黑龍江東安金礦床鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

馬芳芳，孫豐月，李碧樂，薛明軒,2

（1.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061；2.黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查707隊，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1，薛明軒1,2

（1.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061；2.黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查707隊，黑龍江綏化152054）

通過LA-ICPMS鋯石原位定年方法，對黑龍江東安金礦成礦期脈巖流紋斑巖進行了年齡測定.結果顯示，與礦化關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年齡的加權平均值為109.6±1.7 Ma，與區(qū)內(nèi)淺成低溫熱液金礦的成礦年齡相近，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)模伸展減薄的動力學背景.

鋯石U-Pb年齡；地質(zhì)意義；礦化關系；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-構造巖漿活動帶.區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈且延續(xù)時間長，在燕山期受太平洋板塊俯沖的影響，處在大陸邊緣活動帶拉張地球動力學環(huán)境，尤其是早侏羅世—早白堊世期間，斷裂活動強烈，巖石圈斷裂發(fā)生繼承性活動，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隊于1998年發(fā)現(xiàn)的大型金礦，為典型的淺成低溫熱液礦床［2-4］.它與黑龍江另外兩個著名的同屬淺成低溫熱液金礦的三道灣子金礦和團結溝金礦床都位于環(huán)太平洋成礦域內(nèi).以往關于東安金礦的研究和已公開發(fā)表的文獻中也曾對東安金礦年齡進行過研究［5-6］.以往研究曾用Rb-Sr全巖等時線測試方法對礦石及容礦火山巖進行了年齡的測定［5］，用鋯石U-Pb測年方法則只對該礦床的賦礦圍巖之一——中粗粒堿長花崗巖進行過研究［6］.本文通過對另一賦礦圍巖流紋斑巖進行LA-ICPMS鋯石U-Pb精確定年，結合前人研究成果，探討東安金礦成礦地球動力學背景以及流紋斑巖與金礦化的關系.

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-構造巖漿活動帶，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花崗巖和中燕山晚期細粒堿長花崗巖、花崗斑巖和流紋斑巖.燕山早期中粗粒堿長花崗巖呈巖基狀產(chǎn)出，其鋯石U-Pb年齡為178.4±1.2 Ma［6］.燕山中期巖漿活動形成的火成巖呈小巖株、巖脈或巖墻狀產(chǎn)出，其中細粒堿長花崗巖呈巖墻產(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號以及10～13號礦體直接產(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，與礦化關系極為密切.本次工作對流紋斑巖進行了LA-ICPMS鋯石U-Pb精確定年.

區(qū)內(nèi)構造以斷裂和火山機構為主，位于礦區(qū)北西的NNE向庫爾濱殼斷裂的3組走向為NNE、NNW、NE的次級斷裂控制了中燕山晚期細粒堿長花崗巖、次火山巖體的侵入和火山機構的發(fā)育，為控巖導礦構造（圖1）.火山機構以火山通道為主，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花崗巖、細粒堿長花崗巖、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、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單，主要為不同顏色和不同粒度的石英，其次為冰長石、高嶺石，少量絹云母和綠泥石等.

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

該礦床圍巖蝕變主要沿斷裂、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：強硅化帶—冰長石化帶—硅化帶—泥化帶，其中強硅化帶與金礦化最為密切.

2 LA-ICPMS鋯石U-Pb測年

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，一般具有斑狀結構，斑晶含量較噴出巖多且基質(zhì)結構較粗，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，斑狀結構，塊狀構造.斑晶主要為透長石和石英，透長石呈自形板狀，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)為顯微微晶結構，由長石石英雛晶組成.副礦物為鋯石和磷灰石.

2.2 結果分析

鋯石U-Pb同位素分析（LA-ICPMS）在西北大學“教育部大陸動力學重點開放實驗室”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)以長柱狀為主，晶體內(nèi)部自形生長環(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.部分鋯石兩側棱錐發(fā)育完整，部分發(fā)育不完整，缺失一側或兩側棱錐（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個鋯石數(shù)據(jù)均落在諧和線之上，206Pb/238U年齡的加權平均值集中在兩個峰值：109.6±1.7 Ma和176.8±3.0 Ma（圖3）.其中8個鋯石的206Pb/238U年齡加權值為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個鋯石的206Pb/238U年齡加權值為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花崗巖體中，且燕山早期中粗粒堿長花崗巖年齡為178.4±1.2 Ma［6］，判斷本期巖漿活動時代（109.6±1.7 Ma）應為白堊紀晚期，而年齡為176.8±3.0 Ma的鋯石年齡與燕山早期中粗粒堿長花崗巖年齡相近（相差2 Ma），可能為巖漿上升過程中捕獲的巖漿鋯石，說明該期巖漿上升過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花崗巖、細粒堿長花崗巖、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］.中粗粒堿長花崗巖206Pb/238U年齡的加權平均值為178.4±1.2 Ma［6］，本次所測流紋斑巖206Pb/238U年齡的加權平均值為109.6±1.7 Ma.同時，我們對礦床中冰長石進行了Ar-Ar同位素測年分析，結果為105.1±0.7 Ma.冰長石為淺成低溫熱液金礦的標型蝕變礦物，因此東安金礦真實成礦年齡應該更接近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，且該期巖漿活動為東安金礦提供部分成礦物質(zhì)及熱源，驅(qū)動該區(qū)流體運移，萃取圍巖中成礦物質(zhì)，在適當位置沉淀、富集、成礦.

東安金礦流紋斑巖年齡為109.6±1.7 Ma，對應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玢巖的年齡為112.2±1.0 Ma，團結溝金礦床賦礦斜長流紋斑巖年齡為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)淺成低溫熱液礦床的成礦時代（130～90 Ma）一致［9］，推測與中國東部中生代晚期巖石圈大規(guī)模減薄事件［10］有關.

4 結論

通過上述分析，可知東安金礦真實成礦年齡接近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)其他淺成低溫熱液金礦的成礦年齡相近，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)模伸展減薄的動力學環(huán)境.東安礦區(qū)白堊世晚期的巖體在侵位過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測方面的研究，通信地址長春市建設街2199號吉林大學地球科學學院，E-mail//ffma216@126.com