小興安嶺霍吉河鉬礦區(qū)含礦花崗巖類特征及成礦年齡*

張琳琳 劉翠＊＊ 周肅 孫凱 邱瑞照 馮瑤

ZHANG LinLin1，LIU Cui1＊＊，ZHOU Su1，SUN Kai2，QIU RuiZhao3 and FENG Yao1

1. 中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083

2. 天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170

3. 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037

1. China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2. Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources，Tianjin 300170，China

3. Development and Research Center，China Geological Survey，Beijing 100037，China 2014-02-10 收稿，2014-06-10 改回.

輝鉬礦Re-Os 測年是一種直接測定成礦年齡的新方法，近年來得到了迅速的發(fā)展。對于鉬礦床，采用Re-Os 同位素體系測定輝鉬礦的形成年齡，就可以直接確定主要礦化階段的時(shí)代，其同位素比值還可以判斷成礦金屬的物質(zhì)來源，對研究礦床成礦時(shí)代和成因具有很大的意義(謝智和陳江峰，1998)?；艏鱼f礦區(qū)位于黑龍江省遜克縣境內(nèi)，距伊春紅星林業(yè)局霍吉河林場北6km，是黑龍江省佳木斯六院近年來新發(fā)現(xiàn)和正在勘查的鉬礦床，目前已探明鉬金屬儲量達(dá)到大型規(guī)模。近年來，國內(nèi)眾多學(xué)者對霍吉河鉬礦床的產(chǎn)出特征、含礦巖體地球化學(xué)特征、成巖年齡、成礦地質(zhì)背景等方面進(jìn)行了多方研究，取得了不少重要認(rèn)識，但由于本區(qū)地質(zhì)演化史漫長、構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜，加之，該區(qū)基巖出露差，礦床發(fā)現(xiàn)時(shí)間短，科學(xué)研究尚不夠系統(tǒng)和深入(李永峰等，2005;孫紅杰，2009)。尤其是對致礦侵入體和賦礦巖體的區(qū)分、成礦物質(zhì)來源、時(shí)代及其形成動力學(xué)背景等仍存在爭議，影響了對該成礦帶的認(rèn)識及找礦方向的確立。在礦床的成巖成礦年齡方面，目前已獲得的黑云母二長花崗巖鋯石ICP-MS U-Pb年齡結(jié)果分別為:193.6 ±1.4Ma 和181.0 ±1.9Ma(譚紅艷等，2013)、190.3 ±2.4Ma(張森等，2013)、178 ±2Ma(孫珍軍，2010)、184.92 ±0.91Ma(郭嘉，2009)、184.1 ±1.5Ma(陳靜，2011)和186 ±1.7Ma(楊言辰等，2012);5 個(gè)輝鉬礦Re-Os 樣品等時(shí)線年齡為176.3 ±5.1Ma，模式年齡加權(quán)平均為181.2 ±1.8Ma(譚紅艷等，2013)。黑云母二長花崗巖的形成年齡范圍較大(178 ～193.6Ma)，與成礦年齡的關(guān)系不明確。因此，本文在前人工作基礎(chǔ)上，對霍吉河鉬礦區(qū)與成礦有關(guān)的侵入巖進(jìn)行了新的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)研究，測定了巖石主量元素、稀土、微量元素含量和分析了鉛同位素組成，并對3 件礦石中的輝鉬礦樣品進(jìn)行了Re-Os 同位素定年，經(jīng)過綜合研究，探討了該鉬礦床成礦物質(zhì)來源及成礦動力學(xué)背景，提出了區(qū)域進(jìn)一步找礦的方向。

