河南省崤山地区中河银多金属矿床花岗斑岩体形成时代及其地质意义

曾威，常云真，司马献章，李承东，王家松，孙卫志，张峰

（1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170；2.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南洛阳 471023）

河南省崤山地区中河银多金属矿床花岗斑岩体形成时代及其地质意义

曾威1，常云真2，司马献章1，李承东1，王家松1，孙卫志2，张峰1

（1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170；2.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南洛阳 471023）

中河银多金属矿是崤山东部浅覆盖区新发现的矿床,经初步勘查银达大型规模。矿体产于中河花岗斑岩体内及其外围的构造蚀变带中。本文对与成矿有关的花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得其成岩年龄为(130.3±0.9)Ma,为早白垩世构造-岩浆活动的产物。结合区域构造演化、区域成岩成矿时代对比和矿床地质特征,认为中河银多金属矿床形成于早白垩世岩石圈减薄的构造背景，与华北陆块南缘同时期形成的其它金、钼、钨、银、铅锌矿床一起，属于华北陆块南缘早白垩世岩石圈减薄背景下与岩浆活动有关的金钼钨银铅锌矿成矿系列。

锆石U-Pb测年；早白垩世；崤山；华北陆块南缘

中河银多金属矿床位于河南省洛宁县东宋镇，是近年来崤山东部浅覆盖区新发现的银多金属矿床，经河南省第一地质矿产调查院初步勘查银达大型规模，并伴生铅锌等多金属矿。该矿床产于中河岩体中及其外围构造蚀变带内，成矿特征不同于华北陆块南缘以往发现的热液脉型、矽卡岩型和造山型银矿床[1-7]。本文在简要介绍成矿地质特征的基础上，首次报导了矿床成矿斑岩体的形成时代，可近似代表成矿时代。该研究可为豫西地区矿产地质勘查工作提供基础地质资料。

1 区域地质背景

中河银多金属矿床位于崤山地区东部（图1），该区基底岩系为新太古-古元古界变质表壳岩和同期侵入的TTG花岗岩组成的变质杂岩系。盖层主要为中元古界熊耳群火山岩，东北部有少量汝阳群碎屑岩，在中东部形成向东倾伏的背形和短轴向斜，在西部多呈单斜构造。新太古-古元古界基底岩系和熊耳群变质火山岩为本区主要赋矿地层。区内断裂构造十分发育，主要呈北东向、近东西向，次为北北西-北西向韧脆性断裂和规模较大的韧性剪切带，以及不整合接触构造等。区内显生宙侵入岩出露较少，见有少量燕山期花岗岩呈小岩株出现，如龙卧沟、后河、白石崖、小妹河、中河、老李湾等小岩体。区内地表尚未见有大的花岗岩基出露，但遥感和物探重磁解译推断存在隐伏花岗岩体[8]。

崤山地区目前发现的主要矿床有半宽中型石英脉型金矿[9]、寺家沟中型破碎带蚀变岩型金矿[10]、申家窑小型破碎带蚀变岩型金矿[11]、天爷庙先前沟小型破碎带蚀变岩型金铜矿、石寨沟小型破碎带蚀变岩型金矿[12]、葫芦峪小型破碎蚀变岩型金矿[13]。近年来在崤山东部浅覆盖区发现了中河和老里湾大型银多金属矿床，找矿工作取得了较大突破，但与西侧的小秦岭地区及东南侧的熊耳山地区相比，崤山地区找矿成果不突出，急需加强综合研究工作，探索成矿规律和有效的找矿方法，以期有更大突破。

2 矿床地质特征

河南省第一地质矿产调查院经在矿区内开展地质填图、激电中梯测量、激电测深、可控源音频大地电磁测深、槽探和钻探工作，总结矿床地质特征如下：

图1 华北陆块南缘区域地质略图Fig.1 Regional geological map of south margin of North China block

矿区内出露地层主要为熊耳群许山组安山岩（图2）。区内断裂构造发育，主要有北北西向断裂（F113），该断裂规模较大且与区内银铅锌矿关系密切。F113出露于中河至渡洋河一带，出露长度达6 km，出露宽度1～20 m，倾向西，倾角50～80°，具有多期活动特征。构造带内主要发育角砾岩、碎裂岩、蚀变岩及断层泥等。角砾成分有安山岩、流纹斑岩等，次圆状-次棱角状、一般5～10 cm，最大可达50～70 cm，硅质及铁质胶结。

