吉林東部汪清縣九三溝金礦區(qū)石英閃長玢巖U-Pb年代學(xué)和地球化學(xué)特征

張曉秋, 李碧樂

(1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 吉林 長春130026; 2.吉林省地質(zhì)勘查基金管理中心, 吉林 長春 130061)

吉林東部汪清縣九三溝金礦區(qū)石英閃長玢巖U-Pb年代學(xué)和地球化學(xué)特征

張曉秋1, 2, 李碧樂1*

(1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 吉林 長春130026; 2.吉林省地質(zhì)勘查基金管理中心, 吉林 長春 130061)

九三溝金礦區(qū)石英閃長玢巖在火山盆地內(nèi)呈脈狀或巖株?duì)町a(chǎn)出, 與金礦化空間上密切伴生。本文通過巖石地球化學(xué)和LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)研究, 討論了石英閃長玢巖的成因、源區(qū)和構(gòu)造背景, 厘定了成巖時(shí)代。研究表明, 九三溝石英閃長玢巖屬于鈣堿性、過鋁質(zhì)系列巖石, 富集大離子親石元素(Ba、Sr)、活潑的不相容元素 Th、U和輕稀土元素, 虧損高場強(qiáng)元素Ta、Nb、Ti和重稀土元素。巖石的Nb/Ta、La/Nb、Th/La比值都顯示其具殼源特征, 在Al2O3-MgO-FeOt和 R1-R2判別圖解上均表現(xiàn)為活動(dòng)大陸邊緣巖漿巖特征。石英閃長玢巖 LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡為 104.2±1.4 Ma, MSWD=0.17, 為早白堊世晚期(燕山晚期), 形成于太平洋板塊斜向俯沖引起的東亞大陸走滑伸展的構(gòu)造環(huán)境。而吉黑東部中生代淺成低溫?zé)嵋撼傻V作用與該期鈣堿性–堿性火山巖–淺成淺成侵位活動(dòng)密切相關(guān), 因此早白堊世晚期的火山機(jī)構(gòu)和淺成鈣堿性–堿性侵入體是吉黑東部中生代淺成低溫?zé)嵋旱恼业V目標(biāo)。

巖石地球化學(xué); 鋯石U-Pb測年; 石英閃長玢巖; 九三溝; 吉林東部

0 引 言

吉黑東部是我國淺成低溫?zé)嵋航?銅)礦床重要產(chǎn)區(qū)之一, 近年來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)該類型礦床, 顯示了巨大的成礦潛力。絕大部分礦床被認(rèn)定為低硫化型,如烏拉嘎金礦、東安金礦和三道彎子金礦等(陳靜, 2011), 而高硫化型礦床的報(bào)道很少, 相關(guān)研究明顯薄弱。九三溝金礦是吉林省境內(nèi)一處典型的高硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床(姚鳳良和孫豐月, 2006), 此前尚未開展過與成礦有關(guān)的火成巖巖石成因和構(gòu)造背景等方面的研究。本文選取九三溝金礦與成礦關(guān)系密切的石英閃長玢巖作為研究對象, 旨在探討巖石成因和成巖成礦構(gòu)造背景, 提升該金礦綜合研究程度, 并為吉黑東部燕山晚期大規(guī)模淺成低溫?zé)嵋撼傻V作用研究提供研究資料。

1 地質(zhì)概況

九三溝金礦位于延邊地區(qū)汪清縣, 大地構(gòu)造位置屬中國東北部陸緣, 天山–興蒙造山帶東端, 夾于華北地塊、興凱地塊和佳木斯地塊之間(圖1)。區(qū)域經(jīng)歷了古生代古亞洲洋演化、中生代古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。吉黑東部地區(qū)是我國濱太平洋帶重要的銅金礦化集中區(qū)之一, 已探明多處大中小型銅金礦床、礦點(diǎn)。本區(qū)發(fā)育火山巖、淺成侵入巖, 并且與成礦關(guān)系密切, 金礦床都產(chǎn)于晚侏羅世–早白堊世形成的火山盆地中(趙海等, 1987, 2008; 王曉勇, 2002; 圖2)。

