秦岭造山带是中国重要的贵金属和有色金属成矿带，探明金属矿床400多处，成矿作用具有明显的“二元控矿”特征(王东生等，2009)；而且发育了大面积的花岗质岩石(总面积高达4万平方千米)，是研究花岗质岩石的理想对象(卢欣祥等，2000)。因此，秦岭造山带的岩浆-成矿-构造演化一直是国内外的研究热点。大量研究表明:秦岭地区的构造演化大致经历了三个主要阶段，分别为前寒武纪基底形成阶段(Ar-Pt_2-3)、主造山板块构造演化阶段(Pt₃-T₂)和中生代以来的陆内造山演化阶段(张国伟等，2001)，其中第二阶段发育大量的晚古生代弧前盆地，如凤太盆地和柞山盆地，盆地产有丰富的金、铅、锌和铜矿床(王瑞廷等，2008)；第三阶段以发育大量晚中生代的侵入岩以及金、铅银锌和斑岩钼矿床为特征(卢欣祥等，2002)，但已探明的矿床主要集中于华北地块南缘，以与小岩体有关的斑岩-矽卡岩钼矿床最为突出(Mao et al.，2008)。南秦岭发育一些晚中生代的小岩体，如柞山盆地很多岩体周围分布众多铜钼矿点(万义文，1980；张本仁等，1989)。最近，通过对资料的系统研究，预计柞山盆地泥盆纪层控改造-再造型铜矿在40万吨以上，且深部找矿潜力巨大(王瑞廷等，2008)。2008-2009年在柞山盆地池沟地区发现了100多米厚的铜矿体，研究表明该盆地的热水喷流-改造型铜矿和斑岩型铜矿均与深部岩体密切相关，具有寻找大型斑岩型铜矿床的广阔前景(任涛等，2009)。但到目前为止，对柞山盆地一带晚中生代小岩体的研究相对较少，主要集中于少量的岩石学和地球化学方面的研究，成岩时代方面仅开展过K-Ar和Rb-Sr模式年龄研究，且年龄范围变化较大(276.6~94.6Ma)(万义文，1980; 张银龙，1992；陈连红等，2007)。因此，本文选择池沟铜矿区不同类型的花岗质岩石作为研究对象，在大量岩相学工作的基础上，开展元素和Sr-Nd同位素的研究，并对与成矿相关的岩枝上部(取自ZK1301孔，孔深116~120m，编号1301-40)和下部(取自ZK1302孔，孔深788~790m，编号1302-9)进行单颗粒锆石U-Pb测年，精确厘定岩体的形成时代，初步探讨岩石的成因和地质意义，为构筑柞山盆地斑岩铜矿床的成矿模型提供基础。

研究区位于秦岭造山带东秦岭成矿带(图 1)，区内洛南断裂以北为华北地块的南缘，以南为北秦岭造山带，商南-丹凤断裂以北为北秦岭造山带，以南为南秦岭造山带，区域上发育大量的花岗质岩石，印支期花岗质岩主要分布于沙河湾、曹坪和柞水地区，三个地区的岩性分别为石英二长斑岩、石英二长岩、二长花岗岩，以富硅、富碱和富镁为特征，属于钾玄-高钾钙碱性系列准铝质Ⅰ型花岗质岩石，锆石LA-ICPMS年龄分别为212±1Ma、224±1Ma和225±1Ma(弓虎军等，2009)，相当于晚三叠世。燕山期花岗质岩石呈大岩基分布于华北地块南缘，如华山和老牛山，岩性均为黑云母二长花岗岩，属高钾钙碱性花岗质岩，锆石LA-ICPMS年龄分别为134±1Ma(郭波等，2009)和146±1Ma(朱赖民等，2008)，相当于晚侏罗世-早白垩世。除此以外，东秦岭发育多个花岗质小岩体，呈北东向成串状分布格局(图 1)(卢欣祥等，2000)。

图 1

Fig. 1

图 1 东秦岭花岗岩分布简图(底图据卢欣祥等，2000修改) 1-洛南断裂；2-商南-丹凤断裂；3-凤镇-山阳断裂.图中岩体的年代学资料据牛宝贵等，2006; 朱赖民等，2008；郭波等，2009；弓虎军等，2009;详细说明见正文 Fig. 1 Sketch granitoid map of the Eastern Qinling(after Lu et al.，2000)

