Metallogenic epoch and genetic study of the Tianziping gold deposit, West Qinling orogenic belt
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摘要:
西秦岭天子坪金矿床为含金石英细脉、网脉的蚀变岩型金矿，以含金石英脉中的热液锆石作为研究成矿时代的对象，挑选的锆石部分呈局部溶蚀状，无环带或弱环带，Th、U、Pb含量较高，Th/U值较高，属成矿期热液锆石。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析获得了110±7 Ma的谐和年龄，与矿区所在地区早白垩世晚期的推覆构造事件吻合，代表了矿床的成矿时代。分析认为，柴家庄矿集区在燕山晚期有一次强度较大的与大型构造有关的构造蚀变岩型金的成矿作用。
Abstract:The Tianziping gold deposit in West Qinling orogenic belt is an altered rock type gold deposit with gold-bearing quartz veinlets and quartz stockworks.The authors selected hydrothermal zircon in the gold-bearing quartz vein for metallogenic epoch research.Some of the zircons were corroded with no rings or weak rings.These zircons also have high Th, U, Pb content and Th/U ratios, indicating that these zircons are hydrothermal zircons.LA-ICP-MS U-Pb analysis of these zircons yielded a concordant age of 110±7 Ma, which is contemporaneous with the continental napping event in this area in late Early Cretaceous, which should be an important metallogenic epoch of the gold deposit.The authors hold that a tectonic altered rock type gold mineralization occurred in Late Yanshanian period in the Chaijiazhuang gold concentration area, which was related to the contemporaneous large-scale tectonic movement.
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青海省地矿局石油普查大队1962 年在《祁连山、阿尔金山、昆仑山地质概况》[1]一书中于柴达木盆地东北缘创名“牦牛山统”。原义指“系盆地东北缘牦牛山一带，由紫红色砾岩、砂岩、泥板岩、火山岩组成”。牦牛山统上部与石炭系为不整合接触，下与地槽相的奥陶系不整合接触，产植物化石。《青海区域地质志》[2]将柴达木盆地北缘的陆相碎屑岩、火山岩统称为“牦牛山组”。《青海省岩石地层》[3]将其修订为牦牛山组。区域上分布于柴北缘赛什腾山—阿木尼克山—牦牛山—瓦洪山及柴南缘的肯德可克—乌图美仁—格尔木河，与下伏寒武纪—奥陶纪滩间山群不整合接触。其火山岩一直为地质学家所关注。曹明等[4]在柴北缘泥盆系牦牛山组火山岩地球化学特征中得到了其火山岩组合为安山角砾岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、角闪安山岩和石英安山岩，并具有钾质火山岩的地球化学特征。张耀玲等[5]在东昆仑牦牛山组火山岩中上部英安岩中获得SHRIMP 锆石U-Pb 年龄为406±2.9Ma。
由于自然条件的限制， 前人对阿木尼克山地区的牦牛山组火山岩还缺少详细的研究。为精确确定牦牛山地区火山岩的地球化学特征和形成时代，本文通过生物化石、火山岩岩石地球化学及LAICP-MS 锆石U-Pb 年龄研究，为牦牛山组火山岩的地球化学特征及年代背景提供更可靠的资料。
1. 地质背景
研究区位于青海省都兰县境内， 大地构造位置处于西域板块中部，构造线呈北西—南东向展布。以柴达木北缘断裂为界，北属欧龙布鲁克陆块二级构造单元，中部属柴北缘缝合带，西南部属柴达木陆块二级构造单元（图 1）。研究区内经历了长期复杂的构造运动，其大地构造演化大致可分为3 个阶段，即早古生代柴北缘洋盆演化和加里东造山阶段、晚古生代陆表海演化阶段、晚中生代以来陆内演化阶段。区内韧性剪切带、断裂构造、塑性变形、区域性劈理均十分发育，局部地段褶皱也较发育[6-12]。
区内地层单元较多，地层时代跨度大，早古生代—第四纪地层均有分布。区内侵入岩不发育，仅零星出露且规模较小，侵入岩有奥陶纪—泥盆纪的酸性- 中酸性岩类、中性岩类、基性- 超基性岩类。火山岩较发育，广泛分布于阿木尼克山一带，赋存地层为滩间山群（∈OT）和牦牛山组（D3m），酸性火山岩、中性火山岩、基性火山岩均有出露。测区内变质带主要出露寒武纪—奥陶纪滩间山群、寒武纪—奥陶纪变质侵入体、晚泥盆世牦牛山组及其蚀变侵入岩。牦牛山组火山岩是本次研究的主要对象。
牦牛山组下部为灰紫色-紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、杂砂岩、长石质砂岩；上部为灰紫色-紫红色安山岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、玄武安山角砾岩、安山集块岩、安山凝灰岩夹砂岩、板岩、凝灰岩。该组是研究区内分布最广的地层单元，从东至西、从北到南均有分布，与下伏滩间山群为断层接触，在阿木尼克山南与上覆城墙沟组为平行不整合接触，在达达肯乌拉山北与上覆阿木尼克组为断层接触。