区内侵入岩主要为中河岩体及侵入于断裂带中的脉岩。中河岩体呈小岩株展布于中河以北至上河一带，多被第四系覆盖。在中河及以北沟谷有零星露头，该岩体北部、西部可见其侵位于熊耳群许山组安山岩中，其接触带附近有网脉状银铅锌多金属矿化细脉发育，厚度1～5 cm不等。中部大面积被第四系覆盖。据该岩体的出露情况及磁法测量成果，推测其呈椭圆形，长轴呈北北西向展布，南北长度大于1.4 km，东西宽度大于0.35～0.5 km，推测面积约1 km2。脉岩有花岗斑岩脉和辉长岩脉。前者零星分布在中河以北至上河沟谷及徐沟、秋树坡、柴家窑一带的构造蚀变带中，宽5～10 m不等。后者发育于中河南坡，被中河断裂切断。

矿化产于构造蚀变带中和中河岩体内。构造蚀变带中矿体呈脉状分布于F113断裂中（图3a），严格受断裂构造控制。根据矿产预查结果，F113断裂在中河一带3.5 km范围内以400 m间距施工的14个钻孔13个见矿，控制矿体走向长3 500 m，斜深200～600 m，矿体厚度0.54～6.07 m，平均厚度2.21 m。银品位在13.34～255.95 g/t，铅含量在0.32%～2.84%，锌品位在0.36%～3.43%。矿体垂向具舒缓波状，向下、向北未封闭。构造蚀变岩型矿化发育的主要蚀变有硅化、绢云母化、碳酸盐化，硅化、绢云母化与矿化关系密切。

中河岩体中的矿化由于施工的控制工程较少，矿体形态和产状尚不清楚，但根据目前施工的钻孔和地表露头，斑岩体中均发育较强的蚀变和一定程度的矿化，单工程矿体厚度最厚达40余米，以银矿化为主，伴生铅锌，整个斑岩体均发育较强的绢云母化、硅化、绢英岩化、弱的绿帘石化蚀变。银铅锌矿化呈细脉浸染状或浸染状分布于中河岩体中，不受断裂控制，具斑岩型矿化特征。

图2 中河银多金属矿矿区地质图Fig.2 Geologic map of Zhonghe Silver polymetallic deposit

矿石金属矿物主要有辉银矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、铜蓝、孔雀石、铅矾、褐铁矿等。脉石矿物主要为石英，次为斜长石、钾长石、绿泥石、黑云母、绢云母、碳酸盐类等。

图3 中河银多金属矿露头照片Fig.3 Outcrop pictures of the Zhonghe Silver polymetallic deposit

依据矿石中主要金属矿物的结晶程度和相互嵌布关系，矿石结构主要为自形-半自形结构、碎裂结构、交代残余结构、包含结构。矿石构造主要为网脉状、团块状、细脉浸染状构造。

3 样品和分析方法

锆石测年样品采自钻孔中，岩性为花岗斑岩。岩石浅灰色，变余斑状结构、交代假象结构、交代残余结构，块状构造（图3b），基质显微鳞片粒状变晶结构。斑晶成分为钾长石，含量25%～30%，钾长石大多已高岭土化，绢云母化和碳酸盐化，多为板状，粒度0.5～4.2 mm。石英含量约20%～25%，自形-他形晶粒状，粒径0.35～2.6 mm，具熔蚀现象，边缘呈港湾状。基质成分为石英（23%～25%）、绢云母（15%～18%）、黄铁矿（5%～10%）、方解石（1%～2%）（图4）。岩石发育高岭土化、绢云母化、黄铁矿化蚀变。

