張 森 ,寇林林 ,韓仁萍 ,劉桂香 ,龐文龍 ,呂俊超 ,譚紅艷
(1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,吉林長春130061;2.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心,遼寧沈陽110034;3.武警黃金部隊一支隊,黑龍江牡丹江157021)
近年在黑龍江鐵力-伊春地區(qū)發(fā)現(xiàn)了與中生代花崗巖有關(guān)的大型鉬礦床及鐵、鎢、銅、鉛、鋅等多金屬礦床、礦點(diǎn)近十幾處,礦床成因類型主要包括細(xì)脈浸染型鉬礦床和夕卡巖型鐵、鎢、銅、鉛、鋅等多金屬礦床[1].霍吉河鉬礦床產(chǎn)于花崗閃長巖巖體內(nèi),屬細(xì)脈浸染型鉬礦床.區(qū)內(nèi)出露的花崗巖巖石類型主要有花崗閃長巖和二長花崗巖,成礦與花崗閃長巖關(guān)系較為密切.在霍吉河鉬礦區(qū)西南的鹿鳴大型鉬礦床也屬于此類型礦床.筆者在前人研究基礎(chǔ)上,對霍吉河鉬礦床進(jìn)行了野外調(diào)查,選擇與成礦作用密切相關(guān)的花崗閃長巖進(jìn)行了測年研究工作,初步認(rèn)為成礦作用發(fā)生在燕山早期.
礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有二疊系五道嶺組中酸性火山巖、三疊系上統(tǒng)鳳山屯組火山巖和火山碎屑巖、白堊系下統(tǒng)光華組中酸性火山巖及第四系全新統(tǒng)松散堆積層.
區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡單,以近南北向的霍吉河南溝斷裂和構(gòu)造破碎帶為主.
礦區(qū)內(nèi)廣泛分布有晚三疊世—早侏羅世花崗巖,其巖石類型主要有花崗閃長巖和二長花崗巖,其中花崗閃長巖與鉬礦成礦關(guān)系密切.
含礦的花崗閃長巖體呈巖基狀產(chǎn)出,其內(nèi)出露有爆破角礫巖筒.巖筒略呈近南北向的橢圓型,長約600 m,寬約260 m,面積約為0.16 km2,產(chǎn)狀近于直立,分布于礦區(qū)的中心部位,組成的巖石類型為細(xì)粒二長花崗巖?魏玉明,等.黑龍江省遜克縣霍吉河鉬礦床勘探報.黑龍江第六地質(zhì)勘察院,2009..鉬礦體大多數(shù)呈環(huán)狀圍繞花崗閃長巖中的角礫巖筒分布,礦區(qū)邊部見晚白堊世福民河組酸性火山巖地層覆蓋花崗閃長巖.巖體內(nèi)見花崗細(xì)晶巖脈、鈉長斑巖脈和石英脈貫入.
霍吉河林場南溝斷裂(近南北向)將礦區(qū)分成東西2個含礦段(圖1).
圖1 霍吉河鉬礦床地質(zhì)略圖(據(jù)李林山等,2010,修改)Fig.1 Geological sketch map of the Huojihe molybdenum deposit(modified from LI Lin-shan et al.,2010)
西礦段為主要含礦段,大致呈南北走向,中部向西凸出形成一個弧形含礦段.主含礦段南北長1400 m,平均寬400 m.含礦段南北兩端明顯收斂,但尚未封閉.北含礦段走向 5~10°,南含礦段走向 300~310°,中間部位礦化連續(xù)性好,規(guī)模大,厚度穩(wěn)定.東礦段位于南溝的東側(cè),距西礦段中部600 m,含礦段走向320°.含礦段長800 m,寬300~400 m,南東端呈帚狀撒開寬達(dá)600 m.鉬礦體與含礦段走向基本一致?.
全礦區(qū)共圈出工業(yè)鉬礦體37條,低品位礦體27條.礦體傾向多為北東—東,傾角15~30°.西礦段共圈出13條工業(yè)礦體,低品位礦體11條,工業(yè)礦體兩側(cè)為低品位礦體,兩者沒有自然邊界,礦體界線均由樣品品位所界定.西礦段V號礦體為礦區(qū)的主礦體,其走向近南北,工程控制長度大于1300 m,地表寬度60~150 m,平均寬100 m.礦體南北兩端厚度變薄,趨于尖滅,但未封閉.傾向延深大于1100 m.該礦體總體呈較大的網(wǎng)脈狀透鏡體,平均厚度為107.23 m.累計垂厚一般70~100 m,最大累計垂厚298 m,平均累計垂厚128.46 m.西礦段其他主要礦體長度一般在200~880 m,傾斜延深200~350 m,平均厚度一般10~50 m.東礦段主要礦體長度一般在200~700 m,傾斜延深 150~660 m,平均厚度一般在 10~80 m[2].
