黑龙江翠宏山铅锌多金属矿床岩浆岩特征及成矿年龄

李秀荣，杨宏智，邵 军

（中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳 110034）

黑龙江翠宏山铅锌多金属矿床岩浆岩特征及成矿年龄

李秀荣，杨宏智，邵 军

（中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳 110034）

翠宏山铅锌多金属矿床产在花岗岩体与下寒武统西林群铅山组变质岩系的接触带内，是一矽卡岩型铅锌多金属矿床。岩浆活动强烈，具有脉动活动特点，形成的岩石类型主要有二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩。总结该区花岗岩岩石地球化学特征后，认为该花岗岩具有由“I”型向“A”型过渡特点，并采用锆石U-Pb方法确定了地表和深部二长花岗岩的形成年龄分别为192.8±2.5 Ma和194.1±1.6 Ma。研究认为，铅锌多金属成矿与此岩浆活动关系密切，成矿作用发生在印支晚期－燕山早期（190-199 Ma）。

岩浆演化；成矿年龄；印支晚期-燕山早期；翠宏山铅锌多金属矿床

黑龙江省翠宏山铅锌多金属矿床是小兴安岭铅锌多金属成矿带的最重要矿床之一，矿床中钨、钼、锌为大型，铅、铁为中型，铜为小型，同时伴随具有工业利用价值的银、锡、硒等元素。韩振新等[2003]根据黑龙江省地矿局第三地质队（1984）测得的碱长花岗岩铷-锶年龄（324±15 Ma），认为翠宏山铅锌多金属矿床成矿作用与碱长花岗岩、二长花岗岩有关，成矿年龄为324±15 Ma，成矿时代为加里东中期[1-2]。2003至2006年，笔者在小兴安岭成矿带开展铅锌多金属矿成矿规律研究，对翠宏山铅锌多金属矿床的岩浆岩进行了较为全面研究，对矿床的成矿时代提出了新的认识，希望为小兴安岭成矿带多金属找矿工作提供有参考价值的信息。

1 矿区地质

翠宏山铅锌多金属矿床位于五星－关松镇中间隆起带次级构造单元之乌敏河断陷的北段。区域内出露地层有下寒武统西林群铅山组的镁质碳酸盐岩和碎屑岩，呈残留体状分布（图1），上三叠统凤山屯组中酸性火山－沉积岩零星分布。侵入岩主要为二长花岗岩、正长花岗岩和碱长花岗岩。区域构造为一系列被区域性的北西向断裂截切的北东向复式褶皱。多金属矿床产在友好河－库尔滨河北北西向断裂带内，该断裂带也是二长花岗岩、碱长花岗岩与铅山组地层的侵入接触带。矿体均产在花岗岩体与铅山组地层的内、外接触带内。矿体呈透镜状、囊状、脉状。围岩蚀变为矽卡岩化和热液蚀变，后者呈面状或脉状叠加在矽卡岩化蚀变之上。成矿作用与岩浆及其热液活动有关，与二长花岗岩、碱长花岗岩密切相关，矿床的成因类型为矽卡岩型①黑龙江省地质矿产局地质三队.黑龙江省逊克县翠宏山铁多金属矿床普查－初勘地质报告.1984.、②邵军等.黑龙江小兴安岭-张广才岭成矿带铅锌多金属成矿规律.2006.。

图1 翠宏山矿区地质简图(据黑龙江省地质三队，1984）Fig.2 Schematic geological map of the Cuihongshan deposit(after the 3rdGeological bureau of Heilongjiang Province,1984)

2 花岗岩类岩石特征

2.1 花岗岩地质特征

矿区内侵入岩大面积出露，岩石类型主要有酸性、偏碱性花岗岩类及中基性岩脉等，主要岩性为二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩，在岩体侵入到西林群铅山组等矿源层时，形成斑岩－矽卡岩型矿床[3]。在矿区东南部及部分钻孔中见有闪长玢岩等中基性岩脉。

（1）二长花岗岩:二长花岗岩依据矿物含量可划分为黑云母二长花岗岩和二长花岗岩，前者出露地表，构成岩体的主体部分，后者见于翠宏山矿区钻孔（260 m以下）和翠北铁矿井下（80 m以下）。研究认为，黑云母二长花岗岩、二长花岗岩属于同一岩体，只是暗色矿物含量差异，是同一岩浆侵位到不同部位形成的产物。岩石后期破碎强烈，可见斜长石双晶产生膝折，石英碎裂并出现重结晶，局部可见糜棱岩化；蚀变作用发育，除矽卡岩化、硅化外，斜长石普遍绢云母化，钾长石高岭土化，此外沿岩石裂隙有石英－白云母－萤石细脉充填交代。

