尚義縣大青山巖體鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

谷振飛 燕云生 鄧 佳

(河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì) 張家口 075000)

大青山巖體位于河北省張家口市尚義縣與內(nèi)蒙古烏蘭察布市興和縣交界處，巖體大部分位于興和縣內(nèi)，以往地質(zhì)工作中對(duì)其地質(zhì)時(shí)代確定尚不統(tǒng)一。參考已有資料，大青山巖體地質(zhì)時(shí)代有中新太古界、中元古代及燕山—印支期。2015～2016年“河北省土木路、烏良臺(tái)、興和縣、尚義縣1∶5萬地球化學(xué)測(cè)量”工作中，在大青山巖體一帶圈定了多個(gè)地球化學(xué)異常，為了進(jìn)一步解釋異常成因以及探討區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)與成礦關(guān)系，對(duì)大青山花崗巖進(jìn)行了地質(zhì)年齡采樣及測(cè)試工作，為異常解釋和成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分提供了地質(zhì)時(shí)代依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)概況

大青山巖體位于河北省尚義縣城西南12 km處，巖體近似矩形，長(zhǎng)軸近NW走向，地表出露面積為19 km2。大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)北緣內(nèi)蒙臺(tái)隆涼城斷隆東部，尚義—赤城—平泉區(qū)域斷裂東西向一級(jí)構(gòu)造巖漿帶西段，商都—興和—蔚縣北西向二級(jí)構(gòu)造巖漿帶與大同—尚義—沽源北東向三級(jí)構(gòu)造巖漿帶交匯處。

巖體圍巖為中太古界下白窯組，巖性為片麻巖、混合巖和變粒巖及斜長(zhǎng)角閃巖，局部地段見大理巖；巖體局部上覆侏羅系厚層河湖相地層、新生界新近系中新統(tǒng)漢諾壩組玄武巖及第四系松散沉積物。巖體北側(cè)斷裂構(gòu)造走向近東西，切割基底，旁側(cè)次級(jí)斷裂構(gòu)造較發(fā)育。巖體周邊見呂梁期淺變質(zhì)中粒花崗巖(圖1)。與巖體有關(guān)礦產(chǎn)有金、銀、鎢及水晶等。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)鄧佳等，2020，修改)

1.2 大青山巖體特征

大青山巖體主體為花崗巖，均為塊狀花崗構(gòu)造，手標(biāo)本以灰色、淺肉紅色為主，中粗粒—粗粒結(jié)構(gòu)，部分暗色礦物見綠泥石化，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面普見褐鐵礦化，局部見石英脈、偉晶巖脈侵入。

2 樣品采集與分析方法

異常查證工作中選取三件代表性花崗巖樣品CN001、CN002和CN003進(jìn)行LA-ICP-MS(激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀)定年，樣品重量分別為1.69 kg、1.59 kg、1.73 kg。花崗巖巖石樣品磨碎、鋯石挑選工作由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石U-Pb年齡測(cè)定工作由北京核工業(yè)地質(zhì)分析測(cè)試研究中心完成。

定年工作所采用的儀器為Nu Plasma II 型多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和Geolas 193準(zhǔn)分子固體激光器，檢測(cè)方法和參考依據(jù)為《激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜U-Pb同位素定年方法》(HDB/T 3002-2016)。測(cè)點(diǎn)分析誤差為1σ(1倍標(biāo)準(zhǔn)偏差)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡測(cè)定置信度為95%。

