段瑞春,杨红梅,刘重芃,张利国,童喜润.2017.新疆元宝山金矿床锆石U-Pb、全岩Rb-Sr年代学及其地质意义[J].矿床地质,36(2):449~462DUAN RuiChun,YANG HongMei,LIU ChongPeng,ZHANG LiGuo,TONG XiRun.2017.Zircon U-Pb and whole rock Rb-Sr dating of Yuanbaoshan gold deposit in Xinjiang and its geological significance[J].Mineral Deposits36(2):449~462
DOi:10.16111/j.0258_7106.2017.02.012
新疆元宝山金矿床锆石U-Pb、全岩Rb-Sr年代学及其地质意义
（1 中国地质调查局武汉地质调查中心， 湖北 武汉430205； 2 中国地质大学资源学院 ， 湖北 武汉430074； 3 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心， 湖北 武汉 430205
第一作者简介段瑞春， 女， 1984年生， 助理研究员， 主要从事同位素年代学和矿床学 研究工作。 Email:duanruichun-123@163.com
2016_10_13
本文得到中国地质调查局地质调查项目（编号： 12120114005701、DD20160029）和公益性 行业专项（编号： 201411075）联合资助
摘要:元宝山金矿床位于新疆鄯善县境内，属于东天山康古尔塔格金矿带， 受秋格明塔什 _黄山韧性剪切带控制。为探讨元宝山金矿床的成矿时代及其地质意义，本次研究开展了矿 石石英Rb_Sr年代学、含矿围岩Rb_Sr、Sm_Nd及锆石U_Pb同位素年代学分析。(255.6±1.0 ) Ma的含矿围岩Rb_Sr同位素等时线年龄以及(256±14) Ma的石英Rb_Sr等时线年龄，限定 了该矿床的形成时代，而(334.7±9.8) Ma的含矿围岩锆石U_Pb年代学数据表明，该矿床 的含矿围岩为中石炭统。Sr、Nd同位素特征表明，成矿物质来源具有幔源特征并有壳源物质 参 与，而区内韧性剪切带右行走滑剪切及随后的抬升作用导致的压力和温度的降低应是元宝山 金矿床形成的动力学背景。
关键词:
地球化学；锆石U_Pb测年；Rb_Sr测年；成矿时代；元宝山金矿 床；东天山
文章编号:0258_7106 (2017) 02_0449_14 中图分类号： P618.51 文献标志码： A
Zircon U_Pb and whole rock Rb_Sr dating of Yuanbaoshan gold deposit
in Xinjian g and its geological significance
in Xinjian g and its geological significance
(1 Wuhan Center of Geological Survey, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China; 2 China U niversity of Geosciences, Faculty of Earth Resource, Wuhan 430074, Hubei, China; 3 Research Center for Petrogenesis and Mineralization of Granitoid Rocks, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China)
2016_10_13
Abstract:The Yuanbaoshan gold deposit, located in Shanshan County of Xinjiang, belongs to the Kanggurtage gold belt of eastern Tianshan Mountains. The deposit is control led by the Qiugemingtashi_Huangshan ductile shear zone. In order to investigate the ore_forming age of the Yuanbaoshan gold deposit and its geological significa nce, the authors analyzed the Rb_Sr isotope composition of fluid inclusions in q uartz and the ore_bearing rock. The Sm_Nd isotope composition of mineralized who le rock and U_Pb dating of zircon from the rock were all carried out. The ore_be aring rock yielded an Rb_Sr isochron age of (255.6±1.0) Ma, which is in agree ment with the (256±14) Ma obtained by quartz within error, indicating that the Yuanbaoshan gold deposit was formed at 256 Ma. The U_Pb dating of the mineralize d whole rock yielded an age of (334.7±9.8) Ma, revealing that the ore_bearing rock belongs to middle Carboniferous strata. The characteristics of Sr and Nd i sotope indicate that the metallogenic material had the mantle_derived attribute with the addition of some crust matters. The decrease of pressure and temperatur e caused by the dextral strike_slip and subsequent uplift action constituted the main dynamic mechanism for the formation of the Yuanbaoshan gold deposit.