图4 中河花岗斑岩正交偏光照片Fig.4 Crossed micrograph of the Zhonghe granite porphyry

所取样品经碎样、分选后，在双目镜下挑选透明度好、无明显包裹体、无裂隙的锆石颗粒，在环氧树脂中固定，抛光后进行透反射、阴极发光（CL）图像显微结构分析，选取U-Pb同位素定年测试的最佳锆石域。本文中锆石分选工作在廊坊宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成。锆石制靶和阴极发光图像在天津地质矿产研究所实验室完成。锆石U-Pb同位素测试在天津地质矿产研究所采用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱（LA-MC-ICPMS）完成。仪器配置和试验流程参见[14，15]。采用标准锆石GJ-1作为外标进行仪器U、Pb同位素分馏校正，采用中国地质大学刘勇胜等编写的CPMSDataCal8.3程序和Ludwig KR的Isoplot（Version3.76）程序进行数据处理、谐和图的绘制以及加权年龄的计算，采用208Pb校正法对普通铅进行校正，以NIST SRM610玻璃标样作为外标计算锆石样品中的U、Pb、Th含量。

4 分析结果

锆石显微观察显示中河花岗斑岩中锆石多为无色透明晶体，晶形多数较好，呈长柱状、柱状，少数锆石残缺不全。CL图像可见锆石震荡环带清楚，显示岩浆锆石的特点[16]，部分锆石具有继承锆石的残留晶核（图5）。本次选择33颗锆石进行了U-Pb年龄测试，共测试36个测点，所得年龄数据见表1。锆石U含量为227×10-6～210×10-6，Th含量为168×10-6～1647×10-6，Th/U值除一个测点为0.21外，其余35个测点Th/U值为0.43～1.93，平均值1.09，均大于临界值0.1或0.4，显示为岩浆结晶锆石[17,18]。除14、18、18.2、20、28.1获得了大于1 Ga的年龄外，其余32个测点的206Pb/238U年龄为125±1～135±1 Ma，32个年龄值分布集中，且均分布于谐和线上，其206Pb/238U加权平均年龄为130.3±0.9 Ma（MSWD=3.1，n=32）（图6），置信度为95%，该年龄代表花岗斑岩的结晶年龄。

样品中获得了4个大于1 Ga的年龄，为继承锆石，它们或呈锆石呈单颗粒存在，其形貌特征与岩浆锆石无明显区别，或呈继承核，被后期岩浆成因的生长环带所包围。4个继承锆石207Pb/206U年龄为1969± 22 Ma～2275±20 Ma，均属于古元古代。

5 讨论

图5 中河花岗斑岩中锆石阴极发光（CL）图像Fig.5 Zircon CL images of the Zhonghe granite porphyry

表1 中河岩体锆石U-Pb定年测试结果Tab.1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of the Zhonghe intrusion

图6 中河花岗斑岩中锆石U-Pb谐和图Fig.6 U-Pb concordia diagrams of zircons from the Zhonghe granite porphyry

本次获得中河岩体的成岩年龄为130.3±0.9 Ma，该年龄与崤山地区后河（128±1 Ma）[19]、龙卧沟（128± 1 Ma）[20]、小妹河（131.5±0.9 Ma）[21]三个小岩体的成岩年龄一致，为同一期岩浆活动的产物。崤山地区小岩体的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素研究表明，岩浆来源于华北陆块南缘加厚下地壳的部分熔融[22]。与熊耳山地区和小秦岭地区相比，崤山地区未见有大的花岗岩基出露，可能因为崤山地区剥蚀程度较低，仅见有浅成相的小岩体出露，但遥感和重磁解译显示，崤山地区深部存在大的花岗岩基。熊耳山地区发育大量早白垩世花岗岩体，花山复式岩体中嵩坪岩体与金山庙岩体的锆石U-Pb年龄为128.7±1.0 Ma和127.6±1.6 Ma[23]，合峪复式岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为134.5±1.5 Ma[24]，雷门沟花岗斑岩的形成时代为136.2±1.5 Ma[25]。早白垩世华北陆块周缘处于岩石圈减薄的构造背景早已被证明[26-30]，在岩石圈减薄的构造背景下，软流圈上涌，与下地壳发生大面积的壳幔相互作用，致使下地壳发生部分熔融，而诱发了大规模岩浆活动，但关于早白垩世花岗岩的源岩一直存在争议。从前人已获得的同位素数据分析，合峪岩体锆石εHf(t)为-16～-17，tDM2为1.7Ga～2.0 Ga[24]，花山岩体εHf(t)为-10.2～-17.5，tDM2为1.8Ga～2.2 Ga[23]，文峪岩体εHf(t)为-19.86～-12.25,tDM2为19～24 Ga,娘娘山岩体的εHf(t)=-29.74～-20.18之间,tDM2为2460～3057 Ma[31]，反应了早白垩世花岗岩源区均来源于新太古-古中元古代的地壳物质。继承锆石是示踪岩浆源区性质的有效指示剂[32]，合峪岩体获得的两颗继承锆石的207Pb/206Pb年龄为1995 Ma和2 030 Ma[22]，文峪和娘娘山花岗岩中的继承锆石主要由古元古代锆石和少量中元古代锆石（1732～2 508 Ma）[28]组成，本次工作得到中河花岗斑岩体中继承锆石年龄为1 969～2 275 Ma，从继承锆石的年龄和Hf同位素特征说明，华北陆块南缘早白垩世花岗岩的源区以古元古代地壳成分为主。

