Zircon U-Pb age of intrusive rocks and molybdenite Re-Os age for Lianzigou Au deposit in Xiaoqinling area and its geological significance
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摘要:
镰子沟金矿床位于小秦岭金矿集区西部，矿体受断裂和石英脉体控制，围岩蚀变以钾化和硅化为主。矿床浅部以金矿为主，深部发现金钼（共）伴生矿体。为了确定镰子沟金矿床成岩、成矿时代，选择镰子沟金矿床正长斑岩和金钼矿石分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素研究。获得正长斑岩的207Pb/206Pb年龄加权平均值为1802.9±9.9Ma，此年龄明显早于小秦岭地区金矿床的形成时代；获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为128.8±6.5Ma，指示矿床形成于早白垩世，晚于区域已知花岗岩形成时代。综合研究认为，镰子沟金矿床的形成与区域花岗岩无关，可能与深部流体或隐伏岩浆有关。
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关键词:
- 地质特征 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 /
- Re-Os年龄 /
- 成岩成矿时代 /
- 镰子沟金矿床
Abstract:The Lianzigou gold deposit is located in the west of Xiaoqinling Au ore concentration area. The orebodies are hosted in the upper strata of Taihua Group and controlled by fault fracture zone or quartz veins. The wall rock alteration is dominated by potassium alteration and silicification. Au (Mo) orebodies have been discovered in the depth of the deposit. To constrain its petrogenic and metallgogenic ages, the authors carried out LA-ICP-MS zircon U-Pb dating on syenite porphyry and Re-Os dating on molybdenite, respectively. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of syenite porphyry gave a weighted average age of 1802.9±9.9Ma, which is clearly older than the age of large-scale gold mineralization in the Xiaoqinling area. Re-Os dating on molybdenite from the Au orebodies gave an isochron age of 128.8±6.5Ma, indicating that the Au and Mo mineralization occurred in Early Cretaceous. The Re-Os age is younger than the petrogenic ages of granites in the Xiaoqinling area, showing that there is no direct relationship between the known granitic magmatism and the mineralization of the Lianzigou Au deposit. Deep fluids or concealed magmatic intrusion probably played an important role in mineralization.
