王 梁，王根厚，雷時(shí)斌，常春郊，侯萬榮 ，賈麗瓊，趙廣明，陳海艦

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 2. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000；3. 武警黃金指揮部，北京 100055；4. 武警黃金第二支隊(duì)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010)

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內(nèi)蒙武川后石花金礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡及其地質(zhì)意義

王 梁1,2，王根厚1，雷時(shí)斌3，常春郊2，侯萬榮4，賈麗瓊1，趙廣明4，陳海艦4

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 2. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000；3. 武警黃金指揮部，北京 100055；4. 武警黃金第二支隊(duì)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010)

后石花金礦是華北克拉通北緣一小型石英脈型金礦床。對礦體5件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素分析, 獲得了介于280.3±3.8～283.0±3.9Ma，加權(quán)平均為282.0±1.8Ma(MSWD=0.28)的同位素模式年齡，以及一個(gè)相關(guān)性很好的等時(shí)線年齡281.9±1.8Ma(MSWD=0.57)，表明礦床形成于早二疊世，推測是海西晚期古亞洲洋俯沖體制下陸緣弧背景中構(gòu)造-熱液成礦事件產(chǎn)物。綜合區(qū)域資料認(rèn)為，華北北緣中段在海西晚期曾發(fā)生過重要成礦作用，但多在后期被剝蝕破壞。華北北緣中段大陸弧范圍內(nèi)，疊加在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底韌性剪切帶之上的脆性斷裂構(gòu)造帶，以及華北北緣早古生代增生帶內(nèi)部，是形成海西晚期金、鉬礦床的有利部位。

Re-Os同位素定年 輝鉬礦 后石花金礦 華北北緣

Wang Liang, Wang Gen-hou, Lei Shi-bin, Chang Chun-jiao, Hou Wan-rong, Jia Li-qiong, Zhao Guang-ming, Chen Hai-jian. Re-Os dating of molybdenites from the Houshihua gold deposit in Wuchuan County, Inner Mongolia and its geological significance[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(3):0422-0431.

成礦年代學(xué)是礦床學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，獲得高精度的礦床成礦年齡是分析礦床形成機(jī)制，闡明成礦規(guī)律和反演地球動(dòng)力學(xué)背景的關(guān)鍵。作為最重要的金礦床類型之一，石英脈型金礦由于圍巖蝕變發(fā)育程度較弱，往往從中較難挑選出適于同位素定年的礦物。另一方面，石英脈型金礦的產(chǎn)出受構(gòu)造控制明顯，而由于構(gòu)造活動(dòng)的多期性，后期構(gòu)造熱事件將有可能導(dǎo)致定年礦物的同位素體系擾動(dòng)，發(fā)生同位素丟失，致使所得同位素年齡的地質(zhì)意義不明確。因此，對石英脈型金礦成礦時(shí)代的精確測定一直是一道難題(畢詩健等，2008)。較之間接確定成礦年齡的含鉀蝕變礦物的K-Ar及Ar-Ar同位素體系，輝鉬礦的Re-Os同位素體系具有較高的封閉溫度，不易受到后期熱液、變質(zhì)和構(gòu)造事件的影響，因此Re-Os年齡能夠精確地代表硫化物的形成時(shí)代(謝桂青等，2009)，更接近金屬礦床真實(shí)成礦年齡。近年來，在華北克拉通南北緣均發(fā)現(xiàn)了大量金鉬礦床，不但打破了金鉬不能共生這一傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，而且為礦床成礦時(shí)代的準(zhǔn)確厘定提供了絕佳的條件。對這些礦床中輝鉬礦的Re-Os定年在確定金鉬礦化時(shí)代方面均取得了很好的效果(李厚民等，2007；李諾等，2008；王義天等，2010；侯萬榮等，2011a；宋揚(yáng)等，2011)。