柞水-山阳盆地夹持于商南-丹凤断裂与凤镇-山阳断裂间(图 1)，属于南秦岭古生代褶皱带，盆地出露上泥盆统池沟组、青石垭组、下东沟组和下石炭统二峪河组(图 2)，为一套泥岩、碎屑岩及少量碳酸盐岩沉积的复理石建造，被认为是晚古生代的北秦岭岛弧弧前盆地(王宗起等，2009)。该盆地主要在上泥盆统青石垭组发育两种类型矿床，分别为以银洞子矿床为代表的典型热水喷流沉积改造型银铅锌矿床和以穆家庄矿床为代表的典型热水喷流沉积-热液改造型铜矿床(王瑞廷等，2008)。另外，在池沟、土地沟、马阴沟、白沙沟、小河口等地多处发育小岩体(图 2)，分布受区域构造控制，出露在东西断裂与南北向张裂的共轭点上，大致形成东西约6km，南北约4km等距的棋盘格式，各出露点均有2~4个岩枝，最多达7~8个岩枝，各个岩枝面积很小(0.1~0.67km²)，呈成群出现的特点(万义文，1980)。这些岩体与细碎屑岩和碳酸盐岩侵入接触，围岩蚀变以角岩化、矽卡岩化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化和硅化为主，蚀变作用呈东西向带状分布，分布范围是岩体出露面积的数十倍，岩体铜、钼、铁矿化普遍，但仅在小河口形成小型矽卡岩铜矿床(张本仁等，1989)，其余皆为矿点。池沟铜钼矿区共有7个小岩枝和岩脉，地表出露规模均较小，各个岩枝面积较小(0.001~0.06km²)，呈不规则的圆形和椭圆状，长轴近南北向(我觉得还是改了好，圆形没有长轴，这句指的是椭圆形的)。近年来西北有色地质调查局713总队在大量地质填图、化探异常和高精度磁法扫面研究的基础上，结合可控源音频大地电磁法(CSAMT)测深的资料，在池沟地区4号岩体西侧13线深部发现了厚123m的铜矿体，主要位于深部两个岩枝与角岩的内外接触带(图 3)(任涛等，2009)。

图 2

Fig. 2

图 2 柞山盆地的区域地质图，显示主要岩体(底图据万义文，1980修改) 1-上泥盆统下东沟组；2-上泥盆统青石垭组下段；3-上泥盆统青石垭组上段；4-上泥盆统池沟组第四段；5-上泥盆统池沟组第三段；6-上泥盆统池沟组第二段；7-上泥盆统池沟组第一段；8-热液蚀变范围；9-断裂；10-地质界线；11-下石炭统二峪河组；12-小岩体 Fig. 2 Regional geological map of the Zhashan basin，Shaanxi Province，showing location of granitoid(modified after Wan，1980)

图 3

Fig. 3

图 3 柞山盆地池沟铜钼矿区13线剖面地质简图，显示采样位置(据任涛等，2009修改) Fig. 3 Geological map of No. 13 cross section from the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province，showing the location of sample(modified after Ren et al.，2009)

本文选择了池沟1~6号岩体和13线与成矿密切相关的岩枝开展详细的显微观察。研究表明，这些小岩体面积很小(0.001~0.06km²)，每个岩体的岩性单一。1号岩体不同于其他岩体，具有斑状结构，斑晶含量约占25%，主要有富钠透长石、更长石、黑云母和角闪石；基质较细，主要由石英、钾长石和斜长石组成，全岩各主要矿物组成依次为：角闪石10%~15%、黑云母3%~5%、石英20%~25%、斜长石30%~35%、钾长石20%~25%。根据结构和矿物组成，该岩体为斑状花岗岩，岩体普遍黄铁矿化，含量最高达5%左右。2号和6号岩体均为闪长岩，3、4、5号岩体和13线深部赋矿的岩枝均为石英闪长岩。这些石英闪长岩和闪长岩具有不等粒或似斑状结构，块状构造，斑晶主要为更长石、黑云母和角闪石，基质呈显晶质花岗岩结构，全岩各主要矿物组成依次为：更长石50%~55%、钾长石10%~15%、石英3%~10%、黑云母10%~15%、角闪石5%~10%。黑云母蚀变较强，呈绿泥石化，更长石发生少量绢云母化，中间发育黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等不透明矿物(3%~5%)，黄铁矿和黄铜矿主要为岩浆期后热液形成的。

