任亮 孫景貴＊＊ 唐臣 門蘭靜 李怡欣 崔培龍

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

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061

2. 黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，哈爾濱 150036

3. 長春工程學(xué)院，長春 130021

4. 山東黃金資源開發(fā)有限公司，濟(jì)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.

成巖成礦年代學(xué)研究一直是礦床學(xué)領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一，精確可靠的成巖成礦年齡對認(rèn)識礦床成因、探討成礦動(dòng)力學(xué)背景、總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律和指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查等方面具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。連珠山金礦床發(fā)現(xiàn)于20 世紀(jì)80 年代，前人通過對礦床地質(zhì)特征的研究，初步確定為蝕變巖型礦床，與團(tuán)結(jié)溝金礦處于相同的成礦環(huán)境(楊靜和楊明，2008;譚成印，2009;Sun et al.，2013;Wang et al.，2014);并通過對礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的似斑狀黑云母花崗巖(293 ～304.9Ma)、石英閃長巖(177.89Ma)和花崗閃長斑巖(171.3Ma)的全巖K-Ar 法定年，初步認(rèn)定與連珠山金礦床成礦有關(guān)的賦礦圍巖形成于早二疊世和中侏羅世，認(rèn)為成礦發(fā)生在燕山期(楊靜和楊明，2008;譚成印，2009)。鑒于KAr 同位素體系的封閉溫度較低，且全巖K-Ar 年齡容易受到后期構(gòu)造-熱事件的干擾，所獲得的年齡具有極大的不確定性。本次研究選取與成礦密切相關(guān)的黑云母二長花崗巖、石英閃長巖和礦化蝕變礦物絹云母開展巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)研究，用以限定連珠山金礦床的成巖成礦時(shí)代、礦區(qū)侵入巖的地球化學(xué)特征、巖石成因及來源，以期為揭示該礦床的成因機(jī)制和總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律提供依據(jù)。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景與礦床地質(zhì)特征

連珠山金礦床位于小興安嶺北麓，烏拉嘎斷陷盆地西側(cè)佳木斯地塊與松嫩地塊之間的小興安嶺中部巖漿構(gòu)造帶上，是一個(gè)經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造域演化以及環(huán)太平洋板塊的俯沖和疊加增生作用的成巖成礦構(gòu)造區(qū)(圖1)(Wilde et al.，2000;吳福元等，1999，2001;Wu et al.，2011;Sun et al.，2013)。區(qū)域出露地層主要是黑龍江群、上二疊統(tǒng)五道嶺組(P2w)、上侏羅統(tǒng)寧遠(yuǎn)村組(J3n)以及白堊系淘淇河組(K1t)和松木河組(K2s);發(fā)育著加里東期、海西期、印支期和燕山期的花崗雜巖和各類脈巖，發(fā)育著北西、北北西向斷裂(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993;吳福元等，1999;劉建峰等，2008;Wu et al.，2011)。

礦區(qū)內(nèi)以發(fā)育侵入巖為特征，主要巖性有黑云母二長花崗巖、石英閃長巖、閃長玢巖、花崗細(xì)晶巖等，其中石英閃長巖、閃長玢巖等中酸性脈巖呈小的巖株或巖脈侵入于黑云母二長花崗巖中(圖2a)。

圖1 中國東北大地構(gòu)造略圖(a，據(jù)邵濟(jì)安和唐克東，1995;唐克東等，1995 修改)和小興安嶺區(qū)域地質(zhì)簡圖(b，據(jù)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)

圖2 連珠山金礦床地質(zhì)簡圖(a)和24 號勘探線剖面圖(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 條礦體，其空間分布及形態(tài)受構(gòu)造-蝕變帶嚴(yán)格控制，呈薄板狀、凸鏡狀賦存在各類蝕變強(qiáng)烈的中酸性脈巖中，礦體與圍巖無明顯界線(圖2b);圍巖蝕變主要有(黃鐵)絹英巖化、絹云母化、硅化和碳酸鹽化等，其中(黃鐵)絹英巖化與成礦關(guān)系最為密切，主要發(fā)育在中酸性脈巖與黑云母二長花崗巖的接觸帶內(nèi);礦石礦物有銀金礦、黃鐵礦、輝銻礦、白鎢礦、褐鐵礦和毒砂等;脈石礦物主要為石英、絹云母和方解石等。依據(jù)礦化脈的相互穿插關(guān)系和礦物共生組合特征，可將成礦過程可劃分為4 個(gè)成礦階段:石英-白鎢礦階段(Ⅰ)，該階段主要形成較寬的石英脈，金屬礦物為白鎢礦;石英-黃鐵礦階段(Ⅱ)，礦物共生組合為石英、黃鐵礦、毒砂及銀金礦;石英-多金屬硫化物階段(Ⅲ)，主要礦物為石英、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、自然金及銀金礦等，為金的主要礦化階段;石英-方解石脈階段(Ⅳ)，主要形成石英、方解石和少量黃鐵礦。