2. 岩石学特征
本次研究的火山岩样品采自研究区内的钻孔及火山岩露头，挑选新鲜样品进行岩石地球化学分析及锆石U-Pb 测年。样品主要为英安岩、安山岩和流纹岩。
英安岩呈紫红色、墨绿色、土黄色，具块状构造、杏仁状构造，斑状结构，基质具霏细-微粒结构，且以微粒结构为主。斑晶（12%）由斜长石（10%）和角闪石（2%）组成，基质（约85%）为长英质微晶，斜长石含量较多，约55%，石英含量较少，副矿物（3%）为磷灰石（1%~2%）和榍石（1%）。部分岩石含少量的杏仁体（3%~5%）。
安山岩呈浅灰绿色、灰紫色，具块状构造、杏仁状构造、流动构造，少斑状结构，基质具安山结构、玻基交织结构。岩石斑晶含量很少，约5%，主要为斜长石和角闪石。基质含量约85%，主要为斜长石微晶、隐晶质，另有少量的铁质。岩石整体有碳酸盐化，方解石整体交代基质部分。
流纹岩呈紫红色、土黄色，具块状构造，斑状结构，基质具霏细结构。斑晶主要为石英、碱性长石、斜长石、黑云母。基质主要为长英质，且以石英为主。局部发生碳酸盐化，可见绢云母化。
3. 火山岩地球化学特征
3.1 主量元素
牦牛山组火山岩主量元素分析数据见表 1。牦牛山组火山岩包括中性岩、酸性岩，中性岩的主量元素含量分别为：SiO2=53.94% ~64.69%、Al2O3=13.79%~18.57%、MgO=0.46%~3.96%、Na2O=0.14%~9.25%、K2O=0.12% ~9.18%、CaO=0.47% ~6.54%、TiO2=0.11%~1.12%。酸性岩的主量元素含量分别为：SiO2=67.60~% 76.61%、Al2O3=10.75% ~15.58%、MgO=0.14% ~0.91%、Na2O=1.08% ~4.09%、K2O=3.52% ~8.39%、CaO=0.68% ~4.48%、TiO2=0.069% ~0.4%。岩石样品在TAS 图解（图 2）中投于粗面安山岩和安山岩区域的有3 件，投在粗面英安岩区域的有3 件，其余11 件投在流纹岩区域。里特曼（组合）指数（δ）介于1.45~4.54 之间，17 件样品中5 件样品为碱性岩，3.3＜δ＜9；12 件样品属于钙碱性岩，δ均小于3.3。全碱含量（Na2O+K2O）介于5.38~9.86%之间，变化范围较大。安山岩富Na, K2O/Na2O 值均小于1，多数样品小于0.5。而酸性岩多数富K，K2O/ Na2O 值均大于1。在SiO2-K2O 图解（图 3）中，3 件安山岩样品点投在钙碱性系列和高钾钙碱性系列，酸性岩仅1 件样品点投在低钾（拉斑）系列，13 件样品点投在高钾钙碱性系列和钾玄岩系列。安山岩富Ti, 其TiO2含量大于1%。绝大多数样品铝饱和指数A/CNK 值均大于1.1，具有S 型花岗岩（过铝性）特征。
表 1 牦牛山组火山岩主量元素分析数据Table 1. Major element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation% 样品编号 岩性 SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O TiO2 MnO P2O5 烧失量 总量 ALK δ A / CNK P3-16 REE1 粗面英安岩 64.69 13.79 2.56 0.50 0.46 2.96 0.14 9.18 0.11 0.043 0.033 4.71 99.17 9.78 3.84 1.12 P3-21 REE1 流纹岩 72.77 11.55 0.74 0.35 0.14 2.15 1.08 8.39 0.10 0.021 0.019 2.46 99.77 9.71 2.98 0.99 P5-3 REE1 流纹岩 71.67 12.03 1.52 0.47 0.80 1.54 1.87 6.06 0.27 0.025 0.053 3.39 99.70 8.20 2.16 1.27 P10-3 REE1 英安质晶屑凝灰岩 62.99 14.10 3.92 1.70 0.85 3.08 3.91 4.50 0.53 0.046 0.20 3.92 99.76 8.76 3.40 1.23 P10-5 REE1 安山玻质岩 61.88 18.57 0.89 2.70 2.77 0.47 9.25 0.12 0.80 0.014 0.27 1.87 99.60 9.54 4.54 1.89 P12-11 REE1 粗面安山岩 53.94 16.83 4.75 2.54 4.12 4.18 6.17 1.18 1.05 0.086 0.16 4.31 99.31 7.69 4.42 1.46 P12-12 REE1 杏仁状流纹岩 71.99 14.08 1.25 0.26 0.19 0.70 2.97 5.96 0.37 0.014 0.082 1.83 99.70 9.10 2.73 1.46 YP07(3) REE1 碳酸盐化流纹岩 70.13 12.62 0.19 0.53 0.91 2.11 3.85 5.70 0.22 0.044 0.055 3.12 99.49 9.86 3.31 1.08 D3450 REE1 流纹岩 73.08 13.41 2.01 0.73 0.29 0.79 4.09 3.52 0.18 0.019 0.033 1.74 99.89 7.74 1.91 1.60 P16-60 REE1 流纹岩 69.65 13.50 0.43 1.88 0.75 2.03 3.44 5.01 0.35 0.041 0.088 2.55 99.73 8.67 2.64 1.29 P19-6 REE1 流纹岩 76.61 10.75 0.47 0.64 0.25 1.55 3.31 3.68 0.12 0.032 0.026 1.92 99.36 7.12 1.45 1.26 P19-30 REE1 流纹岩 