福建政和大药坑金矿床脉岩锆石U-Pb测年及金成矿年龄

王会胜 唐秀念 李绪俊 王剑平

摘要：大药坑金矿床位于福建省政和县城北侧，是目前闽西北地区正在开采的重要金矿床之一。根据脉岩与金矿化的关系，矿区内脉岩可划分为成矿前、成矿期和成矿后3类。成矿前脉岩主要为偏碱性的中酸性脉岩，成矿期脉岩主要为酸性脉岩，成矿后脉岩主要为中基偏碱性脉岩。根据成矿前、成矿期、成矿后脉岩中锆石U-Pb测年结果，认为大药坑金矿床的成矿年龄为（107.7±7.0）Ma～（119.3±2.5）Ma，主期成矿年龄大于（112.4±1.9）Ma。脉岩中继承性锆石的U-Pb测年结果表明：闽西北地区深部可能存在较多太古宙地壳。

关键词：脉岩;锆石U-Pb测年;浅成低温热液型金矿床;成矿年龄;大药坑金矿床

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）10-0016-08doi：10.11792/hj20211004

浅成低温热液型金矿床是全球最重要的金矿床类型之一，且对其成矿地质环境、矿床组合、成矿时代等方面研究取得了较大进展[1-5]。大药坑金矿床位于福建省政和县城北侧，是闽西北政和—建瓯金银多金属矿集区内最重要的金矿床之一。初步研究认为，该矿床属于与浅成中酸性脉岩类有关的浅成低温热液型金矿床[6-9]。近几年，在该矿床深部发现了斑岩型金矿化，矿床规模也有望提升至大型，是闽西北地区规模相对较大的金矿床。前人已就该矿床的矿床地质特征、地球化学特征、围岩蚀变类型等进行了较为详细的研究[10-11]，但对成矿时代和矿床成因方面的研究十分薄弱。本文通过详细研究大药坑金矿区内脉岩类型及其与金成矿的时间关系，进一步限定金成矿年龄，为研究矿床成因和区域成矿规律提供重要基础资料。

1 区域地质及矿区地质特征

1.1 区域地质

大药坑金矿床在区域上位于闽西新元古代变质岩隆起区与闽东燕山期火山岩坳陷区结合部位，区域性北东向政和—大埔断裂贯穿全区[12-13]（见图1-A）。区域内出露地层包括：中—新元古界东岩组（Pt 2-3d）、大岭组（Pt 2-3dl）和龙北溪组（Pt 2-3l）变质岩，中生界侏罗系下统梨山组（J 1l）、侏罗系上统南园组（J 3n）、白垩系上统黄坑组（K 1h）和寨下组（K 1z）（见图1-B）火山-沉积岩。区域内加里东期以基性—超基性岩侵入为特征，燕山期则以中酸性岩浆侵入和喷出为主。区域内金矿床赋矿围岩以各类变质岩和中生代火山-沉积岩为主，但各类赋矿围岩对金矿的成矿专属性不太明显。

1.2 矿区地质

大药坑金矿区内出露地层为分布于政和—大埔断裂下盘的龙北溪组（Pt 2-3l）变质岩和梨山组（J 1l）火山-沉积岩，以及分布于沟谷的第四系（Q）（见图2）。政和—大埔断裂上盘出露早古生代熊山岩体辉长闪长岩、细粒闪长岩，以及中晚燕山期长石石英斑岩和闪长玢岩等脉岩。矿区内已发现矿体主要分布于政和—大埔断裂上盘的熊山岩体中，赋矿围岩为各类中酸性脉岩。

截至目前，矿区共发现10余条矿脉，主要受政和—大埔断裂及其上盘次级断裂控制。其中，18#脉为主矿脉，分布于矿区中部，北东向断续延长达1 500 m，最宽处达20 m，受北东向主断裂控制;其余矿脉受政和—大埔断裂上盘次级断裂控制，走向为近东西向和北西向，属于18#脉上盘次级矿脉。