后石花金礦位于內(nèi)蒙古武川縣縣城西南38km的哈拉合少鄉(xiāng)境內(nèi)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°47′～110°48′，北緯40°54′～40°57′。該礦床是武警黃金部隊(duì)第十一支隊(duì)(現(xiàn)為二支隊(duì))于1984年在大青山地區(qū)開展礦點(diǎn)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)過近幾年的詳細(xì)勘查工作，目前已控制金資源量2.71t，平均品位為7.26g/t，為一小型石英脈型金礦床。作為華北克拉通北緣多金屬成礦帶的重要組成部分，該礦床長期為地質(zhì)工作者所關(guān)注，圍繞著該礦床的地質(zhì)特征、成礦流體、成礦物質(zhì)來源、成因機(jī)制、深部和外圍找礦遠(yuǎn)景等內(nèi)容，學(xué)者們進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩成果(陳紀(jì)明等，1996；徐九華等，1998；賈國志等，1999；梁一鴻，2004；鄭翻身等，2005)。然而，由于測試技術(shù)方法自身的缺陷及測年對象選擇的差異，關(guān)于該礦床的成礦年代，這一礦床學(xué)研究中至關(guān)重要的問題，目前卻仍然存在較大的爭議，直接制約著對礦床形成機(jī)制及成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)。為此，本次對后石花金礦床含金石英脈中輝鉬礦開展了Re-Os同位素定年工作，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化和前人研究成果，對后石花金礦成礦時(shí)代、構(gòu)造背景進(jìn)行了探討，以期為理解華北北緣多期次金鉬成礦作用特征和規(guī)律以及找礦勘查方向提供更多證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

后石花金礦大地構(gòu)造位置屬于華北克拉通北緣中段，內(nèi)蒙古隆起中部，隸屬烏拉山-大青山成礦帶(圖1(a))。南以包頭-呼和浩特?cái)嗔褞榻缗c鄂爾多斯坳陷帶相依，北以臨河-集寧斷裂帶與中元古代蓋層組成的內(nèi)蒙高原相鄰。

區(qū)域內(nèi)出露地層以早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和顯生宙沉積巖系為主(圖1(b))。其中前寒武紀(jì)巖系包括中太古界集寧群、烏拉山群高級變質(zhì)巖系，古-中元古界二道凹群和馬家店群中低級變質(zhì)巖系，以及弱變質(zhì)-未變質(zhì)的中元古界沉積蓋層(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991；陳紀(jì)明等，1996；聶鳳軍等，2005；王國瑞等，2014)。烏拉山群巖性組合主要為斜長角閃巖、片麻巖、磁鐵石英巖、混合巖和大理巖等，而集寧群變質(zhì)程度高于烏拉山群，達(dá)到麻粒巖相，巖石組合主要為片麻巖、麻粒巖、斜長角閃巖、混合巖等。二道凹群和馬家店群主要由大理巖、片巖、板巖和變質(zhì)砂巖組成。顯生宙沉積巖系主要為侏羅系及白堊系河湖相含煤陸源碎屑巖系，巖性為砂巖、泥巖、頁巖等。

研究區(qū)歷經(jīng)漫長地質(zhì)演化，區(qū)域構(gòu)造十分復(fù)雜。東西兩段分別由烏拉山和大青山復(fù)背斜組成，構(gòu)成區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格架。固陽-新建-下濕壕-武川、哈達(dá)門溝-五當(dāng)召、烏蘭不浪-哈達(dá)門溝東三條近東西向展布的古老區(qū)域性韌性剪切帶貫穿烏拉山-大青山一線。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條區(qū)域性脆性斷裂，其中規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂主要有近東西向的包頭—呼和浩特?cái)嗔褞Ш团R河-集寧斷裂帶，以及北西向延伸的固陽-土默特左旗斷裂帶(圖1(b))。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，從太古宙到燕山期發(fā)育多期次巖漿活動(dòng)，并以海西期和印支期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，與成礦作用關(guān)系最為密切。其中，海西期巖漿活動(dòng)以大樺背巖體花崗巖為代表，該巖體形成時(shí)代為328Ma，顯示出與大陸島弧巖漿作用相似的I型花崗巖特征。印支期巖漿活動(dòng)則以沙德蓋鉀長花崗巖為代表，其形成時(shí)代為220Ma，地球化學(xué)特征顯示出后碰撞花崗巖的特點(diǎn)(侯萬榮等，2011b)。另外，在整個(gè)大青山-烏拉山地區(qū)，巖脈廣泛發(fā)育，尤以花崗偉晶巖脈為甚，發(fā)育近千余條。偉晶巖脈寬數(shù)十厘米到數(shù)米，主體為近東西向展布，脈長多數(shù)十米，最長者可達(dá)2km以上，其形成時(shí)間從元古宙延續(xù)至燕山期。