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小秦岭是中国重要的金矿集中区和矿产地，区内矿床类型以石英脉型为主，构造蚀变岩型、糜棱岩型、复合型及爆破角砾岩型次之[1-6]。近年来，随着整装勘查区危机矿山深部找矿工作证实及矿产资源潜力评价的实施，认为小秦岭深部找矿潜力巨大，仍存在“第二个小秦岭”。长期以来是地勘单位和科研院校重点关注地区，先后开展了大量研究工作，取得丰硕的研究成果，但在成矿时代、成矿物质来源、成矿与燕山期花岗岩的关系等研究方面仍未达成共识：部分学者认为，小秦岭地区金矿床在时间和空间上与燕山期花岗岩和基性脉岩关系密切[1-2, 4, 7]；多数学者倾向于小秦岭金成矿受太华群、燕山期花岗岩和构造多重因素控制[5, 8-10]；部分学者则提出金矿与燕山期花岗岩无关，与深部流体或幔源流体有关[6, 11-14]。镰子沟金矿床位于华北板块南缘小秦岭金矿集区西部，是陕西小秦岭地区即葫芦沟构造蚀变岩型金矿之后发现的第二个蚀变岩型金矿床，矿体受断裂构造和钾化蚀变岩控制明显，目前成矿时代及成矿规律仍然不明晰。本文通过镰子沟金矿床成岩、成矿时代的研究，为小秦岭地区金矿成矿规律、成矿过程与找矿预测提供新的证据。
1. 矿区地质
镰子沟金矿床位于华北板块南缘小秦岭西部驾鹿金矿田内，区域出露地层为太古宇太华群和中元古界高山河群（图 1）。太华群岩石主要由片麻岩、混合岩、斜长角闪岩、变粒岩、浅粒岩及磁铁石英岩等组成，原岩为一套海相中基性火山沉积岩系，形成时代为2.9~1.9Ga[17]。太华群是区域金矿的主要赋矿层位，自下而上分为大月坪组、三关庙组、洞沟组、板石山组和秦仓沟组。高山河群以一层不稳定的石英砾岩层与下伏地层角度不整合接触，主要由滨海-浅海相碎屑岩及镁质碳酸盐岩（中部）组成。矿区主要为太华群秦仓沟组斜长片麻岩和高山河群变石英砂岩夹泥砂质板岩。
近EW向的朱家沟-小河断裂、回马坪-蜂王断裂及NE向太子坪-上坪断裂、高山河-驾鹿断裂构成了区域主构造格架。矿区构造以角度不整合和断裂破碎带构造为主。断裂构造主要是高山河-驾鹿断裂旁侧的次级NE—NNE向断裂，是镰子沟金矿床的控矿构造，穿切不整合界面。
区域岩浆岩以燕山期华山、老牛山花岗岩和元古宙小河花岗岩为主，其次为各类混合岩。矿区范围内除正长斑岩脉、辉绿岩脉和由太华群变质而成的混合花岗岩外，不发育其他岩浆岩（图 1）。2种脉岩均呈NE向，与矿区构造线方向一致。正长斑岩与矿体形态相似，靠近主矿体，呈斑状结构，斑晶主要为粗粒钾长石，基质以细粒钾长石为主，副矿物有锆石、屑石、磷灰石、磁铁矿。钾长石铁染化、高岭土化、绢云母化蚀变强烈，部分钾长石仅残余蚀变斑晶。辉绿岩脉穿切矿区秦仓沟组和高山河群，局部被正长斑岩穿切（镰子沟31勘探线附近）。
2. 矿床（体）地质特征
镰子沟金矿床矿体受区内NE—NNE向断裂构造控制，以蚀变碎裂岩型和石英脉型赋存于太华群秦仓沟组内，部分产于不整合界面之上的高山河群内。现已圈出金矿体8个（Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ）、金钼矿体2个（Ⅳ、Ⅷ号）。其中，Ⅲ-1、Ⅱ-2号为主矿体，分布于秦仓沟组的破碎蚀变带中；Ⅰ号矿体分布于高山河群内（图 1）；Ⅳ、Ⅷ号矿体为隐伏金（钼）矿体，分布于Ⅲ-1矿体上下盘，在深部分别有与Ⅲ-2、Ⅱ-2号矿体合并或相交的趋势（图 2）。矿体整体走向35°~80°，倾向SE，倾角25°~55°，金矿体倾角较陡，金钼矿体倾角较缓。矿体形态多为脉状、似脉状、透镜状，长55~550m，厚1.01~2.55m。矿石类型以石英脉型为主，蚀变碎裂岩型次之，浅表少量氧化型矿石。石英脉型矿石金品位略高，一般为2×10-6~6×10-6，蚀变碎裂岩型矿石金品位一般为0.5×10-6~3×10-6，氧化型矿石金品位则高达上百。金钼矿体中金平均品位为2.3×10-6，共伴生钼最高0.8%，一般小于0.06%。
图 2. 镰子沟金矿床27线剖面1-高山河群碎屑岩; 2-秦仓沟组斜长片麻岩; 3-正长斑岩; 4-不整合接触面; 5-金矿体及矿化体; 6-金钼矿体; 7-钻孔; 8-坑道Figure 2. Geological section along No.27 exploration line of the Lianzigou Au deposit镰子沟金矿床围岩蚀变以破碎带为中心向两侧对称或不对称分布。蚀变带中部以钾化和硅化最强烈，其次为叠加于其上的少量碳酸盐化和重晶石化，中外带以碳酸盐化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化蚀变为主，晚期褐铁矿化沿构造破碎带或矿物裂隙叠加于早期各阶段矿化蚀变岩之上。
矿石中金属矿物以黄铁矿和方铅矿为主，其次为黄铜矿、辉钼矿、黝铜矿、闪锌矿、碲化物[16]；脉石矿物主要有石英、钾长石，其次为绿泥石和绿帘石、高岭土、方解石和绢云母，少量重晶石。金主要以粒间金状态赋存于碲化物与硫化物（如碲化物与锌黝铜矿、碲铅矿与黄铜矿）、硫化物与脉石矿物粒间，其次是裂隙金和包裹金。辉钼矿呈薄膜状分布于钾化脉体的裂隙中或断裂破碎带两壁的断层泥中。
矿石结构有自形、半自形、他形晶粒结构、胶结（交代）结构、包含结构、碎裂结构等；矿石构造主要有块状、脉状、细脉-网脉状、角砾状、浸染状、碎裂状等。