1 地質(zhì)背景

霍吉河鉬礦區(qū)位于小興安嶺-張廣才嶺鉬成礦帶北端。近年來，該成礦帶還發(fā)現(xiàn)了鹿鳴鉬礦(韓振哲等，2010;孫珍軍，2010;時(shí)永明等，2007;劉翠等，2014)、翠宏山鎢鉬鋅多金屬礦(劉志宏，2009)、翠嶺鉬礦(楊言辰等，2012;張?zhí)K江，2009)、大黑山鉬礦(葛文春等，2007)和石林公園南鉬鎢礦(孫珍軍，2010)等鉬礦床及礦化點(diǎn)近20 處(楊言辰等，2012)，使該帶成為我國重要的鉬成礦帶。小興安嶺-張廣才嶺成礦帶分布有大面積的近SN 向展布的花崗巖，其形成時(shí)代為190 ～160Ma(孫德有等，2001;Miao et al.，2004;隋振民等，2007)。葛文春等(2007)獲得吉林大黑山地區(qū)與斑巖鉬礦有關(guān)的花崗閃長斑巖的形成時(shí)代為170 ±3Ma;韓振哲等(2010)通過對小興安嶺東南鹿鳴-興安-前進(jìn)地區(qū)早中生代含礦花崗巖的研究，將該區(qū)成礦過程劃分為三期:(1)與斑狀二長花崗巖有關(guān)的Mo、Au 成礦期(225.0 ～199.4Ma);(2)與細(xì)粒二長花崗斑巖有關(guān)的Mo 成礦期(201.7 ～195.3Ma)(唐文龍，2007);(3)與正長花崗巖有關(guān)的Pb、Zn、Mo 成礦期(225 ～195Ma)。在大地構(gòu)造位置上霍吉河礦區(qū)位于興安嶺-內(nèi)蒙褶皺區(qū)、伊春-延壽褶皺系的五星-關(guān)松鎮(zhèn)中間隆起帶北部，北溝-十八公里復(fù)背斜西翼(韓振新等，2004;陳濤和朱書宏，2011)。礦區(qū)周圍主要出露三疊系上統(tǒng)鳳山屯組、白堊系下統(tǒng)光華組以及第四系全新統(tǒng)松散堆積層。巖基狀燕山期黑云母二長花崗巖在礦區(qū)內(nèi)大面積出露，石英二長斑巖和花崗細(xì)晶巖呈巖脈或巖株?duì)畛雎?，近南北向永續(xù)林場-霍吉河旋扭斷裂(霍吉河林場南溝斷裂)穿過礦區(qū)，并控制了石英二長斑巖脈的侵位(李林山等，2010;楊言辰等，2012)(圖1)。

霍吉河林場南溝將礦區(qū)分為東西兩個(gè)礦段，西礦段為礦區(qū)的主含礦段。西礦段礦體的總體走向由北部的北東向，向南轉(zhuǎn)變?yōu)榻媳弊呦颍缓笞優(yōu)闁|西向，構(gòu)成一個(gè)半環(huán)狀(圖1)。該礦段礦體規(guī)模大，礦化連續(xù)，厚度穩(wěn)定。東礦段位于霍吉河林場南溝的東側(cè)，礦段呈北西走向，礦體為不規(guī)則條帶狀、脈狀或扁豆?fàn)畹?，厚度較小(郭嘉，2009;李林山等，2010;楊言辰等，2012)。

2 含礦花崗巖類巖石學(xué)及巖相學(xué)特征

霍吉河鉬礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖類型較為簡單，采集了礦區(qū)內(nèi)東西礦段地表和鉆孔巖漿巖樣品23 件(圖1)，對其巖石學(xué)特征進(jìn)行了鏡下觀察，含礦巖體主要為黑云母二長花崗巖、二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖，而石英二長斑巖并不含礦，因此本文對含礦巖石(采樣位置見圖1)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。其中7 件新鮮含礦樣品的巖相學(xué)特征如下:

黑云母二長花崗巖:為礦區(qū)大面積出露的巖漿巖，目前發(fā)現(xiàn)的礦體絕大部分產(chǎn)在該巖石中。巖石手標(biāo)本呈灰白色至肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a)。主要礦物有石英(30%)、鉀長石(35%)、斜長石(20%)、黑云母(10% ～15%)和白云母(1% ～5%)及少量副礦物(圖2b)。其中，石英呈他形，大小約2 ～5mm;鉀長石為半自形-自形晶，大小約5 ～10mm，部分鉀長石表面發(fā)育裂紋，裂紋由白云母充填;斜長石呈自形-半自形，顆粒較鉀長石小，約3mm，部分斜長石發(fā)育聚片雙晶和韻律環(huán)帶，斜長石的邊緣部分蝕變?yōu)榻佋颇?黑云母為片狀、放射狀(圖2d)，大小約1 ～2mm，多色性明顯，部分黑云母發(fā)生綠泥石化;白云母大小約1mm，為片狀或鱗片狀。巖石中可見鉀化、絹云母化、泥化、高嶺土化等礦化蝕變(圖2c)。

圖1 霍吉河鉬礦區(qū)地質(zhì)簡圖及采樣位置(據(jù)李林山等，2010;楊言辰等，2012)1-第四系松散堆積物;2-五道嶺組中酸性火山巖;3-堿長花崗巖;4-黑云母二長花崗巖;5-爆破角礫巖;6-石英二長斑巖脈;7-花崗細(xì)晶巖;8-石英脈;9-鉬工業(yè)礦體;10-鉬低品位礦體;11-火山角礫巖筒;12-地質(zhì)界線;13-巖石樣品所在鉆孔位置及采樣深度;14-輝鉬礦樣品所在鉆孔位置及采樣深度Fig.1 Topography and geology sketch of Huojihe molybdenum deposit (after Li et al.，2010;Yang et al.，2012)