圖1 內(nèi)蒙古烏拉山-大青山地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)陳紀(jì)明等，1996修改)Fig.1 Simplified geological map of the Wulashan-Daqingshan region, Inner Mongolia (modified after Chen et al.,1996) 1-第四系；2-中生界；3-早中元古界二道洼群-馬家店群；4-中元古界；5-太古界烏拉山群；6-太古界集寧群；7-中生代巖漿巖；8-晚古生代巖漿巖；9-早古生代巖漿巖；10-元古宙巖漿巖；11-太古宙巖漿巖；12-斷裂；13-金礦； 主要斷裂：①-包頭-呼和浩 特?cái)嗔褞?；?臨河-集寧斷裂帶；③-固陽-土默特左旗斷裂帶 1-Quaternary; 2-Mesozoic Strata; 3-Mesoproterozoic-Neoproterozoic Erdaowu Group and Majiadian Group; 4-Mesoproterozoic Strata; 5-Archean Wulashan Group; 6-Archean Jining Group; 7-Mesozoic magmatic rock; 8-late Paleozoic magmatic rock; 9-early Paleozoic magmatic rock; 10-Proterozoic magmatic rock; 11-Archean magmatic rock; 12-fracture; 13-gold deposit； names of numbered faults: ①- Baotou-Hohhot fracture; ②-Linhe-Jining fracture；③-Guyang-Tumd Left Banner fracture

圖2 后石花金礦地質(zhì)簡圖Fig.2 Simplified geological map of the Houshihua gold deposit 1-第四系；2-烏拉山群變質(zhì)巖；3-斜長花崗巖；4-橄欖巖 脈；5-中酸性巖脈；6-礦脈及其編號；7-斷層及其編號 1-Quaternary; 2-Wulashan Group; 3-plagioclase granite; 4-dunite dike; 5-medium-acid dike; 6-ore vein and its number; 7 -fault and its number

迄今，先后在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了哈達(dá)門溝金礦、夾浪溝金礦、后石花金礦、東伙房金礦、摩天嶺金礦、十八傾壕金礦、土城梁金礦、大西溝金礦等大中型金礦以及礦化點(diǎn)七十余處。其西部烏拉山地區(qū)一般以Au礦化為主，伴有Au、Ag、W、Mo、Pb、Te異常，而東部大青山地區(qū)則以Au、Ag礦化為主，伴有As、Sb、U異常(陳紀(jì)明等，1996)。除金礦外，區(qū)內(nèi)另一種主要金屬礦產(chǎn)為鐵礦，賦存于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底之中。而非金屬礦產(chǎn)主要有石墨礦、白云母礦、蛭石礦等。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為太古宇烏拉山群，呈近東西向帶狀展布，為一套變質(zhì)相達(dá)角閃巖相-麻粒巖相的深變質(zhì)巖系。按照變質(zhì)巖石組合不同，自下而上可分為兩個(gè)巖石單元。下部主要是黑云角閃質(zhì)片麻巖，巖石類型包括含石英輝石斜長角閃巖、含石英鉀長/二長角閃巖、斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、黑云角閃二長片麻巖、黑云鉀長/二長片麻巖夾輝石磁鐵石英巖等；而上部巖石單元總體與孔茲巖系相當(dāng)，主要為石榴黑云二長/斜長片麻巖、夕線石榴堇青黑云二長/斜長片麻巖、(石墨)大理巖、長石石英巖、黑云變粒巖等(李樹勛等，1994)。其中，上部巖石單元為礦區(qū)重要的賦礦層位，賦礦圍巖主要為角閃斜長片麻巖、含榴斜長片麻巖和大理巖以及這些巖石在韌性剪切作用下改造形成的構(gòu)造片巖。

礦區(qū)構(gòu)造形跡復(fù)雜，褶皺、斷裂構(gòu)造非常發(fā)育。東西向展布的大青山復(fù)背斜是區(qū)內(nèi)主要的褶皺構(gòu)造，整個(gè)礦區(qū)便位于此復(fù)背斜的北翼。斷裂構(gòu)造是礦區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，主要包括早期的韌性剪切帶和晚期的脆性斷裂。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的韌性剪切帶區(qū)域上屬于固陽-新建-下濕壕-武川韌性剪切帶的一部分，出露寬度約為200～600m之間，傾向NW，傾角在60°左右。帶內(nèi)巖石大多發(fā)生明顯的韌性變形，可見鞘褶皺、眼球狀長石殘斑、書斜構(gòu)造、拔絲石英等典型韌性剪切現(xiàn)象。其中大理巖變形程度最強(qiáng)，多發(fā)育千糜巖化及超糜棱巖化，而角閃巖類變形較弱，多發(fā)育糜棱巖及初糜棱巖。該韌性剪切帶作為構(gòu)造軟弱帶，后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)容易使之再活動(dòng)從而為熱液運(yùn)移及礦質(zhì)沉淀提供通道和場所，是容礦斷裂發(fā)育的基礎(chǔ)構(gòu)造。脆性斷裂多呈NE向展布，主要發(fā)育有F3及F4兩條較大規(guī)模的斷裂。其中F3斷裂的走向?yàn)镹E60°左右，傾向NW，傾角在70～80°之間，斷裂帶寬約50m，為右行壓剪性斷裂。斷層上盤為烏拉山群地層，下盤為加里東期片麻狀斜長花崗巖(陳紀(jì)明等，1996)。F4斷裂為礦區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，沿之上下盤巖石中發(fā)育有多條規(guī)模較大礦脈。該斷裂疊加在韌性剪切帶中心位置，巖石變形較強(qiáng)，顯示強(qiáng)烈的擠壓破碎特征。斷裂產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，斷裂破碎帶寬6～10m，走向?yàn)镹E50°左右，傾向約為320°，傾角多在60～70°之間，力學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為先壓剪后張剪的特點(diǎn)。

