吉林中部地區(qū)鉬礦Re-Os同位素年代學(xué)及其地質(zhì)意義

周 凱，程 雙，楊曉林，李曉菲，李 想，于宏斌

吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130022

0 引言

吉林省是鉬礦大省，尤其吉林中部地區(qū)更是鉬礦集中區(qū)。目前已發(fā)現(xiàn)的大中型鉬礦床有大黑山超大型鉬礦、季德屯大型鉬礦、大石河大型鉬礦等，還有一些中小型鉬礦床，鉬金屬資源儲(chǔ)量超過(guò)150萬(wàn)噸。礦床成因類型較復(fù)雜，主要有斑巖型、隱爆角礫巖型、高溫?zé)嵋菏⒚}型等，但總的來(lái)看，都是中生代以來(lái)高-中溫?zé)嵋撼傻V。前人對(duì)該地區(qū)的礦床特征[1]、礦床流體包裹體[2-3]、礦床成礦時(shí)代[4-6]作了大量研究工作，綜合分析其研究程度較高。為了進(jìn)一步研究吉中地區(qū)鉬礦成礦時(shí)代和成礦構(gòu)造環(huán)境等問(wèn)題，本文利用輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)年，對(duì)吉林中部地區(qū)的大石河鉬礦、大黑山鉬礦、大冰湖溝鉬礦、新安屯鉬礦進(jìn)行系統(tǒng)研究探討，以期對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)及區(qū)域礦產(chǎn)資源勘查起到一定的幫助作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

吉中地區(qū)處于中亞造山帶東段，受古亞洲構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域疊加作用，巖漿活動(dòng)、地質(zhì)構(gòu)造十分發(fā)育，既有古亞洲洋演化特征，又有濱太平洋造山帶所疊加的特點(diǎn)[7-11]。

吉中地區(qū)處于依—舒地塹和敦—密斷裂帶之間，這兩大斷裂是多期次、多性質(zhì)[12]的深大斷裂[13]，也是吉林省大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐值闹匾刭|(zhì)構(gòu)造形跡。地層為新元古代地層和晚二疊世上疊坳陷盆地的海—陸交互相地層。新元古代地層是一套變質(zhì)砂巖、黑云片巖、二云片巖、石榴石二云片巖為主的低級(jí)變質(zhì)的正常碎屑沉積；晚二疊世地層是一套正常碎屑沉積的粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖。巖漿巖主要有華力西晚期的大玉山巖體，SHRIMP年齡248 Ma[14]，巖性為二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖；天崗巖體，SHRIMP年齡248 Ma（孫德有，2004未刊），巖性為中粒角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、中粒角閃石花崗閃長(zhǎng)巖；該期花崗巖與鉬礦成礦關(guān)系不大。燕山期花崗巖主要有白石山巖體，LA-ICP-MS年齡(187±4) Ma（孫德有，2004未刊），巖性為中細(xì)粒角閃石花崗閃長(zhǎng)巖；新安屯巖體，K-Ar全巖年齡(192.6±7.1) Ma（吉林省區(qū)調(diào)所，2008未刊），巖性為中粒、中粗?；◢忛W長(zhǎng)巖。拉法山巖體，U-Pb等時(shí)線年齡199.67 Ma①吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所.1/5萬(wàn)新站鎮(zhèn)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查說(shuō)明書(shū)[R].長(zhǎng)春：吉林省地質(zhì)資料館，1994．，巖性為中粒晶洞堿長(zhǎng)花崗巖、中粒正長(zhǎng)花崗巖，巖石成因類型為A型花崗巖。該期花崗巖與鉬礦成礦關(guān)系比較密切。

2 樣品采集和分析方法

針對(duì)不同成因類型的鉬礦床，采取主成礦期具有代表意義的輝鉬礦。大石河輝鉬礦樣品采自地層中石英脈，輝鉬礦呈團(tuán)斑狀分布；大黑山輝鉬礦樣品取自呈浸染狀分布在花崗斑巖中的鉬礦石；大冰湖溝輝鉬礦樣品采自呈致密浸染狀分布在不等?；◢忛W長(zhǎng)巖中的鉬礦石；新安屯輝鉬礦樣品取自呈團(tuán)斑狀分布在石英脈中的鉬礦石。所有采集的輝鉬礦樣品均粉碎，挑選出無(wú)污染、無(wú)氧化、高純度的輝鉬礦樣品送到北京國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)試。本次四個(gè)輝鉬礦樣品的處理流程和質(zhì)譜測(cè)定技術(shù)流程見(jiàn)文獻(xiàn)[15-18]。

