对冀东地区中新元古界碳酸盐岩型金矿的成矿时代问题，目前为止因缺乏直接测年的成矿年代学资料，至今还无定论。初步的观点认为是中生代燕山期，也有人提出是中新元古界同生沉积成因的。为此，本文采用了石英40Ar/39Ar法和单颗粒锆石U-Pb法测年，试图解决该类金矿的成矿时代。
一、矿石中石英的40Ar/39Ar年龄谱
99J38石英样品采自青龙县水泉南沟金矿露天主采场的含金石英细脉中，含金石英细脉呈网脉状、透镜状分布于角砾状金矿体中。99J43石英样品采自青龙县头道门子沟金矿露天采场含金石英脉中，含金石英脉呈脉状分布于浸染状原生金矿石中，石英脉厚30cm。
（一）实验方法
将上述样品磨碎至60目，在双目镜下挑选0.3g纯净石英，用铝箔包裹，与用于中子通量监测的标准样品一起封入石英安瓿中，置于反应堆中照射55小时28分钟。积分中子通量为1.32×1018n/cm2。采用标准样品为：国际标样BSP-1角闪石，其年龄值为（2060±21）Ma，中国标样ZBJ角闪石和ZBH-25黑云母，其年龄值分别为（132.8±1.4）Ma和（132.7±1.2）Ma。
照射后的样品置于氩提取系统中进行阶段加热以析出氩。每个阶段加热20min，提出的每份气体经氧化铜、海绵钛纯化后直接入RGA-10型气体源质谱计做静态氩同位素分析，每个阶段的视年龄计算都经过质量歧视、记忆效应、钾和钙干扰同位素及37Ar的放射性衰变校正。计算年龄时采用40K衰变常数为λ=5.543×10-10/a。本实验由中国科学院地质研究所桑海清测试。
（二）实验结果及讨论
99J38石英样品实验结果列入表5-10中，表中带下角标m的代表测定值，40Ar*代表放射性成因氩。99J38石英做了10个40Ar/39Ar阶段加热析氩实验，在第2～6的5个加热阶段（550～900℃）构成了较平坦的谱线，39Ar析出量为74.14%，这部分气体得到的坪年龄为tp=（212.5±0.4）Ma（图5-4），谱线中最小视年龄为（211.3±3.13）Ma。与坪对应的数据点求得等时线年龄为（211.4±0.4）Ma（图5-5），这3个年龄值十分接近，反映了测定的石英年龄是真实可信的，坪年龄应该代表石英的形成时代（桑海清等，1994）。初始值（40Ar/36Ar）i为（295.8±1.05），与尼尔值（40Ar/36Ar）a=295.5±5几乎相等，表明坪区氩同位素不含过剩氩，得到的坪年龄值准确可靠，可代表石英的形成时代，即测定的透镜状含金石英脉是印支晚期形成的。
表5-10 99J38石英的40Ar-39Ar法实验数据 （J=0.01021）
注：由中国科学院地质研究所桑海清测试。
图5-4 99J38石英的40Ar/39Ar年龄谱
图5-5 99J38石英的等时线年龄
99J43石英样品实验结果列入表5-11中。99J43石英做了11个40Ar/39Ar阶段加热析氩实验，在第2～5的4个加热阶段（560～850℃）构成了较平坦的谱线，39Ar析出量为58.80%，这部分气体得到的坪年龄为tp=（217.3±2.0）Ma（图5-6），谱线中最小视年龄为（210.72±2.75）Ma。与坪对应的数据点求得等时线年龄为ti=（216.3±11.4）Ma，这3个年龄值亦十分接近，反映了测定的石英年龄是真实可信的，坪年龄应该代表石英的形成时代（桑海清等，1994）。初始值（40Ar/36Ar）i为296.6±20.99，与尼尔值（40Ar/36Ar）a（295.5±5）相当，表明坪区氩同位素不含过剩氩，得到的坪年龄值准确可靠，可代表石英的形成时代，即测定的含金石英脉是印支晚期形成的。
