2. 吉林大学地球科学学院, 长春 130061;
3. 河南省国土资源科学研究院, 郑州 450053;
4. 中国黄金集团有限公司, 北京 100010
2. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
3. Henan Academy of Land and Resources Sciences, Zhengzhou 450053, China;
4. China National Gold Group Co., Ltd, Beijing 100010, China
0 引言
冀东是滨太平洋构造-岩浆及成矿作用的重要组成部分，中生代岩浆活动强烈，是我国重要的金矿富集区。金矿床明显的共性是主要分布于燕山期侵入岩(花岗岩体)的附近或内部，显示其形成不论在时间、空间还是成因上均与花岗岩体具有明显的联系, 因此，长期以来在与岩浆岩有关的金矿研究中，花岗岩与金矿的关系一直被学者们放在首要位置[1-2]。目前研究发现很多闪长岩浆也与金矿的形成关系密切，但闪长岩与金矿的关系却一直为人忽视。例如，铜陵矿集区与朝山矽卡岩型金矿床和杨冲里金矿有关的辉石闪长岩和二长闪长岩等[3-5]。冀东地区燕山期侵入岩除花岗岩外，还发育很多闪长岩脉，且多处闪长岩脉发生了较强的黄铁矿等矿化，硅化、碳酸盐化和绢云母化等蚀变，部分矿化脉岩就是矿体。
峪耳崖金矿床位于河北省宽城满族自治县境内，是冀东金矿床的典型代表之一，已查明资源量为大型规模，主体赋存于峪耳崖花岗岩体内，属岩浆热液型矿床。孙德有等①曾对峪耳崖金矿床和花岗岩体做过详细研究，认为峪耳崖金矿床与花岗岩体关系密切。峪耳崖花岗岩体为一复式岩体，以二长花岗岩为主，花岗岩被闪长岩脉侵入，部分闪长岩脉有金矿化，显示其与金成矿具有一定的关系。闪长岩脉形成于163~155 Ma的晚侏罗世[6]，稍晚于主体花岗岩形成时代。本文对闪长岩脉的地球化学和锆石Hf同位素组成进行了分析研究，揭示了闪长岩脉的成因、与金矿的关系及成岩成矿构造背景，以期为研究该区中酸性岩浆侵入活动与金成矿作用提供参考。
① 孙德有，杨言辰，韩世炯，等.冀东峪耳崖金矿床成矿地质条件及深部和外围成矿预测研究. 北京：中国黄金集团公司，2016.
1 区域地质及矿区地质概况冀东地区位于华北板块北缘燕山造山带东部，地层褶皱严重，地质构造复杂，岩浆活动频繁，矿产资源丰富，是中国金矿的主要产地之一。该地区太古宙结晶基底为TTG(奥长花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩)和高级变质岩系，其上发育由中、新元古代碳酸盐岩、碎屑岩和黏土岩组成的海相沉积盖层，古生代和中、新生代地层零星分布。区内褶皱构造以马兰峪复式背斜为主，发育EW、NE、NNE、NW和NS向多组断裂构造。冀东地区岩浆侵入活动具有多期次活动的特点，在太古宙和中生代最为强烈，尤以中生代侵入岩最为发育，且在燕山期岩浆活动达到顶峰，代表性岩体有肖营子、峪耳崖、牛心山、高家店等岩体(图 1)(图中年龄代表岩体形成时代[1, 8])，冀东地区金成矿作用与该燕山期岩浆活动关系最为密切。
峪耳崖金矿区位于马兰峪复式背斜北翼，区内出露的地层主要为中元古界长城系高于庄组，岩性为(含燧石条带)灰质白云岩、含锰灰质白云岩、硅质白云岩和白云质灰岩等。区内断裂构造发育，尤以NE向断裂最为发育，延长较远，延深较大，产状稳定，为矿区的主干断裂，控制着区内峪耳崖花岗岩体的展布及金矿床(体)的分布；其次为NNE向断裂，与NE向构造相关联，具有多期活动特征；NW向断裂倾向NE，为散矿构造，在其与NE向构造的交汇复合地段，金矿化集中发育；近EW向断裂分布较少。区内岩浆岩为燕山期花岗岩与闪长岩。花岗岩以岩株状侵入高于庄组，主要以白色中—细粒二长花岗岩和红色中—细粒二长花岗岩为主，其次为正长花岗岩，是主要的金矿赋矿围岩，也被认为是成矿岩体；闪长岩呈脉状穿切花岗岩和高于庄组(图 2)，主要包括黑云石英闪长岩、角闪石英闪长岩和角闪闪长岩3种岩石类型，主要特征及形成时代简述如表 1，其详细的岩石学特征在作者另一篇文章中已有详细阐述[6]，在此不再赘述。
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| 图 2 峪耳崖金矿区地质简图 Fig. 2 Geological sketch map of Yu'erya gold deposit area |
