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石城-崇安断裂带是福建北部重要的金等多金属成矿带,大地构造位置位于华南板块内陆地区,处于武夷山成矿带中部。伴随着早中生代华南板块与周缘板块,如华北板块、印度板块、太平洋板块的强烈相互作用,内陆地区也受到影响。武夷山地区发育早中生代广泛的角度不整合、构造变形与变质作用,同时伴随有明显的岩浆活动和金成矿事件。然而,关于关于该时期构造背景以及金成矿作用与岩浆岩浆活动之间的联系争议较大,限制区内后续找矿工作的开展。早本文以石城-崇安断裂带中规模最大的两个金矿床,即何宝山矿床(Au金属量11.7 t,平均品位4.34 g/t)和长兴矿床(Au金属量11.4 t,平均品位2.71 g/t),以及相关的岩浆岩为研究对象,在充分的野外地质调查、岩浆岩及矿床地质特征分析基础上,对资溪复式岩体开展岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素地球化学研究,查明该区早中生代岩浆岩成因,确定构造动力学背景。同时对何宝山和长兴金矿床开展矿相学分析,利用黄铁矿Re-Os同位素年代学、绢云母Ar-Ar年代学、流体包裹体、黄铁矿原位微量元素、和H-O-S-Pb同位素地球化学数据对金矿床时空分布,成矿物质及流体来源等进行研究,并在上述认识的基础上,提出了金成矿与区域岩浆活动的耦合模式,为研究区,武夷山造山带,及华南内陆地区早中生代找矿工作部署提供了参考信息。主要认识和结论如下:(1)资溪复式岩体位于何宝山和长兴矿区以北,由一套灰白色中细粒(1-4mm)黑云母钾长花岗岩(ZX-G)和一套浅红色中粗粒(4-10 mm)钾长花岗岩(ZX-R)构成。与前寒武系变质围岩呈侵入接触关系,未见包体和捕掳体,被侏罗系地层覆盖。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究表明ZX-G岩体结晶年龄为233±4 Ma,ZX-R岩体结晶年龄为223±1 Ma,指示资溪复式岩体形成于中晚三叠世。全岩主微量元素研究表明,两个岩体在元素组成上存在差异。其中灰白色中细粒黑云母钾长花岗岩(ZX-G)为高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质岩石,具有高Si O2(73.55-77.91 wt.%)和K2O(4.08-5.59 wt.%)含量,和中等全碱含量(7.08-8.86 wt.%)。稀土元素配分图显示右倾,轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=2.2-52.3,具有明显的负Eu异常。但需要注意的是岩浆岩单个样品的曲线样式在轻重稀土元素分异程度上存在差别,表现为3个样品轻重稀土分异相对明显((La/Yb)N=41.7-52.3),剩余4个样品分异程度则相对较弱((La/Yb)N=2.2-8.57)。微量元素蛛网图显示花岗岩样品亏损Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti元素,但富集Rb、Th、U、K和Pb等元素。ZX-G花岗岩总体显示I型花岗岩属性。与ZX-G花岗岩不同,ZX-R花岗岩为钾玄质、准铝质-弱过铝质岩石,具有分散且偏低的Si O2含量(59.08-77.91 wt.%),但K2O(4.87-8.02 wt.%)及全碱含量(8.37-12.05 wt.%)偏高。样品的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈明显右倾,样式与ZX-G岩体相似,但单个样品的轻重稀土分异程度相对于ZX-G岩体更为统一,(La/Yb)N=16.5-75.6,负Eu异常不明显(δEu=0.65-1.19)。微量元素蛛网图中曲线分布特征与ZX-G岩体保持一致,表现为相对富集大离子亲石元素、不同程度亏损高场强元素。但ZX-R花岗岩总体显示A型花岗岩特征。Sr-Nd-Hf同位素地球化学特征显示ZX-G花岗岩(87Sr/86Sr)i较为分散,εNd(t)=-14.6~-12.3,T2DM(Nd)=1994-2194Ma。εHf(t)=-12.7~-6.2,T2DM(Hf)为1447-1835Ma。而ZX-R岩体样品的εNd(t)值和εHf(t)值较ZX-G岩体明显偏高,分别为-10.6~-9.6和-6.1~-3.5,同时具有更年轻的二阶段模式年龄(T2DM(Nd)=1781-1863Ma;T2DM(Hf)=1318-1461Ma)。