Key words:
geochemistry， zircon U_Pb dating, Rb_Sr dating, ore_forming age, Yuanbaoshan gold deposit, East Tianshan
矿床形成年代的确定，不仅对认识矿床特征、成因、成矿事件与其他异常事件的耦合关系、 解释成矿热液来源、总结区域乃至全球的成矿演化规律具有重要的理论意义，而且对于指导 矿床的预测和勘查也具有很高的科学价值。成矿时代的确定包括间接法和直接法，间接法主 要根据地层、侵入岩及矿体间的穿插关系来确定不同地质体间的关系，从而间接推断成矿年 龄，直接法则是通过测试成矿过程形成矿物的形成时代而确定成矿时代（陆松年等，1999） 。目前应用最广泛的有以蚀变矿物及硫化物包裹体为测试对象的40Ar_3 9Ar法、石英流体包裹体Rb_Sr法、以白钨矿为主要测试对象的Sm_Nd法、硫化物Re_Os法等 （陈文等，2006；Bai et al., 2013；陈懋弘等，2006；张家菁等，2008；刘琰等，2007； 王义天等，2010；刘重●等，2014）。天山山系位于欧亚大陆腹地，跨越多国，东西延长超 过2500 km，中国新疆境内一般以乌鲁木齐—库尔勒公路为界划分为东天山和西天山（王登 红 等，2006），东天山铁矿、铜镍矿、金矿等矿产资源丰富，是中国西部重要的矿产资源远景 区，也是目前国土资源调查和国家“973"项目等重点调查及研究的热点地区之一。广义的东 天山地区包括吐哈盆地南缘、库鲁克塔格和北山山麓以及觉罗塔格山_南湖戈壁等。构造上 处于西伯利亚、准噶尔_哈萨克斯坦和塔里木三大板块的交汇处，为中亚增生型造山带的关 键部位，以晚古生代 新陆壳增生和小陆块汇聚为特征（肖序常等，1992; 何国琦等，2006；王义天等，2010）。 本文所指的东天山位于新疆东部，西起小热泉子，东至甘新交界，面积约6万km2，是中国 重要的铜、镍、金、铁、铅锌等大型矿床集结区（图1）。
康古尔塔格成矿带是东天山的主要成矿带之一，前人对区内大量矿床的基础地质特征、成矿 时代、控矿构造、成矿流体特征等方面开展了大量的研究工作，并取得了丰硕成果（芮宗瑶 等，2002；张连昌等，2004；陈富文等，2005；Zhang et al., 2008；Han et al., 2003； 2006a, 2006b; 韩春明等，2010; Han et al., 2010b；Wang et al., 2016）。但是已报道 的成矿时代范围较广，并且不是所有矿点都已研究。元宝山金矿床为康古尔塔格 成矿带中的一个矿点，目前只有殷国鹏等（2013）报道了该矿床的基本矿体特征，而其成矿 时代未见报道，且对区内含矿围岩地层的形成时代亦有争议。本文报道了元宝山金矿床含矿 围岩的锆石U_Pb年代学、Rb_Sr、Sm_Nd同位素特征以及矿石石英Rb_Sr同位素年代学，为探 讨元宝山金矿床的含矿地层、成矿时代及矿床成因提供年代学和地球化学约束。
区内主要出露石炭系，偶见泥盆系、二叠系和侏罗系。石炭系苦水组和干墩组主要分布在康 古尔断裂以南海沟区，主要由具重力流沉积特征的浊积杂砂岩以及深灰色沉凝灰岩、岩屑砂 岩及硅质岩组成；石炭系雅满苏组和阿奇山组分布在阿齐山雅满苏岛弧区，主要为火山碎屑 岩，夹有火山熔岩、灰岩、生物碎屑灰岩及正常沉积碎屑岩；康古尔断裂以北准噶尔地区主 要由中性_中酸性火山岩、火山碎屑岩及碳酸盐岩组成；石炭系阿齐山组是该区金矿的主要 赋存层位（李彤泰，2004；姬金生等，1996；杨兴科等，1997；张连昌等，2000）。华力西 中晚期—印支早期花岗岩、闪长岩及岩脉在区内广泛分布，前人的研究表明，侵入岩根据其 地质地球化学特征，可分为3个系列：① 阿齐山岛弧带侵入岩，岛弧_陆缘构造背景下壳_幔 物质混合的产物；② 海沟带侵入岩，既有具S型特点的花岗岩类，亦有具I型特点的花岗岩 类；③ 康古尔断裂带蛇绿构造混杂岩，即铁镁质堆积杂岩，主要呈扁豆状、透镜状小 规模分 布于断裂带北侧（姬金生等，1994）。