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本文黑云母石英闪长岩样品分别采自五区165中段竖井口11线和四区85中段东大巷西9区，角闪石英闪长岩样品分别采自井下325中段和地表矿区到尾矿库路边，角闪闪长岩样品采自三区504中段17线9-1矿体边部，详见参考文献[6]。
本次工作结合手标本和薄片镜下特征，选取有代表性的岩石样品，并在廊坊市诚信地质服务有限公司完成样品粉碎工作。
地球化学元素含量检测工作在澳实分析检测(广州)有限公司完成。主量元素采用ME-XRF26d分析方法，先对试样进行偏硼酸锂熔融分解，之后利用PANalytical Axios型的X荧光光谱仪进行分析，分析精度和准确度优于5%。稀土和微量元素采用ME-MS81分析方法，先将试样加入到偏硼酸锂熔剂中，混合均匀之后在1 000 ℃以上的熔炉中熔化，待熔液冷却后，用硝酸定容，再用Agilent 7700x型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行分析，精度和准确度一般优于10%。
锆石原位Lu-Hf同位素分析测试工作在中国科学院地质与地球物理研究所重点实验室完成，在Neptune多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)上进行，激光剥蚀系统为193 nm，采用直径为40 μm的激光束斑，激光脉冲速率为8 Hz，激光光束脉冲能量为100 mJ。实验所用国际标样MUD作为外标，标准锆石PLE作为监控盲样。详细的仪器运行条件、测试流程以及试验方法等参见文献[9-10]。
3 闪长岩脉的地球化学及锆石Hf同位素特征在野外地质调查及室内岩相学工作的基础上，选取8件具有代表性的闪长岩脉样品进行了主量、稀土以及微量元素测试分析，分析结果见表 2。此外，在3件样品锆石U-Pb定年[4]基础上，选取其中2件(85-19和504-6)进行了原位锆石Lu-Hf同位素测试分析，分析结果见表 3。
| 岩性 | 样品号 | SiO2 | TiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MnO | MgO | CaO | Na2O | K2O | P2O5 | SO3 | 烧失量 | 总和 | Na2O+K2O | Na2O/K2O | A/NK | A/CNK | Mg# | |
| 黑云石英闪长岩 | 165-3 | 55.12 | 0.66 | 17.22 | 6.56 | 0.32 | 2.11 | 5.00 | 4.53 | 3.02 | 0.51 | 0.28 | 4.32 | 99.65 | 7.92 | 1.50 | 1.61 | 0.87 | 0.39 | |
| 165-7 | 54.44 | 0.84 | 15.67 | 7.53 | 0.11 | 3.58 | 4.94 | 3.61 | 2.39 | 0.36 | 0.38 | 5.62 | 99.47 | 6.39 | 1.51 | 1.84 | 0.90 | 0.49 | ||
| 85-11 | 54.81 | 0.67 | 17.14 | 7.42 | 0.18 | 2.16 | 5.03 | 4.47 | 2.38 | 0.52 | 0.24 | 4.56 | 99.58 | 7.21 | 1.88 | 1.73 | 0.90 | 0.37 | ||
| 85-18 | 55.40 | 0.65 | 17.03 | 6.93 | 0.17 | 2.11 | 4.77 | 4.74 | 2.37 | 0.51 | 0.55 | 4.45 | 99.68 | 7.47 | 2.00 | 1.64 | 0.89 | 0.38 | ||
| 85-19 | 55.71 | 0.68 | 17.45 | 7.53 | 0.23 | 2.21 | 4.54 | 4.63 | 2.12 | 0.53 | 0.01 | 4.08 | 99.72 | 7.06 | 2.18 | 1.76 | 0.96 | 0.37 | ||
