李源洪，戢興忠，劉 旭，朱 生，胡 鵬

(1.貴州省地質礦產勘查開發(fā)局106地質大隊，貴州 遵義 563000；2.中國地質科學院礦產資源研究所，自然資源部成礦作用和資源評價重點實驗室，北京 100037)

0 引言

黔東南地區(qū)是我國重要的金礦產區(qū)，其擁有悠久的金礦開采歷史。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)八克金礦、金帳坡金礦、平秋金礦、銅鼓金礦、磨山金礦、金井金礦、坑頭金礦等多個金礦，這些金礦主要分布在新元古界青白口系下江群、南華系中[1-3]。區(qū)內金礦床主要有兩種類型：石英脈型及蝕變巖型，這些金礦受控于剪切帶及區(qū)內背斜，走向多呈NE向[4]。

平秋金礦位于錦屏縣的平秋鎮(zhèn)，距東部的錦屏縣城直線距離約為14 km。該礦床開采歷史較為久遠，但研究程度一直較低，直到20世紀90年代，地質研究人員才在成礦地質特征[5-6]、成礦年代[7-9]、成礦流體[10-11]及物質來源[4，10]等方面做出一定的研究。初步認為平秋金礦為一脈狀-蝕變巖復合型金礦，是黔東南金礦的典型代表之一。然而，對于平秋金礦的形成過程研究依然薄弱，難以建立有效的成礦模型，并應用于實際的找礦勘查中。對于平秋金礦的成礦年齡，顧尚義等認為平秋金礦形成于約235 Ma[7]，而王加昇等認為，其形成于約400 Ma[8]，這些相互矛盾的研究結果使得平秋金礦的年齡變得撲朔迷離，嚴重阻礙了對平秋金礦礦床成因、成礦過程的理解。

本文在詳細的地質研究基礎上，嚴格選取上部含金石英脈樣品，進行精確的石英Rb-Sr同位素定年，從而得到可靠的成礦年齡，為該區(qū)找礦勘查提供理論指導。

1 區(qū)域地質背景

黔東南地區(qū)位于華夏陸塊與揚子陸塊交匯處部位，東與湘桂褶皺系相鄰，西與上揚子陸塊相鄰，北與慈利—保靖斷裂、江南斷裂相接，東南與溆浦—龍勝斷裂、江紹斷裂相接[12-13]。區(qū)內出露有新元古界下江群、南華系和震旦系、古生界寒武系和二疊系、新生界三疊系和侏羅系；其中以下江群火山碎屑巖、凝灰?guī)r、粉砂巖、砂巖、灰?guī)r及濁積巖等為主，這些巖石普遍發(fā)生區(qū)域變質作用，成為該區(qū)主要的含金地層[5]。

由于處于兩個陸塊的交匯處，自新元古代到新生代，該區(qū)先后經(jīng)歷了武陵運動、加里東運動、印支—燕山運動等多次構造運動[5]。形成了一系列的NNE、NE及EW向的褶皺、剪切帶。其中，NE、EW向剪切帶、背斜軸部明顯控制著該區(qū)金礦床的分布；如磨山、平秋、銅鼓、穩(wěn)江、彥洞等剪切帶及其次級斷裂明顯控制著主山?jīng)_、磨山及平秋等金礦的分布。

黔東南地區(qū)鮮有巖漿巖出露，而在黔東梵凈山金礦及八克金礦、湘西洪江金礦等鄰近區(qū)域礦床中均有巖漿巖出露，且?guī)r漿巖與金礦的形成關系密切，這些可能暗示黔東南金礦下部，可能也存在隱伏巖體。地球物理及遙感資料解疑結果顯示，在該區(qū)多處可能存在有隱伏酸性、超基性—基性巖體[7，14-15]。

黔東南地區(qū)礦產資源豐富，其中，金屬礦產有Au、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Hg、Fe、V等，非金屬礦產有煤、花崗巖、大理石、重晶石、硅灰石、硫鐵礦等。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)大、中、小型金礦床及金礦點70多處，以石英脈狀型、蝕變巖型金礦為主[16]。

