辽宁五龙地区中生代火成岩成因及其找矿意义

2022-08-02李德东王玉往邱海成李建平张凤琴杜佰松解洪晶张志超

地质论评 2022年4期

李德东，王玉往，邱海成，李建平，张凤琴，杜佰松，解洪晶，张志超

1)北京矿产地质研究院有限责任公司，北京， 100012；2)辽宁五龙黄金矿业有限公司，辽宁丹东，118008; 3)中国地质大学(北京)，北京，100083

内容提要: 辽宁五龙金矿是辽东地区大型岩浆热液型矿床之一，成矿作用主要与中生代火成岩有关，为了进一步理清五龙地区中生代火成岩成因，笔者等对五龙金矿区大量花岗斑岩脉、闪长岩脉、三股流岩体和其中的各类脉岩进行了单颗粒锆石LA-ICPMS U-Pb测年和岩石主、微量元素地球化学研究。结果表明，五龙地区岩浆岩形成时代主要有晚侏罗世和早白垩世，矿区内近南北向展布的花岗斑岩脉形成于晚侏罗世(154.3±0.9～155.6±1.1 Ma)，指示矿区在晚侏罗世受到区域最大主应力方向为近南北向；三股流岩体成岩最新年龄(116.8±0.8～117.3±0.7 Ma)基本位于前人报道的年龄范围(111～129 Ma)；地球化学数据表明各类岩浆岩属于高钾钙碱性—钾玄岩系列，具有相同源区特征，形成于活动大陆边缘俯冲伸展环境下的弧岩浆，并且具有壳幔混合及进一步演化特征；结合不同深度标高成矿元素丰度特征，指示闪长岩与成矿作用密切相关，并且越往深部成矿潜力越大，对该地区找矿预测具有重要指导意义。

五龙金矿是辽东地区大型金矿床之一，以石英脉型矿体为主，矿床成因类型为岩浆热液型。前人对三股流岩体、矿区内花岗斑岩脉、闪长岩脉和含金石英脉微量元素和同位素研究认为，三股流岩体与矿区内闪长岩脉和花岗斑岩脉侵位过程中没有明显受到地壳物质混染，它们是同一源区不同岩浆演化阶段的产物(魏俊浩等，2003a)，并且矿石与三股流岩体中钾长石Pb同位素特征表明它们具有相似的源区(彭艳东，1994)。说明这些岩体(特别是三股流岩体)应该与成矿作用密切相关，它们的形成年龄也应该相近。然而，从报道的三股流岩体年龄数据(131.1±4.5～122.7±1.6 Ma；魏俊浩等，2003b；Wei Junhao et al., 2003；杨凤超等，2018)来看，与成矿年龄(112±1～122.3±1.1 Ma；魏俊浩等，2003b；Wei Junhao et al., 2003；Feng Haoxuan et al., 2020；Zhang Peng et al., 2020)存在较大时间间隔，而五龙矿区闪长岩年龄(112.9±2.9～123.1±0.9 Ma；刘军等，2018；肖世椰等，2018；Zhang Peng et al., 2020)和花岗斑岩年龄(112.9±1.3～125.7±2.9 Ma；肖世椰等，2018)，在误差范围内更接近于成矿年龄。如果前面这些岩体是同一源区不同岩浆演化阶段的产物(魏俊浩等，2003a)，那么三股流岩体形成年龄与成矿年龄也应该一致，并且岩浆作用与成矿的关系应该较为密切。

笔者等详细解剖了三股流岩体，认为三股流岩体大致可分为边缘相(花岗闪长岩)和内部相(斑状花岗岩)，对边缘相花岗闪长岩和内部相斑状花岗岩以及侵入其中的花岗细晶岩脉分别进行了锆石LA-ICPMS U-Pb定年和岩石地球化学测试分析，并对边缘相岩体中的暗色微粒包体和侵入其中的煌斑岩脉和闪长岩脉及进行了岩石地球化学测试分析，结合五龙金矿区内闪长岩脉、煌斑岩脉、花岗斑岩脉及其中的暗色包体岩石地球化学特征探讨五龙矿区的岩浆作用，并结合成矿元素的地球化学特征探讨了岩浆作用与成矿关系。

