黑龙江嘉荫连珠山金矿床成岩成矿年代学及其地质意义*

任亮 孙景贵＊＊ 唐臣 门兰静 李怡欣 崔培龙

REN Liang1，SUN JingGui1＊＊，TANG Chen2，MEN LanJing3，LI YiXin4 and CUI PeiLong1

1. 吉林大学地球科学学院，长春 130061

2. 黑龙江省地质调查研究总院，哈尔滨 150036

3. 长春工程学院，长春 130021

4. 山东黄金资源开发有限公司，济南 250100

1. College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China

2. Heilongjiang institute of Geological Survey，Harbin 150036，China

3. Changchun Institute of Technology，Changchun 130021，China

4. Shandong Gold Resource Development Co.，Ltd，Jinan 250100，China

2014-11-10 收稿，2015-03-01 改回.

成岩成矿年代学研究一直是矿床学领域的重要内容之一，精确可靠的成岩成矿年龄对认识矿床成因、探讨成矿动力学背景、总结区域成矿规律和指导矿产勘查等方面具有重要的理论和现实意义。连珠山金矿床发现于20 世纪80 年代，前人通过对矿床地质特征的研究，初步确定为蚀变岩型矿床，与团结沟金矿处于相同的成矿环境(杨静和杨明，2008;谭成印，2009;Sun et al.，2013;Wang et al.，2014);并通过对矿区内发育的似斑状黑云母花岗岩(293 ～304.9Ma)、石英闪长岩(177.89Ma)和花岗闪长斑岩(171.3Ma)的全岩K-Ar 法定年，初步认定与连珠山金矿床成矿有关的赋矿围岩形成于早二叠世和中侏罗世，认为成矿发生在燕山期(杨静和杨明，2008;谭成印，2009)。鉴于KAr 同位素体系的封闭温度较低，且全岩K-Ar 年龄容易受到后期构造-热事件的干扰，所获得的年龄具有极大的不确定性。本次研究选取与成矿密切相关的黑云母二长花岗岩、石英闪长岩和矿化蚀变矿物绢云母开展岩石学、年代学和地球化学研究，用以限定连珠山金矿床的成岩成矿时代、矿区侵入岩的地球化学特征、岩石成因及来源，以期为揭示该矿床的成因机制和总结区域成矿规律提供依据。

1 区域成矿地质背景与矿床地质特征

连珠山金矿床位于小兴安岭北麓，乌拉嘎断陷盆地西侧佳木斯地块与松嫩地块之间的小兴安岭中部岩浆构造带上，是一个经历了古亚洲洋构造域演化以及环太平洋板块的俯冲和叠加增生作用的成岩成矿构造区(图1)(Wilde et al.，2000;吴福元等，1999，2001;Wu et al.，2011;Sun et al.，2013)。区域出露地层主要是黑龙江群、上二叠统五道岭组(P2w)、上侏罗统宁远村组(J3n)以及白垩系淘淇河组(K1t)和松木河组(K2s);发育着加里东期、海西期、印支期和燕山期的花岗杂岩和各类脉岩，发育着北西、北北西向断裂(黑龙江省地质矿产局，1993;吴福元等，1999;刘建峰等，2008;Wu et al.，2011)。

矿区内以发育侵入岩为特征，主要岩性有黑云母二长花岗岩、石英闪长岩、闪长玢岩、花岗细晶岩等，其中石英闪长岩、闪长玢岩等中酸性脉岩呈小的岩株或岩脉侵入于黑云母二长花岗岩中(图2a)。

图1 中国东北大地构造略图(a，据邵济安和唐克东，1995;唐克东等，1995 修改)和小兴安岭区域地质简图(b，据Zhang et al.，2010;Wu et al.，2011;Cui et al.，2013 修改)Fig.1 Tectonic sketch maps of northeast China (a，modified after Shao and Tang，1995;Tang et al.，1995)and simplified geological map of the Lesser Xing’an range (b，modified after Zhang et al.，2010;Wu et al.，2011;Cui et al.，2013)

图2 连珠山金矿床地质简图(a)和24 号勘探线剖面图(b)Fig.2 Geological sketch map of the Lianzhushan Au deoposit(a)and cross-section showing the geology along the 24 exploration line (b)