根据矿石矿物共生组合、脉体相互穿插关系等特征，将镰子沟金矿床成矿阶段划分为5个阶段：①钾长石±石英早期蚀变阶段，以带状、团块状、条带状钾长石（图版Ⅰ-C）或脉状钾长石-石英脉为特征，硫化物不发育，矿化弱；②石英-辉钼矿（或黄铁矿）阶段（图版Ⅰ-D、E），以薄膜状、裂隙脉状辉钼矿±石英细脉或石英-黄铁矿细网脉交代钾化蚀变岩为特征，该阶段金、钼同时成矿，矿石的钼品位较高，金品位略低，在Ⅷ号金（钼）矿体中为钾长石-石英-辉钼矿阶段，在其他金矿体中为石英-黄铁矿阶段；③石英-多金属硫化物-碲化物阶段（图版Ⅰ-F、G、H），以多金属硫化物型脉体的出现为特征，是主成矿阶段，黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等多金属硫化物和碲化物发育，伴有微量重晶石、方解石等脉石矿物，金品位较高；④赤铁矿化阶段，以红褐色赤铁矿发育为特征，赤铁矿呈脉状或微细粒状沿矿体（石）裂隙胶结早成矿期的钾长石、石英、硫化物等（图版Ⅰ-I）；⑤方解石-石英阶段，以石英-方解石细脉穿切各阶段蚀变脉体为特征，硫化物较少，成矿弱。
3. 成岩与成矿时代
3.1 正长斑岩U-Pb年龄
根据脉岩的相互穿插关系和蚀变、矿化信息，本次采集镰子沟矿段1300m标高坑道内正长斑岩脉体样品（LZ-20），用LA-ICP-MS技术对其中的锆石进行U-Pb同位素测试。锆石单矿物分选在河北省廊坊市诚信地质服务有限公司进行，锆石制靶及阴极发光（CL）照相在北京锆年领航科技有限公司完成，LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年工作在中国科学院大陆碰撞与高原隆升重点实验室进行。测试方法及流程见参考文献[18]。
正长斑岩锆石呈无色，透明度好，多具磨圆性质，为球粒状及不规则状，极少部分呈短柱状，大小为50~100μm。阴极发光图像显示，绝大多数锆石颜色较深，多呈云雾状，明暗相间的条带结构锆石相对少；部分锆石保存了继承锆石残核，核部颜色发暗，边部具有明亮环带；少数锆石颜色偏白（图 3），可能与锆石中Th含量高、Pb含量低有关。本次选择镰子沟矿段正长斑岩内24颗锆石的25个点进行U-Pb测试（表 1），结果显示，镰子沟矿段正长斑岩锆石的Th/U值为0.28~1.32，多数在0.4~1.0之间（表 1），具有岩浆锆石的Th、U含量特征。根据锆石CL图像和年龄测试数据，锆石可分为4组：第1组由11颗锆石组成（3、6、10~12、18~21、23、24号），锆石CL图像呈云雾状、部分显示振荡环带，获得较好的谐和年龄，在谐和图上与不一致线的交点年龄为1803 ± 21Ma，其207Pb/206Pb年龄加权平均值为1802.9±9.9Ma（MSWD=0.0057）（图 4-b），可代表正长斑岩的结晶年龄，即正长斑岩形成于1802.9± 9.9Ma；第2组锆石（4、5、7、14、16、17号）显示明显的核幔结构，表面年龄较老，为捕获或继承锆石，其中7、14、16、17号测点207Pb/206Pb年龄加权平均值为2450±11Ma，4、5号测点207Pb/206Pb年龄加权平均值为2300±13Ma，指示捕获或继承锆石形成于古元古代，且早期可能存在2期岩浆活动；第3组锆石（2、13、22号）虽然获得较小的表面年龄（1290 ± 1181Ma、1353±119Ma），但误差过大（表 1），属不可靠年龄，不参与年龄计算；第4组锆石（1、8、9、15、25号）CL图像偏白，年龄数据谐和度差，在谐和图上远离谐和曲线（图 4-a），可能由于Pb丢失引起，也不参与年龄计算。
图 3. 镰子沟金矿床正长斑岩锆石阴极发光（CL）图像及测试位置Figure 3. CL images of the analyzed zircons of syenite-porphyry from the Lianzigou Au deposit
图 4. 镰子沟金矿床正长斑岩锆石U-Pb谐和图Figure 4. Concordia diagrams of zircon U-Pb ages for syenite-porphyry from the Lianzigou Au deposit表 1. 镰子沟金矿床正长斑岩LA- ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据Table 1. LA- ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic data for syenite-porphyry from the Lianzigou Au deposit分析点号 Th/10-6 U/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma 207Pb/206Pb +1σ 207Pb/235U +1σ 206Pb/238U +1σ 207Pb/206Pb +1σ 207Pb/235U +1σ 206Pb/238U +1σ LZ-20-3 88 114 0.77 0.11033 0.00159 