含金蚀变带赋存于苦水断裂北侧的蚀变安山质凝灰岩与英安质晶屑凝灰岩接触部位（图3a） ，共2条含金蚀变带。其中，Ⅰ号含金蚀变带位于矿区北部，长约320 m，宽2～23 m，金品 位0 .15×10-6～1.28×10-6；Ⅱ号含金蚀变带位于矿区中部，长约1800 m，宽 5～48 m，金品位为0.55×10-6～5.33×10-6。2条蚀变带在地表均呈红褐色 、黄褐色（ 褐铁矿铁染），发 育黄铁矿化、硅 化、绢云母化、绿泥石化（殷国鹏等，2013）。矿石中金属矿物为黄铁矿、磁铁矿、自然金 、孔雀石和少量黄铜矿等，脉石矿物有石英、绢云母、绿泥石、碳酸盐类等（图3b～d）。
称约30 mg全岩样品，加入85Rb+84Sr、149Sm+14 5Nd混合稀释剂，用氢氟酸和高氯酸溶解样品，采用阳离子树脂(Dowex50×8)分离和纯化 铷、锶、钐、钕。在热电离质谱仪Triton上分析Rb、Sr、Sm、Nd同位素组成，用同位素稀释 法计算样品中的铷、锶、钐、钕含量及锶、钕同位素比值。样品制备及测试的全过程均在超 净化实验室完成，全流程Rb、Sr、Sm、Nd空白分别为1×10-10、6.7×10-10 、5.9×10-12、4.5×10-11g。分析过程中，用GBW04411、BCR_2、NBS607、 JMC和NBS987标准物质分别对分析流程和仪器状态进行监控。
经粉碎、挑纯后的石英单矿物，依次用超纯盐酸、硝酸和超纯水加热清洗，并采用爆裂法去 除样品中的次生包裹体。称取经过前处理的石英约1 g，加入85Rb+84 Sr混合稀释剂，用氢氟 酸和高氯酸溶解样品，采用阳离子树脂(Dowex50×8)分离和纯化铷、锶。在热电离质谱仪Tr iton上分析Rb、Sr同位素组成，用同位素稀释法计算样品中的铷、锶含量及 锶同位素比值。样品制备及测试的全过程均在武汉地质调查中心同位素地球化学研究室完成，详 细的实验流程见李华芹等(1993）。分析过程中，用GBW04411、NBS607和NBS987标准物质分 别对分析流程和仪器状态进行监控。
4.2Rb_Sr、Sm_Nd同位素特征7件含矿围岩样品、6件石英样品的Rb_Sr同位素及7件围岩样品的Sm_Nd同位素数据列于表3。 7件含矿围岩样品的w（Rb）变化范围为0.46×10-6～100.70×10-6 ， w（Sr）变化范围为3.17×10-6～9.98×10-6，87Rb/ 86Sr变化范围为0.19～56.42，87Sr/86Sr变化范 围为0.709 76～0.914 24，采用ISOPLOT软件对其中6件样品进行等时线年龄计算 ，获得了（255.6±1.0）Ma(MSWD=4.7)的等时线年龄（图6），而1/Sr与 87 Sr/86Sr之间不存在线性关系（图7）则表明，255.6 Ma的等时线年龄具有实 际地质意义。计算获得ISr(256 Ma)的变化范围为0.707 61～0. 709 77，εSr(256 Ma)的变化范围为48～79。
6件石英样品的w（Rb）变化范围为0.23×10-6～0.41×10-6， w（Sr）变化范围为0.64×10-6～1.02×10-6，87Rb/ 86Sr变化范围为0.648～1.315，87Sr/86Sr变化 范围为0.711 60～0.714 96，采用ISOPLOT软件对其中4件样品进行等时线年龄 计算，获得了（256±14） Ma(MSWD=0.75)的等时线年龄（图8），计算获得的ISr (256 Ma)的变化范围为0.707 63～0.710 37，εSr(256 Ma)的 变化范围为49～88。
7件围岩样品的w（Sm）变化范围为0.60×10-6～2.14×10-6， w（Nd）变化范围为1.33×10-6～ 9.52×10-6，147Sm/144Nd变化范围为0. 13～0.27，143Nd/144Nd变化范 围为0.512 556～0.512 824，计算获得INd(256 Ma)的变化范围为 0.512 333～0.512 381，εNd(256 Ma)的变化范围为0.46～1. 40。