目前，已圈定17 条矿体，其空间分布及形态受构造-蚀变带严格控制，呈薄板状、凸镜状赋存在各类蚀变强烈的中酸性脉岩中，矿体与围岩无明显界线(图2b);围岩蚀变主要有(黄铁)绢英岩化、绢云母化、硅化和碳酸盐化等，其中(黄铁)绢英岩化与成矿关系最为密切，主要发育在中酸性脉岩与黑云母二长花岗岩的接触带内;矿石矿物有银金矿、黄铁矿、辉锑矿、白钨矿、褐铁矿和毒砂等;脉石矿物主要为石英、绢云母和方解石等。依据矿化脉的相互穿插关系和矿物共生组合特征，可将成矿过程可划分为4 个成矿阶段:石英-白钨矿阶段(Ⅰ)，该阶段主要形成较宽的石英脉，金属矿物为白钨矿;石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)，矿物共生组合为石英、黄铁矿、毒砂及银金矿;石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)，主要矿物为石英、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、自然金及银金矿等，为金的主要矿化阶段;石英-方解石脉阶段(Ⅳ)，主要形成石英、方解石和少量黄铁矿。

2 实验样品与实验方法

2.1 锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年

本次用于锆石LA-ICP-MS U-Pb 测年的2 件样品采自矿区内出露的黑云母二长花岗岩和石英闪长岩。

黑云母二长花岗岩(LZS-1)呈浅肉红色，中粒花岗结构，块状构造(图3a，b);主要矿物成分为钾长石(40% ～45%)、斜长石(20% ～25%)、石英(30% ～35%)、黑云母(5% ±)等;其中，钾长石主要为微斜长石，少数为条纹长石，多呈柱状，粒径1 ～5mm;斜长石呈板柱状，半自形-自形结构，可见环带结构，粒径1 ～3mm，部分晶体被绢云母交代;石英为他形粒状，粒径0.5 ～4mm;黑云母呈褐色，片状，粒度为0.5 ～2mm，分布均匀;副矿物主要为磁铁矿、磷灰石及锆石等。

石英闪长岩(LZS-2)呈岩株状出露在连珠山矿区北段，侵入黑云母二长花岗岩中;岩石呈灰黑色，细粒结构，块状构造(图3e，f);主要矿物成分为斜长石(45% ～50%)、钾长石(10% ～15%)、角闪石(10% ～15%)、石英(10% ～15%)、黑云母(约3% ～5%)等;其中斜长石呈柱状，粒径0.5 ～5mm，零星绢云母化;黑云母呈棕色，片状，粒度0.5 ～3mm;角闪石为绿色，柱状，常与黑云母共生，粒径0.2 ～2mm;副矿物主要为磁铁矿、磷灰石及锆石等。

单颗粒锆石分选是将采集到的黑云母二长花岗岩、石英闪长岩(约3kg)经颚式粉碎机粗碎、细磨过筛后，经摇床筛选以及重磁矿物分离，在双目镜下逐颗粒分选完成。锆石制靶、阴极发光图像观察与照相在中国科学院地质与地球物理所完成，锆石LA-ICP-MS U-Pb 同位素测试在中国地质大学(武汉)完成，激光斑束直径为32μm，脉冲8Hz。实验中采用He 作为剥蚀物质的载气，每测定5 个样品点校准1 次国际标准锆石91500，每个样品的首尾分析加NIST610、GJ-1、CHEM 和YS-1 标样。由LA-ICP-MS 获得的铅同位素数据，采用Andersen(2002)的3D 坐标法校正普通Pb，样品的同位素比值及元素含量计算采用GLITTER 程序，采用ISOPLT 3.0 程序自动完成谐和图解和加权平均年龄值(Ludwig，2003)。实验结果列于表1 和表2。

图3 连珠山金矿床手标本和显微照片(a、b)黑云母二长花岗岩手标本和镜下照片;(c、d)石英闪长岩手标本和镜下照片;(e)浸染状黄铁矿;(f)自形立方体状黄铁矿颗粒Fig.3 Photos of specimens and microphotographs of samples in the Lianzhushan Au deoposit

