北祁连榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩脉锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

图1 祁连西段大地构造位置（a）和榆树沟山地区地质简图（b）（修改自王洋等，2020）

1.第四系全新统；2.第四系更新统；3.新近系疏勒河组；4.白垩系下沟组；5.侏罗系赤金堡组；6.侏罗系龙凤山组；7.奥陶系阴沟群；8.寒武系黑刺沟组；9.志留纪英云闪长岩；10.志留纪超基性岩；11.花岗闪长斑岩脉/石英脉；12.金矿床；13.断层/角度不整合界线

Fig.1 Tectonic location of western section of Qilian Moutain（a） and geological map of Yushugoushan area（b）（modified after Wang et al.，2020）

1.2 榆树沟山金矿床地质特征

榆树沟山金矿床位于甘肃省嘉峪关市西北部约30 km处。矿区出露地层以下奥陶统阴沟群为主，由灰绿色绿泥板岩和变砂岩组成，为一套滨浅海相碎屑岩建造。矿区内总体为一复式背斜构造，平行背斜轴面发育20余条NW向断裂，长度为1~3 km，宽度为30~100 m，沿断裂发育有褐铁矿化、绿泥石化、硅化和赤铁矿化等热液蚀变，并见有石英细脉和网脉，铁质碳酸盐细脉充填，形成褐黄色金矿化蚀变带。矿区侵入岩主要为花岗闪长斑岩脉和石英脉，呈NW向展布（图2），与金矿化关系密切。经探矿工程采样分析，共圈定金矿体9条，分布在Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅹ金矿化蚀变带内，呈透镜状和似板状，NW向展布，矿体长度为60~220 m，厚度为0.94~2.24 m，平均品位为1.98×10^-6~12.53×10^-6，沿走向和倾向均具有膨大收缩现象。矿石具有细脉—网脉状构造，半自形—他形粒状结构，矿石矿物主要为黄铁矿，还有少量黄铜矿和褐铁矿等；脉石矿物主要为长石和石英，还有少量绢云母和绿泥石等。金主要赋存在黄铁矿、黄铜矿、石英和褐铁矿等矿物中，以自然金形式产出。

图2

图2 榆树沟山金矿床地质简图（修改自王洋等，2020）

1.第四系全新统；2.新近系疏勒河组；3.白垩系下沟组；4.奥陶系阴沟群变砂岩；5.奥陶系阴沟群绢云绿泥板岩；6.花岗闪长斑岩脉；7.金矿化蚀变带及编号；8.勘探线

Fig.2 Geological map of Yushugoushan gold deposit（modified after Wang et al.，2020）

1.3 花岗斑岩脉及样品描述

榆树沟山金矿区的花岗闪长斑岩脉主要分布在Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅹ等金矿化蚀变带及其两侧，呈岩脉产出，走向为NWW向，脉体长度为200~3 000 m，宽度为5~10 m，岩性为花岗闪长斑岩，侵入于奥陶系阴沟群中，局部充填在金矿化蚀变带内［图3（a）、3（b）］，与围岩接触处见明显褪色蚀变现象，尤其是与金矿化蚀变岩带接触处，具有强烈的褐铁矿化、绿泥石化、硅化和赤铁矿化等热液蚀变，且金矿化较强。花岗闪长斑岩，新鲜面为灰白色，风化面呈土黄色，具有块状构造，斑状结构［图3（c）、3（d）］，斑晶含量为15%~30%，主要为斜长石和角闪石。其中，斜长石呈半自形粒状，发育有聚片双晶，粒径为2~5 mm，含量为10%~20%，见有不同程度的绢云白母化；角闪石含量为5%~10%，完全绿泥石化，仅保留晶形轮廓。基质具显微晶质结构［图3（d）］，含量为70%~85%，粒径小于0.2 mm，主要由半自形—他形粒状斜长石（20%~35%）、石英（25%~55%）和少量蚀变角闪石（0~10%）、白云母（0~5%）组成。