因石英具有良 好的机械强度、较高的化学纯度、较好的热稳定性和后生变化微弱等特点，可较好的保存成 矿流体，它被认为是Rb_Sr法直接测定成矿时代的理想矿物。因此，256 Ma的石英流体包裹 体Rb_ Sr等时线年龄可代表元宝山矿床的成矿时代，而赋矿围岩Rb_Sr等时线年龄与该年龄一致， 表明成矿事件对赋矿围岩的Rb_Sr同位素体系进行了重置，验证了256 Ma的成矿事件的确存 在。且该年龄与前人报道的康古尔塔格成矿带内的康古尔金矿、红石金矿、石英滩金矿和马 头滩金矿的形成时代在误差范围内一致（张连昌等，1997；李华芹等，1998；陈文等，2007 ；孙敬博等，2012；孙敬博等，2013；刘重●等，2014），表明256 Ma是康古尔塔格成矿带 的重要成矿期。
Mikucki（1998）研究表明，在低角闪岩相至亚绿片岩相变质区的矿床中，快速的压力波动 足以引发成矿流体产生离析作用，进而使得游离的Au在石英脉内发生沉淀。元宝山金矿床位 于秋明格塔什_黄山剪切带西段，形成于剪切带由NS向挤压环境转换至右行走滑剪切变形阶 段之后，而陈文等（2005）的研究表明，该剪切带西段在右行走滑阶段发生了快速抬升并在 之后冷却。由此可以推断，由挤压转换为拉张环境及抬升作用时压力和温度的突然降低，应 是元宝山金矿形成的主要动力学背景。
（2） 对元宝山金矿含矿围岩开展锆石U_Pb同位素年代学分析，获得了（331.8±9.8） M a（MSWD=4.0）的交点年龄和（334.7±3.6） Ma（MSWD=2.9）的206Pb/ 238U表面年龄加权平均年龄，表明元宝山金矿的含矿围岩为中石炭统火山岩。
（3） 元宝山金矿含矿围岩具有正的εNd值、较低的Sr同位素初始值以及相对较 高的εSr(256 Ma)值，说明成矿物质来源具有幔源特征并有部分壳源物质参与。
（4） 结合Au沉淀的地球化学机制、元宝山矿体产状特征以及区内控矿韧性剪切带的走滑时 代，笔者认为，秋明塔什_黄山韧性剪切带右行走滑阶段发生的快速抬升导致区内压力和温 度的降低，应是元宝山金矿床形成的动力学背景。
志谢野外工作期间得到新疆地球物理化学探矿大队王学彦高级工程师、中国地 质科学院 地质研究所陈文研究员和中国地质大学（武汉）凌文黎教授的指导和帮助；成文过程中李华 芹研究员给予了指导和帮助；匿名审稿人对本文提出了宝贵的意见和建议，提高了本 文的学术水平，在此一并致以诚挚的谢意。
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图 1东天山构造格架与矿床分布（据王京彬等，2006修编） 1—中新生代沉积盖层； 2—二叠纪陆相火山_沉积岩系； 3—石炭纪火山_沉积岩系； 4— 奥陶纪—泥盆纪火山_沉积岩系； 5—前寒武纪变质 岩； 6—花岗岩类； 7—金矿 床； 8—铜 矿床； 9—铁矿床； 10—银多金属矿床； 11—剪切带； 12—板块缝合带； 13—断裂； 1 4—地质界线 ①—康古尔断裂； ②—雅满苏断裂； ③—阿齐克库都克断裂 Fig. 1Tectonic framework and deposit distribution in the East Tianshan Mountai ns (modified after Wang et al., 2006） 1—Mesozoic_Cenozoic sedimentary cover; 2—Permian terrigenous volcanic_sediment ary rocks; 3—Carboniferous volcanic_sedimentary rocks; 4—Ordovician_Devonian v olcanic_sedimentary rocks; 5—Precambrian metamorphic rocks; 6—Granite; 7—Gold deposit; 8—Copper deposit; 9—Iron deposit; 10—Silver polymetallic de posit; 11—Shear zone; 12—Plate suture zone; 13—Fault; 14—Geological boundary ①—Kanggur fault; ②—Yamansu fault; ③—Aqikekuduk fault |
1区域地质背景