2.2 绢云母40Ar/39Ar 定年

本次用于同位素年龄测定的绢云母样品采自连珠山金矿区北部Ⅲ号矿化蚀变带内的黄铁绢英岩化矿石，手标本上未见明显后期构造变形现象。绢云母经过样品粉碎、过筛之后，用实体显微镜挑选，纯度大于99%。样品分析在中国地质科学院地质研究所Ar-Ar 年代学同位素实验室完成，运用常规40Ar/39Ar 阶段升温测年法完成。选纯的矿物(纯度＞99%)用超声波清洗，清洗后的样品被封进石英瓶中送核反应堆接受中子照射。照射工作在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行的，使用B4 孔道，中子流密度约为2.60×1013n·cm-2S-1，照射总时间2880min，积分中子通量为4.49 ×1018n·cm-2;同期接受中子照射的还有用做监控样的标准样:ZBH-25 黑云母标样，其标准年龄为132.7 ±1.2Ma，K 含量为7.6%。样品的阶段升温加热使用石墨炉，每一个阶段加热30min，净化30min。质谱分析是在多接收稀有气体质谱仪Helix MC 上进行的，每个峰值均采集20 组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和 CaF2来获得，其值为:(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389，(40Ar/39Ar)K= 0.004782，(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar 经过放射性衰变校正;40K 衰变常数λ=5.543×10-10年-1;用ISOPLOT 程序计算坪年龄及正、反等时线(Ludwig，2001)。坪年龄误差以2σ 给出。详细实验流程见有关文章(陈文等，2006，2011;张彦等，2006)。实验结果列于表3。

表1 连珠山金矿床黑云母二长花岗岩（LZS-1）锆石LA-ICP-MS U-Pb 测年数据Table1 LA-ICP-MS U-Pb datingexperimentaldataofzirconsfrombiotitemonzogranite（LZS-1） in theLianzhushan Au deposit

表2 连珠山金矿床石英闪长岩（LZS-2）锆石LA-ICP-MS U-Pb 测年数据Table2 LA-ICP-MS U-Pb datingexperimentaldataofzirconsfromquartzdiorite（LZS-2） in theLianzhushan Au deposit

2.3 主量元素和微量元素

实验采用无污染常规法碎样至200 目粉末，测试分析在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。主量元素分析采用玻璃熔片大型X 型荧光光谱法(XRF)分析，元素分析的重现性(准确度)优于3%;微量元素分析利用Agilent 7500a ICP-MS 完成，详细的样品处理过程、分析精密度和准确度Gao et al. (2002)。分析结果列于表4。

3 实验结果

3.1 锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年

3.1.1 黑云母二长花岗岩

分选的锆石晶体形态多为自形、半自形短柱状，部分为半自形粒状，粒径在80 ～150μm 之间，长宽比值2∶1 ～4∶1，锆石内部发育有较为明显的环带结构(图4)。结合锆石的形态、内部结构及U-Pb 测年结果(表1)，可以划分为3 组锆石。

第一组:该组锆石较少(图4 中D3、D7、D19)，形态多为半自形短柱状，粒径主要分布在80 ～150μm 之间，长宽比约1.5∶1，内部环带结构不发育，边部可见再生白色锆石，个别可见“核-壳”结构(图4 中D19);Th、U 含量分别为278.2 ×10-6～328.1 ×10-6和487.8 ×10-6～1044 ×10-6，Th/U 比值分布在0.31 ～0.63，具有捕获并经受后期热液作用改造的岩浆锆石特征(Watson et al.，1997;李长民，2009)，获得的3个锆石的U-Pb 谐和年龄分别为474 ±4Ma、455 ±3Ma 和438±3Ma. (图5)。

第二组:该组锆石相对较多(图4 中D1、D4、D12、D13、D14、D15、D20、D21)，呈自形、半自形短柱状和他形粒状，粒径主要分布在80 ～150μm 之间，长宽比2∶1 左右，边部环带结构较为清晰;Th、U 含量分别为111.4 ×10-6～619.7 ×10-6和354.4 ×10-6～1515 ×10-6，Th/U 比值分布在0.23 ～0.81，具有岩浆锆石特征(Belousova et al.，2002;李长民，2009)。在8 个测点数据中，所有成分点均落在正常的谐和线上或在谐和线附近，锆石206Pb/238U 表面谐和年龄值分布在267 ～261Ma 之间，其加权平均年龄为263.8 ± 1.6Ma(MSWD=0.4，n=8)(图5)。

