馬芳芳，孫豐月，李碧樂(lè)，薛明軒,2

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130061；2.黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查707隊(duì)，黑龍江綏化152054）

黑龍江東安金礦床鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

馬芳芳1，孫豐月1，李碧樂(lè)1，薛明軒1,2

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130061；2.黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查707隊(duì)，黑龍江綏化152054）

通過(guò)LA-ICPMS鋯石原位定年方法，對(duì)黑龍江東安金礦成礦期脈巖流紋斑巖進(jìn)行了年齡測(cè)定.結(jié)果顯示，與礦化關(guān)系極為密切的流紋斑巖的U和Th含量分別為269.1×10-6～956.0×10-6和202.2×10-6～1276.8×10-6，Th/U比值介于0.43～1.80之間.流紋斑巖206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為109.6±1.7 Ma，與區(qū)內(nèi)淺成低溫?zé)嵋航鸬V的成礦年齡相近，共同記錄了本區(qū)早白堊世晚期的一次重要成巖成礦事件，反映了早白堊世晚期巖石圈大規(guī)模伸展減薄的動(dòng)力學(xué)背景.

鋯石U-Pb年齡；地質(zhì)意義；礦化關(guān)系；東安金礦床；黑龍江省

Abstract：The age of the rhyolite porphyry,which is closely related to mineralization in Dongan gold deposit,is tested with LA-ICPMS zircon dating method.The results show that,the U contents of the rhyolite porphyry range from 269.1×10-6to 956.0×10-6,while the Th contents,from 202.2×10-6to 1276.8×10-6,with Th/U ratio between 0.43 and 1.80.The age of rhyolite porphyry is（109.6±1.7）Ma,which is synchronous with other epithermal gold deposits in the area.It implies the large-scale lithospheric extension and thinning in the late period of Early Cretaceous.

Key words：zircon U-Pb age;geological implication;mineralization relationship;Dongan gold deposit;Heilongjiang Province

0 引言

黑龍江東安金礦床位于松嫩地塊和佳木斯地塊之間的伊春-延壽地槽褶皺系-構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶.區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈且延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在燕山期受太平洋板塊俯沖的影響，處在大陸邊緣活動(dòng)帶拉張地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境，尤其是早侏羅世—早白堊世期間，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，巖石圈斷裂發(fā)生繼承性活動(dòng)，控制了一系列的NE、NW、S-N向殼斷裂和斷陷盆地的形成［1］.東安金礦是黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查707隊(duì)于1998年發(fā)現(xiàn)的大型金礦，為典型的淺成低溫?zé)嵋旱V床［2-4］.它與黑龍江另外兩個(gè)著名的同屬淺成低溫?zé)嵋航鸬V的三道灣子金礦和團(tuán)結(jié)溝金礦床都位于環(huán)太平洋成礦域內(nèi).以往關(guān)于東安金礦的研究和已公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)中也曾對(duì)東安金礦年齡進(jìn)行過(guò)研究［5-6］.以往研究曾用Rb-Sr全巖等時(shí)線測(cè)試方法對(duì)礦石及容礦火山巖進(jìn)行了年齡的測(cè)定［5］，用鋯石U-Pb測(cè)年方法則只對(duì)該礦床的賦礦圍巖之一——中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行過(guò)研究［6］.本文通過(guò)對(duì)另一賦礦圍巖流紋斑巖進(jìn)行LA-ICPMS鋯石U-Pb精確定年，結(jié)合前人研究成果，探討東安金礦成礦地球動(dòng)力學(xué)背景以及流紋斑巖與金礦化的關(guān)系.

1 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬于環(huán)太平洋帶外帶興蒙褶皺帶，松嫩地塊和佳木斯地塊之間的伊春-延壽地槽褶皺系-構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶，西以遜河-鐵力-尚志巖石圈斷裂為界，東以牡丹江巖石圈斷裂為界.新元古界一面坡群變質(zhì)中酸性火山-沉積巖建造和下寒武統(tǒng)西林群變質(zhì)碳酸鹽巖-細(xì)碎巖建造為該區(qū)的基底.

礦區(qū)出露地層主要為分布于礦區(qū)北和礦區(qū)南東的白堊系下統(tǒng)光華組安山巖、英安巖、流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r，新近系中-上新統(tǒng)孫吳組砂礫巖，第四系下更新統(tǒng)大熊山玄武巖.侵入巖主要包括燕山早期中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖和中燕山晚期細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖和流紋斑巖.燕山早期中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖呈巖基狀產(chǎn)出，其鋯石U-Pb年齡為178.4±1.2 Ma［6］.燕山中期巖漿活動(dòng)形成的火成巖呈小巖株、巖脈或巖墻狀產(chǎn)出，其中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖呈巖墻產(chǎn)出，花崗斑巖呈小巖株產(chǎn)出，流紋斑巖呈小巖株或巖脈狀產(chǎn)出.流紋斑巖廣泛分布于礦區(qū)中部以及礦體附近，其中5號(hào)以及10～13號(hào)礦體直接產(chǎn)在流紋斑巖內(nèi)，野外觀察發(fā)現(xiàn)流紋斑巖蝕變發(fā)育，與礦化關(guān)系極為密切.本次工作對(duì)流紋斑巖進(jìn)行了LA-ICPMS鋯石U-Pb精確定年.