| 角闪石英闪长岩 | D1487-1 | 48.89 | 1.04 | 15.40 | 9.21 | 0.13 | 6.30 | 7.75 | 2.94 | 1.83 | 0.31 | 0.23 | 5.56 | 99.59 | 5.07 | 1.61 | 2.26 | 0.74 | 0.58 | |
| 325-5 | 55.00 | 0.86 | 16.81 | 7.42 | 0.14 | 3.67 | 3.16 | 5.31 | 3.25 | 0.36 | 0.30 | 3.40 | 99.68 | 8.89 | 1.63 | 1.37 | 0.93 | 0.50 | ||
| 角闪闪长岩 | 504-6 | 59.44 | 0.71 | 12.32 | 6.29 | 0.12 | 5.70 | 5.31 | 2.94 | 2.24 | 0.47 | 0.51 | 3.36 | 99.41 | 5.39 | 1.31 | 1.70 | 0.73 | 0.64 | |
| 岩性 | 样品号 | La | Ce | Pr | Nd | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | V | Cr | Ga | Rb | Sr |
| 黑云石英闪长岩 | 165-3 | 31.9 | 72.0 | 8.85 | 36.5 | 6.15 | 1.84 | 4.67 | 0.59 | 2.87 | 0.55 | 1.43 | 0.20 | 1.20 | 0.19 | 97 | 10 | 22.2 | 270.0 | 730 |
| 165-7 | 33.2 | 71.7 | 8.42 | 34.2 | 5.76 | 1.72 | 4.31 | 0.56 | 2.81 | 0.53 | 1.50 | 0.22 | 1.30 | 0.22 | 157 | 100 | 19.9 | 76.2 | 650 | |
| 85-11 | 33, 5 | 70.8 | 8.64 | 34.5 | 6.38 | 2.06 | 4.97 | 0.54 | 3.07 | 0.56 | 1.59 | 0.21 | 1.33 | 0.20 | 102 | 90 | 21.9 | 209.0 | 698 | |
| 85-18 | 33.5 | 75.5 | 8.84 | 36.4 | 6.29 | 1.90 | 4.77 | 0.61 | 3.20 | 0.61 | 1.65 | 0.24 | 1.50 | 0.22 | 108 | 10 | 24.5 | 214.0 | 953 | |
| 85-19 | 31.4 | 70.8 | 8.75 | 35.8 | 6.15 | 1.82 | 4.67 | 0.57 | 2.99 | 0.54 | 1.43 | 0.22 | 1.36 | 0.22 | 105 | 10 | 24.5 | 209.0 | 824 | |
| 角闪石英闪长岩 | D1487-1 | 21.6 | 50.2 | 6.47 | 28.4 | 5.45 | 1.70 | 4.40 | 0.61 | 3.37 | 0.68 | 1.84 | 0.28 | 1.69 | 0.26 | 258 | 270 | 19.4 | 40.6 | 698 |
| 325-5 | 35.8 | 69.9 | 8.46 | 32.0 | 5.50 | 1.56 | 3.98 | 0.55 | 2.80 | 0.53 | 1.40 | 0.21 | 1.25 | 0.19 | 142 | 80 | 20.3 | 84.7 | 722 | |
| 角闪闪长岩 | 504-6 | 74.6 | 143.0 | 15.00 | 55.4 | 8.40 | 2.27 | 5.59 | 0.68 | 3.29 | 0.58 | 1.55 | 0.23 | 1.36 | 0.21 | 138 | 360 | 19.1 | 51.6 | 1 135 |
| 岩性 | 样品号 | Y | Zr | Nb | Cs | Ba | Hf | Ta | Th | U | Sr/Y | La/Nb | SREE | LREE | HREE | LREE/HREE | (La/Yb)N | δEu | ||
