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吉林省吉黑造山帶構(gòu)造演化與成礦譜系

2019-01-12 06:26臧興運(yùn)趙華偉馬春生
吉林地質(zhì) 2018年4期
關(guān)鍵詞:盆系成礦作用龍崗

臧興運(yùn),趙華偉,馬 晶,馬春生

吉林省地質(zhì)調(diào)查院,吉林 長(zhǎng)春 130102

0 引言

研究區(qū)(圖1)位于吉林省境內(nèi)松嫩盆地以東,龍崗地塊以北,北至吉林省、黑龍江省省界的廣大地區(qū),包括傳統(tǒng)意義上的吉中地區(qū),延邊地區(qū)。其構(gòu)造屬性,一般認(rèn)為是吉黑地槽褶皺系[1],近年來(lái)的研究資料又稱為吉黑復(fù)合造山帶[2]、興蒙造山帶等[3-6],本文稱之為吉黑造山帶,以新元古代—中三疊世古亞洲洋的演化為主要特色。

在洋陸板塊對(duì)峙演化各階段產(chǎn)生了各種類型的巖漿活動(dòng)、沉積作用、變質(zhì)作用及相應(yīng)的成礦作用,這些不同時(shí)期、不同類型的成巖成礦建造空間上相互疊加轉(zhuǎn)換,給古亞洲洋構(gòu)造演化史研究帶來(lái)困難。后期環(huán)太平洋構(gòu)造域強(qiáng)烈疊加改造破壞,加劇了這種困難性,也使有關(guān)礦床的成因出現(xiàn)了不同認(rèn)識(shí),一定程度上影響了該地區(qū)的地質(zhì)找礦工作。本文借鑒前人研究成果,在綜合分析古亞洲洋構(gòu)造演化基礎(chǔ)上,以古亞洲洋不同演化階段,不同的構(gòu)造環(huán)境,不同的成礦作用為基礎(chǔ),劃分出不同時(shí)期的礦床成礦系列,進(jìn)而建立起古亞洲洋成礦譜系,力求最大限度地反映古亞洲洋成巖成礦作用,從而為本地區(qū)的地質(zhì)找礦工作,提供一些線索和思路。

1 基本構(gòu)造格局

1.1 縫合線位置

由于殘存的相關(guān)地質(zhì)記錄(蛇綠混雜巖帶、高壓變質(zhì)帶、巨型花崗巖帶)有限,古亞洲洋縫合線在吉林省境內(nèi)位置的確定,一直是吉林省地質(zhì)界研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。本文暫將古亞洲洋晚古生代在吉林省境內(nèi)縫合線位置定為長(zhǎng)春—永吉—開(kāi)山屯一帶(圖1)。

圖1 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域地質(zhì)建造簡(jiǎn)圖(據(jù)周曉東等,2015①周曉東等,吉林區(qū)域地質(zhì)志(第二版).北京:地質(zhì)出版社,2015,出版中.,修編)Fig.1 Geological formation diagram of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province(According to the revision ZHOU Xiao-dong, etc, 2015)

1.2 龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶(Ⅲ-A)

指縫合線以南,至龍崗地塊的區(qū)域。傳統(tǒng)上稱之為南帶,本文暫稱之為吉中地區(qū)(吉南地區(qū)指龍崗地塊范圍)。

在漫長(zhǎng)的古亞洲洋構(gòu)造演化中,該區(qū)域先后經(jīng)歷了新元古代被動(dòng)陸緣、早古生代弧盆系、晚古生代早期被動(dòng)陸緣、晚古生代晚期弧盆系及陸陸碰撞造山等演化階段,這些不同時(shí)期、不同構(gòu)造環(huán)境的地質(zhì)建造疊加在一起,加上后期構(gòu)造破壞及巖漿侵入,空間上全面完整地恢復(fù)古構(gòu)造格局十分困難,因此本文暫將這一區(qū)域劃為龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶(Ⅲ-A),做為Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元,暫不進(jìn)行Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元的劃分。

1.3 松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南部陸緣

活動(dòng)帶(Ⅰ-8 )

