河南省灵宝小秦岭金矿区的成矿时代研讨

河南省灵宝小秦岭金矿区的成矿时代研讨

【摘要】小秦岭的金矿成矿时代自七十年代至今已经由不同实验室采用多种方法进行测试。早期发表的数据主要为k-ar法，90年代以来，随着研究工作的深入，新的测试方法的使用，为这一地区金矿的成矿时代的确定提供了更多的资料。目前，小秦岭地区的矿脉年龄数据相差很大。这些测年数据及其测试方法的可靠性、适用性问题仍然值得进一步探讨。

【关键词】小秦岭；金矿；成矿

关于小秦岭金矿的成矿时代一直是一个争论比较大的问题，众多大专院校和科研机构都对此进行过大量工作，得出的认识也各不相同。目前主要的认识有两种：一是单一期次成矿论，小秦岭金矿与燕山期的文峪花岗岩有关，成矿时代为燕山期。一是二期或多期成矿论，认为小秦岭金矿成矿从晚太古代开始，经历晋宁期、加里东期及燕山期多次构造岩浆活动的叠加改造，是多期、多次、多阶段地质成矿作用的综合产物。

一、间接的地质推断方法

对小秦岭金矿的成矿时代的确定采用了间接的地质推断方法、直接的成矿物质同位素测年。间接的地质推断方法主要是根据地层、侵入岩（岩体、脉岩、岩墙等）及矿体间的穿插关系来确定不同地质体之间相对早晚关系，间接推断成岩、成矿年龄，获取近似的相对成矿年代，而不是矿化发生的精确年龄。

1.穿插关系

小秦岭金矿的围岩主要由新太古代太华群ttg质花岗片麻岩、表壳岩系和后期侵入的伟晶岩、花岗岩体、脉岩系组成，时间跨度达25亿年以上。而成矿时代的的推断主要通过含金石英脉与中生代花岗岩体、脉岩系的穿插关系来确定。

野外观察表明，多数基性岩墙侵入时间稍早于含金石英脉形成时期，一些煌斑岩墙则在含金石英脉形成之后侵入。部分含金石英脉与辉绿岩墙常处于同一裂隙中，基性岩墙与含金石英脉有相互穿插的现象。

含金石英脉的脉岩系：在杨砦峪矿区，切穿含金石英脉的云煌岩脉为75.9ma（全岩，k-ar），后来不少引用者改为76ma。

二、直接的成矿物质同位素测年

近十几年来，在金矿成岩成矿定年中开始直接对成矿物质进行同位素测年，以期获得确定的成矿年龄。主要方法有以测定石英、黄铁矿包裹体为主要对象的40ar-39ar法、rb-sr等时线法，以测定白钨矿为主要对象的sm-nd等时线法、u-pb法（包括单颗粒锆石u-pb法和shrimp u-pb法）。

（1）k-ar法

1983年测到桐峪q8石英脉3个矿石的年龄值：微斜长石66.5ma （k-ar），蚀变岩为77ma（k-ar），还测得石英脉中的微斜长石的年龄为53-68ma（k-ar）。

（2）rb-sr等时线法

在东桐峪的q8号脉，1982年获得881±17.4ma和343±34ma的

rb-sr等时年龄（9个点不同组合处理而得），1983年获得208.2ma。1993年测得小秦岭金矿床黄铁矿-石英成矿阶段（ⅰ）中的石英流体包裹体的rb-sr等时年龄为278±19ma（金硐岔9号脉与杨砦峪的60号脉混合采样共8个点）；60号脉ⅱ～ⅲ成矿阶段即石英-黄铁矿和石英-多金属成矿阶段为161.5±17.9ma，认定小秦岭金矿的主成矿期为160-170ma之间。