图3

图3 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩脉野外产出特征及显微照片

（a）、（b）花岗闪长斑岩野外产出特征；（c）花岗闪长斑岩标本；（d）花岗闪长斑岩正交偏光显微照片；Ⅳ-金矿化蚀变带；γπ-花岗闪长斑岩；O₁Y-奥陶系阴沟群；Pl-斜长石；Qtz-石英；Ms-白云母

Fig.3 Field output characteristics and microscopic photos of granodiorite porphyry veins in Yushugoushan gold deposit

本次样品采自Ⅲ号金矿化蚀变带和Ⅳ号蚀变带中的花岗闪长斑岩，选择蚀变弱未风化的新鲜岩石采集锆石U-Pb定年样品2件（编号分别为2YTW-1和2YTW-2），其中2YTW-1样品分析Lu-Hf同位素；采集10件代表性岩石样品进行全岩主量和微量元素测试，采样位置如图2所示。

2 测试分析方法

2.1 锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素测试

本研究采用常规方法在廊坊岩拓地质服务有限公司进行了锆石分选、挑选和粘靶，并打磨抛光至锆石中心部位。然后，由武汉上谱分析有限公司完成阴极发光（CL）拍照、U-Pb定年和Lu-Hf同位素测试。其中，锆石U-Pb定年采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪分析，激光剥蚀束斑直径为32 nm，频率为5 Hz；采用锆石标准91500校正了同位素比值。分析数据使用ICPMSDatacal 10.9程序（Liu et al.，2008）进行了离线处理，利用Isoplot/Ex_ver3 程序（Ludwig，2003）进行了年龄加权平均计算和年龄谐和图绘制。

使用激光剥蚀多接收器等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS）对锆石原位微区Lu-Hf同位素进行测试。测试点基本与样品锆石U-Pb定年测试点位置一致，以He作为剥蚀物质载气，激光束斑直径为44 μm，频率为8 Hz，采用锆石标准91500作为参考物质，分析方法及数据处理方法参见Hu et al.（2012）。

2.2 主量和微量元素测试

主量和微量元素测试分析由武汉上谱分析科技有限责任公司完成。除FeO采用重量法测定和烧失量采用减重法测定外，其余主量元素采用X射线荧光光谱仪（XRF）进行分析，测试相对标准偏差小于2%。微量元素测试分析使用ICP-MS仪，分析误差小于10%。

3 测试分析结果

3.1 锆石U-Pb年龄

榆树沟山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年分析结果见图4和表1。样品中锆石呈无色—浅灰色，多数为短柱状晶体，少数为自形短柱状，长度为100~200 μm，宽度为50~100 μm，长宽比为1∶1~2∶1，阴极发光图像显示大部分锆石发育有明显的震荡环带，其中2YTW-1样品中部分锆石中有继承性核。

图4

图4 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄谐和图

Fig.4 Zircon U-Pb age concordia diagram of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

表1 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩锆石LA-ICP MS U-Pb测年结果

Table 1 Zircon LA-ICP MS U-Pb dating results of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