| 黑云石英闪长岩 | 165-3 | 15.3 | 150 | 6.1 | 17.10 | 771 | 3.8 | 0.5 | 3.58 | 1.60 | 47.71 | 5.23 | 168.94 | 157.24 | 11.70 | 13.40 | 19.10 | 1.01 | ||
| 165-7 | 15.4 | 171 | 6.5 | 8.37 | 990 | 4.0 | 0.4 | 2.33 | 0.47 | 42.21 | 5.11 | 166.45 | 155.00 | 11.45 | 13.50 | 18.30 | 1.01 | |||
| 85-11 | 16.0 | 147 | 6.2 | 6.60 | 838 | 3.7 | 0.4 | 3.70 | 2.08 | 43.63 | 5.40 | 168.35 | 155.88 | 12.47 | 12.50 | 18.10 | 1.08 | |||
| 85-18 | 19.3 | 171 | 6.7 | 9.65 | 831 | 3.9 | 0.4 | 3.56 | 1.47 | 49.38 | 5.00 | 175.23 | 162.43 | 12.80 | 12.70 | 16.00 | 1.02 | |||
| 85-19 | 16.4 | 159 | 6.3 | 9.17 | 762 | 3.9 | 0.4 | 3.60 | 1.59 | 50.24 | 4.98 | 166.72 | 154.72 | 12.00 | 12.90 | 16.60 | 1.00 | |||
| 角闪石英闪长岩 | D1487-1 | 19.2 | 116 | 4.6 | 1.76 | 859 | 2.9 | 0.3 | 2.60 | 0.72 | 36.35 | 4.70 | 126.95 | 113.82 | 13.13 | 8.67 | 9.17 | 1.03 | ||
| 325-5 | 15.4 | 171 | 7.6 | 1.96 | 1 540 | 4.1 | 0.4 | 2.43 | 0.55 | 46.88 | 4.71 | 164.13 | 153.22 | 10.91 | 14.00 | 20.50 | 0.97 | |||
| 角闪闪长岩 | 504-6 | 16.8 | 187 | 18.4 | 1.04 | 1 215 | 4.4 | 1.0 | 13.20 | 2.94 | 67.56 | 4.05 | 311.61 | 298.12 | 13.49 | 22.10 | 39.30 | 0.95 | ||
| 注: 主量元素质量分数单位为%; 稀土和微量元素质量分数单位为10-6。 | ||||||||||||||||||||
| 岩性 | 样品测点号 | t /Ma | 176Yb/177Hf | 2 σ | 176Lu/177Hf | 2 σ | 176Hf/177Hf | 2 σ |
| 黑云石英闪长岩 | 85-19-01 | 157 | 0.020 552 | 0.000 550 | 0.000 785 | 0.000 019 | 0.282 400 | 0.000 023 |
| 85-19-02 | 160 | 0.036 210 | 0.000 835 | 0.001 545 | 0.000 034 | 0.282 333 | 0.000 029 | |
| 85-19-03 | 164 | 0.014 942 | 0.000 112 | 0.000 573 | 0.000 003 | 0.282 308 | 0.000 024 | |
| 85-19-04 | 159 | 0.020 801 | 0.000 444 | 0.000 890 | 0.000 021 | 0.282 422 | 0.000 024 | |
| 85-19-05 | 162 | 0.016 453 | 0.000 543 | 0.000 633 | 0.000 017 | 0.282 389 | 0.000 022 | |
| 角闪闪长岩 | 504-6-01 | 154 | 0.009 268 | 0.000 013 | 0.000 404 | 0.000 000 | 0.282 212 | 0.000 022 |
| 504-6-02 | 153 | 0.056 218 | 0.001 737 | 0.002 267 | 0.000 065 | 0.282 499 | 0.000 024 | |
