河北平泉下金宝花岗斑岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

张建国，邵拥军，刘忠法，汪 程，邹艳红，李宏斌

（1. 中南大学 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，长沙 410083；2. 中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙 410083；3. 有色金属矿产地质调查中心，北京 100012）

河北平泉下金宝花岗斑岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

张建国1， 2， 3，邵拥军1， 2，刘忠法1， 2，汪 程1， 2，邹艳红1， 2，李宏斌1， 2

（1. 中南大学 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，长沙 410083；
2. 中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙 410083；
3. 有色金属矿产地质调查中心，北京 100012）

下金宝岩体位于永安-下营坊-毛家沟构造岩浆岩活动带上，与本区金、银、铜等多金属成矿关系密切。对下金宝含矿花岗斑岩的锆石进行LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素地球化学研究，岩体锆石U-Pb年代学表明，锆石206Pb/238U加权平均年龄为（158.0±2.5） Ma（1σ，MSWD为0.76，n=16），表明该岩体形成于燕山早期。锆石 Ti温度计计算结果显示，下金宝岩体中锆石的结晶温度除一个测点小于 700 ℃外，其余测点温度均大于700 ℃，表明锆石结晶于形成深度较深、温度较高的岩浆。锆石εHf（t）为-10.913～-7.5828，均为负值，Hf同位素特征表明，下金宝岩体主要起源于下地壳岩石的部分熔融，形成于由挤压向伸展转换的大地构造环境中。其动力学机制如下：燕山早期华北地块发生岩浆底侵作用，下地壳岩石重熔，并伴有部分地幔物质的参与，形成深部岩浆房，在深部压力作用下，原始岩浆沿深断裂上升，岩浆在演化过程中发生结晶分异作用，导致岩浆出溶流体，形成富水的岩浆热液，在近地表伴随温度和压力的降低，岩浆冷凝形成本区含矿斑岩体。

锆石U-Pb年代学；锆石Hf同位素；成岩过程；成岩动力学；下金宝岩体

下金宝矿床位于华北地台北缘多金属成矿集中区内，处于华北地台北缘弧形断裂带与北北东向断裂带交汇部位。华北地台北缘金矿床（点）星罗密布，作为我国金的重要产地，前人在成矿作用［1-3］、构造特征［4］、成矿规律［5］等方面做了大量研究工作，积累了丰富的资料，认为中生代以来的构造-岩浆活动与本区金的成矿作用有密切的联系。尽管在大区域上积累丰富的资料，但对下金宝矿床的研究较少，主要集中于流体包裹体［6］、成矿作用［7］及矿床成因［8］等方面。区内岩浆岩发育，并且与成矿关系密切，但前人对岩体研究较少，关于本区与成矿关系密切的下金宝岩体的成岩年龄、成岩环境以及岩体成因，目前鲜见有报道。本文作者首次通过单颗粒锆石LA-MC-ICP-MS 锆石U-Pb定年及原位微区 Hf同位素分析，对下金宝岩体的物源、形成环境、侵位时代及成岩机制进行探讨，丰富本区的研究成果，为本区成岩成矿环境、成岩成矿时代及成矿动力学背景的研究提供新的参考。

1 地质概况

下金宝金矿区位于华北地台龙须门中生代次火山岩盆地的东北缘［6］，是永安-下营坊-毛家沟构造岩浆活动带的重要组成部分（见图1）。矿区出露地层主要有太古界迁西群拉马沟组灰绿色斜长角闪片麻岩；元古界长城系常州沟组（Chc）、大洪峪组（Chd）和高于庄组（Chg）石英砂岩、泥灰质白云岩、白云质灰岩；元古界蓟县系雾迷山组（Jxw）及杨庄组（Jxy）碳酸盐岩。矿区断裂构造、褶皱构造和接触带构造极为发育，其中，断裂构造可分为NE-NNE向、E-W向及S-N向3组，褶皱构造主要表现为太古界穹窿构造，层间滑脱带发育，接触带构造主要发育与岩体与碳酸盐地层接触部位，以上各类型构造联合控制了本区岩浆活动和矿化的分布。区内岩浆活动强烈，岩浆岩发育，其中矿区范围内出露最大的岩体为下金宝花岗斑岩体，与金、银、铜多金属成矿关系密切。下金宝岩体及其与碳酸盐岩的接触带控制了矿体的产状、形态和规模。围绕岩体与矿体，主要发育硅化、绢云母化、钾化、钠化、高岭石化、矽卡岩化、碳酸盐化及黄铁矿化、方铅-闪锌矿化、铜钼矿化等蚀变和矿化，其中硅化、绢云母化与成矿关系最为密切。