将代表性样品磨碎至200目后，在澳实分析检测(广州)有限公司进行主量、微量和稀土元素的分析测试。主量元素分析采用XRF方法(X荧光光谱法)，取0.9g样品，煅烧后加入9.0g的Li₂B₄O₇-LiBO₂助熔物(固体)，充分混和后放置在自动熔炼仪中，使之在1050~1100℃熔融，熔融物倒出后形成扁平玻璃片，再用XRF荧光光谱仪进行分析，分析精度优于5%。稀土和微量元素采用ICP-MS方法分析，取0.2g样品，加入到0.90g的LiBO₂熔剂中，混合均匀，在1000℃的熔炉中熔化。熔液冷却后，溶解于100mL 4%的硝酸中，然后用等离子质谱仪(ICP-MS)分析，测试精度为5%~10%。

样品的Sr和Nd同位素测试在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。Sr-Nd同位素的分析流程为：称取0.1~0.2g粉末样品，置于低压密闭溶样罐中，加入稀释剂，用混合酸(HF+HNO₃+HClO₄)溶解24h。待样品完全溶解后，蒸干，加入6mol/L的盐酸转为氯化物蒸干。用0.5mol/L的盐酸溶液溶解，离心分离，清液载入阳离子交换柱。然后用盐酸溶液淋洗，蒸干，最后用ISOPROBE-T热电离质谱计完成质谱分析。Sr同位素比值测定的内校正因子采用⁸⁶Sr/⁸⁸Sr=0.1194，标准测量结果NBS987为0.710250±7。Nd同位素比值采用¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.7219校正，标准测量结果SHINESTU为0.512118±3(标准值为0.512110)。⁸⁷Rb/⁸⁶Sr和¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd分别通过元素Rb、Sr和Sm、Nd含量计算获得，计算公式类同于文献(Wang et al.，2005)。

测试样品经人工破碎后，用常规重力和磁选方法分选出锆石，在双目镜下挑选。将待测样品的锆石颗粒、标准锆石M257和TEM 置于环氧树脂制靶，然后磨至一半，用于透射光、反射光、阴极发光(CL)和U-Pb定年分析。在透射光和反射光显微镜观察的基础上，选择合适的样品进行阴极发光研究。锆石阴极发光在北京离子探针中心日立HITACHI S3000-N型扫描电子显微镜上完成。

1302-9和1301-40样品的锆石定年分析在中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成，所用仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用束斑直径为25μm，频率为10Hz，能量密度约为2.5J/cm²，以He为载气。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采样采用单点剥蚀的方式，锆石U-Pb测年以锆石GJ-1为外标，U、Th含量以锆石M127(U: 923×10^-6; Th: 439×10^-6; Th/U: 0.475；Nasdala et al.，2008)为外标进行校正。测试过程中每测定5~7个样品前后重复测定两个标样锆石GJ1对样品进行校正，并测量一个锆石标样Plesovice，观察仪器的状态和测试的重现性，锆石标准的重现性在1%(2σ)左右。数据处理采用ICPMSDataCal程序(Liu et al.，2008)，测量过程中绝大多数分析点²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb＞1000，未进行普通铅校正，²⁰⁴Pb由离子计数器检测，²⁰⁴Pb含量异常高的分析点可能受包体等普通Pb的影响，这些点在计算时剔除，锆石年龄谐和图用Isoplot 3.0程序制作，表达式中所列单个数据点的误差均为1σ，加权平均年龄具95%的置信度。详细实验测试过程可参见侯可军等(2009) 。本次样品分析过程中，Plesovice标样作为未知样品的分析结果为337.1±2.9Ma(n=5，2σ)，对应的年龄推荐值为337.13±0.37(2σ)(Slama et al.，2008)，两者在误差范围内完全一致。

