江盆地虎拉林早白垩世岩体锆_省略_学_Hf同位素及地球化学.docx

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第９４卷 第２期

２０２０年２月

地 质 学 报 ＡＣＴＡＧＥＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｖｏｌ．９４Ｎｏ．２

Ｆｅｂ．２０２０

上黑龙江盆地虎拉林早白垩世岩体锆石Ｕ－Ｐｂ年代学、Ｈｆ同位素及地球化学特征研究

巩鑫１，２，３），赵元艺１），水新芳１），程贤达１，２），王远超１，２，４），刘璇１，２），谭伟１，２）

１）中国地质科学院矿产资源研究所，北京，１０００３７；２）中国地质大学地球科学与资源学院，北京，１０００８３；３）贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵阳，５５０００５；

４）中国人民武装警察部队黄金第十二支队，成都，６１００００

内容提要：

上黑龙江盆地虎拉林金矿床位于兴蒙造山带东段大兴安岭北部额尔古纳微地块北缘，夹持于蒙古鄂霍茨克缝合带与得尔布干断裂之间，其矿体主要赋存于隐爆角砾岩中，与早白垩世岩浆活动形成的花岗斑岩、石英斑岩关系密切。

本文采用ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ锆石Ｕ－Ｐｂ定年方法，获得花岗斑岩岩体结晶年龄为１４１．７±１．１Ｍａ

（ＭＳＷＤ＝０．０８６）、石英斑岩（２件）岩体结晶年龄为１４４．９±０．５６Ｍａ（ＭＳＷＤ＝０．５８０）和１４２．６±０．７４Ｍａ（ＭＳＷＤ

＝０．０７７），两者均为早白垩世岩浆活动产物。

两岩体锆石εＨｆ（ｔ）分别介于－４．１４～０．１６、－２．２５～１．３７，且大部分数据位于球粒陨石演化线之下，两阶段模式年龄（ｔＤＭ２）分别为９８７．０８～１２５９．０４Ｍａ、９０８．３８～１１３８．５６Ｍａ。

岩石地球化学特征显示，花岗斑岩ｗ（ＳｉＯ２）为６６．２１％～６６．７０％，ｗ（Ａｌ２Ｏ３）为１５．１８％～１５．４５％，ｗ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）为７．５６％～８．１７％，铝饱和指数Ａ／ＣＮＫ为１．０３～１．０６，显示弱过铝质高钾钙碱性－钾玄岩序列；石英斑岩ｗ（ＳｉＯ２）为６６．３４％～６８．２５％，ｗ（Ａｌ２Ｏ３）为１３．７７％～１５．０５％，ｗ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）为６．７６％～９．０６％，在ＳｉＯ２－Ｋ２Ｏ图解中，落入钾玄岩序列范围内。

花岗斑岩、石英斑岩ΣＲＥＥ分别为７１．０７×１０－６～９７．９２×１０－６、１３５．５３×１０－６～１５６．１５×１０－６，（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ分别为２４．８７～２６．８１、３１．３３～４０．６２，均表现轻稀土（ＬＲＥＥ）相对富集、重稀土

（ＨＲＥＥ）相对亏损的右倾曲线特征，且轻、重稀土分馏明显；δＥｕ分别为０．６５～０．８８、０．４１～０．５０，后者较前者铕负异常明显；两岩体均相对富集Ｒｂ、Ｋ等大离子亲石元素（ＬＩＬＥｓ）、ＬＲＥＥ及Ｕ等不相容元素，强烈亏损Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐ等高场强元素（ＨＦＳＥｓ）。

岩石成因类型判别图显示上黑龙江盆地虎拉林早白垩世侵入岩为Ｉ型花岗岩，形成于蒙古－中朝大陆与西伯利亚大陆后碰撞环境，由挤压转为伸展的构造背景下，可能是蒙古－鄂霍茨克造山带陆陆碰撞期间加厚古老地壳拆沉、部分熔融，并受到幔源物质或新生地壳熔融混染的产物，进而限制了蒙古－鄂霍茨克洋至少在１４４．９Ｍａ以前已经完全闭合。

关键词：

锆石Ｕ－Ｐｂ年代学；Ｈｆ同位素；地球化学；早白垩世；虎拉林；上黑龙江盆地

大兴安岭地区是我国东北部重要的银、铅、锌、铜及钼等多金属成矿带，带内多数矿床与中生代岩浆活动关系密切，成矿类型以斑岩型、矽卡岩型及浅成低温热液矿床为主（ＺｈａｏＹｉｍｉｎｇｅｔａｌ．，１９９７；ＣｈｅｎＹａｎｊｉｎｇｅｔａｌ．，２００７；ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００７；ＺｈｏｕＺｈｅｎｈｕａｅｔａｌ．，２０１２；ＯｕｙａｎｇＨｅｇｅｎｅｔａｌ．，２０１３；ＬｉＹｕｎｅｔａｌ．，２０１７；ＬｉＸｉａｎｇｗｅｎｅｔａｌ．，２０１８）。

