李睿华,孙丰月,刘金龙,李良,赵拓飞,闫佳铭.2016.吉林百草沟金矿闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义[J].矿床地质,35(5):1023~1034LI RuiHua,SUN FengYue,LIU JinLong,LI Liang,ZHAO TuoFei,YAN JiaMing.2016.Zircon U-Pb chronology and geochemistry of diorite-porphyrite from Baicaogou gold deposit in Yanbian region, Jilin Province, and its geological significance[J].Mineral Deposits35(5):1023~1034
DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.05.010
吉林百草沟金矿闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义
（1 中国地质科学院矿产资源研究所 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 10 0037； 2 北京大学地球 与空间科学学院， 北京100871； 3 吉林大学地球科学学院， 吉林 长春130061）
第一作者简介李睿华， 男， 1990年生， 博士研究生， 矿床学专业。 Email： leerh53 69@163.com **通讯作者孙丰月， 男， 1963年生， 教授， 博士生导师， 主要从事矿床地质学研究 。 Email： sfy@jlu.edu.cn
收稿日期2015_01_10；
改回日期2016_6_30
本文得到吉黑东部区域成矿规律综合研究项目（编号： 1212011085485）和中央高校基 本科研业务费专项资金（编号： 310827161011）联合资助
摘要:文章对延边地区百草沟金矿床与成矿有关的闪长玢岩脉进行了锆石LA_ ICP_MS U_Pb年代 学和地球化学研究。闪长玢岩中的锆石U_Pb定年结果显示，闪长玢岩形成时代为早白垩世（ （128±3） Ma，MSWD=0.29）。岩石元素地球化学研究表明岩石属于高钾钙碱性系列，明 显 富集大离子亲石元素（如K、Ba、Rb）、LREE和强不相容元素（如Th、U），相对亏损高场强 元素（如Ta、Nb、Ti、P），Mg#值为42～54，其地球化学特征与活动大陆边缘背景下形成 的 火成岩相似。岩石中w(Cr)为20.0×10-6～33.4×10-6， Nb/Ta比 值为9.7～16.5，La/Nb比值为2.54～3.67, Th/La比值为0.19～0.43，Rb/Sr值比为 0.10～0.33，闪长玢岩岩浆是由地 壳物质和地幔物质混合形成的。结合野外地质特征及年代学，认为与矿床近同时形成的闪长 玢岩，其形成的构造背景应为古太平洋板块斜向亚洲大陆俯冲的活动大陆边缘。
关键词:
地球化学；锆石U_Pb年龄；百草沟金矿；闪长玢岩；活动大陆边缘
文章编号： 0258_7106 (2016) 05_1023_12 中图分类号： P618.31 文献标志码：A
Zircon U_Pb chronology and geochemistry of diorite_porphyrite from Baicaogou
g old deposit in Yanbian region, Jilin Province, and its geological significance
g old deposit in Yanbian region, Jilin Province, and its geological significance
(1 MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Minera l Resources, Chinese Academy of geological Sciences, Beijing 100037, China; 2 Sc hool of Earth and Space science, Peking University, Beijing 100871, China; 3 Col lege of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, Jilin, China )
Abstract:LA_ICP_MS zircon U_Pb dating and geochemical data of the diorite_porphyrite rock s, which are related to ore formation, from the Baicaogou gold deposit of Yanbia n region were obtained to restrain their formation time and the regional tectoni c background. The dating results indicate that these rocks were formed in the Ea rly Cretaceous ((128±3) Ma，MSWD=0.29). The element compositions of these rock s are transitional from shoshonite series to potassium_high calc_alkaline series, characterized by enrichment of LILE（such as K, Ba and Rb），LREE and more mobil e incompatible elements (such as Th, U), and relatively depleted in HFSE（such a s Ta, Nb, Ti and P）. In combination with their Mg# values (42～54), it is sug ge sted that the features of the rocks are similar to the characteristics of active continental margin magma. Based on the data Cr=(20.0～33.4)×10-6 , Nb/ Ta=9.7～16.5, La/Nb=2.54～3.67, Th/La=0.19～0.43, and Rb/Sr=0.10～0.33 , it can be conclud ed that the magma was derived from mixture of the crust and the mantle. Together with the research on geological features and geochronology, the authors mainly studied diorite_porphyrite rocks similar to ore in formation time, and the forma tion background of diorite_porphyrite rocks was that of active continental margi n closely related to the subduction of paleo_Pacific plate towards the Eurasia c ontinent.