图 1 河北平泉下金宝矿区地质简图［9］（Q—第四系；J2—中侏罗统；J1—下侏罗统；T1—三叠系；O—奥陶系；QN—青白口系；JX—蓟县系；Chg—长城系高于庄组；Chch-d—长城系串岭组-大洪峪组；Chc—长城系常州沟组；Ar—太古代片麻岩）：1—滑脱构造面；2—逆断层；3—实测或推测断层；4—岩体；5—地质界限；6—不整合界限；7—地层走向线Fig. 1 Geological sketch map of Xiajinbao， Hebei province （Q—Quaternary； J2—Middle jurassic； J1—Lower Jurassic； T1—Lower triassic； O—Ordovician； QN—Qingbaikou system； JX—Jixian system； Chg—Gaoyuzhuang formation of Changcheng system；Chch-d—Chuanling-Dahong formation of Changcheng system； Chc—Changzhou formation of Changcheng system； Ar—Gneiss of archean）［9］： 1—Detachment structure； 2—Reverse fault； 3—Measured or inferred faults； 4—Rock body； 5—Geological boundary； 6 —Unconformity-bounded； 7—Direction of strata lines

2 岩体特征

本次研究对象为与成矿关系密切的下金宝花岗斑岩体，该岩体位于矿区西部，主要侵位于太古界-侏罗系地层层位中，呈SE-NW向展布，出露面积约0.35 km2。研究样品采集自下金宝新鲜岩体，岩石呈肉红色-浅肉红色，斑状结构，块状构造。矿物成分主要为钾长石、斜长石、石英和黑云母，少量的绢云母和高岭石，副矿物主要为锆石和磷灰石，斑晶主要为石英、钾长石和少量的斜长石组成，基质由微-细粒钾长石和石英组成。岩石中钾长石含量 35%～40%左右（质量分数，下同），斑晶呈半自形-自形板状晶形，可见卡斯巴双晶，环带结构不可见，均发生不同程度的泥化；斜长石含量30%左右，斑晶为半自形板状晶形，发育聚片双晶和卡纳复合双晶，环带结构少见，常发生不同程度的绢云母化和碳酸盐化；石英占25%～30%，呈他形粒状充填于其他矿物颗粒之间，粒径 0.2～2 mm；黑云母部分蚀变为钛铁质物质，含量3%左右；其他矿物含量不足2%。

从岩体到围岩蚀变分带依次为岩体-石英钾长石化带-石英绢云母化带-泥化带-矽卡岩化带。金矿体的产出主要与石英绢云母化带密切相关，石英绢云母化带发育部位矿体厚大且品位较高。整体来看，矿化没有超出蚀变带的范畴，矿化带的分布与岩体蚀变带的分布基本一致，矿化与岩体表现出密切的成因联系。

3 分析方法

通过样品中锆石的阴极发光图像，对样品中锆石进行仔细挑选，选择晶形较好，呈柱状，无裂隙，无包裹体，振荡环带发育的16颗锆石，其中样品K6中10颗锆石，样品Z176中6颗，对选择的16颗锆石进行U-Pb同位素定年和Hf同位素的打点测试，Hf同位素测试点的位置与 U-Pb同位素定年测试点的位置相同。

本次研究样品中锆石的阴极发光（CL）照相在JEOL-JXA-8100型电子探针仪上完成，工作时加速电压15 kV，束电流2×10-8A，完成单位为北京锆年领航科技有限公司。

