（四川省地質礦產勘查開發(fā)局攀西地質隊，四川 西昌615000）

二道溝金礦位于華北克拉通北緣中段（圖1a）的赤峰-朝陽金成礦帶東端（圖1b），在二道溝金礦周圍發(fā)育金廠溝梁金礦、郝杖子金礦和東對面溝金（鉬）礦等大-中型金礦床（圖1c）。關于二道溝金礦礦床成因，不少學者通過礦床地質特征、礦石礦物特征、流體包裹體和礦床地球化學特征對其進行過研究，得出二道溝金礦成因與西對面溝斑狀花崗閃長巖有關和與礦區(qū)侏羅紀的流紋巖有關兩種不同認識?；趯Χ罍辖鸬V礦床成因的不同認識和對于礦區(qū)花崗巖類巖石研究尚不十分深入，因此，本文選擇以二道溝金礦礦區(qū)的西對面溝巖體為例，通過對該巖體的野外調查、室內綜合分析研究，確定該巖體的巖石成因，并探討巖漿演化，與對二道溝金礦礦化的關系。

1 地質概況

西對面溝巖體位于二道溝金礦西側（圖1b），二道溝金礦處于華北克拉通北緣中段,北側緊鄰興安-內蒙造山帶。區(qū)域上出露的基底巖系主要為新太古宙建平群小塔子溝組變質巖，巖性為片麻巖和斜長角閃巖（圖1a）；巖漿巖以花崗巖類為主（圖1a），斷裂構造按其展布方向可分為3組：南北向、北西向和北東向（圖1a），二道溝金礦位于赤峰-開原斷裂與承德-北票斷裂的交匯的楔形部位（圖1a）。在該金礦區(qū)內花崗巖類巖漿巖發(fā)育，主要侵入巖體有西對面溝，樓上和西臺子巖體（圖1b，c）。西臺子巖體為中粗粒似斑狀二長花崗巖，呈巖基狀分布，出露面積約為120km2（圖1b），巖石形成年齡為218±4Ma和216.7±1.8Ma，屬于晚三疊世。樓上巖體呈近北東向略長的橢園形小巖株侵人于侏羅系火山巖中（圖1b，c），巖性為石英閃長巖，侵位年齡為161±1Ma，為中晚侏羅世。西對面溝巖體為復式巖體，二者為過渡漸變關系，呈近橢圓形的小巖株產出，出露面積為6km2，中心偏北側的為斑狀花崗閃長巖，南側為邊緣相為花崗閃長巖，其侵入太古宙片麻雜巖和晚三疊世西臺子巖體，與張家口組火山巖未直接接觸，形成年齡為125Ma，為早白堊世。二道溝金礦礦區(qū)內出露一套噴發(fā)-溢流相的火山碎屑巖及酸性熔巖為主的陸相火山巖流紋巖（圖1b,1c），為二道溝金礦的主要圍巖，流紋巖全巖K-Ar法年齡167.5Ma，鋯石LA-ICP-MS U-Pb法145±1Ma。除上述侵入體外，區(qū)域上脈巖非常發(fā)育，主要有閃長玢巖、正長斑巖、石英斑巖、煌斑巖和流紋斑巖等,其中與二道溝金礦含金石英脈緊密伴生的閃長玢巖脈，成巖年齡為126±1Ma，局部可見其被含金石英脈切割，由此限定二道溝金礦成礦年齡應晚于或接近126±1Ma。礦區(qū)構造發(fā)育，分別有三條北西向和兩條東西向的斷裂構造，這兩組構造均延伸大，在交匯部位有明顯的斷距。