2 實(shí)驗(yàn)樣品與實(shí)驗(yàn)方法

2.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年

本次用于鋯石LA-ICP-MS U-Pb 測年的2 件樣品采自礦區(qū)內(nèi)出露的黑云母二長花崗巖和石英閃長巖。

黑云母二長花崗巖(LZS-1)呈淺肉紅色，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3a，b);主要礦物成分為鉀長石(40% ～45%)、斜長石(20% ～25%)、石英(30% ～35%)、黑云母(5% ±)等;其中，鉀長石主要為微斜長石，少數(shù)為條紋長石，多呈柱狀，粒徑1 ～5mm;斜長石呈板柱狀，半自形-自形結(jié)構(gòu)，可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)，粒徑1 ～3mm，部分晶體被絹云母交代;石英為他形粒狀，粒徑0.5 ～4mm;黑云母呈褐色，片狀，粒度為0.5 ～2mm，分布均勻;副礦物主要為磁鐵礦、磷灰石及鋯石等。

石英閃長巖(LZS-2)呈巖株?duì)畛雎对谶B珠山礦區(qū)北段，侵入黑云母二長花崗巖中;巖石呈灰黑色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3e，f);主要礦物成分為斜長石(45% ～50%)、鉀長石(10% ～15%)、角閃石(10% ～15%)、石英(10% ～15%)、黑云母(約3% ～5%)等;其中斜長石呈柱狀，粒徑0.5 ～5mm，零星絹云母化;黑云母呈棕色，片狀，粒度0.5 ～3mm;角閃石為綠色，柱狀，常與黑云母共生，粒徑0.2 ～2mm;副礦物主要為磁鐵礦、磷灰石及鋯石等。

單顆粒鋯石分選是將采集到的黑云母二長花崗巖、石英閃長巖(約3kg)經(jīng)顎式粉碎機(jī)粗碎、細(xì)磨過篩后，經(jīng)搖床篩選以及重磁礦物分離，在雙目鏡下逐顆粒分選完成。鋯石制靶、陰極發(fā)光圖像觀察與照相在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所完成，鋯石LA-ICP-MS U-Pb 同位素測試在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)完成，激光斑束直徑為32μm，脈沖8Hz。實(shí)驗(yàn)中采用He 作為剝蝕物質(zhì)的載氣，每測定5 個(gè)樣品點(diǎn)校準(zhǔn)1 次國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500，每個(gè)樣品的首尾分析加NIST610、GJ-1、CHEM 和YS-1 標(biāo)樣。由LA-ICP-MS 獲得的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)，采用Andersen(2002)的3D 坐標(biāo)法校正普通Pb，樣品的同位素比值及元素含量計(jì)算采用GLITTER 程序，采用ISOPLT 3.0 程序自動(dòng)完成諧和圖解和加權(quán)平均年齡值(Ludwig，2003)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1 和表2。

圖3 連珠山金礦床手標(biāo)本和顯微照片(a、b)黑云母二長花崗巖手標(biāo)本和鏡下照片;(c、d)石英閃長巖手標(biāo)本和鏡下照片;(e)浸染狀黃鐵礦;(f)自形立方體狀黃鐵礦顆粒Fig.3 Photos of specimens and microphotographs of samples in the Lianzhushan Au deoposit