區(qū)內(nèi)出露面積最大的巖漿巖為位于礦區(qū)東南部的片麻狀斜長花崗巖，在區(qū)域上屬于六頂丈房巖體的一部分。巖石呈灰白色，中粒結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要由奧長石、石英、角閃石、輝石和少量微斜長石構(gòu)成。礦區(qū)內(nèi)脈巖比較發(fā)育，主要有長英質(zhì)巖脈和超基性巖脈兩類。長英質(zhì)巖脈除個(gè)別脈長度大于百米外，多數(shù)為十余米左右的小脈，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由石英、更長石和微斜長石組成。超基性巖脈僅在礦區(qū)北部發(fā)育一條，寬10～20m左右，長約200m，巖性屬于橄欖巖，蛇紋石化強(qiáng)烈。

礦區(qū)內(nèi)目前共發(fā)現(xiàn)含金石英脈30余條，可劃分為五個(gè)脈帶①。各脈帶長度約在270～1200m左右，寬度約變化于0.7～100m之間。其中，Ⅰ號脈與Ⅲ號脈規(guī)模最大，地表在NE方向合并為一條，向SW逐漸分開，最大間距約40m。Ⅳ號脈與Ⅰ號脈大致平行，而Ⅱ、Ⅴ號脈與Ⅳ號脈則總體具有向NE方向收斂，SW方向撒開，呈帚狀分布的特征。這些礦脈總體走向?yàn)镹E-SW向，傾向多集中在270°～325°，傾角變化于60°～80°之間，深部普遍很陡。礦脈總體多具有向NE向側(cè)伏的趨勢，側(cè)伏角在30°～45°左右。礦體多呈脈狀、扁豆?fàn)钜约巴哥R狀，沿走向具有尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合以及斜列式現(xiàn)象。

礦石平均品位在6.93×10-6～7.70×10-6，單樣最高品位可達(dá)151.66×10-6，可分為石英脈型及蝕變巖型兩種(圖3(a)-(b))，其中石英脈型礦石占絕大多數(shù)，且具有較高的品位①。礦石礦物成分復(fù)雜。金主要以自然金的形式存在，少量賦存于碲金礦、碲金銀礦、葉碲礦。礦石原生金屬礦物主要是黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦(圖3(c)-(f))及少量的輝銅礦、毒砂、碲鉛礦、碲鉍礦、碲鎳礦等，而在氧化帶的礦石中可見褐鐵礦、孔雀石(圖3(g))、軟錳礦等礦物。脈石礦物主要為石英、絹云母、綠泥石、長石類、方解石、鐵白云石等。呈微粒狀的自然金主要以礦物內(nèi)部裂隙金和間隙金形式存在，包體金較少。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)(圖3(h))等。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造以及蜂窩狀構(gòu)造。

圍巖蝕變主要發(fā)育鉀長石化、硅化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化(圖3(i)-(l))。根據(jù)礦脈穿插、礦石組構(gòu)、礦物組合等特征，可以將成礦過程分為四個(gè)階段：鉀長石-石英-黃鐵礦階段、石英-黃鐵礦-輝鉬礦階段、多金屬硫化物階段及石英-碳酸鹽-黃鐵礦階段。其中，石英-黃鐵礦-輝鉬礦階段以及多金屬硫化物階段與金礦化關(guān)系最為密切。

3 樣品采集與分析方法

本次研究的5件輝鉬礦樣品均采集于Ⅲ號礦脈，屬于石英脈型礦石。為使樣品具有廣泛的代表性，取樣位置分散，分別采取于三個(gè)中段的不同位置：樣品13HB147及13HB148分別采集于1662中段32及24號勘探線附近；13HB149采集于1622中段32-24號勘探線之間；13HB151與13HB152分別采集于1538中段48及56號勘探線附近。樣品中金屬礦物組合主要為輝鉬礦與黃鐵礦，輝鉬礦多呈自形-半自形粒狀、團(tuán)塊狀或放射狀集合體，以細(xì)脈狀或浸染狀分布于石英脈之中。