LA-ICP-MS型锆石U-Pb同位素定年和微量元素测试在中国冶金地质总局山东局测试中心实验室完成。激光剥蚀等离子体质谱仪器型号为Thermo Xeries 2， 配 置Coherent公 司 生 产的COMPexPro CO2F Geolas 193nm ArF准分子激光剥蚀系统，分析过程激光束斑直径为30 μm，频率为8 Hz，能量密度8.5 J/cm2，剥蚀时间110 s，其中前30 s为空白信号，中间55 s为剥蚀时间，后25 s为吹扫残留信号时间。测试数据采用软件 ICPMSDataCal［10］进行处理。

原位微区锆石 Hf同位素比值测试在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，采用仪器为激光剥蚀多接收杯等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS），激光剥蚀系统为 GeoLas 2005 （Lambda Physik公司，德国），MC-ICP-MS仪器为Neptune Plus（Thermo Fisher Scientific公司，德国）。分析时，使用氦气作为载气，采用单点剥蚀模式，激光波长193 nm，激光束直径44 μm，激光输出能量可以调节，实际输出能量密度为5.3 J/cm2。分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、同位素质量分馏校正）同样采用软件ICPMSDataCal［10］完成。

图2 锆石阴极发光图像及分析点位置、206Pb/238U年龄值Fig. 2 Cathodoluminescence images， location of U-Pb spot analyses and206Pb/238U ages of zircon in host granite-porphyry

4 样品的分析结果

4.1 锆石成因及微量元素特征

岩浆锆石一般具有特征的岩浆振荡环带，振荡环带的宽度可能与锆石结晶时岩浆的温度有关［11］。从锆石的阴极发光图像可以看出，本区锆石均呈自形柱状，振荡环带和韵律环带发育，具有内核，为岩浆结晶的产物（见图2），其环带宽度较均匀，暗示岩浆中锆石结晶时温度变化较均匀。锆石的粒径为50～350 μm，长宽比为1：1～4：1，晶面和锥体形态较完好，没有后期蚀变现象。

前人大量的研究表明，不同成因的锆石其Th、U的含量及其比值不同。岩浆锆石的Th和U的含量高，Th/U 值变化范围多在 0.1～1.0之间［12-13］，一般大于0.5［12］；而变质锆石的Th、U的含量低，Th/U的值一般小于0.1［14］，多为0.01左右［15］。由锆石微量元素测试结果（见表1）可知，样品K6的10个测点中，Th的含量为84.62×10-6～237.68×10-6，平均值为156.39× 10-6。U的含量为170.96×10-6～363.60×10-6，平均值为266.98×10-6。其中Th/U的值为0.46～0.65，平均值为0.58；样品Z176的 6个测点中，Th的含量为118.46×10-6～197.79×10-6，平均值为165.56×10-6。U 的含量为 218.64×10-6～294.58×10-6，平均值为264.07×10-6。其中Th/U的值为0.54～0.74，平均值为0.62。由此判断，本区岩体锆石为典型的岩浆锆石。本次测试的样品中，测点K6-07和K6-15 中La的含量低于仪器的检测线，故不予统计。两个样品中剩余的 14个测点，其稀土总量（∑REE）为 780.32× 10-6～1258.95×10-6，平均值为1067.90×10-6。LREE/HREE的值为0.05～0.09，平均值为0.071，轻稀土表现出明显的亏损，重稀土表现出强烈的富集，并且表现出逐步富集的特征，由于Zr的离子半径比轻稀土元素离子半径要小，与重稀土元素离子半径相当，因此，锆石中相对富集重稀土，而亏损轻稀土元素。配分曲线与岩浆锆石稀土元素特征基本一致［16］。从上述测试分析结果和稀土元素球粒陨石标准化图（见图3）中可以看出，样品中Eu呈负异常，Eu值在0.25～0.36之间，平均值为0.31，这说明形成下金宝岩体的岩浆在演化过程中经过了斜长石的结晶分离，并且锆石形成于结晶分异后的岩浆［15， 17］。Ce值为33.78～82.89，平均值为 59.95，在稀土元素球粒陨石标准化图解（见图3）中，显示强正异常。由于锆石中Ce4+的离子半径更接近于Zr4+和Hf4+的，而Eu2+离子半径较大，因此，锆石中Ce4+更容易以类质同像进入锆石晶格［15，18］，造成Ce相对富集和Eu的相对亏损。