图1 辽宁省五龙金矿区域地质图(据孙国强等❶)Fig. 1 Regional geological map of Wulong golddeposit, Liaoning Province (modified from Sun Guoqiang et al.❶)Q—第四系砂砾岩；Zy—震旦系钓鱼台组石英岩；Ptg—辽河群盖县组片岩；Ptd—辽河群大石桥组大理岩；Ptl—辽河群里尔峪组变粒岩；γη—晚侏罗世黑云母二长花岗岩；ηγπ—早白垩世二长花岗岩；γδ—早白垩世花岗闪长岩；N—煌斑岩；δμ—闪长岩；γπ—花岗斑岩Q—Quaternary breccia；Zy— quartzite of the Diaoyutai Formation, Sinian System；Ptg— schist of the Gaixian Formation, Liaohe Group；Ptd— marble of the Dashiqiao Formation, Liaohe Group；Ptl— granulite of the Lieryu Formation, Liaohe Group；γη— Late Jurassic biotite monzogranite；ηγπ— Early Cretaceous monzonitic granite；γδ— Early Cretaceous granodiorite；N— lamprophyre；δμ— diorite；γπ— granite porphyry

1 区域地质背景

五龙金矿位于辽宁省丹东市振安区，大地构造上处于华北克拉通东北缘，郯庐断裂带东侧(图1a)，辽东台背斜营口—宽甸隆起东部南缘与鸭绿江北东向构造带复合处。区内出露大面积黑云母二长花岗岩，普遍发生糜棱岩化，前人称之为五龙岩体，岩体的形成年龄为159.2±1.9～160.0±1.4 Ma(杨凤超等，2018)，为侏罗纪岩浆活动产物。矿区北部为五龙背—大堡岩体，出露面积达1200 km2(吕贻峰等，1993)，主要岩石类型为花岗闪长岩、中细粒二长花岗岩和斑状二长花岗岩，形成年龄为126.2 Ma(据赵明远，2018)，时代为早白垩世。矿区南部为三股流岩体，在平面上呈近东西向椭圆形，长轴11.4 km，短轴1.5～5.2 km，面积约40 km2(刘义德，1987)，前人报道的形成年龄为122.7±1.6～131.1±4.5 Ma(魏俊浩等，2003b；杨凤超等，2018)。从年龄上来看，三股流岩体与五龙背—大堡岩体是同一期岩浆活动产物。该区出露地层较少，主要为分布于三股流岩体南部的古元古界辽河群，该群从上至下有盖县组、大石桥组、里尔峪组和浪子山组(姜春潮，2014)。

区域构造主要为东西向和北东—北北东向构造形迹，东西向构造主要为辽河群褶皱构造和五龙岩体中的片麻状构造，北东—北北东向构造主要以断裂构造为主。在五龙金矿区主要体现在五龙岩体的片麻状构造和一系列北东向断裂构造。其中主要的北东向断裂从西向东有红石断裂、杨家断裂、鸡心岭断裂、黑沟断裂和郑家堡子断裂(图1b)。矿区一系列北西、北东和近南北向岩脉代表了矿区复杂的断裂构造系统。

从矿点分布来看，围绕三股流岩体分布有大量的金矿和铜矿。在三股流岩体的东南侧分布有四道沟金矿、变电五队铜矿等；三股流岩体的北侧主要分布有五龙金矿、大孤顶子金矿、郑家堡子金矿、杨家金矿、油盘沟金矿、红石金矿、苇沙沟金矿等，其中郑家堡子、大孤顶子和苇沙沟金矿位于三股流岩体的边部，距离较远的金矿床距离三股流岩体不超过5 km(图1b)，显示这个地区的金矿在空间上与三股流岩体密切相关。

表1 辽宁五龙地区中生代火成岩样品采集位置及处理方法Table 1 Sampling location and processing method for Mesozoic igneous rocks in Wulong area, Liaoning Province

2 岩石学特征及样品采集

三股流岩体是一个复式杂岩体，大致可分为边缘相花岗闪长岩和内部相斑状花岗岩，两者未见明显过渡关系(图1b)。边缘相花岗闪长岩，含大量镁铁质暗色微粒包体(MME)，暗色包体数量多且大小不一，多数呈椭圆形，长轴可达20 cm以上(图2a)。花岗闪长岩呈浅灰白色，似斑状结构，主要由石英(20%～25%)、斜长石(30%～35%)和钾长石(15%～20%)组成，钾长石多数为微斜长石，暗色矿物主要为角闪石(10%±)和少量黑云母(<5%)(图2b)，越靠近岩体边部暗色矿物定向性越明显，暗色微粒包体主要由角闪石和斜长石组成(图2c)。内部相为斑状花岗岩，也含有镁铁质暗色微粒包体，但数量较少并且小，包体成分为闪长岩(图2d)。斑状花岗岩呈浅肉红色，似斑状结构，主要为钾长石(30%～40%)、石英(20%～25%)、斜长石(15%～20%)和少量暗色矿物角闪石和黑云母(5%～10%)组成(图2e)。与边缘相相比，内部相中钾长石和石英明显增加，未见矿物定向构造。此外，三股流岩体内有一些闪长岩脉和少量花岗斑岩脉侵入(图1b)。

