黑龍江省多寶山地區(qū)中-晚三疊世侵入U(xiǎn)-Pb年齡及礦石地球化學(xué)特征

徐東海

（黑龍江省自然資源調(diào)查院，黑龍江 哈爾濱 150036）

調(diào)查區(qū)位于額爾古納地塊東南部邊緣地帶，為我國興蒙造山帶的東段，區(qū)內(nèi)地層出露較全，從奧陶系至第四系均有出露，巖漿活動(dòng)較頻繁，不同力學(xué)性質(zhì)的構(gòu)造形跡均有出露，在古生代地層出露區(qū)域各種構(gòu)造變形尤其復(fù)雜，反應(yīng)了該區(qū)經(jīng)歷了多次不同時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。然而這些不同時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)又必然控制著反映其基本面貌的地層、巖漿巖和各種不同力學(xué)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)面等，在該地區(qū)有學(xué)者認(rèn)為北東向構(gòu)造與北西向構(gòu)造交匯部位利于成礦[1]。測區(qū)地質(zhì)演化歷史漫長，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、火山作用和巖漿活動(dòng)頻繁，礦產(chǎn)資源豐富，區(qū)內(nèi)典型礦床主要包括多寶山銅礦、銅山銅礦、爭光金礦及近年來新發(fā)現(xiàn)的二道坎銀礦，各典型礦床均有不同程度印支期測年數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。前人在該區(qū)采取了較多的測年數(shù)據(jù)[2]，對(duì)該地區(qū)各時(shí)期侵入巖的巖石成因[2，3]、巖石地球化學(xué)及其構(gòu)造背景進(jìn)行了大量研究。本文依據(jù)近年來開展的1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，針對(duì)中-晚三疊世侵入巖入手，探討該期侵入巖鋯石U-Pb年齡及巖石地球化學(xué)特征，以期對(duì)多寶山地區(qū)印支期構(gòu)造巖漿活動(dòng)與成礦作用的研究提供一些資料。

1 地質(zhì)概況

多寶山地區(qū)位于大興安嶺東北部，額爾古納地塊東南部邊緣地帶，為我國興蒙造山帶的東段，大地構(gòu)造位于松嫩地塊與興安地塊拼合帶附近（圖1）。區(qū)內(nèi)古生代地層主要發(fā)育在多寶山銅礦一帶及裸河兩岸，關(guān)鳥河兩岸，是黑龍江省古生代地層出露較完整的地區(qū)，含豐富的海相生物化石；中生界出露有三疊紀(jì)火山巖、白堊紀(jì)火山地層，沉積地層以白堊系最為發(fā)育。三疊紀(jì)火山地層主要為石國明等2018年新建的非正式填圖單位-上三疊統(tǒng)清水河火山巖；區(qū)內(nèi)構(gòu)造—巖漿活動(dòng)頻繁，加里東期、華力西期、印支期—燕山期、燕山早期均有不同規(guī)模的巖漿活動(dòng)，其中印支期—燕山期巖漿活動(dòng)占主體地位。印支期主要以中-晚三疊世花崗閃長巖為主。

中-晚三疊世侵入巖分布在多寶山銅礦北及裸河水庫一帶，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，巖石類型主要為中細(xì)?；◢忛W長巖，前人在該巖體測得K-Ar年齡分別為249Ma、242Ma、235Ma、223Ma、232Ma，本次工作在花崗閃長巖巖體上取得一個(gè)年齡樣品，獲得一組諧和較好的鋯石U-Pb年齡238.9±1.4Ma。

2 巖石礦物特征

中細(xì)?；◢忛W長巖：巖石由斜長石60%、鉀長石15%~20%和石英20%組成。粒徑0.3mm~2.2mm，以細(xì)粒為主。斜長石：半自形粒狀，聚片雙晶、環(huán)帶構(gòu)造發(fā)育，常見沿著環(huán)帶或者晶面中心蝕變較強(qiáng)，鈉黝簾石化絹云母化，為更中長石。鉀長石：它形，晶面渾濁，主要為微斜長石，見格子狀雙晶發(fā)育。 石英：它形，無色，晶面干凈，波狀消光。副礦物：磷灰石。在深成巖Q-A-P實(shí)際礦物和標(biāo)準(zhǔn)礦物分類命名圖解中，樣品落入花崗閃長巖區(qū)，與巖石學(xué)定名相符。

人工重砂樣品分析結(jié)果顯示副礦物組合為鋯石、磷灰石、黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、榍石、綠黝簾石、褐簾石、角閃石、及赤褐鐵礦。

圖1 多寶山地區(qū)地質(zhì)簡圖

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 常量元素

根據(jù)中-晚三疊世侵入巖常量元素分析結(jié)果及其主要參數(shù)、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物可以看出以下特征：

圖2 花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

SiO2含量在65.36%~72.32%之間，平均69.69%，為酸性巖類；里特曼指數(shù)（σ）在1.77~2.94之間，為鈣堿性巖系；全堿(Na2O+K2O）=6.98%~8.11%，在（SiO2）-（Na2O+K2O）圖解中投影點(diǎn)全部落于亞堿性系列區(qū)；堿度率AR值為2.25~2.69，在堿度率圖解中，多數(shù)樣品落入鈣堿性區(qū)；在AFM圖解中落入鈣堿性區(qū)；在Al2O3=15.75%~17.06%，A／CNK=1.09~1.36多數(shù)樣品＞1.1，為過鋁質(zhì)花崗巖類巖石；Na2O/K2O ＞1，富鈉貧鉀，在SiO2- K2O圖解中落入中鉀區(qū)；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物磁鐵礦（mt）含量為1.07%~2.89%。