1. 華北板塊; 2. 興安地塊; 3. 松嫩地塊; 4. 佳木斯地塊; 5. 增生雜巖帶; 6. 造山帶; 7. 中生代盆地; 8. 板塊縫合線; 9. 區(qū)域斷層; 10. 研究區(qū)位置。圖1　中國東北以及鄰區(qū)構(gòu)造單元(據(jù)周建波等, 2009)Fig.1 Structural units of Northeast China and the adjacent area

1. 古生代淺變質(zhì)巖; 2. 二疊紀(jì)石英閃長巖; 3. 晚二疊世花崗閃長巖; 4. 晚三疊世花崗閃長巖; 5. 早白堊世斜長花崗巖; 6. 中生代火山沉積巖; 7.新生代火山巖; 8. 斷層; 9. 礦床及編號: ① 九三溝金礦床; ② 杜荒嶺金礦床; ③ 小西南岔金礦床; ④ 農(nóng)坪金礦床; ⑤ 刺猬溝金礦床。圖2　延邊地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖(據(jù)孟慶麗等, 2001修改)Fig.2 Geological sketch map of the Yanbian area

九三溝金礦位于杜荒子–汪清中生代火山斷陷盆地的東部, 火山斷陷盆地主要受EW向和NW向構(gòu)造控制。金礦體產(chǎn)于近SN向次級斷裂破碎帶中。成礦后期由于NW向和NE向兩組斷裂活動(dòng), 使沿其侵入的花崗斑巖切截了金礦脈(圖3)。礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要是早白堊世金溝嶺組一套安山質(zhì)火山碎屑巖及熔巖。

礦區(qū)內(nèi)出露的侵入巖主要為燕山晚期與火山活動(dòng)相伴生的淺成侵入巖, 呈巖脈或小巖株?duì)町a(chǎn)出,主要巖石類型為細(xì)粒閃長巖、石英閃長玢巖、花崗斑巖等。其中賦礦的石英閃長玢巖呈巖株?duì)钋秩氲浇饻蠋X組火山巖中(圖 3)。

礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造主要有EW向、NE向和NW向三組(圖2、3), 分別控制著火山沉積盆地、淺成侵入巖和淺成小侵入體以及礦體的展布; 破碎蝕變帶內(nèi)發(fā)育數(shù)條近SN向斷裂, 為礦區(qū)主要的容礦斷裂。

1. 第四系; 2. 金溝嶺組; 3. 石英閃長玢巖; 4. 花崗斑巖; 5. 黃鐵絹英巖蝕變巖; 6. 金礦脈; 7. 蝕變帶范圍; 8. 斷裂。圖3　九三溝金礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.3 Geological sketch map of the Jiusangou gold deposit

目前在礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的礦脈有14條, 主要分布在石英閃長玢巖內(nèi)外接觸帶的構(gòu)造角礫巖帶中, 少量分布于金溝嶺組火山巖中(圖 3)。圍巖蝕變極為發(fā)育,但類型較簡單, 主要是由酸性、氧化性流體交代形成, 核部為遭受強(qiáng)烈酸淋濾的殘余多孔狀硅核(圖4a), 為主要的賦金部位。向外發(fā)育大面積的高嶺石化蝕變帶(圖 4b), 主要發(fā)育浸染狀自形黃鐵礦, 其次發(fā)育細(xì)脈狀和團(tuán)塊狀硫化物。蝕變帶內(nèi)可見不均勻分布的黃鐵絹英巖化和碳酸鹽化, 外圍發(fā)育綠簾石化帶, 分布范圍較廣。礦石礦物以黃鐵礦為主, 其次為黃銅礦、輝銅礦、閃鋅礦、毒砂、自然金等; 脈石礦物有高嶺石、石英、伊利石、絹云母、方解石、電氣石等。礦石結(jié)構(gòu)有自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代熔蝕結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、顯微脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

圖 4 殘余多孔狀硅核(a)和發(fā)育浸染狀黃鐵礦的高嶺石化蝕變巖(b)Fig.4 Residual and vesicular silicon core (a) and kaolinized rock with disseminated pyrite (b)