小秦岭桐沟303号含金石英脉的rb-sr等时年龄为2382±336ma （11个样点）、2234±47ma（5个样品）。

（3）40ar-39ar法

1991年获得小秦岭505号脉粗粒方铅矿的40ar-39ar全熔年龄为85ma，60号脉第ⅱ成矿阶段的黄铁矿的40ar-39ar全熔年龄为

673ma，认为成矿为晚元古代及喜山期二个阶段。

小秦岭桐沟303号含金石英脉的40ar-39ar年龄为2005.88±40.12ma，305号石英脉40ar-39ar坪年龄为1887.44±37.75ma，等时年龄为1909.89±38.20ma（薛良伟）。

（4）u-pb法

1997年测9号含金石英脉三颗锆石的u-pb年龄均不能反映成矿时代，1812±8ma的锆石与区内伟晶岩的时代一致，不排除捕获晶的可能，661±17ma的锆石是先存锆石熔蚀园化的结果，511.1±1.2ma柱状锆石与辉长辉绿岩中的锆石时代相近。

因此，认为对小秦岭含金石英脉中单颗粒锆石u-pb年龄进行地质解释时要持十分谨慎的态度，这既可能给出的是成矿时代的信

息，也可能反映的是成矿前地层年龄的信息。

小秦岭金矿直接成矿年龄列于表1中。

表1 小秦岭地区含金石英脉的直接成矿年龄

三、同位素年龄测试

1.rb—sr同位素年龄

石英的化学性质比较稳定，在一般地质条件下，石英的原生包裹体不易发生泄漏，而保持封闭状态，只有特别过热和晶格变形时会发生泄漏，因此用石英包裹体进行rb-sr同位素分析可以获得石英中流体包裹体的形成年龄。

样品采自303石英脉，样品所在位置含金较富。将石英破碎至40～80目后挑纯，纯度>99%，样品由地质矿产部宜昌地质矿产研究所测定。rb-sr同位素分析结果见表2。形成时代为古元古代。

表2 303石英脉石英包裹体rb-sr同位素分析结果

注：*为同一样品的重复测定。

2.40ar-39ar同位素年龄

石英脉型金矿床中石英流体包裹体40ar-39ar成矿年龄测定，近年来逐渐受到重视，高精度的40ar-39ar计时技术，能够在一份样品上同时获得40ar-39ar年龄谱和等时线图解，可以对样品数据进行有效的处理。

样品为含金石英，样品测试采用真空击碎技术，即将样品分若干个阶段进行测定，每个阶段均敲击样品达几十次至几百次，累计敲击可达上万次，此时石英颗粒大小只有5pm大小。由中国科学院广

州地球化学术研究所进行40ar-39ar同位素年龄测定。

该样品分21个阶段进行测定，前12个阶段的表观年龄大于地球年龄，与地质事实不符，这表明样品受到次生包裹体或其他杂质包体的影响。13～21阶段的表观年龄在一个较小范围内变化，形成年龄坪，前12个阶段的39ar所占比例也明显偏小。年龄谱为半个马鞍型，表明有过剩40ar存在，为校正过剩40ar的影响，采用

40ar-39ar等时线方法计算年龄。

石英流体包裹体真空击碎40ar-39ar分析结果与rb—sr等时线年龄非常接近，均为元古代，但与燕山期成矿的结论有很大差异。这种现象是反映小秦岭地区多期成矿，还是其他原因尚需探讨。

四、讨论

从整个小秦岭金矿的研究历史以及中国东部中生代大规模成矿作用看，不少研究者认为小秦岭金矿与燕山期的文峪花岗岩有关，成矿时代为燕山期。但随着研究的不断深入，文峪、娘娘山等燕山期花岗岩体内有小型含金石英脉存在，而且已经开采。因此，成矿年龄不能大于花岗岩的形成年龄，所以成矿时代为燕山期，小于文峪、娘娘山岩体的shrimp u-pb法年龄，金矿的时代限定在136ma 之后。不少成矿年龄大于花岗岩形成年龄的状况与此相矛盾，间接的地质推断方法无法回答矿化发生的确切年龄，但仍然是矿床定年的基础。

对于大量的构造带蚀变矿物年龄，部分测试结果被认为精确可靠。然而小秦岭近矿脉多为绢英质糜棱岩，所采的矿化糜棱岩中的