指縫合線以北,至黑龍江省省界的區(qū)域。傳統(tǒng)上稱之為北帶,本文暫稱之為吉北地區(qū)。

相比吉中地區(qū),本地區(qū)構(gòu)造演化更為復(fù)雜。這不僅表現(xiàn)為同樣經(jīng)歷了吉中地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史,更突出地表現(xiàn)為每個(gè)地塊(松嫩地塊、佳木斯-興凱地塊)都有自己的陸緣活動(dòng)帶,而且還有共同的陸緣活動(dòng)帶,地塊之間拚合的時(shí)間也不一致。在吉林省境內(nèi),松嫩地塊隱伏于松嫩盆地之下,僅出露松嫩地塊、佳木斯—興凱地塊南部的陸緣活動(dòng)帶,因此本文暫將這一區(qū)域劃分松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南部陸緣活動(dòng)帶(Ⅰ-8),做為Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元,同樣暫不進(jìn)行Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元的劃分。

2 古亞洲洋演化階段及其成巖成礦作用

古亞洲洋的形成,是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。目前比較一致的觀點(diǎn)是,中寒武世至中二疊世為古亞洲洋演化階段,而對(duì)于古亞洲洋形成時(shí)間,則處于仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智的狀態(tài)。一種觀點(diǎn)是形成于新元古代羅迪尼亞超大陸解體[7];第二種觀點(diǎn)認(rèn)為新元古代羅迪尼亞超大陸解體形成古太平洋[8-11],至中寒武世才形成古亞洲洋[12];第三種觀點(diǎn)認(rèn)為,古元古代未,包括龍崗陸塊內(nèi)的中朝陸塊與西伯利亞等陸塊是一個(gè)統(tǒng)一的大陸塊(哥倫比亞大陸),約1 500~1 200 Ma裂解使中朝陸塊與西伯利亞陸塊分離從而形成最早的古亞洲洋[13]。

吉林省境內(nèi),由于古亞洲洋構(gòu)造域被中新生代構(gòu)造巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈疊加改造,構(gòu)造形跡多已成為難尋的地質(zhì)遺跡,殘留的地質(zhì)記錄僅反映出構(gòu)造演化的片段,不能全面地反映古亞洲洋構(gòu)造演化史。龍崗陸塊北緣新太古代張三溝巖組及四岔子組構(gòu)造巖片、古元古代歪石砬子巖群構(gòu)造巖片的存在,也可能說(shuō)明在古元古代,龍崗陸塊與松嫩、佳木斯、興凱等地塊可能是連為一體的。而到了新元古代,龍崗陸塊北緣西保安巖組和青龍村巖群,與佳木斯地塊南緣塔東巖群,巖石組合完全不同,說(shuō)明二者已經(jīng)分開(kāi)。

綜上,鑒于目前研究程度,本文暫將新元古代—早寒武世這一構(gòu)造演化階段作為古亞洲洋形成的初始階段,以后隨著研究程度提高,無(wú)疑將有助于這一問(wèn)題的解決。

古亞洲洋演化階段劃分,更是百家爭(zhēng)鳴,爭(zhēng)議多多。本文根據(jù)兩側(cè)陸緣(主要為龍崗陸塊北部陸緣)構(gòu)造屬性的變化,將演化階段劃分為形成及擴(kuò)張期(新元古代至早寒武世,被動(dòng)陸緣)、聚斂期(中寒武世至晚志留世,活動(dòng)陸緣)、拉張期(末志留世至石炭紀(jì),被動(dòng)陸緣)、閉合期(二疊世至中三疊世,活動(dòng)陸緣)四個(gè)演化階段。

表1 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世主要礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征簡(jiǎn)表Table 1 The main ore deposits (points) geological characteristics of pro file of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

2.1 形成及擴(kuò)張期(新元古代—早寒武世)