3 分析結(jié)果

經(jīng)過(guò)測(cè)試，獲得大石河鉬礦、大黑山鉬礦、大冰湖溝鉬礦、新安屯鉬礦輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡分別為（185.6±2.7）Ma、（169.8±2.4）Ma 、（192.4±3.0）Ma 、（195.7±3.1）Ma ，形成時(shí)代為燕山早期，其Re-Os同位素分析結(jié)果見(jiàn)表1，吉中地區(qū)鉬礦Re-Os同位素年齡對(duì)比表見(jiàn)表2。

表1 吉林中部地區(qū)鉬礦Re-Os同位素分析結(jié)果Table 1 Re-Os isotopic analyses of the Mo deposits in Central Jilin Province

表2 吉林中部地區(qū)鉬礦Re-Os同位素年齡對(duì)比表Table 2 Re-Os isotopic age correlation of the Mo depositsin Central Jilin Province

4 討論

4.1 成礦年代學(xué)分析

通過(guò)對(duì)大石河鉬礦及區(qū)域上其它鉬礦進(jìn)行Re-Os同位素測(cè)年，獲得結(jié)果如下：大石河輝鉬礦（185.6±2.7）Ma、大黑山輝鉬礦（169.8±2.7）Ma、大冰湖溝輝鉬礦（192.4±3.0）Ma、新安屯輝鉬礦（195.7±3.1）Ma。同時(shí)搜集到大石河鉬礦外圍中粒二長(zhǎng)花崗巖年齡（176.3±3.5）Ma /K-Ar、中細(xì)粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖年齡（175±2）Ma /K-Ar②中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局.1/5萬(wàn)退摶、西北岔屯、義氣崗子、勝利河幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].長(zhǎng)春：吉林省地質(zhì)資料館，2010．，中粒角閃石花崗閃長(zhǎng)巖年齡（187+4）Ma /LA-ICP-MS（孫德有，2004未刊）。大冰湖溝輝鉬礦圍巖（細(xì)粒、不等粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖）年齡（176.7±3.7）Ma /K-Ar②，新安屯輝鉬礦圍巖（中粗粒二長(zhǎng)花崗巖）年齡（192.6±7.1）Ma /K-Ar②，大黑山地區(qū)與斑巖鉬礦成礦有關(guān)的花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡（170±3）Ma /SHRIMP[19]。從上述這些年齡數(shù)據(jù)分析，區(qū)域上輝鉬礦具有多期次成礦的特點(diǎn)，含輝鉬礦巖漿也具有多期次、多成因的特點(diǎn)。總體上輝鉬礦形成時(shí)代多集中在165～195 Ma，孫景貴等認(rèn)為興蒙造山帶東緣內(nèi)生鉬礦床的成礦時(shí)代集中在195～165 Ma 和115～110 Ma 兩個(gè)區(qū)間[20]，這與本次測(cè)試結(jié)果完全一致，因此可以斷定吉中地區(qū)鉬礦的成礦時(shí)期發(fā)生在燕山早期。

4.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

孟祥金等[21]對(duì)全國(guó)斑巖型輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)年數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析總結(jié),并將其歸納為∶成礦物質(zhì)來(lái)源是以地幔物質(zhì)為主的鉬礦,總體上輝鉬礦中Re含量在(100～1 000)×10-6之間；成礦物質(zhì)間具有殼源、幔源混合的鉬礦,總體上輝鉬礦中Re含量范圍大多在十幾微克至幾十微克之間；成礦物質(zhì)完全來(lái)源于地殼的鉬礦,總體上輝鉬礦Re含量范圍為（1～n）×10-6甚至更低。從表1分析結(jié)果可以看出,大黑山輝鉬礦單礦物中Re的含量為19.99×10-6,而其余三個(gè)樣品Re的含量為(2.631～4.877) ×10-6,說(shuō)明大黑山鉬礦成礦物質(zhì)來(lái)源可能具有殼?；旌显吹奶攸c(diǎn)，而其余三個(gè)礦床指示成礦物質(zhì)來(lái)源為殼源[4]。