輝鉬礦的分選工作在河北廊坊的河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成。由于輝鉬礦粒度較細(xì)，在室內(nèi)無污染的條件下，首先采用常規(guī)方法將樣品破碎至30目左右，進(jìn)行初步分離，避開與輝鉬礦連生的石英與黃鐵礦晶體顆粒。接著將樣品粉碎至60～80目，經(jīng)淘洗和磁選后，在雙目鏡下進(jìn)一步分選，保證用于測試分析的輝鉬礦純度達(dá)99%以上，無任何污染，然后用瑪瑙研缽研磨至200目。

輝鉬礦Re-Os測年分析由國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心錸-鋨同位素年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。采用Carius管封閉溶液分解樣品，測試儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀TJA X-series ICP-MS，Re和Os的分離等化學(xué)處理過程及質(zhì)譜測試過程參見文獻(xiàn)(杜安道等, 2001)。

4 測試結(jié)果

后石花金礦床5件輝鉬礦樣品的測試結(jié)果見表1 。樣品測得的Re含量較高，Re含量介于80.41×10-6～1394.84×10-6，平均為762.24×10-6，遠(yuǎn)高于普通Os的含量，且187Re與187Os之間呈正相關(guān)變化，反映輝鉬礦中187Os絕大部分為187Re衰變而來，符合Re-Os同位素體系模式年齡的計(jì)算條件。模式年齡計(jì)算所用公式為：t=1/λ[ln(1+187Os /187Re) ]，其中187Re衰變常數(shù)λ= 1.666×10-11yr-1(Smoliaretal.,1996)。計(jì)算結(jié)果表明，5個(gè)輝鉬礦樣品Re-Os模式年齡變化范圍較窄，為280.3±3.8～283.0±3.9 Ma，加權(quán)平均年齡為282.0±1.8 Ma，MSWD=0.28(圖4(a))。利用Isoplot軟件對樣品進(jìn)行等時(shí)線年齡擬合(圖4(b))，5個(gè)樣品均排列在一條直線上，構(gòu)成一條相關(guān)性很好的187Re-187Os等時(shí)線，獲得等時(shí)線年齡為281.9±1.8 Ma，MSWD=0.57。

圖3 后石花金礦典型礦石及圍巖蝕變野外及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Photos and microscopic observations of typical ore and alteration from the Houshihua gold deposit (a)-蝕變巖型礦石；(b)-石英脈型礦石；(c)-黃銅礦交代黃鐵礦；(d)-方鉛礦交代黃銅礦；(e)-細(xì)脈狀輝鉬礦；(f)-鱗片狀輝鉬礦；(g)-孔雀石化；(h)-碎裂狀黃鐵礦；(i)-礦脈旁側(cè)圍巖發(fā)育鉀長石化；(j)-礦脈旁側(cè)圍巖發(fā)育綠泥石及綠簾石化；(k)-晚期方 解石脈；(l)-方解石脈穿插石英脈 (a)-altered rock-type ore; (b)-quartz-type ore; (c)-chalcopyrite replacing pyrite; (d)-galena replacing chalcopyrite; (e)-molybdenite vein; (f)-scaly molybdenite; (g)-malachitization; (h)-cataclastic pyrite; (i)-potassium feldspathization in wall rock; (j)-chloritization and epidotization in wall rock; (k)-late-stage calcite vein; (l)-quartz vein intercalated by calcite vein

5 討論

5.1 成礦時(shí)代

關(guān)于后石花金礦的成礦時(shí)代，陳紀(jì)明等(1996)測得礦區(qū)內(nèi)被含金石英脈切穿的巖脈K-Ar同位素年齡為418Ma，并結(jié)合錯(cuò)斷白堊紀(jì)固陽群的NE向成礦后斷裂帶中發(fā)育有石英脈角礫的情況，推斷成礦時(shí)間應(yīng)該在古生代到白堊紀(jì)之間；梁一鴻(2004)認(rèn)為該礦床的形成與韌性剪切作用密切相關(guān)，為韌性剪切帶型金礦，根據(jù)韌性剪切帶形成的時(shí)限，推斷礦床形成于2040Ma；而對金礦體中蝕變絹云母的K-Ar定年獲得了239.98Ma的成礦年齡，表明礦床形成于印支期(徐九華等，1998)。前邊兩種方法是根據(jù)礦體與圍巖或空間上與金礦化有關(guān)的地質(zhì)體的相互關(guān)系來間接分析和推斷成礦時(shí)代，具明顯的不確定性。而K-Ar同位素體系由于封閉溫度低，極易受后期構(gòu)造—巖漿熱事件的干擾，給出的年齡可能記錄了后期熱擾動(dòng)的年齡，并不是真實(shí)的成礦年齡。