2 樣品和測試方法

九三溝金礦區(qū)的石英閃長玢巖, 侵入于金溝嶺組火山巖中, 呈巖株或巖脈狀產(chǎn)出, 出露最大的巖株?duì)顜r體面積為0.4 km2。巖石新鮮面呈灰白色, 斑狀結(jié)構(gòu)(斑晶占 30％～35％)、塊狀構(gòu)造; 斑晶以斜長石為主(90％±), 其次是角閃石和石英。斜長石呈半自形板狀, 局部發(fā)育熔蝕結(jié)構(gòu)。巖石普遍發(fā)育硅化、高嶺土化, 局部發(fā)育絹云母化和碳酸鹽化(圖5)。

2.1 鋯石U-Pb年代學(xué)分析

用于鋯石年齡測定的樣品采自九三溝礦床斜井的未蝕變的新鮮樣品, 鋯石的挑選在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室利用標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離技術(shù)分選完成。經(jīng)過雙目鏡下仔細(xì)挑選表面平整光潔且具不同長寬比例、不同柱錐面特征、不同顏色的鋯石顆粒, 用于制靶。在原位分析之前, 通過反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像詳細(xì)研究鋯石的晶體形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征, 以選擇同位素分析的最佳點(diǎn)。鋯石制靶、反射光、陰極發(fā)光以及鋯石 U-Pb年齡測定和微量元素分析均在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。本次測試采用的激光剝蝕束斑直徑為32 μm, 實(shí)驗(yàn)中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣。鋯石年齡采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石 91500作為外標(biāo), 元素含量采用NIST SRM610作為外標(biāo),29Si作為內(nèi)標(biāo)元素, 分析方法見Yuan et al. (2004); 同位素比值及元素含量計(jì)算采用ICP-MS-DATECAL程序(Liu et al., 2008, 2010), 年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot (Ludwing, 2003)。

2.2 巖石地球化學(xué)測試

樣品的主量和微量元素分析在廣東澳實(shí)分析測試(廣州)有限公司完成。主量元素測定采用 X熒光光譜法, 測試儀器為荷蘭生產(chǎn)的PANalytical Axios Adv pw2404熒光光譜儀(XRF), 檢出下線為0.01％。微量和稀土元素測試儀器為美國生產(chǎn)的 Perkin Elmer Elan 9000電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測得, 稀土元素含量測試誤差小于7％, 其余微量元素的誤差小于10％。

圖5　九三溝石英閃長玢巖手標(biāo)本照片(a)和鏡下照片(b)(+)Fig.5 Hand specimen photograph (a) and microphotograph (b) (+) of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

圖6　九三溝石英閃長玢巖鋯石CL圖像(a)和U-Pb年齡諧和圖(b)Fig.6 CL images (a) and U-Pb concordia diagram (b) of zircon grains from the Jiusangou quartz diorite porphyrite

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

九三溝石英閃長玢巖樣品的 CL圖像顯示鋯石顏色明亮, 形態(tài)以長柱狀為主, 部分短柱狀, 還有個(gè)別呈粒狀, 晶體內(nèi)部自形生長環(huán)帶明顯發(fā)育, 部分鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶, 晶面發(fā)育, 大部分兩側(cè)棱錐發(fā)育完好, 為典型的巖漿鋯石(圖6a)。樣品的測試結(jié)果見表 1。鋯石的 U和 Th含量分別介于 194.2× 106-～332.4×106-和92.8×106-～245.5×106-之間, Th/U比值為 0.48～0.83, 具有巖漿鋯石特征。13個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為 104.2±1.4 Ma, MSWD= 0.17(圖6b), 代表巖體侵位于早白堊世末(燕山晚期)。

表1　九三溝石英閃長玢巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

圖7　九三溝礦區(qū)石英閃長玢巖硅–堿 (a), FAM (b), K2O-SiO2 (c)和A/CNK-A/NK (d)圖解Fig.7 SiO2vs. Na2O+K2O (a), FAM (b), SiO2vs. K2O (c), and A/CNK vs. A/NK (d) diagrams of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

3.2 巖石地球化學(xué)特征

3.2.1 主量元素

樣品SiO2=60.84％～62.23％, MgO=2.37％～2.78％, Mg#=0.37～0.44, 平均 0.42, Al2O3=15.18％～16.01％, K2O+Na2O=4.07％～5.16％, K2O/Na2O=0.13％～0.33％(表2)。在硅–堿圖解和FAM圖(圖7a、b)中, 樣品全部落入鈣堿性系列區(qū)域。在SiO2-K2O圖解(圖7c)上,樣品落入低鉀拉斑玄武巖–鈣堿性巖區(qū)域。A/CNK=0.97～1.24, 在 A/CNK-A/NK圖解(圖 7d)中, 落入準(zhǔn)鋁質(zhì)–弱過鋁質(zhì)巖石區(qū)域。