67.60 12.08 0.88 0.97 0.83 4.48 1.81 5.36 0.40 0.048 0.066 5.03 99.56 7.55 2.02 1.04 P19-32 REE1 安山岩 55.66 16.77 2.54 4.87 3.96 6.54 3.32 1.93 1.12 0.13 0.251 2.30 99.39 5.38 2.07 1.42 D3560GS1 流纹岩 75.48 12.54 0.74 0.20 0.4 1.18 3.451 3.746 0.0721 0.0177 0.0721 1.78 99.68 7.33 1.59 1.50 D-D7015GS1 凝灰岩 70.81 15.58 1.24 0.43 0.37 1.26 3.50 4.42 0.12 0.016 0.063 2.10 99.90 8.08 2.23 1.70 D4012GS1 安山岩 59.15 16.73 1.22 5.31 2.19 3.55 4.49 1.87 1.10 0.097 0.33 3.35 99.38 6.58 2.38 1.69 P35-35GS1 流纹岩 72.56 14.21 0.81 0.15 0.60 0.68 3.42 4.15 0.069 0.021 0.033 3.35 100.05 7.83 1.91 1.72 ![]()
图 3 牦牛山组火山岩SiO2-K2O 图Figure 3. SiO2-K2O diagram of the volcanic rocks in Maoniushan Formation3.2 稀土元素
牦牛山组火山岩稀土元素分析数据见表 2。安山岩稀土元素总量ΣREE=91 × 10-6~174 × 10-6，LREE/HREE 值介于4.51~8.23 之间，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，表现为右倾稀土元素配分曲线（图 4）。δEu 值介于0.73~1.16 之间，亏损富集特征不明显，δCe 为1.06~1.29，具轻微的富集特征。
表 2 牦牛山组火山岩稀土元素分析数据Table 2. Rare earth element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation10-6 样品
编号岩性 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y ΣREE LREE HREE LREE/
HREELaN/YbN δEu P3-16
REE1粗面英
安岩70.61 157.95 14.39 57.95 10.82 0.87 9.60 1.23 5.59 1.05 3.15 0.45 3.13 0.47 25.56 337.26 312.60 24.66 12.68 16.21 0.26 P3-21
REE1流纹岩 34.60 92.73 8.40 34.67 6.94 0.64 7.28 1.26 7.34 1.52 4.54 0.67 4.39 0.63 35.98 205.61 177.97 27.64 6.44 5.65 0.27 P5-3
REE1流纹岩 27.98 73.95 6.80 28.88 5.81 1.34 6.07 0.97 5.50 1.09 3.20 0.44 2.71 0.40 24.41 165.12 144.74 20.37 7.11 7.41 0.69 P10-3
REE1英安质晶
屑凝灰岩27.96 73.87 6.85 29.98 6.21 1.59 6.40 1.05 5.96 1.24 3.87 0.55 3.56 0.55 34.06 169.64 146.46 23.18 6.32 5.63 0.76 P10-5
REE1安山玻
质岩18.36 43.37 4.64 20.23 4.27 1.34 4.78 0.83 4.91 0.99 2.72 0.38 2.31 0.34 30.29 109.47 92.22 17.25 5.34 5.71 0.90 P12-11
REE1粗面安
山岩13.39 33.75 3.79 17.48 3.97 1.58 4.32 0.73 4.43 0.92 2.82 0.40 2.60 0.40 22.84 90.58 73.96 16.63 4.45 3.70 1.16 P12-12
REE1杏仁状
流纹岩20.03 69.73 5.29 22.82 4.93 1.06 5.03 0.83 4.73 0.96 2.81 0.42 2.70 0.42 29.06 141.76 123.86 17.90 6.92 5.32 0.64 YP07(3)
REE1碳酸盐化
流纹岩82.39 180.17 15.45 61.66 10.05 1.44 9.10 1.05 4.41 0.80 2.46 0.34 2.28 0.35 21.62 371.95 351.17 20.78 16.90 25.94 0.45 D3450
REE1流纹岩 19.02 44.41 4.73 19.61 3.88 1.12 3.80 0.59 3.27 0.64 1.98 0.29 2.02 0.33 15.95 105.69 92.77 12.92 7.18 6.75 0.88 P16-60
REE1流纹岩 22.04 58.65 5.09 20.57 3.97 1.04 3.96 0.61 3.37 0.67 2.13 0.30 1.98 0.30 18.38 124.67 111.36 13.31 8.36 8.00 0.79 P19-6
REE1流纹岩 21.51 63.31 5.88 25.68 5.88 0.59 6.32 1.08 6.65 1.40 4.16 0.62 4.08 0.61 34.50 147.77 122.86 24.91 4.93 3.78 0.30 P19-30