龍崗地塊北緣主要形成新元古代巖石地層構(gòu)造殘片及興凱期定位的花崗巖為主體,混有中、新元古代同位素年齡值的巖石殘片組成的復(fù)雜的構(gòu)造巖片堆積帶。從西向東,依次分布有新元古界西保安巖群、青龍村巖群,下寒武統(tǒng)江域巖組(圖1中標(biāo)識(shí)為Pt3S)。西保安巖群主要為一套為含錳磷磁鐵石英巖的火山-沉積變質(zhì)巖系,為一套海進(jìn)層序和具有雙峰式火成巖組合的復(fù)合沉積巖石組合;青龍村巖群主要從中基性—酸性火山噴發(fā)為主,夾少量的碎屑巖,往上到長(zhǎng)仁大理巖,主要以沉積為主;江域巖組主要由石英片巖、角閃片巖夾磁鐵柘榴硅卡巖(磁鐵石英巖)、片麻巖及變粒巖組成,為低角閃巖相-綠片巖相,主要礦物組合為角閃石、柘榴石、綠泥石、石英等,變質(zhì)原巖為一套酸性火山巖-鈣泥質(zhì)泥質(zhì)沉積巖建造?;◢弾r主要在西部東豐縣大陽(yáng)地區(qū)呈小殘留巖塊狀分布,巖性為片麻狀石英閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖。在新元古代至早寒武世花崗巖類和沉積巖構(gòu)造巖片說(shuō)明,這里曾有新元古代至早寒武拉伸構(gòu)造環(huán)境形成的裂陷槽,該時(shí)期龍崗地塊北緣呈巖漿型被動(dòng)陸緣特點(diǎn)。相關(guān)礦產(chǎn)有賦存于新東村巖組的安圖四岔子鐵礦床、富爾河鐵礦床;長(zhǎng)仁巖組中的吉林省和龍縣仲里大理石礦等;西保安巖組中的東豐縣西保安含錳磷鐵礦床等等。松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南緣新元古代構(gòu)造巖片有琿春-汪清沉積巖分區(qū)的塔東巖群(圖1中標(biāo)識(shí)為Pt3N)。塔東巖群出露在佳木斯地塊南緣,其下部拉拉溝巖組以角閃質(zhì)巖石為主,原巖為一套火山巖夾碎屑巖;其上部朱敦店組黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石結(jié)構(gòu)復(fù)雜,原巖多屬沉積巖。巖相古地理恢復(fù),塔東巖群從巖石組合上,以沉積巖夾有火山巖;從化學(xué)成份上看,具有富鈦,富鋁低硅的特點(diǎn)。據(jù)此判別塔東巖群的碎屑巖可能形成于拉張背景下,為淺?;蛏陨钜稽c(diǎn)的海相沉積。相關(guān)礦產(chǎn)有賦存于塔東巖群中的塔東鐵礦。

2.2 聚斂期(中寒世至晚志留世)

中寒武世—晚志留世古亞洲洋表現(xiàn)為雙向俯沖,在兩側(cè)陸緣形成早古生代弧盆系,以拚貼造山為特征。

龍崗地塊北部陸緣弧盆系,火山巖建造包括奧陶系的盤(pán)嶺巖組、黃鶯屯巖組、放牛溝火山巖,及志留系的彎月組(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz1SH)。盤(pán)嶺巖組為一套鈣堿性系列和拉斑系列火山巖區(qū)石英安山巖-流紋英安巖-英安流紋巖-流紋巖組合;黃鶯屯巖組島弧型鈣堿性系列火山巖和拉斑系列火山巖一是堿性玄武巖-粗安巖組合,二是玄武巖-流紋巖組合;放牛溝火山巖島弧型復(fù)理石建造以中酸性火山巖為主安山巖、英安巖及其碎屑巖;彎月組島弧型火山巖下部以片理化酸性熔巖為主,中部為片理化中酸性凝灰熔巖和熔巖;上部由片理化流紋巖夾2層結(jié)晶灰?guī)r(大理巖),在中性熔巖中常見(jiàn)斜長(zhǎng)石殘斑及黃鐵礦、黃銅礦化。相關(guān)礦產(chǎn)有四平市山門(mén)銀礦(黃鶯屯組形成礦源層,后期成礦)、樺甸市二道甸子金礦(漂河川組形成礦源層,后期成礦)、東遼縣椅山鄉(xiāng)彎月東山金礦、伊通縣放牛溝硫鐵礦多金屬礦等。