代表性样品的主量、微量、稀土元素和Sr-Nd同位素分析结果见表 1。由表 1可见，1号岩体的斑状花岗岩以富硅(SiO₂=69.07%)，贫镁(MgO=0.90%)、钙(CaO=2.00%)、钛(TiO₂=0.37%)和磷(P₂O₅=0.21%)为特征，明显不同于其余岩体，其余岩体的闪长岩和石英闪长岩具有贫硅(SiO₂=58.01%~65.78%)，富镁(MgO=1.23%~3.39%)、钙(CaO=2.63%~5.10%)、钛(TiO₂=0.50%~ 0.84%)和磷(P₂O₅=0.33%~0.51%)的特征。池沟铜钼矿区的岩体富碱(K₂O+Na₂O=6.66%~8.75%)、高钾(K₂O=2.92%~ 5.11%)，属于高钾钙碱性和钾玄质系列(图 4)。总体来说，样品的SiO₂与MgO、CaO、FeO^T、TiO₂、P₂O₅呈负相关性，与K₂O呈正相关性，与Na₂O和Al₂O₃无相关性。

图 4

Fig. 4

图 4 柞山盆地池沟地区岩体的SiO2-K2O 图解(底图据Rollinson，1993) 双元沟、小河口和袁家沟资料据万义文，1980；张本仁等，1989 Fig. 4 K2O versus SiO2 diagram for Late Mesozoic granitoids for the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province(modified after Rollinson，1993)

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 柞山盆地池沟铜钼矿区岩体的主量(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)的成分 Table 1 Major(wt%)and trace element(×10-6)compositions of granitoids from the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province 样品号 201-60 SG20 CG7 CG6 CG8 CG3 1302-9 1301-40 位置 1号岩体 2号岩体 3号岩体 4号岩体 5号岩体 6号岩体 13线深部 13线深部 岩性 斑状花岗岩 闪长岩 石英闪长岩 石英闪长岩 石英闪长岩 闪长岩 石英闪长岩 石英闪长岩 SiO2 69.07 58.01 62.67 60.50 65.78 58.61 62.22 62.29 TiO2 0.37 0.84 0.67 0.75 0.50 0.73 0.57 0.65 Al2O3 14.29 16.20 16.46 16.23 16.44 16.23 15.18 16.25 FeOT 2.42 7.29 4.39 5.33 2.33 6.64 4.49 4.96 MnO 0.04 0.12 0.05 0.07 0.03 0.19 0.05 0.06 MgO 0.90 3.39 2.25 3.00 1.23 2.50 1.92 2.28 CaO 2.00 5.10 2.46 3.99 2.63 4.53 3.53 3.19 Na2O 3.32 3.96 3.91 3.53 3.64 4.84 3.69 3.83 K2O 4.50 2.92 3.46 3.13 5.11 3.90 3.48 3.48 P2O5 0.21 0.50 0.45 0.51 0.33 0.51 0.37 0.44 LOI 1.49 1.14 1.73 2.30 1.24 0.78 3.84 1.76 Ba 5450 2890 3490 3370 3490 3240 3130 3570 Pb 18.0 12.0 13.0 12.0 14.0 31.0 11.0 14.0 Cs 1.37 2.83 2.84 2.09 4.43 2.96 3.08 2.26 Rb 63.5 75.7 107 81.8 152 124 119 101 Sr 1070 1230 1260 1270 1115 1160 1190 1325 Th 19.05 12.05 15.4 13.4 21.0 14.4 17.3 15.05 U 1.58 1.86 3.48 2.77 4.2 1.97 4.6 2.94 Ta 0.90 0.90 1.00 1.00 1.10 1.00 1.10 1.00 Nb 12.0 14.3 15.3 16.0 16.8 15.5 15.7 16.2 Zr 174 188 225 190 206 212 213 210 Hf 4.80 5.20 6.20 5.20 5.80 5.90 5.90 5.60 La 24.5 41.0 42.8 40.5 44.0 41.0 39.6 39.8 Ce 50.9 79.9 82.4 78.7 85.9 76.4 74.8 76.5 Pr 6.32 9.59 9.87 9.39 9.94 9.08 8.62 9.21 Nd 22.7 35.8 37.0 35.4 35.4 34.3 31.9 34.1 Sm 3.72 6.34 6.31 6.31 5.67 6.21 5.49 5.92 Eu 1.25 1.65 1.75 1.60 1.51 1.53 1.35 1.57 Gd 3.09 5.45 5.72 5.39 4.77 5.44 4.67 5.22 Tb 0.35 0.70 0.74 0.64 0.58 0.7 0.58 0.64 Dy 1.74 3.81 3.94 3.34 2.89 3.61 3.03 3.33 Ho 0.320 0.690 0.740 0.600 0.510 0.680 0.550 0.570 Er 0.94 2.07 2.26 1.78 1.72 2.1 1.71 1.84 Tm 0.11 0.27 0.28 0.22 0.2 0.26 0.22 0.23 Yb 0.93 1.94 2.07 1.58 1.64 1.95 1.65 1.74 Lu 0.150 0.310 0.320 0.240 0.25 0.300 0.260 0.270 Y 9.30 19.7 21.1 17.8 15.5 19.8 16.0 17.6 87Rb/86Sr 0.172 0.178 0.245 0.186 0.394 0.308 0.289 0.221 87Sr / 86Sr 0.705194 0.705248 0.705573 0.705462 0.70601 0.705674 0.705632 0.705541 2sigma 15 6 9 18 13 10 11 14 (87Sr/ 86Sr)i 0.7049 0.7049 0.7051 0.7051 0.7052 0.7051 0.7051 0.7051 147Sm/144Nd 0.099 0.107 0.103 0.108 0.097 0.109 0.104 0.105 143Nd/144Nd 0.512308 0.512326 0.512297 0.512261 0.512222 0.512243 0.512251 0.512256 2sigma 12 4 8 7 25 12 12 8 εNd(t) -4.7 -4.5 -5.0 -5.8 -6.3 -6.1 -5.9 -5.8 注：(87Sr/86Sr)CHUR0=0.7045，(87Rb/86Sr)CHUR0=0.0827，(147Sm/144Nd)CHUR0=0.1967，(143Nd/144Nd)CHUR0=0.512638; λRb=1.42×10-11/a，λSm=6.5×10-12/a，t=140Ma