第三组:该组锆石是黑云母二长花岗岩的锆石主体(图4 中D2、D5、D6、D8、D9、D11、D12、D16、D17、D18、D22、D23)，呈自形、半自形短柱状、长柱状和他形粒状，粒径主要分布在80 ～120μm，长宽比约1.5∶1，个别可达3∶1(图4 中D2)，柱状锆石具有较清晰的条带状结构，粒状锆石内部成分环带不发育;Th、U 含量分别为38.20 ×10-6～856.4 ×10-6和100.2 ×10-6～2438 ×10-6，Th/U 比值分布在0.27 ～0.57，具有岩浆锆石特征。测得的12 个成分点均落在正常的谐和曲线上或在谐和线附近，获得锆石206Pb/238U 表面谐和年龄值介于247 ～240Ma 之间，其加权平均年龄为243.7 ±1.3Ma(MSWD=0.77，n=12)(图5)，代表了黑云母二长花岗岩的岩浆结晶年龄。

表3 连珠山金矿床黄铁绢英岩化矿石中绢云母(LZS-4)40Ar/39Ar 阶段升温加热分析数据Table 3 40Ar/39Ar incremental heating analytical data of sericite sample (LZS-4)separated from phyllic alteration pyrite ore in the Lianzhushan Au deposit

表4 连珠山金矿床岩石主量元素(wt%)和微量元素(×10 -6)分析结果Table 4 Major (wt%)and trace element (×10 -6)data for the the Lianzhushan Au deposit

3.1.2 石英闪长岩

图4 黑云母二长花岗岩(样品LZS-1)的锆石CL 图像、测点和年龄Fig.4 CL images，analyzed spots and age data (206Pb/238U)of zircons in biotite monzogranite (Sample LZS-1)

图5 黑云母二长花岗岩(样品LZS-1)的锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄谐和图Fig.5 LA-ICP-MS U-Pb age concordant diagram of zircons from biotite monzogranite (Sample LZS-1)

分选的锆石晶体多呈自形-半自形短柱状，少量为半自形-他形粒状;锆石粒径在80 ～200μm 之间，长宽比值在2∶1左右(图6);多数锆石发育较为明显的成分环带，少数锆石内部环带结构不发育(图6 中D3、D10、D15);测试结果显示其Th、U 含量分别为25.85 ×10-6～254.9 ×10-6和74.37 ×10-6～535.1 ×10-6，Th/U 比值分布在0.32 ～0.57(表2)，具有中酸性岩浆锆石成因的特征。根据锆石U-Pb 定年结果显示，测得的17 个成分点均落在正常的谐和线上，锆石206Pb/238U 表面谐和年龄值介于218 ～209Ma 之间，其加权平均年龄为215.3 ±1.3Ma(MSWD=0.35，n=17)(图7)，这组锆石代表了岩体的就位时代。

3.2 绢云母40Ar/39Ar 定年结果

图6 石英闪长岩(样品LZS-2)的锆石CL 图像、测点和年龄Fig.6 CL images，analysed spots and age data (206Pb/238U)of zircons in quartz diorite (Sample LZS-2)

图7 石英闪长岩(样品LZS-2)的锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄谐和图Fig. 7 LA-ICP-MS U-Pb age concordant diagram of zircons from quartz diorite (Sample LZS-2)