东天山康古尔塔格金矿带位于塔里木板块与准噶尔板块的结合部位，该区大地构造单元划分 以康古尔超壳断裂为界，北侧为准噶尔板块，次级单元为准噶尔南缘中生代岛弧带；南侧为 塔里木板块，次级单元属塔里木板块北缘古生代岛弧海沟体系（姬金生等，1994）。金矿带 属于阿齐山_雅满苏岛弧和黄山_秋格明塔什海沟组成的沟弧体系，呈EW向带状展布，延伸达 200 km，宽20～30 km，已发现大、中、小型金（铜）矿床（点）59个，与东天山碰撞构造 带和秋 格明塔什_黄山韧性剪切带及伴生构造密切相关（李彤泰，2004；姬金生等，1996；杨兴科 等，1997）。主要的金矿床类型包括与脆韧性剪切带有关的蚀变岩型（以康古尔、马头滩、 康西_环耳山、齐石滩金矿床为代表）、岩浆热液石英脉型（以西凤山、红石岗、小尖山金 矿床为代表）及浅成热液石英脉型（以石英滩、哈尔拉金矿床为代表）（张连昌等，2000） 。区内主要出露石炭系，偶见泥盆系、二叠系和侏罗系。石炭系苦水组和干墩组主要分布在康 古尔断裂以南海沟区，主要由具重力流沉积特征的浊积杂砂岩以及深灰色沉凝灰岩、岩屑砂 岩及硅质岩组成；石炭系雅满苏组和阿奇山组分布在阿齐山雅满苏岛弧区，主要为火山碎屑 岩，夹有火山熔岩、灰岩、生物碎屑灰岩及正常沉积碎屑岩；康古尔断裂以北准噶尔地区主 要由中性_中酸性火山岩、火山碎屑岩及碳酸盐岩组成；石炭系阿齐山组是该区金矿的主要 赋存层位（李彤泰，2004；姬金生等，1996；杨兴科等，1997；张连昌等，2000）。华力西 中晚期—印支早期花岗岩、闪长岩及岩脉在区内广泛分布，前人的研究表明，侵入岩根据其 地质地球化学特征，可分为3个系列：① 阿齐山岛弧带侵入岩，岛弧_陆缘构造背景下壳_幔 物质混合的产物；② 海沟带侵入岩，既有具S型特点的花岗岩类，亦有具I型特点的花岗岩 类；③ 康古尔断裂带蛇绿构造混杂岩，即铁镁质堆积杂岩，主要呈扁豆状、透镜状小 规模分 布于断裂带北侧（姬金生等，1994）。
2矿区概况
元宝山金矿床位于新疆鄯善县境内，康古尔金矿以北约10 km处，构造上地处东天山成矿带 中矿带，苦水大断裂北侧的康古尔塔格超壳断裂南部的巨型韧性剪切带内，是东天山康古尔 塔格金矿带中的一个重要矿点（图2）。矿区主要出露中石炭统沙泉子组，岩性为中酸性、 中基性火山熔岩及其火山碎屑岩夹正常细碎屑岩沉积组合，普遍经历了韧性_韧脆性剪切变 形构造作用和低级区域构造变质作用。矿区总体为一背斜构造，背斜轴位于矿区中部，呈北 东东向展布，矿（化）体产于背斜构造的核部，与地层同步褶皱。区内主要的断裂为北东东 向的苦水断裂及其北部的分支断裂，产状较陡，自西向东收敛，早期具逆冲性质，晚期具走 滑性质，为右行走滑断裂，其两侧伴有韧性剪切带分布，热液蚀变迹象明显。矿区内岩脉较 发育，以中酸性脉岩为主，主要有流纹斑岩、安山玢岩和石英脉，且具有不同程度蚀变。含金蚀变带赋存于苦水断裂北侧的蚀变安山质凝灰岩与英安质晶屑凝灰岩接触部位（图3a） ，共2条含金蚀变带。其中，Ⅰ号含金蚀变带位于矿区北部，长约320 m，宽2～23 m，金品 位0 .15×10-6～1.28×10-6；Ⅱ号含金蚀变带位于矿区中部，长约1800 m，宽 5～48 m，金品位为0.55×10-6～5.33×10-6。2条蚀变带在地表均呈红褐色 、黄褐色（ 褐铁矿铁染），发 育黄铁矿化、硅 化、绢云母化、绿泥石化（殷国鹏等，2013）。矿石中金属矿物为黄铁矿、磁铁矿、自然金 、孔雀石和少量黄铜矿等，脉石矿物有石英、绢云母、绿泥石、碳酸盐类等（图3b～d）。
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图 2元宝山矿区地质简图（修改自张建等，2009） 1—桃树园组； 2—二叠系； 3—二叠纪花岗岩； 4—石炭系； 5—石炭纪花岗岩； 6—下 奥陶统； 7—断裂； 8—金矿床 Fig. 2Geological sketch map of the Yuanbaoshan orefield (modified after Zhang et al., 2009) 1—Taoshuyuan Formation; 2—Permian; 3—Permian granite; 4—Carboniferous; 5—Carboniferous granite; 6—Lower Ordovician； 7—Fault; 8—Gold depoisit |
