第 5 9 卷第 2 期 2 0 1 3 年 3 月地质论评GEOLOGICAL REVIEWVol 59No 2 March2013注: 本文为河南省国土资源厅科技攻关项目( 编号 2011- 622- 25， 2011- 622- 36 和 2010- 61- 5) 、 河南省有色金属地质矿产局科研项目( 编号 YSDK2012- 03 和 YSDK2011- 10) 的成果。收稿日期: 2012- 09- 05; 改回日期: 2013- 01- 23; 责任编辑: 章雨旭。作者简介: 卢仁， 女， 1979 年生。博士。现主要从事地质矿产勘查及相关研究工作， Email:luren7901126 com。豫西磨沟正长岩 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 年代学及 Hf 同位素卢仁1， 2)， 梁涛1， 2)， 白凤军1， 2)， 卢欣祥3)1) 河南省有色金属地质勘查总院， 郑州， 450052;2) 河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室， 郑州， 450052;3) 河南省国土资源科学研究院， 郑州， 450053内容提要: 河南省东秦岭地区印支期岩浆活动产物零星出露， 豫西外方山纸房黄庄地区是其产地之一， 本文对纸房黄庄地区出露面积最大的磨沟正长岩岩体进行了 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 定年及 Hf 同位素测试。磨沟正长岩的锆石206Pb/238U 谐和年龄为 245. 5 8. 0Ma( 95%置信度， MSWD =2. 6) ， 记录了秦岭造山带印支期内早三叠世碱性岩浆活动事件。磨沟正长岩样品的 Hf( t) 值介于 31 89 10 59之间， 聚集于 31 89 27 64和 21 02 10 59两个区间内， 二阶段 Hf 模式年龄( tDM2) 为 1937 3267Ma， 集中于 1937 2591Ma 和 3003 3267Ma 两个年龄范围内。锆石 Hf 同位素特征表明磨沟正长岩是幔源碱性岩浆与壳源花岗质岩浆( 片麻岩部分熔融) 相混合的产物，与磨沟正长岩岩体中出现暗色微粒包体这一地质特征相吻合。磨沟正长岩形成于秦岭造山带的面接触碰撞时期，长期持续的碰撞效应使纸房黄庄岩石圈厚度在垂向上显著增厚， 其重力不稳定性加强， 在印支早期发生局部小规模拆沉， 与之伴有大规模的深部流体活动， 暗示纸房黄庄地区具有巨大成矿潜力， 尤其是与正长岩岩体自身相关的稀有( Rb、 Zr) 、 轻稀土元素及非水溶性钾矿资源。关键词: 磨沟; 正长岩; 印支期; Hf 同位素; 岩浆混合; 岩石圈拆沉; 成矿潜力横亘于华北克拉通与扬子板块之间的秦岭造山带是世界上著名的多期次、 多体制的复合型大陆造山带( 张国伟等， 1996， 2001) ， 强烈的多期次岩浆活动不仅使不同时代、 成因及构造背景的火成岩在秦岭造山带内广泛出露， 尤其是中生代的花岗岩( 如卢欣祥， 1991; 李先梓等， 1993; 卢欣祥等， 2000) ， 而且使秦岭造山带成为我国重要的金、 钼、 铁、 铅锌、 银多金属等有色金属、 贵金属成矿区带之一。河南省东秦岭地区强烈发育燕山期中酸性岩浆活动及与其相关的成矿作用， 但其内印支期岩浆活动产物零星出露， 如小秦岭地区的正长斑岩岩脉( 栾世伟等，1985) 及钾长花岗岩岩墙( 徐启东等， 1998) 、 熊耳山地区不规则脉状或囊状的花岗斑岩( 任富根等，2001) 、 外方山地区的纸房黄庄正长岩( 邱家骧等， 1993; 任富根等， 2001; 刘楚雄等?; Mao Jingwen，et al ， 2010) 和桐柏山地区的松扒正长岩( 邱家骧等， 1993; 河南省地质矿产厅?) 。