2 礦區(qū)地質特征

平秋金礦位于揚子陸塊東南部、雪峰山陸緣裂谷盆地的西段，江南造山帶的西南緣。礦區(qū)內出露的地層主要為新元古界青白口系下江群番召組第二段，可劃分為三個亞段：第一亞段(Pt3f2-1)為薄—中厚層絹云母板巖、變凝灰?guī)r、變凝灰質板巖，顏色多為灰—深灰色、紫色；第二亞段(Pt3f2-2)為薄層—中厚層粉砂質絹云母板巖，其中局部夾有不規(guī)則的變凝灰?guī)r、變凝灰質板巖等，其顏色多為灰色—灰綠色；第三亞段(Pt3f2-3)主要為薄—中厚層粉砂質絹云母板巖，具有水平層理，其中夾有忠厚層—厚層變余砂巖(圖1)。區(qū)內構造以NE向斷層、褶皺為主，其次為疊加于背斜軸部的近EW向的劈理、層間滑動斷層。礦區(qū)褶皺主要為分布在礦區(qū)西北部的NE向十二盤背斜、分布于西南部的NE向金廠溪背斜，NE向斷層(F1、F2)主要沿背斜軸部展布；其中，十二盤背斜核部出露第一亞段絹云母板巖，其NW、SE翼分別出露第三、二亞段粉砂質絹云母板巖；金廠溪背斜核部及兩翼均出露第二亞段粉砂質絹云母板巖[17]。

圖1 平秋金礦礦床地質簡圖(據(jù)文獻[10]等修改)

礦區(qū)存在兩種類型的礦化：石英脈型及蝕變巖型。在礦區(qū)，已圈出M1、M2兩個石英脈型礦體，其為隱伏礦體，主要賦存在金廠溪背斜軸部的層間滑動斷裂中(圖1)。M2礦體長約1275 m，厚約0.56 m，Au的平均品位為10.49×10-6；M1礦體與M2礦體平行，但已被采空，無詳細地質資料[18]。石英脈型金礦分布在番召組第二段第二亞段內，該處斷裂以脆性為主，石英±硫化物脈體發(fā)育，脈體厚度通常大于5 cm。此外，礦區(qū)圈出①、②兩個蝕變巖型礦體，其明顯受斷層控制，呈透鏡狀分布在斷裂帶中。蝕變巖型礦體主要分布在番召組第二段第一、二巖段之間，其位于石英脈型斷裂之下。該處斷層性質以韌性為主，巖石破碎，具有為斷層角礫巖、糜棱巖特征，巖石中定向排列明顯；礦體中，有零星的石英脈體，脈體寬度多小于3 cm。其中，①號礦體產于F1中，其長約900 m，厚約1.5 m，Au的平均品位為3.9×10-6；②號礦體產于F2中，其長約850 m，厚約2.38 m，Au的平均品位為4.8×10-6。

蝕變巖型礦體中，金屬礦物有自然金、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦及褐鐵礦等礦物，非金屬礦物有石英、絹云母、方解石、綠泥石及重晶石等。礦石主要呈浸染狀、網(wǎng)脈狀及角礫狀分布，金多以他行沿黃鐵礦、毒砂顆粒裂隙分布。礦體蝕變主要有黃鐵絹英巖化、綠泥石化、硅化等。石英脈狀礦體中，金屬礦物主要為自然金、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、黃鐵礦及黃銅礦等，脈石礦物主要為石英、絹云母、綠泥石等。礦石多呈石英-硫化物脈、網(wǎng)脈分布在圍巖中，并在石英脈體兩側形成浸染狀礦化。圍巖蝕變主要有絹英巖化、綠泥石化，金礦化與黃體礦、毒砂關系密切。