表1 下金宝岩体锆石微量元素含量分析结果Table 1 Results of trace element for single-grain zircon of Xiajinbao rock body

图3 锆石的稀土元素球粒陨石标准化图Fig. 3 Chondrite normalized REE patterns for zircon in host granite-porphyry of Xiajinbao

4.2 样品中锆石U-Pb年代学结果

本次研究对样品中的16颗岩浆锆石进行U-Pb同位素定年，所有测试经过校正后的结果见表3。从表3中可以看出下金宝岩体206Pb/238U 年龄区间为（156.7±3.1）～（173.9±3.7） Ma。本研究用ISOPLOT程序［19］对下金宝岩体 16颗锆石进行了谐和曲线投影，并对206Pb/238U年龄进行了加权平均计算，下金宝岩体锆石U-Pb年龄均在谐和线上及其附近（见图4），其加权平均年龄为（158.0±2.5） Ma（1σ，MSWD为0.76，n=16），由于测试锆石均为岩浆锆石，其加权平均年龄代表了下金宝花岗斑岩体的结晶年龄，表明该岩体形成于燕山早期。

4.3 样品中锆石Hf同位素特征

岩体锆石Hf同位素结果（见表2）显示，两件样品中所有测试点的176Lu/177Hf比值为 7.74×10-4～1.561×10-3，均小于2×10-3，表现出非常低的比值，表明锆石在结晶后基本没有明显的放射性成因 Hf的累积［20-21］。依据单颗粒锆石年龄计算得出两件样品中16颗锆石的176Hf/177Hf比值介于0.282372～ 0.282462，平均值为 0.282409；锆石 εHf（t）介于-10.913～-7.5828之间，均为负值，表明下金宝岩体主要起源于地壳岩石的部分熔融［22-24］。下金宝岩体fLu/Hf值在-0.97669～-0.95298之间，平均值为-0.96137，小于硅镁质地壳的 fLu/Hf值［25］和硅铝质地壳的fLu/Hf值［26］，二阶段模式年龄更能反映其源区物质在地壳的平均存留年龄［16］。经计算得到下金宝岩体二阶段模式年龄（TDM2）介于1496.638～1673.632 Ma之间。两件样品中的εHf（t）和Hf同位素地壳模式年龄均具有较小的变化范围，暗示岩体的岩浆物质来源应该具有较为均一的锆石Hf同位素组成［27］。下金宝岩体的锆石Hf同位素组成在εHf（t）-t图（见图5）上，主要集中于下地壳的演化线上下很小的范围内，也反映了下金宝岩体来源于地壳物质的部分熔融。岩体中锆石 Hf同位素的二阶段模式年龄（TDM2）接近于区域上长城系地层的年龄（约1400～1800 Ma），故认为下金宝岩体的岩浆物质极有可能来源于这个地壳源区。

图4 下金宝岩体锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 4 U-Pb Concordia diagram of zircon of Xiajinbao rock body

表2 下金宝岩体锆石Hf同位素测试结果Table 2 Results of Hf isotope of Xiajinbao rock body

表3 下金宝岩体锆石U-Pb年代学结果Table 3 Results of zircon U-Pb geochronology of Xiajinbao rock body

图5 下金宝岩体锆石Hf同位素组成及εHf-t图解Fig. 5 Zircon Hf isotopic compositions and plots of εHf-t of Xiajinbao intrusion