龍崗地塊北緣早古生代弧間(前、后)盆地沉積建造,包括奧陶系的黃頂子巖組、小三個(gè)頂子巖組,志留系的桃山組、椅山組、石縫組(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz1SS)。主要為一些碳酸鹽建造夾少量陸源碎屑巖建造。相關(guān)礦產(chǎn)有大理巖、藍(lán)晶石、硅灰石(形成硅質(zhì)灰?guī)r,后期熱變質(zhì)成礦)等。

松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南緣,主要發(fā)育小西南岔—馬滴達(dá)一帶的五道溝山弧帶。五道溝群由紅柱石板巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖、斜長(zhǎng)角閃巖等非穩(wěn)定型火山碎屑巖沉積。紅柱石板巖全巖Rb-Sr等時(shí)年齡580 Ma,因此其時(shí)代屬早古生代(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz1N)。相關(guān)礦產(chǎn)有琿春市大彎溝紅柱石礦床。

永吉雙河鎮(zhèn)長(zhǎng)崗嶺順達(dá)加油站蛇紋石化橄欖巖的鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡496±10Ma~450±7Ma(周曉東等,2015),可能為晚奧陶世殘余洋殼(圖1中標(biāo)識(shí)為οφO3)。盡管蛇綠巖不限形成于大洋中脊,在小型洋盆,如弧后盆地、邊緣海盆以及陸間海盆等環(huán)境下也可以形成[14],但畢竟說(shuō)明該時(shí)期有洋殼的形成。

在永吉縣春登鄉(xiāng)張家屯、向家溝、韓廣富屯一帶小面積分布的上志留統(tǒng)張家屯組,為一套磨拉石建造(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz1M)。為古亞洲洋早古生代弧盆體系演化終結(jié)的標(biāo)志之一。

侵入巖,出露面積較少(圖1中標(biāo)識(shí)為γPz1)。主要為中志留世晚期-晚志留世初期加里東花崗巖,如前弧地區(qū)石場(chǎng)屯花崗閃長(zhǎng)巖,大玉山花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖(?)等,屬碰撞前一同碰撞期的I型花崗巖,為宣告古亞洲洋早古生代弧盆系演化結(jié)束的另一標(biāo)志。

2.3 拉張期(末志留世至石炭紀(jì))

早古生代弧盆系演化結(jié)束后,進(jìn)入裂陷槽、殘余海和弱造山構(gòu)造演化階段,以拉張機(jī)制為特征,陸緣構(gòu)造屬性為被動(dòng)陸緣(至于古亞洲洋是否閉合,也是爭(zhēng)議多多。本文認(rèn)為晚志留世可能初步閉合,至本演化階段以陸基裂陷槽拉張演化為主,但局部有洋殼出現(xiàn))。標(biāo)志之一是頂志留統(tǒng)二道溝組,按其碎屑巖夾碳酸鹽巖巖石組合的沉積特點(diǎn),其形成于陸棚的潮下帶,因而局部可見(jiàn)一些濁流沉積,表明末志留世已由磨拉石盆地進(jìn)入邊緣海沉積盆地。

吉林省境內(nèi),該階段大體以長(zhǎng)春-吉林-汪清-琿春一線以北為花崗巖山地(以印支、燕山期花崗巖為主,并殘留有少量新元古代塔東巖群、志留紀(jì)五道溝巖群等地層),自北而南依次出現(xiàn)半深水-深水盆地相、臺(tái)緣斜坡相-臺(tái)緣礁相、臺(tái)緣塌積相-淺海潮坪相-砂垻、沖越扇相-龍崗陸塊(有瀉湖相、河口灣相、沖積扇相),反映出龍崗地塊與松佳興地塊之間,為統(tǒng)一的半深水—深水盆地沉積環(huán)境。

沉積建造有頂志留統(tǒng)二道溝組,泥盆系王家街組、機(jī)房溝巖組,石炭系通氣溝組、鹿圈屯組、磨盤(pán)山組、石嘴子組和天寶山組(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz21S)。主要的沉積巖巖石類型為碳酸鹽巖,占50~60%,其次有砂巖、泥巖和少量礫巖、白云巖等。相關(guān)礦產(chǎn)有大理巖、灰?guī)r、板巖、石墨、硅灰石(形成硅質(zhì)灰?guī)r,后期成礦)等等。

