吉林延边五星山-五凤金矿床碱长花岗岩锆石U-Pb定年及其地质意义

2016-02-12周向斌李剑锋王可勇王承洋秦丹鹤张雪冰蔡文艳

大地构造与成矿学 2016年6期

周向斌, 李剑锋王可勇, 王承洋秦丹鹤张雪冰蔡文艳

(1.吉林大学地球科学学院, 吉林长春 130061; 2.黑龙江省地质科学研究所, 黑龙江哈尔滨 150090; 3.中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室, 湖北武汉 430074)

周向斌1,2, 李剑锋1, 王可勇1,3*, 王承洋1, 秦丹鹤1, 张雪冰1, 蔡文艳1

五星山–五凤金矿床为一典型的浅成低温低硫型热液金矿床。矿体产于碱长花岗岩和金沟岭组火山岩地层之中,其产出受断裂、裂隙和次火山岩脉内外接触带构造控制。本文对五星山–五凤矿区岩浆岩开展了年代学及岩石地球化学研究, 结果表明区内碱长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为189.2±1.7 Ma, 成岩时代为早侏罗世; 岩石地球化学结果表明, 区内岩浆岩富SiO2(74.75%～75.45%)、K2O (3.73%～4.46%), 贫Al2O3(12.09%～12.86%)、Ba (8.31×10–6～281×10–6)、Sr (6.96×10–6～61.3×10–6), 稀土元素配分曲线呈轻稀土富集型的右倾型, 具明显Eu负异常(δEu=0.01～0.23), 富集高场强元素Zr、Hf和大离子亲石元素Rb、U、Th, 具有典型A2型造山后花岗岩地球化学特征, 其形成的构造背景应为中亚造山带碰撞造山后陆壳伸展环境。而五星山–五凤金矿床成矿时代为晚白垩世, 表明五星山碱长花岗岩早于金成矿时代, 两者之间无成因联系, 金矿化应形成于太平洋板块向欧亚大陆俯冲构造背景环境。

五星山–五凤金矿床; 碱长花岗岩; LA-ICP-MS锆石U-Pb定年; 地质意义; 吉林延边地区

0 引言

五星山–五凤金矿床行政区划隶属于吉林省延边朝鲜族自治州管辖, 是该区浅成低温低硫型热液金矿中较具代表性的矿床之一。前人已对五凤及五星山金矿床的成因问题从不同角度进行过分析和讨论, 并提出了多种不同观点: 刘文达和万玉胜(1984)根据延边地区金矿床特征对比, 提出西部的刺猬沟、五星山–五凤金矿床属中温火山热液成因类型,而东部的小西南岔、杜荒岭等金矿床则属中高温火山热液类型; 冯守忠(1994)根据五凤金矿床成矿地质条件、流体包裹体及硫、氢–氧–碳同位素地球化学特征研究, 认为五凤金矿床成矿物质主要来源于金沟岭组火山岩, 成矿流体来源于大气降水, 矿床类型属典型的火山热液成因类型; 芮宗瑶等(1995)通过对小西南岔、闹枝及五凤、刺猬沟等金矿床对比研究, 认为它们空间上构成了一个与火山–次火山–岩浆侵入活动有关的斑岩–浅成热液成矿系列,其中五星山–五凤金矿床属于产于中生代火山盆地内部断裂带的浅成热液型金矿床; 贾大成等(2012)通过对岩石地球化学、成矿元素、流体包裹体及稳定同位素等方面的分析, 认为五星山–五凤金矿床属造山后伸展环境形成的浅成低温石英–冰长石Au(Ag)型矿床, 指出其成矿流体是深部火山–热液流体系统与浅成大气流体混合而成。由于缺乏对五星山碱长花岗岩精确的定年研究, 致使对区内花岗岩与成矿之间的关系仍模糊不清。本文重点在于对五星山矿区碱长花岗岩开展了 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石主、微量元素地球化学分析, 以查明岩体形成时代及构造背景环境, 并讨论其与金矿化之间的成因联系。