Key words:
geochemistry, zircon U_Pb chronology, Baicaogou gold deposit , diorite_porphyrite rocks, active continental margin
延边地区位于天山_兴蒙造山带的东端，处于古亚洲洋构造域和环太平洋构造域的交汇处（ 张艳斌，2002）。前中生代时期，本区主要受西伯利亚板块与华北板块相互作用的影响，经 历了古 亚洲洋消减、两大板块向陆缘相增生而后最后拼接的演化历史；中生代受到太平洋板块活 动 的强烈改造与叠加增生，构成环太平洋构造带的重要组成部分，是一个大陆边缘复合构造区 （彭玉鲸等，2002；张兴洲等，2006；赵宏光，2007），由于地质构造活动复杂，引起了众 多 学者的关注。近年来，有人在研究区内开展了花岗岩的研究，并由花岗岩对整个延边地区中 生代 构造机制的复杂性进行了论述（张艳斌，2002），也有人对花岗岩类的形成时代、地化特征 及其构造演化进行了研究（付长亮，2009；张超，2011）。
百草沟金矿床处于著名的五凤_小西南岔金_多金属成矿带，原名闹枝金矿床。矿区出露面积 最大的容矿围岩花岗闪长岩，U_Pb定年结果显示其形成于早侏罗世（刘金龙等，2015a），9 号矿体的围岩粗面安山岩，定年结果也为早白垩世（林博磊，2013；刘金龙等，2015b）， 形成背景都与环太平洋构造域的俯冲有关。目前矿区缺乏与成矿相关的闪长玢岩的研究，结 合野 外地质现象及井下编录观察，发现闪长玢岩与主成矿体10#矿体的时空关系密切，是10# 矿体 的成矿地质体，可作为进一步找矿的标志。李睿华等（2015）对矿区的矿石进行过硫同位素 研 究，认为百草沟矿床的硫来源具有深源的特征。同矿体呈平行分布的闪长玢岩具有深源 、与成矿同时期、与矿体产出位置相近等特点，闪长斑岩可能为成矿提供物质和能量来源， 因此，
本文将通过岩相学、U_Pb年代学、岩石地球化学，对成矿期闪长玢岩的成因、成矿时 代、岩浆演化及地质构造背景进行初步的分析与探讨。
区域内出露的地层主要有三叠系—新生界的沉积碎屑岩、火山碎屑岩、火山岩和第四纪沉积 物等，主要岩性有石英砂岩、粗砂岩、粉砂岩、玄武质安山岩等（吉林省地质矿产局，1988 ）。区域内构造以断裂为主，依走向分为NW_NNW向、NS向、EW向及NE_NEE向4组（孟 庆丽等，2 001）。区域出露的岩浆岩主要有棉田岩体，其主要岩性为花岗闪长岩，局部为闪长 岩、石 英二长岩、二长花岗岩和黑云斜长花岗岩；仲坪岩体（紫苏辉石闪长岩）和其他花岗岩体（ 图1b）。
百草沟矿区主要出露中生界中侏罗统屯田营组上段（J2t2）与下侏罗统金沟岭组上 段（ J3j2）。区内多见NW向、NE向、近NS向断裂。岩浆岩分布广泛，以燕山早期大 规模呈岩基状产出的 中酸性花岗闪长岩为主，燕山晚期则以火山喷发和岩浆侵入交替作用为特征，除形成一套火 山岩外，还有一套呈岩株、岩脉及岩枝状产出的中酸性侵入岩。
百草沟金矿区主要有10条矿脉，它们均赋存于区内中生代火山盆地内的火山岩及花岗闪长岩 中，其中10#矿脉规模最大，含金性最好（图2a），主要矿化类型为多金属硫化物石英脉 ， 石英脉呈不规则状。围岩蚀变主要为绢云母化、黄铁矿化及冰长石化，其次为碳酸盐化和绿 泥石化，其中，硅化、绢云母化、黄铁矿化与金矿化关系最为密切，冰长石化、碳酸盐化反 映了低温的特征。根据矿床地质特征及矿物组合，认为百草沟矿床为低硫化型浅成低温热液 矿 床（李睿华等，2015）。
本文把这类闪长岩脉归属于成矿期的脉岩。