分析点	w（B）/（×10^-6）		Th/U	同位素比值						同位素年龄/Ma
分析点	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
2YTW-1-01	25.0	72.0	0.35	0.0577	0.0027	0.5381	0.0242	0.0685	0.0010	520	103	437	16	427	6
2YTW-1-02	42.5	103	0.41	0.0555	0.0021	0.5113	0.0180	0.0672	0.0007	432	88	419	12	419	5
2YTW-1-03	43.0	99.3	0.43	0.0540	0.0021	0.5132	0.0202	0.0689	0.0007	369	89	421	14	430	4
2YTW-1-04	86.9	160	0.54	0.0561	0.0019	0.5245	0.0177	0.0678	0.0006	457	71	428	12	423	4
2YTW-1-07	61.4	130	0.47	0.0539	0.0021	0.4990	0.0184	0.0673	0.0008	369	85	411	12	420	5
2YTW-1-08	27.1	67.7	0.40	0.0566	0.0028	0.5229	0.0245	0.0676	0.0009	476	109	427	16	422	5
2YTW-1-09	127	206	0.62	0.0570	0.0016	0.5268	0.0152	0.0669	0.0006	500	60	430	10	418	4
2YTW-1-10	61.9	120	0.52	0.0568	0.0021	0.5355	0.0199	0.0683	0.0008	483	47	435	13	426	5
2YTW-1-12	142	298	0.48	0.0571	0.0014	0.5495	0.0144	0.0694	0.0007	494	52	445	9	433	4
2YTW-1-13	247	403	0.61	0.0580	0.0012	0.5644	0.0119	0.0705	0.0006	528	44	454	8	439	3
2YTW-1-14	43.1	101	0.43	0.0563	0.0023	0.5206	0.0210	0.0674	0.0007	465	91	426	14	420	4
2YTW-1-15	60.2	117	0.52	0.0562	0.0020	0.5209	0.0181	0.0676	0.0008	461	75	426	12	421	5
2YTW-1-17	106	160	0.66	0.0566	0.0016	0.5179	0.0146	0.0665	0.0006	476	63	424	10	415	4
2YTW-1-20	34.8	77.9	0.45	0.0600	0.0028	0.5579	0.0268	0.0673	0.0010	611	104	450	17	420	6
2YTW-1-22	58.8	125	0.47	0.0567	0.0022	0.5283	0.0199	0.0677	0.0007	480	85	431	13	422	4
2YTW-1-23	59.8	128	0.47	0.0549	0.0020	0.5107	0.0183	0.0676	0.0007	406	81	419	12	421	4
2YTW-1-24	38.0	106	0.36	0.0541	0.0022	0.5007	0.0196	0.0672	0.0007	376	91	412	13	419	4
2YTW-1-05	157	360	0.44	0.1651	0.0024	10.1903	0.1496	0.4459	0.0031	2 509	25	2 452	14	2 377	14
2YTW-1-06	178	188	0.95	0.0758	0.0017	1.9384	0.0415	0.1849	0.0015	1 100	44	1 094	14	1 094	8
2YTW-1-11	118	273	0.43	0.0694	0.0014	1.2830	0.0429	0.1325	0.0032	911	36	838	19	802	18
2YTW-1-18	114	133	0.85	0.0702	0.0016	1.5593	0.0375	0.1608	0.0015	1 000	47	954	15	961	8
2YTW-1-21	233	352	0.66	0.1005	0.0015	3.3541	0.0745	0.2405	0.0035	1 633	28	1 494	17	1 389	18
2YTW-2-01	30.9	75.3	0.41	0.0564	0.0029	0.5393	0.0282	0.0691	0.0008	465	115	438	19	431	5
2YTW-2-02	82.5	133	0.62	0.0583	0.0022	0.5526	0.0231	0.0681	0.0008	543	82	447	15	424	5
2YTW-2-03	36.2	96.9	0.37	0.0469	0.0097	0.5433	0.1096	0.0675	0.0013	55.7	420	441	72	421	8
2YTW-2-04	31.9	67.4	0.47	0.0531	0.0030	0.5042	0.0263	0.0694	0.0009	332	131	415	18	433	5
2YTW-2-05	57.4	128	0.45	0.0553	0.0021	0.5209	0.0202	0.0682	0.0008	433	85	426	13	425	5
2YTW-2-06	24.9	67.0	0.37	0.0504	0.0026	0.4791	0.0238	0.0691	0.0009	213	114	397	16	431	5
2YTW-2-07	57.6	130	0.44	0.0530	0.0018	0.4850	0.0169	0.0666	0.0008	328	75	401	12	416	5
2YTW-2-08	133	223	0.60	0.0567	0.0016	0.5429	0.0156	0.0695	0.0009	480	61	440	10	433	5
2YTW-2-09	35.1	83.9	0.42	0.0555	0.0024	0.5266	0.0228	0.0689	0.0008	435	92	430	15	430	5
2YTW-2-10	36.8	75.9	0.49	0.0588	0.0025	0.5611	0.0232	0.0698	0.0009	561	93	452	15	435	6
2YTW-2-11	31.4	79.4	0.39	0.0564	0.0026	0.5130	0.0220	0.0667	0.0009	478	102	420	15	416	5
2YTW-2-12	99.8	178	0.56	0.0576	0.0018	0.5248	0.0159	0.0660	0.0006	522	67	428	11	412	4
2YTW-2-13	45.2	100	0.45	0.0545	0.0021	0.5135	0.0193	0.0683	0.0008	391	87	421	13	426	5
2YTW-2-14	59.5	143	0.42	0.0593	0.0020	0.5460	0.0178	0.0668	0.0007	589	76	442	12	417	4
2YTW-2-15	50.4	120	0.42	0.0597	0.0024	0.5490	0.0209	0.0668	0.0007	591	87	444	14	417	4
2YTW-2-16	34.8	87.6	0.40	0.0592	0.0021	0.5573	0.0199	0.0683	0.0009	576	80	450	13	426	6
2YTW-2-17	64.7	149	0.44	0.0603	0.0021	0.5538	0.0192	0.0664	0.0007	613	44	448	13	414	4
2YTW-2-19	58.6	119	0.49	0.0543	0.0022	0.5066	0.0209	0.0674	0.0007	383	86	416	14	420	4
2YTW-2-20	64.6	132	0.49	0.0578	0.0022	0.5448	0.0201	0.0683	0.0007	524	83	442	13	426	4