表1 后石花金礦輝鉬礦Re-Os同位素分析結(jié)果Table 1 Analysis results of Re-Os isotopic compositions of molybdenites from the Houshihua gold deposit

圖4 后石花金礦輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡 加權(quán)平均值(a)及等時(shí)線年齡(b)Fig. 4 Re-Os weighted mean model ages (a) and isochron ages (b) of molybdenites from the Houshi hua gold deposit

本次直接測定礦石礦物輝鉬礦的Re-Os同位素體系，無疑為準(zhǔn)確獲得礦床成礦年齡提供了良好的先決條件。研究所采集的輝鉬礦沿微細(xì)裂隙直接產(chǎn)于石英脈型金礦體中，與含金黃鐵礦共生，Au含量在0.014～16.7ppm之間，平均為3.94ppm(賈國志等，1999)，屬于整個(gè)金礦成礦作用早階段黃鐵礦-輝鉬礦-石英階段的產(chǎn)物，因此，輝鉬礦的Re-Os年齡，不但可以代表鉬礦化的時(shí)代，還可以反映金礦化形成年齡。

Steinetal.(2003)的研究表明，對于單個(gè)輝鉬礦晶體或少量粗顆粒輝鉬礦樣品，由于放射成因的187Os在微米級范圍內(nèi)容易流動(dòng)，使得187Os/187Re的比值發(fā)生了變化(即發(fā)生失耦)，從而嚴(yán)重影響所測年齡的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。而較新、較細(xì)的完全均勻的晶體或晶體聚合物能夠克服失耦現(xiàn)象(Selbyetal.,2004)。為了減少失耦現(xiàn)象對準(zhǔn)確測定年齡的影響，在測試前，我們將挑選出來的輝鉬礦置入瑪瑙研缽中研磨至200目，以增加樣品的均勻性。本次測試的5個(gè)樣品Re-Os同位素測試結(jié)果具有較好的重現(xiàn)性，模式年齡變化范圍窄，并獲得了相關(guān)性很好地等時(shí)線，且模式年齡與等時(shí)線年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，說明基本不存在失耦現(xiàn)象，輝鉬礦Re-Os同位素定年結(jié)果是有效的，可信度較高的。因此，后石花金礦床的金、鉬成礦作用發(fā)生于早二疊世，為海西晚期成礦。

5.2 地球動(dòng)力學(xué)背景

一般認(rèn)為，在經(jīng)歷了中元古代的裂解之后，華北克拉通自新元古代到晚古生代一直保持穩(wěn)定，華北北緣為被動(dòng)大陸邊緣(Robinsonetal.，1999)。然而，近年來，在華北克拉通北緣前寒武紀(jì)結(jié)晶基底中，識(shí)別出來了大量晚石炭-早二疊的I型花崗巖，它們侵位于324 ± 6 Ma到 274 ± 6 Ma之間，沿板塊邊緣呈東西向帶狀展布，巖性組合為石英閃長巖-閃長巖-花崗閃長巖-英云閃長巖-花崗巖，鈣堿性或高鉀鈣堿性，偏鋁質(zhì)，富集Ba、K、Pb、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、P、Ti等高場強(qiáng)元素，表現(xiàn)出與俯沖帶島弧巖漿巖相似的地球化學(xué)特點(diǎn)，暗示華北北緣在晚石炭世-早二疊世期間受古亞洲洋板塊一直向南持續(xù)俯沖的影響，為安第斯型活動(dòng)大陸邊緣(Zhangetal., 2007; 2009)。華北北緣內(nèi)蒙古隆起大致代表了這一安第斯型活動(dòng)大陸邊緣弧的范圍(Zhangetal., 2007)。具體到本區(qū)，毗鄰后石花金礦的哈拉合少黑云母二長花崗巖(261.1±0.5Ma，趙慶英等，2007)具有同碰撞花崗巖的地球化學(xué)特征，標(biāo)志著本區(qū)從晚二疊世開始構(gòu)造背景才由洋殼俯沖轉(zhuǎn)為碰撞造山。后石花金礦床空間上位于內(nèi)蒙古隆起之上，形成時(shí)間上與厘定的華北北緣大陸弧巖漿事件時(shí)限一致，揭示出該金鉬成礦作用為華北北緣早二疊世成巖成礦事件的重要組成部分，是俯沖體制下陸緣弧背景中構(gòu)造-熱液事件的重要產(chǎn)物。