1 矿床地质特征

1.1 矿区地质

五星山–五凤金矿床位于吉林省东部(图 1), 大地构造位置处于中国东北部陆缘东端、兴蒙造山带东段, 佳木斯地块、兴凯地块及华北克拉通的交汇部位。

图1 五星山–五凤金矿床区域地质简图(a, 据赵羽军等, 2010修改)与矿区地质图(b)Fig.1 Regional geological map (a) and geological map (b) of the Wuxingshan-Wufeng gold deposit

区内出露地层较为简单, 大面积分布晚侏罗世–早白垩世金沟岭组火山岩, 其主要岩石类型为角闪安山岩、安山质角砾凝灰岩、安山质凝灰熔岩、含斑安山岩、辉石安山岩和石英安山岩。其中, 角闪安山岩为矿区最主要的岩石类型, 遍布全区, 约占岩石出露面积的 80%以上; 角闪安山质角砾凝灰岩分布于矿区西侧, 出露面积仅次于安山岩; 安山质凝灰熔岩主要分布于矿区中部五星山碱性花岗岩体南侧及矿区西南部; 含斑安山岩、石英安山岩和辉石安山岩在矿区内仅零星分布, 为次要岩石类型。

矿区断裂构造依走向可分为NE向和NW向两组, 它们是区内主要的控矿、容矿构造。区内NE向断裂以北东1号及其下盘发育的一系列近平行断裂构造为主, 其中北东1号断裂规模最大, 全长约2000 m,宽 170 m±, 控制延深 600余米。该断裂总体走向NE40°±, 倾向NW, 倾角 40°～50°。由南而北, 其走向由 NE20°→NE45°→NE30°→NE60°→NE30°, 沿走向及倾向断面均呈舒缓波状变化。断裂总体显示张扭性变形特点。在其下盘发育较多与其近于平行的同方向、同性质的次级断裂, 而其上盘, 该方向断裂发育很少。区内NW向断裂发育数量明显多于NE向断裂, 但多数规模相对较小。该组断裂总体走向NW300°～330°, 主要倾向 SW, 少量倾向 NE, 倾角50°～70°。该方向断裂长一般在10～300 m之间, 个别规模较大, 长度可达 1000 m以上。沿走向或倾向,断裂分支复合现象明显, 局部过渡为网状、辫状或交叉断裂带。

区内主要侵入体为五星山粗粒碱长花岗岩, 呈NW向岩株状产出, 长约3 km, 宽近1 km。此外, 矿区还发育细粒闪长岩、石英闪长玢岩及煌斑岩等类脉岩, 尤以前两者为主。这些脉岩长一般几十米至百余米, 宽几十厘米, 沿NE、NW向断裂产出。

1.2 矿化特征

五星山矿段工业矿体总体受NW向断裂带控制,区内共圈出10余条矿体, 规模大小不一, 矿体主要产于碱长花岗岩和金沟岭组中, 矿化表现为沿断裂带及其两侧破碎的花岗岩微–细裂隙中充填含矿的石英–黄铁矿、石英–冰长石–方解石脉等。围岩蚀变作用较强, 区内蚀变带由矿化体内部向外依次为:黄铁绢英岩花带→泥英岩化带→青盘岩化带。

五凤矿段金矿体主要赋存于金沟岭组之中, 矿化类型属脉型, 细网脉型次之。金矿化主要以石英–冰长石–方解石脉形式产出。含金矿脉主要呈NE向和 NW 向分布, 矿脉沿断裂构造产出, 宽一般几十厘米, 最宽可达5.8 m。一般在断裂较窄部位, 石英–方解石等热液脉体呈单脉形式产出, 而在断裂带变宽部位, 主脉两侧可发育次级平行脉而构成复脉;主矿脉两侧或较大石英–方解石脉变窄及尖灭部位,矿化过渡渐变为细网脉型, 即由辫状石英–方解石脉胶结围岩角砾、碎块而成。五凤矿段蚀变作用较强, 由矿体向外可以分强硅化–冰长石化–方解石化带→硅化–绢云母化–浊沸石化–方解石化带→绿泥石–绢云母化–青磐岩化带共3个蚀变带。