4.7408 0.07512 0.31165 0.00404 1805 13 1774 13 1749 20 LZ-20-6 49 56 0.87 0.11013 0.00375 4.75394 0.16408 0.31309 0.00551 1802 38 1777 2 1756 27 LZ-20-10 118 110 1.08 0.11014 0.00168 4.51894 0.07516 0.29757 0.00388 1802 14 1734 14 1679 19 LZ-20-11 24 31 0.78 0.11036 0.00468 4.799 0.20184 0.31536 0.00623 1805 48 1785 35 1767 31 LZ-20-12 96 345 0.28 0.11027 0.00195 4. 96993 0.09337 0.32686 0.0044 1804 17 1814 16 1823 21 LZ-20-18 23 30 0.76 0.11045 0.00647 4.96918 0.28668 0.32627 0.00828 1807 68 1814 49 1820 10 LZ-20-19 88 143 0.62 0.11027 0.00404 4.85384 0.17904 0.31922 0.00485 1804 45 1794 31 1786 24 LZ-20-20 113 130 0.87 0.11017 0.00154 4.89413 0.07565 0.32216 0.00419 1802 13 1801 13 1800 20 LZ-20-21 2: 45 0.56 0.11004 0.00437 4.83971 0.19082 0.31896 0.00623 1800 44 1792 33 1785 30 LZ-20-23 167 200 0.84 0.1102 0.00125 4.61519 0.06121 0.30373 0.00383 1803 11 1752 11 1710. 19 LZ-20-24 269 283 0.95 0.11013 0.00131 5.04404 0.0692 0.33215 0.00422 1802 11 1827 12 1849 20 LZ-20-4 151 273 0.55 0.14625 0.0017 8.59821 0.11647 0.42639 0.00543 2303 10 2296 12 2289 25 LZ-20-5 93 263 0.35 0.14573 0.00165 8.49724 0.11317 0.42289 0.00536 2296 10 2286 12 2274 24 LZ-20-7 100 267 0.37 0.15914 0.00197 10.33216 0.1462 0.47087 0.00609 2447 11 2465 13 2487 27 LZ-20-14 213 324 0.66 0.15962 0.00209 10.1717 0.15091 0.46215 0.00612 2452 11 2451 14 2449 27 LZ-20-16 259 197 132 0.15983 0.00238 10.08622 0.16535 0.45768 0.00609 2454 13 2443 15 2429 27 LZ-20-17 114 194 0.59 0.15919 0.00189 10.19534 0.14012 0.46448 0.00588 2447 10 2453 13 2459 26 LZ-20-1 130 227 0.57 0.1391 0.00473 6.39143 0.1963 0.33325 0.00487 2216 60 2031 27 1854 24 LZ-20-8 200 184 1.09 0.32585 0.00338 14 3458 0.17879 0.3193 0.00401 3598 9 2773 12 1786 20 LZ-20-9 314 368 0.85 0.18304 0.00481 8.821 0.19457 0.34952 0.00498 2681 44 2320 20 1932 24 LZ-20-15 97 190 0.51 0.14523 0.0046 6.00355 0.16877 0.29981 0.00439 2291 56 1976 24 1690 22 LZ-20-25 35 48 0.73 0.15786 0.00273 6.63535 0.12122 0.30483 0.00428 2433 14 2064 1 1715 21 LZ-20-2 42 66 0.63 0.0839 0.04434 .1.38335 0.72769 0.11958 0.00603 1290 1181 882 310 728 35 LZ-20-13 444 436 1.02 0.04605 0.00656 0.34164 0.04832 0.05381 0.00088 / 259 298 37 338 5 LZ-20-22 43 58 0.64 0.08664 0.00519 2.18226 0.12608 0.18267 0.00291 1353 119 1175 40 1082 16 注“：/”表示无数据 | Show Table
