吉林小紅石砬子礦床賦礦地層形成時代及其地質(zhì)意義

李 勇，任云生，陳 聰，郝宇杰，孫 琦

(吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061)

吉林小紅石砬子礦床賦礦地層形成時代及其地質(zhì)意義

李 勇，任云生，陳 聰，郝宇杰，孫 琦

(吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061)

小紅石砬子鉛鋅礦床在大地構(gòu)造位置處于華北板塊北緣東段。礦區(qū)出露地層為一套中酸性火山巖，通過鋯石U-Pb定年確定賦礦巖石安山質(zhì)凝灰?guī)r的形成時代為(227.1±2.1)Ma，與吉林中部地區(qū)晚三疊世火山事件相對應(yīng)；該礦床的成巖與成礦與晚三疊世火山事件密切相關(guān)。

U-Pb定年；賦礦地層；鉛鋅礦床

吉林省地處中國東北部，礦產(chǎn)資源種類多樣，但銅、鉛、鋅 等礦產(chǎn)資源較為欠缺。近年來在吉林省發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦床主要為矽卡巖礦床、火山一沉積變質(zhì)礦床、沉積變質(zhì)一巖漿熱液疊加礦床、沉積一巖漿熱液疊加礦床、火山熱液礦床、巖漿熱液礦床以及變質(zhì)一熱液礦床等7種類型[1]。前人對小紅石砬子鉛鋅礦床的成因類型依然存在爭議。本文通過鋯石U-Pb定年確定賦礦地層的成巖時代，為進(jìn)一步確定該礦床的成因類型提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)

1.1 區(qū)域地質(zhì)

小紅石砬子鉛鋅礦床位于吉林省磐石市，大地構(gòu)造位置處于華北板塊北緣東段，區(qū)域地層從古生代至新生代均有出露，大面積分布的主要為上古生界二疊系下統(tǒng)的壽山溝組、大河深組的一套海相火山一沉積建造，區(qū)域上火山活動頻繁強(qiáng)烈，晚古生代一海相火山噴發(fā)—沉積，表現(xiàn)為有火山角礫、火山碎屑物和正常沉積形成的沉積巖建造。中生代強(qiáng)烈噴發(fā)為主，形成北西向展布的火山盆地。

1.2 礦床地質(zhì)

礦區(qū)出露地層為一套中酸性火山巖，巖性主要為流紋質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山角礫巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖和灰?guī)r等，其中安山質(zhì)凝灰?guī)r以及英安質(zhì)凝灰?guī)r為主要的賦礦巖石；礦區(qū)內(nèi)發(fā)育花崗斑巖、閃長玢巖、細(xì)粒閃長巖、石英閃長巖和等各類脈巖。根據(jù)礦體可分為似層狀礦體以及脈狀礦體。礦石常見脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造以及塊狀構(gòu)造。礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦以及黃銅礦。圍巖蝕變以硅化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化和碳酸鹽化為主。

2 實(shí)驗(yàn)樣品及實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品

本次用于測年的安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r樣品采集于小紅石砬子鉛鋅礦床西風(fēng)井370-9線，采樣位置為東經(jīng)126(°)11.122(′)，北緯43(°)02.949(′)。巖石樣品新鮮，具有晶屑凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由晶屑和火山灰組成。巖晶屑主要以斜長石和黑云母為主。斜長石表面可見絹云母化，含量大約占40%左右；黑云母呈片狀分布，局部蝕變成綠簾石，黑云母粒度含量大約占15%；巖石中石英較少，不足5%；以上晶屑被火山灰膠結(jié)，含量大約占40%左右。

2.2 分析方法

在河北省廊坊市誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成了鋯石單礦物的挑選、樣品的制靶和反射光、透射光照相以及鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像。鋯石U-Th-Pb同位素測試及鋯石微量元素分析在吉林大學(xué)東北亞礦產(chǎn)資源評價國土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)室使用COMPExPro型193 nm ArF準(zhǔn)分子激光器，束斑直徑32 mm；每測定6個樣品點(diǎn)測定一個鋯石91500和一個NIST610，年齡計(jì)算以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)進(jìn)行同位素比值分餾校正，元素濃度計(jì)算采用NIST610作外標(biāo)，Si作內(nèi)標(biāo)，同位素比值及年齡誤差均為1σ。其具體試驗(yàn)測定過程可參見文獻(xiàn)[2]。鋯石同位素?cái)?shù)據(jù)相關(guān)處理用Glitter 4.0完成，運(yùn)用Anderson進(jìn)行普通鉛校正[3]，運(yùn)用Isoplot 3.0計(jì)算鋯石加權(quán)平均值，并繪制鋯石U-Pb年齡諧和圖。測試結(jié)果見圖1。