| 504-6-03 | 168 | 0.043 224 | 0.001 446 | 0.001 811 | 0.000 050 | 0.282 434 | 0.000 024 | |
| 504-6-04 | 166 | 0.029 967 | 0.000 214 | 0.001 261 | 0.000 006 | 0.282 450 | 0.000 024 | |
| 岩性 | 样品测点号 | εHf(0) | εHf(t) | 2 σ | TDM1/Ma | TDM2/Ma | fLu/Hf | |
| 黑云石英闪长岩 | 85-19-01 | -13.2 | -9.8 | 0.8 | 1 198 | 1 828 | -0.98 | |
| 85-19-02 | -15.5 | -12.2 | 1.0 | 1 317 | 1 980 | -0.95 | ||
| 85-19-03 | -16.4 | -12.9 | 0.9 | 1 319 | 2 028 | -0.98 | ||
| 85-19-04 | -12.4 | -9.0 | 0.9 | 1 171 | 1 779 | -0.97 | ||
| 85-19-05 | -13.5 | -10.1 | 0.8 | 1 209 | 1 849 | -0.98 | ||
| 角闪闪长岩 | 504-6-01 | -19.8 | -16.5 | 0.8 | 1 445 | 2 247 | -0.99 | |
| 504-6-02 | -9.7 | -6.5 | 0.8 | 1 103 | 1 618 | -0.93 | ||
| 504-6-03 | -11.9 | -8.5 | 0.8 | 1 182 | 1 751 | -0.95 | ||
| 504-6-04 | -11.4 | -7.9 | 0.8 | 1 143 | 1 714 | -0.96 | ||
由于本文选取的闪长岩脉样品均具有碳酸盐化和绿泥石化蚀变，导致烧失量较大，因此下文所列样品的各氧化物质量分数均为去除烧失量换算之后的结果(表中所列均为原始分析数据)。
闪长岩脉主要氧化物质量分数变化范围较大，分别为：w(SiO2)=51.99%~61.88%，w(Al2O3)=12.83%~18.25%，w(MgO)=2.21%~6.70%(Mg#值为0.37~0.64)，w(CaO)=3.28%~8.24%，w(TFe2O3)=6.55%~9.79%，全碱质量分数(w(Na2O+K2O)=5.07%~8.89%)相对较高，并富钠(Na2O/K2O=1.31~2.18)。在侵入岩w(Na2O+K2O)-w(SiO2)分类图解(图 3a)上，样品主要位于二长岩区，个别位于二长闪长岩和闪长岩区，具有碱性系列到亚碱性系列过渡的特征；亚碱性系列样品在w(K2O)- w(SiO2)图解(图 3b)中全部落入高钾钙碱性范围内；在A/NK-A/CNK图解(图 3c)中全部落入准铝质岩石区域。
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| 图 3 峪耳崖金矿区闪长岩脉w(Na2O+K2O)-w(SiO2)、w(K2O)-w(SiO2)及A/NK-A/CNK图解 Fig. 3 w(Na2O+K2O)-w(SiO2)、w(K2O)-w(SiO2)、A/NK-A/CNK diagrams for diorite from Yu'erya gold deposit area |
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闪长岩脉稀土元素总量除1个样品较高(311.61×10-6)外，余者都介于126.95×10-6~175.23×10-6之间，相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、轻重稀土分馏较明显(LREE/HREE=8.67~22.10，(La/Yb)N=9.17~39.30)。在球粒陨石标准化图解(图 4a)上显示右倾型稀土元素配分型式，几乎无Eu异常(δEu=0.95~1.08)。由原始地幔标准化蛛网图(图 4b)可以看出，富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr，相对富集Th、U，个别样品强烈富集Th、U，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti。