笔者认为中河花岗斑岩体为该矿床的成矿主岩，测得花岗斑岩的成岩年龄可近似代表成矿年龄，主要依据有：1）地表和钻孔中所见花岗斑岩均发育较强的蚀变和不同程度的矿化，斑岩体中的蚀变和矿化与断裂构造无关。2）斑岩体中圈出数个银铅锌矿体，单工程见的最厚矿体厚40余米，矿石构造为细脉浸染状和浸染状，类似斑岩型矿床的矿化特征。3）中河岩体为多斑花岗斑岩，该种类型的花岗斑岩为斑岩型矿床中的常见成矿主岩。4）笔者测得花岗斑岩中石英内和破碎蚀变带中石英脉内均发育含子矿物三相包裹体，均一温度217～348℃，盐度30.3%～37.9%（数据未发表），为中高温高盐度流体，显示为岩浆流体的特征。因此笔者认为中河银多金属矿的成矿时代约为130 Ma左右。最近的成矿年代学研究表明，华北陆块南缘大量矿床的形成时代为早白垩世，如祁雨沟金矿中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为134±5.6 Ma[33]，前河金矿辉银矿的Re-Os同位素年龄为134 Ma[34],公峪金矿热液蚀变绢云母的Ar-Ar年龄为130.7～124 Ma[35]，周珂等（2009）获得鱼池岭斑岩型钼矿床的辉钼矿Re-Os等时线年龄为131.2± 1.4 Ma[36]，叶会寿等（2006）对嵩坪沟矿床矿脉蚀变岩中的绢云母进行Ar-Ar同位素测年，获得134.9±0.8 Ma的坪年龄[37]，李永峰等（2006）获得熊耳山地区雷门沟斑岩型钼矿的辉钼矿模式年龄为133.1～131.6 Ma[25]，高建京等（2011）获得铁炉坪银铅矿绢云母40Ar/39Ar年龄坪年龄为134.6±1.2 Ma[38]，本区中河花岗斑岩的形成年龄为130.3±0.9 Ma，可近似代表中河银多金属矿的成矿时代。区内主要成矿期是早白垩世，与大规模酸性岩浆活动的时代、华北陆块南缘变质核杂岩的形成时代[39]一致，说明华北南缘早白垩世大规模成矿作用为华北陆块岩石圈减薄在地壳浅部的响应，华北陆块岩石圈减薄是该区金属成矿作用最重要的地球动力学背景。在岩石圈减薄背景下，软流圈物质上涌，与下地壳发生大面积的壳幔交换作用，并致使下地壳发生部分熔融，为大规模岩浆活动以及金属矿床的形成提供了充分的热源、巨量的流体、成矿物质来源。