REE1流纹岩 29.30 80.40 7.20 29.61 5.54 1.46 5.38 0.79 4.21 0.84 2.55 0.35 2.34 0.37 25.35 170.33 153.51 16.82 9.13 9.00 0.81 P19-32
REE1安山岩 24.41 66.32 6.23 27.90 5.39 1.62 5.39 0.78 4.16 0.83 2.28 0.30 2.01 0.29 20.26 147.90 131.87 16.03 8.23 8.73 0.91 D3560
GS1流纹岩 17.62 26.12 3.68 13.15 2.48 0.39 1.82 0.24 0.95 0.16 0.48 0.07 0.48 0.08 6.35 67.72 63.46 4.26 14.88 26.50 0.54 D-D7015
GS1凝灰岩 27.12 69.79 5.18 18.51 3.26 0.72 2.63 0.46 1.34 0.38 0.78 0.24 0.75 0.25 8.30 131.42 124.59 6.83 18.25 25.79 0.73 D4012
GS1安山岩 31.74 70.58 7.95 34.50 7.00 1.62 6.35 1.13 5.26 1.26 3.04 0.56 2.60 0.52 32.00 174.10 153.38 20.71 7.41 8.76 0.73 P35-35
GS1流纹岩 23.92 45.18 5.51 20.54 4.01 0.65 2.97 0.39 1.49 0.30 0.71 0.13 0.81 0.12 8.75 106.72 99.80 6.91 14.44 21.12 0.55 ![]()
图 4 牦牛山组安山岩(a)和酸性火山岩稀土元素配分图（b）Figure 4. Chondrite-normalized REE patterns of the andesite rocks (a) and the acid volcanic rocks (b) in Maoniushan Formation酸性火山岩稀土元素总量变化很大，ΣREE=68×10-6~372×10-6，LREE/HREE 值介于4.93~18.25之间，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，表现为右倾稀土元素配分曲线（图 4）。Eu亏损明显，δEu值均小于1。δCe 多数大于1，具轻微的富集特征。重稀土元素相对平坦，Eu形成明显的波谷，Ce形成微弱的波峰。与安山岩相比，牦牛山组酸性火山岩中的Eu 明显亏损，说明在酸性火山岩喷出之前，岩浆结晶已沉淀出较多的斜长石晶体，导致Eu亏损比较强烈。
3.3 微量元素
牦牛山组火山岩微量元素分析数据见表 3。安山岩微量元素ORG 标准化蛛网图见图 5-a。3件样品属于同源岩浆，其曲线一致性较好。强不相容元素Rb、Ba、Th 富集，曲线上形成波峰，Ta、Nb 亏损明显，形成波谷。Ce 富集，形成波峰。Sm相对富集，形成小波峰。蛛网曲线呈现峰谷迭起的曲线形式。
表 3 牦牛山组火山岩微量元素分析数据Table 3. Trace element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation10-6 样品编号 岩性 As Ba Bi Co Cu Ga Hf Mo Nb Ni Pb Rb Sb Sr Ta Th Ti U V Zn Zr P3-16 REE1 粗面英安岩 299 845.6 7.71 7.682 4624 12.74 5.29 3.025 14.35 4.536 23.35 250.1 5.48 38.03 1.379 24.86 672 6.587 11.37 32.32 178.6 P3-21 REE1 流纹岩 448 446.7 7.02 10.98 387.65 13.23 5.56 0.82 13.64 4.17 7.61 210.75 5.74 31.29 1.24 19.28 609 3.64 3.30 9.36 170.2 P5-3 REE1 流纹岩 33.0 715.8 2.99 8.19 131.6 12.37 6.16 0.325 8.313 2.828 5.486 151.9 3.20 40.86 0.884 15.57 1644 3.229 10.98 7.494 204.2 P10-3 REE1 英安质晶屑凝灰岩 20.3 476.6 44.1 8.377 74.35 17.85 8.06 0.868 11.35 3.33 218.6 130.1 23.3 64.61 0.878 13.75 3192 3.045 15.85 27.65 262.2 P10-5 REE1 安山玻质岩 2.29 39.67 3.31 9.545 21.61 18.32 5.05 0.157 11.36 3.67 6.634 30.92 1.80 24.8 0.928 7.815 4814 1.465 30.41 12.94 163 P12-11 REE1 粗面安山岩 6.45 333.9 2.46 22.75 17.84 17.66 4.2 0.409 7.956 44 6.397 62.1 1.51 252.7 0.618 5.615 6272 1.437 118.6 66.46 152.2 P12-12 REE1 杏仁状流纹岩 3.14 499.1 3.17 6.223 18.72 18.41 6.61 0.521 7.451 3.291 33.67 158.1 2.81 39.34 0.727 15.49 2203 3.89 18 66.1 211.6 YP07(3) REE1 碳酸盐化流纹岩 27.8 478.1 0.28 7.05 1.842 14.73 7.52 1.406 8.625 2.093 178.1 100.1 9.01 40.29 0.472 14.54 1347 3.256 6.845 329.4 250.8 D3450 REE1 流纹岩 1.13 646.5 0.16 7.56 3.81 15.48 