岩石呈深灰色，具斑状结构，基质具细粒不等粒粒状结构。斑晶（45%±）主要由斜长石、 角闪石、辉石组成。斜长石（30%±）自形半自形板状，粒径1～3 mm，发育聚片双晶； 角闪石（10%±）半自形_他形粒状，粒径0.5 mm；辉石（5%±）半自形_他形粒状，粒径0. 5 mm；角闪石和辉石由于受后期热液的影响，边部有少量绿泥石、绿帘石。基质（55%±）由 斜 长石、少量石英、角闪石和辉石构成；斜长石呈半自形板条状，可见环带构造，填隙状分布 ；石英呈他形粒状，星散状、填隙状分布；角闪石呈柱状，星散状分布；辉石呈粒状，星散 状分布；副矿物可见针柱状磷灰石等。
采用He作为剥蚀物质的载气。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标，元素 含量采用NIST SRM610作为外标，29Si作为内标元素（锆石中SiO2的质量分数 为32.8%（袁洪林等，2003），分析方法见文献(Yuan et al.，2004)；普通铅校正采用And er son推荐的方法(Anderson, 2002)；样品的同位素比值及元素含量计算采用ICP_MS_DATECAL 程序(Liu et al., 2008)，年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot程序(Ludwig, 2003)。
所有主量元素数据在之后的投图前已做归一化处理。在T AS图解中所 有样品基本落入二长岩范围内，且基本属于亚碱性系列（图6）；在SiO2_K2O图解上（ 图7），样品多数落入高钾钙碱性系列。岩石中的K2O和Na2O的含量特征可能与岩石形成 后普遍受到富钾、钠流体的影响，发生蚀变有关，同时也解释了硅钾图样品的分布不集中。
6.57～14.50，LREE/HREE =6.30～11.37，稀土元素配分曲 线为明显右倾型， LREE强烈富集和HREE极度亏损（图8a）；δEu为0.79～0.98，岩石的 原 始地幔标准化痕量元素蛛网图（图8b）显示，岩石痕量元素的配分模式近似一致，相对于原 始地幔，微量元素表现出了富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素和Th、U等不相容元素，相对亏 损高场强元素（如Nb、Ta、P、Ti）。由于样品来自坑道不等距连续采 样，岩石所处地质环境有所不同，岩性上存在一定的 差异（图6），但主体仍属于闪长玢岩类。因此在稀土元素及微量元素特征存在2个亚类岩性，可能是少数闪长玢岩受成矿流体的影响，轻稀土元 素 、微量元素被热液交代导致的。
此外，基性岩浆结晶分异以具有明显的Eu负异常为特征，而岩石Eu/Eu*值为0.79～ 0.98，负Eu异常微弱。岩石w(Cr)为（20～33.4）×10-6，小于原始地幔 的w(Cr) （2121×10-6）（Hirose et al.，1993）和高镁安山岩w(C r）一般>100×10-6，高者可达770×10-6（Kamei et al., 2004）。综上所 述，岩石不可能是下地壳镁铁质物质直接部分熔融形成。
此次测得闪长玢岩地球化学主量元素Ti和P的亏损可能受到磷灰石和钛铁矿、金红石和榍石 等分离结晶的影响，或者岩浆有来源于古老的弧源地壳成分（翟明国等, 2005）。Nb/Ta比 值为（9.7～16.5），介于地壳平均值8.3（Rudnick et al., 2003）和地幔平均值17 .5（Sun et al.，1989）之间；Th/La比值为（0.19～0.43），平均值为0.33，亦高于 大 陆地壳平均值0.204（Saunders et al., 1988）；Rb/Sr比值（0.10～0.33）介于地幔 值0.034和地壳值0.35（Taylor et al., 1995）之间，Ba/La比值（15.0～30.4）， 平均值为22.84，介于地 壳平均值25和原始地幔平均值9.6之间（Weaver, 1991）。华北克拉通东部的中生代高镁闪 长岩的87Sr/86Sr初始比值相对较高（0.7050～0.7075）， εNd(t)相对较低（-4.43～-16.0）。结合区域上对延边地区研究表 明研究区在早白垩世发生大规模的拆沉事件，断离 的俯冲板片和拆沉的岩石圈（下部地壳+岩石圈地幔）与软流圈的混溶产生了本区高镁闪长 质岩浆（Wu et al., 2005；2011）。因此，认为闪长玢岩的岩浆是由地壳物质和地幔物质 混合形成的。