2 样品采集及岩相学特征

图2 五星山碱长花岗岩(a)及其显微照片(b)Fig.2 Hand specimen (a) and micrograph (b) of the Wuxingshan alkali granite

研究样品采自矿区东北部含矿的五星山粗粒碱长花岗岩, 镜下观察(图 2)表明, 岩石呈花岗结构、块状构造, 矿物成分主要由碱性长石、斜长石、石英和角闪石组成, 它们在岩石中的含量分别为55%、10%、30%和 5%。碱性长石呈板状结构, 斑晶在0.5～1.5 mm, 最大可达2.5 mm; 成分较为复杂,主要有条纹长石、还有正长石和微斜长石, 具明显绢云母化; 晶粒强烈破碎, 微斜长石和条纹长石的纹理明显弯曲。斜长石呈板状, 长度与碱性长石相当, 多为聚片双晶, 有的为卡–钠复合双晶, 具强烈绢云母化, 双晶纹仅隐约可见, 晶粒强烈破碎。石英它形粒状结构, 粒径一般为0.3～1.5 mm, 多为单晶,有的为数个晶粒的集合体, 具明显波状消光。角闪石呈它形粒状–柱状, 粒径一般为0.2～1.0 mm, 发生强烈绿帘石和轻微绿泥石化, 晶粒强烈扭曲。上述晶粒间充填有长英质和角闪石的细小晶粒。长英质晶粒粒径一般为0.01～0.05 mm。角闪石晶粒呈弯曲的柱状, 分布在长英质晶粒之间; 长轴方向与裂隙方向基本一致。

3 分析方法

样品的破碎和锆石的挑选工作在河北省地质测绘院岩矿实验测试中心完成。锆石制靶、阴极发光图像处理、锆石U-Pb同位素定年、岩石主量元素及稀土、微量元素测试均在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)完成。

将挑选好的晶形完好、透明度高、干净且无裂纹的锆石用环氧树脂固定, 待环氧树脂充分固化后抛光至锆石露出核部, 然后进行锆石的阴极发光(CL)照相及 LA-ICP-MS分析。激光剥蚀系统为GeoLas 2005, 激光束斑直径为32 μm, 激光剥蚀过程中采用He作为剥蚀物质的载气, Ar为补偿气以调解灵敏度; ICP-MS为Agilent 7500a, 采用国际标准锆石 91500作外标进行同位素质量分馏校正。对分析数据包括锆石微量元素、同位素比值及年龄计算的处理, 采用软件 ICPMSDataCal(Liu et al., 2008, 2010)完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法见Liu et al. (2008, 2010)。标准锆石91500的U-Th-Pb同位素比值推荐值据Wiedenbeck et al. (1995), 并运用Andersen (2002)介绍的方法对Pb同位素组成进行普通Pb校正, 锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot4.0完成。

所采集的样品首先经薄片显微镜下观察与鉴定,然后选择具有代表性且无蚀变的样品用于全岩地球化学分析。样品的粉碎加工均在无污染设备中进行,破碎、研磨至200目以上。主量元素采用XRF法, 分析精度优于 5%; 微量元素利用等离子体质谱仪Agilent 7500a ICP-MS 分析完成, 分析精度优于5%。

4 测试结果

4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果

CL图像(图3)显示, 多数锆石为自形–半自形的粒状或柱状; 晶形大多完好, 少数呈浑圆状, 粒径在 90～200 μm, 具有岩明显的韵律环带, 锆石的Th/U介于0.24～0.77之间, 表明其为岩浆成因锆石。对小于1 Ga的年轻锆石, 所测锆石的207Pb 和235U含量低,207Pb/235U以及207Pb/206Pb的比值精度较差,因此采用206Pb/238U年龄较为合适。样品WX所测定的 20 粒有效锆石206Pb/238U 年龄值介于186±4～197±2 Ma之间(表 1), 加权平均年龄为189.2±1.7 Ma, MSWD=1.9(图4), 可以代表粗粒碱长花岗岩的成岩年龄为早侏罗世。