图2 辽东地区三股流岩体和五龙矿区内闪长岩、花岗斑岩野外及岩相学特征Fig. 2 Field and petrographic characteristics of diorite and granitic porphyry in Sanguliu area and Wulong deposit(a)三股流岩体边缘相花岗闪长岩野外照片，含大量镁铁质暗色包体并且包体尺寸较大；(b) 三股流岩体边缘相花岗闪长岩显微照片，主要有斜长石、黑云母和少量角闪石组成；(c) 三股流岩体边缘相花岗闪长岩中镁铁质暗色包体显微照片，主要有斜长石、角闪石和少量黑云母组成；(d) 三股流岩体内部相似斑状花岗岩野外照片，含少量镁铁质暗色包体并且包体尺寸较小；(e) 三股流岩体内部相似斑状花岗岩显微照片，主要有钾长石、斜长石和少量黑云母组成；(f ) 五龙矿区闪长岩脉野外照片，侵入片麻状五龙岩体；(g) 五龙矿区闪长岩脉显微照片，主要有角闪石和斜长石组成；(h) 五龙矿区蚀变花岗斑岩手标本照片；(i) 五龙矿区花岗斑岩脉显微照片，主要有钾长石、石英、斜长石和少量角闪石组成。 MME—镁铁质暗色微粒包体；Pl—斜长石；Kf—钾长石；Hb—角闪石；Bi—黑云母；Qz—石英(a) Field photo of granodiorite of the marginal facies of the Sanguliu intrusion, hosted a large number of mafic microgranular enclaves with large profile dimension; (b) micrograph of the marginal facies of the Sanguliu intrusion, mainly composed of plagioclase, biotite and a few hornblende; (c) micrograph of the mafic microgranular enclave hosted in the marginal facies of the Sanguliu intrusion, mainly composed of plagioclase, hornblende and a few biotite; (d) Field photo of porphyritic granite of the internal facies of the Sanguliu intrusion, hosted a small amount of mafic microgranular enclaves with smaller size; (e) Micrograph of the internal facies of the Sanguliu intrusion, mainly composed of potassium feldspar, plagioclase and a few biotite; (f) Field photo of diorite dike in Wulong gold mine, emplaced in the gneissic Wulong Rock; (g) Micrograph of the diorite dike in Wulong mine, mainly composed of hornblende and plagioclase; (h) Photograph of hand specimen of altered granite porphyry dike in Wulong gold mine; (i) micrograph of altered granite phorphyry dike, composed of potassium feldspar, quartz, plagioclase and a few hornblende. MME— mafic microgranular enclave; Pl—plagioclase; Kf—potassium feldspar; Hb—hornblende; Bi—biotite; Qz— quartz

五龙矿区与金矿体在空间上密切相关的主要为闪长岩脉和花岗斑岩脉。闪长岩脉，在矿区大量出现，主要呈北北西向、近南北向和少量的北北东向，宽0.5～10 m，长数十至近千米(图2f)，岩石呈细粒结构，主要由斜长石(50%～55%)和角闪石(30%～40%)组成，少量黑云母和石英(<15%)(图2g)，岩石蚀变矿化较强，常见磁铁矿和黄铁矿矿化，并且含金石英脉多贯入闪长岩的裂隙。矿区花岗斑岩脉分布数量少于闪长岩脉，主要呈近南北向和北北东向，但其单独脉体规模较大，厚度约2 m，长近千米，岩石具有斑状结构(图2h)，斑晶主要为钾长石和石英，有少量斜长石和暗色矿物角闪石(图2i)，岩石蚀变矿化也较强，主要为硅化和黄铁矿化，与含金石英脉常伴生。

年代学和岩石地球化学样品采自三股流岩体边缘相花岗闪长岩、内部相斑状花岗岩、岩体中的暗色微粒包体，三股流岩体中的花岗细晶岩脉(花岗闪长质)、花岗斑岩脉、煌斑岩脉等；详见采样表1和采样位置图1b。

3 分析测试方法

样品由河北廊坊市宏信地质勘查技术服务有限公司实验室进行碎样，并挑选锆石。锆石阴极发光图像(CL)及制靶在北京锆年领航科技有限公司实验室完成。锆石LA-ICP-MS微区U-Pb年龄测定在中国地质调查局天津地质调查中心完成，具体实验操作流程参见文献(李怀坤等，2009)，测年所得数据用ICPMSDataCal软件(Liu Yongsheng et al., 2010)进行处理，利用铅校正排除普通铅影响(Andersen，2002)，再使用Isoplot 3.0软件进行年龄计算和谐和图绘制，测试结果见表2。