目前的研究资料显示吉黑东部地区缺少 133～155 Ma 的岩浆活动，早白垩世岩浆活动主要 集 中在 88～133 Ma。研究区南边的和龙市柳洞岩体侵位年龄为（118.52±0.67） Ma和（11 8.58 ±0.87） Ma，属于早白垩世晚期，且具有高钾钙碱性高分异 I 型花岗岩的特点（张超，2 01 4），泉水村组安山岩样品LA_ICP_MS 锆石 U_Pb年龄为（116.8±1.4） Ma，全部 落入了活动大陆边缘的范围内，暗示了此时古太平洋对吉黑东部开始了新的俯冲作用（张超，2014）。
孙景贵等（2009）通过对延边小西南岔大型富金铜矿床产出的与成矿密切的角闪花岗闪长 岩、 黑云花岗闪长岩、黑云二长花岗岩（花岗杂岩）侵入体和闪长玢岩岩脉的精细测年，初 步确定它们的岩浆就位发生在早白垩世末期（112～102 Ma），处于伊泽奈崎板 块向古亚洲 板块俯冲的大陆边缘环境。同时东北东部地区分布了大面积的双峰式岩浆岩（Wu et al. ，2007；Sun et al.，2013），也暗示了古太平洋板块俯冲作用的存在，以上岩浆岩与百草 沟闪长玢岩应该属于同一阶段的太平洋俯冲活动造成的岩浆活动的产物。
早白垩世晚期（106～133 Ma），环太平洋构造域的俯冲作用，在东部陆缘内侧表现为类似 弧后 的伸展环境，多发育富金斑岩型铜矿和浅成低温热液型金矿（Han et al., 2013）。 近年来吉黑东部浅成低温热液矿床的研究表明（孙景贵等，2008；门兰静，2011； 任云生等，2011；李红霞等，2012），该区早白垩世矿床应与古太平洋板块对吉黑地区的俯 冲作用有关。百草沟金矿正是该时期岩浆活动形成的（门兰静，2011；林博磊，2013）。
与成矿同时期的闪长玢岩脉和金矿床严格受构造控制，二者多呈平行分布，体现了二者间 密切的时、空关系，它们应属于同一构造_岩浆活动期的产物。脉岩中硫化物发育，碳 、 氧和硫同位素显示物质来源于深源地幔（李睿华等，2015）。早白 垩世，太平洋板块西向俯冲，由于洋壳俯冲脱水形成C_H_O流体，携带大量常量及微量元素 ，这种流体上升会因压力降低分异出相对富含铁镁质的硅酸盐“类岩浆"，分异后的C_H_O流 体则变得相对富含硅、碱质。沿断裂带向上运移“类岩浆"与幔源含金C_H_O流体进入地壳后 受壳源物质混染发生分异作用，“类岩浆”与C_H_O流体虽源于同一流体，但是经历了独立 的演化。“类岩浆"与地壳物质相互交换，形成矿区内分布的中基性岩脉，如闪长玢岩、煌 斑 岩等。相对富硅、碱质的C_H_O流体同时也携带了一定数量的金及其他金属，在地壳的不同 层次上，随着温度的不断降低和大气水的混入，使含矿流体溶解度不断降低，成矿物质在构 造薄弱处发生沉淀，形成百草沟金矿床（孙丰月等, 1995）。
（2） 地球化学特征显示，延边百草沟金矿闪长玢岩明显富集大离子亲石元素（如K、Ba、R b ）、LREE和活泼的不相容元素（如Th、U），相对亏损高场强元素（如Ta、Nb、Ti、P）。Nb /Ta、La/Nb、Rb/Sr、Th/La比值等显示岩浆源区具有壳幔混合的特点。
（3） 成矿期闪长玢岩与金矿化密切相关，应为同一构造_岩浆活动期的产物，同处于古太 平洋板块斜向欧亚板块俯冲的活动陆缘环境。
志谢感谢审稿专家提出了重要的修改意见，编辑部老师的认真校稿修改， 作者在此志以最诚挚的谢意!