3 分析結(jié)果

樣品CN001鈾含量為67～744 μg/g，釷含量為67～2193 μg/g，共完成25個(gè)測(cè)試點(diǎn)。其中，9點(diǎn)、16點(diǎn)、17點(diǎn)、23點(diǎn)和24點(diǎn)普通鉛校正前諧和度小于90%且誤差較大，未參與年齡測(cè)定及作圖。樣品CN002鈾含量為52～159 μg/g，釷含量為35～162 μg/g，共完成25個(gè)測(cè)試點(diǎn)。其中，19點(diǎn)普通鉛校正前諧和度小于90%且誤差較大，未參與年齡測(cè)定及作圖。樣品CN003鈾含量為70～759 μg/g，釷含量為57～1728 μg/g，共完成25個(gè)測(cè)試點(diǎn)。其中，4點(diǎn)、6點(diǎn)、13點(diǎn)和17點(diǎn)普通鉛校正前諧和度小于90%且誤差較大，未參與年齡測(cè)定及作圖，數(shù)據(jù)較老的數(shù)據(jù)點(diǎn)1點(diǎn)未參與作圖。

用于LA-ICP-MS測(cè)試的鋯石多為無色，自形程度較高，形態(tài)呈長(zhǎng)柱狀，少量呈短柱狀，發(fā)育震蕩環(huán)帶，具典型巖漿鋯石特征。在鋯石諧和圖上，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均投影在諧和線上或其附近區(qū)域(圖2A，較原圖略簡(jiǎn)化)，樣品CN001、CN002、CN003加權(quán)年齡品均值分別為156.8±1.0 Ma、150.0±2.1 Ma和157.5±0.9 Ma(圖2B)。

圖2 鋯石U-Pb年齡諧和圖(A)和加權(quán)品均年齡(B)

4 討論

通過對(duì)尚義大青山巖體進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年分析，得出樣品206Pb/238U年齡值范圍為147.9～158.4 Ma，用于測(cè)年鋯石均為巖漿鋯石，巖體形成于燕山早期造山階段，為晚侏羅世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。區(qū)域上大青山巖體位于北東向三級(jí)巖漿構(gòu)造帶內(nèi)，該巖漿構(gòu)造帶內(nèi)分布多個(gè)燕山期花崗巖侵入巖體，且鋯石U-Pb年齡相近。

2015～2016年1∶5萬地球化學(xué)測(cè)量發(fā)現(xiàn)了二道背(大青山)綜合地球化學(xué)異常，異常以Au、Ag、Mo、As、Bi、Cd、W元素為主，均達(dá)到三級(jí)濃度分帶，異常范圍大，元素組合有統(tǒng)一的濃集中心，元素具典型分帶性，內(nèi)帶為Mo、Bi、W異常，外帶為Au、Ag、As、Cd異常，濃集中心為大青山花崗巖巖體。大青山巖體位于大同—尚義—沽源北東向巖漿構(gòu)造帶內(nèi)，區(qū)域上地球物理特征顯示明顯的重、磁負(fù)異常和高極化率、低電阻特征。該區(qū)域是未來重要的找礦靶區(qū)，是發(fā)現(xiàn)斑巖型金、鉬多金屬礦床的潛力區(qū)，是尋找熱液型、斑巖型金鉬多金屬礦床的重點(diǎn)工作區(qū)。

5 結(jié)論

大青山巖體地質(zhì)年齡測(cè)試結(jié)果分別為：156.8±1.0 Ma、150.0±2.1 Ma和157.5±0.9 Ma，確定了大青山巖體形成于燕山早期造山階段，為晚侏羅世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，與區(qū)域巖體具有相同的構(gòu)造演化過程。

大青山巖體位于大同—尚義—沽源北東向三級(jí)構(gòu)造巖漿帶內(nèi)，該巖漿構(gòu)造帶內(nèi)分布多個(gè)燕山期花崗巖侵入巖體，近年在該構(gòu)造巖漿帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了若干個(gè)大型—超大型鉬多金屬礦床。

冀西北地區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)與區(qū)域內(nèi)生金屬礦產(chǎn)形成關(guān)系緊密。大青山巖體地質(zhì)年齡的確定不僅為今后地質(zhì)工作提供參考依據(jù)，也為化探異常解釋、礦床模型對(duì)比和區(qū)域礦床勘查提供了方向。