5 讨论

5.1 锆石微量元素组成对成岩过程的制约

利用WATSON等［28］推荐的锆石Ti温度计计算方程：lg（Ti，10-6）=6.01±0.03-（5080±30）/T（K），计算岩浆锆石的结晶温度TTiz（见表4），FERRISS等［29］通过热力学计算认为该方程在压力大于3.5 GPa下不适用，由于本区下金宝花岗斑岩体为浅成岩，因此，该岩体锆石在适用范围内，计算出的结果可以代表锆石结晶时的温度。根据Ti含量估算的TTiz和Zr/Hf、Yb/Nd、Nb/Ta、Th /U值分别对应锆石微区U-Pb年龄作图（见图6），从图6中可以看出，样品K6和样品Z176的TTiz和Zr/Hf、Yb/Nd、Nb/Ta、Th /U值随着锆石U-Pb年龄的变小，呈现出不太一样的变化规律。样品 K6随着锆石U-Pb年龄的变小，Yb/Nd和TTiz先升高再震荡降低，但Yb/Nd值的变化幅度较小，Nb/Ta、Th /U总体变化规律不明显，Zr/Hf整体呈下降趋势；样品Z176随着锆石U-Pb年龄的变小，Yb/Nd值整体呈升高趋势，TTiz和Th /U值整体呈降低趋势，Zr/Hf早期的变化规律不明显，但后期的有急剧降低的趋势，Nb/Ta值先升高再震荡降低，其变化幅度很小。锆石样品K6和锆石样品Z176采自同一岩体的不同部位，但是在这两件样品中，锆石的微量元素却表现出不尽相同的地球化学行为。这可能由于花岗质岩浆的黏度较大，再加上岩浆结晶过程中温度的降低，使得某些元素在岩浆中流动性变差，所以在岩浆结晶过程中不同部位的元素变现出的地球化学行为是不尽相同。

熔体中含Al 矿物含量的增加可以引起锆石Zr/Hf值的增大［30-32］。导致Zr/Hf减小的原因可能是在岩浆结晶的过程中，有贫Al物质的加入，或者富含Al矿物的晶出［33］。岩浆演化过程中造岩矿物长石的结晶分离会导致熔体Eu呈现出负异常，本研究的锆石中，

Eu均呈现出负异常，说明锆石结晶的同时，也有长石的结晶，长石是富Al的硅酸盐矿物，长石的结晶是导致Zr/Hf比值减小的原因。样品Z176中的Yb/Nd值的增大，代表锆石轻稀土减少、重稀土增加，代表上地幔或下地壳物质的混入，TTiz具有先上升后下降的趋势也说明了更深、温度更高的上地幔物质混入，李应栩等［33］也认为TTiz的升高应与上涌的玄武质上地幔或下地壳物质补充进岩浆房中有关；Nb/Ta的值的变化幅度均比较小，暗示在岩浆结晶过程中，导致Yb/Nd的值增大的原因并非是由于围岩的同化混染，而是与富LREE物质的结晶有关。MILLER等［34］研究认为，Th/U的值对岩浆富水环境有一定的指示意义。黄勇 等［35］在研究西藏雄村斑岩铜金矿床斑岩体研究时发现，石英闪长斑岩晚期阶段 Th/U比值增大范围明显大于角闪石英闪长玢岩的 Th/U比值增大范围，认为石英闪长斑岩岩浆更富水，本区下金宝岩体Th/U比值随岩浆的演化整体呈增加趋势，表明下金宝岩体锆石是在富水的环境中结晶的。花岗质岩浆富水，说明熔体出溶了流体［33］，表明岩浆在演化过程中经历了岩浆-流体的演化过程。

表4 下金宝岩体锆石结晶温度的计算结果Table 4 Calculation results of crystallization temperature of zircon in host Xiajinbao intrusion

图6 下金宝岩体锆石TTiz与锆石U-Pb年龄关系及微量元素比值和与锆石U-Pb年龄关系图Fig. 6 TTizvs U-Pb age diagrams（a）and trace element ratio versus U-Pb age diagrams （b）～（e） of zircon of Xiajinbao rock body

综上所述，锆石的微量元素特征显示，下金宝花岗斑岩体是下地壳物质重熔的产物，在岩浆形成的过程中可能有少量上地幔物质的混入，岩浆在演化过程中经历了结晶分异作用，上地壳物质的同化混染作用不明显，并且存在岩浆-流体的演化过程，在近地表伴随温度和压力的降低，岩浆冷凝形成岩体，流体冷却成矿物质沉淀，形成本区含矿斑岩体。