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂和火山機(jī)構(gòu)為主，位于礦區(qū)北西的NNE向庫(kù)爾濱殼斷裂的3組走向?yàn)镹NE、NNW、NE的次級(jí)斷裂控制了中燕山晚期細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、次火山巖體的侵入和火山機(jī)構(gòu)的發(fā)育，為控巖導(dǎo)礦構(gòu)造（圖1）.火山機(jī)構(gòu)以火山通道為主，賦存其間的隱爆角礫巖是成礦的有利空間.

圖1 東安礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)薛明軒等，2002，修改）Fig.1 Geological map of Dongan orefield（modified from XUE ming-xuan et al.,2002）

1.2 礦床地質(zhì)特征

東安金礦礦區(qū)共出露14條礦脈（圖1），礦體圍巖主要為中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、流紋巖和流紋斑巖，其次為隱爆角礫巖.礦體呈脈狀，陡傾斜，與圍巖界線清晰，走向以S-N、NNE及NE為主.

礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為毒砂、方鉛礦、黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、閃鋅礦和自然汞.貴金屬礦物主要為銀金礦、自然銀和輝銀礦.脈石礦物種類比較簡(jiǎn)單，主要為不同顏色和不同粒度的石英，其次為冰長(zhǎng)石、高嶺石，少量絹云母和綠泥石等.

礦石結(jié)構(gòu)以他形粒狀為主，自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)次之.礦石構(gòu)造以角礫狀、浸染狀、脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，梳狀、晶洞、葉片狀構(gòu)造次之.

該礦床圍巖蝕變主要沿?cái)嗔?、隱爆角礫巖帶和硅化脈分布且分帶性顯著.從內(nèi)到外依次為：強(qiáng)硅化帶—冰長(zhǎng)石化帶—硅化帶—泥化帶，其中強(qiáng)硅化帶與金礦化最為密切.

2 LA-ICPMS鋯石U-Pb測(cè)年

2.1 樣品特征

流紋斑巖在礦區(qū)呈小巖株或巖脈狀產(chǎn)出，分布于礦區(qū)中部以及礦體附近.蝕變發(fā)育，與礦化密切相伴.本次所測(cè)樣品即采自礦區(qū)中部的流紋斑巖內(nèi).流紋斑巖是潛火山巖的一種，成分與流紋巖類似，一般具有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量較噴出巖多且基質(zhì)結(jié)構(gòu)較粗，斑晶和基質(zhì)粒度差異較大.本次所取樣品為淺灰—淺灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.斑晶主要為透長(zhǎng)石和石英，透長(zhǎng)石呈自形板狀，粒度0.2～3.2 mm，含量10%～18%；石英呈他形粒狀且具熔蝕現(xiàn)象，粒徑0.3～2.4 mm，含量1%～3%.基質(zhì)為顯微微晶結(jié)構(gòu)，由長(zhǎng)石石英雛晶組成.副礦物為鋯石和磷灰石.

2.2 結(jié)果分析

鋯石U-Pb同位素分析（LA-ICPMS）在西北大學(xué)“教育部大陸動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室”完成.本礦區(qū)流紋斑巖（DAQB）樣品的陰極發(fā)光圖像顯示鋯石顏色明亮，形態(tài)以長(zhǎng)柱狀為主，晶體內(nèi)部自形生長(zhǎng)環(huán)帶發(fā)育，大多數(shù)鋯石具有清晰的巖漿型振蕩環(huán)帶，晶面發(fā)育.部分鋯石兩側(cè)棱錐發(fā)育完整，部分發(fā)育不完整，缺失一側(cè)或兩側(cè)棱錐（圖2），為典型的巖漿鋯石.

圖2 流紋斑巖（DAQB）鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.2 CL images of zircons from rhyolite porphyry（DAQB）