金屬礦物主要為輝鉬礦，有少量黃鐵礦;反光鏡下輝鉬礦呈灰白色，他形，呈浸染狀(圖3a);黃鐵礦呈淺黃色，自形。

二長花崗巖:該巖石僅出現(xiàn)在鉆孔中，地表未出露(見圖1 中17-11)，巖石呈淺肉紅色(圖2e)，呈不等粒結(jié)構(gòu)，主要由石英(45%)、鉀長石(30%)、斜長石(15%)和白云母(10%)組成。石英呈他形，粒徑約1 ～3mm;鉀長石呈半自形，粒徑約1 ～3mm，表面發(fā)育高嶺土化;斜長石呈半自形-他形，粒徑約2 ～5mm，大部分蝕變?yōu)榻佋颇?白云母呈片狀，粒徑約0.05mm;在石英顆粒間可見斜長石蝕變的絹云母充填(圖2f)。副礦物為鋯石，自形。

金屬礦物主要為輝鉬礦，有少量黃鐵礦;反光鏡下輝鉬礦呈灰白色，他形，呈細(xì)脈浸染狀(圖3b);黃鐵礦呈淺黃色，自形。

花崗細(xì)晶巖:礦區(qū)內(nèi)呈巖株?duì)钋秩氲胶谠颇付L花崗巖內(nèi)，出露面積較小(圖1)。文中樣品采自17-12 鉆孔中，巖石手標(biāo)本呈肉紅色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物組成主要有石英(45%)、鉀長石(40%)、斜長石(13%)和黑云母(2%)(圖2g，h)。其中石英呈他形，大小約0.5mm;鉀長石呈半自形，顆粒較大，約1mm，個(gè)別可見兩組不完全解理;斜長石呈自形，顆粒較小，大小約0.5mm，發(fā)育聚片雙晶;黑云母呈片狀，自形-他形，大小約0.3mm，黃褐色-淺黃色，吸收性明顯。

金屬礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦等。反光鏡下輝鉬礦呈灰白色，他形，細(xì)脈浸染狀(圖3c);黃鐵礦呈自形，淺黃色;黃銅礦呈自形，黃色。花崗細(xì)晶巖中石英網(wǎng)脈發(fā)育，呈灰色，輝鉬礦大都賦存在石英網(wǎng)脈中(圖2g)。

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有鉀長石化、絹云母化、硅化、高嶺土化等。礦化主要有輝鉬礦化、磁鐵礦化和黃鐵礦化等，礦化與蝕變有著密切關(guān)系。蝕變特征礦物主要為石英和絹云母，其次為黑云母，伴有鉀長石和綠泥石等，且石英網(wǎng)脈發(fā)育，輝鉬礦呈細(xì)脈狀和浸染狀賦存在蝕變帶中。研究表明:硅化、鉀長石化和絹云母化越發(fā)育，相應(yīng)的礦化蝕變就越強(qiáng)，鉬含量也越高(郭嘉，2009)。

圖2 霍吉河鉬礦區(qū)黑云母二長花崗巖、二長花崗巖及花崗細(xì)晶巖手標(biāo)本和正交偏光下顯微照片黑云母二長花崗巖手標(biāo)本照片(似斑狀結(jié)構(gòu))(a)和顯微照片(b、c)及黑云母二長花崗巖中的團(tuán)簇狀黑云母(d);二長花崗巖手標(biāo)本照片(e)和顯微照片(斜長石均已發(fā)生絹云母化)(f);花崗細(xì)晶巖手標(biāo)本照片(g)和顯微照片(h). Mo-輝鉬礦;Bi-黑云母;Se-絹云母;Qtz-石英;Pl-斜長石;Kf-鉀長石Fig. 2 The photos and mircophotos (CPL)of biotite monzogranites， monzogranites and aplite granite from Huojihe Mo deposit

3 樣品測試數(shù)據(jù)及結(jié)果討論

3.1 測試方法

本文全巖樣品主量元素在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試所和國土資源部武漢綜合巖礦測試中心采用X-熒光光譜(XRF)方法完成，精度優(yōu)于5%，微量元素在國土資源部武漢綜合巖礦測試中心等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)實(shí)驗(yàn)室完成，詳細(xì)的測試流程見Qin et al.(2009)。測試結(jié)果見表1。

Pb-Pb 同位素分析在天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測試室同位素實(shí)驗(yàn)室完成，分析流程見參考文獻(xiàn)(彭子成和Kwak，1986;謝智等，2007;李全忠等，2007)，測試結(jié)果見表2。