全岩样品的粉末加工也是在河北廊坊市宏信地质勘查技术服务有限公司完成，样品统一粉碎至200目。主量和微量元素测试分析工作在澳实分析检测(广州)有限公司完成。其中，主量元素测试采用X射线荧光光谱仪(XRF)完成，相对标准偏差为2%～5%；微量元素及稀土元素采用等离子体质谱仪(ICP-MS)完成，相对标准偏差小于10%，测试结果见表3。

图3 辽东地区五龙矿区花岗斑岩脉锆石U-Pb年龄谐和图和阴极发光图像Fig. 3 U-Pb age harmonics and cathodoluminescence images of zircons from granite porphyry dikes in Wulong deposit

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb年代学

五龙矿区内近南北向花岗斑岩脉(8911-4、8911-17)中锆石粒径介于100～300 μm之间，多为自形—半自形柱状或短柱状晶形。锆石CL图像显示，内部结构清晰，均发育典型成分环带(图3)。样品8911-4锆石U=61×10-6～6553×10-6，Th=49×10-6～1288×10-6，Th/U值(0.13～1.01)，均大于0.1，为岩浆型锆石(Belousova et al., 2002)，其年龄值可分为3组，一组年龄值为587.5±11.8～1447.1±14.4 Ma，一组年龄值为191.5±3.1～192.6±2.1 Ma，最新一组年龄值范围为150.7±1.6～158.8±1.6 Ma，并且数量最多，谐和年龄为154.3±0.9 Ma(n=23，MSWD=1.6)，代表了矿区内近南北向花岗斑岩脉的结晶年龄，其他两组年龄为捕获较老锆石年龄。样品8911-17锆石U=73×10-6～4238×10-6，Th=28×10-6～738×10-6，Th/U值(0.04～0.66)，多数锆石Th/U大于0.1，为岩浆型锆石(Belousova et al., 2002)，其年龄值可分为两组，一组年龄值为542.7±5.7～1897.5±19.1 Ma，另一组年龄值范围为148.3±1.6～160.1±2.3 Ma，谐和年龄为155.6±1.1 Ma(n=25，MSWD=2.2)，代表了矿区南部三股流岩体附近南北向花岗斑岩的结晶年龄，较老的一组年龄值为捕获较老锆石年龄。

图4 辽东地区三股流岩体和花岗细晶岩脉锆石U-Pb谐和图和阴极发光图像Fig. 4 Zircon U-Pbharmonic and cathodoluminescence images of granitic aplite and Sanguliu intrusion

三股流岩体花岗岩(8912-6、8912-8)和侵入其中的花岗细晶岩(89129-1)锆石与五龙矿区内花岗斑岩内锆石相似，粒径介于100～300 μm，多为自形—半自形晶。锆石CL图像显示，均发育典型成分环带(图4)。样品8912-6锆石U=283×10-6～1365×10-6，Th=139×10-6～1130×10-6，Th/U值(0.52～2.22)，均大于0.1，为岩浆锆石(Belousova et al., 2002)，其年龄值除一个数据为147.1±1.5 Ma外，其余年龄值范围为112.1±1.1～121.6±1.3 Ma，其谐和年龄为116.8±0.8 Ma(n=29，MSWD=2.6)，代表了三股流岩体内部相斑状花岗岩的结晶年龄，较老的一个数据(147.17±1.5 Ma)为捕获锆石年龄。样品8912-8锆石U=47×10-6～907×10-6，Th=68×10-6～444×10-6，Th/U值(0.34～1.26)，均大于0.1，为岩浆锆石(Belousova et al., 2002)，除一个数据的U、Th含量过低，误差较大外，还有一个年龄值为137.3±2.3 Ma，其余年龄值范围为112.6±1.2～120.7±1.3 Ma，其谐和年龄为117.3±0.7 Ma(n=28，MSWD=2.2)，代表了三股流岩体边缘相花岗闪长岩的结晶年龄。样品8912-9-1锆石U=177×10-6～1772×10-6，Th=179×10-6～1802×10-6，Th/U值(0.29-1.23)，均大于0.1，为岩浆锆石(Belousova et al., 2002)，年龄值范围为115.4±1.2～122.8±1.3 Ma，其谐和年龄为119.3±0.7 Ma(n=30，MSWD=2.2)，在误差范围内与寄主岩体年龄相一致，代表了侵入三股流岩体中花岗细晶岩石的结晶年龄。