黑云石英闪长岩(85-19)的176Yb/177Hf值介于0.014 942~0.036 210之间，176Lu/177Hf值介于0.000 573 ~ 0.001 545之间，176Hf/177Hf值介于0.282 308~0.282 422之间，εHf(t)变化于-12.9~-9.0之间，Hf同位素单阶段模式年龄TDM1在1 319~1 171 Ma之间。
角闪闪长岩(504-6)的176Yb/177Hf值介于0.009 268~0.056 218之间，176Lu/177Hf值介于0.000 404~0.002 267之间，176Hf/177Hf值介于0.282 212~0.282 499之间，εHf(t)变化于-16.5~-6.5之间，Hf同位素单阶段模式年龄TDM1在1 445~1 103 Ma之间。
176Yb/177Hf和176Lu/177Hf值指示锆石在形成后基本没有或有较少的放射性Hf积累，所测得176Hf/177Hf值基本代表了其形成时体系中的Hf同位素组成。在εHf(t)-t图解(图 5)上所有样品点均落入燕山褶皱带内。
峪耳崖金矿区闪长岩脉w(SiO2)为51.99%~61.88%，其微量元素地球化学特征显示其富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损重稀土元素和高场强元素，且εHf(t)为负值，变化于-16.5~-6.5之间，明显具有华北克拉通下地壳的地球化学印记。闪长岩脉具有较高的Sr、较低的Y和Yb质量分数及较高的Sr/Y值(w(Sr)为(650~1 135)×10-6，w(Y)为(15.3~19.3)×10-6，w(Yb)为(1.20~1.69)×10-6，Sr/Y为36.35~67.56)，Eu异常不明显，总体上与分布在华北地区的大量由加厚下地壳部分熔融形成的埃达克质岩石相一致[15]，表征金矿区闪长岩脉可能是加厚下地壳部分熔融的结果。但华北地区的埃达克质岩石多为中酸性岩石，w(SiO2)基本大于60%，多在66%及以上，而峪耳崖金矿区闪长岩脉属于中性偏基性岩石(w(SiO2)较低，个别低达51.99%)。实验岩石学研究表明下地壳基性岩石的部分熔融可形成中基性成分的熔体，但需要达到30%以上甚至要40%以上的熔融，即使达到一定的温度(1 000~1 100 ℃)和压力((8~32)×108 Pa)也很难实现其大比例的熔融[16]。此外，在区域应力作用下，即使下地壳基性岩石部分熔融程度很小，熔体也可以从源区分离并侵位，这说明下地壳基性岩石部分熔融过程多形成中酸性熔体。
本文D1487-1闪长岩脉样品具有低w(SiO2)(51.99%)，较高w(MgO)(6.70%)和Mg#值(0.58)及高w(Cr)(270×10-6)，在硅-碱图(图 3a)上落入辉长岩-辉长闪长岩-二长闪长岩分界处，表明此闪长岩样品为中基性岩石，其岩浆源区应为幔源。504-6闪长岩脉样品的w(SiO2)(61.88%)虽然相对其他样品较高，但其具有高w(MgO)(5.93%)和Mg#值(0.64)及高w(Cr)(360×10-6)，同样说明其为地幔来源。从稀土元素球粒陨石标准化配分图和原始地幔标准化蛛网图上可以看出，除504-6样品与其他样品具有微弱的差别外，其他所有样品均表现出类似的地球化学特征，表明其具有相同的岩浆来源，均来源于地幔。各闪长岩脉表现出变化较大的Mg#值(0.37~0.64)和w(Cr)(10×10-6~360×10-6)，可能是由于闪长岩浆经历了分离结晶作用或部分熔融程度不同。在Harker图解中显示该类闪长岩各氧化物与SiO2之间不存在明显线性关系(图略)，因此不会是分离结晶作用的结果。在微量元素La/Sm-w(La)图解(图 6)中样品点排列与部分熔融趋势一致，揭示闪长岩脉地球化学特征差异应是源岩部分熔融程度不同所致。
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| 图 6 峪耳崖金矿区闪长岩脉La/Sm-w(La)图解 Fig. 6 La/Sm-w(La) diagram of diorite from Yu'erya gold deposit area |