輝鉬礦Re-Os 的化學(xué)分離、純化和質(zhì)譜測試在中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心Re-Os 實(shí)驗(yàn)室完成。樣品處理、分析方法及流程參照有關(guān)文獻(xiàn)(杜安道等，1994，2001;Du et al.，2004)，測試結(jié)果見表3。

圖3 主要金屬礦物鏡下照片(a)-黑云母二長花崗巖中浸染狀輝鉬礦;(b)-二長花崗巖中細(xì)脈狀輝鉬礦;(c)-花崗細(xì)晶巖中浸染狀輝鉬礦Fig.3 The mircophotos of main ore minerals

3.2 主量元素特征

主量元素分析數(shù)據(jù)表明巖石SiO2較高(67.75% ～76.39%)，屬酸性巖類，K2O 為3.79% ～6.26%，樣品數(shù)據(jù)除去燒失量后重新?lián)Q算成100%在火成巖TAS 分類圖解中大多投到花崗巖區(qū)域，僅有1 個(gè)樣品在花崗閃長巖與花崗巖的交界處，與野外定名一致(圖4a)。在SiO2-K2O 圖解中樣品投入到高鉀鈣堿性巖和鉀玄巖系列區(qū)域(圖5i)。Na2O 為2.04% ～3.49%，K2O/Na2O 比值為1.09 ～2.82，均大于1，為富鉀質(zhì)巖石。樣品Al2O3較高(11.08% ～15.38%)，鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.90 ～1.07，在A/CNK-A/NK 圖解落入準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)巖石區(qū)，為鋁弱過飽和巖石(圖4b)。MgO 為0.31% ～1.74%，Mg#為27.1 ～48.9。CaO 和Fe2O3T 分別為0.95% ～2.79%和1.67% ～4.11%。P2O5和TiO2較低，分別為0.04% ～0.19% 和0.14% ～0.56%。巖石固結(jié)指數(shù)(SI)為3.22 ～13.46，分異指數(shù)(DI)為78.22 ～92.88;巖石里特曼指數(shù)(σ)為1.81 ～2.80，為鈣堿性巖系列。

表1 霍吉河礦區(qū)巖漿巖樣品主量元素(wt%)、稀土元素和微量元素(×10 -6)分析結(jié)果Table 1 Major element (wt%)，REE element and trace element (× 10 -6)compositions of the magmatic rocks from Huojihe Mo deposit

圖4 霍吉河礦區(qū)花崗巖類地球化學(xué)特征圖解(a)TAS 圖解(Middlemost，1994);(b)A/NK-A/CNK 圖解(據(jù)Maniar and Piccoli，1989). 圖5、圖7 的圖例同此圖Fig.4 Geochemical diagrams of granites from Huojihe Mo deposit

圖5 霍吉河礦區(qū)花崗巖類Harker 圖解(i，據(jù)Le Maitre，2002)Fig.5 Harker diagrams of granites from Huojihe Mo deposit (i，after Le Maitre，2002)

在Harker 圖解中(圖5)，巖石隨SiO2含量的增加，Al2O3、CaO、Fe2O3T、MgO、MnO、TiO2和P2O5含量的變化線性關(guān)系不強(qiáng)，但整體呈降低趨勢(圖5a-g);而Na2O 和K2O與SiO2的含量并不呈線性關(guān)系(圖5h，i)，說明礦區(qū)內(nèi)上述巖石在演化過程中可能發(fā)生了巖漿混合作用，但受后期熱液影響比較大，圖2d 中簇狀黑云母的出現(xiàn)同樣也說明熱液流體對巖石的改造作用(羅照華等，2013)。礦區(qū)巖漿巖為微弱負(fù)Eu 異?；驘o負(fù)Eu 異常，同時(shí)巖石具有較大的La/Sm 變化范圍，表明其巖漿演化主要以部分熔融為主，分離結(jié)晶作用微弱(董昕，2008)。

3.3 稀土元素特征

樣品稀土總量低至中等，∑REE 為66.70 ×10-6～159.0×10-6，LREE/HREE 為3.44 ～6.76，(La/Yb)N為8.98 ～22.08，(Ce/Yb)N為4.95 ～13.39(表1)，為輕稀土富集、重稀土虧損分餾模式。δEu 介于0.78 ～0.99，為微弱負(fù)銪異?；驘o異常，表明巖漿演化過程中斜長石未發(fā)生明顯的分離結(jié)晶作用。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素圖(圖6a)上，配分曲線總體相似，呈右傾模式。而二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖的稀土總量明顯低于黑云母二長花崗巖的范圍，但這兩種巖石的重稀土虧損程度較黑云母二長花崗巖輕。