表5-11 99J43石英的40Ar－39Ar法实验数据 （J=0.008471）
注：由中国科学院地质研究所桑海清测试。
图5-6 99J43石英的40Ar/39Ar年龄谱
二、与成矿有关的火山岩的单颗粒锆石U-Pb同位素年龄
在野外地质调查工作中，我们在水泉南沟采场西侧的一民采采坑，在金矿体边部发现了一脉状火山岩与金矿体直接接触，此脉状火山岩未遭受构造破碎、蚀变微弱，含金量亦很低。从地质上推测金成矿时代早于或接近于该脉状火山岩的形成时代。为此，我们对该脉状火山岩进行了单颗粒锆石U-Pb法测年。选取的火山岩样品呈紫褐色、块状。其岩石化学成分在邱家骧（1982）的硅－碱火山岩分类图上（表5-12），落入比较靠近英安岩的安山岩区；在Middlemost（1972）的火山岩分类图上，落入英安岩区。在Ewart（1982）的K2O-SiO2成分变异图上，落入高钾英安岩区。因此，该岩石为比较接近英安岩的安山质岩石，或者说是安山岩－英安岩的过渡岩石。此岩石的稀土元素分布呈陡倾斜型，轻、重稀土分馏明显，（La/Yb）N为21.3，铕异常不明显（Eu/Eu*=0.98）（表5-12，图5-7）。
表5-12 安山岩的常量元素和稀土元素组成
注：由国家地质实验测试中心测试；岩石常量元素单位为%；稀土元素的单位为10-6。
图5-7 安山岩的稀土元素分布
我们对采集到的该安山岩样品，进行了人工重砂单矿物分离，选出的锆石量较少，但可明显的分为两类。一类锆石呈浅紫红色、透明、粒状和浑圆状，这类锆石可能代表了安山岩中残留的源岩锆石；另一类锆石呈浅黄色、透明、短柱状自形晶体，这类锆石代表了火山岩的自生锆石。两类锆石中各选了一粒晶体，在VG354质谱计上用U-Pb同位素稀释法进行了年龄测定，其两个试样测定结果均落在了U-Pb不一致演化线上，代表了各自的形成年龄。其中浅黄色自形锆石的U-Pb年龄为（209±13）Ma（表5-13，图5-8），代表了该火山岩的形成时代为印支晚期；浅紫红色锆石的U-Pb年龄为（2485±10）Ma，恰好与冀东新太古代基底岩石的形成时代相接近，代表了该火山岩源岩的年龄。显然，此安山岩的形成年龄稍低于前述矿石中石英的40Ar/39Ar坪年龄，这与观测到的地质事实相吻合，同时也进一步佐证了中新元古界碳酸盐岩型金矿的形成时代为印支晚期，这也是目前为止经直接测年获得的冀东地区中生代印支晚期成矿的首例金矿床。
表5-13 安山岩的单颗粒锆石U-Pb同位素分析
注：由天津地质矿产研究所同位素室测试。
三、印支运动对本区的影响
从整个华北地台地质演化过程看，印支运动为一期规模较大的构造运动，属于古亚洲洋构造域向滨西太平洋构造域的转化与过渡阶段。
（一）印支运动概况
法国地质学家弗罗马热（Fromagot，1934）将印支半岛晚三叠世前诺利克期与前瑞替克期的两个造山幕，命名为印支褶皱。黄汲清（1954）将中国的阿尔卑斯旋回分为印支、燕山及喜马拉雅3个旋回，以印支旋回称呼我国中生代初期的地壳运动，还先后将其划分为2～5个造山幕，并强调其重要意义。印支运动的时限约为250～208Ma（程裕淇，1994；任纪舜，1984），相当于三叠纪到早侏罗世。在分布上，我国西部的古特提斯海发育有三江、松潘、甘孜、秦岭及南岭的印支褶皱带，我国东部滨太平洋也有不同形式的印支构造带；在影响上，印支期为我国西部重要的板块聚合时期，是东部古地理、古构造格架发生巨变的时期（杨农等，1996）。