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3.2 辉钼矿Re-Os年龄
为准确厘定镰子沟金矿床的成矿时代，笔者选取了1220中段Ⅷ号金（钼）矿体中4件钾长石-石英脉型（LZ-11、LZ-12、LZ-13、LZ-14）和1件碎裂岩型（LZ-15）矿石进行了辉钼矿Re-Os同位素测年。镰子沟金矿床金（钼）矿石中辉钼矿颗粒细小，且与断层泥混合产出，难以采用手工提纯法进行挑选。本次选择无污染浮选法对采集的辉钼矿样品进行提纯，优选出纯度均大于50%的单矿物（符合测试要求）进行测试。自然界中的Re和Os主要富集于辉钼矿中，除与基性、超基性岩有关的硫化物矿床外，其他矿床硫化物中的Re和Os含量甚微，基本不影响Re-Os同位素测年。辉钼矿浮选提纯工作在西北有色地质研究院完成，辉钼矿Re-Os同位素测试工作在国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室完成。分析方法及程序详见Du等[19]。
从测试结果（表 2）可以看出，5件辉钼矿样品的Re含量变化较大，为70.41×10-9~390.70×10-9，平均182.21×10-6；187Os含量较低，为0.15×10-9~0.78×10-9，平均0.44×10-9；普通Os含量较高，为0.20×10-9~3.77×10-9，平均1.99×10-9。187Os/普Os值为0.14~1.04，远小于20，指示普通Os中含有非放射成因187Os，不能直接用于模式年龄计算，必须扣除普通Os中非放射成因187Os进行修正计算[20]（详见讨论部分）。对于辉钼矿187Os/188Os值小于10的样品，187Re/188Os-187Os/188Os等时线年龄可与地质背景相符[21]。镰子沟金矿床辉钼矿187Os/188Os值（1.07~ 8.02）小于10，采用Ludwig[22]编写的3.0版Isoplot程序计算等时线年龄并绘图，得到187Os/188Os初始值为0.75±0.13，等时线年龄为128.8±6.5Ma(MSWD=15)（图 5），可代表镰子沟金矿床的成矿年龄。
表 2. 镰子沟金矿床辉钼矿Re-Os同位素测试结果Table 2. Analytical result of Re-Os isotopes of molybdenites from the Lianzigou Au deposit样名 矿石类型 样重/g Re/10-9 普Os/10-9 187Re/10-9 187Os/10-9 187Os/普
Os测定值 2 测定值 2 测定值 2 测定值 2 LZ-11 钾长石-石英脉型 0.25 97.11 1.51 0.20 < 0.01 61.04 0.95 0.15 < 0.01 0.78 LZ-12 0.25 390.70 2.48 2.88 0.02 245.56 1.56 0.78 < 0.01 0.27 LZ-13 0.19 173.25 1 66 0.25 < 0.01 108.89 1.04 0.26 < 0.01 1.04 LZ-14 0.25 179.59 1.80 3.77 0.07 112.88 1.13 0.62 < 0.01 0.16 LZ-15 碎裂岩型 0.25 70.41 0.71 2.84 0.04 44.25 0.44 0.39 < 0.01 0.14 | Show TableDownLoad:
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4. 讨论
4.1 辉钼矿模式年龄计算
Re-Os定年法是基于187Re衰变产生187Os来计算地质年龄[23-24]。一般认为，辉钼矿中的187Os主要是放射成因而成，辉钼矿中几乎不含普通Os或含微量普通Os，不会显著影响Re-Os年龄的准确计算，但统计研究发现，少量矿床中辉钼矿的普Os中含有不可忽视的非放射成因187Os，对辉钼矿Re-Os模式年龄产生较大影响，在Re-Os年龄计算中必须考虑扣除非放射成因187Os的贡献[20]。当硫化物中187Os /普Os值小于20时，必须考虑普Os对模式年龄的影响[20-21]。镰子沟矿床除辉钼矿外，其他矿物基本不含Re、Os，辉钼矿中普通Os含量非样品不纯引起。按照李超等[20]提出的计算方法和程序，在求得初始187Os/188Os值的基础上，利用187Os/188Os初始比值对含有普通Os样品的非放射成因187Os进行扣除后，得到修正后的模式年龄，获得镰子沟辉钼矿模式年龄为121~158Ma（表 3），与等时线年龄接近，指示测试可靠度较高。辉钼矿Re-Os测年结果表明，镰子沟金矿床形成于早白垩世。