3 石英流體包裹體Rb-Sr定年

3.1 樣品制備及測試

本研究共從平秋金礦中M2礦體中，共采集7件含金石英脈樣品。將石英脈中石英碎至0.2～0.5 mm，并雙目鏡下人工挑選出干凈的石英顆粒，保證石英純度在99.5%以上。Rb-Sr同位素測試在中國地質調查局武漢地質調查中心同位素開放研究實驗室完成。測試前，將挑選石英先用6 mol/L的鹽酸清洗2遍，用超純水清洗至中性，烘干；將烘干石英放入烘箱中，在150℃～250℃下將低溫包裹體爆裂，除去后期次生包裹體；在超聲波中，用超純水將石英清洗3～5遍，烘干備用；將石英與一定量的氫氟酸、高氯酸混合，使石英溶解，通過離子交換法分離并提純Sr、Rb；最后，用同位素稀釋法測定Rb、Sr及Sr同位素比值[19]。Rb-Sr同位素測試是在MAT-261質譜儀上完成，實驗過程中用NSB-987作為標樣，其Sr同位素比值為0.71034±0.00026(1σ)。

3.2 測試結果

平秋金礦7件石英樣品測試結果見表1及圖2。樣品中w(Rb)為0.431×10-6～1.434×10-6，w(Sr)為0.651×10-6～5.888×10-6，87Rb/86Sr比值為0.867～9.271，87Sr/86Sr比值為0.713 44±0.000 21～0.744 19±0.000 12。應用ISOPLOT數(shù)據(jù)處理程序，可獲得平秋金礦Rb-Sr等時線年齡為(258.0±4.8) Ma，87Sr/86Sr初始值為0.710 03±0.000 31，MSWD為6.4(圖2)。

4 討論

4.1 平秋金礦成礦年齡

由于石英性質穩(wěn)定、富含包裹體，具有良好的熱穩(wěn)定性，其形成后不易受后期熱事件影響，因此是一種理想的Rb-Sr同位素定年礦物[20]。在石英中，Rb、Sr等元素多賦存在流體包裹體中。在平秋金礦存在兩種石英，一種為乳白色，通常不含硫化物，多分布于蝕變巖型礦化的附近，通常形成較早；另一種為煙灰色、灰色、深灰色，呈石英-硫化物組合的形式出現(xiàn)，被認為其形成較晚。流體包裹體數(shù)據(jù)顯示，平秋金礦成礦流體主要形成于250℃～350℃[5]。在Rb-Sr測試過程中，樣品被加熱到150℃～250℃，使得次生包裹體發(fā)生爆裂，從而保證所得Rb-Sr同位素年齡可以真實反應平秋金礦石英脈型礦化形成過程。

王加昇等[8]通過對平秋金礦中毒砂進行Re-Os定年，得到其形成年代為(400±24) Ma；顧尚義等[7]通過對石英脈中毒砂樣品進行高精度的Re-Os同位素分析，得到其年齡為(235±3.4) Ma。雖然這些測試手段較為先進，數(shù)據(jù)結果可靠，但其在取樣的過程中，并未對礦區(qū)兩期成礦進行詳細區(qū)分，且缺少對前人研究成果進行對比和總結。使得人們對平秋金礦的成礦年齡及成礦過程一直爭論不休，已有成礦年齡未能很好的解決現(xiàn)有爭論。本研究中，通過詳細的基礎地質研究，認為其存在蝕變巖型、石英脈型兩種礦化類型，并對石英脈型金礦化中含礦石英脈進行精確的Rb-Sr定年。其結果同樣顯示，其形成于(258.0±4.8) Ma，與顧尚義等所得Re-Os年齡相似，可能形成于同一成礦事件中。這表明在平秋金礦區(qū)可能存在兩期成礦作用，早期約形成于400 Ma，晚期形成于258～235 Ma。