3分析方法
将挑纯锆石颗粒制成环氧树脂样品靶，磨至锆石颗粒中心部位后抛光，在进行CL显微结构观 察后，对锆石进行U_Pb年龄测定。锆石U_Pb同位素和微量元素组成采用激光剥蚀_等离子体 质谱(LA_ICPMS)联机技术在西北大学“大陆动力学"国家重点实验室完成。U_Pb同位素分析 采 用91500国际标准锆石为外标，元素含量测定以NIST SRM610为外标。激光束斑为32 μm，剥 蚀深度20～40 μm（Yuan et al., 2004）。样品同位素比值及元素含量采用Glitter ( Ver 4.0)程序计算，U_Pb年龄则由Isoplot/Ex (rev. 3.23)版本的Excel模板计算获得。 称约30 mg全岩样品，加入85Rb+84Sr、149Sm+14 5Nd混合稀释剂，用氢氟酸和高氯酸溶解样品，采用阳离子树脂(Dowex50×8)分离和纯化 铷、锶、钐、钕。在热电离质谱仪Triton上分析Rb、Sr、Sm、Nd同位素组成，用同位素稀释 法计算样品中的铷、锶、钐、钕含量及锶、钕同位素比值。样品制备及测试的全过程均在超 净化实验室完成，全流程Rb、Sr、Sm、Nd空白分别为1×10-10、6.7×10-10 、5.9×10-12、4.5×10-11g。分析过程中，用GBW04411、BCR_2、NBS607、 JMC和NBS987标准物质分别对分析流程和仪器状态进行监控。
经粉碎、挑纯后的石英单矿物，依次用超纯盐酸、硝酸和超纯水加热清洗，并采用爆裂法去 除样品中的次生包裹体。称取经过前处理的石英约1 g，加入85Rb+84 Sr混合稀释剂，用氢氟 酸和高氯酸溶解样品，采用阳离子树脂(Dowex50×8)分离和纯化铷、锶。在热电离质谱仪Tr iton上分析Rb、Sr同位素组成，用同位素稀释法计算样品中的铷、锶含量及 锶同位素比值。样品制备及测试的全过程均在武汉地质调查中心同位素地球化学研究室完成，详 细的实验流程见李华芹等(1993）。分析过程中，用GBW04411、NBS607和NBS987标准物质分 别对分析流程和仪器状态进行监控。
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图 3样品野外及镜下照片 a. 矿体与围岩接触带； b. 蚀变岩正交偏光镜下图像； c. 矿石单偏光镜下图像； d. 蚀 变岩单偏光镜下图像 Fig. 3Field photo and micrographs of the analyzed samples a. Contact zone of orebody and wall rock; b. photomicrograph of altered rock (cr ossed nicols); c. Photomicrograph of ore (plainlight); d. Photomicrograph of a ltered rock (plainlight) |
4 数据特征
4.1锆石U_Pb同位素
对元宝山金矿床含矿围岩进行了锆石U_Pb同位素定年。锆石均呈无色_淡黄色，多为长柱状 ，其CL图像显示其内部具有典型的震荡环带结构（图4a）。样品的锆石U_Pb同位素组成列于 表1。锆石的稀土元素组成列于表2。锆石的w（REE）为403.43×10-6～183 7.22×1 0-6，LREE/HREE为0.03～0.18，具有LREE相对平坦，HREE相对富集的特征（图4b） 。对样品中的15粒锆石进行了15个点的分析，给出了（331.8±9.8） Ma（MSWD=4.0）的 交点年龄（图4c），其中11粒具谐和组成，206Pb/238U表面年龄 加权平均值为（334.7±3.6） Ma（MSWD=2.9）（图5）。4.2Rb_Sr、Sm_Nd同位素特征7件含矿围岩样品、6件石英样品的Rb_Sr同位素及7件围岩样品的Sm_Nd同位素数据列于表3。 