矿区浅部金矿化大致可划分为石英-黄铁矿-多金属硫化物型（见图3-a）、构造角砾岩型及硅化糜棱岩（石英脉）型等。其中，第一类分布较广，且矿脉深部出现斑岩型金矿化。金矿石中硫化物占比少于5 %，矿石类型属于少硫化物型。矿石中硫化物包括毒砂（见图3-b）、黄铁矿（见图3-c、d）、黄铜矿（见图3-e）、白铁矿（见图3-d、g）、黝铜矿、斑铜矿（见图3-f）、磁黄铁矿（见图3-h、i）、方铅矿和闪锌矿（见图3-c）等。仅在镜下見极少量的银金矿和金银矿。矿区内围岩蚀变较发育，包括硅化、绢英岩化、绿帘石化、绿泥石化、钾化、叶腊石化、萤石化、高岭土化和碳酸盐化等。其中，硅化和绢英岩化与金矿化关系最为密切。

矿区内矿脉主要是热液成矿期的产物。按照矿物生成顺序，热液成矿期可划分为5个阶段：①浸染状绿泥石-绿帘石-碳酸盐化阶段;②星散浸染状黄铁矿-毒砂-石英脉阶段;③细脉、网脉状石英-黄铁矿-白铁矿-毒砂阶段;④浸染状、细脉状金-黄铁矿-多金属硫化物阶段;⑤脉状方解石-石英阶段。其中，第2阶段至第4阶段为主成矿阶段。2021年第10期/第42卷黄金地质黄金地质黄 金

1.3 主要脉岩特征

目前，大药坑金矿床的成因研究并不详细，现有的成因认识包括破碎蚀变岩型、韧性剪切带型和浅成低温热液型等。依据矿床地质、矿床地球化学、流体包裹体测温，以及矿石硫铅同位素分析等，认为大药坑金矿床属于与浅成中酸性脉岩类有关的浅成低温热液型金矿床。

长石石英斑岩是矿区最主要的脉岩类型，呈大脉状、囊状沿政和—大埔断裂断续出露。脉岩本身矿化较强，可直接构成工业矿体。部分脉岩发育地段出现液压角砾岩、隐爆角砾岩和碎裂岩等。由浅至深，脉岩规模有增大趋势。金矿化类型也由浅部的脉状和网脉状金（银）矿化逐渐演变为深部的斑岩型金矿化。根据脉岩与矿化和蚀变的关系，这种脉岩是成矿前—成矿期形成的，适合作为测试成矿年龄的样品。

花岗斑岩分布于252 m中段218勘探线附近，为穿切18#脉主矿体的北西向脉岩。脉岩主体穿切矿体，但本身又具有较弱的蚀变和矿化现象，显示其为成矿期—成矿后脉岩。

闪长玢岩分布于252 m中段215勘探线附近，呈灰黑色，细晶结构和少斑结构，块状构造。脉岩中不含金。根据穿切和包裹关系，认为其属于成矿后脉岩。

2 测年方法及结果

2.1 样品采集与测年方法

根据脉岩之间的穿切和包裹关系，矿区内与成矿有关的脉岩可划分为成矿前、成矿期和成矿后3类。为限定该矿床的成矿时代，本次研究主要选取了成矿前—成矿期长石石英斑岩、成矿期—成矿后花岗斑岩和成矿

后闪长玢岩3类脉岩进行锆石U-Pb测年。

所有测年样品的碎样和锆石分选均在河北省廊坊市诚信地质有限公司实验室完成。锆石制靶和阴极发光（CL）图像的采集由北京锆年领航科技有限公司协助完成。锆石U-Pb测年在自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室进行。具体的测试方法、详细分析步骤见文献[14-15]。

2.2 测试结果

2.2.1 长石石英斑岩

从长石石英斑岩样品中共选出50颗锆石颗粒进行制靶，并对部分晶形较好的锆石进行测年，测试结果见表1、图4。根据锆石颗粒的形态、颜色、内部生长结构及测年结果等，将锆石颗粒分成3组，结果见表2。

第1组仅有1颗锆石，锆石磨圆明显，呈浑圆状，内部生长条带不清晰。锆石中Th和U含量较低，w（Th）/w（U）值为0.670，表明该组锆石属于变质继承性锆石。其同位素年龄为（1 587.5±21.1）Ma。

第2组有4颗锆石，锆石呈短柱状、粒柱状，其内部有结晶核心，分带较清晰。外边缘局部具有弱磨蚀现象。锆石中Th、U含量较低，w（Th）/w（U）值为0.236～0.347，低于岩浆成因锆石，表明其属于脉岩捕获的蚀变改造成因锆石。4颗锆石同位素年龄为（178.9±4.1）～（352.1±7.6）Ma，表明其来源应该是古生代—早中生代形成的沉积岩类或岩浆岩类。