韌性剪切帶與金礦化之間的關系通常有兩種：① 剪切帶與金礦化形成于同一成礦事件中，剪切帶為成礦提供了容礦空間，礦化主要存在于脆-韌性、脆性變形帶中；② 韌性剪切帶形成較早，疊加了后期的脆性、脆-韌性斷裂[21-22]。前人的研究表明，在江南造山帶地區(qū)，存在多期礦化作用：① 加里東期：形成于約435～400 Ma，以沃溪 [(402±6)Ma，白鎢礦Sm-Nd同位素定年][23]、肖家 [(412±33) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][23]、平茶 [(435±9)Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][24]、同古 [(425±16)Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年]、金頭 [(430±44)Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][9]等金礦為代表；② 海西期：主要形成于約340～258 Ma，以古臺山(約331 Ma，絹云母Ar-Ar法)[24]、金井 [(340±16) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][9]金礦為代表；③ 印支期：約形成于240～205 Ma，如大坪 [(204.8±6.3) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][25]、鏟子坪 [(205.6±9.4) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][24]、黎家園 [(236±14) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][24]金礦等；④ 燕山期：約形成于160～90 Ma，以平江—瀏陽(160～107 Ma，含金石英裂變徑跡發(fā))[26]、沈家埡 [(90.8±3.2) Ma，含金石英流體包裹體Rb-Sr同位素定年][27]等金礦為代表。在一些金礦中，存在多期成礦作用，如沃溪金礦存在400 Ma及280 Ma兩期成礦作用，柳樹釵金礦存在412 Ma及340 Ma兩期成礦作用。在平秋金礦，蝕變巖型金礦形成于石英脈型金礦下部，沿褶皺軸向斷裂分布，該類型礦化早于石英脈型金礦化，可能形成于約400 Ma，并伴隨著形成少量乳白色石英脈。本研究所選晚期含礦石英，其呈灰色、灰白色、深灰色，與早期石英脈明顯不同，其測得的石英流體包裹體Rb-Sr同位素年齡(258.0±4.8)Ma能夠很好代表晚期礦化年齡。

4.2 江南構造帶構造作用

前人研究認為，江南造山帶從新元古代以來共經(jīng)過3次構造運動[28]。其中，第一次為晉寧Ⅱ期造山運動，以板溪群與下伏梵凈山群不整合為代表，其形成年齡大致為850～820 Ma。U-Pb同位素年齡顯示，板溪群形成于818～748 Ma[29]。在江南造山帶，雖然發(fā)現(xiàn)一些晉寧期金礦(約780～610 Ma)的形成，如金山金礦(780～610 Ma，礦石Pb模式年齡；732～714 Ma，全巖Rb-Sr同位素法)[30-31]。但這些金礦形成時間均明顯晚于晉寧Ⅱ期構造運動，表明其并非形成于該期構造運動過程中。此外，這些金礦多是由礦石Pb模式年齡法測得，其結果易受圍巖Pb同位素特征影響，結果不可靠。第二次構造運動發(fā)生在加里東期，同構造云母Ar-Ar及鋯石U-Pb年齡為456～419 Ma[29]。該階段伴隨形成大量的過鋁質花崗巖，其形成年齡為442～420 Ma[7]。第三次構造事件發(fā)生在印支期，鋯石U-Pb及云母Ar-Ar年齡顯示，該期構造-巖漿事件發(fā)生在208～239 Ma[7，29]。

江南造山帶金成礦主要形成于加里東期(435～400 Ma)及印支期(240～205 Ma)，其形成年齡與該區(qū)加里東及印支期構造-巖漿事件一致，且空間上密切相關，表明這些金礦的形成明顯受控于區(qū)域構造-巖漿作用。前人研究表明，江南造山帶金成礦物質及流體主要來自于圍巖，僅在部分礦床中巖漿為成礦提供了成礦流體及物質來源。晉寧Ⅱ期構造事件可能并不直接參與金成礦，但晉寧期沉積物為該區(qū)金礦主要的賦礦圍巖，其在成礦過程中可能為金成礦提供了成礦物質來源。

5 結論

1)平秋金礦可能存在兩期金礦化事件，第一期為加里東期，年齡約為400 Ma，形成礦區(qū)蝕變巖型金礦化；第二期為印支期，年齡為258～235 Ma，形成礦區(qū)石英脈型金礦化。

2)江南造山帶加里東期及印支期構造-巖漿作用與該區(qū)主要的金礦形成密切相關。