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2YTW-1样品共分析22颗锆石点［图4（a）］，锆石U含量为67.7×10^-6~403.0×10^-6，Th含量为25.0×10^-6~247.0×10^-6，Th/U比值为0.35~0.95，结合大部分锆石发育有明显的震荡环带，显示岩浆成因锆石特征（Hoskin et al.，2000）。其中，17个分析点的测试分析结果显示，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄范围为（439±3）~（415±4）Ma，加权平均值为（423.5±3.5）Ma（MSWD=2.5，N=17），另有5粒锆石年龄分别为（2 377±14）Ma、（1 094±8）Ma、（802±18）Ma、（961±8）Ma和（1 389±18）Ma，结合锆石阴极发光照片，认为其属于继承性锆石。

2YTW-2样品共分析20颗锆石点［图4（b）］，U、Th含量分别为67.0×10^-6~223.0×10^-6和24.9×10^-6~133.0×10^-6，Th/U比值为0.37~0.62，结合锆石发育有明显的震荡环带，初步认为其属于岩浆锆石。19个分析点的测试分析结果显示，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄范围为（435±6）~（412±4）Ma，加权平均值为（422.8±3.4）Ma（MSWD=2.2，N=19），代表花岗闪长斑岩的结晶年龄。

3.2 锆石原位Hf同位素

Hf同位素测试选取2YTW-1样品花岗闪长斑岩中的锆石，测试点位与U-Pb定年位置基本一致，结果见表2。由表2可知，锆石样品¹⁷⁶Yb/¹⁷⁷Hf比值为0.019017~0.055032，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值为0.000503~0.001456，¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值为0.281561~0.282830；利用相应的锆石U-Pb年龄计算出ε_Hf（t）值为+7.59~+19.55，选取平均地壳¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf值计算（Griffin et al.，2004），获得二阶段模式年龄（T_DM2）为2 317~663 Ma。其中，15粒岩浆锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值为0.282733~0.282830，ε_Hf（t）值为+7.5~+11.1，二阶段模式年龄（T_DM2）为655~861 Ma；其余7粒继承性锆石中有3粒（1-05、1-11和1-21）ε_Hf（t）值为正值，分别为+9.72、+12.94和+19.55，二阶段模式年龄（T_DM2）分别为2 317，869，980 Ma，另外4粒（1-06、1-12、1-13和1-18）ε_Hf（t）值为负值，分别为-3.86、-7.59、-2.24和-4.57，二阶段模式年龄（T_DM2）分别为2 027，1 710，1 420，1 961 Ma。

表2 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩锆石Hf同位素分析结果

Table 2 Zircon Hf isotopic analysis results of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