鄧晉福等(1996)基于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和相平衡角度認(rèn)為，Eu異?？梢宰鳛橐粋€(gè)指示標(biāo)志，如果中酸性火山巖和花崗巖類巖石具有弱的或者無負(fù)Eu 異常，說明巖漿未與斜長石平衡，其形成深度應(yīng)大于50 ～60km，是具有山根的加厚陸殼;如果有明顯的負(fù)Eu 異常，說明巖漿形成于正常陸殼底部或者加厚陸殼的中上部?；艏拥V區(qū)與成礦相關(guān)的巖體稀土元素特征表明其形成于加厚的陸殼。

3.4 微量元素特征

巖石主要富集Cs、Rb、Th 等不相容元素，并表現(xiàn)為Ta 和Nb 負(fù)異常以及Rb 和Sr 正異常，虧損Ti 和P 元素的特征，與俯沖帶巖漿地球化學(xué)特征相似(Wilson，1989;Dilek and Furnes，2011)，表示巖漿演化過程中有磷灰石及富鈦礦物的分離結(jié)晶(李昌年，1992)，顯示了加厚陸殼的基本特征。

礦區(qū)內(nèi)含礦巖漿巖明顯富集Mo、Cu、W、Pb、Zn、Cr 等金屬元素，Mo、Cu 和W 的平均值分別為54.14 ×10-6、66.64 ×10-6和8.66 ×10-6，明顯高于黑龍江省花崗巖Mo、Cu 和W的平均值(1.5 ×10-6、18.5 ×10-6和1.85 ×10-6)(韓振哲等，2009)。在微量元素MORB 標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛圖(圖6b)上，黑云母二長花崗巖、二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖具有相似的配分模式。與稀土元素配分圖類似，二長花崗巖的微量元素MORB 標(biāo)準(zhǔn)化模式圖與花崗細(xì)晶巖更相似。

表2 霍吉河鉬礦區(qū)花崗巖類的Pb 同位素分析結(jié)果及參數(shù)Table 2 Pb isotopic data of the granites from Huojihe Mo deposit

圖6 霍吉河礦區(qū)巖漿巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖(a，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)和微量元素MORB 標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛圖(b，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Dilek and Furnes，2011)Fig.6 Chondrite-normalized REE diagrams (a，normalization values after Sun and McDonough，1989)and MORB-normalized trace elements spider diagrams (b，normalization values after Dilek and Furnes，2011)of magmatic rocks from Huojihe molybdenum deposit

二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖是研究樣品中分異指數(shù)最高(＞92)和固結(jié)指數(shù)最低的(＜5)的兩件樣品，具有“高度演化的花崗巖”的顯著特征:富硅質(zhì)、堿質(zhì)，而貧鈣質(zhì)，過渡元素Ba、Sr 強(qiáng)列虧損，親石元素(Li、Rb、Th、U、Nb)顯著富集(吳澄宇和萬渝生，1997)，Mo 含量最高(2 ～55 倍)，顯示了更高的鉬成礦相關(guān)性，與其他研究者結(jié)果一致(吳澄宇和萬渝生，1997)。

3.5 Pb 同位素特征

霍吉河鉬礦區(qū)內(nèi)的6 件巖石樣品的全巖鉛同位素分析結(jié)果見表2。從表中可見，年齡校正后的黑云母二長花崗巖石 中206Pb/204Pb 比 值 為 18.291 ～18.978，平 均 值 為18.662;207Pb/204Pb 比 值 為15.551 ～15.597，平 均 值 為15.573;208Pb/204Pb 比 值 為37.730 ～38.427，平 均 值 為38.168;二長花崗巖的206Pb/204Pb 比值為17.390，207Pb/204Pb比值為15.506，208Pb/204Pb 比值為37.230;花崗細(xì)晶巖的206Pb/204Pb 比 值 為18.804，207Pb/204Pb 比 值 為15.578，208Pb/204Pb 比值為38.216，三種巖石的鉛同位素比值在誤差測定值范圍內(nèi)一致，顯示它們可能為同一巖漿來源。

在鉛同位素增長曲線圖207Pb/204Pb-206Pb/204Pb(圖7a)中，巖石主要落在地幔和造山帶線之間;在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb(圖7b)中，樣品主要投在上地殼線和地幔線之間。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb 和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb 構(gòu)造源區(qū)判別圖(圖7c，d)中，樣品主要落在造山帶與洋島火山巖區(qū)域。綜合以上鉛同位素分析，礦區(qū)內(nèi)巖漿巖中的鉛來源比較復(fù)雜，具有混合成因鉛特征。