图5-8 安山岩中单颗粒锆石（99J37）U-Pb法年龄
对冀东中生代早期印支运动的研究前人早已涉及，如丁文江（1929）的燕山运动三幕中便包含有晚三叠世瑞替克期的运动，李四光（1939）燕山运动六幕中也阐述了中三叠世末的构造运动。崔盛芹（1983）、潘广（1963）、宋鸿林等（1984）、万天丰（1993）、杨农（1996）等都曾对燕山地区的印支期构造进行了研究。
（二）燕山地区印支期建造特点
杨农等（1996）对燕山地区的印支期建造研究后总结了以下特征。
1．沉积建造
燕山地区在晚二叠世海水全部退出后，地壳活动不断增强，古地形不断变化，古气候逐渐趋于炎热干旱，在早中三叠世沉积了一套内陆红色碎屑岩河流相沉积。早三叠世沉积了刘家沟组、和尚沟组。此时古地理轮廓与以前相比没有很大变动，内蒙古与山海关一带为主要剥蚀区，主要沉积区在平泉－下板城一带。区内河流发育，冲、洪积作用广泛，形成河流相砂砾岩建造。沉积物颗粒较租，岩石的成分成熟度不高，但结构成熟度较高，斜层理发育，结构简单，反映当时古河流流速较缓，分选较好，搬运距离不远，蚀源区较近，古构造活动性较弱的特点。中三叠世燕山地区沉积了二马营组，其岩性主要为紫红、灰紫和黄灰色中粗粒砂岩、粉砂岩及少量砂质泥岩、页岩夹不稳定砾岩，该组与下三叠统岩性组合相似，沉积环境没有显著改变，均为河流相沉积。晚三叠世燕山地区古地理古构造格局发生了重大变更，在沉积建造方面有明显表现。此时，除原存的剥蚀区外，燕山腹地也成为新的隆起剥蚀区。沉积物为杏石口组同造山期磨拉石建造。其岩性为黄褐色砾岩、灰白色角砾岩及灰绿色凝灰质砂岩，碎屑成分复杂，磨圆度好，分选差，为快速沉积产物。随着古地形的夷平，剥蚀强度不断减弱，古气候环境逐渐由干旱转为温湿，盆地充水，植物逐渐繁盛，全区各盆地杏石口组上部普通沉积了一套暗色碳质页岩，并夹煤线。可见杏石口组为一套山前盆地磨拉石建造，指示盆地边缘快速形变隆起、盆地内快速堆积的过程。
2．岩浆、火山建造
据前人资料，燕山地区印支期侵入岩不太发育。能反映印支运动的主要为都山花岗岩体和双洞子辉绿岩，以及零星分布于该区的小型超基性岩、基性岩小岩体（如铜洞子岩体和刘皮状岩体）的侵入活动。
关于火山建造，以往对印支期重视不够，加之火山活动也确实不强烈，很少有文献提及。杨农（1996）据野外观察和对区域地质调查资料的分析，认为在印支期存在一套火山碎屑岩建造，这套火山岩主要分布于滦平盆地边缘的王营子、两间房等地，在下板城盆地也有报道。王营子附近主要为灰绿色含砾粗面质玻屑凝灰岩和粗面质玻屑熔结凝灰岩，底部为灰黑色凝灰质复成分砾岩；两间房为黑灰色凝灰质砂岩与长英质粉砂岩互层。这套粗面质火山碎屑岩与印支期侵入岩是对应的，其层位在杏石口砾岩夹层中，在南大岭组之下，其岩性与南大岭组玄武岩显著不同，故将其归为上三叠统。本文的工作亦证实在冀东地区水泉南沟金矿外围，亦存在印支期的火山岩石。
（三）印支运动对本区的影响
过去由于冀东地区缺失三叠纪地层，所以对印支运动的活动规模、形式及影响强度都缺乏认识。从本文中新获取的同位素年代学资料表明，印支晚期在该区不仅发育有高钾英安岩－安山岩，而且形成了中新元古界碳酸盐岩型金矿和洞子沟银矿（第三章）。可见印支运动对本区的影响远比目前的认识要强烈的多。