图5 辽东地区五龙地区侵入岩及镁铁质包体岩石地球化学硅碱图(a)和硅钾图(b)(硅碱底图据Middlemost, 1994; 硅钾底图据Peccerillo and Taylor, 1976)Fig. 5 Silicon alkali diagram (a) and silicon potassium diagram (b) of intrusions and MME in Wulong area (TAS basemap after Middlemost, 1994; SiO2-K2O basemap after Peccerillo and Taylor, 1976)

4.2 主量元素

所有样品主量元素测试结果见表3。从成分上来看，五龙矿区内花岗斑岩中的暗色微粒包体(MME)与三股流岩体中的暗色微粒包体(MME)成分上相近，落入二长岩和石英二长岩区，这与前人研究发现花岗岩中的暗色包体成分偏酸性是因为花岗质熔体中K、Si、H2O向包体迁移，Ca、Fe、Mg等向花岗岩中迁移的结果(Johnston and Wyllie, 1988)是一致的，暗示着发生过岩浆混合作用；五龙矿区内的煌斑岩落入花岗岩区，三股流岩体中的煌斑岩落入二长岩和闪长岩的分界线上，说明这些煌斑岩也应该受到酸性岩浆的混染并且矿区内的煌斑岩的混染程度更高；五龙矿区的闪长岩与三股流岩体中的闪长岩成分上也是相近的，落入辉长闪长岩、闪长岩、二长闪长岩、二长岩、花岗闪长岩和花岗岩区，也说明受到不同程度的酸性岩浆的混染作用；五龙矿区内的花岗斑岩与三股流岩体的花岗斑岩、花岗闪长岩、斑状花岗岩成分是相近的，落入石英二长岩、花岗闪长岩和花岗岩区(图5a)。全碱含量范围也较大((K2O+Na2O)=2.64%～9.51%)，但大多数样品的里特曼指数较低(δ<3.3)，为钙碱性岩。硅钾图中数据点主要落入高钾钙碱性—钾玄岩系列区域，并且多数位于高钾钙碱性系列区域(图5b)。

在以SiO2为横坐标的哈克图解中(图6)，除了K2O和Na2O与SiO2没有明显的相关性外，其他氧化物均与SiO2具有明显的负相关关系，这说明五龙地区的侵入岩(不管是矿区内还是三股流岩体)之间应该具有岩浆分异演化趋势，而K2O和Na2O数据的散乱可能归因于后期热液携带了大量碱金属离子所致(Gresens，1967；Morton and Nebel，1984)。

4.3 微量元素

所有样品的微量元素测试结果见表3。在微量元素原始地幔标准化配分模式图中(图7a)，可以看出，所有岩浆岩的蛛网图曲线是相近似的，均具有大离子亲石元素富集，高场强元素亏损的右倾模式，具有Nb、Ta、La、Ce、Ti明显亏损，Th、U、K、Pb相对富集。稀土元素标准化模式中(图7b)，全部岩浆岩曲线具有相同的模式，轻稀土富集，重稀土亏损的右倾模式，具有负Eu异常。

表3 辽宁五龙地区侵入岩、矿石及MME主量元素(%)和微量元素(×10-6)数据表Table 3 Major and trace elements data of intrusion rocks, ores and MME in Wulong area, Liaoning