百草沟金矿床处于著名的五凤_小西南岔金_多金属成矿带，原名闹枝金矿床。矿区出露面积 最大的容矿围岩花岗闪长岩，U_Pb定年结果显示其形成于早侏罗世（刘金龙等，2015a），9 号矿体的围岩粗面安山岩，定年结果也为早白垩世（林博磊，2013；刘金龙等，2015b）， 形成背景都与环太平洋构造域的俯冲有关。目前矿区缺乏与成矿相关的闪长玢岩的研究，结 合野 外地质现象及井下编录观察，发现闪长玢岩与主成矿体10#矿体的时空关系密切，是10# 矿体 的成矿地质体，可作为进一步找矿的标志。李睿华等（2015）对矿区的矿石进行过硫同位素 研 究，认为百草沟矿床的硫来源具有深源的特征。同矿体呈平行分布的闪长玢岩具有深源 、与成矿同时期、与矿体产出位置相近等特点，闪长斑岩可能为成矿提供物质和能量来源， 因此，
本文将通过岩相学、U_Pb年代学、岩石地球化学，对成矿期闪长玢岩的成因、成矿时 代、岩浆演化及地质构造背景进行初步的分析与探讨。
1地质背景和矿区地质
延边地区处于佳木斯、兴凯、华北3个地块间的活动带上（赵全国等，2005），受多 个大地构造单元的制约与影响，成矿地质背景复杂(图1a)。区域内出露的地层主要有三叠系—新生界的沉积碎屑岩、火山碎屑岩、火山岩和第四纪沉积 物等，主要岩性有石英砂岩、粗砂岩、粉砂岩、玄武质安山岩等（吉林省地质矿产局，1988 ）。区域内构造以断裂为主，依走向分为NW_NNW向、NS向、EW向及NE_NEE向4组（孟 庆丽等，2 001）。区域出露的岩浆岩主要有棉田岩体，其主要岩性为花岗闪长岩，局部为闪长 岩、石 英二长岩、二长花岗岩和黑云斜长花岗岩；仲坪岩体（紫苏辉石闪长岩）和其他花岗岩体（ 图1b）。
百草沟矿区主要出露中生界中侏罗统屯田营组上段（J2t2）与下侏罗统金沟岭组上 段（ J3j2）。区内多见NW向、NE向、近NS向断裂。岩浆岩分布广泛，以燕山早期大 规模呈岩基状产出的 中酸性花岗闪长岩为主，燕山晚期则以火山喷发和岩浆侵入交替作用为特征，除形成一套火 山岩外，还有一套呈岩株、岩脉及岩枝状产出的中酸性侵入岩。
百草沟金矿区主要有10条矿脉，它们均赋存于区内中生代火山盆地内的火山岩及花岗闪长岩 中，其中10#矿脉规模最大，含金性最好（图2a），主要矿化类型为多金属硫化物石英脉 ， 石英脉呈不规则状。围岩蚀变主要为绢云母化、黄铁矿化及冰长石化，其次为碳酸盐化和绿 泥石化，其中，硅化、绢云母化、黄铁矿化与金矿化关系最为密切，冰长石化、碳酸盐化反 映了低温的特征。根据矿床地质特征及矿物组合，认为百草沟矿床为低硫化型浅成低温热液 矿 床（李睿华等，2015）。
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图 1百草沟区域地质略图 (据Zhang et al., 2004) 1—第四系沉积物； 2—中生代火山岩、火山碎屑岩； 3—二叠系沉积碎屑岩； 4—仲平岩 体； 5—棉田岩体； 6—其他花岗岩； 7—断层； 8—国界线； 9—地名； 10—采样 位置 Fig. 1Geological sketch map of the Baicaogou gold deposit（after Zhang et al., 2004） 1—Quaternary sediments; 2—Mesozoic volcanic and volcaniclastic rocks; 3—Permi an sedimentary clastic rocks; 4—Zhongping rock body; 5—Miantian rock body; 6 —Other granites; 7—Faults; 8—National boundaries; 9—Location;10—Sampling Lo cation |
2岩相学特征和样品描述
文中的11个样品取自百草沟金矿区13_1中段主穿脉内相对新鲜的闪长玢岩，其与成矿关系密 切，由于严格受构造控制，常见矿脉同闪长玢岩脉平行产出（图2b、图3a），局部位置见脉 岩中含细脉状黄铁矿、黄铜矿（图3b），普遍发育浸染状矿化，且脉岩形成时代也接近于成 矿时代，因此，本文把这类闪长岩脉归属于成矿期的脉岩。
岩石呈深灰色，具斑状结构，基质具细粒不等粒粒状结构。斑晶（45%±）主要由斜长石、 角闪石、辉石组成。斜长石（30%±）自形半自形板状，粒径1～3 mm，发育聚片双晶； 角闪石（10%±）半自形_他形粒状，粒径0.5 mm；辉石（5%±）半自形_他形粒状，粒径0. 5 mm；角闪石和辉石由于受后期热液的影响，边部有少量绿泥石、绿帘石。基质（55%±）由 斜 长石、少量石英、角闪石和辉石构成；斜长石呈半自形板条状，可见环带构造，填隙状分布 ；石英呈他形粒状，星散状、填隙状分布；角闪石呈柱状，星散状分布；辉石呈粒状，星散 状分布；副矿物可见针柱状磷灰石等。
3分析方法
3.1LA_ICP_MS锆石同位素分析