作为河南省东秦岭地区重要的碱性岩分布地之一， 纸房黄庄地区内不仅出露 5 个规模较大的正长岩岩体， 而且出露一系列与之空间关系密切的 Au、 Mo、 Pb、 Cu 及 Fe 矿点( 梁涛等， 2012) ， 还在正长岩岩体内发现了 Rb、Zr、 LREE 矿化信息( 梁涛等?) 。本文对纸房黄庄地区出露面积最大的磨沟正长岩岩体进行了 LA-ICP- MS 锆石 U- Pb 同位素定年和 Hf 同位素测定， 探讨了磨沟正长岩的形成时代、 岩浆源区特征、 深部动力学背景及成矿潜力。1地质特征1 1区域地质特征在秦岭造山带勉( 县) 略( 阳) 缝合带北侧、 商州以西形成了一条长约 500 km、 总出露面积超过 3000km2的印支期花岗岩带( 图 1a) ， 它由 20 多个断续分布的花岗岩体组成， 如东江口岩体群( 高桥街、 东江口、 柞水、 曹坪和沙河湾岩体) 、 五龙岩体群( 西坝、图 1 河南省嵩县南部纸房黄庄正长岩地质简图 Fig 1 Geological sketch map of the syenite in ZhifangHuangzhuang area，south Songxian County，western Henan Province( a)秦岭造山带内印支期侵入岩分布简图( 据卢欣祥等， 2000 简化修改) ; ( b)纸房黄庄地区矿产地质简图( 据梁涛等， 2012) ，图中各矿床( 点) 分别为: 1八道沟， 2箭凹， 3磨沟， 4寨沟， 5石门里， 6香椿沟， 7板庙， 8神马沟， 9后岭， 10豹子沟， 11何家村， 12东坡 ( a)sketch map of Indosinian intrusive rocks in the Qingling orogen belt ( modified from Lu Xinxiang et al ， 2000) ; ( b)geological sketchmap of ZhifangHuangzhuang area deposit ( after Liang Tao et al ，2012) ，the serial numbers of the mineralization of Au，Mo and Feare: 1Badaogou， 2Jianwa，3Mogou，4Zhaigou，5Shimenli，6Xiangchungou，7Banmiao，8Shenmagou，9Houling，10Baozigou， 11Hejiacun， 12Dongpo华阳、 五龙、 老城、 西岔河和胭脂坝岩体) 和光头山岩体群( 迷坝、 新院、 姜家坪、 张家坝、 光头山、 留坝岩体) 、 宝鸡岩体群以及糜署岭、 温泉、 罗坝以及美武等大岩基( 卢欣祥等， 2000) ， 已有的研究表明它们具有明显的壳幔混合特征( 卢欣祥等， 1996; 田伟等， 2009;Qin Jiangfeng，et al ，2009， 2010a， 2010b; 弓虎军等， 2009a， 2009b; Ding Lixue，et al ，2011;齐秋菊等， 2012; Wang Xiaoxia，et al ，2011;张成立等， 2009; Zhu Laimin，et al ，2011; 朱赖民等， 2009; Dong Yunpeng，et al ，2012; Wang Fei，et653地质论评2013 年al ， 2007) 。