表 3. 镰子沟金矿床辉钼矿Re-Os同位素参数及模式年龄Table 3. Re-Os isotopic parameters and model ages of the molybdenites from the Lianzigou Au deposit样名 187Re/188Os 187Os/188Os 等时线初始值 模式年龄/Ma 测定值 2σ 测定值 2σ 187Os/188Os 修正后 LZ-11 2399 47.08 5.96 0.11 0.75+0.13 130.19 LZ-12 655 6.87 2.08 0.02 121.25 LZ-13 3388 69.72 8.02 0.18 128.72 LZ-14 229 5.06 1.25 0.03 131.35 LZ-15 119 1.95 1.07 0.02 158.63 注:扣除非放射成因的普Os中187Os计算模式年龄方法见李超等[20] | Show TableDownLoad:
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4.2 成岩、成矿年龄及地质意义
基性脉岩（煌斑岩、辉绿岩、辉长闪长岩等）往往与金矿床存在密切的时空和成因联系[1, 25-26]。前人根据小秦岭金矿区各种脉岩的相互穿切关系，判断它们形成的先后序依次为：辉长辉绿岩→辉绿玢岩→正长班岩→云煌岩，而金矿的形成介于正长斑岩和云煌岩之间[4]。前已述及，镰子沟矿区辉绿岩发育，辉绿岩在局部被正长斑岩穿切，指示辉绿岩的形成应早于或接近于正长斑岩的形成。LAICP-MS锆石U-Pb同位素测定给出镰子沟金矿床正长斑岩的年龄为1802.9±9.9Ma，形成于古元古代。近年来对小秦岭金矿集区大量基性脉岩的锆石U-Pb定年发现，除部分脉岩形成于燕山期外，越来越多的证据显示这些基性脉岩多形成于古元古代[27-28]，明显早于小秦岭地区金矿床的形成。镰子沟辉绿岩、正长斑岩与小秦岭金矿集区内基性脉岩及熊耳群火山岩（1.8~1.75Ga）[29]的时代基本一致，与金矿成矿无关，是华北板块在古元古代末发生大规模裂解的响应[30]。
辉钼矿Re-Os等时线年龄给出的镰子沟金矿床成矿年龄为128.8±6.5Ma，略晚于金堆城钼矿床的形成时代（138Ma）[19]，与河南构造蚀变岩型金矿（前河、公峪）[31]及石英脉型金矿（杨砦峪、东闯、Q875）[32]的形成时代一致，表明早白垩世是小秦岭地区金矿的主要成矿期之一。在缺乏高精度测年数据的时代，一般认为秦岭地区的金矿床多与中生代花岗岩有关，特别是文峪花岗岩[2, 4, 7]。近年来，精确的Ar-Ar、Re-Os、U-Pb等同位素测年和地球化学分析证明，中生代小秦岭地区已出露的花岗岩主要形成于160~130Ma（晚侏罗世—早白垩世），如华山岩体锆石U-Pb年龄为134±1Ma[33]，老牛山岩体锆石U-Pb年龄为146±1Ma[34]，文峪岩体锆石U-Pb年龄为138±3Ma[14]。这些花岗质岩体均是古老地壳物质部分熔融的产物，形成于区域挤压向伸展转换的开始，仅有少量幔源物质参与[35]。而小秦岭地区绝大多数金矿床成矿年龄集中于130~120Ma（早白垩世）[32, 36]，部分金矿床形成于印支期[6]，如东桐峪217Ma[37]、大湖218Ma[38]等，这些金矿床的成矿流体多为幔源流体[11]。中生代早期金矿成矿年龄早于区域花岗岩的形成年龄，而晚期金矿成矿年龄基本滞后于这些花岗岩的成岩年龄，与区域变质核杂岩[39]的形成时代吻合，是晚中生代区域伸展构造背景的产物。无论是早期金矿还是晚期金矿均与区域已出露花岗岩在形成时代上存在差距。虽然镰子沟金矿床成矿年龄与华山花岗岩的形成时代接近，但略滞后，且已结晶花岗质岩体是否还能分异出大量的成矿流体，仍有待进一步证实。小秦岭地区中生代花岗岩的微量元素分析也显示，这些花岗岩中Au含量较低（0.3×10-9~0.9×10-9）[40]，难以为金成矿提供足够的金属物源。硫同位素分析表明，区域已出露花岗岩的硫同位素值均为较小的正值（2.1‰~ 4.3‰），平均3.4‰[10]。镰子沟金矿床距华山岩体约10km，含矿热液总硫值为-3.6‰[41]，与区域出露的花岗岩明显不同。因此，镰子沟金矿床的形成与华山花岗岩关系不密切，矿体受张性构造和石英脉控制，矿区钾化蚀变强烈且广泛，具有岩浆热液蚀变特征，指示成矿可能与深部流体或早白垩世隐伏岩浆有关，是早白垩世华北克拉通岩石圈大规模减薄背景下的产物[12, 42]。
5. 结论
镰子沟金矿床是产于小秦岭太华群上部层位的构造蚀变岩型金矿床，本文通过矿区正长斑岩锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os测年，获得如下结论。
（1）正长斑岩锆石U-Pb测年表明，成岩作用发生于古元古代（1802.9±9.9Ma），与区域多数基性脉岩及熊耳群火山岩的形成时代相当，远早于小秦岭地区大规模金矿化时间，成岩与成矿不存在成因关系。