目前，用于40Ar/39Ar 同位素测年主要对象是一些含有K元素的矿物，如云母、长石、角闪石等，即:源于K 的衰变体系;而对与矿化同时形成且未受到后期地质作用的影响的一些矿物进行40Ar/39Ar 同位素测年也是用于确定矿床的成矿年龄的一种重要手段(邱华宁，1999;穆治国，2003;华杉和薛生升，2013)。对采自连珠山金矿床黄铁绢英岩化矿石中的绢云母样品(LZS-4)进行了11 个阶段的加热分析，加热温度区间为700 ～1400℃，样品的40Ar/39Ar 同位素分析结果见表3，其相应的阶段升温年龄图谱见图8。在年龄谱线的左侧和右侧终止处出现了4 个不一致的视年龄，释放的39Ar 仅占总量的4.23%，可能是由于矿物晶格缺陷或矿物边部少量的氩丢失所造成的(邱华宁，1999;华杉和薛生升，2013);在780 ～1120℃温度范围内所获数据构成一条未受明显热事件扰动的40Ar/39Ar 年龄谱线，采用加权平均计算其坪年龄为194.2±2.0Ma，所释放的39Ar 占总量的95.77%，总气体年龄为195.2Ma，在误差范围内与坪年龄完全一致，本次测定的绢云母呈正常的平坦型年龄谱，说明绢云母在194.2Ma 左右形成之后没有受到高于其封闭温度的构造热事件的影响，因而样品的坪年龄具有地质意义，可以代表绢云母的结晶年龄。

图8 连珠山金矿床黄铁绢英岩化矿石中绢云母的40 Ar/39Ar 阶段升温年龄谱图Fig. 8 40 Ar/39 Ar stepwise heating age spectra of sericite sample separated from phyllic alteration pyrite ore in the Lianzhushan Au deposit

图9 连珠山金矿床侵入岩主微量元素特征(a)TAS 图解(据Wilson，1989);(b)K2O-Na2O 图解(据Middlemost，1972);(c)K2O-SiO2 图解(据Rickwood，1989);(d)A/CNK-A/NK图解(据Peccerillo and Taylor，1976);(e)球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(标准化值据Boynton，1984)(f)原始地幔标准化微量元素蛛网图(标准化值据Sun and McDonough，1989)Fig.9 Characteristics of major elements and trace element of the intrusions in Lianzhushan Au deposit

3.3 地球化学特征

3.3.1 主量元素

连珠山金矿区中酸性侵入岩全岩主量和微量元素测试素数据列于表4。黑云母二长花岗岩的SiO2含量较高，为72.89% ～72.95%;石英闪长岩的SiO2含量低于67%，为58.47% ～58.55%;将全部侵入岩样品的主要氧化物含量(无H2O、CO2及烧失量)重新换算成100%，投在侵入岩TAS图解(图9a)中，黑云母二长花岗岩落在花岗岩范围内，石英闪长岩落在正长闪长岩范围内，这与野外观察和显微镜下鉴定结果基本一致，所有岩石样品均落在虚线以下，属于亚碱性系列，这与两类岩石的里特曼指数均σ ＜3.3 的特征相符。在SiO2-K2O 图解(图9c)中，黑云母二长花岗岩和石英闪长岩均落于高钾钙碱性系列内;两类样品的全碱含量(ALK =Na2O+K2O)分别为8.35% ～8.42%和7.02% ～7.10%，其Na2O/K2O 含量分别为0.87 ～0.88 和1.55 ～1.56，此外，两类岩石A/CNK 值均小于1.1，且A/NK 均大于1，在A/CNKA/NK 图解(图9d)上，黑云母二长花岗岩分布在弱过铝质区域，石英闪长岩则在准铝质区域，属于准铝质-弱过铝质系列岩石。

3.3.2 稀土元素和微量元素

上述两类中酸性侵入岩样品中黑云母二长花岗岩稀土元素总量ΣREE 介于114.3 ×10-6～115.3 ×10-6，而石英闪长岩稀土元素总量较前者略高，ΣREE 为177.2 ×10-6～178.2 ×10-6;在球粒陨石标准化稀土元素配分图上(图9e)，二者配分曲线基本一致，均表现为轻稀土元素富集的右倾型(LREE/HREE=8.56 ～11.88，(La/Yb)N=9.14 ～12.68)，轻重稀土之间分馏较明显，且具有负Eu 异常(δEu =0.67 ～0.69)，暗示了斜长石的分离结晶作用。

从微量元素原始地幔标准化蛛网图中(图9f)可以看出，上述岩石富集Ba、Rb、K 等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti、P 等高场强元素，P、Ti 的亏损反映了岩浆曾经历了磷灰石、榍石等含P、Ti 矿物的分离结晶作用(李昌年，1992)。