分析点	年龄/Ma	¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf	¹⁷⁶Yb/¹⁷⁷Hf	¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf	1σ	ε_Hf（t）	1σ	T_DM1/Ma	T_DM2/Ma	f_Lu/Hf
2YTW-1-01	427	0.000891	0.033070	0.282808	0.000012	10.42	0.69	628	708	-0.97
2YTW-1-02	419	0.000821	0.029117	0.282830	0.000012	11.08	0.68	595	665	-0.98
2YTW-1-03	430	0.000914	0.033599	0.282781	0.000013	9.52	0.71	666	760	-0.97
2YTW-1-04	423	0.000933	0.033873	0.282802	0.000014	10.10	0.74	637	723	-0.97
2YTW-1-07	420	0.000676	0.023652	0.282788	0.000013	9.62	0.71	653	747	-0.98
2YTW-1-08	422	0.000651	0.023588	0.282759	0.000012	8.65	0.69	692	802	-0.98
2YTW-1-09	418	0.001001	0.036883	0.282805	0.000014	10.10	0.73	633	718	-0.97
2YTW-1-10	426	0.000932	0.033217	0.282786	0.000013	9.63	0.72	659	751	-0.97
2YTW-1-12	433	0.001279	0.042216	0.282299	0.000014	-7.59	0.73	1 355	1 710	-0.96
2YTW-1-13	439	0.001456	0.055032	0.282447	0.000015	-2.24	0.76	1 151	1 420	-0.96
2YTW-1-14	420	0.000712	0.024911	0.282781	0.000014	9.36	0.73	663	762	-0.98
2YTW-1-15	421	0.000880	0.029601	0.282775	0.000014	9.14	0.73	674	775	-0.97
2YTW-1-17	415	0.000987	0.033738	0.282733	0.000015	7.50	0.77	735	861	-0.97
2YTW-1-20	420	0.000807	0.026503	0.282765	0.000015	8.78	0.75	687	794	-0.98
2YTW-1-22	422	0.000903	0.030813	0.282779	0.000015	9.28	0.75	669	767	-0.97
2YTW-1-23	421	0.000984	0.033896	0.282760	0.000015	8.59	0.77	697	805	-0.97
2YTW-1-24	419	0.000830	0.030687	0.282823	0.000012	10.81	0.69	605	680	-0.97
2YTW-1-05	2 377	0.000503	0.019017	0.281561	0.000020	9.72	0.98	2 335	2 317	-0.98
2YTW-1-06	1 094	0.000732	0.027900	0.281993	0.000013	-3.86	0.76	1 758	2 027	-0.98
2YTW-1-11	802	0.000704	0.026321	0.282647	0.000013	12.94	0.74	850	869	-0.98
2YTW-1-18	961	0.000695	0.025192	0.282054	0.000013	-4.57	0.74	1 672	1 961	-0.98
2YTW-1-21	1 389	0.000904	0.032823	0.282475	0.000021	19.55	0.96	1 096	980	-0.97

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3.3 岩石主量和微量元素

榆树沟矿区花岗闪长斑岩主微量元素测试结果见表3。花岗闪长斑岩SiO₂含量较高，变化范围为64.9%~67.9%，具有相对较低的TFe₂O₃（1.57%~2.43%）、MgO（0.91%~1.43%）和较低的Mg^#值（10~25）。样品中K₂O含量为1.61%~2.92%，Na₂O+K₂O含量为6.05%~6.86%，属于钙碱性系列［图5（a）］；Al₂O₃含量为15.7%~17.2%，CaO含量为2.04%~3.33%，A/CNK含量较高，在1.10~1.29之间，具有过铝质花岗岩特征［图5（b）］。

表3 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩主量元素（%）和微量元素（×10^-6）分析结果

Table 3 Analysis results of major elements（%） and trace elements（×10^-6）of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