样号1031-21031-48911-148911-158912-38912-58911-168912-18912-28912-88912-9-18912-9-28912-108912-4-18912-4-28912-6Na2O2.580.153.783.464.573.663.103.673.973.263.503.553.463.323.623.92K2O3.202.382.254.222.825.582.252.042.804.444.514.404.494.724.313.61P2O50.160.100.230.100.180.130.280.390.240.110.070.070.080.110.070.10烧失2.143.520.950.490.621.792.050.840.760.650.840.720.650.720.542.18FeO6.273.514.772.644.772.314.664.524.192.461.831.861.973.381.642.19La29.816.134.957.838.221.936.631.537.365.252.365.459.158.758.842.2Ce59.831.867.6113.079.343.673.562.973.3123.097.1122.0110.0113.5109.074.8Pr6.753.567.6511.359.384.878.107.148.0512.409.6511.8011.1012.2010.607.27Nd25.913.428.538.836.318.629.528.330.241.231.539.336.942.535.123.3Sm4.772.155.196.478.564.055.555.005.125.574.585.695.387.685.553.37Eu1.110.421.540.791.000.891.511.791.410.930.790.890.891.000.920.58Gd3.611.704.374.898.223.684.624.384.243.733.284.034.176.353.782.40Tb0.500.210.530.641.200.590.590.530.520.470.460.550.590.850.540.29Dy3.151.173.154.157.103.313.443.063.112.972.553.163.344.832.991.52Ho0.630.240.600.791.490.640.650.570.620.580.480.610.640.990.570.30Er1.720.671.632.333.961.771.791.561.751.591.461.691.712.521.530.87Tm0.270.100.220.350.600.260.250.220.240.240.220.260.260.360.240.13Yb1.760.621.352.393.671.641.591.341.481.591.331.671.722.291.520.83Y18.35.816.624.642.818.318.416.017.116.414.917.818.027.116.58.5Lu0.300.100.210.390.600.240.250.200.220.230.240.260.260.350.230.13Rb232159.0109.5210174.5153.096.051.471.1171.0207203179.5196.5159.5105.5Sr41672.5746287323456596981887384346334351404384272Ba456115.5868637427201077011051025949951925104011401125841Zr15286191277148111115150194265214244238136245185Hf4.02.34.47.63.93.42.93.54.67.26.06.86.73.67.04.9U0.850.576.743.252.302.831.910.791.132.092.883.144.582.263.972.05Th6.424.095.6821.115.858.819.664.547.3221.428.131.227.821.726.414.40Ta0.30.30.41.11.01.20.60.40.40.80.80.91.00.91.00.8Nb7.210.87.816.220.013.68.07.78.111.510.811.612.215.311.29.8Cr399214188603122324754555313033872710Ag0.011.790.060.060.030.020.080.020.020.030.020.020.020.010.020.04Bi0.2642.80.250.080.100.030.050.030.020.030.050.040.030.180.120.03Cs12.003.422.773.233.531.272.370.810.752.043.693.272.834.283.331.31Sb0.050.220.320.130.100.100.090.07-0.090.060.060.070.110.120.14W25753.80.50.20.20.22.80.60.20.10.10.10.10.20.10.4

图6 辽东地区五龙地区侵入岩主量元素哈克图解Fig. 6 Hark diagram of major elements of intrusion rocks in Wulong area

图7 辽东地区五龙地区侵入岩及镁铁质包体微量元素和稀土元素标准化图解(原始地幔数据引自Sun and McDonough, 1989; 球粒陨石数据引自McDonough and Sun, 1995)Fig. 7 Standardized diagrams of trace and rare earth elements of intrusion rocks and MME in Wulong area (Primitive mantle data from Sun and McDonough, 1989; chondritic data from McDonough and Sun, 1995)

5 讨论

5.1 五龙地区成岩成矿年龄

五龙地区成岩成矿年龄前人做了大量研究(详见表4)，三股流岩体前人用Rb-Sr等时线法获得年龄为131.1±4.5 Ma(魏俊浩等，2003b)和锆石LA-ICPMS U-Pb法获得年龄为123.8±1.2～129±2.9 Ma(Wei Junhao et al., 2003；胡国辉等，2020；Zhang Peng et al., 2020)；用锆石SHRIMP U-Pb法获得122.7±1.6 Ma和123.3±1.4 Ma(杨凤超等，2018)；用独居石U-Pb获得123.4±1.5 Ma(胡国辉等，2020)。笔者等利用锆石LA-ICPMS U-Pb法获得116.8±0.8 Ma和117.3±0.7 Ma，从锆石原位分析测试结果来看，三股流岩体的形成年龄范围应该位于116.8±0.8～129±2.9 Ma。不同作者获得的年龄值略有差别可能归因于岩体存在不均一性或者在统计过程中一些数量少的年龄数据被忽略所致，如杨凤超等(2018)所测试的三股流岩体年龄数据中不管是边缘相还是内部相均含有较年轻的数据，特别是内部相获得较年轻的数据有111.2±2.7 Ma、116.6±2.1 Ma和117.7±5.6 Ma，尽管他们获得这些较年轻数据不多，但也指示了三股流岩体存在着较年轻岩浆活动阶段。笔者等进行了大量锆石样品原位分析测试(表2)，获得了这一组较年轻原始数据，说明三股流岩体的形成可能经历了较长时间间隔，同时说明三股流岩体可能是脉冲式多阶段形成的杂岩体。

再看侵入三股流岩体中的各类脉岩，根据前人报道脉岩年龄数据主要集中于118±1～126±1 Ma之间(Liu Yan et al., 2020)，笔者等测试侵入其中的花岗细晶岩脉年龄位于115.4±1.2～122.8±1.3 Ma之间，谐和年龄为119.3±0.7 Ma，位于前人测试数据范围内。

对于五龙矿区内各类岩脉来说，它们的形成年龄主要集中于115±2～127.6±2.3 Ma(杨凤超等，2018； Liu Yan et al., 2020；Yu Bing et al., 2020；Zhang Peng et al., 2020；姚晓峰等，2021)，与三股流岩体内岩脉形成时间相近，说明五龙地区存在着大量的这一期岩浆活动，与辽东地区存在着大规模早白垩世岩浆活动时间(117～131 Ma；吴福元等，2005)是一致的。