2.2 絹云母40Ar/39Ar 定年

本次用于同位素年齡測定的絹云母樣品采自連珠山金礦區(qū)北部Ⅲ號礦化蝕變帶內(nèi)的黃鐵絹英巖化礦石，手標(biāo)本上未見明顯后期構(gòu)造變形現(xiàn)象。絹云母經(jīng)過樣品粉碎、過篩之后，用實(shí)體顯微鏡挑選，純度大于99%。樣品分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所Ar-Ar 年代學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)室完成，運(yùn)用常規(guī)40Ar/39Ar 階段升溫測年法完成。選純的礦物(純度＞99%)用超聲波清洗，清洗后的樣品被封進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆接受中子照射。照射工作在中國原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”中進(jìn)行的，使用B4 孔道，中子流密度約為2.60×1013n·cm-2S-1，照射總時(shí)間2880min，積分中子通量為4.49 ×1018n·cm-2;同期接受中子照射的還有用做監(jiān)控樣的標(biāo)準(zhǔn)樣:ZBH-25 黑云母標(biāo)樣，其標(biāo)準(zhǔn)年齡為132.7 ±1.2Ma，K 含量為7.6%。樣品的階段升溫加熱使用石墨爐，每一個(gè)階段加熱30min，凈化30min。質(zhì)譜分析是在多接收稀有氣體質(zhì)譜儀Helix MC 上進(jìn)行的，每個(gè)峰值均采集20 組數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)在回歸到時(shí)間零點(diǎn)值后再進(jìn)行質(zhì)量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。中子照射過程中所產(chǎn)生的干擾同位素校正系數(shù)通過分析照射過的K2SO4和 CaF2來獲得，其值為:(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389，(40Ar/39Ar)K= 0.004782，(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar 經(jīng)過放射性衰變校正;40K 衰變常數(shù)λ=5.543×10-10年-1;用ISOPLOT 程序計(jì)算坪年齡及正、反等時(shí)線(Ludwig，2001)。坪年齡誤差以2σ 給出。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程見有關(guān)文章(陳文等，2006，2011;張彥等，2006)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表3。

表1 連珠山金礦床黑云母二長花崗巖（LZS-1）鋯石LA-ICP-MS U-Pb 測年數(shù)據(jù)Table1 LA-ICP-MS U-Pb datingexperimentaldataofzirconsfrombiotitemonzogranite（LZS-1） in theLianzhushan Au deposit

表2 連珠山金礦床石英閃長巖（LZS-2）鋯石LA-ICP-MS U-Pb 測年數(shù)據(jù)Table2 LA-ICP-MS U-Pb datingexperimentaldataofzirconsfromquartzdiorite（LZS-2） in theLianzhushan Au deposit

2.3 主量元素和微量元素

實(shí)驗(yàn)采用無污染常規(guī)法碎樣至200 目粉末，測試分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素分析采用玻璃熔片大型X 型熒光光譜法(XRF)分析，元素分析的重現(xiàn)性(準(zhǔn)確度)優(yōu)于3%;微量元素分析利用Agilent 7500a ICP-MS 完成，詳細(xì)的樣品處理過程、分析精密度和準(zhǔn)確度Gao et al. (2002)。分析結(jié)果列于表4。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年

3.1.1 黑云母二長花崗巖

分選的鋯石晶體形態(tài)多為自形、半自形短柱狀，部分為半自形粒狀，粒徑在80 ～150μm 之間，長寬比值2∶1 ～4∶1，鋯石內(nèi)部發(fā)育有較為明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖4)。結(jié)合鋯石的形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及U-Pb 測年結(jié)果(表1)，可以劃分為3 組鋯石。

第一組:該組鋯石較少(圖4 中D3、D7、D19)，形態(tài)多為半自形短柱狀，粒徑主要分布在80 ～150μm 之間，長寬比約1.5∶1，內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)不發(fā)育，邊部可見再生白色鋯石，個(gè)別可見“核-殼”結(jié)構(gòu)(圖4 中D19);Th、U 含量分別為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，具有捕獲并經(jīng)受后期熱液作用改造的巖漿鋯石特征(Watson et al.，1997;李長民，2009)，獲得的3個(gè)鋯石的U-Pb 諧和年齡分別為474 ±4Ma、455 ±3Ma 和438±3Ma. (圖5)。