圖1 研究區(qū)地質簡圖

沿貫穿西對面溝巖體公路對其進行野外調查和采樣，采樣位置見圖1b，所采樣品新鮮，巖性為中心相的斑狀花崗閃長巖和邊緣相的花崗閃長巖。

圖2 西對面溝花崗巖體的巖石學特征

2 巖石學特征

斑狀花崗閃長巖的巖石呈灰—灰白色，斑狀花崗結構，多斑結構，塊狀構造（圖2a），主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英、黑云母、角閃石。斜長石，普遍具聚片雙晶，雙晶紋較細密，但多數(shù)不是十分清晰，一般大小在2～4mm，含量約45%；鉀長石，半自形板狀、他形粒狀，解理清楚，少數(shù)晶體有條紋構造，多數(shù)為微紋或隱紋構造，含量約17%；石英，他形粒狀，波狀消光微弱，大小在0.4～0.6mm，含量23%左右；角閃石，半自形柱狀，解理清楚，已褪色，多色性不明顯，大小在0.6～2.5mm，含量5%；黑云母，片狀，解理發(fā)育，大小0.3～0.8mm，含量10%，有交代角閃石及斜長石現(xiàn)象，角閃石和黑云母被晚期細小石英交代充填，相當一部分碎裂而呈他形雜亂狀。花崗閃長巖為巖體邊緣的主要類型。細中粒花崗結構，塊狀構造，風化面黃褐色伴隨絹云母化，新鮮面灰白色。由于幾條礦脈都在此處發(fā)育，所以花崗巖的蝕變程度也比較高。主要礦物成分：鉀長石，肉紅色，半自形板柱狀，少數(shù)晶體有條紋構造，多數(shù)為微紋或隱紋構造，大小0.2～3mm，含量17%；斜長石，灰白色，半自形，沿裂紋或解理紋有輕微絹云母化，大小在0.2～4mm，含量43%；石英，灰色，它形，粒狀，有較少裂紋，大小0.5～4mm，含量30%；黑云母，黑色，多色性明顯（淡黃色-深褐色）片狀，副礦物常見磷灰石，磁鐵礦，大小在0.2～3mm，含量5%；角閃石，黑色，柱狀，有被黑云母交代現(xiàn)象，部分鐵染析出鐵質，大小在0.2～5mm，含量4%。

圖3 西對面溝花崗侵入巖體的K2O-SiO2圖解（據(jù)Peccerillo and Taylor,1976）

圖4 西對面溝花崗侵入巖體的QAP圖解（據(jù)Streckeisen,1976）

3 地球化學特征

3.1 主量元素

本文獲得的主量元素數(shù)據(jù)以為基礎利用Geokit軟件進行了CIPW標準礦物計算。從樣品主量分析結果來看，略貧硅（SiO2=62.06%～69.88%，平均66.57%）、富鈉（3.53%～4.93%）和高鉀（K2O=3.52%～5.57%）。在SiO2-K2O圖解（圖3）上樣品集中分布在高鉀鈣堿性系列區(qū)域。在QAP圖解（圖4）中樣品落于花崗閃長巖及花崗閃長巖和二長花崗巖、石英二長閃長巖的邊界附近?；◢弾r的Al2O3介于14.15%～16.59%，平均含量15.78%，鋁飽和指數(shù)A/CNK（圖5）介于0.9～1.11，平均值0.99，基本都小于1.1。其中西對面溝巖體中心相的鋁飽和指數(shù)基本大于1 而小于1.1，屬于過鋁質巖石；西對面溝巖體邊緣相的鋁飽和指數(shù)全部都大于0.9 而小于1，屬于準鋁質巖石。西對面溝巖體Be富集而Th無異常也說明西對面溝巖體具有I型花崗巖的特征。巖石的MgO、CaO、P2O5、TiO2含量分別為0.34%～2.36%、1.18%～3.51%、0.09%～0.31%、0.28%～0.57%，均屬于花崗巖類正常取值范圍。以上這些特征表明，巖體中心相的斑狀花崗閃長巖體為高鉀鈣堿性過鋁質I型花崗巖，邊緣相的花崗閃長巖為高鉀鈣堿性準鋁質I型花崗巖。

圖5 西對面溝花崗侵入巖體的A/CNK-A/NK圖解（據(jù)Maniar and Piccoli,1989）

圖6 西對面溝花崗巖體中心相和邊緣相微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖（原始地幔標準化數(shù)值據(jù)Sun and McDonough,1989）

3.2 微量及稀土元素

西對面溝花崗巖元素、稀土元素經(jīng)分析標準樣品與參考值的偏差及重復樣的數(shù)據(jù)，可以判斷本次試驗獲得數(shù)據(jù)質量高，數(shù)據(jù)真實性可靠。