3.6 Re-Os 同位素測年

從礦區(qū)地表及鉆孔中的石英脈中選出3 件輝鉬礦樣品進(jìn)行Re-Os 同位素分析(圖1)，其中樣品HJH090817-3(黑云母二長花崗巖)和HJH090817-5(花崗細(xì)晶巖)為鉆孔中樣品，而采自地表黑云母二長花崗巖的樣品HJH090817-15 的礦物晶體較大。HJH090817-3 和HJH090817-5 的輝鉬礦Re-Os 模式年齡分別為180.7 ±2.5Ma 和181.3 ±2.5Ma，在誤差范圍內(nèi)一致(表3)。HJH090817-15 的Re-Os 模式年齡為～196.8 ±2.8Ma，高于其它2 個(gè)輝鉬礦樣品結(jié)果，也高于本區(qū)前人所獲的黑云母二長花崗巖同位素年齡(178 ～193Ma)。

表3 霍吉河鉬礦區(qū)輝鉬礦Re-Os 同位素分析結(jié)果Table 3 Re-Os data for molybdenite from the Huojihe Mo deposit

圖7 鉛同位素207 Pb/204 Pb-206 Pb/204 Pb 及208 Pb/204 Pb-206 Pb/204 Pb 增長曲線及構(gòu)造環(huán)境判別圖(底圖據(jù)Zartman and Doe，1981)A-地幔;B-造山帶;C-上地殼;D-下地殼;OIV-洋島火山巖Fig.7 Evolution curve of 207Pb/204 Pb vs. 206Pb/204 Pb and 208Pb/204 Pb vs. 206Pb/204 Pb and tectonic environment discrimination diagrams (after Zartman and Doe，1981)

圖8 礦區(qū)巖漿巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(底圖據(jù)Pearce et al.，1984)Syn-COLG-同碰撞花崗巖;VAG-火山弧花崗巖;WPG-板內(nèi)花崗巖;ORG-洋脊花崗巖. 圖9 圖例同此圖Fig.8 Discrimination of tectonic setting for the magmatic rocks from Huojihe Mo deposit (after Pearce et al.，1984)

Re-Os 同位素體系是硫化物礦床形成和成礦過程中地殼物質(zhì)混入程度的示蹤劑和指示劑(Foster et al.，1996)。Os 是相容性元素，而Re 是中等不相容性元素，在殼幔作用中Re 更易進(jìn)入熔體，使地殼相對富Re，而Os 更多保留在地幔中(謝智和陳江峰，1998)。因此，輝鉬礦中的Re 含量可以指示其成礦物質(zhì)的來源，即含量在100 ×10-6～1000 ×10-6之間以幔源為主;含量在10 ×10-6～100 ×10-6之間具有殼?；旌显刺卣?含量在1 ×10-6～10 ×10-6或更低，成礦物質(zhì)則來自地殼(Mao et al.，1999;李厚民等，2007)。本文所得3 件輝鉬礦樣品Re 的含量分別為13.69 ×10-6、12.04 ×10-6和30.92 ×10-6，反映出霍吉河鉬礦床的成礦物質(zhì)具有殼?；旌咸卣鳌?/p>