4 讨论

4.1 成岩成矿时代

上述有关实验结果和新近的区域地质研究成果可知:(1)获得黑云母二长花岗岩的三组谐和年龄中，第一组锆石的U-Pb 年龄(474 ～438Ma)与刘建峰等(2008)获得的小兴安岭东部地区早古生代花岗岩年龄(508 ～471Ma)相近;第二组和第三组锆石的内部结构基本相同，仅在年龄上有一些差别，它们的锆石U-Pb 加权平均年龄分别为263.8 ±1.6Ma和243.7 ±1.3Ma，这在时间上与近年来众多学者通过综合研究认为西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合始于二叠纪，并可持续到早-中三叠世的观点相吻合(Wu et al.，2004，2007;孙德有等，2004;李锦轶等，2007;刘永江等，2010)，且魏红艳等(2012)在矿区南部伊春-鹤岗地区出露的花岗质岩石所获得的锆石U-Pb 年龄相吻合(244 ～234Ma)，且其样品中同样存在有早古生代(446Ma)和中-晚二叠世(253 ～260Ma)的捕获锆石;因此，我们认为第二组同样为捕获锆石，而第三组锆石代表所采样品的就位年龄。(2)石英闪长岩呈小的岩株或岩脉侵入于黑云母二长花岗岩中，且与矿体赋存和矿化蚀变关系密切，其锆石形态、内部结构特征和Th/U 比值显示其均具有中酸性岩浆锆石成因的特征，锆石U-Pb 年龄范围为218 ～209Ma，加权平均年龄为215.3 ±1.2Ma，指示其就位发生在晚三叠世。(3)连珠山矿区黄铁绢英岩化矿石中绢云母的40Ar/39Ar 同位素测年为194.2 ±2.0Ma，指示连珠山金矿床形成于早侏罗世，即:成矿作用(194.2 ±2.0Ma)发生在石英闪长岩(215.3 ±1.2Ma)就位之后，这一点与石英闪长岩作为赋矿围岩和发生矿化蚀变相一致;并与新近获得区域上的岩浆活动时代相吻合，如:邵军等(2011)利用锆石SHRIMP U-Pb 法获得翠宏山铅锌多金属矿床地表和深部二长花岗岩年龄为192.8 ±2.5Ma、199 ±3.1Ma;马顺清和陈静(2012)利用锆石LA-ICP-MS U-Pb 法获得鹿鸣钼矿床二长花岗岩和花岗斑岩年龄为195.4 ±1.4Ma、197.6 ±1.3Ma;唐臣等(2011)利用锆石LA-ICP-MS U-Pb 法获得大安河金矿床辉长岩年龄为203.4 ±2.5Ma;杨言辰等(2012)利用锆石LAICP-MS U-Pb 法获得翠岭钼矿床黑云角闪石英二长岩年龄为178±0.7Ma;陈静等(2012)利用锆石LA-ICP-MS U-Pb 法获得霍吉河钼矿床花岗闪长岩年龄为184.0 ±1.5Ma。综合以上研究结果表明，小兴安岭地区早侏罗世岩浆活动频繁，在该区形成了一批斑岩型钼矿床和矽卡岩型多金属矿床。

4.2 岩石成因

尽管花岗岩是大陆地壳重要的组成部分且种类繁多，但对其分类尚未形成统一方案，目前I，S，M 和A 型是最常用的花岗岩成因分类方案。但是不同成因类型的花岗岩确定并非那么简单，特别是在高分异情况下I 型花岗岩具有与A 型花岗岩类似的矿物学和地球化学特点，从而对岩石成因类型的确定造成影响。连珠山黑云母二长花岗岩的A/CNK 值(1.036 ～1.039)和分异指数(89.41 ～89.46)，都基本符合高分异I 型花岗岩的特征，且在Whalen et al. (1987)区分A 型花岗岩与分异的I 型花岗岩的判别图解中(图10a，b)，黑云母二长花岗岩样品点均落在或靠近分异I 型花岗岩区，石英闪长岩则具落在未分异的I 型花岗岩区。因此，笔者认为该黑云母二长花岗岩属于高分异的I 型花岗岩，而石英闪长岩也具有I 型花岗岩的特征。