锆石挑选由河北省廊坊区域地质调查研究所实 验室利用标准重矿物分离技术分选完成。锆石制 靶、反射光、阴极发光以及LA_ICP_MS锆石U_Pb年 龄测定和痕量元素分析均在西北大学大陆动力学国 家重点实验室进行。 本次测试采用的激光剥蚀束斑直径为32 μm， 激光剥蚀深度为20～40 μm；实验中
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图 2百草沟金矿床地质简图（a）（据张勇，2010；林博磊，2013）及10#矿体80号勘探 线剖面图（b）（内部资料） Fig. 2Geological sketch map of the Baicaogou gold deposit（after Zhang，2010； Lin，2013）and geological section along No. 80 exploration line of No. 10 oreb ody（internal data） |
3.2岩石地球化学测试
本次实验所用的主量元素和痕量元素分析样品先于吉林大学地球科学学院粉碎至250目后， 缩分出 适量样品, 再由核工业北京地质研究院分析测试中心完成，主量元素的测定采用X射线荧光 光 谱法（XRF），实验仪器为荷兰FHLISP公司PW2404顺序扫描型X射线荧光光谱仪，其中Al2O 3、SiO2、MgO、Na2O检测限为0.015%；CaO、K2O、TiO2检测限为0.01%；Fe2 O3、MnO、P2O5检测限为0.005%；FeO用容量法完成（检测限为0.1%）；微量和 稀土元素测定采用德国Finnigan_MAT公司生产ELEMENT Ⅰ电感耦合等离子体质谱仪测得。对 于质量分数大于20 μg/g的元素，误差为±5%，而对于质量分数小于20 μg/g的元素，误差 为±10%。
4分析结果
4.1LA_ICP_MS锆石U_Pb年龄
百草沟金矿含辉石闪长玢岩样品的阴极发光图像显示锆石颜色明亮，锆石具有清晰的振荡环 带，为典型的岩浆锆石（图4）。闪长玢岩锆石的21个分析点测试结果见表1，Th/U比值0.3 3～1.75，符合岩浆锆石Th/U比值＞0.4的特征（Weaver , 1991）。21个206Pb /238U分析数据的谐和年龄值为（128±1） Ma，MSWD=0.038；加权平均年龄为 （128±3） Ma，MSWD=0.29（图5），确定闪长玢岩形成时代为早白垩世，其中1个锆石年 龄为182 Ma，应该为中侏罗世 矿体捕获围岩的锆石。
4.2地球化学特征
4.2.1主量元素
百草沟矿区闪长玢岩11个样品的氧化物分析结 果(表2)表明，w(SiO2)为50.78%～61.85%, w(Al2O3)为 15.57%～17.86%，w(Na2O)为2.56%～4.78%， w(K2O)为1.89%～4.13%。其中BCG_1～BCG_6 六个样品接近岩体，受成矿流体的影响，围岩蚀变发育，所以烧失量较高， 其余5个样品（BCG_7～BCG_11）较为新鲜。
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图 3百草沟金矿13_1中段闪长玢岩及岩石组构和矿物特征 a. 矿体同闪长玢岩脉平行产出； b. 闪长玢岩脉中矿化； c. 斜长石斑晶（Pl）与角闪石 （Am）斑晶（正交偏光）； d． 针柱状磷灰石（Ap）（单偏光） Fig. 3Photos and microphotographs of the diorite_porphyrite in the Baicaogou g old deposit a. Orebodies parallel to diorite_porphyrite vein; b. Mineralization in diorite_ porphyrite vein; c. Phenocryst of plagioclase (Pl) and amphibole (Am) in diori te_porphyrite (crossed nicols); d. Slender columnar apatite (Ap) (plainlight) |
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图 4闪长玢岩锆石CL图像 Fig. 4CL images of zircons from the diorite_porphyrite |
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图 5闪长玢岩的U_Pb年龄协和图 Fig. 5Zircon U_Pb Concordia diagram for the diorite_ porphyrite rocks |
4.2.2微量元素和稀土元素