4.3 區(qū)域地質(zhì)成礦環(huán)境分析

吉中地區(qū)受古亞洲構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域疊加作用的共同影響，形成廣泛侵入—噴發(fā)活動(dòng)的火山—侵入巖漿巖帶，即“巖漿巖”海。在晚三疊世—早中侏羅世，位于西伯利亞地塊和華北地塊之間的蒙古—興安造山帶發(fā)生了強(qiáng)烈的逆掩—疊覆作用，形成大量逆掩斷層、飛來(lái)峰和疊瓦狀構(gòu)造，標(biāo)志著二大地塊中間的大陸巖石圈橫向上擠壓明顯，碰撞造山帶地殼增厚、山根較深，對(duì)地殼硅鋁層物質(zhì)的重熔非常有利，通常會(huì)在碰撞造山晚期形成大量與殼幔混源花崗巖類或該時(shí)期中酸性侵入巖有關(guān)的一系列銅鉬等有色金屬礦床。吉黑東部燕山期存在一期（150～190Ma）即太平洋板塊向歐亞板塊的多次俯沖作用有關(guān)的重要成礦期[22]，區(qū)域成礦演化過(guò)程基本可以總結(jié)為∶ 在中生代受太平洋構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，形成一系列北東向或北東東向深大斷裂帶，中酸性巖漿沿其大規(guī)模侵位和噴發(fā)。同時(shí)，這些深大斷裂帶與燕山期之前殘存的近東西向構(gòu)造的交匯部位，地處古太平洋板塊向歐亞大陸的多次俯沖的活動(dòng)大陸邊緣，有利于形成斑巖型銅、鉬礦床[23、24]。

大石河鉬礦位于敦—密斷裂次級(jí)斷裂即勝利河—秋梨溝斷裂帶上，該斷裂帶區(qū)域上是伊—舒超殼斷裂及敦—密超殼斷裂在三疊紀(jì)以來(lái)兩大斷裂左旋走滑而在其間形成的次級(jí)張性斷裂。該斷裂帶三疊紀(jì)以前在區(qū)域上沒(méi)有地質(zhì)記錄（可能被中生代之前的巖漿活動(dòng)破壞殆盡），構(gòu)造活動(dòng)主要表現(xiàn)在三疊紀(jì)以后，一直持續(xù)到中新世，該斷裂實(shí)際控制著中新世老爺嶺期玄武巖沿其裂隙呈線狀噴發(fā)。區(qū)域重力異常解釋也顯示深部該斷裂的存在。通過(guò)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，輝鉬礦主要賦存在二云片巖、二云石英片巖及絹云片巖等區(qū)域變質(zhì)巖中，該類區(qū)域變質(zhì)巖孔隙度、滲透率較高，綜上所述，從成礦地質(zhì)構(gòu)造分析，北西向勝利河—秋梨溝張性斷裂的存在及復(fù)活活動(dòng)，使含礦熱液的流體壓力大于靜水壓力，為含礦熱液的橫向、縱向運(yùn)移及殘余含礦巖漿的中淺層就位（通常會(huì)形成斑狀花崗巖、不等?；◢弾r）提供了巖漿侵位通道，最終形成大型鉬礦床。

5 結(jié)論

（1）吉林中部地區(qū)主要鉬礦輝鉬礦模式年齡集中在165～195Ma，說(shuō)明其形成時(shí)代為燕山早期；

（2） 吉中地區(qū)大多數(shù)鉬礦床成礦物質(zhì)來(lái)源為殼源；

（3） 吉中地區(qū)鉬礦成礦構(gòu)造背景與古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖關(guān)系極為密切。

以上是在開(kāi)展1/5萬(wàn)退摶等四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中對(duì)大石河鉬礦等吉中地區(qū)主要鉬礦的初淺認(rèn)識(shí)，如能對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)或指導(dǎo)區(qū)域找礦中起到拋磚引玉的作用，則是對(duì)我們工作的肯定和鼓舞，如認(rèn)識(shí)不足，敬請(qǐng)指正。