岩体受近南北向及东西向两组断裂控制，多呈岩株状产出。岩体与铅山组变质岩系呈侵入接触关系，在内外接触带产生强烈的矽卡岩化及硅化等热液蚀变，同时形成了铁、钨、钼及铅锌等多金属矿化。二长花岗岩由钾长石、斜长石、石英及少量黑云母等矿物组成，副矿物主要有磷灰石、锆石、榍石等。钾长石呈自形－半自形的厚板状，以微斜长石为主，次是条纹长石和正长石，在条纹长石中可见斜长石和石英的包晶；斜长石呈自形－半自形晶，主要为更长石；石英呈他形粒状，可见碎裂和波状消光；黑云母呈片状集合体，多被绿泥石交代并有铁质析出。

（2）正长花岗岩:区域上呈岩基状产出，受北北东向断裂控制；岩体呈带状分布于矿区的南部和西南部，构成矿区花岗岩体的主体。岩体边部的岩石具有斑状结构，至岩体内部岩石结构过渡为中－粗粒结构。岩石由钾长石、石英、斜长石及黑云母等组成，副矿物主要有磷灰石、锆石、榍石和磁铁矿等。钾长石多为半自形晶，以条纹长石为主，次有微斜长石及正长石；斜长石为自形-半自形晶，以更钠长石为主；石英为他形晶，暗色矿物主要为黑云母。

（3）碱长花岗岩:岩体受近南北向和东西向两组断裂控制，岩体规模不大，多呈岩株状或岩枝状产出。岩石强烈破碎并出现糜棱岩化，与铅山组变质岩系呈侵入接触。岩体侵入的变质岩系普遍角岩化、大理岩化，在内外接触带形成矽卡岩化和铅锌多金属矿化。岩石由钾长石、石英、斜长石及微量黑云母组成，副矿物主要有磷灰石、锆石、榍石等。钾长石多呈半自形晶－自形晶，以条纹长石和正长石为主，次为微斜长石；斜长石呈自形晶，主要为更钠长石；石英呈他形粒状，具波状消光；黑云母为片状，多绿泥石化。

2.2 花岗岩地球化学特征

翠宏山铅锌多金属矿床的二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩岩石化学特征见表1。岩石SiO2含量在71.4%～77.1%之间，平均为74.04%，Na2O+K2O在7.15%～10.36%之间，而且K2O＞Na2O；Al2O3变化范围多在11.6%～14.52%之间，随着SiO2的增高，Al2O3有逐渐降低趋势。A/NKC多数小于1.11，变化范围多在1.10－0.73之间；在R1－R2的图解中（图2）样品投点大多数落入造山后、同碰撞及其过渡区花岗岩内，反映花岗岩形成于同碰撞－造山期后的构造环境。

图2 翠宏山矿区花岗岩构造环境R1－R2图解（引自Batchelor等，1985）Fig.2 R1-R2discrimination diagrams showing tectonic setting of granites in the Cuihongshan deposit(after Batchlor et al.,1985)

表1 翠宏山矿床花岗岩主元素分析结果表Table 1 Major elements of the granite in the Cuihongshan deposit

表2 翠宏山矿床花岗岩稀土元素分析结果Table 2 Rare earth elements of the granites in the Cuihongshan deposit

翠宏山矿区碱长花岗岩、二长花岗岩稀土元素组成见表2，球粒陨石标化配分曲线见图3。可以看出，两类型花岗岩岩石具有明显的铕亏损，稀土配分曲线表现为向右倾斜的“V”字型，表明岩浆分异程度较高；其中有两个二长花岗岩样品稀土配分曲线呈略向右倾斜，这种曲线形式反映了重熔岩浆和幔源分异型岩浆的双重特征。

综合上述，花岗质岩浆在侵入过程中，岩浆以不成熟地壳物质重熔为主，且有一定的地幔物质加入[4]；二长花岗岩、碱长花岗岩以及正长花岗岩既具有“A”型花岗岩特征，又具有“I”型花岗岩特征[5]，说明本区花岗岩为由“I”型向“A”型过渡的花岗岩系列。区域成矿规律研究认为，区内岩浆活动具有脉动特点，形成的花岗岩类由早期到晚期岩性的变化趋势是正长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩，显示随着岩浆的结晶分异作用进行，所形成的花岗岩由酸性逐渐演化为偏碱性和碱性[5]。铅锌多金属成矿与印支晚期岩浆活动有关，其中碎裂的二长花岗岩、碱长花岗岩与成矿的关系更为密切①、②。

图3 翠宏山矿区花岗岩稀土配分曲线Fig.3 REE partitioning curve of the granites in the Cuihongshan deposit

3 含矿花岗岩体SHAIMP年龄及多金属成矿年龄推定

对于翠宏山铅锌多金属矿床的成矿时代，黑龙江省地矿局第三地质队（1984）在进行矿床勘探时进行了花岗岩体年龄测定，获得碱长花岗岩全岩铷－锶等时线年龄为324±15 Ma，87Sr/86Sr值为0.7201；碎裂二长花岗岩黑云母K-Ar法测得年龄为198 Ma。在黑龙江省进行区域地质总结时，又对翠宏山矿区出露的花岗岩体进行了年龄测定，获得碱长花岗岩体的黑云母K-Ar等时线年龄分别为203.0 Ma和196.3 Ma；获得铷-锶等时线年龄为190±40百万年，87Sr/86Sr=0.7089,相关系数0.98[1]。韩振新等、谭成印等认为，翠宏山铅锌多金属矿床的成矿时代为加里东中期，成矿与加里东中期第三次侵入的次二长花岗岩有关[1、3]。