第3组有17颗锆石，锆石呈短柱状、粒柱状，内部结晶分带清晰。除1颗（16号）锆石外，其余锆石w（Th）/w（U）值为0.845～2.126，与岩浆成因锆石一致。17颗锆石同位素年龄为（112.0±6.7）～（142.4±32.8）Ma，加权平均年龄为（119.3±2.5）Ma（见图5）。因此，（119.3±2.5）Ma应代表长石石英斑岩的峰期结晶年龄。

2.2.2 花岗斑岩

花岗斑岩样品中锆石较多，用于测年的锆石为柱状—短柱状，内部生长环带清晰。锆石中Th、U含量均较高，w（Th）/w（U）值为1.030～1.501（见表3），属于较典型的岩浆成因锆石。除12号锆石外，其余19颗锆石的加权平均年龄为（116.9±2.9）Ma（见图6），可代表花岗斑岩的峰期平均结晶年龄。19颗锆石测年数据在谐和线上相对零散，能进一步分为2个小群，对应的加权平均年龄分别为（112.4±1.9）Ma和（122.8±2.4）Ma。根据花岗斑岩特征，（112.4±1.9）Ma可能代表花岗斑岩的最后固结年龄，（122.8±2.4）Ma代表其早期结晶年龄。

2.2.3 闪长玢岩

闪长玢岩样品中锆石较少。根据参与测试的20颗锆石的形态和内部结构特征，以及测年结果（见表4），可将其分为4组（见表5）。

第1组包括5颗锆石，锆石呈浑圆状，磨圆明显，有生长核，分带模糊，锆石w（Th）/w（U）值为0.078～1.588，低于岩浆成因锆石。本组锆石中，4颗锆石的同位素年龄大于2 500 Ma，代表岩脉中继承性锆石的年龄。19号锆石的同位素年龄为（1 924.4±34.9）Ma，可能与古元古宙变质作用和侵入作用有关。

第2组仅有1颗锆石，锆石呈碎屑状，分带模糊，w（Th）/w（U）值为0.325。该锆石的同位素年龄为（1 126.7±20.4）Ma，属于变质成因继承性锆石。

第3组包括3颗锆石，锆石呈短柱状、浑圆状，磨圆较强，分带清晰，w（Th）/w（U）值为0.399～0.970，表明本组锆石属于具有一定运移距离的捕获类锆石。在本组锆石中，所观测的3颗锆石同位素年龄分别为（235.9±5.4）Ma、（203.2±4.1）Ma和与年龄加权平均计算图（253.8±6.4）Ma。3颗锆石的加权平均年龄是（223.0±64.0）Ma（见图7），应属于脉岩中所捕获的岩浆岩锆石。

第4组锆石数量较多，为11颗，鋯石多为长柱状、柱状，分带清晰。锆石w（Th）/w（U）值为0.319～2.551，应属于较为典型的岩浆成因锆石。11颗锆石加权平均年龄为（107.7±7.0）Ma，应代表闪长玢岩主结晶阶段的成岩年龄。

3 讨 论

3.1 成矿年龄

截至目前，前人尚未对大药坑金矿床成矿年龄进行详细测试和分析。本次将大药坑金矿区的各种脉岩大致划分为成矿前、成矿期和成矿后3类。从这3类脉岩的结晶年龄来看，成矿前—成矿期长石石英斑岩结晶年龄为（119.3±2.5）Ma，说明大药坑金矿床的成矿年龄最老不能大于（119.3±2.5）Ma。同时，由成矿期—成矿后花岗斑岩的锆石测年结果来看，其成岩年龄有2组：（112.4±1.9）Ma和（122.8±2.4）Ma。其中，（122.8±2.4）Ma代表脉岩形成的最大年龄，与长石石英斑岩的岩浆结晶年龄基本一致;（112.4±1.9）Ma代表成矿晚期年龄。成矿后闪长玢岩的结晶年龄为（107.7±7.0）Ma，应为成矿年龄的上限。据此分析，大药坑金矿床的成矿年龄应为（107.7±7.0）～（119.3±2.5）Ma，但主期成矿阶段应大于（112.4±1.9）Ma。