9.01 0.32 10.38 1.33 40.78 128.65 0.69 92.43 0.74 12.22 1074 1.78 2.34 119.70 312.8 P16-60 REE1 流纹岩 3.15 640.9 0.27 8.537 1.903 14.26 4.56 0.552 5.731 12.3 14.42 159.1 0.93 65.68 0.654 12.64 2121 3.177 33.25 41.25 150.1 P19-6 REE1 流纹岩 3.97 424.1 0.32 7.183 4.972 13.77 4.36 0.459 11.27 5.74 26.38 139.9 0.75 64.84 0.922 18.91 714 3.819 7.669 25.96 131.4 P19-30 REE1 流纹岩 9.54 1058 0.48 5.984 7.299 14.41 5.05 2.444 9.816 7.846 29.43 207.4 0.71 84.25 0.748 11.88 2420 3.391 44.66 32.46 176.5 P19-32 REE1 安山岩 2.60 582.1 0.07 20.04 18.12 18.7 4.89 1.152 12.12 17.19 14.52 66.38 0.55 355.5 0.631 6.929 6688 1.458 138.8 88.92 177.9 D3560GS1 流纹岩 584 13.4 2.511 2.85 16.4 5.6 130.6 228.9 1.31 10.8 2.001 5.23 89.4 D-D7015GS1 凝灰岩 753 2.93 4.11 13.1 1 148.85 258.9 1.16 12.3 3.07 7.16 74.77 131 D4012GS1 安山岩 398 16.7 6.61 9.73 3.17 63.15 246.5 0.77 10.2 2.35 76.2 74.2 253 P35-35GS1 流纹岩 517 11.2 3.34 10.8 1.01 145.47 183.9 1.08 9.08 2.84 3.12 47.775 99.5 ![]()
图 5 牦牛山组安山岩ORG 标准化蛛网图（a）和酸性火山岩ORG 标准化蛛网图（b）Figure 5. Trace element spider diagram of the andesite rocks (a) and the acid volcanic rocks (b) in Maoniushan Formation牦牛山组酸性火山岩微量元素ORG 标准化蛛网图见图 5-b。14 件样品属于同源岩浆，其曲线一致性较好。强不相容元素Rb、Ba、Th富集，在曲线上形成波峰，Ta、Nb 亏损明显，形成波谷。Ce 富集，形成波峰。蛛网曲线呈现峰谷迭起的曲线形式。酸性火山岩微量元素特征、蛛网图曲线与安山岩十分相似，应属同源岩浆演化的结果。
4. 锆石U-Pb 测年
本次选取2 件牦牛山组样品进行锆石U-Pb 定年，火山岩样品采自青海省都兰县阿木尼克山地区。LA-ICP-MS 测年在中国地质大学（北京）地学实验中心元素地球化学实验室完成。采用的仪器为美国New Wave公司生产的UP193 SS型激光剥蚀器与美国Agilent 公司生产的7500a 型等离子体质谱仪组装的激光等离子质谱仪（LA-ICP-MS）。激光剥蚀束斑直径36μm, 频率10Hz, 波长193nm, 预剥蚀时间为5s, 剥蚀时间为45s, 以氦气为载气。采用软件Glitter4. 4 进行数据处理，年龄计算以标准锆石91500 作为外标，用Isoplot 3. 23版本程序绘制U-Pb谐和图[13-14]。2 件样品的分析结果见表 4。表中误差均为1σ。因为样品年轻，所以采用206Pb/238U年龄。
表 4 牦牛山组火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Th-Pb 年龄测定结果Table 4. LA-ICP-MS U-Th-Pb ages of zircons from the volcanic rocks in Maoniushan Formation测点 Pb
/10-6Th
/10-6U
/10-6Th/U 207Pb
/235U1σ 206Pb
/238U1σ 206Pb/238U
年龄/Ma1σ 谐和
度/%YP07(3)TW1流纹岩 01 26 185 424 0.45 0.447 0.010 0.061 0.001 380 8 -1.32 02 14 105 233 0.46 0.445 0.011 0.059 0.001 372 8 0.54 03 21 162 387 0.42 0.581 0.016 0.055 0.001 338 9 14.20 04 15 121 250 0.48 0.410 0.015 0.058 0.001 373 11 -4.38 05 - 234 539 0.45 0.011 0.055 0.001 0.001 343 8 9.33 06 12 214 198 1.09 0.456 0.016 0.059 0.001 371 9 2.96 07 8 63 140 0.44 0.482 0.014 0.060 0.001 379 8 3.09 08 30 203 502 0.42 0.450 0.019 0.059 0.001 371 9 2.16 09 21 153 352 0.45 0.457 0.016 0.059 0.001 371 9 2.96 10 9 101 158 0.66 0.447 0.021 0.060 0.001 376 9 -0.27 11 16 117 265 0.44 0.473 0.010 0.061 0.001 380 8 3.42 12 22 168 366 0.47 0.442 0.011 0.060 0.001 373 9 -0.27 13 20 273 329 0.83 0.453 0.019 0.060 0.001 