（2）镰子沟金矿床矿石中辉钼矿与其他矿床不同，含有较高的普通Os，计算模式年龄时需要扣除普通Os。辉钼矿Re-Os等时线年龄为128.8 ± 6.5Ma，通过187Os/188Os初始比值修正计算的模式年龄与等时线年龄基本一致，指示矿化作用发生于早白垩世，略晚于区域花岗岩的形成时代。
（3）综合地质、地球化学及同位素证据，认为镰子沟矿床成矿与中生代花岗岩无直接关系。
致谢
野外工作得到镰子沟金矿汪道东总经理、李栋副总经理等的大力支持，锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素测试及数据处理分别得到中国地质大学（武汉）张东阳博士和中国地质科学院侯李超博士的帮助，在此一并表示谢意。
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表 1 镰子沟金矿床正长斑岩LA- ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据
Table 1. LA- ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic data for syenite-porphyry from the Lianzigou Au deposit
分析点号 Th/10-6 U/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma 207Pb/206Pb +1σ 207Pb/235U +1σ 206Pb/238U +1σ 207Pb/206Pb +1σ 207Pb/235U +1σ 206Pb/238U +1σ LZ-20-3 88 114 0.77 0.11033 0.00159 4.7408 0.07512 0.31165 0.00404 1805 13 1774 13 1749 20 LZ-20-6 49 56 0.87 0.11013 0.00375 4.75394 0.16408 0.31309 0.00551 1802 38 1777 2 1756 27 LZ-20-10 118 110 1.08 0.11014 0.00168 4.51894 0.07516 0.29757 0.00388 1802 14 1734 14 1679 19 LZ-20-11 24 31 0.78 0.11036 0.00468 4.799 0.20184 0.31536 0.00623 1805 48 1785 35 1767 31 LZ-20-12 96 345 0.28 0.11027 0.00195 4. 96993 0.09337 0.32686 0.0044 1804 17 1814 16 1823 21 LZ-20-18 23 30 0.76 0.11045 0.00647 4.96918 0.28668 0.32627 0.00828 1807 68 1814 49 1820 10 LZ-20-19 88 143 0.62 0.11027 0.00404 4.85384 0.17904 0.31922 0.00485 1804 45 1794 31 1786 24 LZ-20-20 113 130 0.87 0.11017 0.00154 4.89413 0.07565 0.32216 0.00419 1802 13 1801 13 1800 20 LZ-20-21 2: 45 0.56 0.11004 0.00437 4.83971 0.19082 0.31896 0.00623 1800 44 1792 33 1785 30 LZ-20-23 167 200 0.84 0.1102 0.00125 4.61519 0.06121 0.30373 0.00383 1803 11 1752 11 1710. 19 LZ-20-24 269 283 0.95 0.11013 0.00131 5.04404 0.0692 0.33215 0.00422 1802 11 1827 12 1849 20 LZ-20-4 151 273 0.55 0.14625 0.0017 8.59821 0.11647 0.42639 0.00543 2303 10 2296 12 2289 25 LZ-20-5 93 263 0.35 0.14573 0.00165 8.49724 0.11317 0.42289 0.00536 2296 10 2286 12 2274 24 LZ-20-7 100 267 0.37 0.15914 0.00197 10.33216 0.1462 0.47087 0.00609 2447 11 2465 13 2487 27 LZ-20-14 213 324 0.66 0.15962 0.00209 10.1717 0.15091 