5.2 锆石U-Pb、Hf同位素对成岩动力学的制约

翁文灏于75年前认识和提出了燕山运动，并把燕山运动分为A幕（175～160 Ma）、B幕（156～139 Ma）和中间幕（165～156 Ma）［36］。刘洪涛等［37］认为在160 Ma以前的中生代早-中期，华北克拉通北缘地区的地壳仍处于加厚和隆升过程之中，而没有发生明显的地壳减薄，相当于燕山造山作用的早期，这和燕山运动的A幕在时间上有很好的对应。马君［38］通过对区域上马兰峪隆起核部的高锶花岗岩（都山岩体（220 Ma）、肖营子岩体（179.5 Ma）、高家店岩体（195 Ma）、贾家山岩体（199 Ma）、低锶花岗岩（如青山口岩体（199.1±2 Ma）、茅山岩体（170 Ma）、王坪石岩体（163±1.3 Ma）等）和强过铝质花岗岩（以麻地岩体（166.3 Ma）为代表）的研究认为，在220～160 Ma期间，该地区正处在地壳强烈加厚的时期。马兰峪隆起核部的中酸性侵入岩均形成于强烈加厚地壳的底部，马兰峪隆起核部的高锶花岗岩和低锶花岗岩虽然形成的条件有所差别，但仍均属于加厚地壳的产物。本研究的下金宝岩体的锆石U-Pb年龄为158 Ma，比上述区域上岩体的结晶时间稍晚，时间正处于刘洪涛等［37］提出的华北克拉通北缘地区中生代重大构造转折发生的时间区间内（160～150 Ma），大地构造环境处于由挤压环境向伸展环境演化阶段，这个时间段相当于燕山运动的中间幕［36］。马强等［39］对区域上（北京西山、内蒙古宁城道、冀北承德，辽宁北票、凌源等地）出露的蓝旗组（髫髻山组）火山岩的年龄进行了统计，认为区域上蓝旗组（髫髻山组）的形成时代介于 166～153Ma之间，主要集中于159～157Ma之间，统计结果与本研究的下金宝岩体的锆石U-Pb年龄（158.0±2.5 Ma）接近。邱家镶等［40］、李伍平等［41-44］、彭艳东等［45］、马强等［39］研究认为区域上蓝旗组（髫髻山组）火山岩是陆内岩石圈挤压造山作用的产物，岩石发生熔融的原因可能与地幔岩浆的底侵作用有关。杨蔚［46］认为在166～148 Ma间，辽西地区发生规模较大的玄武岩底侵作用，来自上地慢熔融产生的基性岩浆（玄武质熔体）侵入到下地壳，并导致下地壳岩石部分熔融。而且本研究结果也显示，岩浆结晶过程中没有地壳物质的混入，TTiz的震荡性升高应该与脉动性上涌的玄武质上地幔物质的底侵有关，那么有理由相信当时区域上的大地构造环境正处于造山运动挤压环境向伸展环境转变过程中。对于花岗质岩石来说，其来源主要是古老或新生的地壳岩石的部分熔融，且主要起源于（正常或加厚的）地壳的中下部［47］。引起地壳深部的岩石发生熔融的原因有以下3点：1）温度的升高；2） 挥发分的加入；3） 压力的降低［48］。而花岗质的岩浆通常都是水不饱和的［49］，那么引起深部地壳的熔融的原因除了温度升高外，应该有降压作用的参与。本研究的下金宝岩体形成于挤压环境向伸展环境转换的大地构造环境中，这个转换过程是一个岩石圈深部降压的过程，引起下地壳物质发生部分熔融的原因是岩石圈深部降压，下地壳物质在 160 Ma以前的挤压环境下初步加热的基础上，又经历了来自地幔岩浆的底侵作用和由挤压—伸展环境过渡时期的减压作用，在二者共同作用下，下地壳岩石部分熔融形成本区原始岩浆。