第二組:該組鋯石相對較多(圖4 中D1、D4、D12、D13、D14、D15、D20、D21)，呈自形、半自形短柱狀和他形粒狀，粒徑主要分布在80 ～150μm 之間，長寬比2∶1 左右，邊部環(huán)帶結(jié)構(gòu)較為清晰;Th、U 含量分別為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，具有巖漿鋯石特征(Belousova et al.，2002;李長民，2009)。在8 個(gè)測點(diǎn)數(shù)據(jù)中，所有成分點(diǎn)均落在正常的諧和線上或在諧和線附近，鋯石206Pb/238U 表面諧和年齡值分布在267 ～261Ma 之間，其加權(quán)平均年齡為263.8 ± 1.6Ma(MSWD=0.4，n=8)(圖5)。

第三組:該組鋯石是黑云母二長花崗巖的鋯石主體(圖4 中D2、D5、D6、D8、D9、D11、D12、D16、D17、D18、D22、D23)，呈自形、半自形短柱狀、長柱狀和他形粒狀，粒徑主要分布在80 ～120μm，長寬比約1.5∶1，個(gè)別可達(dá)3∶1(圖4 中D2)，柱狀鋯石具有較清晰的條帶狀結(jié)構(gòu)，粒狀鋯石內(nèi)部成分環(huán)帶不發(fā)育;Th、U 含量分別為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，具有巖漿鋯石特征。測得的12 個(gè)成分點(diǎn)均落在正常的諧和曲線上或在諧和線附近，獲得鋯石206Pb/238U 表面諧和年齡值介于247 ～240Ma 之間，其加權(quán)平均年齡為243.7 ±1.3Ma(MSWD=0.77，n=12)(圖5)，代表了黑云母二長花崗巖的巖漿結(jié)晶年齡。

表3 連珠山金礦床黃鐵絹英巖化礦石中絹云母(LZS-4)40Ar/39Ar 階段升溫加熱分析數(shù)據(jù)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 連珠山金礦床巖石主量元素(wt%)和微量元素(×10 -6)分析結(jié)果Table 4 Major (wt%)and trace element (×10 -6)data for the the Lianzhushan Au deposit

3.1.2 石英閃長巖

圖4 黑云母二長花崗巖(樣品LZS-1)的鋯石CL 圖像、測點(diǎn)和年齡Fig.4 CL images，analyzed spots and age data (206Pb/238U)of zircons in biotite monzogranite (Sample LZS-1)

圖5 黑云母二長花崗巖(樣品LZS-1)的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡諧和圖Fig.5 LA-ICP-MS U-Pb age concordant diagram of zircons from biotite monzogranite (Sample LZS-1)

分選的鋯石晶體多呈自形-半自形短柱狀，少量為半自形-他形粒狀;鋯石粒徑在80 ～200μm 之間，長寬比值在2∶1左右(圖6);多數(shù)鋯石發(fā)育較為明顯的成分環(huán)帶，少數(shù)鋯石內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)不發(fā)育(圖6 中D3、D10、D15);測試結(jié)果顯示其Th、U 含量分別為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)，具有中酸性巖漿鋯石成因的特征。根據(jù)鋯石U-Pb 定年結(jié)果顯示，測得的17 個(gè)成分點(diǎn)均落在正常的諧和線上，鋯石206Pb/238U 表面諧和年齡值介于218 ～209Ma 之間，其加權(quán)平均年齡為215.3 ±1.3Ma(MSWD=0.35，n=17)(圖7)，這組鋯石代表了巖體的就位時(shí)代。

3.2 絹云母40Ar/39Ar 定年結(jié)果

圖6 石英閃長巖(樣品LZS-2)的鋯石CL 圖像、測點(diǎn)和年齡Fig.6 CL images，analysed spots and age data (206Pb/238U)of zircons in quartz diorite (Sample LZS-2)

圖7 石英閃長巖(樣品LZS-2)的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡諧和圖Fig. 7 LA-ICP-MS U-Pb age concordant diagram of zircons from quartz diorite (Sample LZS-2)