0.46215 0.00612 2452 11 2451 14 2449 27 LZ-20-16 259 197 132 0.15983 0.00238 10.08622 0.16535 0.45768 0.00609 2454 13 2443 15 2429 27 LZ-20-17 114 194 0.59 0.15919 0.00189 10.19534 0.14012 0.46448 0.00588 2447 10 2453 13 2459 26 LZ-20-1 130 227 0.57 0.1391 0.00473 6.39143 0.1963 0.33325 0.00487 2216 60 2031 27 1854 24 LZ-20-8 200 184 1.09 0.32585 0.00338 14 3458 0.17879 0.3193 0.00401 3598 9 2773 12 1786 20 LZ-20-9 314 368 0.85 0.18304 0.00481 8.821 0.19457 0.34952 0.00498 2681 44 2320 20 1932 24 LZ-20-15 97 190 0.51 0.14523 0.0046 6.00355 0.16877 0.29981 0.00439 2291 56 1976 24 1690 22 LZ-20-25 35 48 0.73 0.15786 0.00273 6.63535 0.12122 0.30483 0.00428 2433 14 2064 1 1715 21 LZ-20-2 42 66 0.63 0.0839 0.04434 .1.38335 0.72769 0.11958 0.00603 1290 1181 882 310 728 35 LZ-20-13 444 436 1.02 0.04605 0.00656 0.34164 0.04832 0.05381 0.00088 / 259 298 37 338 5 LZ-20-22 43 58 0.64 0.08664 0.00519 2.18226 0.12608 0.18267 0.00291 1353 119 1175 40 1082 16 注“：/”表示无数据
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表 2 镰子沟金矿床辉钼矿Re-Os同位素测试结果
Table 2. Analytical result of Re-Os isotopes of molybdenites from the Lianzigou Au deposit
样名 矿石类型 样重/g Re/10-9 普Os/10-9 187Re/10-9 187Os/10-9 187Os/普
Os测定值 2 测定值 2 测定值 2 测定值 2 LZ-11 钾长石-石英脉型 0.25 97.11 1.51 0.20 < 0.01 61.04 0.95 0.15 < 0.01 0.78 LZ-12 0.25 390.70 2.48 2.88 0.02 245.56 1.56 0.78 < 0.01 0.27 LZ-13 0.19 173.25 1 66 0.25 < 0.01 108.89 1.04 0.26 < 0.01 1.04 LZ-14 0.25 179.59 1.80 3.77 0.07 112.88 1.13 0.62 < 0.01 0.16 LZ-15 碎裂岩型 0.25 70.41 0.71 2.84 0.04 44.25 0.44 0.39 < 0.01 0.14
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表 3 镰子沟金矿床辉钼矿Re-Os同位素参数及模式年龄
Table 3. Re-Os isotopic parameters and model ages of the molybdenites from the Lianzigou Au deposit
样名 187Re/188Os 187Os/188Os 等时线初始值 模式年龄/Ma 测定值 2σ 测定值 2σ 187Os/188Os 修正后 LZ-11 2399 47.08 5.96 0.11 0.75+0.13 130.19 LZ-12 655 6.87 2.08 0.02 121.25 LZ-13 3388 69.72 8.02 0.18 128.72 LZ-14 229 5.06 1.25 0.03 131.35 LZ-15 119 1.95 1.07 0.02 158.63 注:扣除非放射成因的普Os中187Os计算模式年龄方法见李超等[20]
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图(6)
表(3)
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