黎敦朋等[16]给出了紫金山矿田成矿演化时间：从火山喷发到早期斑岩侵位与成矿，再到早期和晚期热液成矿，所发生的时间为93～102 Ma。与紫金山矿田位于同一成矿带的二庙沟铜金矿床与形成于早白垩世的英安玢岩（106～110 Ma）有关[17]。此外，山东半岛地区的浅成低温热液型金矿床的成矿年龄为100～120 Ma，吉黑地区也是如此。对比可见，大药坑金矿床的成矿时间应稍早于紫金山矿田，属于形成时间稍早的浅成低温热液型金矿床。

3.2 矿区内脉岩类型及演化规律

根据本次脉岩和金矿化地质关系的研究结果，结合矿区内不同类型脉岩锆石测年结果，发现大药坑金矿区内早期主要形成偏碱性的中酸性脉岩，中期主要形成花岗斑岩等酸性脉岩，而晚期主要形成中基偏碱性脉岩。这种观测与前人所述的“逆鲍文反应系列”脉岩出现顺序是一致的，也与目前所述“拆沉模式”中深部岩浆成分的变化是一致的。

3.3 華南陆壳结构

1923—1924年，美国著名地质学家葛利普首次使用了“华夏古陆”，之后这一术语引起了国内许多地质学家的关注[18]，他们认为，华南是褶皱区，通过多旋回沉积、岩浆活动和造山运动逐渐向南东多旋回大陆增生。从本次测年结果来看，闪长玢岩中出现了3个不同时代的继承性锆石，所给出的年龄分别为2 767.1 Ma、1 924.4 Ma和1 126.7 Ma，表明大药坑金矿区深部存在太古宙和新元古代地壳;也表明像华北地块一样，华南陆壳曾出现过阜平运动、吕梁运动和晋宁运动。本次测年结果表明，华南地区深部至少存在部分古陆核。

4 结 论

1）大药坑金矿床的成矿年龄为（107.7 ±7.0）～（119.3±2.5）Ma，但主期成矿年龄应大于（112.4±1.9）Ma。在中国东部，根据区域成矿系列和成矿过程划分，大药坑金矿床应属于形成时代相对较早的浅成低温热液型金矿床。

2）大药坑金矿区内早期主要形成偏碱性的中酸性脉岩，中期主要形成花岗斑岩等酸性脉岩，而成矿后则主要形成中基偏碱性脉岩。脉岩形成的顺序具有“逆鲍文反应系列”特征。

3）华南陆壳深部可能存在古老的太古宙地壳，也经历了阜平运动、吕梁运动和晋宁运动等大的地质构造事件。华南地区深部至少存在部分古陆核。

[参 考 文 献]

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Zircon U-Pb dating of the dikes in the Dayaokeng Gold Deposit

in Zhenghe County，Fujian Province and the metallogenesis age

Wang Huisheng1，Tang Xiunian1，Li Xujun2，Wang Jianping3

（1.Yuanxin Mining Company LTD.，Zhenghe County，Fujian Province;

2.College of Earth Sciences，Jilin University; 3.Shengli Geologging Company，Sinopec）

Abstract：Located to the north of the Zhenghe County，Fujian Province，the Dayaokeng Gold Deposit is one of the most important deposits in operation in Northewest Fujian.Based on the relationship between the dikes and gold mineralization in the deposit，these dikes can be divided into three types：pre-mineralization，syn-mineralization and post-mineralization.The pre-mineralization dikes are mostly relatively alkaline intermediate-acid ones，while the syn-mineralization dikes are acid ones and the post-mineralization dikes are intermediate to basic ones.Based on the U-Pb dating results for zircons in the pre-mineralization，syn-mineralization and post-mineralization dikes，it is concluded that the mineralization age of the Dayaokeng Gold Deposit is in the range of （107.7±7.0）-（119.3±2.5）Ma，with the major phase mineralization age greater than （112.4±1.9）Ma.Based on the U-Pb dating of the inherited zircons，the probable existence of the ancient Archean crust deep in the Northwest Fujian is suggested.

Keywords：dikes;zircon U-Pb dating;epithermal gold deposit;mineralization age;Dayaokeng Gold Deposit