7件含矿围岩样品的w（Rb）变化范围为0.46×10-6～100.70×10-6 ， w（Sr）变化范围为3.17×10-6～9.98×10-6，87Rb/ 86Sr变化范围为0.19～56.42，87Sr/86Sr变化范 围为0.709 76～0.914 24，采用ISOPLOT软件对其中6件样品进行等时线年龄计算 ，获得了（255.6±1.0）Ma(MSWD=4.7)的等时线年龄（图6），而1/Sr与 87 Sr/86Sr之间不存在线性关系（图7）则表明，255.6 Ma的等时线年龄具有实 际地质意义。计算获得ISr(256 Ma)的变化范围为0.707 61～0. 709 77，εSr(256 Ma)的变化范围为48～79。
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图 4元宝山含矿围岩锆石CL图像（a）、稀土元素配分模式图（b）及U_Pb谐和曲线（c） Fig. 4Cathodoluminescence images (a), chondrite_normalized REE patterns (b) an d U_Pb concordia diagrams (c) of zircons from the Yuanbaoshan ore_bearing roc ks |
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图 5元宝山含矿围岩中锆石206Pb/238U加权平均年龄 Fig. 5206Pb/238U weighted average of zircons from the Yu anbaoshan ore_bearing rocks |
7件围岩样品的w（Sm）变化范围为0.60×10-6～2.14×10-6， w（Nd）变化范围为1.33×10-6～ 9.52×10-6，147Sm/144Nd变化范围为0. 13～0.27，143Nd/144Nd变化范 围为0.512 556～0.512 824，计算获得INd(256 Ma)的变化范围为 0.512 333～0.512 381，εNd(256 Ma)的变化范围为0.46～1. 40。
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图 6元宝山金矿床含矿围岩Rb_Sr同位素等时线 Fig. 6Rb_Sr isochron of the Yuanbaoshan ore_bearing rocks |
5讨论
5.1矿床形成时代
对选自元宝山金矿床具有明显蚀变特征的7件含矿围岩样品进行Rb_Sr同位素分析，获得了（ 255.6±1.0） Ma的等时线年龄（图6），1/Sr与87Sr/86Sr之 间不存在线性关系（图7）表明该等时线年龄具有实际地质意义；此外，对挑选自矿石的4件 石英样品进行Rb_Sr同位素分析，获得了（256±14） Ma的等时线年龄（图8）；2组年龄在 误差范围内一致。
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图 7元宝山金矿床含矿围岩1/Sr_87Sr/86Sr和1/Rb_ 87Rb/86Sr关系图 Fig. 7Diagrams of 1/Sr versus 87Sr/86Sr and 1/Rb versus 87Rb/86Sr of the Yuanbaoshan ore_bearing rocks |
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图 8元宝山金矿床石英Rb_Sr等时线 Fig. 8Rb_Sr isochron of quartz from the Yuanbaoshan gold deposit |
5.2含矿围岩形成时代