表 1 柞山盆地池沟铜钼矿区岩体的主量(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)的成分 Table 1 Major(wt%)and trace element(×10-6)compositions of granitoids from the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province

池沟岩体具有较高的稀土元素总量(∑REE=117×10^-6~196×10^-6)和轻稀土元素含量(109×10^-6~180×10^-6)，以富集轻稀土(LREE/HREE=11~15)、轻重稀土分异较大((La/Yb)_N=13.9~18.1)和无明显的负铕异常(Eu/Eu^*=0.8~1.1)为特征(图 5a)，由表 1和图 5a可知，斑状花岗岩的轻、重稀土元素含量均低于石英闪长岩和闪长岩，但斑状花岗岩与(石英)闪长岩两者具有类似的轻重稀土分异指数和铕异常特征。微量元素具有富集大离子亲石元素(Ba、Th、U、Pb)和轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti的特征(图 5b)。代表性样品具有中度的Sr初始值((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.7049~0.7051)和低Nd初始值(ε_Nd=-6.7~-4.5)，各岩体之间Sr-Nd同位素组成变化很小。

图 5

Fig. 5

图 5 柞山盆地池沟地区岩体的稀土元素球粒陨石标准化图解(a，据Boynton，1984)和微量元素原始地幔标准化蛛网图解(b，据Sun and McDonough，1989) Fig. 5 Chondrite-normalized REE patterns(a，after Boynton，1984)and PM-normalized incompatible element spider diagrams(b，after Sun and McDonough，1989)of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province