二道溝礦床內的花崗巖微量元素地球化學總體與火山弧花崗巖和造山花崗巖特征有相似之處，高場強元素Nb、Ta、P、Ti等虧損，而親石元素Rb、K、Sr富集。從元素豐度來看，巖體具有明顯的較高Sr值的特點，變化于538×10-6～979×10-6，在微量元素蛛網(wǎng)圖上（圖6）呈現(xiàn)相對的正鍶異常。高鍶地球化學特征可以解釋為：由于作為大離子親石元素的鍶元素，在巖漿過程中Sr2+與半徑/電負性十分相似的Ca2+以類質同象方式優(yōu)先進入寄主的斜長石晶格而存在，因而推測在高鍶花崗巖漿的形成和演化中，其源區(qū)熔融是斜長石成分大部分進入了部分熔體，而且在巖漿上侵如巖漿房的過程中沒有發(fā)生明顯的斜長石分離結晶。

西對面溝巖體稀土元素最主要特點是重稀土虧損、輕稀土富集。稀土元素球粒隕石標準化分布呈強烈右傾樣式（圖7a，7b），花崗巖具有微弱的正銪異常（δEu=0.98～1.15），(La/Yb)N為19.91～29.93，Σ LREE/ΣHREE=14.91～19.54。從二道溝礦床花崗巖發(fā)育微弱的正銪異常這一地球化學特征可以推論：在原巖部分熔融生成花崗質熔體的時候，殘留固相組合中沒有或很少有長石的存在，且這部分熔體從源區(qū)抽取進入巖漿房的演化過程中沒有發(fā)生明顯的常識分離結晶作用；否則只要上述任何一種情況曾經(jīng)發(fā)生過，最終形成的花崗質巖石則必然出現(xiàn)明顯的負銪異常。

圖7 a-b 西對面溝花崗巖體中心相和邊緣相的稀土元素球粒隕石標準化配分曲線圖（球粒隕石標準化數(shù)值據(jù)Sun and McDonough,1989）

5 討論和結論

5.1 巖石成因類型

巖石的成因類型和巖漿巖形成的地球動力學過程密切相關，因此對成因類型的準確判斷至關重要?；◢弾r的成因分類繁多，其中應用較廣泛的主要是I、S、M、A型分類，前三者強調其物質來源：I型花崗巖來自火成巖或下地殼，S型花崗巖來自沉積巖或上地殼，M型則是地幔來源，A型則是強調其形成的構造環(huán)境（非造山帶或造山后后拉張環(huán)境）及成分特點（堿水、無水、鋁制）。從巖石系列來看，I型和S型主要是鈣堿性系列或者高鉀鈣堿性系列，M型則是拉斑玄武巖系列，A型已屬堿性系列范圍。同一巖石系列的巖石在礦物組合和化學成分上相似，不同的巖石系列的巖石它們的形成環(huán)境、物質來源和形成過程則不盡相同。巖石成因信息可以通過巖石地球化學特征來反映。西對面溝巖體完全不同于A型花崗巖類，也不是拉斑玄武巖系列的幔源巖石。因此，現(xiàn)著重與典型的I型和S型花崗巖的特征進行對比，來探討其成因類型。

本次研究中，巖相學觀察所有樣品中都有傳統(tǒng)意義上作為I型花崗巖判斷標志的副礦物磷灰石和磁鐵礦，可以說明西對面溝巖體具有I型花崗巖的特征。判別I型和S型花崗巖的標準是A/CNK，即S型花崗巖鋁飽和指數(shù)A/CNK大于1.10，而I 性花崗巖的鋁飽和指數(shù)A/CNK值小于1.10。據(jù)論文前述，西臺子巖體的鋁飽和指數(shù)A/CNK介于0.9～1.11，基本都小于1.10，平均值為0.99，只有巖體中心相的一個樣品為1.11。在SiO2-Zr花崗巖成因判斷圖（圖8）中二道溝礦床的花崗巖基本都落在了I型花崗巖的區(qū)域內，只有一個樣品落在了S型花崗巖區(qū)域內。綜上，西對面溝巖體應屬于I型花崗巖。