3.2.2 微量元素

樣品的稀土總量ΣREE=73.83×10–6～91.11×10–6,重稀土總量 HREE與輕稀土總量 LREE分別為7.13×10–6～8.37×10–6和65.83×10–6～83.17×10–6(表2),稀土元素配分曲線顯示為富集 LREE、虧損 HREE的右傾型(圖8a), 輕重稀土元素分餾明顯((La/Yb)N= 10.67～13.49)。樣品具微弱Eu正異常(δEu=1.02～1.11),指示巖漿源區(qū)中的斜長石或已經(jīng)全部熔融(林博磊和李碧樂, 2013)。

樣品的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖8b), 富集大離子親石元素(Ba、Sr)和Th、U等活潑的不相容元素, 而高場強(qiáng)元素(Ta、Nb、Ti)則相對虧損。P、Ti的虧損可能受到了磷灰石、鈦鐵礦等礦物分離結(jié)晶作用的影響。

圖8　九三溝礦區(qū)石英閃長玢巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b) (標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

4 巖石成因和巖漿源區(qū)

九三溝金礦區(qū)石英閃長玢巖具有如下地球化學(xué)特征: SiO2≥56％、Al2O3≥15％、MgO<3％, 高 Sr (Sr>400×10–6), 低Y (Y<18×10–6)和Yb(≤1.90×10–6),無明顯的Eu異常, 與產(chǎn)于島弧地區(qū)的埃達(dá)克巖的地球化學(xué)屬性極為相似。在Sr/Y-Y和(La/Yb)N-YbN圖解(圖 9)中, 樣品均落入埃達(dá)克巖區(qū)域內(nèi), 顯示其具有埃達(dá)克巖的地球化學(xué)屬性。

圖9　九三溝石英閃長玢巖Sr/Y-Y (a, 據(jù)Defant and Drummond, 1990)和(La/Yb)N-YbN(b, 據(jù)Defant and Drummond, 1990)圖解Fig.9 Sr/Y vs. Y (a) and (La/Yb)Nvs. YbN(b) diagrams of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

表2　九三溝礦區(qū)石英閃長玢巖主量元素(％)和微量元素含量(×10–6)Table 2 Contents of major (％) and trace elements (×10–6) of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

樣品微量元素具有富集大離子親石元素(如Ba、Sr)和活潑的不相容元素(如 U、Th), 相對虧損高場強(qiáng)元素(如Nb、Ta、Ti、P)的特征, 與島弧或活動(dòng)大陸邊緣巖漿的特征相吻合(聞爽等, 2013)。樣品顯示出明顯的Ta、Nb、Ti的虧損, 其原因一般被認(rèn)為是(1)巖漿源區(qū)熔融過程中殘留有金紅石等富集高場強(qiáng)元素的礦物(Ionov et al., 1999); (2)與俯沖流體交代作用有關(guān)(Gill, 1981); (3)巖漿來源于地殼或巖漿演化的過程中陸殼物質(zhì)的混染作用(Jahn et al., 1999)。

金紅石為明顯富集Nb、Ta元素的礦物, 如果巖漿源區(qū)形成時(shí)有金紅石的殘留, 同時(shí)也會(huì)造成 Zr、Hf等高場強(qiáng)元素的明顯虧損, 然而巖石樣品雖然具有較低的 Nb(4.6×10–6～4.8×10–6)和 Ta(0.4×10–6), 但并沒有Zr、Hf等的虧損。所以樣品中的高場強(qiáng)元素虧損的特征不能用巖漿源區(qū)有富集高場強(qiáng)元素礦物(如金紅石)的殘留來解釋。

Ba是俯沖帶流體中非常富集的指示元素, 高Ba/Th比值(>300)一般指示俯沖帶流體對巖漿源區(qū)的貢獻(xiàn)比較顯著(Devine, 1995)。樣品 Ba/Th為33.38～85.43, 平均50.56, 反映俯沖帶流體對巖漿源區(qū)影響不明顯。