华北陆块南缘早白垩世形成的金、钼、钨、银、铅锌、矿床，为在同一构造背景下、受同一构造岩浆事件控制的，不同成因类型的矿床组合，可归纳为同一成矿系列[40]—早白垩世岩石圈减薄背景下与岩浆活动有关的金钼钨银铅锌矿成矿系列。由于赋矿围岩、矿体就位空间、成矿深度不同而形成不同的矿床类型和矿种。小秦岭和熊耳山地区剥蚀深度大，大量太华群基底和深成花岗岩基出露，主要产出石英脉型和构造蚀变岩型金矿。而在熊耳山东西两侧、崤山东部、卢氏地区，由于剥蚀深度浅，往往产出脉状银铅锌矿、斑岩型-矽卡岩型钼钨铁矿或隐爆角砾岩型金矿，如崤山地区中河银多金属矿、老李湾银多金属矿、熊耳山东部雷门沟斑岩型钼矿、祈雨沟隐爆角砾岩型金矿，卢氏地区银家沟多金属矿、曲里多金属矿，在崤山中部剥蚀深度较大地区产有中小型石英脉型和蚀变岩型金矿，如申家窑金矿、半宽金矿。在华北陆块南缘找矿过程中，在太华群出露区及花岗岩基的外围，为金矿的找矿远景区，而在花岗斑岩体中及外围，为银铅锌、钼钨矿找矿远景区，当然断裂构造是同样重要的控矿因素，它为岩浆岩的侵位、流体运移和矿体就位提供了必要的通道和空间。中河岩体为中河银多金属矿的成矿地质体，在不同的成矿空间形成不同类型的矿化，在断裂带中形成构造蚀变岩型矿化，在斑岩体中形成细脉浸染状矿化，目前的勘查工作主要对构造蚀变岩型矿化进行了控制，斑岩体中具有很好的找矿前景。

6 结论

（1）中河银多金属矿属与斑岩体有关的热液矿床，斑岩体内部具有进一步的找矿前景。

（2）中河花岗斑岩的形成时代为130.3±0.9 Ma，可近似代表中河银多金属矿的成矿时代，矿床形成于早白垩世，属早白垩世岩石圈减薄背景下与岩浆活动有关的金钼钨银铅锌矿成矿系列。

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Absract：Zhonghe silver polymetallic deposit which is a lage scale silver deposit after initial prospecting was newly discovered in shallow overlay area in the east of Xiaoshan.Orebodies occur within Zhonghe granite porphyry and tectono-fracture zone on the periphery of granite porphyry.Porphyry type mineralization and hydrothermal vein type mineralization developed in the deposit which are both closed related to granite porphyry. The authors conducted LA-ICP-MS zircon U-Pb chronology study of the mineralized granite porphyry and obtained ages of 130.3±0.9 Ma,indicating that the porphyry and deposit are the products of tectonic and magamatic activity in Early Cretaceous.Combined with regional tectonic evolution,time of diagenesis and mineralization as well as geological characteristics of the ores,it is suggested that Zhonghe silver polymetallic deposit formed in the tectonic setting of lithospheric thinning in early Cretaceous.Together with other gold, molybdenum,tungsten,silver and lead-zinc deposits formed in south margin of North Chian block during the same period,they belong to the Au,Mo(W),Ag,Pb,Zn minero genetic series related to late Jurassic-early Cretaceous magamatic activity in lithospheric thinning tectonic setting.There is ore-prospecting potential for porphyry-type molybdenum deposit in the deep part of the silver polymetallic deposits.

ZirconU-Pbdating of granite porphyry in Zhonghe silver polymetallic deposit and its geological implication，Xiaoshan area in Henan province

ZENG Wei1,CHANG Yun-zhen2,SIMA Xian-zhang1,LI Cheng-dong1,WANG Jia-song1, SUN Wei-zhi2,ZHANG Feng1

(1.Tianjin Center,China Geological Survey,Tianjin 300170,China; 2.No.1 Institute of Geological and Mineral Resources Survey of Henan Geological Bureau,Luoyang Henan 471023,China)

zircon U-Pb dating;Early Cretaceous;Xiaoshan;south margin of North Chian block

P618.52；P597+.3

A

1672－4135（2017）02－0081-08

2017-03-15

国家地质调查项目“中条-熊耳山成矿区地质矿产调查（121201006000150003）；豫西成矿区资源远景调查评价（1212011120771）”；河南省地勘基金项目“河南省崤山东部银钨多金属预查（豫国土资发[2014]75）”

曾威（1985-），男，硕士，工程师，2010年毕业于吉林大学矿产普查与勘探专业，主要从事矿床学研究与矿产勘查工作，Email：314818431@qq.com。