目前，用于40Ar/39Ar 同位素測年主要對象是一些含有K元素的礦物，如云母、長石、角閃石等，即:源于K 的衰變體系;而對與礦化同時(shí)形成且未受到后期地質(zhì)作用的影響的一些礦物進(jìn)行40Ar/39Ar 同位素測年也是用于確定礦床的成礦年齡的一種重要手段(邱華寧，1999;穆治國，2003;華杉和薛生升，2013)。對采自連珠山金礦床黃鐵絹英巖化礦石中的絹云母樣品(LZS-4)進(jìn)行了11 個(gè)階段的加熱分析，加熱溫度區(qū)間為700 ～1400℃，樣品的40Ar/39Ar 同位素分析結(jié)果見表3，其相應(yīng)的階段升溫年齡圖譜見圖8。在年齡譜線的左側(cè)和右側(cè)終止處出現(xiàn)了4 個(gè)不一致的視年齡，釋放的39Ar 僅占總量的4.23%，可能是由于礦物晶格缺陷或礦物邊部少量的氬丟失所造成的(邱華寧，1999;華杉和薛生升，2013);在780 ～1120℃溫度范圍內(nèi)所獲數(shù)據(jù)構(gòu)成一條未受明顯熱事件擾動(dòng)的40Ar/39Ar 年齡譜線，采用加權(quán)平均計(jì)算其坪年齡為194.2±2.0Ma，所釋放的39Ar 占總量的95.77%，總氣體年齡為195.2Ma，在誤差范圍內(nèi)與坪年齡完全一致，本次測定的絹云母呈正常的平坦型年齡譜，說明絹云母在194.2Ma 左右形成之后沒有受到高于其封閉溫度的構(gòu)造熱事件的影響，因而樣品的坪年齡具有地質(zhì)意義，可以代表絹云母的結(jié)晶年齡。

圖8 連珠山金礦床黃鐵絹英巖化礦石中絹云母的40 Ar/39Ar 階段升溫年齡譜圖Fig. 8 40 Ar/39 Ar stepwise heating age spectra of sericite sample separated from phyllic alteration pyrite ore in the Lianzhushan Au deposit

圖9 連珠山金礦床侵入巖主微量元素特征(a)TAS 圖解(據(jù)Wilson，1989);(b)K2O-Na2O 圖解(據(jù)Middlemost，1972);(c)K2O-SiO2 圖解(據(jù)Rickwood，1989);(d)A/CNK-A/NK圖解(據(jù)Peccerillo and Taylor，1976);(e)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton，1984)(f)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.9 Characteristics of major elements and trace element of the intrusions in Lianzhushan Au deposit

3.3 地球化學(xué)特征

3.3.1 主量元素

連珠山金礦區(qū)中酸性侵入巖全巖主量和微量元素測試素?cái)?shù)據(jù)列于表4。黑云母二長花崗巖的SiO2含量較高，為72.89% ～72.95%;石英閃長巖的SiO2含量低于67%，為58.47% ～58.55%;將全部侵入巖樣品的主要氧化物含量(無H2O、CO2及燒失量)重新?lián)Q算成100%，投在侵入巖TAS圖解(圖9a)中，黑云母二長花崗巖落在花崗巖范圍內(nèi)，石英閃長巖落在正長閃長巖范圍內(nèi)，這與野外觀察和顯微鏡下鑒定結(jié)果基本一致，所有巖石樣品均落在虛線以下，屬于亞堿性系列，這與兩類巖石的里特曼指數(shù)均σ ＜3.3 的特征相符。在SiO2-K2O 圖解(圖9c)中，黑云母二長花崗巖和石英閃長巖均落于高鉀鈣堿性系列內(nèi);兩類樣品的全堿含量(ALK =Na2O+K2O)分別為8.35% ～8.42%和7.02% ～7.10%，其Na2O/K2O 含量分別為0.87 ～0.88 和1.55 ～1.56，此外，兩類巖石A/CNK 值均小于1.1，且A/NK 均大于1，在A/CNKA/NK 圖解(圖9d)上，黑云母二長花崗巖分布在弱過鋁質(zhì)區(qū)域，石英閃長巖則在準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)系列巖石。

3.3.2 稀土元素和微量元素

上述兩類中酸性侵入巖樣品中黑云母二長花崗巖稀土元素總量ΣREE 介于114.3 ×10-6～115.3 ×10-6，而石英閃長巖稀土元素總量較前者略高，ΣREE 為177.2 ×10-6～178.2 ×10-6;在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖上(圖9e)，二者配分曲線基本一致，均表現(xiàn)為輕稀土元素富集的右傾型(LREE/HREE=8.56 ～11.88，(La/Yb)N=9.14 ～12.68)，輕重稀土之間分餾較明顯，且具有負(fù)Eu 異常(δEu =0.67 ～0.69)，暗示了斜長石的分離結(jié)晶作用。