4.2 岩石地球化学分析

4.2.1 主量元素地球化学特征

样品的主量元素分析结果列于表 2。在SiO2-(Na2O+K2O) 图解上(图 5a), 所有样品均落入碱性花岗岩–花岗岩区内, 这与岩相学研究结果一致。区内碱长花岗岩样品 SiO2含量介于 74.75%～75.45%之间, 显示出硅过饱和的特征; Al2O3含量介于 12.09%～12.86%之间, MgO含量介于 0.02%～0.05%之间。岩体碱含量较高, Na2O=3.73%～4.46%, K2O=3.73%～4.46%, Na2O/K2O为0.83～1.20, 碱度率(AR)=3.57～5.10, 里特曼指数σ分布范围为1.83～2.24。样品的A/CNK=1.00～1.07, 均＜1.1, 在A/NK-A/CNK图解中(图 5b), 所有样品均为准铝质–弱过铝质花岗岩。

图3 研究区碱长花岗岩锆石CL图像及测点位置图Fig.3 CL imagines of zircons from the Wuxingshan alkali granite and locations of LA-ICP-MS test

表1 五星山–五凤矿区碱长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the alkali granite in the Wuxingshan-wufeng mining area

表2 五星山–五凤矿区碱长花岗岩主量元素分析结果(%)Table 2 Major element (%) contents of the alkali granite in the Wuxingshan-wufeng mining area

4.2.2 稀土元素地球化学特征

区内碱长花岗岩的稀土元素元素含量较低(表3), ΣREE=99.8×10–6～186.0×10–6, 均值为132.3×10–6,与世界花岗岩平均值(ΣREE=254.3×10–6, Vinogrdov, 1962)相比明显偏低。δEu值为 0.01～0.23之间, 为Eu亏损型, 反应岩浆在结晶过程中斜长石分离结晶作用较为明显; (La/Yb)N值介于2.36～12.98之间, 表明后期岩浆分异强烈。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上(图 6a), 所有样品具有相似的右倾斜配分曲线, 属于轻稀土富集型, 与典型 A型花岗岩的稀土元素配分模式相似。

4.2.3 微量元素地球化学特征

区内碱长花岗岩的微量元素(表 3)具有如下特点: 所有样品大离子亲石元素 Rb(148×10–6～269×10–6)含量明显高于大陆地壳丰度, 而Ba(8.31×10–6～281×10–6)和 Sr(6.96×10–6～61.3×10–6)含量则低于其大陆地壳丰度(Mason, 1966)。放射性热元素Th(11.39×10–6～48.12×10–6)、U(2.48×10–6～15.72×10–6)含量较大陆地壳丰度高(Mason, 1966)。高场强元素Hf(2.76×10–6～6.86×10–6)含量明显高于地壳丰度, Ta(1.33×10–6～1.80×10–6)、Nb(8.7×10–6～13.9×10–6)、Zr(73.1×10–6～148.0×10–6)含量与地壳丰度相比略有富集(Mason, 1966)。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上(图4b), 五星山–五凤矿区岩浆岩富集Rb、K、Th、U、Nb, 亏损 Ba、Sr、P和 Ti; 强不相容元素Rb的富集暗示了岩浆可能发生的高度分异(周振华等, 2010), P、Ti元素的亏损可能与磷灰石和钛铁矿的分离结晶或作为源区的残留矿物相有关(李莉等, 2004)。

图4 研究区碱长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircons from the alkali granite

5 讨论

5.1 岩浆岩与金成矿作用之间的关系

刘文达和万玉胜(1984)曾对五星山碱长花岗岩采用K-Ar等时线法进行过定年研究, 结果为137 Ma。本文采用LA-ICP-MS锆石 U-Pb法对碱长花岗岩分析结果为189.2±1.7 Ma, 与前人所测结果差异较大,表明其成岩年代为早侏罗世, 而并非前人认为的晚侏罗世。