全岩稀土元素总量ΣREE为100.72×10-6～ 180.46×10-6，平均为146.97×10-6，(La/Yb)N为
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表 1百草沟金矿闪长玢岩锆石LA_ICP_MS U_Pb定年结果 Table 1LA_ICP_MS zircon U_Pb analyses of the diorite_porphyrite in the Baicaog ou gold deposit |
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图 6闪长玢岩TAS图解（Ir界线据Irvine et al.，1971） Fig. 6TAS diagram of diorite porphyry (Ir line after Irvine et al.，1971） |
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图 7闪长玢岩SiO2_K2O图解（实线据 Peccerillo et al.，1976；虚线据Middlemo st,1985） Fig.7SiO2_K2O diagram（solid line after Peccerillo et al.，1976； dash l ine after Middlemost,1985） of diorite porphyry |
5讨论
5.1岩浆源区和岩石成因
大洋中脊玄武质岩石部分熔融只能产生Mg# 值小于45的熔体，但熔体只要与橄榄岩发生10%的混染便可以使熔体的Mg#值从45上升到55（Rapp et al., 1995）。百草沟金矿闪长玢岩M g#值为（42～54，平均为49），显示其源区需要一种相对富镁的物质参与才能增高Mg #值。
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图 8闪长玢岩稀土元素球粒陨石标准化配分图（a，标准化值据Boynton, 1984）和微量元 素原始地幔标准化蛛网图 （b，标准化值据Sun et al., 1989） Fig. 8Chondrite_normalized REE patterns of diorite porphyrite（a, after Boynto n, 1984）and primitive mantle_normalized trace element spider diagrams of dior ite porphyrite（b, after Sun et al., 1989） |
此次测得闪长玢岩地球化学主量元素Ti和P的亏损可能受到磷灰石和钛铁矿、金红石和榍石 等分离结晶的影响，或者岩浆有来源于古老的弧源地壳成分（翟明国等, 2005）。Nb/Ta比 值为（9.7～16.5），介于地壳平均值8.3（Rudnick et al., 2003）和地幔平均值17 .5（Sun et al.，1989）之间；Th/La比值为（0.19～0.43），平均值为0.33，亦高于 大 陆地壳平均值0.204（Saunders et al., 1988）；Rb/Sr比值（0.10～0.33）介于地幔 值0.034和地壳值0.35（Taylor et al., 1995）之间，Ba/La比值（15.0～30.4）， 平均值为22.84，介于地 壳平均值25和原始地幔平均值9.6之间（Weaver, 1991）。华北克拉通东部的中生代高镁闪 长岩的87Sr/86Sr初始比值相对较高（0.7050～0.7075）， εNd(t)相对较低（-4.43～-16.0）。结合区域上对延边地区研究表 明研究区在早白垩世发生大规模的拆沉事件，断离 的俯冲板片和拆沉的岩石圈（下部地壳+岩石圈地幔）与软流圈的混溶产生了本区高镁闪长 质岩浆（Wu et al., 2005；2011）。因此，认为闪长玢岩的岩浆是由地壳物质和地幔物质 混合形成的。
5.2构造背景
百草沟金矿闪长玢岩在MgO_FeOT_Al2O3图解中（图9），岩石主体落入岛弧及活动大 陆边缘 附近。由于高场强元素的活动性较低，受各种地质作用的影响比较弱，因此能够真实反应源 区的性质。在Th_Hf_Ta判别图解上（图10），岩石大部分落在火山弧区域。闪长玢岩Hf/Th 比值为0.45～0.88(＜3)，是钙碱性（Wood, 1980），以及SiO2_K2O图解（图7） 也落入高钾钙碱性的区域。微量元素中，Zr/Y的比值为6.57～9.28，所有比值都符合 大陆边缘安山岩Zr/Y比值在4～12之间的化学特征（Condie，1989）。岩石La/Nb比值2.92 ～3.67，符 合活动大陆边缘La/Nb比值高于2的特征（Salters et al., 1991）。