在拉張機(jī)制下,石炭紀(jì)在永吉縣頭道川(黃榆)、磐石市民主屯形成余富屯組和窩瓜地組海相火山巖和火山碎屑巖(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz21H)。余富屯組為一套細(xì)碧角斑巖組合,巖石化學(xué)特征以富鋁、富鈉、富鐵、貧鎂、貧鉀為特點(diǎn),稀土特征REE 為 29.08,∑Ce/∑Y 22.02,(La /Yb)N1.23,(La/Sm)N0.77,Sm/Nd 0.345,δEu0.30,屬輕稀土富集,重稀土相對(duì)較低,銪具有明顯的負(fù)異常,明顯不同于大陸與大洋拉斑玄武巖。說(shuō)明巖漿物質(zhì)來(lái)源于上地幔部分重熔,但受到地殼的強(qiáng)烈混染。也反映了過(guò)渡型地殼背景拉張分裂環(huán)境的海底火山巖的特點(diǎn)[6]。相關(guān)礦產(chǎn)有永吉縣頭道川(黃榆)金礦床、磐石市民主屯銀礦床、吉林省磐石市石咀子銅礦床、吉林省磐石市石棚腰銀、多金屬礦等。

花崗巖主要有石炭紀(jì)四愣山巖體、前廟嶺巖體,巖石類型為堿長(zhǎng)花崗巖。漁亮子巖體,石英閃長(zhǎng)巖等(圖1中標(biāo)識(shí)為γPz21)。

殘余洋殼,主要有兩期。永吉縣頭道溝蛇綠混雜巖中Ⅰ號(hào)巖體全巖Sm-Nd等時(shí)線年齡418.4±24.1Ma(周曉東等,2015),表明末志留世有新洋殼形成(圖1中標(biāo)示為οφS4),相關(guān)礦產(chǎn)有永吉縣頭道溝鉻鐵礦點(diǎn);下洼子構(gòu)造巖片中的李家屯鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖塊鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡364±7Ma(周曉東等,2015),表明晚泥盆世也有新洋殼形成(圖1中標(biāo)示為οφD3),相關(guān)礦產(chǎn)有永吉縣小綏河鉻鐵礦床、九臺(tái)區(qū)李家屯鉻鐵礦點(diǎn)、永吉縣九站鉻鐵礦點(diǎn)等。

2.4 閉合期(二疊紀(jì)至中三疊世)

兩側(cè)陸緣,經(jīng)過(guò)末志留世-石炭紀(jì)被動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造演化,到早二疊世中晚期又轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)陸緣的復(fù)合邊緣海盆。明顯分為兩個(gè)演化階段:二疊系發(fā)育火山島孤,有孤后、孤前深水盆地以及淺海盆地。晚期受兩大板塊拼接,海盆萎縮,部分地區(qū)先行關(guān)閉,形成前陸盆地磨拉石建造,部分地區(qū)則尚有殘余的陸緣海槽,到早三疊世初完全變?yōu)殛懙?。由于古亞洲洋由西向東呈剪刀式關(guān)閉,由洋陸碰撞到陸陸碰撞轉(zhuǎn)換的時(shí)間并不相同,但多數(shù)地區(qū)大規(guī)模出現(xiàn)磨拉石建造的時(shí)間為晚二疊世,因此本文將早二疊世至中二疊世做為洋陸碰撞階段,而晚二疊世至中三疊世做為陸陸碰撞階段。

早二疊世至中二疊世,古亞洲洋處于洋陸碰撞階段,在兩側(cè)形成晚古生代晚期弧盆系建造,并疊加在早古生代弧盆系建造之上。

吉中地區(qū)弧盆系火山巖建造為中二疊統(tǒng)北安屯組中酸性火山巖及其碎屑巖(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz22SH),相關(guān)礦產(chǎn)有吉林省樺甸市地局子鉛鋅礦床、吉林省磐石市小紅石砬子鉛鋅礦床、吉林省樺甸市新立屯鉛鋅礦床等?;『螅ㄇ埃┡璧爻练e建造為中二疊統(tǒng)大蒜溝組、暖木條子組、壽山溝組等,為砂巖、粉砂巖、板巖夾灰?guī)r的半深海盆地沉積(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz22SS),相關(guān)礦產(chǎn)有灰?guī)r、高嶺土、陶瓷土等。