通过对连珠山矿区中酸性侵入岩岩相学和地球化学的分析，可知连珠山侵入岩为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列;轻稀土元素富集，相对亏损重稀土元素，且具有弱的负Eu 异常;富集大离子亲石元素(LILE)，亏损高场强元素(HFSE)，如此的微量元素配分形式显示矿区侵入岩与大洋板片俯冲有关的玄武质火山岩相似(Wilson，1989;Pearce and Peate，1995)，暗示其成岩环境与大洋板块俯冲作用有关。此外，矿区两类侵入岩的Nb/Ta 值分别为15.94 ～16.94、16.92 ～17.16(地壳均值为11，地幔均值为17.4)，Zr/Hf 比值分别为34.70 ～35.83、40.38 ～40.41(地壳均值为44.68、地幔均值为30.74)，两比值均介于地壳与地幔的均值之间，反映其岩浆具有壳源和幔源的双重特征(Weaver and Tarney，1984;Taylor and McLenman，1985)。赵振华等(2004)提出，俯冲板片脱水交代地幔楔形成岛弧钙碱性玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩及相应侵入岩组合，熔融形成的埃达克质熔体交代地幔楔则形成埃达克岩-富铌玄武岩-富镁安山岩组合，样品中的Nb(10.06 ×10-6～13.45 ×10-6)、Ta(0.59 ×10-6～0.78 ×10-6)、La/Ta(37.64 ～48.93)、Th/Nb(0.72 ～1.31)、Ta/Yb(0.27 ～0.46)、Nb/La(0.35 ～0.42)，与岛弧钙碱性岩浆岩微量元素特征基本一致(Nb≤12 ×10-6;Ta ≤0.7 × 10-6;La/Ta ＞15;Th/Nb ＞0.07;Ta/Yb ＞0.1;Nb/La ＜1)(Gill，1981;Condie，1989)。在(La/Yb)NYbN图解中(图10b)，黑云母二长花岗岩和石英闪长岩均落入岛弧钙碱性岩区;在Th/Yb-Ta/Yb 图解中(图10a)，黑云母二长花岗岩和石英闪长岩都落入富集地幔源的大陆弧或蚀变洋弧的范围内，也同样印证了这一点。且微量元素的含量和配分形式也同样显示岛弧钙碱性岩浆岩。因此，我们认为研究区侵入岩主要源于俯冲板片提供的流体交代地幔楔而形成的富集地幔源产生的岩浆。

图10 连珠山金矿床侵入岩成因类型判别图解(a)FeOT/MgO-Zr+Nb+Ce+Y 图解(据Whalen et al. ，1987);(b)(K2O +Na2O)/CaO-Zr +Nb +Ce +Y 图解(据Whalen et al. ，1987)，OGT 代表未分异的I、S 和M 型花岗岩区，FG 代表分异的I 型花岗岩区;(c)Th/Yb-Ta/Yb 图解(据Pearce，1983);(d)(La/Yb)N-(Yb)N 图解(据Martin，1999)Fig.10 Geochemical discrimination diagrams of the intrusions in Lianzhushan Au deposit

4.3 成岩成矿地球动力学背景

连珠山中酸性侵入岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb 测年结果显示黑云母二长花岗岩形成时代为中三叠世(243.7 ±1.3Ma)，岩浆上侵过程中受到早古生代和中二叠世的岩浆混染，而石英闪长岩(215 ±1.2Ma)形成于晚三叠世。岩石地球化学特征显示连珠山侵入岩属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列，富集Ba、Rb、K、LREE 等大离子亲石元素(LILE)，亏损Nb、Ta、Ti、P 等高场强元素(HFSE)，具有俯冲板片提供的流体交代地幔楔而形成的富集地幔源产生岩浆的特征。同时，在Y+Nb-Rb 图解中(图11a)，二者均分布在火山弧花岗岩区域内，显示出岛弧或者活动大陆边缘的特征;在R1-R2 构造图解中(图11b)，黑云母二长花岗岩落在同碰撞区域，而石英闪长岩则落在碰撞后隆起区域，表明黑云母二长花岗岩形成于陆-陆碰撞动力学背景下，石英闪长岩则是在板块碰撞后伸展作用过程中形成的。