图5 五星山-五凤矿区碱长花岗岩SiO2-(Na2O+K2O)图解(a)和A/NK-A/CNK图解(b)Fig.5 SiO2vs. Na2O+K2O (a) and A/NK vs. A/CNK (b) diagrams of the alkali granite in the Wuxingshan-wufeng mining area

表3 五星山–五凤矿区碱长花岗岩微量、稀土元素分析结果(×10–6)Table 3 Trace and rare earth element concentrations (×10–6) of granites from the Wuxingshan-wufeng mining area

图 6 五星山–五凤矿区碱长花岗岩球粒陨石标准化 REE配分模式图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)(球粒陨石值和原始地幔标准化值据Sun and McDonough, 1989)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) of the alkali granite in the Wuxingshan-wufeng mining area

五星山–五凤矿区金矿体主要产于碱长花岗岩和金沟岭组地层, 成矿作用明显晚于火山岩及岩浆侵入体。已有的年代学研究表明, 金沟岭组火山岩时代最大值为130～140 Ma(殷长建等, 2000), 最小值为106.1 Ma(李超文等, 2007); 鉴于该组火山岩由多种岩石类型组成, 表明其由多期次的火山–次火山岩浆活动形成; 也可能因采样位置、定年方法不同而造成时代不一致。但整体来看, 金沟岭组火山–次火山岩浆活动时间为白垩纪, 而五星山碱长花岗岩侵位于早侏罗世, 远早于前者; 因此, 发育于碱长花岗岩东南部的次安山岩应为白垩纪火山–次火山岩浆活动的火山通道(图 1b), 金沟岭组火山岩不整合覆盖于碱长花岗岩之上, 并沿不整合面后期发生了构造破碎变形作用(图7)。火山活动导致其周围的碱长花岗岩发生一定的碎裂作用, 而形成的火山断裂和裂隙则成为矿体的赋存空间。目前, 多数学者都认为五星山–五凤金矿床的成因与金沟岭组火山–次火山热液活动有关; 发育于岩体内部的火山通道的确定, 无疑证实了矿区内范围内存在火山活动的喷发中心, 为该观点提供了地质证据。赵羽军等(2010)最近对五星山金矿石英–方解石脉样品进行了39Ar-40Ar定年研究, 获得石英单颗粒包裹体激光探针39Ar-40Ar等时线年龄为123±7 Ma, 这与金矿化时代晚于火山岩及岩浆侵入体的地质事实一致。据此推断五星山–五凤矿区金成矿作用发生于晚白垩世,与此同时, 由于碱长花岗岩侵位时代与金成矿年代的较大差距, 足以排除二者之间存在成因联系; 也间接表明金矿化与白垩纪火山–次火山作用有关。

图7 五星山–五凤矿区实测剖面地质图Fig.7 The measured geological section of the Wuxingshan-wufeng mining area

本课题组近期对五星山–五凤金矿床流体包裹体研究表明, 五星山、五凤矿段含矿石英中均发育气液两相流体包裹体, 其均一温度分别为 134.6～324.7 ℃、190～220 ℃, 盐度分别为 1.16%～7.53%NaCleqv和1.83%～1.98%NaCleqv; 前者成矿流体属中低温、低盐度NaCl-H2O型热液体系, 后者成矿流体为低温、低盐度 NaCl-H2O型热液体系; 二者均属浅成低温热液成因类型(徐爱军等, 2014a, 2014b)。饶有趣味的是, 五星山矿段的成矿流体均一温度、盐度均高于五凤矿段, 结合上文的讨论, 这一现象可以做出如下解释: 白垩纪火山活动可以为该矿床金成矿作用提供热源和少量的热液, 驱动大气降水在地壳浅部的循环, 从而萃取出围岩中的有益元素; 当热液中Au、Ag元素富集到一定程度后, 充填于火山喷发形成的环状、放射状裂隙及其次生微–细裂隙中形成工业矿体, 成矿流体成分应以大气降水为主(贾大成等, 2012; 徐爱军等, 2014a, 2014b); 由于火山通道位于五星山矿段, 故该矿段成矿流体的温度、水岩交换程度应较五凤矿段高。贾大成等(2012)对该矿区岩石类型和含金石英脉进行稀土元素分析, 得出成岩和成矿处于同一岩浆演化体系中, 成矿物质来源与火山岩、次火山岩和浅成侵入体有关的结论。值得注意的是, 由于缺乏详细的地球化学研究, 仅根据岩、矿石稀土配分模式相似就判定其为同一岩浆演化体系是值得商榷的, 但上述成果无疑证实了成矿与围岩之间的密切关系。

