黑龍江省霍吉河鉬礦成礦特征及賦礦花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡

張 森 ，寇林林 ，韓仁萍 ，劉桂香 ，龐文龍 ，呂俊超 ，譚紅艷

（1.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061；2.沈陽地質礦產研究所/中國地質調查局沈陽地質調查中心，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-伊春地區發現了與中生代花崗巖有關的大型鉬礦床及鐵、鎢、銅、鉛、鋅等多金屬礦床、礦點近十幾處，礦床成因類型主要包括細脈浸染型鉬礦床和夕卡巖型鐵、鎢、銅、鉛、鋅等多金屬礦床［1］.霍吉河鉬礦床產于花崗閃長巖巖體內，屬細脈浸染型鉬礦床.區內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系較為密切.在霍吉河鉬礦區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上，對霍吉河鉬礦床進行了野外調查，選擇與成礦作用密切相關的花崗閃長巖進行了測年研究工作，初步認為成礦作用發生在燕山早期.

1 礦區地質特征

礦區內出露的地層主要有二疊系五道嶺組中酸性火山巖、三疊系上統鳳山屯組火山巖和火山碎屑巖、白堊系下統光華組中酸性火山巖及第四系全新統松散堆積層.

區內構造較為簡單，以近南北向的霍吉河南溝斷裂和構造破碎帶為主.

礦區內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系密切.

含礦的花崗閃長巖體呈巖基狀產出，其內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，產狀近于直立，分布于礦區的中心部位，組成的巖石類型為細粒二長花崗巖?魏玉明，等.黑龍江省遜克縣霍吉河鉬礦床勘探報.黑龍江第六地質勘察院，2009..鉬礦體大多數呈環狀圍繞花崗閃長巖中的角礫巖筒分布，礦區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.巖體內見花崗細晶巖脈、鈉長斑巖脈和石英脈貫入.

2 礦床成礦特征

霍吉河林場南溝斷裂（近南北向）將礦區分成東西2個含礦段（圖1）.

圖1 霍吉河鉬礦床地質略圖（據李林山等，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°，中間部位礦化連續性好，規模大，厚度穩定.東礦段位于南溝的東側，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600 m.鉬礦體與含礦段走向基本一致?.

全礦區共圈出工業鉬礦體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條工業礦體，低品位礦體11條，工業礦體兩側為低品位礦體，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，按蝕變強度大致可分為弱鉀化石英-絹云母化帶，內帶以鉀化、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蝕變帶中，帶內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.蝕變礦化強的部位，石英細網脈發育，脈寬多小于2 mm.硅化強烈部位，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狀裂隙發育現象［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種構造類型：浸染狀構造、細脈狀構造、團窩狀構造及角礫狀構造.輝鉬礦呈細脈浸染狀分布于花崗閃長巖巖石裂隙中.

3 賦礦花崗巖特征

關于伊春-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，黑龍江省地質礦產局，1986）、海西晚期［3］和晚三疊世—早侏羅世［4］.從 20世紀80年代后期到90年代，隨著年齡測試技術的提高，許多學者在該區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.區內已發現的霍吉河鉬礦床、鹿鳴細脈浸染型鉬礦床（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系［11］.

在霍吉河鉬礦區內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.在礦區內該期花崗巖類所占分布面積達85%，其中花崗閃長巖與鉬礦化關系密切.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.巖體構造破碎和裂隙較發育，輝鉬礦呈細脈浸染狀分布于花崗閃長巖的裂隙中.巖石呈灰白—淺紅色，塊狀構造，似班狀結構，基質為半自形粒狀結構.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，鉀長石內無鈉長石條紋.基質為斜長石、石英、鉀長石、黑云母，其中長英質礦物粒度為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物.

圖2 與霍吉河鉬礦床成礦有關花崗閃長巖體地質分布簡圖Fig.2 Location of the granodiorite related to the mineralization of Huojihe molybdenum deposit

4 賦礦花崗閃長巖體年代確定

4.1 樣品處理及分析方法

本文定年樣品采自霍吉河礦區東礦段豎井口，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礦產研究所實驗室完成，巖石經顎式破碎機粉碎后用清水清洗、淘洗富集重礦物，采用磁選和電選技術獲取鋯石精礦，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氧樹脂靶上研磨，使鋯石顆粒中心部位裸露.鋯石的陰極發光（CL）顯微照相使用中國科學院地質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大學（武漢）地質過程與礦產資源國家重點實驗室利用LA-ICP-MS儀器分析完成.激光剝蝕系統為GeoLas 2005，ICP-MS為Agilent 7500a.激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個T型接頭混合.在等離子體中心氣流（Ar+He）中加入了少量氮氣，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準鋯石91500作為外標，元素含量采用美國國家標準技術研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標，29Si作為內標元素進行校正.樣品的同位素比值及元素含量數據采用 ICPMSDataCal［13-14］完成，詳細的分析流程和原理見文獻［13-15］.獲得的數據采用 Anderson［16］的方法進行同位素比值校正，以扣除普通Pb的影響.鋯石加權平均年齡計算（采用207Pb/206Pb年齡，誤差為1σ）及諧和圖繪制采用 Isoplot/Ex_ver3［17］完成.

4.2 分析結果

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，內部韻律式環帶結構明顯，顯示其為巖漿成因鋯石.鋯石測年結果見表1，可見其Th/U比值0.41～0.77，可進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加權平均年齡值為190.3±2.4 Ma（共24個定年結果），MSWD 為 4.7（圖 4）.

圖3 霍吉河鉬礦區花崗閃長巖（Sx37-8）樣品中鋯石陰極發光圖像Fig.3 Cathodoluminescence（CL）images of zircons from the granodiorite in Huojihe molybdenum deposit

表1 霍吉河鉬礦區花崗閃長巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡數據Table 1 LA-ICPMS U-Pb ages of zircons from the granodiorite in Huojihe molybdenum deposit

5 結論

霍吉河鉬礦床產于伊春-延壽花崗巖帶中北段早侏羅世花崗閃長巖巖體內，輝鉬礦呈細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資料.近年，很多學者在小興安嶺地區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系，該類花崗巖形成于碰撞向碰撞后轉變期，成巖成礦物質為殼幔混合型來源，成礦主要為高鉀鈣堿性二長花崗巖系列.在霍吉河鉬礦區內與成礦有關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物.根據以往同位素測年結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，認為成巖及成礦時代為早侏羅世.

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