4 討論

4.1 成礦年齡及巖體

樣品HJH090817-15 的Re 含量(13.69 ×10-6和12.90 ×10-6)與另2 個(gè)樣品(分別為12.04 ×10-6和30.92 ×10-6)比較相差不大(表3)，但是普通Os 的含量(0.3623 ×10-9和0.3804 ×10-9)明顯高于另外2 個(gè)樣品(分別為0.0043 ×10-9和0.0566 ×10-9)將近2 個(gè)數(shù)量級，并且187Os/普Os 的值(77 和70)遠(yuǎn)小于同礦區(qū)其它兩個(gè)輝鉬礦樣品(分別為5323和1035)(表3)。在輝鉬礦的Re-Os 年齡測定時(shí)所測得的187Os 既包括放射成因187Os，也包括非放射成因187Os。雖然通常在利用Re-Os 同位素測年體系中含有一定量的初始187Os，但是其含量在現(xiàn)有的精度內(nèi)對該體系的影響可以忽略(Stein et al.，1998;杜安道等，2007)。新的研究結(jié)果表明:如果普通Os 過高，不考慮非放射成因187Os，直接采用公式計(jì)算Re-Os 模式年齡，所得結(jié)果肯定偏高(李超等，2012)。這也可能是輝鉬礦得到的年齡有時(shí)老于成礦侵入體的原因(鄧晉福等，2009;Liu et al.，2011)。樣品HJH090817-15 采自地表，晶體較大，因此推測其較高的模式年齡很有可能是受到普通Os 的影響，不予采信，而將另外2 個(gè)樣品的模式年齡看做輝鉬礦的形成年齡。該結(jié)果與譚紅艷等(2013)獲得的181.2 ±1.8Ma 的成礦年齡結(jié)果一致(該礦區(qū)5 個(gè)輝鉬礦的加權(quán)平均年齡)，即霍吉河鉬礦的成礦時(shí)代為～180Ma 左右(早侏羅世)，稍晚于黑云母二長花崗巖巖體的形成年齡(平均185.4Ma)，說明礦床的形成晚于或與黑云母二長花崗巖幾近同時(shí)，這和野外觀察到的巖體礦化情況相符。本礦區(qū)二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖目前還沒有直接的放射性測年結(jié)果，但花崗細(xì)晶巖在礦區(qū)內(nèi)呈巖株?duì)钋秩氲胶谠颇付L花崗巖明確表明其較晚的形成年齡，二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖礦物組成以及地球化學(xué)分析結(jié)果更為接近，表明兩者關(guān)系更為緊密，可能具同源性。雖然根據(jù)巖石礦物顆粒的大小解釋二長花崗巖可能是花崗細(xì)晶巖的深成相，但在同一巖漿作用下出現(xiàn)礦物顆粒相差懸殊的兩種巖石，從侵入深度的角度解釋似乎有些欠妥，筆者更傾向于認(rèn)為花崗細(xì)晶巖礦物顆粒較小的原因是由于流體的快速流失(羅照華等，2010)。當(dāng)花崗細(xì)晶巖巖漿侵入到黑云母二長花崗巖中時(shí)，由于含礦流體流失到圍巖中，造成了花崗細(xì)晶巖的快速結(jié)晶與成礦，同時(shí)流體對圍巖(黑云母二長花崗巖)也進(jìn)行了改造，影響了其地球化學(xué)特征和礦物形態(tài)(如圖2d 中的簇狀黑云母)并且成礦(羅照華等，2010)。該猜測得到筆者近期獲得的黑云母二長花崗巖樣品(110723-4)中黑云母40Ar-39Ar 階段升溫坪年齡(175.95 ±0.86Ma)的印證(另文發(fā)表)，該年齡與譚紅艷等(2013)5 個(gè)輝鉬礦的等時(shí)線年齡(176.3 ±5.1Ma)在誤差范圍內(nèi)一致。綜合以上分析，有理由認(rèn)為花崗細(xì)晶巖才是鉬礦床的成礦母巖，這與野外出露及巖芯中觀察到的二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖富含輝鉬礦一致，同時(shí)也與微量元素表現(xiàn)出更高的鉬成礦相關(guān)性一致。新的成礦年齡結(jié)果與劉翠等(2014)獲得的鹿鳴鉬礦床成礦有關(guān)花崗斑巖的年齡(174 ±2Ma)和楊言辰等(2012)獲得的翠嶺鉬礦床與成礦有關(guān)石英二長巖的年齡(178 ±0.7Ma)基本一致，均為燕山早期及其產(chǎn)物。

4.2 成礦構(gòu)造環(huán)境

霍吉河鉬礦區(qū)與成礦有關(guān)巖漿巖在微量元素Nb-Y、Ta-Yb、Rb-Y+Nb 和Rb-Yb+Ta 構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖8)和Rb/30-Hf-3Ta 構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9)中主要落在火山弧花崗巖區(qū)域。

圖9 微量元素Rb/30-Hf-3Ta 構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.9 Rb/30-Hf-3Ta diagram