岩枝下部的似斑状含石英闪长岩(1302-9)中锆石多数呈短柱状，大小约80~140μm，多数锆石具有振荡环带(图 6a)，暗示它们为岩浆成因。由表 2可知，本次研究对1302-9的19个锆石进行了19次测试，锆石的Th/U比值为0.56~1.07，平均为0. 76，大于0.5，暗示它们为岩浆成因锆石，且它们在谐和图解中均位于谐和线及其附近(图 7a)，²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为146±1Ma(n=19，MSWD=0.3)。岩枝上部的似斑状含石英闪长岩(1301-40)中锆石呈短柱状，大小约60~100μm，多数锆石具有振荡环带(图 6b)，暗示它们为岩浆成因。由于锆石颗粒相对较小，本次仅对8个锆石进行了8次测试，锆石的Th/U比值为0.72~1.3，平均为0.97，大于0.5，暗示它们为岩浆成因锆石，且它们在谐和图解中均位于谐和线及其附近(图 7b)，²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为145±1Ma(n=8，MSWD=1.0)。由上述可知，池沟铜钼矿区13线与成矿密切相关的含矿岩体LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄范围为~145Ma。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 柞山盆地池沟铜矿区含矿岩体的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb测年结果 Table 2 LA-mc-ICPMS zircon U-Pb analysis data of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Gu deposit in the Zhashan basin , Shaanxi Province

表 2 柞山盆地池沟铜矿区含矿岩体的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb测年结果 Table 2 LA-mc-ICPMS zircon U-Pb analysis data of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Gu deposit in the Zhashan basin , Shaanxi Province

图 6

Fig. 6

图 6 柞山盆地池沟铜钼矿区含矿岩体中锆石的阴极发光和透射光照片，图中标出各测点年龄 Fig. 6 Transltion light microscope and cathodoluminescence images of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province，showing the age of each analysis

图 7

Fig. 7

图 7 柞山盆地池沟铜钼矿区含矿岩体中的锆石U-Pb谐和图解 Fig. 7 Zircon U-Pb dating results of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province

20世纪70~80年代，部分学者开始关注柞水盆地中酸性斑岩体的地质时代。由图 2可知，这些岩体侵位的最新地层为早石炭世，白垩系底部砾岩中可见花岗斑岩和矽卡岩的砾石(万义文，1980)，暗示这些岩体形成于早石炭世至白垩纪。20世纪60~70年代，前人对这些岩体开展了大量的同位素测年，主要是对小河口、袁家沟和马阴沟(图 2)的花岗闪长斑岩、花岗斑岩和闪长岩的黑云母K-Ar法测年，获得的年龄范围太宽，岩体的年龄为276.6~101.7Ma；马阴沟(图 2)的闪长岩、花岗闪长斑岩和闪长玢岩的全岩Rb-Sr法未给出等时线年龄，模式年龄范围为172~94Ma；在袁家沟(图 2)碎裂花岗斑岩和小河口(图 2)花岗闪长斑岩中各获得一个锆石U-Pb年龄，谐和性较差，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为149Ma和141Ma(万义文，1980)。严阵等(1985) 和张本仁等(1989) 根据前人的资料，分别认为该带小岩体形成于燕山第二期和燕山早期。部分学者根据小河口岩体230Ma的Rb-Sr等时线年龄，将其划为印支期(张银龙等，2002)。由此可见，柞水盆地包括池沟在内的这些小岩体的年龄尚未准确厘定。

由前文可知，池沟13线深部含矿岩体的岩性与池沟地表的3、4和5号小岩体的岩性一致，本文获得的含石英闪长岩的岩枝上、下部的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为145±1Ma(n=8，MSWD=1.0)和146±1Ma(n=19，MSWD=0.3)，代表了池沟岩体的侵位年龄。根据最新的地层年代表，白垩纪和侏罗纪以145.5±4.0Ma为分界线(Gradstein et al.，2004)，因此，柞水盆地池沟岩体形成于晚侏罗世-早白垩世。本文所测得的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄(~145Ma)与前人所测的小河口和袁家口的锆石U-Pb年龄(149Ma和141Ma)基本一致。已有研究表明柞水盆地一带的小岩体的岩性类似，同属于山阳一带构造岩浆岩带(万义文，1980)。这些暗示柞水盆地中酸性斑岩体形成于晚侏罗世-早白垩世。