上黑龙江盆地位于大兴安岭最北侧，区域内断裂构造发育、岩浆活动频繁，具有加里东

期、海西期及燕山期等多其次侵入岩的存在（ＷｕＧｕａｎｇ，２００５；ＳｕｉＺｈｅｎｍｉｎｅｔａｌ．，２００６；ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２０１０）。

燕山期岩浆活动可分为中－晚侏罗世及早白垩世两期，其中早白垩世岩浆活动与区域成矿关系密切，主要岩石类型有花岗闪长岩、闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩等，现已发现区域内砂宝斯、二十一站、龙沟河、洛古河、十五里桥及宝兴沟矿床（点）均形成于晚侏罗－早白垩世（ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００８，２０１４；ＬｉｕＪｕｎｅｔａｌ．，２０１３ａ；ＳｕｎＱｉｅｔ

注：

本文为国家重点研发计划蒙古－鄂霍茨克洋构造体制成矿系统物质组成与过程（编号２０１７ＹＦＣ０６０１３０３）的资助成果。

收稿日期：

２０１９－０５－２０；改回日期：

２０１９－０９－２１；网络发表日期：

２０１９－１１－２６；责任编辑：

李曼。

作者简介：

巩鑫，男，１９９２年生，硕士研究生，矿床学与矿床地球化学专业。

Ｅｍａｉｌ：

ｘｉｎｇｏｎｇ２５０２＠１６３．ｃｏｍ。

通讯作者：

赵元艺，１９６６年生，男，博士，研究员，从事矿床学、地球化学研究。

Ｅｍａｉｌ：

ｙｕａｎｙｉｚｈａｏ２＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

引用本文：

巩鑫，赵元艺，水新芳，程贤达，王远超，刘璇，谭伟．２０２０．上黑龙江盆地虎拉林早白垩世岩体锆石Ｕ－Ｐｂ年代学、Ｈｆ同位素及

地球化学特征研究．地质学报，９４（２）：

５５３～５７２，ｄｏｉ：

１０．１９７６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｉｚｈｉｘｕｅｂａｏ．２０２０１５２．

ＧｏｎｇＸｉｎ，ＺｈａｏＹｕａｎｙｉ，ＳｈｕｉＸｉｎｆａｎｇ，ＣｈｅｎｇＸｉａｎｄａ，ＷａｎｇＹｕａｎｃｈａｏ，ＬｉｕＸｕａｎ，ＴａｎＷｅｉ．２０２０．ＺｉｒｃｏｎＵ－Ｐｂｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ＨｆｉｓｏｔｏｐｅａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅＥａｒｌｙＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｒｏｃｋｍａｓｓｉｎｔｈｅＨｕｌａｌｉｎｏｆＵｐｐｅｒＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇｂａｓｉｎ．ＡｃｔａＧｅｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，９４（２）：

５５３～５７２．

５５４

地质学报

ｈｔｔｐ：

／／ｗｗｗ．ｇｅｏｊｏｕｒｎａｌｓ．ｃｎ／ｄｚｘｂ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘ ２０２０年

ａｌ．，２０１６；ＳｕｎＹａｎｆｅｎｇ，２０１５；ＬｉＸｉａｎｇｗｅｎ，２０１５；ＬｉＲｕｉｈｕａｅｔａｌ．，２０１８）。

虎拉林金矿床位于上黑龙江盆地西侧，隶属于内蒙古额尔古纳市恩和哈达镇管辖，自１９９８年发现Ａｕ异常以来，前人在该地区开展过大量的基础地质研究工作，通过对矿石中钾长石进行４０Ａｒ－３９Ａｒ阶段升温法测定了矿床成矿年龄为１３６．３４±０．３６Ｍａ

（ＺｈａｎｇＹｏｎｇｅｔａｌ．，２００３），查明了矿床地质、矿石、围岩蚀变及金矿赋存等基本特征，矿床资源量计算结果显示已达小型矿山规模，同时具有中型矿山潜力（ＤｉｎｇＱｉｎｇｆｅｎｇｅｔａｌ．，２００６；ＳｏｎｇＧｕｉｂｉｎｅｔａｌ．，２００７；ＬｉｕＧｕｉｇｅｅｔａｌ．，２００９；ＬｉｕＪｉｍｉｎｅｔａｌ．，２０１２）。

由于矿床特殊的地理位置及地表覆盖严重等因素，使前人均未对矿床内相关岩体进行相应的研究工作，这不仅制约了成岩作用与成矿作用关系的探讨，而且严重制约着对研究区岩浆活动与区域构造演化、深部演化过程及岩浆源区的认识。

为厘清虎拉林金矿床岩体形成时代、来源、类型及构造背景、形成机制等问题，本文在前人研究基础之上，对矿床进行详尽的野外地质研究，选取代表性岩体样品进行详细的定年及地球化学研究，在此基础上确定其成岩时代，探讨岩石成因类型及形成构造背景，为分析成岩与成矿的关系及剖析成矿动力学机制提供理论基础。