图11 Rb-Y+Nb 图解(a，据Pearce et al.，1984)和R1-R2 图解(b，据Batchelor and Bowden，1985)Fig.11 Rb-Y+Nb tectonic discrimination diagram (a，after Pearce et al.，1984)and R1-R2 diagram (b，after Batchelor and Bowden，1985)

图12 小兴安岭地区侵入岩与矿区内侵入岩年龄分布曲线图Fig.12 Age distribution curve of intrusions and mineralization intrusions in the Lesser Xing’an area

大量的研究揭示小兴安岭北麓在二叠纪-侏罗纪期间经历了华北板块与西伯利亚板块的碰撞以及碰撞后伸展、古太平洋板块的俯冲和叠加增生等复杂演化过程，形成了一系列花岗岩类和超镁铁-镁铁质岩类侵入岩，岩浆活动的时间跨度大。近年来对该区侵入岩的年代学研究获得了许多新的认识，积累了丰富的资料，结合前人的研究成果(吴福元等，2001;Wu et al.，2004，2007，2011;孙德有等，2004;唐文龙，2007;杨长江和王亚春，2010;韩振哲，2011;孙景贵等，2012;Yu et al.，2012;魏红艳等，2012;许文良等，2013;徐美君等，2013;苟军等，2013;孙珍军，2013);将它们获得的区域侵入岩和各类矿区内的侵入岩年龄进行概率统计分析(表略，图12)，发现小兴安岭地区成矿作用与岩浆作用与相伴而生，且成岩成矿主要集中在早侏罗世。因此，连珠山矿区的花岗岩和石英闪长岩的锆石U-Pb 定年以及绢云母的40Ar/39Ar 同位素测年揭示了该矿区主要经历了晚二叠世(263.8 ±1.6Ma)、中三叠世(243.7 ±1.3Ma)、晚三叠世(215.3 ±1.2Ma)和早侏罗世(194.2 ±2.0Ma)的岩浆作用，在早古生代508 ～471Ma 亦曾发生过岩浆作用;结合区域地壳演化特征，我们认为连珠山矿床的成矿作用是在晚古生代兴蒙造山作用、大规模岩浆作用基础上发生的，适值兴蒙造山晚期与古太平洋板块俯冲转换期，或成矿发生在兴蒙造山期后的伸展阶段。

5 结论

本文通过对连珠山矿区内中酸性岩石进行锆石U-Pb 年代学、绢云母40Ar/39Ar 年代学和地球化学的研究，得到如下几点结论:

(1)黑云母二长花岗岩和石英闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果显示，前者岩浆演化经历了中晚二叠世(263.8 ±1.6Ma)、中三叠世(243.7 ±1.3Ma)阶段，岩浆作用过程中受到早古生代花岗岩(474 ～438Ma)的混染作用;后者成岩发生在215.3 ±1.2Ma(晚三叠世)。

(2)连珠山侵入岩属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列，富集Ba、Rb、K、LREE 等大离子亲石元素(LILE)，亏损Nb、Ta、Ti、P 等高场强元素(HFSE)，具有俯冲板片提供的流体交代地幔楔而形成的富集地幔源产生岩浆的特征。

(3)通过40Ar/39Ar 同位素测年获得黄铁绢英岩化矿石中的绢云母结晶年龄为194.2 ±2.0Ma，指示连珠山金矿床围岩蚀变和成矿作用发生在早侏罗世。

(4)连珠山金矿床形成于兴蒙造山晚期与古太平洋板块俯冲转换期，或成矿发生在兴蒙造山期后的伸展阶段。

致谢 野外工作得连珠山矿区领导及技术人员的大力支持;室内测试得到了中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室刘勇胜教授和实验室工作人员、中国地质科学院地质研究所Ar-Ar 年代学同位素实验室陈文研究员和张彦老师的支持和热情帮助;曾庆栋研究员、刘红涛研究

员两位审稿专家提出了宝贵的修改意见;在此一并致谢!

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