综合岩相学和地球化学特征,资溪复式岩体中233Ma ZX-G花岗岩主要来自新元古界基底(85-100%的麻源群变泥质岩类+0-15%的角闪岩类岩石)的部分熔融,形成于早中生代华南板块与周缘板块同碰撞阶段晚期局部伸展环境下;223Ma ZX-R花岗岩也源自古老基底地壳的部分熔融,但源区中含有更多的角闪岩类岩石(30-40%),幔源岩浆底侵或减压熔融作用诱发地壳再次深熔,形成ZX-R A型花岗岩,研究区进入板内后碰撞伸展阶段。(2)石城-崇安断裂带内两个规模最大的金矿床(何宝山矿床和长兴矿床)均位于NE向区域性叶家深大断裂北侧,矿体产状严格受大断裂附近不同走向的构造带和次级断裂、裂隙、破碎带控制。赋矿围岩包括新元古届交溪岩组变质岩和志留纪花岗岩,但矿化特征具有独特性。其中何宝山矿床发育蚀变岩型金矿化和石英脉型金矿化,并以前者为主,可见石英脉型矿脉切割蚀变岩型矿脉。与金矿化密切相关的蚀变包括硅化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化、和高岭土化。根据镜下矿物共生关系及矿物地球化学分析结果,在何宝山矿床蚀变岩型矿化阶段中识别出3种类型黄铁矿(Py1、Py2和Py3),在石英脉型金矿化阶段中识别出2种类型黄铁矿(Py4和Py5)。可见金(自然金)主要和Py2共生,是主要的金成矿阶段,局部可见Py3和Py5中含有少量自然金包裹体。共生矿物还包括黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿。Py3中Au含量较高,大于1ppm(最高达84ppm),其他类型黄铁矿中Au含量均较低(<1ppm)。各类型黄铁矿中Au主要与As呈弱的正相关关系。综合分析结果暗示何宝山中金的赋存形式为固溶体金(不可见金)和微米级矿物包裹体金(可见金)。固溶体金的沉淀与As替换黄铁矿晶格中的S导致晶格缺陷有关,微米级矿物包裹体金的沉淀则与流体的硫化反应以及不可见金的活化再沉淀有关。长兴金矿床中主要发育石英脉型金矿化,赋存于志留纪花岗岩中。含硫化物石英脉伴随硅化、绢云母化、绿泥石化围岩蚀变。镜下共识别出3种类型黄铁矿(Py1、Py2、Py3),均含有固溶体金,但Au含量较低。自然金与Py2和少量Py3共生,说明Py2形成阶段为长兴矿床金沉淀高峰期,自然金沉淀与流体沸腾有关。(3)何宝山金矿床中利用绢云母Ar-Ar间接定年法和黄铁矿Re-Os同位素直接定年法开展成矿年代学研究。绢云母采自蚀变岩型金矿化样品,绢云母Ar-Ar年代学结果(234-223Ma)表明蚀变岩型金矿化形成于晚三叠世。黄铁矿Re-Os定年样品主要针对Py5,获得了181-192Ma的年龄信息,暗示石英脉型矿化形成于早侏罗世。由此可见,金成矿作用与晚三叠世-早侏罗世多期流体活动相关。结合本文及前人岩浆岩年龄数据,石城崇安断裂带内分布有同期或稍老的岩体(如233-223Ma资溪复式岩体、198Ma光泽岩体),说明成矿时间与岩浆活动时间耦合。(4)何宝山和长兴金矿床流体包裹体研究表明,与成矿有关的流体均为H2O-Na Cl体系。何宝山矿床与蚀变岩型金矿化有关的流体具有中温(均一温度峰值为275-215℃),中低盐度(峰值为8-16wt%Na Cl)特征,在运移过程中经历流体沸腾和稀释,并在压力约为120-188bar的浅成环境中于1.2-1.9km深度卸载成矿物质;与石英脉型金矿化有关的流体盐度与上述流体相似,但温度更高,为290-245℃,在约89bar环境中于0.9km深度形成含硫化物石英脉。长兴金矿床中流体盐度与何宝山流体相似,但温度偏低(均一温度峰值为230-200℃),在约67bar环境中发生沸腾,并于0.7km深度成矿。两矿床各类型矿化样品H-O同位素组成均分布在岩浆水和大区降水的中间区域,且更偏向岩浆水,指示成矿流体应该以岩浆水为主混有部分大气水。该结论与黄铁矿微量元素指示的矿床中黄铁矿普遍具有岩浆热液成因保持一致,同时,黄铁矿贫Ni特征说明流体出溶于长英质岩浆。何宝山矿床和长兴矿床不同类型矿化中黄铁矿样品的S同位素组成较为均一,且具有相似的分布特征(+2.9~+6.3‰),与岩浆硫范围重叠。Pb同位素方面,何宝山和长兴矿床中黄铁矿样品均落在上地壳、造山带、及下地壳之间过渡区域,表明Pb源的复杂性。样品之间的线性相关关系,结合矿区赋矿围岩地球化学特征,判断两个矿床硫化物的Pb同位素组成均为深部岩浆和基底围岩共同作用的结果。尽管样品拟合线初始187Os/188Os值误差较大(0.08±0.78和0.11±0.41),没有有效的源区指示意义。但何宝山单个黄铁矿样品给出的Osi指示基底围岩是何宝山金矿床中可能的Os源之一(5)年代学数据揭示武夷山成矿带晚三叠世-早侏罗世是重要的金成矿期,与成矿有关的岩体与矿化同时代或略早,多形成于印支运动期后伸展构造背景下基底地壳的部分熔融。金成矿作用与岩浆活动之成矿流体和成矿物质来源关系密切。根据矿化特征及与岩浆活动的时空及成因关系,论文建立了闽北石城-崇安地区晚三叠世-早侏罗世金成矿与多阶段岩浆活动的耦合模式。