流紋斑巖的U和Th含量分別為269.1×10-6～956.0×10-6和202.2×10-6～1276.8×10-6（表1），Th/U比值介于0.43～1.80之間，為巖漿鋯石特征.流紋斑巖樣品中，15個(gè)鋯石數(shù)據(jù)均落在諧和線之上，206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值集中在兩個(gè)峰值：109.6±1.7 Ma和176.8±3.0 Ma（圖3）.其中8個(gè)鋯石的206Pb/238U年齡加權(quán)值為109.6±1.7 Ma，其U和Th含量范圍分別為277.7×10-6～897.5×10-6和202.2×10-6～1276.8×10-6；7個(gè)鋯石的206Pb/238U年齡加權(quán)值為176.8±3.0 Ma，其U和Th含量范圍分別為269.1×10-6～956.0×10-6和279.7×10-6～707.2×10-6.由于流紋斑巖侵入燕山早期中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖體中，且燕山早期中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖年齡為178.4±1.2 Ma［6］，判斷本期巖漿活動(dòng)時(shí)代（109.6±1.7 Ma）應(yīng)為白堊紀(jì)晚期，而年齡為176.8±3.0 Ma的鋯石年齡與燕山早期中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖年齡相近（相差2 Ma），可能為巖漿上升過(guò)程中捕獲的巖漿鋯石，說(shuō)明該期巖漿上升過(guò)程中遭到了燕山早期花崗巖大幅度的混染.

圖3 流紋斑巖（DAQB）鋯石U-Pb諧和圖Fig.3 Zircon U-Pb concordia diagram of rhyolite porphyry（DAQB）

表1 東安金礦流紋斑巖（DAQB）鋯石U－Pb分析結(jié)果Table1 U-Pb date for zircons from the rhyolite porphyry（DAQB）in Dongan gold deposit

3 鋯石U-Pb年齡的地質(zhì)意義

東安金礦主要礦化圍巖為中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、流紋巖和流紋斑巖，原巖有較高金豐度，前三者分別為15.6×10-9、15.8×10-9、8.7×10-9，金富集系數(shù)分別為3.6、3.7、2.0［7］.中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為178.4±1.2 Ma［6］，本次所測(cè)流紋斑巖206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為109.6±1.7 Ma.同時(shí)，我們對(duì)礦床中冰長(zhǎng)石進(jìn)行了Ar-Ar同位素測(cè)年分析，結(jié)果為105.1±0.7 Ma.冰長(zhǎng)石為淺成低溫?zé)嵋航鸬V的標(biāo)型蝕變礦物，因此東安金礦真實(shí)成礦年齡應(yīng)該更接近105.1±0.7 Ma.流紋斑巖與礦體密切相伴，且多條礦體直接產(chǎn)于其內(nèi)，結(jié)合野外觀察發(fā)現(xiàn)其蝕變發(fā)育，因此可以確定流紋斑巖的206Pb/238U年齡（109.6±1.7 Ma）為東安金礦的成礦年齡上限，且該期巖漿活動(dòng)為東安金礦提供部分成礦物質(zhì)及熱源，驅(qū)動(dòng)該區(qū)流體運(yùn)移，萃取圍巖中成礦物質(zhì)，在適當(dāng)位置沉淀、富集、成礦.

東安金礦流紋斑巖年齡為109.6±1.7 Ma，對(duì)應(yīng)早白堊世晚期一次重要的巖漿事件.同區(qū)三道灣子金礦成礦期脈巖閃長(zhǎng)玢巖的年齡為112.2±1.0 Ma，團(tuán)結(jié)溝金礦床賦礦斜長(zhǎng)流紋斑巖年齡為116.4±0.74 Ma［8］.上述金礦床的成礦年齡相近且與東北地區(qū)淺成低溫?zé)嵋旱V床的成礦時(shí)代（130～90 Ma）一致［9］，推測(cè)與中國(guó)東部中生代晚期巖石圈大規(guī)模減薄事件［10］有關(guān).

4 結(jié)論

通過(guò)上述分析，可知東安金礦真實(shí)成礦年齡接近105.1±0.7 Ma，東安金礦成礦年齡上限為109.6±1.7 Ma.流紋斑巖與金礦化密切，為東安金礦提供成礦物質(zhì)及熱源.東安金礦與區(qū)內(nèi)其他淺成低溫?zé)嵋航鸬V的成礦年齡相近，共同記錄了本區(qū)早白堊世晚期的一次重要成巖成礦事件，代表了早白堊世晚期巖石圈大規(guī)模伸展減薄的動(dòng)力學(xué)環(huán)境.東安礦區(qū)白堊世晚期的巖體在侵位過(guò)程中遭到了燕山早期花崗巖很大程度的混染作用.

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ZIRCON U-Pb AGES OF DONGAN GOLD DEPOSIT IN HEILONGJIANG PROVINCE:Geological Implication

MA Fang-fang1,SUN Feng-yue1,LI Bi-le1,XUE Ming-xuan1,2
（1.School of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;2.No.707 Team,Heilongjiang Nonferrous Metallic Geological Survey,Suihua 152054,Heilongjiang Province,China）

1671-1947（2012）03-0227-04

P618.51；P597

A

2012－03－12；

2012-05-03.編輯：張哲.

馬芳芳（1985—），女，碩士研究生，主要從事熱液礦床預(yù)測(cè)方面的研究，通信地址長(zhǎng)春市建設(shè)街2199號(hào)吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，E-mail//ffma216@126.com