377 9 0.80 14 23 170 396 0.43 0.500 0.013 0.058 0.001 363 8 13.22 15 9 72 156 0.46 0.441 0.014 0.059 0.001 371 9 0.00 16 11 81 185 0.44 0.477 0.014 0.060 0.001 373 9 6.17 17 18 134 298 0.45 0.569 0.013 0.061 0.001 375 9 7.20 18 19 172 366 0.47 0.579 0.019 0.051 0.001 317 8 10.73 19 23 174 395 0.44 0.430 0.016 0.059 0.001 371 11 -2.16 20 13 199 209 0.95 0.484 0.010 0.060 0.001 378 9 3.62 21 20 145 338 0.43 0.490 0.010 0.059 0.001 368 8 10.05 22 27 214 456 0.47 0.445 0.011 0.060 0.001 375 9 -0.27 23 17 133 296 0.45 0.444 0.013 0.058 0.001 373 8 2.47 YP07(3)TW1流纹岩 24 8 59 140 0.42 1.115 1.012 0.060 0.001 375 9 -0.27 D3450TW1流纹岩 01 12 117 198 0.59 0.474 0.009 0.063 0.001 392 6 0.51 02 35 320 552 0.58 0.514 0.010 0.064 0.001 399 6 5.51 03 13 203 199 1.02 0.505 0.021 0.063 0.001 392 7 5.87 04 12 102 186 0.55 0.566 0.018 0.063 0.001 393 6 15.78 05 16 137 254 0.54 0.471 0.012 0.063 0.001 392 6 0.00 06 22 198 354 0.56 0.478 0.013 0.062 0.001 390 6 1.79 07 26 232 415 0.56 0.485 0.009 0.063 0.001 392 6 2.30 08 25 346 389 0.89 0.473 0.008 0.063 0.001 395 6 -0.51 09 22 202 355 0.57 0.665 0.014 0.063 0.001 396 6 30.81 10 20 157 275 0.57 1.133 0.026 0.072 0.001 445 7 72.81 11 24 224 386 0.58 0.472 0.009 0.063 0.001 392 6 0.26 12 19 253 266 0.95 0.641 0.012 0.072 0.001 446 6 12.78 13 32 270 500 0.54 0.473 0.009 0.063 0.001 393 6 0.00 14 16 233 423 0.55 0.285 0.006 0.038 0.001 242 3 4.96 15 16 142 259 0.55 0.467 0.013 0.062 0.001 391 6 0.78 16 23 211 363 0.58 0.487 0.009 0.063 0.001 393 6 2.54 17 24 206 375 0.55 0.470 0.010 0.063 0.001 392 6 -0.26 18 10 126 159 0.79 0.620 0.015 0.062 0.001 389 6 26.29 19 13 112 203 0.55 0.555 0.010 0.064 0.001 399 6 12.28 20 12 102 189 0.54 0.477 0.010 0.063 0.001 393 6 0.76 YP07（3）TW1 样品为流纹岩，锆石自形程度较好（图 6），多数锆石呈四方双锥长柱状和四方双锥短柱状，具有岩浆振荡环带。锆石Th/U 值介于0.5~1.3 之间，均大于0.4，显示岩浆锆石特征[17（] 表 4）。由于实验中仪器出现误差，删除误差较大的点（04、05、14、18、21），其他19 个锆石的年龄为371~380Ma（图 7-a、b），年龄加权平均值为374.8 ±3.1Ma, 代表了牦牛山组火山岩的形成时代。
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图 7 牦牛山组火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb谐和图（a、c）及206Pb/238U 年龄图(b、d)Figure 7. Zircon LA-ICP-MS U-Pb age of the volcanic rocks (a,c) and 206Pb/238U data (b,d) in Maoniushan FormationD3450TW1 样品为流纹岩，锆石自形程度较好，多数锆石呈四方双锥长柱状和四方双锥短柱状，均具有振荡环带（图 6）。锆石Th/U 值介于0.4~1.1 之间，均大于0.4（表 4），属于岩浆锆石[17]。在年龄计算中删除误差较大的点（04、09、10、12、14、18、19），其他13 个锆石的年龄为389~399Ma（图 7-c、d），年龄加权平均值为392.4±3.3Ma, 代表了牦牛山组火山岩的形成时代。
5. 讨论
5.1 火山岩的形成时代