5.3 海西晚期成礦事件與勘查找礦意義

華北北緣地處華北克拉通與中亞造山帶(東段)的過渡帶，古亞洲洋的裂解-擴(kuò)展-消亡和匯聚大陸邊緣的俯沖-碰撞-伸展，造成了華北克拉通北緣造山帶復(fù)雜的巖漿-構(gòu)造-成礦體系(閆聰?shù)龋?011；劉利等，2012；湯超等，2013)。

從大陸地殼增生不同階段與成礦作用的聯(lián)系來看，洋殼俯沖作用通常有利于形成礦床；而同碰撞階段巖漿作用較弱，一般很少伴隨有礦化作用；后碰撞-后造山階段殼幔相互作用最為強(qiáng)烈，形成的礦產(chǎn)也極為豐富(張曉暉等，2010)。近年來在華北北緣中段的找礦與科研工作發(fā)現(xiàn)了大量華北克拉通與西伯利亞板塊之間碰撞后伸展構(gòu)造環(huán)境下，印支期形成的巖漿巖以及與之相關(guān)的金、鉬礦床，如西沙德蓋斑巖型鉬礦(Re-Os：226.4±3.3 Ma，侯萬榮等，2010)、金廠峪石英脈型金礦(Re-Os: 242.6±6.8Ma，宋楊等，2011)、哈達(dá)門溝石英脈型金礦(Ar-Ar：239.8±4Ma，聶鳳軍等，2005)、大蘇計(jì)鉬礦(Re-Os：222.5±3.2 Ma，張彤等，2009)等，使得印支期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)與金、鉬成礦作用的研究倍受人們重視(曾慶棟等，2012)。

相比之下，同樣是礦床形成有利環(huán)境的古亞洲洋洋殼俯沖階段的綜合找礦評價(jià)工作長期卻無顯著進(jìn)展。特別是在近年來，在華北北緣中段識(shí)別出來了大量晚石炭世-早二疊世大陸弧巖漿活動(dòng)的同時(shí)，與之相關(guān)的熱液成礦作用卻少有報(bào)道，目前僅有后石花石英脈型金礦、畢力赫斑巖型金礦(Re-Os：272.7±1.6 Ma，卿敏等，2011)兩例。之所以出現(xiàn)這種情況，其原因可能并不在于該時(shí)期沒有形成礦床，而是與礦床形成后的長期隆升剝蝕有關(guān)。

張栓宏等(2007)對大體代表晚石炭-早二疊安第斯型活動(dòng)大陸邊緣弧的內(nèi)蒙古隆起上花崗質(zhì)侵入巖侵位深度的研究表明，內(nèi)蒙古隆起并不是一個(gè)長期發(fā)育的古隆起，其強(qiáng)烈的隆升及剝露過程發(fā)生在晚古生代-早中生代期間，是古亞洲洋板塊向華北陸塊的俯沖、消減及碰撞拼合在華北地塊北緣的響應(yīng)。對華北北部鄂爾多斯及寧武-靜樂盆地的砂巖及碎屑鋯石的研究表明(吳兆劍等，2013；李洪顏等，2009)，其與華北北緣識(shí)別出來的大陸弧巖漿巖具有很強(qiáng)的親緣性，這也證明了晚古生代期間該大陸弧遭受了強(qiáng)烈的剝蝕，大量的物質(zhì)被剝露到南側(cè)的盆地中沉積?？赡苷怯捎趶?qiáng)烈的剝蝕，致使華北大陸弧上相關(guān)中淺成熱液礦床大量剝蝕，而華北板塊北緣早古生代增生帶在此期間隆升并不強(qiáng)烈，因此才能保留下來畢力赫斑巖型金礦。