從微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中(圖9f)可以看出，上述巖石富集Ba、Rb、K 等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti、P 等高場強(qiáng)元素，P、Ti 的虧損反映了巖漿曾經(jīng)歷了磷灰石、榍石等含P、Ti 礦物的分離結(jié)晶作用(李昌年，1992)。

4 討論

4.1 成巖成礦時(shí)代

上述有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和新近的區(qū)域地質(zhì)研究成果可知:(1)獲得黑云母二長花崗巖的三組諧和年齡中，第一組鋯石的U-Pb 年齡(474 ～438Ma)與劉建峰等(2008)獲得的小興安嶺東部地區(qū)早古生代花崗巖年齡(508 ～471Ma)相近;第二組和第三組鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，僅在年齡上有一些差別，它們的鋯石U-Pb 加權(quán)平均年齡分別為263.8 ±1.6Ma和243.7 ±1.3Ma，這在時(shí)間上與近年來眾多學(xué)者通過綜合研究認(rèn)為西伯利亞板塊和華北板塊碰撞拼合始于二疊紀(jì)，并可持續(xù)到早-中三疊世的觀點(diǎn)相吻合(Wu et al.，2004，2007;孫德有等，2004;李錦軼等，2007;劉永江等，2010)，且魏紅艷等(2012)在礦區(qū)南部伊春-鶴崗地區(qū)出露的花崗質(zhì)巖石所獲得的鋯石U-Pb 年齡相吻合(244 ～234Ma)，且其樣品中同樣存在有早古生代(446Ma)和中-晚二疊世(253 ～260Ma)的捕獲鋯石;因此，我們認(rèn)為第二組同樣為捕獲鋯石，而第三組鋯石代表所采樣品的就位年齡。(2)石英閃長巖呈小的巖株或巖脈侵入于黑云母二長花崗巖中，且與礦體賦存和礦化蝕變關(guān)系密切，其鋯石形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征和Th/U 比值顯示其均具有中酸性巖漿鋯石成因的特征，鋯石U-Pb 年齡范圍為218 ～209Ma，加權(quán)平均年齡為215.3 ±1.2Ma，指示其就位發(fā)生在晚三疊世。(3)連珠山礦區(qū)黃鐵絹英巖化礦石中絹云母的40Ar/39Ar 同位素測年為194.2 ±2.0Ma，指示連珠山金礦床形成于早侏羅世，即:成礦作用(194.2 ±2.0Ma)發(fā)生在石英閃長巖(215.3 ±1.2Ma)就位之后，這一點(diǎn)與石英閃長巖作為賦礦圍巖和發(fā)生礦化蝕變相一致;并與新近獲得區(qū)域上的巖漿活動(dòng)時(shí)代相吻合，如:邵軍等(2011)利用鋯石SHRIMP U-Pb 法獲得翠宏山鉛鋅多金屬礦床地表和深部二長花崗巖年齡為192.8 ±2.5Ma、199 ±3.1Ma;馬順清和陳靜(2012)利用鋯石LA-ICP-MS U-Pb 法獲得鹿鳴鉬礦床二長花崗巖和花崗斑巖年齡為195.4 ±1.4Ma、197.6 ±1.3Ma;唐臣等(2011)利用鋯石LA-ICP-MS U-Pb 法獲得大安河金礦床輝長巖年齡為203.4 ±2.5Ma;楊言辰等(2012)利用鋯石LAICP-MS U-Pb 法獲得翠嶺鉬礦床黑云角閃石英二長巖年齡為178±0.7Ma;陳靜等(2012)利用鋯石LA-ICP-MS U-Pb 法獲得霍吉河鉬礦床花崗閃長巖年齡為184.0 ±1.5Ma。綜合以上研究結(jié)果表明，小興安嶺地區(qū)早侏羅世巖漿活動(dòng)頻繁，在該區(qū)形成了一批斑巖型鉬礦床和矽卡巖型多金屬礦床。