阿木尼克地区牦牛山组下部为灰紫色-紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、杂砂岩、长石石英砂岩；上部为灰紫-紫红色安山岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、玄武安山角砾岩、安山集块岩、安山凝灰岩夹砂岩、板岩、凝灰岩。在阿木尼克地区牦牛山组的结晶灰岩中（火山岩间的夹层）采集的植物化石Lepi-dodendropsis sp.拟鳞木，是中泥盆统的标准化石。由此可以推断，研究区内牦牛山组的时代为中泥盆世。化石确定的地层时代可以代表形成时代的上限，但具有不确定性。阿木尼克地区牦牛山组的火山岩锆石206Pb/238U 年龄介于374.2 ± 3.1~392.4 ±3.3Ma 之间，表明该地区的牦牛山组火山岩形成于中—晚泥盆世。
5.2 火山岩性质及构造环境
牦牛山组火山岩以酸性火山岩为主，主要为英安质、流纹质火山岩，有少量安山岩或安山质火山岩。部分英安岩发育柱状节理，属陆相喷发。同时，火山岩层间夹海相沉积物夹层。该组火山岩喷发环境应属海陆交互相。
多数样品的里特曼指数（δ）均小于3.3，属于钙碱性岩，且碱含量高。安山岩富钠，K2O/Na2O值均小于1，而酸性岩多数富钾，K2O/Na2O 值均大于1。P2O5含量中等。岩石富铝，多数样品的铝饱和指数（A/CNK）大于1.1。岩石轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，稀土元素配分曲线右倾，酸性岩Eu 亏损明显。微量元素强不相容元素Rb、Ba、Th富集，Ta、Nb 亏损明显，蛛网曲线图呈现峰谷叠起的曲线形式。
在安山岩Th-La/Yb 图解（图 8）上，2 个安山岩样品点投在大陆边缘弧区域内。在酸性火山岩YNb图解（图 9）上，所有样品点均投在VAG+syn-COLG 区（火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩）区域。在酸性火山岩SiO2-Al2O3图解（图 10）上，多数样品点投在POG 区（造山后花岗岩类）。
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图 9 酸性火山岩Y-Nb 图解VAG+syn-COLG—火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩；WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩Figure 9. Y-Nb diagram of the volcanic rocks![]()
图 10 酸性火山岩SiO2-Al2O3图解IAG+CAG+CCG—岛弧花岗岩类+大陆弧花岗岩类+大陆碰撞带花岗岩类；POG—造山期后花岗岩类；PRG+CEUG—与裂谷有关的花岗岩类+大陆造陆抬升花岗岩类Figure 10. Mass fraction of SiO2-Al2O3 diagram from the volcanic rocks牦牛山组火山岩的地质特征、岩石组合特征、岩石地球化特征说明，牦牛山组酸性火山岩具岛弧火山岩特征，产于造山后碰撞环境，该特征与区域特征一致。晚志留世—早泥盆世，柴达木盆地北缘和东昆仑地区广泛发育具岛弧地球化学特征的花岗岩，被认为是后碰撞阶段伸展作用的产物[18-20]。形成于晚志留世—晚泥盆世的牦牛山火山岩代表了古生代洋盆闭合的时间，表明中志留世末，洋盆基本闭合。晚志留世—晚泥盆世，本区已处于隆升状态。安山岩具有大陆边缘弧地球化学特征，同时火山岩间的海相沉积夹层的出现，标志着在该时期柴北缘由陆转海[15-16]，拉开了该区海相沉积环境的序幕。
6. 结论
（1） 研究区牦牛山组火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb 的测年结果为364~411Ma, 其锆石具有生长振荡环带，为典型的岩浆成因锆石。2 个样品的206Pb/238U 年龄加权平均值为374.8±8.1Ma 和385.8±6.1Ma, 代表火山岩的形成时代，即形成于中—晚泥盆世。
（2） 地球化学研究表明，牦牛山组火山岩以酸性火山岩为主，主要有英安质、流纹质火山岩，次为中性火山岩，如安山岩或安山质火山岩，其酸性火山岩划分为2 个高钾钙碱性系列和钾玄岩系列，中性火山岩划分为钙碱性系列和高钾钙碱性系列。微量元素特征显示其酸性火山岩和安山岩都为同源岩浆演化。牦牛山组酸性火山岩具岛弧火山岩特征，安山岩则为大陆边缘弧特征。
致谢: 本次研究得到甘肃省地矿局一勘院项目组的大力支持；南京宏创地质勘查技术服务有限公司在同位素样品制片、武汉矿产资源监督检测中心在同位素分析等方面做了很大的帮助，在此一并表示衷心的感谢。 -
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图 1 研究区地质简图
1—新近系；2—白垩系；3—三叠系；4—石炭系；5—大草滩群；6—西汉水群；7—舒家坝群；8—志留系；9—新元古界木其滩组；10—古元古界秦岭岩群；11—侵入岩/花岗闪长岩；12—分区大断裂/次一级断裂；13—脆韧性剪切带；14—韧性剪切带；15—不整合地层界线；16—实测/推测地层界线；17—大/中型金矿床；18—大/中型铅锌矿床；19—中型铜铅锌/铜矿床；20—小型磁铁矿/赤铁/褐铁矿床；21—图 2-a位置
Figure 1. Geological sketch map of the study area
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图 2 天子坪-九条沟金矿区地质图
a—天子坪-九条沟金矿区地质略图；b—天子坪金矿0号勘查线剖面；c—九条沟金矿1号勘查线剖面；1—舒家坝组三岩段砂质板岩；2—舒家坝组二岩段薄-中厚层变长石石英砂岩；3—舒家坝组一岩段第三岩层粉砂质板岩、斑点状板岩; 4—舒家坝组一岩段第二岩层薄-中厚层状长石石英砂岩、变石英砂岩；5—舒家坝组一岩段第一岩层粉砂质板岩；6—断层破碎带及编号；7—断层及编号; 8—褪色蚀变矿化带；9—金矿体及编号；10-铜矿体及编号；11—铅锌矿体及编号
Figure 2. Geological map of the Tianziping-Jiutiaogou gold deposit