研究区内主要出露一套由中酸性_中基性火山熔岩及火山碎屑岩地层，前人对该套地层分别 进行了全岩Rb_Sr、单颗粒锆石表面蒸发法及单颗粒锆石激光原位分析，获得了变化范围较 广的282～334 Ma的形成时代（张连昌等，1998；罗婷等，2012）。本次研究对1件流纹质凝 灰熔岩开展激光原位锆石U_Pb年代学，获得了（331.8±9.8）Ma（MSWD=4.0）的交点年 龄和 （334.7±3.6） Ma（MSWD=2.9）的206Pb/238U表面年龄加权 平均年龄，该年龄与罗婷等（2012）获得的（334.0±2.5） Ma东天山觉罗塔格构造带西 段的雅满苏组火山岩形成时代在误差 范围内一致，而且明显高于张连昌等（1998）获得的282～300 Ma的次火山岩年龄。考虑到 张连 昌等（1998）的年龄数据由全岩Rb_Sr法获得，而Rb_Sr体系相对于锆石U_Pb体系更易被后期 地质事件影响，可能其282～300 Ma的年龄为石炭纪地质事件（～334 Ma）和后期成矿事件 （～260 Ma）的混合年龄。因此，矿区内的含矿次火山岩应为中石炭世。
5.3成矿物质来源
元宝山矿区安山质凝灰岩中的蚀变带是金矿化的主要部位，且发育石英细脉和黄铁矿化时， 金品位明显提高。本次研究对矿区内黄铁矿化的7件含矿地层样品进行Nd同位素分析，获得 了0.512 333～0.512 381的143Nd/144Nd初始值，其 对应的εNd值为0.46～1.40，指示其具有幔源特征；而7件样品的Sr同位素特 征表明，Sr同位素初始值(0.707 61～0.709 77)较低，亦指示了其幔源特征，而 相对较高的εSr(256 Ma)值(48～79)则表明有部分壳源物质参与。
5.4构造背景
前人将康古尔塔格成矿带内金矿床分为与脆韧性剪切带有关的蚀变岩型、岩浆热液石英脉型 和浅成热液石英脉型，而康古尔、马头滩均是与脆韧性剪切带有关的蚀变岩型的典型代表（ 张连昌等，2000）。元宝山金矿床位于康古尔和马头滩金矿以北约10 km处，三者的赋矿地 层、容矿岩性均具有可比性，且元宝山矿体受区内断裂及剪切带控制特征明显，矿体产状与 剪切带的高度协调，应属于与剪切带有关的蚀变岩型金矿。而本文获得的元宝山金矿的成矿 时代与前人获得的剪切带右行走滑剪切的时间一致（陈文等，2005），亦表明成矿作用 与剪切作用密切相关。Mikucki（1998）研究表明，在低角闪岩相至亚绿片岩相变质区的矿床中，快速的压力波动 足以引发成矿流体产生离析作用，进而使得游离的Au在石英脉内发生沉淀。元宝山金矿床位 于秋明格塔什_黄山剪切带西段，形成于剪切带由NS向挤压环境转换至右行走滑剪切变形阶 段之后，而陈文等（2005）的研究表明，该剪切带西段在右行走滑阶段发生了快速抬升并在 之后冷却。由此可以推断，由挤压转换为拉张环境及抬升作用时压力和温度的突然降低，应 是元宝山金矿形成的主要动力学背景。
6结论
（1） 元宝山金矿含矿围岩的Rb_Sr等时线年龄与挑选自矿石的石英Rb_Sr等时线年龄分别为 （255.6±1.0） Ma和（256±14） Ma，两者在误差范围内一致，表明元宝山金矿床形成 于约256 Ma，与区内多数金矿的成矿时代一致。 （2） 对元宝山金矿含矿围岩开展锆石U_Pb同位素年代学分析，获得了（331.8±9.8） M a（MSWD=4.0）的交点年龄和（334.7±3.6） Ma（MSWD=2.9）的206Pb/ 238U表面年龄加权平均年龄，表明元宝山金矿的含矿围岩为中石炭统火山岩。
（3） 元宝山金矿含矿围岩具有正的εNd值、较低的Sr同位素初始值以及相对较 高的εSr(256 Ma)值，说明成矿物质来源具有幔源特征并有部分壳源物质参与。
（4） 结合Au沉淀的地球化学机制、元宝山矿体产状特征以及区内控矿韧性剪切带的走滑时 代，笔者认为，秋明塔什_黄山韧性剪切带右行走滑阶段发生的快速抬升导致区内压力和温 度的降低，应是元宝山金矿床形成的动力学背景。
志谢野外工作期间得到新疆地球物理化学探矿大队王学彦高级工程师、中国地 质科学院 地质研究所陈文研究员和中国地质大学（武汉）凌文黎教授的指导和帮助；成文过程中李华 芹研究员给予了指导和帮助；匿名审稿人对本文提出了宝贵的意见和建议，提高了本 文的学术水平，在此一并致以诚挚的谢意。
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