关于五龙金矿的成矿年龄，前人利用不同测试方法获得，如根据含金石英脉中流体包裹体Rb-Sr等时线获得年龄为112±1～120±3 Ma(魏俊浩等，2003b)，通过绢云母Ar-Ar法获得成矿年龄122.8±0.8 Ma(刘军等，2018)，通过载金矿物黄铁矿Rb-Sr等时线获得年龄为119±1 Ma(Zhang Peng et al., 2020)，以及利用与自然金共生的金红石SIMS U-Pb年龄122.3±1.1 Ma(Feng Haoxuan et al., 2020)和利用辉钼矿Re-Os等时线获得年龄125.0±2.1 Ma(肖昌浩等，2020)，因此可以初步确定五龙金矿成矿年龄在112±1～125±2.1 Ma之间，与三股流岩体岩浆活动以及各岩脉的形成年龄是相近的。

笔者等还发现五龙地区近南北向花岗斑岩的形成年龄为154.3±0.9～155.6±1.1 Ma，与刘军等(2018)测试数据相一致，略滞后于五龙岩体(片麻状黑云母花岗岩体)的形成年龄155.4±0.9～169.3±3.1 Ma(刘军等，2018；顾玉超等，2020；胡国辉等，2020)，与野外前者侵入后者是相符的，说明在五龙岩体发生强烈韧性变形后还存在着一期晚侏罗世岩浆活动，这期岩浆活动揭示了晚侏罗世矿区内区域应力场主要以近南北向挤压应力为主。此外，笔者等还捕获了古老岩浆锆石(年龄为588～1897 Ma)，与区域上存在大量元古代花岗岩(王祥俭等，2017)相一致。

表4 辽宁五龙地区成岩成矿年龄统计Table 4 Age of diagenetic and mineralization in Wulong area， Liaoning

5.2 岩浆成因与构造环境判别

三股流岩体是复式杂岩体，可初步分为边缘相花岗闪长岩和内部相斑状花岗岩(图1b)。野外发现边缘相花岗闪长岩中含大量镁铁质暗色微粒包体(MME)，并且包体大小不一，多呈椭圆形，长轴可达20 cm以上，而内部相斑状花岗岩中暗色包体数量较少，石英和钾长石含量明显增加，说明三股流岩体具有明显的岩浆混合特征，并且具有混合后进一步演化的趋势，这与前面主量元素分析结果显示MME、煌斑岩和闪长岩均具有较高的SiO2和Na2O+K2O含量是相一致的。通过仔细观察发现，这些暗色包体与寄主岩石的接触边界呈“锯齿”状(图8a、b)，说明两种岩浆混合并不均匀并且说明两种岩浆混合时存在较大的黏度差(Perugini and Poli, 2005)，同时发现暗色包体中存在着长石斑晶(图8c)以及长英质岩浆贯入镁铁质包体的现象(图8d)，这些特征说明三股流岩体存在着明显的岩浆混合特征(王德滋和谢磊，2008; Delibas et al., 2011)。

图8 辽东地区三股流岩体中的镁铁质暗色微粒包体(MME)野外特征Fig. 8 Characteristics of mafic microgranular envolves (MME) in Sanguliu intrusion rocks

图9 辽东地区三股流岩体及暗色包体主量元素协变图解(底图据解洪晶等，2018)Fig. 9 Covariant diagrams for major elements of MME and Sanguliu intrusion (Basemap after XieHongjing et al., 2018&)

图10 辽东地区五龙地区暗色微粒包体、煌斑岩及三股流岩体之间的演化关系(底图据Delibas et al.,2011修改)Fig. 10 Petrogenesis discriminant graphs of MME, lamprophyre and Sanguliu pluton in Wulong area (Basemap modified from Delibas et al., 2011)

关于构造环境问题，前人通过对华北克拉通东部地区早白垩世岩浆活动研究表明，在早白垩世华北克拉通东部发生较为强烈的伸展作用(郭春丽等，2004；吴福元等，2005；裴福萍，2008；杨进辉等，2008；孙金凤和杨进辉，2009；刘杰勋等，2016；杨凤超等，2018)，并且认为在早白垩世时期，辽东地区整体处于碰撞后的非造山伸展环境(刘杰勋，2019)。笔者等测试的年龄也主要发生在早白垩世，构造环境也应属于碰撞后的非造山伸展环境。从微量元素原始地幔标准化配分模式中也可以看出(图7a)，Nb、Ta、Ti高场强元素出现明显亏损，据前人研究其构造环境可能与俯冲带有关(Taylor and McClennan, 1981,1985; Weaver and Tarney, 1984; Kelemen et al., 1990)，可能属于俯冲碰撞后的伸展作用。从微量元素构造判别图(图11)中可以看出，样品落入弧相关岩浆岩区[基性岩落入火山弧玄武岩区(图11a、b)，中酸性岩落入火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩区(图11c、d)]，说明五龙地区的早白垩世岩浆活动与活动大陆边缘构造背景下的俯冲作用引起的弧岩浆作用有关。