元素（化合物）名称	样品编号及分析结果
元素（化合物）名称	2YY-1	2YY-2	2YY-3	2YY-4	2YY-5	2YY-6	2YY-7	2YY-8	2YY-9
SiO₂	67.2	67.9	66.2	65.9	66.9	66.5	64.9	67.1	66.5
TiO₂	0.21	0.20	0.20	0.20	0.22	0.21	0.20	0.21	0.20
Al₂O₃	16.1	15.7	16.7	16.1	17.2	16.5	16.5	16.4	15.9
TFe₂O₃	1.82	1.58	1.57	2.43	1.90	2.11	1.78	1.71	1.78
FeO	0.80	0.70	0.54	0.54	0.30	0.50	0.60	0.82	0.82
MnO	0.04	0.03	0.04	0.08	0.05	0.05	0.04	0.04	0.18
MgO	1.41	1.08	1.12	1.24	0.91	1.06	1.39	1.43	1.37
CaO	2.47	2.42	2.85	2.87	2.04	2.54	3.33	2.10	2.30
Na₂O	4.46	4.70	4.56	4.07	4.48	4.38	4.35	4.51	3.94
K₂O	2.17	1.73	1.61	2.39	2.11	2.22	1.70	2.05	2.92
P₂O₅	0.07	0.07	0.07	0.07	0.07	0.07	0.06	0.07	0.07
LOI	4.20	4.36	4.89	4.63	4.01	3.91	5.89	3.98	4.53
total	100	99.7	99.8	100	99.9	99.6	100	99.5	99.7
Mg^#	37	35	36	28	27	28	38	39	37
A/NCK	1.14	1.12	1.16	1.11	1.29	1.16	1.10	1.22	1.15
σ	1.82	1.66	1.64	1.82	1.82	1.85	1.67	1.79	2.00
Li	31.5	37.7	33.4	19.6	36.8	23.0	8.31	42.1	3.92
Be	1.17	0.95	1.18	1.09	1.19	1.03	1.09	1.47	1.56
Sc	3.58	3.28	3.45	3.68	3.96	3.85	3.45	3.38	3.39
V	23.1	22.5	22.2	24.7	27.1	24.9	23.0	22.9	24.7
Cr	24.6	22.7	31.6	32.9	37.3	35.6	32.1	24.1	23.1
Co	4.26	3.81	4.15	5.93	4.69	5.06	4.86	4.68	3.26
Ni	17.2	15.0	12.7	22.8	16.6	26.0	20.6	18.5	11.1
Cu	8.10	6.50	2.34	8.43	10.4	3.24	2.74	8.48	3.23
Zn	23.3	19.5	12.7	21.9	16.9	19.8	20.6	29.9	12.1
Ga	17.0	16.2	16.8	17.0	18.2	17.5	17.4	17.3	17.3
Rb	82.5	65.3	54.1	93.7	77.1	87.0	57.1	79.1	123
Hf	2.43	2.26	2.27	2.33	2.44	2.46	2.19	2.58	2.56
Ta	0.11	0.12	0.10	0.11	0.13	0.13	0.09	0.11	0.11
Tl	0.44	0.39	0.31	0.53	0.43	0.45	0.32	0.47	0.65
Pb	8.29	6.42	5.93	4.23	6.17	5.05	4.53	6.47	7.18
Th	1.90	1.80	1.64	2.07	2.12	2.12	1.67	1.93	1.90
U	1.61	0.85	0.69	1.00	1.14	1.10	0.84	1.08	0.85
Sr	482	374	411	329	352	365	289	486	352
Y	5.06	4.44	4.32	5.05	4.99	5.20	4.11	5.48	5.15
Zr	81.0	73.7	71.9	72.4	80.3	76.1	68.8	81.3	82.8
Nb	1.51	1.45	1.36	1.67	1.80	1.65	1.29	1.58	1.51
Sn	0.56	0.50	0.49	0.53	0.58	0.53	0.41	0.60	0.53
Cs	5.35	4.34	3.50	5.31	5.13	5.07	3.97	5.42	6.83
Ba	295	282	585	748	305	385	233	285	502
Sr/Y	95.3	84.0	95.2	65.1	70.5	70.2	70.4	88.7	68.2
La	5.44	5.54	5.29	5.86	5.91	5.84	5.21	5.86	5.69
Ce	11.7	11.7	11.2	12.3	12.5	12.3	11.1	12.8	12.2
Pr	1.50	1.55	1.46	1.59	1.63	1.62	1.46	1.68	1.57
Nd	6.12	6.33	5.87	6.32	6.46	6.49	6.03	6.78	6.44
Sm	1.25	1.40	1.39	1.46	1.43	1.54	1.37	1.68	1.50
Eu	0.40	0.37	0.42	0.52	0.44	0.47	0.40	0.41	0.47
Gd	1.23	1.10	1.21	1.19	1.25	1.28	1.10	1.27	1.25
Tb	0.18	0.17	0.16	0.18	0.18	0.18	0.15	0.18	0.17
Dy	0.89	0.90	0.86	0.92	0.96	1.03	0.80	1.04	0.99
Ho	0.18	0.15	0.16	0.18	0.18	0.17	0.15	0.18	0.16
Er	0.45	0.45	0.38	0.48	0.48	0.47	0.39	0.47	0.47
Tm	0.06	0.06	0.06	0.07	0.07	0.07	0.06	0.07	0.06
Yb	0.40	0.38	0.39	0.45	0.47	0.45	0.38	0.49	0.43
Lu	0.06	0.06	0.06	0.07	0.08	0.07	0.05	0.07	0.07
∑REE	29.9	30.1	28.9	31.6	32.0	32.0	28.7	32.9	31.5
δEu	0.91	0.83	0.89	0.97	0.90	0.90	0.87	0.79	0.91
（La/Yb）_N	9.06	9.89	9.24	8.70	8.55	8.69	9.25	8.03	8.86