礦化蝕變呈面型展布,分布范圍較大,按蝕變強(qiáng)度大致可分為弱鉀化石英-絹云母化帶,內(nèi)帶以鉀化、硅化、絹云母化為主,外帶以泥化為主.礦化主要見輝鉬礦化和黃鐵礦化,蝕變與礦化相互疊加.輝鉬礦化主要賦存在內(nèi)蝕變帶中,帶內(nèi)的蝕變特征礦物主要為石英和絹云母,其次是黑云母,伴有鉀長石、高嶺石、綠泥石和碳酸鹽化等.蝕變礦化強(qiáng)的部位,石英細(xì)網(wǎng)脈發(fā)育,脈寬多小于2 mm.硅化強(qiáng)烈部位,含鉬品位也相對偏高.含礦蝕變巖石普遍具有擠壓碎裂和網(wǎng)狀裂隙發(fā)育現(xiàn)象[2].
主要金屬礦物有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦、褐鐵礦及鉬華;脈石礦物主要為石英、鉀長石、斜長石、云母和螢石,還有少量絹云母、滑石、方解石、高嶺石等蝕變礦物.
鉬礦石可劃分為4種構(gòu)造類型:浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、團(tuán)窩狀構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造.輝鉬礦呈細(xì)脈浸染狀分布于花崗閃長巖巖石裂隙中.
關(guān)于伊春-延壽花崗巖帶時代歸屬問題,爭議較大,包括加里東中期(445~456 Ma,黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1986)、海西晚期[3]和晚三疊世—早侏羅世[4].從 20世紀(jì)80年代后期到90年代,隨著年齡測試技術(shù)的提高,許多學(xué)者在該區(qū)做了大量的測年工作,獲得花崗巖Rb-Sr等時線年齡值為186~231 Ma,屬晚三疊世—早侏羅世[5-10],其與黑龍江省最重要的鉛、鋅、銀、鐵、鎢、鉬等多金屬成礦有關(guān).區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的霍吉河鉬礦床、鹿鳴細(xì)脈浸染型鉬礦床(大型)、翠宏山夕卡巖型鐵多金屬礦床(大型)和鐵力二股銅鉛鋅、鐵礦床(中型)等,均與該期花崗巖有成因聯(lián)系[11].
在霍吉河鉬礦區(qū)內(nèi)的侵入巖主要有晚三疊世—早侏羅世花崗閃長巖和二長花崗巖.在礦區(qū)內(nèi)該期花崗巖類所占分布面積達(dá)85%,其中花崗閃長巖與鉬礦化關(guān)系密切.因此,花崗閃長巖是本次測年的主要對象.
花崗閃長巖呈巖基狀,地表出露面積3.88 km2.巖體構(gòu)造破碎和裂隙較發(fā)育,輝鉬礦呈細(xì)脈浸染狀分布于花崗閃長巖的裂隙中.巖石呈灰白—淺紅色,塊狀構(gòu)造,似班狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為半自形粒狀結(jié)構(gòu).礦物成分:斜長石45%~55%、石英25%~30%、鉀長石15%~25%、黑云母1%~3%、不透明礦物1%.斑晶為斜長石、黑云母、鉀長石:斜長石呈自形晶,長1~4 mm,可見環(huán)帶和聚片雙晶,為中長石,具絹云母化;黑云母片長約0.5~2 mm,分布不均勻;鉀長石呈板狀,長1~5 mm,為交代斑晶,其內(nèi)見石英、黑云母殘晶,并可見鉀長石和石英呈文象交生,鉀長石內(nèi)無鈉長石條紋.基質(zhì)為斜長石、石英、鉀長石、黑云母,其中長英質(zhì)礦物粒度為0.2~1 mm,多為他形.巖體中常伴隨二長花崗巖,與花崗閃長巖漸變過渡,兩者為同源同期巖漿分異產(chǎn)物.