后石花石英脈型金礦成礦時(shí)代的厘定不僅確證了在華北北緣存在與古亞洲洋俯沖相關(guān)的海西晚期重要成礦事件，豐富了華北北緣成礦演化史，同時(shí)還開拓了找礦思路，擴(kuò)大了找礦方向，對于在華北克拉通北緣及其周邊地區(qū)尋找海西晚期金鉬多金屬礦床具有指導(dǎo)意義。 在華北克拉通北緣中段大陸弧范圍內(nèi)，疊加在韌性剪切帶之上的脆性斷裂構(gòu)造帶，尋找石英脈型金鉬礦床或鉬礦床，是今后找礦勘查的一個(gè)重要方向。而在華北板塊北緣早古生代增生帶內(nèi)尋找斑巖型礦床的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意斑巖型礦床周邊深部可能存在的石英脈型礦床。值得注意的是，一般來說，弧巖漿活動(dòng)的作用范圍有限，巖漿弧與俯沖帶之間的距離小于300 km(Chenetal., 2007)，然而，在冀東遠(yuǎn)離活動(dòng)大陸弧的南側(cè)沉積盆地中還發(fā)育與弧巖漿帶大致同時(shí)形成的東灣子基性巖體(306±6～308±4 Ma，Zhaoetal.,2007)，它被認(rèn)為與俯沖帶退縮而形成的弧后局部擴(kuò)張有關(guān)(馬旭等，2009)。既然古亞洲洋俯沖所引發(fā)的巖漿活動(dòng)可以深入到內(nèi)蒙古隆起以南的燕山褶斷帶內(nèi)，那么在燕山褶斷帶內(nèi)還會(huì)不會(huì)發(fā)育有其他海西晚期巖漿活動(dòng)及相關(guān)熱液礦床？這值得進(jìn)一步思考研究。

6 結(jié)論

(1) 后石花石英脈型金礦5件輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡介于280.3±3.8～283.0±3.9Ma，加權(quán)平均年齡為282.0±1.8Ma(MSWD=0.28)，等時(shí)線年齡為281.9±1.8Ma(MSWD=0.57)，表明成礦作用發(fā)生在早二疊世。

(2) 后石花金礦是海西晚期古亞洲洋俯沖體制下陸緣弧背景中構(gòu)造-巖漿熱液成礦事件的重要產(chǎn)物。華北北緣中段在海西晚期曾發(fā)生重要成礦作用，雖遭受到晚古生代—早中生代強(qiáng)烈隆升剝蝕的破壞，但在內(nèi)蒙古隆起前寒武紀(jì)結(jié)晶基底以及華北北緣早古生代增生帶中仍有保留記錄。

(3) 華北北緣中段大陸弧范圍內(nèi)，疊加在韌性剪切帶之上的脆性斷裂構(gòu)造帶以及華北板塊北緣早古生代增生帶內(nèi)分別是尋找海西晚期石英脈型以及斑巖型和石英脈型金、鉬礦床的重要找礦方向。

[注釋]

① 中國人民警察部隊(duì)黃金第十一支隊(duì).1991.內(nèi)蒙古自治區(qū)武川縣后石花巖金礦區(qū)Ⅰ號礦脈勘探地質(zhì)報(bào)告[R].

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Re-Os Dating of Molybdenites From the Houshihua Gold Deposit in Wuchuan County,Inner Mongolia and its Geological Significance

WANG Liang1,2,WANG Gen-hou1, LEI Shi-bin3, CHANG Chun-jiao2, HOU Wan-rong4,JIA Li-qiong1,ZHAO Guang-ming4, CHEN Hai-jian4

(1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083;2.GoldGeologyInstituteofChineseArmedPoliceForce,Langfang,Hebei065000;3.HeadquartersofGoldExplorationBranchofChineseArmedPoliceForce,Beijing100055;4.No.2TeamofGoldExplorationBranchofChineseArmedPoliceForce,Hohhot,InnerMongolia010010)

The Houshihua gold deposit is a small quartz vein-type deposit occurring in the northern margin of the North China Craton. Five molybdenite samples from this deposit yield the Re-Os isotopic model ages ranging from 280.3±3.8 to 283.0±3.9 Ma, with a weighted average age of 282.0±1.8 Ma (MSWD=0.28)and an isochron age of 281.9±1.8Ma (MSWD=0.57). This implies that the Au and Mo mineralization at this place occurred in early Permian, which was presumably the product of a tectono-hydrothermal event in a tectonic setting of a continental arc generated by the southward subduction of the ancient Asian ocean beneath the North China Craton in the late Hercynian period. Based on the regional geological data, it is inferred that a notable metallogenic event occurred during the late Hercynian period, which might be strongly modified or destroyed in later time. Probably Hercynian Au and Mo deposits had formed within brittle faults above ductile shear zones in the Precambian basement and in the early Paleozoic accretion belt along the northern margin of the North China Craton.

Re-Os isotopic dating, molybdenite, Houshihua gold deposit, the northern margin of the North China Craton

2014-12-02；

2015-03-02；[責(zé)任編輯]陳偉軍。

中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景調(diào)查評價(jià)項(xiàng)目(編號:1212011120725、12120113072200)資助。

王梁(1987年-)，男，工程師，在讀博士研究生，主要從事礦床學(xué)研究。E-mail：wcckey@163.com。

P597; P618.67

A

0495-5331(2015)03-0422-10