前人对山阳一带的小岩体的岩石成因研究相对较少。严阵等(1985) 根据袁家沟、小河口、马阴沟、土地沟等地的小岩体具有斑状结构或花斑结构，周围发育斑岩-矽卡岩铜钼铁矿产的特征，以及少量的黄铁矿硫同位素分析结果，认为这些小岩体应暂归入地幔分异性花岗岩，是上地幔(包括部分下地壳)部分熔融和结晶分异的产物。张本仁等(1989) 根据小河口、马阴沟等地的花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英闪长岩和闪长玢岩的稀土元素呈右倾型且无明显负铕异常，黑云母具有高(Mg+Ti)/Si、Mg+Ti值，且小河口岩体的全岩和磷灰石Sr同位素初始值分别为0.7045和0.7049，认为这些中酸性小岩体成岩物质来自于上地幔，是上地幔物质岩石部分熔融的产物。但对池沟地区岩体的岩石成因研究一片空白。

基于以下的区域地质、矿物学、地球化学、成矿特征和辉钼矿Re含量的资料，可以认为池沟地区的中酸性小岩体成岩物质来自深部，为上地幔和下地壳混合源，可能为上地幔部分熔融混染了大比例的下地壳成分，在上升过程中结晶分离作用的产物。(1) 由图 1可知，山阳一带的小岩体位于商南-丹凤断裂与凤镇-山阳断裂之间，离凤镇-山阳断裂仅3.5km，它们可能为古太平洋俯冲大背景下由南向北发生陆内俯冲诱发的深部岩浆活动的产物(陈连红等，2007)；(2) 由前文可知，池沟地区岩体的暗色矿物为角闪石和黑云母，暗示这些岩体为Ⅰ型花岗质岩石，为上地幔和下地壳混合源；(3) 研究表明同熔型(Ⅰ型)花质岗岩石中黑云母具有较高的Fe³⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)和Mg/(Mg+Fe)，尤其是Fe³⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)一般大于0.15；而改造型(S型)花质岗岩石中黑云母具有较低的Fe³⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)和Mg/(Mg+Fe)，Fe³⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)一般小于0.15(秦克章等，2009)。池沟1号斑状花岗岩、2-4号(石英)闪长岩和13线深部石英闪长岩中黑云母的Fe³⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)和Mg/(Mg+Fe)范围分别为0.1~0.5和0.5~0.8(谢桂青等，2011^①)，暗示这些中酸性小岩体为同熔型(Ⅰ型)花岗质岩石，为深部壳幔混合的产物；(4) 由图 5可知，各岩体均表现为右倾的稀土元素配分模式且明显负铕异常，类似于马阴沟和小河口中酸性小岩体，后者被认为成岩物质来源于上地幔或下地壳(张本仁等，1989)；(5) 由表 1可知，除1号斑状花岗岩的SiO₂较高外，闪长岩和石英闪长岩以贫硅(SiO₂=58.01%~65.78%)为重要特征，该区斑状花岗岩、石英闪长岩和闪长岩具有变化较小的Sr-Nd同位素组成，具有中度的Sr初始值((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.7049~0.7051)和低Nd初始值(ε_Nd=-6.7~-4.5)，且Sr同位素初始值类似于小河口岩体((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.7045~0.7049)，后者的成岩物质源于上地幔源区(张本仁等，1989)；(6) 最近作者对池沟矿区进行详细的野外观察和显微特征、电子探针、流体包裹体的详细研究，认为与成矿有关的岩体、矿化类型、矿物组合、蚀变类型、成矿阶段和成矿温度均类似于斑岩型铜矿床(谢桂青等，2011)。已有的资料表明与斑岩型铜矿化有关的花岗质岩石来自大洋壳或上地幔，受到不同程度地壳物质的混染，如德兴斑岩型铜钼矿床中与成矿有关的花岗闪长斑岩的Sr-Nd初始值分别为：(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.7043和ε_Nd=-1.9，玉龙斑岩-矽卡岩型铜钼矿床中与成矿有关的花岗闪长斑岩的Sr-Nd初始值分别为：(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.70638 ~ 0.70661和ε_Nd=-2.9~-0.8(芮宗瑶等，2004)。池沟各岩体的Sr初始值类似于与已有的斑岩铜钼矿床相关的岩体，Nd同位素值略低于与已有的斑岩铜钼矿床的岩体，暗示池沟中酸性小岩体起源于上地幔，受到更大比例的下地壳混染；(7) 已有研究表明与幔源、壳幔混合和壳源的花岗质岩石有关的钼矿床中辉钼矿的Re含量分别为100n×10^-6、10 n×10^-6、n×10^-6，辉钼矿的Re含量可以指示成矿物质的来源(Mao et al.，1999)。池沟不同类型矿石中与黄铜矿密切共生的辉钼矿的Re含量较高，为77.50±0.68×10^-6~286.2±2.3×10^-6(谢桂青等，2011)，暗示池沟铜钼矿区有部分地幔物质参与成岩成矿作用。