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综上所述，本文闪长岩浆的源区为地幔，形成具有该地球化学特征的可能方式主要有两种：1)幔源岩浆上侵过程中经历明显的壳源物质混染[17]；2)岩浆源区受到了俯冲交代作用[18]，形成了富集岩石圈地幔。幔源岩浆遭受壳源物质混染后，SiO2、K2O、Na2O和Th、U、Zr、Hf等元素质量分数将会增加，且La/Nb值增大[19]。本文504-6样品(155 Ma[6])w(SiO2)虽相对其他样品稍高，更富集Th、U、La、Ce，但Zr、Hf并不富集，其他样品也没有较高的Zr、Hf质量分数，暗示成矿期后(155 Ma)相对成矿期(163 Ma)的幔源岩浆活动可能受到了地壳混染，但这并不影响其对源区特征的反映。从La/Nb-w(SiO2)关系图(图 7)上可以看出，La/Nb值与w(SiO2)无明显的线性关系，揭示了壳源混染程度有限。在Nb/La-Ba/Rb图解(图 8a)上, 各点的分布与俯冲交代趋势线基本一致，表明岩浆并未遭受较强地壳混染，而是来源于俯冲交代的富集岩石圈地幔。且在Th/Yb-Ta/Yb图解(图 8b)上，所有样品点全部投影于MORB-OIB趋势线上方的活动大陆边缘区域，进一步表明岩浆来自俯冲交代的富集岩石圈地幔。
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| 图 7 峪耳崖金矿区闪长岩脉La/Nb-w(SiO2)关系图解 Fig. 7 Diagram of La/Nb-w(SiO2) relationship for diorite from Yu'erya gold deposit area |
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华北地区中生代基性岩和新生代基性岩中幔源包体的地球化学特征已经表明，华北板块中生代岩石圈地幔仍为富集型，且为EMⅠ型[14]；华北邯邢地区早白垩世辉长岩-闪长岩及八达岭地区晚侏罗世—早白垩世辉长闪长岩-石英闪长岩都来源于富集岩石圈地幔[11-13, 22]。本文所研究的峪耳崖金矿区闪长岩脉稀土和微量元素特征与上述中基性岩石具有一定的相似性(图 4)。闪长岩脉的锆石176Hf/177Hf值介于0.282 212~0.282 499之间，εHf(t)介于-16.5~-6.5之间，在εHf(t)-t图解(图 5)中大多落入华北板块富集岩石圈地幔(EMⅠ型地幔)区域内或附近，接近其εHf(t)平均值(-9)[14]，个别测点数值偏低可能与壳源物质轻度混染有关。对于俯冲带化学元素的运移机制，在Nb/Zr-Th/Zr和Rb/Y-Nb/Y图解(图 9)上，投影点均表现为俯冲流体交代的趋势。因此，我们认为峪耳崖金矿区闪长岩脉可能来源于俯冲流体交代的富集岩石圈地幔，岩浆在上侵过程中受华北板块古老地壳物质混染有限。
研究区内闪长岩脉为多期次侵入的脉体，受断裂控制分别呈NE、NW和近EW向侵入花岗岩与高于庄组中。根据闪长岩脉与金矿脉(体)的穿插关系，将闪长岩脉分为3期：成矿前期(EW、NW向)、成矿期(NE向)和成矿期后(NE、NW向)。研究发现，部分金矿脉产于呈NE向侵入花岗岩的闪长岩脉中，矿脉与成矿期闪长岩脉平行产出，沿着闪长岩脉与花岗岩的接触带发育(图 10)，数据显示该类闪长岩脉具有一定的工业品位(最高约100 g/t)，说明金矿与该成矿期闪长岩脉具有明显的赋存关系，属金成矿脉体。
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| 图 10 峪耳崖金矿床四区85中段闪长岩脉与金矿脉赋存关系 Fig. 10 Relationship between diorite vein and gold vein in the 85 middle segment of the fourth area of Yu'erya gold deposit |