１ 地质背景

１．１区域地质

兴蒙造山带东段北与西伯利亚克拉通以蒙古鄂霍茨克缝合带相隔，南以赤峰开源断裂与华北克拉通相毗邻。

造山带先后受到古亚洲洋、蒙古鄂霍茨克洋、古太平洋等板块构造运动影响，使其内部结构复杂；造山带自西北至南东以塔源－喜桂图断裂、贺

根山－黑河断裂、佳木斯－牡丹江断裂为界依次划分

为额尔古纳地块、兴安地块、松辽地块及佳木斯地块

（ＷｕＦｕｙｕａｎｅｔａｌ．，２００２，２０１１；ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２０１２；ＺｈａｏＳｈｕｏｅｔａｌ．，２０１４；ＪｉＺｈｅｎｇｅｔａｌ．，２０１８）（图１ａ）。

上黑龙盆地即位于兴蒙造山带额尔古纳微地块最北部，呈东西向展布，延伸约２５０ｋｍ，南北宽约６０ｋｍ，南北分别紧邻得尔布干断裂带及蒙古－鄂霍茨克缝合带，被前人解释为蒙古－鄂霍茨克造山带东南缘的前陆盆地（ＬｉＪｉｎｙｉｅｔａｌ．，２００４ａ；ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００８），该处是古亚洲洋构造域、环太平洋构造域与蒙古鄂霍茨克构造域强烈叠加、复合、转换的关键部位，特殊的地理位使其

区内构造演化复杂、断裂构造发育，从而使得该地区

成为重要的贵金属、有色金属及黑色金属矿集区

（ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００７；ＺｈｏｕＺｈｅｎｈｕａｅｔａｌ．，２０１２；ＷａｎｇＴｉａｎｈａｏｅｔａｌ．，２０１４；ＣｈｅＨｅｗｅｉｅｔａｌ．，２０１５）。

上黑龙江盆地内地层较发育，主要由中元古兴华渡口群（Ｐｔ１ｘｈ）片岩、片麻岩及大理岩、下寒武统额尔古纳河组（∈ｅ）大理岩、板岩及早古生代花岗岩类等组成基底（ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００２），上层零星发育下泥盆统泥鳅河组（Ｄ１ｎ）灰岩、下白垩统九峰山组（Ｋ１ｊ）砂岩及砾岩，盆地盖层为早－中侏罗世沉积建造及晚侏罗世－早白垩世火山岩建造，自下而上依次为绣峰组（Ｊ２ｘ）、二十二站组（Ｊ２ｅｒ）及漠河组

（Ｊ２ｍ），主要由砾岩、砂岩、粉砂岩及泥岩等构成；火山岩主要由凝灰岩、中酸性火山岩及喷发相火山碎屑岩等构成，自下而上主要包括塔木兰沟组（Ｊ３ｔ）、上库力组（Ｋ１ｓ）及伊列克得组（Ｋ１ｙ）（ＲｅｇｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｙｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，１９９３；ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，２００３；ＷｕＧｕａｎｇｅｔａｌ．，２００８；ＬｉＲｕｉｈｕａｅｔａｌ．，２０１８）

随着早古生代期间额尔古纳地块与兴安地块碰撞拼合完成，后持续受到古亚洲洋洋壳俯冲、微地块碰撞拼合的影响，直至中生代蒙古－鄂霍茨克洋盆闭合，蒙古－华北大陆与西伯利亚大陆发生碰撞拼切，额尔古纳地块长时间处于挤压－伸展等构造活动强烈环境（ＳｕｉＺｈｅｎｍｉｎ，２００７；ＳｈｅＨｏｎｇｑｕａｎｅｔａｌ．，２０１２；ＴａｎｇＪｉｅ，２０１６）。

在强烈的构造运动作用下，形成了以北东、北北东向韧性剪切变形带和断裂为主体，北西向韧性和脆性断裂次之的断裂体系，构成了本区网状断裂构造格局（图１ｂ）。

区域褶皱构造发育简单。

区域受古生代古亚洲洋构造域与中－新生代蒙古鄂霍茨克构造域及太平洋构造域叠加影响（ＷｕＦｕｙｕａｎｅｔａｌ．，２０１１；ＣｈｅｎＹａｎｊｉｎｇｅｔａｌ．，２０１２；ＳｈｅＨｏｎｇｑｕａｎｅｔａｌ．，２０１２；ＣｈａｉＭｉｎｇｃｈｕｎｅｔａｌ．，２０１８），使得区域内岩浆活动频繁，侵入岩发育。

其中燕山期岩浆活动与区域成矿关系密切，以中酸性侵入岩为主，岩性以花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩及石英闪长斑岩为主，均以岩株、岩枝及岩基产出。

１．２矿床地质

虎拉林矿床位于额尔古纳微地块北部，区内地

第２期 巩鑫等：

上黑龙江盆地虎拉林早白垩世岩体锆石Ｕ－Ｐｂ年代学、Ｈｆ同位素及地球化学特征研究

５５５

图１上黑龙江盆地西段大地构造位置（ａ，据ＬｉｕＪｕｎｅｔａｌ．，