① 谢桂青，任涛，李瑞玲，李剑斌，王瑞廷. 2011.陕西省柞山盆地池沟-冷水沟铜钼矿区的成矿规律和找矿方向研究(科研报告).1-89

前人从区域地质、围岩性质、蚀变和构造特征进行分析，认为双元沟一池沟小岩体具备形成斑岩铜矿的优越条件(陈连红等，2007)，但该区成岩和成矿关系如何？ 由图 8可知，池沟深部的含矿岩体可见岩浆成因的黑云母发生绿泥石化蚀变，周围发育黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿，表明成矿作用与黑云母蚀变绿泥石析出有关，这亦可从袁家沟不同岩相中黑云母含有较高的铜元素(1300×10^-6~1950×10^-6)(万义文，1980)得到佐证。最近，作者对池沟铜钼矿区进行详细的野外观察和显微特征、电子探针和流体包裹体的详细研究，认为矿化类型、矿物组合、蚀变类型、成矿阶段和成矿温度均类似于斑岩型铜矿床，铜成矿作用与青磐岩化叠加钾化蚀变密切相关(谢桂青等，2011)。本文得到的深部含矿岩体的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄约为145Ma，亦和该区不同类型矿石中与黄铜矿密切共生的辉钼矿的Re-Os等时线年龄(148 ±2Ma，MSWD=0.1，n=5)(谢桂青等，2011)在误差范围内完全一致。这些数据显示池沟斑岩型铜钼矿床形成于晚侏罗世-早白垩世。小河口铜矿体产于花岗闪长斑岩与角岩的接触带，为小型矽卡岩铜矿床(万义文，1980)，此认识已得到后来学者的广泛认可(严阵等，1985；张本仁等，1989；王瑞廷等，2008)。由前文可知，小河口花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄为141Ma，暗示相应的小河口矽卡岩铜矿的成矿时代应为晚侏罗世-早白垩世。这些均暗示柞水盆地存在一期重要的晚侏罗世-早白垩世花岗质岩石和相关的斑岩-矽卡岩铜多金属的岩浆-成矿事件。

图 8

Fig. 8

图 8 柞山盆地池沟铜矿区含矿岩体的显微照片 左侧为正交偏光，右侧为反射光，详细说明见正文.Bi-黑云母；Chl-绿泥石;Cpy-黄铜矿;Py-黄铁矿；Mt-磁铁矿 Fig. 8 Microscope picture of the ore-bearing igneous rocks for the Chigou Cu-Mo deposit in the Zhashan basin，Shaanxi Province

池沟地区石英闪长岩的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄(~145Ma)与凤镇-山阳断裂以南的冷水沟岩体(图 1)西北部正长闪长斑岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄(142±1Ma，n=12，MSWD=1.4)(牛宝贵等，2006)在误差范围内基本一致，亦与华北地块南缘金堆城超大型钼矿含矿斑岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄(141±1Ma，n=19，MSWD=0.16)(朱赖民等，2008)和小岩体的⁴⁰Ar-⁴⁰Ar年龄(148~135Ma)(卢欣祥等，2000)在误差范围内基本一致，甚至与华北地块南缘的大岩基时代类似，如华山黑云母二长花岗岩基(Mao et al.，2010)。华北地块南缘发育一些(超)大型晚侏罗世-早白垩世(~140Ma)斑岩-矽卡岩型钼矿床和脉状铅锌矿床，如金堆城斑岩型钼矿床(Mao et al.，2008)。因此，柞水盆地池沟地区石英闪长岩和相关的斑岩铜钼矿床与华北地块南缘岩浆-成矿作用形成于同一地质事件。