吉北地區(qū)弧盆系火山巖建造為中二疊統(tǒng)大河深組、關(guān)門(mén)咀子組、紅葉喬組,為中酸性火山熔巖及其碎屑巖(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz22NH),相關(guān)礦產(chǎn)有長(zhǎng)春市二道區(qū)蘭家金礦、吉林省汪清縣紅太平鉛鋅銅礦床等?;『笈璧爻练e建造為中二疊統(tǒng)范家屯組、壽山溝組、亮子川組、哲斯組、平陽(yáng)鎮(zhèn)組等,主要巖石類型有砂巖、粉砂巖夾灰?guī)r,屬深水斜坡—盆地沉積體系(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz22NS),相關(guān)礦產(chǎn)有灰?guī)r、伊利石礦等。

晚二疊世至中三疊世,處于陸陸碰撞階段,以發(fā)育不同時(shí)期的山前磨拉石、殘余海沉積、河湖相沉積,及中酸性侵入巖為主。

吉北地區(qū)上二疊統(tǒng)的開(kāi)山屯組、蔣家窯礫巖、楊家溝組、影壁山礫巖以及西部地區(qū)的索倫組,以及下三疊統(tǒng)蘆家屯組,不程度地發(fā)育有山前或山間磨拉石建造,標(biāo)志著二疊系活動(dòng)陸緣弧盆體系的終結(jié)(圖1中標(biāo)識(shí)為Pz22M),相關(guān)礦產(chǎn)大理巖、石墨、頁(yè)巖等。

晚二疊世殘余洋殼,主要分布于開(kāi)山屯地區(qū)及永吉地區(qū),為蛇綠混雜巖,以開(kāi)山屯巖體(同位素年齡為260 Ma(周曉東等,2015))、頭道溝巖體(同位素年齡為250 Ma(周曉東等,2015))為代表(圖1中標(biāo)示為οφP3),相關(guān)礦產(chǎn)有永吉縣芹菜溝鉻鐵礦點(diǎn)、龍井市開(kāi)山屯鉻鐵礦床等。

侵入巖,由早二疊世至中三疊世,從洋陸碰撞的火山弧花崗巖,到陸陸碰撞的同碰撞花崗巖,至造山期后(后碰撞)的偏堿性花崗巖均有發(fā)育(圖1中標(biāo)示為γPz22),以后二種為主。南帶相關(guān)礦產(chǎn)有吉林省龍井市天寶山東風(fēng)坑鉛鋅礦床、吉林省東遼縣東柳河鉛礦床、吉林省磐石勝利屯北山鉛鋅礦點(diǎn)等;北帶相關(guān)礦產(chǎn)有琿春市楊金溝鎢礦床、吉林省伊通縣西大城號(hào)銅礦床等等。

由四平地區(qū)至圖們地區(qū),出現(xiàn)一條極為醒目、斷續(xù)延展的后碰撞巖漿巖帶,宣示中亞造山帶東段的形成。特別是230 Ma左右A型花崗巖和淡色花崗巖較廣的分布,即興蒙—吉黑造山帶古亞洲洋構(gòu)造體制結(jié)束的重要標(biāo)志[2]。

3 成礦系列及成礦譜系

3.1 成礦區(qū)帶劃分

根據(jù)全國(guó)Ⅲ級(jí)成礦帶統(tǒng)一劃分,縫合線以北為小興安嶺-張廣才嶺(造山帶)鐵-鉛-鋅-銅-鉬-鎢成礦帶,帶號(hào)為Ⅲ-52;以南為吉中-延邊(活動(dòng)陸緣)鉬-金-砷-銅-鋅-鐵-鎳-鎢成礦帶,帶號(hào)為Ⅲ-55。