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图5

图5 SiO₂-K₂O图解（a）（底图据Peccerillo et al.，1976）和A/NK-A/CNK图解（b）（底图据Maniar et al.，1989）

Fig.5 SiO₂-K₂O diagram（a）（base map after Peccerillo et al.，1976） and A/NK-A/CNK diagram（b）（base map after Maniar et al.，1989）

榆树沟矿区花岗闪长斑岩稀土元素总量在28.7×10^-6~32.9×10^-6之间，平均值为30.8×10^-6；LREE/HREE比值为7.60~8.30，（La/Yb）_N为8.03~9.89，δEu值为0.79~0.97，反映轻稀土富集，弱负铕—无铕异常特征［图6（a）］。在微量元素蛛网图［图6（b）］上，表现出Rb、Ba、Sr、Th和U等元素强烈富集，以及Nb、Ta和重稀土元素Y、Yb亏损的特征。

图6

图6 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式（a）（底图据Boynton et al.，1984）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）（底图据Sun et al.，1989）

Fig.6 Chondrite normalized REE patterns（a）（base map after Boynton et al.，1984）and trace elements primitive mantle-normalized spider diagrams（b）（base map after Sun et al.，1989）of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

4 讨论

4.1 成岩年龄

本研究选择的花岗闪长斑岩广泛发育在榆树沟山矿区的金矿化蚀变带及其附近，二者呈侵入接触关系，外接触带见斑点板岩等热接触变质岩石。前人未曾对花岗岩脉进行测年研究，根据侵入地层大致确定其形成时代为加里东晚期。笔者首次获得的花岗闪长斑岩LA-ICP-MS U-Pb年龄为（423.5±3.5）~（422.8 ± 3.4）Ma，侵位时代为晚志留世。

榆树沟山矿区花岗闪长斑岩的侵位与北祁连西段车路沟金矿区含矿斑岩时代接近，如：张翔等（2023）获得车路沟含矿斑岩体侵位时代为（438.8±3.3）~（433.0±3.8）Ma，宋忠宝等（2005）测得车路沟岩体锆石U-Pb年龄为（427.7±4.5）Ma。表明加里东末期中酸性岩浆活动较强烈，且在北祁连西段金成矿作用过程中扮演着重要的角色。