微量元素表现出了富 集 K、Rb、Sr等大离子亲石元素和Th、U等活泼不相容元素，相对亏损高场强元素（如Nb 、Ta 、P、Ti），与岛弧或活动大陆边缘弧岩浆的特征相吻合。目前的研究资料显示吉黑东部地区缺少 133～155 Ma 的岩浆活动，早白垩世岩浆活动主要 集 中在 88～133 Ma。研究区南边的和龙市柳洞岩体侵位年龄为（118.52±0.67） Ma和（11 8.58 ±0.87） Ma，属于早白垩世晚期，且具有高钾钙碱性高分异 I 型花岗岩的特点（张超，2 01 4），泉水村组安山岩样品LA_ICP_MS 锆石 U_Pb年龄为（116.8±1.4） Ma，全部 落入了活动大陆边缘的范围内，暗示了此时古太平洋对吉黑东部开始了新的俯冲作用（张超，2014）。
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表 2岩石主量元素、稀土元素和微量元素含量及有关参数 Table 2Major, REE and trace element content and parameter of the rocks |
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图 9闪长玢岩MgO_FeOT_Al2O3判别图解 (据Pearce et al.，1977) Fig.9MgO_FeOT_Al2O3 diagram (after Pearce et al., 1977) of diorite p orphyrite |
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图 10闪长玢岩Th_Hf/3_Ta判别图解 (据Wood，1980) Fig. 10Th_ Hf/3 _Ta diagram(after Wood,1980) of diorite porphyrite |
5.3脉岩与金矿床成因关系
延边百草沟金矿闪长玢岩锆石U_Pb定年结果 显示其形成时代为（128±3） Ma（MSWD=0.29） ， 前人用石英Ar_Ar法得出矿体的成矿时代为127 Ma（金伯禄，1992），在误差范围内， 2个年龄基本一致。结合井下地质特征，闪长玢岩和矿体严格受构造控制，两者基本平行产 出，可见两者产于同一构造破碎带内，局部闪长玢岩脉被矿体穿插，且脉中有含金的次级构 造，黄铁矿化、黄铜矿化发育。早白垩世晚期（106～133 Ma），环太平洋构造域的俯冲作用，在东部陆缘内侧表现为类似 弧后 的伸展环境，多发育富金斑岩型铜矿和浅成低温热液型金矿（Han et al., 2013）。 近年来吉黑东部浅成低温热液矿床的研究表明（孙景贵等，2008；门兰静，2011； 任云生等，2011；李红霞等，2012），该区早白垩世矿床应与古太平洋板块对吉黑地区的俯 冲作用有关。百草沟金矿正是该时期岩浆活动形成的（门兰静，2011；林博磊，2013）。
与成矿同时期的闪长玢岩脉和金矿床严格受构造控制，二者多呈平行分布，体现了二者间 密切的时、空关系，它们应属于同一构造_岩浆活动期的产物。脉岩中硫化物发育，碳 、 氧和硫同位素显示物质来源于深源地幔（李睿华等，2015）。早白 垩世，太平洋板块西向俯冲，由于洋壳俯冲脱水形成C_H_O流体，携带大量常量及微量元素 ，这种流体上升会因压力降低分异出相对富含铁镁质的硅酸盐“类岩浆"，分异后的C_H_O流 体则变得相对富含硅、碱质。沿断裂带向上运移“类岩浆"与幔源含金C_H_O流体进入地壳后 受壳源物质混染发生分异作用，“类岩浆”与C_H_O流体虽源于同一流体，但是经历了独立 的演化。“类岩浆"与地壳物质相互交换，形成矿区内分布的中基性岩脉，如闪长玢岩、煌 斑 岩等。相对富硅、碱质的C_H_O流体同时也携带了一定数量的金及其他金属，在地壳的不同 层次上，随着温度的不断降低和大气水的混入，使含矿流体溶解度不断降低，成矿物质在构 造薄弱处发生沉淀，形成百草沟金矿床（孙丰月等, 1995）。
6结论
（1） 延边百草沟金矿区闪长玢岩LA_ICP_MS锆石U_Pb定年结果为（128±3） Ma（MSWD=0. 29），即形成于早白垩世，与成矿时代一致。（2） 地球化学特征显示，延边百草沟金矿闪长玢岩明显富集大离子亲石元素（如K、Ba、R b ）、LREE和活泼的不相容元素（如Th、U），相对亏损高场强元素（如Ta、Nb、Ti、P）。Nb /Ta、La/Nb、Rb/Sr、Th/La比值等显示岩浆源区具有壳幔混合的特点。
（3） 成矿期闪长玢岩与金矿化密切相关，应为同一构造_岩浆活动期的产物，同处于古太 平洋板块斜向欧亚板块俯冲的活动陆缘环境。
志谢感谢审稿专家提出了重要的修改意见，编辑部老师的认真校稿修改， 作者在此志以最诚挚的谢意!
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