3.2 成礦系列劃分原則

特定的礦床成礦系列,形成于特定的地質(zhì)歷史時(shí)期的特定構(gòu)造單元,由特定的地質(zhì)成礦作用直接形成或主要與特定的地質(zhì)作用有關(guān)[15]②中國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)志項(xiàng)目辦公室.中國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)志省級(jí)礦產(chǎn)地質(zhì)志研編技術(shù)要求.2016.。對(duì)于吉林省吉黑造山帶古亞洲洋成礦作用來(lái)說(shuō),特定的地質(zhì)歷史時(shí)期,指古亞洲洋形成及擴(kuò)張期、聚斂期、拉張期、閉合期四個(gè)演化期次;特定構(gòu)造單元,指龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶、松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南部陸緣活動(dòng)帶兩個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元;特定的成礦作用,指變質(zhì)作用、巖漿作用、沉積作用。成礦亞系列,是成礦系列的延伸和補(bǔ)充。根據(jù)成礦系列內(nèi)涵,時(shí)間、空間、成礦作用每一方面的細(xì)化都可以做為劃分亞系列的依據(jù)。吉林省古亞洲洋成礦作用,成礦作用比較復(fù)雜,例如與晚古生代晚期弧盆系有關(guān)的巖漿作用成礦,又可分為接觸交代型、巖漿熱液型、陸相火山巖型等成礦作用,則可相應(yīng)地劃分為亞系列。

形成于一定的構(gòu)造單元、一定的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段,由不同成礦作用形成的一組礦床成礦系列,構(gòu)成一個(gè)成礦系列組[15]。如與早古生代弧盆系有關(guān)的成礦作用,有變質(zhì)作用、巖漿作用、沉積作用,則構(gòu)成一個(gè)與早古生代弧盆系有關(guān)的成礦系列組。成礦系列命名,考慮構(gòu)成此礦床成礦系列的時(shí)間、空間、與成礦作用有關(guān)的地質(zhì)作用及形成礦床組合的主要礦種四個(gè)要素[15]②。其中空間要素,根據(jù)吉林省古亞洲洋研究實(shí)際情況,采用“吉中地區(qū)”表示龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶,“吉北地區(qū)”表示松(嫩)佳(木斯)興(凱)地塊南部陸緣活動(dòng)帶。成礦系列代號(hào),根據(jù)吉林省境內(nèi)古亞洲洋四個(gè)演化階段:新元古代—早寒武世(形成及擴(kuò)張期)、中寒武世—晚志留世(聚斂期)、末志留世—石炭紀(jì)(裂谷期)、二疊紀(jì)—中三疊世(閉合期),分別用Pt3、Pz1、Pz21、Pz22表示。用“M”、“I”、“S”分別表示變質(zhì)作用、巖漿作用、沉積作用有關(guān)的礦床成礦系列,之后再用上角標(biāo)1、2、3等表示該成礦系列之中的亞系列。如Pz22-9I2,表示晚古生代晚期(閉合期)第9個(gè)成礦系列(與巖漿作用有關(guān))的第2個(gè)亞系列(與接觸交代型礦床有關(guān)的成礦亞系列)。

成礦元素符號(hào),金屬元素用英文字母表示,非金屬用漢字表示。形成富含某元素的礦源層,在后期(中新生代)成礦的,參與成礦系列劃分,但該元素用括號(hào)括起來(lái),以示區(qū)別。

在古亞洲洋漫長(zhǎng)的演化中,目前能夠確定的殘余洋殼共有4個(gè)時(shí)代,分別為晚奧陶世、末志留世、晚泥盆世、晚二疊世,其中后3個(gè)時(shí)代形成規(guī)模不等的鉻鐵礦床。本文將其歸于與巖漿成礦作用有關(guān)的礦床,但鑒于該類礦床的特殊性,單獨(dú)建立礦床成礦系列,以示區(qū)別。

根據(jù)上述原則,吉林省境內(nèi)古亞洲洋構(gòu)造域與古亞洲洋演化有關(guān)的礦床,共建立23個(gè) 成礦系列,6個(gè)成礦系列組,如表2所示。

據(jù)表1,以時(shí)間為縱坐標(biāo),空間為橫坐標(biāo),建立吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦譜系圖,如圖2所示。