Nb、Ta由于性質(zhì)相近, Nb/Ta比值在巖漿分異中不會(huì)造成較大的分異, 可以指示巖漿源區(qū)特征及演化過程。一般來說, 幔源巖漿的Nb/Ta比值為17.5±2,而殼源巖漿的Nb/Ta比值為11～12(Green, 1995)。巖石樣品的 Nb/Ta 比值為 11.5～12.0, 平均值為 11.7,總體低于地幔平均值, 與地殼平均值近一致, 顯示巖漿主體的殼源特點(diǎn)。此外, La/Nb比值為3.5～4.5、Th/Nb比值為1.43～1.49、Th/La比值為0.33～0.41, 均反映了巖漿的主體為殼源特點(diǎn)(大陸地殼和原始地幔的平均值: La/Nb分別為2.2和0.94, Th/Nb分別為0.44和0.177, Th/La分別為0.204和0.125; Saunders et al., 1988; Weaver, 1991)。

張旗等(2009)認(rèn)為埃達(dá)克巖可以產(chǎn)于板塊消減帶, 也可以產(chǎn)于下地殼底部。根據(jù)以上分析, 認(rèn)為本區(qū)具埃達(dá)克巖性質(zhì)的石英閃長玢巖主要是下地殼部分熔融的產(chǎn)物。

5 構(gòu)造背景

在La/Nb-Ba/Nb圖解上落入火山弧區(qū)域(圖10), 在 Al2O3-MgO-FeOt圖解上(圖 11a), 樣品均落入活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域, 顯示九三溝石英閃長玢巖具有活動(dòng)大陸邊緣特征。由于巖石樣品 SiO2為 60.84％～ 62.23％, 含量接近酸性巖, 因此也適用于花崗巖 R1-R2判別圖解。在R1-R2判別圖解上, 樣品落入板塊碰撞前區(qū)域, 顯示出其活動(dòng)大陸邊緣的環(huán)境(圖 11)。Zr/Y= 10.4～13.8, 平均值為 11.9, 樣品介于大陸邊緣安山巖的范圍之內(nèi)(Zr/Y=4.00～12.00, Condie, 1989) , 顯示出活動(dòng)大陸邊緣的特性。La/Nb=3.5～4.5, 平均值為 4.1, 據(jù)Salters and Hart (1991)在活動(dòng)大陸邊緣區(qū), La/Nb比值高(>2) 是普遍可見的現(xiàn)象。

自中生代以來, 吉黑東部地區(qū)的構(gòu)造格局由古亞洲洋構(gòu)造域的 EW 向逐漸轉(zhuǎn)換為環(huán)太平洋構(gòu)造域的NE-NNE向。縱觀整個(gè)中國大陸, 由侏羅紀(jì)時(shí)強(qiáng)烈的南北分異變?yōu)榘讏准o(jì)時(shí)的東西分異的根本原因是亞洲大陸雛形和早白堊世 NE走向的巨大剪切帶的出現(xiàn)(吳根耀, 2006)。

圖 10 九三溝礦區(qū)石英閃長玢巖 La/Nb-Ba/Nb圖解(據(jù)紀(jì)偉強(qiáng), 2004)Fig.10 La/Nb vs. Ba/Nb diagram of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

圖11　九三溝石英閃長玢巖判別圖解Al2O3-MgO-FeOt (a)和R1-R2 (b)Fig.11 Al2O3-MgO-FeOt(a)和R1vs. R2(b) diagrams of the Jiusangou quartz diorite porphyrite

根據(jù)Engebretson et al. (1985)、Maruyama and Seno (1986)對太平洋地區(qū)板塊相對運(yùn)動(dòng)的研究, 110 ～100 Ma期間是太平洋板塊俯沖方向變化的轉(zhuǎn)換時(shí)期。這一時(shí)期的高斜度俯沖在日本東北及遠(yuǎn)東東部甚至出現(xiàn)無俯沖的轉(zhuǎn)換邊緣(朱光等, 2004)。此時(shí)的太平洋南部沒有消減帶, 這就迫使古太平洋板塊以兩倍的擴(kuò)張速度快速地向 NNW 方向運(yùn)動(dòng), 消減于亞洲大陸邊緣北東向的琉球島弧之下(環(huán)文林和時(shí)振梁, 1982)。同時(shí), 由于受到太平洋板塊向北運(yùn)動(dòng)的牽制, 致使東亞大陸遭受到強(qiáng)烈的NNE向的左旋剪切作用。