表3 翠宏山矿区花岗岩类SHRIMP锆石U-Pb分析结果Table 3 SHRIMP U-Pb zircon analysis for the granites of the Cuihongshan deposit

图4 翠宏山矿床赋矿黑云母二长花岗岩（W13）、二长花岗岩（W14-12-1）锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 Zircon U-Pb Concordia diagram of biotite monzogranite(w13)and monzogranite(W14-12)in the Cuihongshan polymetallic deposit

本次研究在地表和钻孔分别采集了黑云母二长花岗岩和二长花岗岩（地表280 m以下）样品，挑选花岗岩中的锆石，采用SHAIMP离子探针方法，由北京离子探针测试中心实验室进行了U-Pb年龄测定。黑云母二长花岗岩中的锆石为柱状，未见明显的熔蚀现象；二长花岗岩中的锆石以浑圆状为主，少量短柱状。挑选测年的锆石均具有震荡环带特征，属于岩浆结晶形成，锆石Th/U比值在0.13～1.28之间（表3），具有岩浆锆石特点[6]。测得黑云母二长花岗岩锆石年龄为192.8±2.5 Ma；测得二长花岗岩年龄分别为194.1±1.6 Ma（图4），具体测试数据见表3。

尽管翠宏山矿区碱长花岗岩曾获得324±15 Ma的年龄数据，但大量的花岗岩年龄数据均集中在190～203 Ma之间。考虑到测试方法、测试手段的局限性以及矿床研究的深入程度，认为翠宏山矿区存在加里东期岩体，而与成矿作用关系密切的碱长花岗岩、黑云母二长花岗岩、二长花岗岩年龄可以代表了翠宏山铅锌多金属矿的成矿年龄，即矿床的成矿年龄在190～199 Ma之间，推定翠宏山地区铅锌多金属矿成矿作用发生在印支晚期－燕山早期。

4 结论

翠宏山铅锌多金属矿床是小兴安岭铅锌多金属成矿带典型矿床之一，与成矿作用有关的花岗岩类岩浆具有由“I”型向“A”型演化特征，花岗质岩浆在铅锌多金属成矿作用过程中的主要作用是为成矿提供了热动力、成矿热液和部分成矿物质[1]、②。成矿年龄在190～199 Ma之间，成矿时代为印支晚期－燕山早期。印支晚期－燕山早期岩浆活动强烈地区及其与变质岩系接触带应作为小兴安岭成矿带的铅锌多金属矿找矿工作的重点地区。

[1]黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].北京：地质出版社，1993.

[2]韩振新，徐衍强，郑庆道.黑龙江省重要金属和非金属矿产的成矿系列及其演化[M].哈尔滨：黑龙江人民出版社，2003.

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[4]李之彤，赵春荆.我国东北北部花岗岩类的时空分布.国际花岗岩成因与成矿作用讨论会论文集[M]，南京：科学出版社，1982.

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Geological Characteristics and Metallogenic Analysis of
the Longtoushan Gold Deposit in Guangxi Province

XIAO Lai-geng1,CHEN Gen-wen2
(1.Southern institute of China Non-freeous Metals Resource Geological Survey,Changsha 410001,China;2.Guangzhou Insititute of Geochemistry,Guangzhou 510640,China)

The Longtoushan gold deposit occurs in a Mesozoic residual volcanic neck.The main strata around the neck are Lianhuashan group of Lower Devonian Series and Huangdongkou group of Cambrian System.Displaying veinlet disseminated type and vein type,the ore bodies are found in the sub-volcanic rock pipe and internal or external contact zone of surronding strata.The wall-rock alteration have tourmalinization,silicification,potassic alteration,pyritization,sericitizetion,kaolinization,and chloritication action.The gold mineralization is closely related with silicification and pyritization.The oxygen isotope compositions in the fluid are mixture of magma water with meteoric water.The feature of sulfur isotope shows multiple origins of sulfur in mineralization fluid,mainly from volcanic-intrusive complex and the basement strata.It is assumpted from lead isotope characters that lead is mainly origin from Mesozoic volcanic rocks and partly from basement rocks.It is therefore believed that the ore forming matter of the deposit is mainly origin from magma of the mantle and partly from the strata.The temperature for mineralization is between 215～260℃ .The deposit belongs to middle-lower temperature post-subvolcanic hydrothermal gold deposit．

Guangxi;Longtoushan gold deposit;sub-volcanic rock;porphyry;wall-rock alteration

P618.4

A

1672－4135(2011）02－0114-05

2010-12-02

国土资源大调查项目：黑龙江小兴安岭－张广才岭成矿带铅锌多金属成矿规律研究（200310200052）

李秀荣，女，1964年生，工程师，从事地质资料管理与地质研究工作，Email：sysjun1963@126.com。