黑龙江多宝山铜矿床中花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb测年及其构造意义

赵焕利，朱春艳，刘海洋，刘宝山

（1.黑龙江省第五地质勘察院，黑龙江黑河164300；2.黑龙江地质调查研究总院齐齐哈尔分院，黑龙江齐齐哈尔161005；3.黑龙江省有色金属地质勘察研究总院，黑龙江哈尔滨150046）

多宝山斑岩铜矿床位于黑龙江省嫩江县境内，该矿床发现于1958年，是黑龙江省最大的铜产地.有关多宝山斑岩铜矿床的成岩成矿时代、成矿模式、找矿模型等方面研究较多［1-11］，积累了丰富的资料，其中绝大部分测年数据将花岗闪长（斑）岩形成时代定为华力西中晚期至印支期（311～219 Ma）［2-4］.作者在该地区的1∶25万区域地质填图过程中，对多宝山斑岩铜矿床中的花岗闪长岩进行了锆石U-Pb同位素SHRIMP法测年，取得谐和年龄值为479.5±4.6 Ma.这一新的年龄数据为进一步讨论多宝山铜矿床的成矿作用、形成时代、构造环境提供了新的线索.

1 矿区地质概况

多宝山铜矿床位于大兴安岭与小兴安岭的接合部，产于古生代多宝山海盆的中心部位.矿区内出露的地层主要为下中奥陶统海相中性火山-沉积地层铜山组（O1-2t）和多宝山组（O2d）.铜山组为深灰—灰黑色粉砂岩、板岩、灰黄色变质含砾粗粒长石砂岩、凝灰质砂岩、安山岩等，夹灰岩及大理岩，含有腕足类、三叶虫化石，黑色泥板岩中产笔石化石.多宝山组为灰绿色英安岩、安山质熔岩、火山角砾岩、凝灰岩、沉凝灰岩等，顶部见英安质集块岩，下部夹结晶灰岩、大理岩透镜体，产腕足及三叶虫化石.出露的侵入岩主要为花岗闪长岩、花岗闪长斑岩，是铜矿体的主要围岩（图1），侵入于多宝山组安山岩中，前人多将其形成时代定为华力西中晚期［1-4］.

2 岩体岩石学、地球化学特征

多宝山铜矿床花岗闪长岩体侵位于多宝山组，接触界线清楚，有多处小岩枝穿入围岩.岩体向南西倾，倾角 60°，向下有膨大的趋势，向下延深到 500 m［3］.岩体内花岗闪长斑岩及细晶石英闪长岩、闪长玢岩等脉岩发育.

花岗闪长岩新鲜面呈灰白、浅灰、灰绿色，块状构造、碎裂构造，细粒花岗结构、中细粒花岗结构.微裂隙，裂纹发育，局部石英碎裂明显，沿裂隙面绢云母化、绿泥石化普遍.粒径0.5～3.0 mm.主要矿物：斜长石50%～60%，钾长石0～10%，石英20%～25%，角闪石4%～9%.黑云母少许.蚀变矿物含量15%～20%.绢云母交代斜长石，少数交代黑云母和绿泥石.绿泥石除星散交代斜长石、黑云母外，呈近平行裂隙脉状交代.黑云母被绿泥石、绿帘石交代.褐铁矿化沿石英、长石裂隙或晶面上、云母面上交代浸染.副矿物有磷灰石、磁铁矿、辉钼矿、黄铜矿.

地球化学分析结果见表1.在（Na2O＋K2O）-Al2O3（分子数）花岗岩碱性程度判别图解（图2）上投点落入钙碱性区.在Na2O-K2O图解（图3）上落于I型花岗岩区.在原始地幔标准化的不相容元素蛛网图（图4）中，具有明显的 Nb、Ta、P、Ti负异常，显示岛弧钙碱性岩浆中Nb、Ta、Ti三元素亏损的特征，其岩浆形成深度应在80～100 km的榴辉岩部分熔融区［12］.在Rb-（Yb+Nb）和 Rb-（Yb+Ta）判别图（图 5）上岩石投点位于火山弧花岗岩区.

表1 花岗闪长岩地球化学分析结果表Table 1 Chemistry of the granodiorite

3 锆石SHRIMPU-Pb测年结果

对花岗闪长岩样品中13粒锆石进行SHRIMP法U-Pb同位素测年，结果（表 2）表明，2～13号点锆石表面年龄为453.2～486.9 Ma，表面年龄相对偏差较小，2～13号数据点落在谐和曲线上（图6），年龄为479.5±4.6 Ma.

4 结论与讨论

4.1 岩体形成时代

前人在多宝山铜矿床花岗闪长岩体和花岗闪长斑岩体中获得了大量同位素测年资料.测年结果主要为311～219 Ma，被认为是成岩成矿年龄；次为184～162 Ma，被认为是成矿期后岩浆活动所引起的热叠加事件年龄［2-4］.其测年方法多为K-Ar法，测试对象为全岩或绢云母，而绢云母就可能是后期变质矿物，因此，311～219 Ma也应是成矿期后岩浆活动所引起的热叠加事件年龄.晚石炭世-早二叠世多宝山地区处于碰撞造山期，与此相关的岩浆活动规模较大且频繁❶黑龙江地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶25万黑河市等二幅区调报告，2005-2008.，可能形成本期花岗闪长（斑）岩热叠加事件年龄.

本次工作获得锆石SHRIMP U-Pb同位素测年表面年龄为453.2～486.9 Ma，谐和图年龄为479.5±4.6 Ma.赵一鸣等［1］于1997年在多宝山铜矿床中采用Re-Os法测得辉钼矿年龄为506 Ma，与453.2～486.9 Ma接近.而多宝山铜矿床花岗闪长岩体侵位于多宝山组，地层含腕足：Tetraodontella sp.、Leptellina incompta、Leptellina sp.、Apatomorpha sp.、Sowerbyella sp.，三叶虫 ：A mphilicha s?sp.、Dysplanus duobaoshanensis、Ceraurinella sp.，时代为中奥陶世.因此，多宝山铜矿床花岗闪长岩体成岩时代应为453.2～486.9 Ma.

表2 中奥陶世花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb分析结果Table 2 SHRIMP zircon U-Pb ages of the Middle Ordovician granodiorite

4.2 岩体形成的构造环境

花岗闪长岩侵入于中奥陶统多宝山组安山岩之中，二者形成时代一致，它们形成的构造环境也应该一样.余金杰等认为多宝山组火山岩形成于岛弧-陆源弧环境［13］.如前所述，花岗闪长岩为岛弧钙碱性系列岩石（图 2），具有 Nb、Ta、Ti三元素亏损的特征，显示其形成于火山弧（图4、5），其岩浆形成深度应在80～100 km的榴辉岩部分熔融区［12］.杜琦等也认为花岗闪长岩和花岗闪长斑岩属岛弧型［3］.因此，多宝山斑岩铜矿体中的花岗闪长岩体成岩成矿环境为火山岛弧环境.

［1］赵一鸣，毕承思，邹晓秋，等.黑龙江多宝山、铜山大型斑岩铜（钼）矿床中辉钼矿的铼- 锇同位素年龄［J］.地球学报，1997，18（2）: 61—67.

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