圖8 西對面溝巖體SiO2-Zr 判斷圖

5.2 源區(qū)性質

西對面溝巖體在地質特征、巖相學、巖石化學、地球化學以及侵位時代等諸多方面，均與華北克拉通北緣廣泛發(fā)育的燕山期高Sr花崗巖類（劉洪濤等，2002）十分相似。分布于華北克拉通北緣的燕山期高Sr花崗巖類包含的巖石類型主要為二長花崗巖、石英二長巖、花崗閃長巖和石英閃長巖；其巖石學化學表現(xiàn)為高鋁、富納、高鉀，微量元素和稀土元素呈現(xiàn)突出的高Sr 豐度、強烈的重稀土虧損，以及發(fā)育輕微乃至顯著的正銪異常等特殊巖石的地球化學特點；同時還具有高場強元素虧損和大離子親石元素富集的地球化學特點，而這些特點同時也是火山弧/活動大陸邊緣鈣堿性巖漿或造山高鉀鈣堿性花崗巖類所共有的化學屬性。除Al2O3含量稍低于本區(qū)高Sr花崗巖類以外，西對面溝巖體巖石特征與地球化學特征與其具有可比性。西對面溝巖體以其高鉀、高Sr、重稀土元素虧損、發(fā)育酸性巖類正銪異常等地球化學特征，有別于普通的花崗巖。也正是由于這些地球化學特殊性質，使它基本排除了部分熔體型源區(qū)抽取后可能經(jīng)歷的如分離結晶、同化混染和巖漿混合等復雜的巖漿過程，因而良好的繼承了源區(qū)性質。鍶高度富集和不發(fā)育明顯的負銪異常，不僅只是其熔體型源區(qū)抽取到大規(guī)模結晶前沒有發(fā)生過顯著的斜長石結晶分異作用，而且表明源巖部分熔融是留在源區(qū)的殘留固相結合中沒有或缺乏長石類礦物。這是因為斜長石是Sr2+和Eu2+的主要捕獲者，而且又是花崗巖熔體的組要組成組分，如果斜長石分離結晶或源區(qū)殘留斜長石兩種情形有一個顯著地發(fā)生過，那么巖石必然出現(xiàn)貧鍶和負銪異常。根據(jù)以上討論，可以推斷西對面溝巖體可能是揭示了物源可能是地殼下部巖石部分熔融產物。

5.3 巖漿演化與金礦化關系

雖然西對面溝巖體只有局部發(fā)育輕微礦化，但是二道溝金礦礦田內的金廠溝梁金礦、郝杖子金礦礦脈（容礦斷裂構造）均圍繞西對面溝巖體呈放射狀分布（圖1a,b），并且礦脈在遠離巖體的方向礦物組合具有一定的分帶性，指示二道溝金礦田內的金礦可能是與西對面溝巖體有巖漿演化有關的成礦作用。

西對面溝巖體為I型花崗巖且具有大陸火山弧花崗巖特征；鎂含量低，稀土元素分配圖中無明顯的負Eu異常，表明巖漿形成與造山作用有關且處于活動大陸邊緣靠近內陸一側的火山弧內帶。巖石形成年齡為早白堊世（約128Ma）,而此時的華北克拉通北緣中段由于晚中生代太平洋板塊對中國東部的俯沖作用處于巖石圈強烈伸展區(qū)，發(fā)生大規(guī)模的巖石圈減薄作用，使巖石圈和軟流圈相互作用，地殼特別是下地殼重熔活化，產生西對面溝巖體等一系列大規(guī)模的強烈?guī)r漿作用，同時也發(fā)生大規(guī)模的流體（包括幔源流體）作用，此時含礦流體從巖漿熱液中分離出來，在構造裂隙中形成破碎帶蝕變巖成礦體系（二道溝金礦、金廠溝梁金礦、郝杖子金礦），部分與巖漿系統(tǒng)一起冷卻形成巖體內的細脈浸染型金礦體。前人研究二道溝金礦礦化作用發(fā)生在118～126Ma之間，二道溝金礦周邊的小型銅鉬礦床輝鉬礦Re-Cs年齡為131Ma左右，金廠溝梁金礦成礦年齡在131Ma左右，說明二道溝金礦區(qū)域成礦時代在早白堊世，從成礦時間上證明了二道溝金礦為該區(qū)域構造-巖漿（西對面溝巖體）演化的產物，同時二道溝金礦田的一系列同時形成的金（銅鉬）礦床與中國東部燕山期成礦“大爆發(fā)”事件相吻合。