4.2 巖石成因

盡管花崗巖是大陸地殼重要的組成部分且種類繁多，但對其分類尚未形成統(tǒng)一方案，目前I，S，M 和A 型是最常用的花崗巖成因分類方案。但是不同成因類型的花崗巖確定并非那么簡單，特別是在高分異情況下I 型花崗巖具有與A 型花崗巖類似的礦物學(xué)和地球化學(xué)特點(diǎn)，從而對巖石成因類型的確定造成影響。連珠山黑云母二長花崗巖的A/CNK 值(1.036 ～1.039)和分異指數(shù)(89.41 ～89.46)，都基本符合高分異I 型花崗巖的特征，且在Whalen et al. (1987)區(qū)分A 型花崗巖與分異的I 型花崗巖的判別圖解中(圖10a，b)，黑云母二長花崗巖樣品點(diǎn)均落在或靠近分異I 型花崗巖區(qū)，石英閃長巖則具落在未分異的I 型花崗巖區(qū)。因此，筆者認(rèn)為該黑云母二長花崗巖屬于高分異的I 型花崗巖，而石英閃長巖也具有I 型花崗巖的特征。

通過對連珠山礦區(qū)中酸性侵入巖巖相學(xué)和地球化學(xué)的分析，可知連珠山侵入巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性巖石系列;輕稀土元素富集，相對虧損重稀土元素，且具有弱的負(fù)Eu 異常;富集大離子親石元素(LILE)，虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)，如此的微量元素配分形式顯示礦區(qū)侵入巖與大洋板片俯沖有關(guān)的玄武質(zhì)火山巖相似(Wilson，1989;Pearce and Peate，1995)，暗示其成巖環(huán)境與大洋板塊俯沖作用有關(guān)。此外，礦區(qū)兩類侵入巖的Nb/Ta 值分別為15.94 ～16.94、16.92 ～17.16(地殼均值為11，地幔均值為17.4)，Zr/Hf 比值分別為34.70 ～35.83、40.38 ～40.41(地殼均值為44.68、地幔均值為30.74)，兩比值均介于地殼與地幔的均值之間，反映其巖漿具有殼源和幔源的雙重特征(Weaver and Tarney，1984;Taylor and McLenman，1985)。趙振華等(2004)提出，俯沖板片脫水交代地幔楔形成島弧鈣堿性玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖及相應(yīng)侵入巖組合，熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)熔體交代地幔楔則形成埃達(dá)克巖-富鈮玄武巖-富鎂安山巖組合，樣品中的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)，與島弧鈣堿性巖漿巖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圖解中(圖10b)，黑云母二長花崗巖和石英閃長巖均落入島弧鈣堿性巖區(qū);在Th/Yb-Ta/Yb 圖解中(圖10a)，黑云母二長花崗巖和石英閃長巖都落入富集地幔源的大陸弧或蝕變洋弧的范圍內(nèi)，也同樣印證了這一點(diǎn)。且微量元素的含量和配分形式也同樣顯示島弧鈣堿性巖漿巖。因此，我們認(rèn)為研究區(qū)侵入巖主要源于俯沖板片提供的流體交代地幔楔而形成的富集地幔源產(chǎn)生的巖漿。

圖10 連珠山金礦床侵入巖成因類型判別圖解(a)FeOT/MgO-Zr+Nb+Ce+Y 圖解(據(jù)Whalen et al. ，1987);(b)(K2O +Na2O)/CaO-Zr +Nb +Ce +Y 圖解(據(jù)Whalen et al. ，1987)，OGT 代表未分異的I、S 和M 型花崗巖區(qū)，F(xiàn)G 代表分異的I 型花崗巖區(qū);(c)Th/Yb-Ta/Yb 圖解(據(jù)Pearce，1983);(d)(La/Yb)N-(Yb)N 圖解(據(jù)Martin，1999)Fig.10 Geochemical discrimination diagrams of the intrusions in Lianzhushan Au deposit