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图版Ⅰ
a.天子坪金矿体地表露头；b.九条沟金矿体地表露头；c.含金粉砂质板岩矿石；d.钻孔中含金粉砂质板岩矿石；e.天子坪金矿黄铁矿物显微照片；f.天子坪金矿褐铁矿物显微照片；g.黄铁矿附近的不规则自然金；h.褐铁矿附近的不规则自然金
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图 3 天子坪金矿体地表露头(a)和金矿石(b)照片
Figure 3. Outcrop(a) and ore sample(b) of the Tianziping gold deposit
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图 5 泥盆纪舒家坝组叠覆于早白垩世麦积山组之上的构造剖面图
1—泥盆纪舒家坝组；2—早白垩世麦积山组；3—灰岩；4—泥岩；5—砂岩；6—泥质砂岩；7—含砾砂岩；8—断层破碎带
Figure 5. The relationship between the Devonian Shujiaba Formation and Early Cretaceous Maijishan Formation
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图 6 天子坪金矿成矿模式图
K1m—早白垩世麦积山组；J1t—早侏罗世炭和里组；C1b—早石炭世巴都组；D2xh—中晚泥盆世西汉水群；D2sh—中泥盆世舒家坝组；γT2—印支中期花岗岩；γT3—印支晚期花岗岩；AnS—前志留纪基底；Pz1—下古生界；1—粉砂岩；2—细砂岩；3—砂砾岩；4—灰岩；5—扁豆庄灰岩；6—条带状灰岩；7—结晶灰岩；8—泥质灰岩；9—粉砂质板岩；10—绢云石英片岩；11—花岗岩；12—断层/破碎带；13—金矿体；14—铜矿体；15—铅锌矿体
Figure 6. Metallogenic model for the Tianziping gold deposit
表 1 天子坪金矿床石英脉锆石U-Th-Pb测试结果
Table 1 U-Th-Pb dating result for the quartz vein of the Tianziping gold deposit
测点 含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma 谐和度 Pb(Total) Th U Pb 206Pb/
238U206Pb/
238U238U/
232Th207Pb/
206Pb207Pb/
206Pb206Pb/
238U206Pb/
238U238U/
232Th2017DCN2-01 87 714 3234 110 0.0175 0.0002 4.1563 322 15.7 112 1.1 4.5 91% 2017DCN2-02 6.73 14.0 43.6 39.2 0.0792 0.0014 2.8711 561 61.1 491 8.2 3.1 97% 2017DCN2-03 149 813 3932 272 0.0178 0.0002 4.3172 1165 36.0 114 1.5 4.8 55% 2017DCN2-04 223 110 410 29 0.2845 0.0039 3.4613 2354 13.6 1614 19.5 3.7 80% 2017DCN2-05 33 227 693 64 0.0182 0.0003 2.9132 899 26.9 116 1.9 3.1 67% 2017DCN2-06 186 1462 4899 228 0.0180 0.0003 3.1400 733 37.0 115 1.6 3.4 77% 2017DCN2-07 429 2642 4282 163 0.0183 0.0003 1.9406 2394 39.7 117 1.6 1.6 4% 2017DCN2-08 696 6552 19923 254 0.0183 0.0003 2.8454 332 28.7 117 2.1 3.0 90% 2017DCN2-09 305 3056 8709 81.6 0.0181 0.0005 2.7774 213 24.1 115 3.3 2.9 96% 2017DCN2-10 360 3422 8185 725 0.0147 0.0004 2.4282 1736 62.2 94 2.5 2.4 31% 2017DCN2-11 834 2265 10716 460 0.0159 0.0003 4.8568 2190 92.4 101 1.8 4.7 13% 2017DCN2-12 686 1461 7797 202 0.0194 0.0003 4.8080 2321 26.9 124 2.1 5.3 6% 2017DCN2-13 95 787 2062 116 0.0183 0.0003 2.6024 731 54.6 117 2.0 2.6 74% 2017DCN2-14 70 247 1035 134 0.0181 0.0004 3.7626 1895 35.2 116 2.4 4.2 24% 2017DCN2-15 88.1 263 3729 88.1 0.0308 0.0006 13.4356 467 25.9 195 3.7 14.2 93% 2017DCN2-16 224 2027 5416 201 0.0179 0.0005 2.4961 977 81.5 114 3.1 2.7 60% 2017DCN2-17 207 1446 6986 303 0.0161 0.0002 4.1668 1033 77.9 103 1.1 4.8 60% 2017DCN2-18 550 3933 10500 823 0.0177 0.0003 2.4274 1318 46.3 113 1.9 2.7 48% 
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