图 2 河南省嵩县南部纸房黄庄正长岩磨沟岩体地质特征 Fig 2 Geological features of the Mogou syenite in ZhifangHuangzhuang area，south Songxian County，western Henan Province( a)正长岩测年样品 MG02， 块状构造， 中粗粒结构; ( b)侵入于细粒霓辉正长岩的正长岩脉和石英脉;( c)正长岩岩体内的纺锤形暗色微粒包体; ( d)正长岩体内形态各异的暗色脉岩( a)the dating syenite sample MG02，massive structure，middlemacro granular texture;( b)the syenite and quartz veins intrude microgranular aegirineaugite syenite;( c)the spindle dark particle inclusion of syenite;( d)the varied morphology dark dikes of syenite与之形成鲜明对比的是， 河南省东秦岭地区印支期岩浆活动产物零星分布， 规模较大者为出露于华北地台南缘华熊地块崤山鲁山构造小区的纸房黄庄地区的正长岩岩体( 图 1a) 。崤山鲁山构造小区内主要出露太古宇太华群深变质岩系和中元古界熊耳群火山岩系， 在中新生代断陷盆地内堆积有中新生界陆相碎屑岩。崤山鲁山构造小区发育近东西向、 近北东向和近北西向三组断裂， 其中北东向断裂中规模较大的洛河大断裂和伊河大断裂控制了崤山鲁山构造小区中新生代断陷的形成和发展( 河南地质矿产局， 1989) 。崤山鲁山构造小区内岩浆活动强烈， 形成熊耳山和嵩县鲁山两个主要构造岩浆岩带( 河南地质矿产局， 1989) 。嵩县鲁山构造岩浆岩带位于嵩县木植街汝阳付店一带， 呈近东西向延伸， 侵入岩出露面积近 70km2， 岩体的长轴方向以北西西向和北东向为主， 岩体集中分布于黄庄付店和纸房黄庄两个区域， 其中纸房黄庄地区内出露 32个侵位于中元古界熊耳群的正长岩岩体及岩脉， 其中规模较大的正长岩岩体自西向东依次为狼凹沟岩体、 磨沟岩体、 龙头岩体、 焦沟岩体和乌桑沟岩体 ( 图 1b) 。1 2磨沟岩体地质特征磨沟岩体平面上近椭圆状， 长轴近北西向， 长度约 6. 8km， 短轴长度约 2. 5km， 出露面积约 15km2，主体部分位于伊河南岸( 图 1b) 。磨沟岩体侵位于中元古界熊耳群流纹斑岩和玄武安山岩内， 其上为753第 2 期卢仁等: 豫西磨沟正长岩 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 年代学及 Hf 同位素新生界不整合覆盖。磨沟岩体主要由霓辉正长岩、正长岩( 图 2a) 和霞石正长岩， 由内相带和外相带两部分组成( 河南省地质矿产厅?) 。图 3 河南省嵩县南部纸房黄庄磨沟正长岩锆石阴极发光图像 Fig 3 Cathodoluminescence images of zircons from the Mogou syenite in ZhangfangHuangzhuang area，south Songxian County，western Henan Province磨沟岩体的内相带约占岩体面积的五分之四 ( 河南省地质矿产厅?) ， 其岩性以中细粒霓辉正长岩、 正长岩及霞石正长岩为主， 多数具块状构造，岩体内可见后期侵入的正长岩岩脉及石英脉( 图 2b) ， 岩体局部地段发育暗色微粒包体( 图 2c) 及暗色基性脉岩( 图 2d) 。外相带主要分布于磨沟岩体的西北及东部边缘， 带宽宽度变化大， 带内出露有大量的围岩捕虏体， 捕虏体内有正长岩岩脉贯入， 主体岩性为似斑状 ( 霓辉) 正长岩( 河南省地质矿产厅?) 。岩体外相带内发育云英岩化、 绿帘石化、 硅化、 钠长石化、 绢云母化、 白云石化及褐铁矿化等蚀变作用。2样品特征锆石 U- Pb 定年正长岩样品 MG02 采集于磨沟岩体北部新鲜岩石露头处， 紧邻伊河南岸( 图 1b) 。 MG02 呈暗灰红色， 致密均一， 块状构造， 自形半自形粒状结构( 图 2a) ， 主要矿物为正长石和微斜长石， 二者含量合计约 85%， 多呈长条状、 板状。正长石发育卡斯巴双晶， 部分正长石晶体表面因泥化而浑浊; 微斜长石发育格子状双晶; 其余可见黑云母、角闪石、 霓辉石、 榍石、 磷灰石、 金红石、 锆石及磁铁矿等