朱光等(1995)提出郯廬斷裂帶南段大規(guī)模左行平移的冷卻年齡為 99±2 Ma, 即早白堊世末期, 并推測郯廬斷裂帶的左行平移發(fā)生在 110～130 Ma之間。近年研究結(jié)果顯示, 白堊紀(jì)的地球動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的變換具有南早北晚的趨勢(吳根耀, 2006), 東北地區(qū)的左旋剪切作用可能稍晚于南部地區(qū)。

中國東部中生代巖漿巖分布寬度巨大(>1000 km),眾多研究者對太平洋俯沖波及范圍提出質(zhì)疑。近年來研究表明隨著俯沖洋殼年齡的變新, 板塊的俯沖角度會(huì)逐漸變小, 導(dǎo)致所形成的巖漿弧逐漸向大陸板塊內(nèi)部延伸(Busby, 2004; Barbarin, 2005), 大洋板塊可以深俯沖到660 km的地幔過渡帶(Zhao et al., 2007; Maruyama et al., 2007)。對于中國東部而言, 太平洋板塊俯沖的影響更多表現(xiàn)在其遠(yuǎn)程效應(yīng), 即強(qiáng)烈俯沖擠壓導(dǎo)致遠(yuǎn)離海溝一側(cè)大陸的伸展或走滑伸展。東北地區(qū)的淺成低溫?zé)嵋旱V床環(huán)繞松遼盆地分布,松遼盆地基底火山巖的形成年代為晚侏羅世–早白堊世, 在時(shí)間上與古太平洋板塊斜向俯沖消減的動(dòng)力學(xué)背景相匹配(閆全人等, 2002)。從松遼盆地周邊已有的與淺成低溫?zé)嵋旱V床成礦有關(guān)的淺成侵入巖年齡來看, 主要集中于150～90 Ma, 為中晚侏羅世–早白堊世(祁進(jìn)平和陳衍景, 2005)。王永彬等(2012)對與黑龍江省烏拉嘎金礦空間關(guān)系密切的葡萄溝巖體和其南部的含礦巖枝進(jìn)行了鋯石U-Pb測年, 其成巖年齡分別為108.2±1.2 Ma和106±1.1 Ma, 并推斷成礦時(shí)代為早白堊世晚期; 陳靜和孫豐月(2010)獲得黑龍江三道彎子金礦床與成礦有關(guān)的閃長玢巖脈鋯石U-Pb年齡為112.2±1.0 Ma; 馬芳芳等(2012)獲得黑龍江東安金礦與成礦空間關(guān)系密切的的的的流紋斑巖鋯石U-Pb年齡為109.6±1.7 Ma, 代表成礦年齡的蝕變冰長石Ar-Ar年齡為105.1±0.7 Ma, 二者年齡接近, 暗示二者密切的成因聯(lián)系。

小西南岔銅金礦床與成礦有關(guān)的花崗雜巖體的鋯U-Pb 年齡為112～104 Ma, 早成礦階段形成的輝鉬礦 Re-Os 等時(shí)線年齡為111.1±3.1 Ma; 農(nóng)坪銅金礦床與成礦有關(guān)的黑云母花崗閃長斑巖鋯石 U-Pb測年結(jié)果為100.04±0.88 Ma(孫景貴等, 2008)。以上礦床均發(fā)育于延邊晚侏羅世–早白堊世火山盆地中,與九三溝金礦床成礦時(shí)代一致, 空間上相鄰, 它們均受控于太平洋板塊斜向俯沖引起的東亞大陸走滑伸展的構(gòu)造背景。

綜合分析認(rèn)為, 吉黑東部中生代淺成低溫成礦作用集中爆發(fā)在早白堊世晚期, 與該期大規(guī)模的鈣堿性和偏堿性的火山–淺成侵位活動(dòng)關(guān)系密切。受控于區(qū)域性深大斷裂、發(fā)育于斷陷盆地邊界附近的早白堊世晚期火山機(jī)構(gòu)、鈣堿性–堿性淺成侵入體是吉黑東部淺成低溫?zé)嵋旱V床的找礦目標(biāo)。