研究區(qū)介于華北地臺與西伯利亞地臺之間，該區(qū)經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造域、蒙古-鄂霍次克海和濱太平洋構(gòu)造域等的長期演化、拼合及轉(zhuǎn)化，因此地質(zhì)過程非常復(fù)雜(劉翠等，2011)。研究表明，晚古生代及其以前東北地區(qū)的額爾古納、興安、松嫩三個(gè)地塊就相互碰撞拼合成為一體，早侏羅世佳木斯地塊又與上述已拼合的地塊拼合(孫德有等，2001;李錦軼等，1999)。侏羅紀(jì)太平洋板塊的俯沖作用導(dǎo)致已穩(wěn)定的小興安嶺地區(qū)局部伸展拉張(葛文春等，2007);而北部蒙古-鄂霍茨克海的演化直到早白堊世還存在著向南的逆沖推覆(李錦軼等，2009)。那么該區(qū)具有火山弧性質(zhì)的花崗巖是在太平洋向西俯沖作用下產(chǎn)生的，還是在蒙古-鄂霍次克海向南(或南東)俯沖形成的呢?吉黑東部綏芬河-延邊地區(qū)的早侏羅世火山巖富鈉、高鋁和高鎂，自東向西K2O 和SiO2含量呈增高趨勢，而εNd(t)值具有降低的趨勢，表明陸殼成熟度逐漸增高，標(biāo)志著古太平洋板塊向西俯沖作用的開始，暗示早侏羅世該區(qū)東部處于活動大陸邊緣的構(gòu)造背景(裴福萍等，2008;唐杰等，2011;Yu et al.，2012)。而最近在額爾古納地塊發(fā)現(xiàn)的早侏羅世(183Ma)鈣堿性火山巖也被證實(shí)是在蒙古-鄂霍次克海向南(南東)俯沖作用的結(jié)果(Xu et al.，2013)。如此看來，本區(qū)同處于古太平洋板塊向西俯沖和蒙古-鄂霍次克海板塊向南(南東)雙向俯沖之下(徐美君等，2013)。考慮到小興安嶺的北西-南東向展布，礦區(qū)的空間位置以及礦區(qū)內(nèi)斷裂(北北西-南南東)、礦體和巖體的展布，特別是約180Ma 的成巖、成礦時(shí)代等，本文認(rèn)為該區(qū)在早侏羅世主要受蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋板塊相向聯(lián)合俯沖作用的影響，并導(dǎo)致了佳木斯地塊與松嫩地塊發(fā)生拼合，產(chǎn)生了伊春-二股地區(qū)廣泛的地殼增生作用(楊言辰等，2012)，而洋殼的俯沖作用是導(dǎo)致該區(qū)地殼增生作用(Taylor and McLennan，1995;吳福元，1999)的主因。洋殼俯沖所形成的具有火山弧性質(zhì)的巖漿導(dǎo)致霍吉河地區(qū)發(fā)生殼幔相互作用，最終形成該區(qū)中粗粒的黑云母二長花崗巖巖基，后來由于加厚的巖石圈發(fā)生拆沉效應(yīng)(楊言辰等，2012)，導(dǎo)致黑云母二長花崗巖巖基的快速抬升，而巖基驅(qū)動的深部巖漿和流體快速跟隨上升，侵入到巖基中形成花崗細(xì)晶巖巖株和鉬礦床。由于小興安嶺-張廣才嶺成礦帶分布有大面積印支-早侏羅世花崗巖，在該區(qū)尋找燕山早期斑巖型鉬礦的前景巨大。要重點(diǎn)關(guān)注巖基中發(fā)育的淺成-超淺成相的花崗斑巖-花崗巖脈。

5 結(jié)論

(1)黑云母二長花崗巖、二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖硅高，堿高，為高鉀鈣堿性巖-鉀玄巖系列，準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)巖石。巖石富集不相容元素，虧損高場強(qiáng)元素，稀土總量不高，具有輕稀土富集、重稀土虧損的分餾模式。Harker 圖解顯示其巖漿演化過程中經(jīng)歷了巖漿混合作用，但受熱液流體的改造較大，Eu 的弱負(fù)異常和無異常顯示其未經(jīng)歷明顯的斜長石分離結(jié)晶。

(2)巖石主量元素、痕量元素、稀土元素以及同位素等特征結(jié)合構(gòu)造環(huán)境判別圖指出上述巖石形成于火山弧的大地構(gòu)造環(huán)境，并經(jīng)過了明顯的殼幔相互作用。

(3)霍吉河鉬礦床輝鉬礦Re-Os 模式年齡分別為180.7±2.5Ma 和181.3 ±2.6Ma。因此，鉬礦床成礦時(shí)代為早侏羅世，稍晚或近同時(shí)于容礦巖石黑云母二長花崗巖的形成時(shí)代，推測稍晚的二長花崗巖和花崗細(xì)晶巖可能為成礦母巖。

(4)結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，指出霍吉河鉬礦主要受蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋板塊相向聯(lián)合俯沖作用的影響，導(dǎo)致霍吉河地區(qū)發(fā)生地殼增生和殼幔相互作用，形成該區(qū)的花崗質(zhì)巖石;之后的拆沉作用最終導(dǎo)致了該區(qū)的成礦。

(5)高度演化的花崗巖體(脈)是本區(qū)今后鉬礦床的找礦方向。

致謝 黑龍江省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所張昱、田世攀等人在野外地質(zhì)工作中給予了幫助;中國地質(zhì)大學(xué)(北京)狄永軍、喻學(xué)惠和王瑜教授在本項(xiàng)目的研究與成文過程中給予了指導(dǎo)和幫助;羅照華教授在審稿過程中提出了大量建設(shè)性的意見和建議;在此一并表示衷心感謝!鄧晉福教授指導(dǎo)、參與了本項(xiàng)目研究及野外工作，并在成文過程中提出了寶貴意見，值此鄧晉福教授八十華誕之際，僅以此文慶賀鄧?yán)蠋?0 大壽!

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