综上分析, 五星山岩体侵位时代远早于金矿化时代, 因此与金矿化无成因联系, 而只充当容矿围岩角色。

5.2 碱长花岗岩构造环境及其动力学背景

五星山–五凤矿区花岗岩类以富SiO2、K2O, 贫Al2O3为特征; 具有强烈的负Eu异常, Ba、Sr元素明显亏损, 富集高场强元素(如Zr、Hf)和大离子亲石元素(如 Rb、U、Th); 上述特点表明其为典型的 A型花岗岩。在 Zr-10000×Ga/Al图解中, 多数样品均落入A型花岗岩区域(图8a), 在Nb-Y-Ce构造环境判别图解中落入A2型(造山后)花岗岩范围(图8b),说明区内岩浆岩形成于的造山后伸展环境。

纵观延边地区的地质发展史, 华北板块与西伯利亚板块和华北板块与佳木斯–兴凯地块拼贴前曾长期存在板块俯冲、弧–陆碰撞及陆–陆碰撞作用:兴凯地块与佳木斯地块沿牡丹江–穆棱缝合带于早泥盆世拼合、佳木斯地块与松嫩–张广才岭地块沿嘉荫–牡丹江缝合带于志留纪末完成对接; 古亚洲洋于二叠纪–早三叠世开始闭合(郑亚东等, 2000; 唐克东等, 2004), 形成大量同碰撞花岗岩, 在延吉及其他地区表现为呼兰群变质事件及大量造山后A型花岗岩(Wu et al., 2002); 古亚洲洋的最终闭合时间最晚可能发生在中三叠世, 自此以后, 该区进入到环太平洋构造体系阶段(许文良等, 2013)。岩石地球化学表明, 研究区岩浆岩形成于造山后伸展环境, 形成时代为早侏罗世, 推测其为中亚造山带造山后伸展阶段的产物。

5.3 成矿动力学背景讨论

钙碱性火山岩组合的存在可作为判定古俯冲作用发生的有效标志。许文良等(2013)总结前人对吉黑东部地区火山岩地球化学及年代学研究的成果, 提出于早白垩世晚期(106～133 Ma)和晚白垩世(88～97 Ma),发生过古太平洋板块对欧亚大陆的两次俯冲作用;前者的代表性地层有: 自北向南包括皮克山组、裴德组、东山组、金沟岭组、泉水村组、二股砬子组;后者在陆缘区(东宁–珲春一线)代表性火山岩地层有绥芬河组(Li et al., 2007)和屯田营组(Xu at al., 2013);它们均主要由一套钙碱性火山岩所组成, 代表了太平洋板块俯冲作用的存在。李超文等(2007)对延边地区火成岩的研究显示, 屯田营组中–基性火山岩39Ar-40Ar定年时代为118～115 Ma, 金沟岭组中基性火山岩39Ar-40Ar定年时代为108～106 Ma, 表明延边地区火山岩形成主体时期为早白垩世, 这与中亚造山带东段晚中生代钙碱性岩浆作用主体时代一致。基于此, 研究区金矿成矿作用应发生于太平洋板块向欧亚大陆俯冲这一大的地质构造背景环境。

图8 五星山–五凤矿区碱长花岗岩 Zr-10000×Ga/Al(a, 底图据 Whalen et al., 1987)及Nb-Y-Ce判别图解(b, 底图据Pearce et al., 1984)Fig.8 Zr vs. 10000×Ga/Al (a) and Nb-Y-Ce (b) discrimination diagrams of granites from the Wuxingshan-wufeng mining area