圖2 與霍吉河鉬礦床成礦有關(guān)花崗閃長巖體地質(zhì)分布簡圖Fig.2 Location of the granodiorite related to the mineralization of Huojihe molybdenum deposit
本文定年樣品采自霍吉河礦區(qū)東礦段豎井口,具體位置為 48°30′53.4″N,128°57′20.5″E(圖 2),樣品巖性為黃鐵礦花崗閃長巖,樣品編號為Sx38-7,重量為6 kg.樣品制備在國土資源部沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實驗室完成,巖石經(jīng)顎式破碎機(jī)粉碎后用清水清洗、淘洗富集重礦物,采用磁選和電選技術(shù)獲取鋯石精礦,然后在雙目鏡下挑選出完整、透明和干凈(無包體)的鋯石顆粒作為測定對象,再將其固定在無色透明的環(huán)氧樹脂靶上研磨,使鋯石顆粒中心部位裸露.鋯石的陰極發(fā)光(CL)顯微照相使用中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所掃描電鏡實驗室的LEO1450VT型電子掃描顯微鏡完成.鋯石U-Pb同位素年齡分析在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實驗室利用LA-ICP-MS儀器分析完成.激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005,ICP-MS為Agilent 7500a.激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度,二者在進(jìn)入ICP之前通過一個T型接頭混合.在等離子體中心氣流(Ar+He)中加入了少量氮?dú)?,以提高儀器靈敏度、降低檢出限和改善分析精密度[12].實驗采用的激光器為193 nm ArF準(zhǔn)分子激光器,激光剝蝕斑束直徑為30 μm,鋯石年齡計算采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo),元素含量采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標(biāo),29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正.樣品的同位素比值及元素含量數(shù)據(jù)采用 ICPMSDataCal[13-14]完成,詳細(xì)的分析流程和原理見文獻(xiàn)[13-15].獲得的數(shù)據(jù)采用 Anderson[16]的方法進(jìn)行同位素比值校正,以扣除普通Pb的影響.鋯石加權(quán)平均年齡計算(采用207Pb/206Pb年齡,誤差為1σ)及諧和圖繪制采用 Isoplot/Ex_ver3[17]完成.
從160余粒鋯石中挑取25粒獲得有效年齡,其CL圖像可見圖3,樣品中鋯石多為長柱狀,自形晶,長100~200 μm,寬50~80 μm,內(nèi)部韻律式環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯,顯示其為巖漿成因鋯石.鋯石測年結(jié)果見表1,可見其Th/U比值0.41~0.77,可進(jìn)一步確定巖漿成因鋯石的特征.在鋯石年齡諧和圖上可見,24粒鋯石均落在諧和線上及其附近,只有Sx38-7-07測點(diǎn)因打在鋯石中心部位,年齡值偏高,在計算年齡時將其剔除.206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為190.3±2.4 Ma(共24個定年結(jié)果),MSWD 為 4.7(圖 4).
圖3 霍吉河鉬礦區(qū)花崗閃長巖(Sx37-8)樣品中鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 Cathodoluminescence(CL)images of zircons from the granodiorite in Huojihe molybdenum deposit
表1 霍吉河鉬礦區(qū)花崗閃長巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡數(shù)據(jù)Table 1 LA-ICPMS U-Pb ages of zircons from the granodiorite in Huojihe molybdenum deposit
霍吉河鉬礦床產(chǎn)于伊春-延壽花崗巖帶中北段早侏羅世花崗閃長巖巖體內(nèi),輝鉬礦呈細(xì)脈浸染狀賦存于花崗閃長巖的裂隙中,礦床成因類型為斑巖型.
與霍吉河鉬礦有關(guān)的花崗閃長巖的成巖時代問題,到目前為止沒有確切的年代學(xué)資料.近年,很多學(xué)者在小興安嶺地區(qū)做了大量的花崗巖測年工作,獲得晚花崗巖Rb-Sr等時線年齡值為186~231 Ma,屬晚三疊世—早侏羅世.這些花崗巖與鉬、銅、鐵、鎢、鉛、鋅等多金屬成礦有密切關(guān)系,該類花崗巖形成于碰撞向碰撞后轉(zhuǎn)變期,成巖成礦物質(zhì)為殼?;旌闲蛠碓?,成礦主要為高鉀鈣堿性二長花崗巖系列.在霍吉河鉬礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的花崗閃長巖和二長花崗巖密切共生,兩者呈漸變過渡,是同源巖漿的不同演化階段的產(chǎn)物.根據(jù)以往同位素測年結(jié)果及本次研究獲得的花崗巖形成年齡(190.3±2.4 Ma),并考慮到該礦床的斑巖型成因類型,認(rèn)為成巖及成礦時代為早侏羅世.
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