分異指數(shù)（DI）在81.66~90.11之間，表明巖漿分異結(jié)晶程度較高；巖石固結(jié)指數(shù)（SI）在1.53~5.78之間；長英指數(shù)（FL）介于74.9~92.58之間；鎂鐵指數(shù)（MF）介于82.56～93.55之間，說明巖漿酸性程度不高，分異演化作用不強(qiáng)。綜上，該期侵入巖屬中鉀、過鋁質(zhì)鈣堿性系列花崗巖，成因類型為I型。

3.2 稀土元素

根據(jù)稀土元素分析結(jié)果及特征參數(shù)表數(shù)據(jù)，中-晚三疊世侵入巖的稀土總量在63.91×10-6-159.53×10-6之間，平均為91.5×10-6，這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)低于世界上酸性巖的平均豐度值（288×10-6），輕重稀土比值在7.99-20.1之間，平均為15.42，根據(jù)（Ce/Yb）N＞1，稀土配分曲線右傾顯示輕、重稀土分餾明顯，屬輕稀土富集型，δEu在0.79-1.2之間，銪呈弱-無虧損，具弱-無異常，其中一個(gè)樣品出現(xiàn)弱的正異常，原因可能是該樣品采樣或數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)問題。曲線形態(tài)與地殼重融型花崗巖的稀土分配型式相類似?？傮w上稀土配分曲線具有較為一致的分布型式，反映它們是同期、同成因巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

3.3 微量元素

根據(jù)微量元素分析結(jié)果，從微量元素蛛網(wǎng)圖可看出，該時(shí)代侵入巖微量元素，Ba、K、Sr明顯富集，La富集不明顯，U、Nb、P、Ti明顯虧損，顯示鈣堿性巖漿中Nb、P、Ti三元素的特征。其中一個(gè)樣品明顯與其它樣品的曲線不一致，可能是該樣品的取樣或數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)問題導(dǎo)致。

4 同位素年齡

本次工作在花崗閃長巖巖體上取得一個(gè)年齡樣品，獲得一組諧和較好的鋯石U-Pb年齡（圖2）238.9±1.4Ma，從陰極發(fā)光電子圖像顯示鋯石多為自形-半自形粒狀，晶形完好度一般，晶棱與晶面相對(duì)清晰，可見自形生長紋、生長環(huán)帶。從分析結(jié)果可見Th/U大于0.4，顯示為巖漿鋯石特征，該組年齡基本代表了花崗閃長巖的結(jié)晶年齡，結(jié)合地質(zhì)關(guān)系，其時(shí)代確定為中-晚三疊世。

5 探討與結(jié)論

5.1 成因探討

中-晚三疊世侵入巖，ω（SiO2）含量為介于65.36-72.32%之間，A/CNK大于1，且CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)剛玉、磁鐵礦，推測其為“I”型花崗巖（Chappell和White 1974，1983），總體上看，該期花崗巖屬過鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石，成因類型為I型。

5.2 構(gòu)造環(huán)境探討

本期侵入巖屬過鋁質(zhì)亞堿性系列巖石，成因類型為I型。巖石地球化學(xué)特征及REE配分型式均顯示殼幔混源特點(diǎn)。結(jié)合其產(chǎn)出的地質(zhì)背景來看，該期侵入巖具有被動(dòng)侵位的特點(diǎn)。在構(gòu)造環(huán)境R1-R2圖解中樣點(diǎn)落入同碰撞期和碰撞后抬升區(qū)，在Nb-Y判別圖上，所有樣品均落入火山弧花崗巖（VAG）區(qū)加同碰撞花崗巖區(qū)（VAG+COLG），在Rb-Yb+Nb判別圖上，樣品落入火山弧花崗巖（VAG）區(qū)，說明該期巖石形成構(gòu)造環(huán)境與造山運(yùn)動(dòng)有關(guān)。在區(qū)域壓性—剪切應(yīng)力場的作用下，深大斷裂進(jìn)入活躍期，測區(qū)形成一套板塊碰撞前→碰撞后的抬升→同碰撞→造山后伸展的一個(gè)連續(xù)構(gòu)造的花崗質(zhì)侵入巖漿系列，其與島弧巖漿作用及陸—陸碰撞有關(guān)。在中晚三疊世地殼變薄拉張，中酸性巖漿侵入，形成本期花崗閃長巖巖體。

5.3 結(jié)論

（1）多寶山地區(qū)多寶山銅礦北花崗閃長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為238.9±1.4Ma，屬中-晚三疊世。

（2）巖石具有富鈉貧鉀（Na2O/K2O ＞1），過鋁質(zhì)（A／CNK=1.09-1.36），富鎂和鐵（MaO+Fe2O3+ FeO+TiO2＞2%）的特征，屬中鉀、過鋁質(zhì)鈣堿性系列花崗巖。

（3）該期花崗巖輕、重稀土分餾明顯，屬輕稀土富集型，銪呈弱-無虧損，具弱-無異常，其中一個(gè)樣品出現(xiàn)弱的正異常。曲線形態(tài)與地殼重融型花崗巖的稀土分配型式相類似。總體上稀土配分曲線具有較為一致的分布型式，反映它們是同期、同成因巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

（4）巖石地球化學(xué)特征及REE配分均顯示殼?；煸刺攸c(diǎn)。δ18O值分別為6.8和8.9，均小于10，顯示來自陸殼火成物質(zhì)部分熔融形成的I型花崗巖的特征。