5.3 岩浆作用与找矿预测

五龙金矿矿石中金品位在不同深度具有不同数值，如地表矿石中金品位为5.0×10-6， -103～-159 m金平均品位17.02×10-6，-298～-365 m金平均品位11.45×10-6(孙国强等❶)，-474 m金平均品位6.02×10-6(战宝贵，1994)，-630 m金品位平均12.0×10-6(房兴，2020)，-680 m金平均品位13.10×10-6(孙国强等❶)。可以看出，矿体中金的品位随深度变化相对比较稳定，并且与矿体紧密伴随的蚀变闪长岩也具有类似的规律性，如-520 m绿泥石化闪长岩含Au 15.4×10-6，-600 m绿泥石化闪长岩含Au 5.93×10-6，-640 m绿泥石化闪长岩含Au 8.68×10-6，-680 m绿泥石化闪长岩含Au 152×10-6(房兴，2020)。根据矿区各岩脉含Au量来看，某些岩脉含Au相对比较高，如偏基性的煌斑岩可达340×10-6，闪长岩可达120×10-6，而混合花岗岩为35×10-6(樊秉鸿，1992)，这种规律还可以通过其他成矿元素来判别，根据前人对含金石英脉中的成矿元素测试分析结果表明，Ag、Bi、Sb和W是主要成矿元素，富集程度高，与Au极相关(刘桂芝，1994)，所以笔者等把所有样品测试数据中这四个成矿元素按深度进行对比分析，如图12所示。从图中可以看出，Ag的高值出现在矿区不同中段闪长岩中，其中-110 m中段蚀变闪长岩含量最高。Bi的高值也是出现在矿区不同中段闪长岩和矿石中，矿石中Bi的含量最高，较深中段含Bi较高。地表闪长岩Sb元素含量较高，其次是较浅中段(如-110 m)闪长岩。但W元素含量高值主要出现在深部中段，并且越向深部其含量越高。从这些不同岩石类型的成矿元素含量变化来看，五龙地区闪长岩与成矿具有密切关系，特别是矿区内闪长岩与矿体密切相伴，成矿元素含量也较高，并且前人利用五龙金矿石英脉载金矿物磁黄铁矿δ34SV-CDT值(0.1‰～1.7‰，平均1.0‰)、黄铁矿的δ34SV-CDT(0.9‰～3.9‰，平均2.2‰)与闪长岩脉全岩δ34SV-CDT值(-0.1‰～6.9‰，平均3.7‰)相近，认为成矿物质与闪长岩可能来自同一岩浆源区(顾玉超，2019)。因此，闪长岩密集地区为具有较大成矿潜力区，并且越向深部Bi、W成矿元素含量越高，又因为黄铁矿中Bi与Au成正相关关系(赵玉山和金成洙，1994；王冬丽，2019)，暗示深部具有较大的成矿潜力，特别是闪长岩密集分布处以及北西向和近南北向或北北东向脉岩交汇处可能是进一步找矿潜力区。

6 结论

笔者等通过对五龙地区大量岩浆岩年代学及岩石地球化学测试分析工作，获得以下认识：

(1)五龙地区岩浆作用形成时代主要有晚侏罗世和早白垩世，五龙矿区内近南北向花岗斑岩脉成岩年龄为154.3±0.9～155.6±1.1 Ma, 为晚侏罗世，推测五龙矿区晚侏罗世受到区域最大主压应力方向为近南北向。

(2)三股流岩体的边缘相和内部相存在较新的年龄为116.8±0.8～117.3±0.7 Ma，侵入其中的花岗细晶岩脉的年龄为119.3±0.7 Ma，与矿区内闪长岩、花岗斑岩和成矿年龄在误差范围内是一致的。

图11 辽东地区五龙地区岩石构造环境判别图(a)、(b) 玄武岩底图据Pearce, 1982；(c)、(d) 花岗岩底图据Pearce et al., 1984Fig. 11 Rock tectonic environment discriminant graphs in Wulong area (a), (b) basalt basemap after Pearce, 1982; (c), (d) granite basemap after Pearce et al., 1984