西北大学地质学系, 大陆动力学国家重点实验室, 西安 710069

对出露马鞍桥金矿床中香沟二长花岗斑岩进行了单颗粒锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究. 结果表明, 锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄值为(242.0±0.8) Ma, 与前人确定的秦岭造山带的主造山时间((242±21) Ma)一致, 显示香沟岩体可能和印支期华北与扬子板块的碰撞事件有关. 香沟岩体以高硅富碱为特征, 属于高钾钙碱性系列花岗岩类. 香沟岩体高Al (Al₂O₃=14.49%~15.61%)和Sr(457.10~630.82 mg/g)、亏损Y(<16 mg/g)和HREE(Yb<0.45 mg/g), 并具有较高的Sr/Y(76.24 ~97.34)和(La/Yb)N(29.65~46.10)比值及强分异的稀土元素组成模式, 其地球化学特征显示香沟岩体花岗岩类属于Ｃ型埃达克质(adakitic)岩石. 岩石初始Sr同位素比值I_Sr=0.70642~0.70668, ε_Nd(t)= -4.5~-4.0, T_DM= 1152~1220 Ma . 香沟岩体具有较低的ε_Nd(t),I_Sr值和较高的T_DM值, 同时其Na₂O/K₂O接近1(Na₂O/K₂O=0.95~1.10), 显示香沟花岗岩不是俯冲洋壳部分熔融形成的Ⅰ型埃达岩或底侵玄武质下地壳熔融所产生的埃达克质岩, 而为增厚下地壳非底侵成因的玄武质下地壳部分熔融的产物. 香沟岩体锆石Hf同位素组成均一, ε_Hf(t)= -9.7~-5.9, 均小于0, 指示其成岩物质主要来自古老地壳物质的熔融, 并非来自亏损地幔源区. 香沟二长花岗斑岩富集大离子亲石元素和轻稀土, 亏损高场强元素、重稀土和Y, 微量元素和稀土元素分布与同碰撞花岗岩相似. 香沟岩体的岩石产出地质特征及地球化学共同揭示, 它是在陆-陆挤压碰撞和壳内构造剪切作用的地球动力学条件下, 由大陆碰撞作用所诱发的加厚下地壳玄武质岩石发生部分熔融的产物. 由于香沟花岗岩浆侵入于242 Ma的挤压造山环境, 而金矿化集中发生于170 Ma左右的挤压-伸展环境, 金矿化比岩浆侵入事件滞后约70 Ma, 同时香沟二长花岗斑岩的微量元素和稀土元素分布与矿石差异较大, 显示香沟花岗岩与金矿化没有直接联系. 香沟二长花岗斑岩成矿元素含量较高, 与岩体因含金热液作用导致花岗斑岩发生蚀变而使Au含量升高有关. 从金成矿的角度来看, 结合岩体侵入年龄、构造变形和遭受蚀变情况, 则可以判断香沟岩体属矿前岩浆岩(pre-ore intrusion), 岩体侵入年龄(242 Ma)限定了金成矿作用的时间下限, 尾随同碰撞花岗斑岩侵入事件之后发生了强烈的脆-韧性剪切变形改造、大规模流体活动和金成矿作用.

国家重点基础研究发展计划(编号: 2006CB403502)、国家自然科学基金(批准号: 40872071)、陕西省教育厅基金(批准号: 07JK414)、南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室项目(批准号: 14-08-1)和国家基础科学人才培养基金(批准号: J0830519)资助