4.2 岩浆源区

锆石原位Lu-Hf同位素组成常用来示踪岩浆源区和揭示地壳演化（Griffin et al.，2004）。通过对榆树沟山矿区花岗闪长斑岩2YTW-1样品的锆石开展Hf同位素研究，得出岩石中15粒结晶锆石 ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf初始值较高（0.282733~0.282830），对应年龄为415~430 Ma，ε_Hf（t）均为正值（+7.50~+11.0），二阶段模式年龄（T_DM2）为0.86~0.67 Ga，显示岩石源区应来源于新元古代新生地壳的部分熔融（Geng et al.，2017；郭小飞等，2022）。此外，岩石中存在7粒继承性锆石（核），形成时代可划分为2 377 Ma、1 398~1 094 Ma、961~802 Ma和433~439 Ma共4个时段，有3粒锆石（1-05、1-11和1-21）ε_Hf（t）值为正值（+9.72~+19.55），二阶段模式年龄（T_DM2）在2 317~980 Ma之间，有4粒锆石（1-06、1-12、1-13和1-18）ε_Hf（t）值为负值（-7.59~-2.24），二阶段模式年龄（T_DM2）在2 027~1 420 Ma之间，表明岩石在形成和侵位过程中有古元古代、中元古代新生地壳物质和成熟地壳物质混入（孙建东等，2022）。此外，在图7中显示，绝大多数样点集中在亏损地幔演化线附近，个别在下地壳附近，也表明岩浆源区总体源自亏损地幔的新生壳源物质，但也有少量古老壳源物质的混合。

图7

图7 榆树沟山金矿花岗闪长斑岩锆石年龄—ε_Hf（t）图解（a）和锆石年龄—¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf图解（b）

Fig.7 Zircon age-ε_Hf（t） diagram（a） and zircon age-¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf diagram（b） of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit

综上所述，榆树沟山矿区花岗闪长斑岩起源于新元古代新生地壳物质部分熔融，在岩浆上侵过程中混入了古元古代和中元古代成熟地壳物质。

4.3 岩石成因及动力学背景

榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩属于钙碱性弱过铝质花岗岩系列，具有相对较高的SiO₂含量（64.9%~67.9%）和Al₂O₃含量（15.7%~17.2%），低MgO含量（0.91%~1.43%）；微量元素中Sr含量相对较高（289×10^-6~486×10^-6），重稀土元素Y和Yb含量相对较低（分别为4.11×10^-6~5.48×10^-6和0.38×10^-6~0.49×10^-6），具有较高Sr/Y比值（65.1~95.3）特征，与典型埃达克岩岩石地球化学特征相似，且在鉴别埃达克岩图解［图8（a）、8（b）］中，均落入埃达克岩区域。

图8

图8 榆树沟山矿区花岗闪长斑Sr/Y-Y图解（a）和（La/Yb）_N-Yb_N图解（b）（底图据Defant et al.，1990）

Fig.8 Sr/Y-Y diagram（a） and （La/Yb）_N-Yb_N diagram（b） of granodiorite porphyry in Yushugoushan gold deposit （base map after Defant et al.，1990）

研究表明，北祁连地区埃达克岩主要形成于2个时期：早期形成于晚奥陶—早志留世（465~440 Ma），与同碰撞造山作用有关；晚期形成于中—晚志留世（431~424 Ma），与碰撞后伸展作用有关（黄增保等，2018）。榆树沟山金矿区位于北祁连西段，区内花岗闪长斑岩侵位于晚志留世（423.5~422.8 Ma），应属于北祁连地区晚期埃达克岩体范畴。结合岩石结晶锆石Hf同位素特征和区域构造演化，初步认为榆树沟山矿区花岗闪长斑岩为祁连造山带晚志留世碰撞后伸展阶段的产物，强烈的伸展作用诱发该地区新元古代新生洋壳发生部分熔融，形成具有埃达克质岩地球化学特征的岩浆，并沿断裂带上侵形成现今的花岗闪长斑岩体。

5 结论

（1）榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为（423.5±3.5）~（422.8±3.4）Ma，侵位于晚志留世。

（2）榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩属于钙碱性过铝质花岗岩系列岩石，具有低Y和Yb含量，以及高Sr和Sr/Y比值的地球化学特征，属于埃达克质岩。

（3）榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩锆石ε_Hf（t）值为+7.50~+11.0，T_DM2（Hf）值为0.86~0.67 Ga，岩浆起源于具洋壳性质的新元古代新生地壳物质的部分熔融。

（4）结合区域构造演化，初步认为榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩形成于祁连造山带碰撞后伸展阶段，志留纪末强烈的陆内伸展作用诱发新元古代新生地壳物质发生部分熔融，形成具有埃达克质岩地球化学特征的岩浆，并沿断裂带上侵形成了现今的花岗闪长斑岩体。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2024/1005-2518/1005-2518-2024-32-3-387.shtml

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