4 討論及結(jié)論

古亞洲洋構(gòu)造域及其成礦作用,一直是吉林省地質(zhì)界研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),存在問(wèn)題較多。有些是全國(guó)乃至全球性問(wèn)題,如古亞洲洋起源、演化階段劃分、閉合時(shí)間等;有些是省內(nèi)地質(zhì)問(wèn)題,如龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶與龍崗地塊的關(guān)系,龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶古生代弧盆系結(jié)構(gòu)的恢復(fù)等,一些古生代地質(zhì)建造形成時(shí)代的確定等,都會(huì)隨著研究程度的逐步提高而解決。對(duì)于成礦作用來(lái)說(shuō),有以下幾點(diǎn)逐漸清晰:

(1)隨著古亞洲洋拉張-聚斂-拉張-聚斂旋回式演化,成礦作用也隨之重復(fù)進(jìn)行。如龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶在早古生代(中寒武世至晚志留世)、晚古生代晚期(早二疊世至中二疊世)均處于弧盆系演化階段,成礦作用均以島弧火山作用及弧間盆地沉積作用為主,則可建立起與古亞洲洋弧盆系火山成礦作用有關(guān)的Au、Pb、Zn、Cr、Fe、硫鐵礦、(Au)、(Ag)成礦作用類型,與古亞洲洋弧盆系沉積成礦作用有關(guān)的石灰?guī)r、(硅灰石)、高嶺土、瓷石等成礦作用類型。

表2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦系列劃分表Table 2 The metallogenic series partition table of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

續(xù)表2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦系列劃分表Continuation Table 2 The metallogenic series partition table of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

續(xù)表2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦系列劃分表ContinuationTable 2 The metallogenic series partition table of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

續(xù)表2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦系列劃分表Continuation Table 2 The metallogenic series partition table of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

續(xù)表2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦系列劃分表Continuation Table 2 The metallogenic series partition table of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

圖2 吉林省古亞洲洋構(gòu)造域新元古代—中三疊世成礦譜系圖Fig.2 The metallogenic pedigree chart of Jilin-Heilongjiang orogenic belt in Jilin Province during the period of Neoproterozoic to middle Triassic

這種旋回式成巖成礦作用,并不是簡(jiǎn)單的重復(fù),而是螺旋式演化,各有其特點(diǎn)。如島弧火山作用與成礦,早古生代以中基性火山巖為主,成礦作用以Au、(Ag)等貴金屬較多;晚古生代以中酸性火山巖為主,成礦作用以Pb、Zn等多金屬較多。弧間(前、后)盆地沉積作用與成礦,早古生代以內(nèi)源碎屑巖為主,形成灰?guī)r、大理巖、(硅灰石)為主;晚古生則含有較多的陸源屑巖,除灰?guī)r外,還有高嶺土、瓷石等礦產(chǎn)。

(2)古亞洲洋演化形成的建造中,通常形成礦源層,在后期(古生代晚期,更多的是在中新生代)的構(gòu)造巖漿活動(dòng)中進(jìn)一步富集成礦。例如山門(mén)銀礦,在中奧陶世形成的呼蘭巖群黃鶯屯巖組火山巖為富含Au、Ag等成礦元素的礦源層,早白堊世巖漿熱液疊加成礦[16];又如硅灰石礦,在早古生代弧間(前、后)盆地沉積作用形成硅質(zhì)灰?guī)r,在早侏羅世受巖漿熱液作用成礦等等。

(3)古亞洲構(gòu)造演化中已形成的礦床,又受到后期構(gòu)造巖漿活動(dòng)的改造,使得礦床的形成時(shí)間及成因類型復(fù)雜化。如磐石石咀子銅礦,為晚石炭世海相火山活動(dòng)有關(guān)(礦體主要圍巖為上石炭統(tǒng)石咀子組中的海底火山噴氣巖)的海相火山型銅礦床,但在早侏羅世又被黑云母花崗巖侵入,在矽卡巖接觸帶上形成一些矽卡巖型礦體,使得該礦床形成時(shí)間在晚石炭世與早侏羅世,成因類型在海相火山巖型與矽卡巖之間,長(zhǎng)期爭(zhēng)論[17,18]。

吉林省境內(nèi)古亞洲洋構(gòu)造域演化時(shí)間長(zhǎng),成巖成礦作用強(qiáng)烈,找礦潛力較大。隨著地質(zhì)研究的不斷深入,必將有力地促進(jìn)相關(guān)地質(zhì)找礦工作。

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