6 结论

1） 下金宝花岗斑岩体锆石具明显的环带结构和韵律结构，Th/U为 0.46～0.74，为典型的岩浆锆石，Ce正异常和Eu负异常明显；锆石U-Pb加权平均年龄为158.0±2.5 Ma（1σ，MSWD为0.81，n=16），形成于燕山早期。

2） 锆石εHf（t）介于-10.913～-7.5828之间，均为负值，表明下金宝岩体主要起源于地壳岩石的部分熔融；Hf同位素的二阶段模式年龄（TDM2）接近于区域上长城系地层的年龄（约1400～1800 Ma），因此，形成下金宝岩体的物源极有可能来源于这个地壳源区。

3） 下金宝金矿花岗斑岩中锆石的微量元素和 Hf同位素研究结果显示，花岗斑岩形成于由挤压环境向伸展环境转换的大地构造环境中，岩浆起源于长城系的下地壳物质的熔融。由于燕山期华北地块的岩浆底侵作用，下地壳岩石重熔，在岩浆形成的过程中有少量上地幔物质的混入，岩浆在演化过程中，由于发生结晶分异作用，导致岩浆出溶流体，形成岩浆和流体的岩浆热液，在近地表伴随温度和压力的降低，岩浆冷凝形成岩体，流体冷却成矿物质沉淀，形成本区含矿斑岩体。

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（编辑 王 超）

Zircon U-Pb geochronology and Hf isotope characteristics of Xiaojinbao granite-porphyry body， Hebei Province，and its geological significance

ZHANG Jian-guo1， 2， 3， SHAO Yong-jun1， 2， LIU Zhong-fa1， 2，WANG Chen1， 2， ZOU Yan-hong1， 2， LI Hong-bin1， 2
（1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitor，Ministry of Education， Central South University， Changsha 410083， China；
2. School of Geoscience and Info-Physics， Central South University， Changsha 410083， China；
3. China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey， Beijing 100012， China）

Xiajinbao granite-porphyry body is located in Yong'an-Xiayingfang-Maojinggou tectono -magmatite zone，which is closely related to Au， Ag and Cu polymetallic metallogenic. Zircon U-Pb geochronology and trance element geochemistry of the ore-bearing granite porphyry in the Xiaojinbao was studied first time. The weighted average of206Pb/238U age of （158.0±2.5） Ma （1σ， MSWD is 0.76， n=16）， the result shows that Xiajinbao granite-porphyry body forms in early Yanshanian. Using zircon Ti thermometer， the forming temperature of zircon was calculated and all of them more than 700 ℃ except one point， it shows that zircon crystallized in deep and high temperature magma. The εHf（t）values of zircon ranging from -10.9130 to -7.5828， and all of them are less than 0. The characteristics of Hf isotope show that Xiajinbao granite-porphyry body originates from the partial melting of lower crust， and the formation environment is conversion environment from compression to extension. The geodynamic mechanisms of Xiajinbao granite-porphyry body formation were proposed based on the zircon U-Pb geochronology and trace element. The lower crust remelted under the magma under plating of the North China block in early Yanshanian， at the same time， involving in part of mantle material. Primary magma increases along the deep fault based on the deep pressure， showing a crystallization differentiation. The exsolution fluid from magma forms the water-rich magmatic hydrothermal. The ore-bearing granite porphyry is a product form by condensation of magmatic hydrothermal under the lower temperature and pressure of near-surface.

zircon U-Pb geochronology； zircon Hf isotope； diagenesis； diagenetic geodynamic； Xiajinbao rock body

Project （41472302） supported by the National Natural Science Foundation of China； Project supported by Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring （Central South University）， Ministry of Education， China

date： 2015-04-19； Accepted data： 2015-07-02

LIU Zhong-fa； Tel： +86-13574886497；E-mail：liuzf61521@csu.edu.cn

1004-0609（2016）-01-0137-12

P588.13；P597.3

A

国家自然基金资助项目（41472302）；中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室发展基金资助项目（2008）

2015-04-19；

2015-07-02

刘忠法，讲师，博士；电话：13574886497；E-mail：liuzf61521@csu.edu.cn