在俯冲作用进行过程中, 当洋壳(带有大洋沉积物)俯冲至70～100 km深处时, 洋壳中的基性岩由角闪岩相大量脱水转变为榴辉岩相组合(魏春景和张颖慧, 2008; 张旗和李承东, 2012); 水进入地幔楔引起部分熔融, 熔体受到浮力上升的过程中, 受同化作用和结晶分异作用的影响派生出岛弧钙碱性岩浆(Sigmarsson et al., 1990; Plank and Langmuir, 1993),即为五星山–五凤矿区金沟岭组火山岩的成因。区内金矿化作用发生于金沟岭组早期火山岩固结成岩之后, 在次火山岩浆活动热能驱动下的大气降水淋滤围岩中的成矿物质, 最后在断裂构造带聚集成矿的结果。

6 结论

(1) LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明, 五星山–五凤矿区碱长花岗岩206Pb/238U年龄为189.2±1.7 Ma,为早侏罗世, 而并非前人认为的晚侏罗世, 远早于金矿化时代, 与金矿化无直接成因联系。

(2) 岩石地球化学研究表明, 区内岩浆岩具有典型A2型造山后花岗岩地球化学特征; 其形成的成矿动力学背景为中亚造山带碰撞造山后陆壳伸展环境。

(3) 区内金矿化时代为晚白垩世, 成矿作用应发生于太平洋板块向欧亚大陆俯冲的地质构造背景环境。

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LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Alkali Granite in Wuxingshan-wufeng Gold Deposit in Yanbian area, Jilin Province and its Geological Significance

ZHOU Xiangbin1,2, LI Jianfeng1, WANG Keyong1,3＊, WANG Chengyang1, QIN Danhe1, ZHANG Xuebing1and CAI Wenyan1
(1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, Jilin, China; 2. Heilongjiang Institute of Geological Science, Ha’erbin 150090, Heilongjiang, China; 3. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geoscience, Wuhan 430074, Hubei, China)

The Wuxingshan-wufen gold deposit is a low sulfur epithermal gold deposit. It occurs in the Wuxingshan alkali granite and the overlying Jingouling Group volcanic rocks. The ore bodies are controlled by faults, fissures and contacts of the dikes. Chronological and geochemical studies of the alkali granite in the Wuxingshan-wufeng mining area were carried out. LA-ICP-MS U-Pb dating of zircons showed that the alkali granite was formed in 189.2±1.7 Ma, i.e., Early Jurassic. The granite is enriched in SiO2(74.75%-75.45%), K2O (3.73%-4.46%), depleted in Al2O3(12.09%-12.86%), Ba (8.31×10–6-281×10–6) and Sr (6.96×10–6-61.3×10–6), and high concentrations of HFSEs (Zr, Hf) and LILEs (Rb, U, Th). REE patterns of the rocks are right-dipping lines with significant negative Eu anomalies (δEu=0.01-0.23). All these characteristics resemble the type A2 postorogenic granites. So the geological setting of formation of the Wuxingshan alkali granite is more likely the post orogenic extension environment in Central Asia Orogenic Belt. TheWuxingshan-wufeng gold deposit was formed in the Late Cretaceous, lagged far behind the Wuxingshan alkali granitic magmatism. So there is no direct relations between gold mineralization and Wuxingshan alkalite granites, and gold mineralization formed in an environment corresponded to the subduction of the Pacific Plate to the Eurasian Plate.

Wuxingshan-wufeng gold deposit; alkali granite; LA-ICP-MS zircon U-Pb dating; geological significance; Yanbian area in Jilin province

P597; P595

1001-1552(2016)06-1215-011

2013-12-09; 改回日期: 2014-10-10

项目资助: 中国地质调查局地质调查项目(1212011120156)和中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室开放课题基金(GPMR201307)联合资助。

周向斌(1975–), 男, 博士研究生, 主要从事矿产普查与勘探方面的研究工作。Email: 815852605@qq.com

王可勇(1965–), 男, 教授, 矿床学及矿产普查与勘探专业。Email: wangky@jlu.edu.cn