圖1 安山質(zhì)凝灰?guī)r中鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡諧和圖及加權(quán)平均年

3 分析結(jié)果

鋯石CL圖象(圖1)顯示安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中的鋯石結(jié)晶較好，多成長柱狀或短柱狀，表面光潔，鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰育明顯的震蕩生長環(huán)帶，Th、U含量較高，其中Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.52×10-6～275.49×10-6，平均值為156.97×10-6，U質(zhì)量分?jǐn)?shù)為178.18×10-6～879.43×10-6，平均值為334.37×10-6，Th/U值亦較高，平均值為0.46，表明其為典型的巖漿鋯石[4]。206Pb/238U的年齡值可大致分為兩組，其中測點(diǎn)23的年齡值為(271±6)Ma，該年齡值代表了安山質(zhì)凝灰?guī)r中捕獲鋯石的年齡，表明該區(qū)在二疊世存在巖漿作用；其余測點(diǎn)年齡值介于(219±5)Ma～(236±6)Ma之間，206Pb/238U的加權(quán)平均年齡為(227.1±2.1)Ma(圖1)，代表了該礦床賦礦圍巖安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r的形成時代，為晚三疊世。

4 討 論

鋯石U-Pb測年結(jié)果表明，小紅石砬子鉛鋅礦床的賦礦巖石安山質(zhì)凝灰?guī)r的成巖年齡(227.1±2.1)Ma，形成于晚三疊世。前人認(rèn)為小紅石砬子鉛鋅礦床的賦礦地層應(yīng)歸屬于晚古生代大河深組[5-6]。然而，本次獲得的安山質(zhì)凝灰?guī)r樣品的年齡與大河深組火山巖的年齡相差甚遠(yuǎn)[7]。因此，本文認(rèn)為，小紅石砬子鉛鋅礦床賦礦圍巖是否屬于大河深組，值得進(jìn)一步研究。就整個東北地區(qū)而言，晚三疊世地層并不發(fā)育，但是隨著測年技術(shù)的發(fā)展，近年來已在吉林中部地區(qū)發(fā)現(xiàn)多處晚三疊世火山事件(星星哨火山事件、官馬火山事件以及西土山火山事件)[8]。小紅石砬子鉛鋅礦床的賦礦圍巖可能與吉林中部以上火山事件形成于相同的構(gòu)造背景下并且形成于同一時代。在東北已發(fā)現(xiàn)較多與中生代火山巖—次火山巖有關(guān)的多金屬礦床[9]，因此本文認(rèn)為該礦床的成巖與成礦與晚三疊世火山事件密切相關(guān)。

5 結(jié) 論

小紅石砬子鉛鋅礦床的賦礦圍巖安山質(zhì)凝灰?guī)r的成巖年齡為(227.1±2.1)Ma，形成于晚三疊世，與吉林中部地區(qū)晚三疊世火山事件相對應(yīng)；該礦床的成巖與成礦與晚三疊世火山事件密切相關(guān)。

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Formation Age & Geological Significance of Ore-hosting Strata in Xiaohongshilazi Deposit in Jilin

LI Yong, REN Yunsheng, CHEN Cong, HAO Yujie, SUN Qi

(CollegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun,Jilin130061,China)

Xiaohongshilazi depositi is located in the accretion zone of northern margin of North China Block. The exposed strata in the deposit is a set of intermediate acid volcanic rocks. Zircon U-Pb dating shows that the formation age of andesitic tuff (the ore-hosting strata) is (227.1±2.1)Ma, that is correspond to the late triassic volcanic events. The diagenesis and mineralization of the deposit will be closely related to the late triassic volcanic events.

U-Pb dating; Ore-hosting strata; Pb-Zn deposit

2017-03-15

吉林省自然科學(xué)基金(20170101084JC)

李勇(1989-)，男，重慶永州人，在讀碩士研究生，研究方向：礦產(chǎn)普查與勘探，手機(jī)：18844169716，E-mail：1461267200@qq.com.

P618.13

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.03.022