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陈绍聪等[24]通过Re-Os法对峪耳崖金矿床第Ⅱ成矿阶段的辉钼矿进行测试，得到等时线年龄为172 Ma，代表了主成矿阶段初始时间；之后又通过40Ar-39Ar同位素定年法对第Ⅲ成矿阶段金矿石蚀变绢云母进行测试，获得其坪年龄为169 Ma[25]，小于赋矿花岗岩年龄(175~174 Ma)和辉钼矿年龄(172 Ma)。本文笔者曾对该区3件闪长岩脉样品进行锆石U-Pb年龄测定，其中沿矿脉平行产出并发生金矿化的成矿期闪长岩脉(85-19)为163 Ma，地表出露的闪长岩脉(D1487-1)为161 Ma，穿切矿体的成矿期后闪长岩脉(504-6)为155 Ma[6]，其结果很好地限定了金成矿时代的下限，于晚侏罗世结束。由上述年代学结果可推测，峪耳崖金矿的形成始于172 Ma，一直延续至163 Ma，并于155 Ma之前结束，可能具有多期次、多阶段的成矿特征。
4.2.3 成因关系成矿作用往往是多阶段的，一次或单一成矿作用通常不能形成具有工业规模的金属矿床。本文认为峪耳崖金矿床的成矿流体不止一种岩浆来源，岩石圈地幔物质的上涌可为峪耳崖金矿带来一定的幔源成矿元素，对金成矿同样起到了很大的作用。从峪耳崖地幔来源的闪长岩脉典型剖面的成矿元素特征可看出，闪长岩剖面具有相对较高的成矿元素质量分数(w(Au)为(0.096~0.269)×10-6、w(Ag)为(0.17~0.30) ×10-6、w(Bi)为(0.31~0.47) ×10-6、w(Mo)为(1.19~5.66) ×10-6)(孙德有未发表数据，2016)，且这几种元素明显高于其在地壳中的丰度(w(Au)为0.004×10-6、w(Ag)为0.08×10-6、w(Bi)为0.004×10-6、w(Mo)为1.3×10-6)[26]，进一步说明幔源岩浆对金成矿有一定的影响。因此，本文认为峪耳崖闪长岩浆为金成矿提供部分成矿物质，和原有与花岗岩有关的金矿化相叠加，最终形成峪耳崖金矿床，对金成矿具有一定的贡献。
4.3 闪长岩形成的动力学背景冀东地区位于华北板块北缘燕山造山带东部，属于古亚洲洋和古太平洋两大构造域叠加部位。资料显示，早—中侏罗世时期古太平洋板块开始自SE向NW方向的欧亚大陆俯冲，之后中国东部开始进入滨太平洋演化阶段[27]。
中—晚侏罗世开始，在区域上形成了大量NE-NNE向构造，叠加到先期形成的近EW向构造之上，具体表现为，区内挤压推覆、褶皱变形、盆地展布和控盆构造线方向由早—中侏罗世的EW向转变为中—晚侏罗世的以NE-NNE向为主体。中—晚侏罗世为本区内岩浆活动最为繁盛时期，区内发育大规模中酸性侵入岩和金矿床。华北北缘大规模分布蓝旗组(髫髻山组)火山岩，其喷发时间为166~153 Ma[28]，华北东部胶东半岛也广泛出露与金成矿有关的中—晚侏罗世中酸性侵入岩及中基性岩脉，最早的岩浆记录为177 Ma左右，峰期为165~150 Ma[29-30]。本文峪耳崖金矿区闪长岩侵位时间为163~155 Ma，同华北北缘分布的蓝旗组火山岩喷发时间(166~153 Ma)及胶东半岛与金成矿有关的中酸性侵入岩的形成时代基本一致，表明它们应具有相同的动力学背景，与古太平洋板块俯冲作用有关。在Th/Yb-Ta/Yb图解(图 8b)上，所有样品点均落入活动大陆边缘区域，也是对上述观点的佐证。结合区域中—晚侏罗世的构造变形以NE-NNE向为主体，以及华北(以及东北和东南沿海)的中生代岩浆岩带主要呈NE向展布，大致平行于古太平洋板块俯冲带，本文认为峪耳崖金矿区闪长岩脉形成于古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲的背景。
5 结论通过对冀东峪耳崖金矿区闪长岩脉的地球化学研究，得出如下主要结论和认识：
1) 峪耳崖金矿区闪长岩脉为高钾钙碱性系列，个别为碱性系列，明显富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损重稀土元素和高场强元素，无Eu异常，εHf(t)值介于-16.5~-6.5之间，岩浆来源于俯冲流体交代的富集岩石圈地幔，岩浆上侵过程中受到华北板块古老下地壳物质的有限混染。
2) 成矿期闪长岩浆为金成矿提供了部分物质来源。
3) 峪耳崖金矿区闪长岩脉形成于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的构造环境。
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