6 結(jié) 論

(1) 九三溝石英閃長玢巖屬于鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)–弱過鋁質(zhì)系列巖石, 巖石化學(xué)特征與埃達(dá)克巖的地球化學(xué)屬性相似, 根據(jù)微量元素特征判別其為下地殼部分熔融的產(chǎn)物。

(2) 九三溝石英閃長玢巖成巖年齡為 104.2± 1.4 Ma, 巖石地球化學(xué)特征顯示為活動(dòng)大陸邊緣巖漿特征, 形成于燕山晚期太平洋板塊斜向俯沖引起的東亞大陸走滑伸展的構(gòu)造環(huán)境。

(3) 淺成低溫?zé)嵋撼傻V作用發(fā)生在火山機(jī)構(gòu)演化晚期, 早白堊世晚期火山機(jī)構(gòu)和淺成鈣堿性–堿性侵入體是吉黑東部淺成低溫?zé)嵋旱V床的找礦目標(biāo)。

致謝： 感謝汪清華鑫礦業(yè)王超副總經(jīng)理在野外地質(zhì)工作時(shí)的鼎力相助。同時(shí)十分感謝中國地質(zhì)大學(xué)(北京)劉家軍教授和匿名審稿人對稿件提出的修改意見, 使作者受益匪淺, 特表謝忱！

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Zircon U-Pb Age and Geochemistry of Quartz Diorite Porphyrite in the Jiusangou Gold Deposit, Wangqing, Eastern Jilin Province

ZHANG Xiaoqiu1, 2and LI Bile1*
(1. College of Eath Sciences, Jilin University, Changchun 130026, Jilin, China; 2. Jilin Provincial Geological Exploration Fund Management Center, Changchun 130061, Jilin, China)

The quartz diorite porphyrite in the Jiusangou gold deposit, which is closely associated with mineralization, occurs as dyke or stock in a volcanic basin. Based on the studies of geochemistry, LA-ICP-MS zircon U-Pb age, this paper mainly discusses the age, petrogenesis, source, and tectonic setting of the porphyrite. It was shown that the Jiusangou quartz diorite porphyrite belongs to calc-alkaline and metaluminous-weakly peraluminous series, and is enriched in LILE (such as Ba、Sr), incompatible elements (such as Th, U), LREE, and depleted in HFSE (such as Nb, Ta, Ti, P) and HREE. Nb/Ta, La/Nb, Th/La ratios and diagram of La/Nb vs. Ba/Nb suggest that the quartz diorite porphyrite was mainly derived from the crust. In the Al2O3-MgO-FeOtdiagram and R1vs. R2diagram, the quartz diorite porphyrite is characterized by arc-type active continental affinity. LA-ICP-MS zircon U-Pb of the quartz diorite porphyrite yielded weighted average age of 104.2±1.4 Ma (MSWD=0.17) and concordant age of 103.7±0.6 Ma (MSWD=4.4), which is of Late Yanshania (late of Early Cretaceous). It was argued that the mineralization occurred in the slip-extensional environment in the East Asian continent that was caused by the oblique subduction of the Pacific plate during the Late Yanshanian. The volcanic edifices and small scale hypabyssal calc-alkaline and alkaline intrusive bodies, which were generated in the continental arc extensional setting in the late of Early Cretaceous, are the main targets for the prospecting of epithermal deposits in the east Jilin-Heilongjiang province.

geochemistry; LA-ICP-MS zircon U-Pb dating; quartz diorite porphyrite; Jiusangou; eastern Jilin

P597; P595

A

1001-1552(2016)03-0603-011

2013-08-08; 改回日期: 2013-11-01
項(xiàng)目資助: 中國地質(zhì)調(diào)查局計(jì)劃項(xiàng)目(資[2011]02-36-06)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272093)和吉林省科技發(fā)展計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(20100445)聯(lián)合資助。

張曉秋(1987–), 男, 碩士研究生, 礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)。Email: chinant@sina.cn

李碧樂(1965–), 男, 教授, 主要從事內(nèi)生礦床成礦理論及預(yù)測的教學(xué)及研究工作。Email: lbl66@sina.com