4.3 成巖成礦地球動(dòng)力學(xué)背景

連珠山中酸性侵入巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 測年結(jié)果顯示黑云母二長花崗巖形成時(shí)代為中三疊世(243.7 ±1.3Ma)，巖漿上侵過程中受到早古生代和中二疊世的巖漿混染，而石英閃長巖(215 ±1.2Ma)形成于晚三疊世。巖石地球化學(xué)特征顯示連珠山侵入巖屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性巖石系列，富集Ba、Rb、K、LREE 等大離子親石元素(LILE)，虧損Nb、Ta、Ti、P 等高場強(qiáng)元素(HFSE)，具有俯沖板片提供的流體交代地幔楔而形成的富集地幔源產(chǎn)生巖漿的特征。同時(shí)，在Y+Nb-Rb 圖解中(圖11a)，二者均分布在火山弧花崗巖區(qū)域內(nèi)，顯示出島弧或者活動(dòng)大陸邊緣的特征;在R1-R2 構(gòu)造圖解中(圖11b)，黑云母二長花崗巖落在同碰撞區(qū)域，而石英閃長巖則落在碰撞后隆起區(qū)域，表明黑云母二長花崗巖形成于陸-陸碰撞動(dòng)力學(xué)背景下，石英閃長巖則是在板塊碰撞后伸展作用過程中形成的。

圖11 Rb-Y+Nb 圖解(a，據(jù)Pearce et al.，1984)和R1-R2 圖解(b，據(jù)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)

圖12 小興安嶺地區(qū)侵入巖與礦區(qū)內(nèi)侵入巖年齡分布曲線圖Fig.12 Age distribution curve of intrusions and mineralization intrusions in the Lesser Xing’an area

大量的研究揭示小興安嶺北麓在二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)期間經(jīng)歷了華北板塊與西伯利亞板塊的碰撞以及碰撞后伸展、古太平洋板塊的俯沖和疊加增生等復(fù)雜演化過程，形成了一系列花崗巖類和超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)巖類侵入巖，巖漿活動(dòng)的時(shí)間跨度大。近年來對該區(qū)侵入巖的年代學(xué)研究獲得了許多新的認(rèn)識，積累了豐富的資料，結(jié)合前人的研究成果(吳福元等，2001;Wu et al.，2004，2007，2011;孫德有等，2004;唐文龍，2007;楊長江和王亞春，2010;韓振哲，2011;孫景貴等，2012;Yu et al.，2012;魏紅艷等，2012;許文良等，2013;徐美君等，2013;茍軍等，2013;孫珍軍，2013);將它們獲得的區(qū)域侵入巖和各類礦區(qū)內(nèi)的侵入巖年齡進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析(表略，圖12)，發(fā)現(xiàn)小興安嶺地區(qū)成礦作用與巖漿作用與相伴而生，且成巖成礦主要集中在早侏羅世。因此，連珠山礦區(qū)的花崗巖和石英閃長巖的鋯石U-Pb 定年以及絹云母的40Ar/39Ar 同位素測年揭示了該礦區(qū)主要經(jīng)歷了晚二疊世(263.8 ±1.6Ma)、中三疊世(243.7 ±1.3Ma)、晚三疊世(215.3 ±1.2Ma)和早侏羅世(194.2 ±2.0Ma)的巖漿作用，在早古生代508 ～471Ma 亦曾發(fā)生過巖漿作用;結(jié)合區(qū)域地殼演化特征，我們認(rèn)為連珠山礦床的成礦作用是在晚古生代興蒙造山作用、大規(guī)模巖漿作用基礎(chǔ)上發(fā)生的，適值興蒙造山晚期與古太平洋板塊俯沖轉(zhuǎn)換期，或成礦發(fā)生在興蒙造山期后的伸展階段。

5 結(jié)論

本文通過對連珠山礦區(qū)內(nèi)中酸性巖石進(jìn)行鋯石U-Pb 年代學(xué)、絹云母40Ar/39Ar 年代學(xué)和地球化學(xué)的研究，得到如下幾點(diǎn)結(jié)論:

(1)黑云母二長花崗巖和石英閃長巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年結(jié)果顯示，前者巖漿演化經(jīng)歷了中晚二疊世(263.8 ±1.6Ma)、中三疊世(243.7 ±1.3Ma)階段，巖漿作用過程中受到早古生代花崗巖(474 ～438Ma)的混染作用;后者成巖發(fā)生在215.3 ±1.2Ma(晚三疊世)。

(2)連珠山侵入巖屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性巖石系列，富集Ba、Rb、K、LREE 等大離子親石元素(LILE)，虧損Nb、Ta、Ti、P 等高場強(qiáng)元素(HFSE)，具有俯沖板片提供的流體交代地幔楔而形成的富集地幔源產(chǎn)生巖漿的特征。

(3)通過40Ar/39Ar 同位素測年獲得黃鐵絹英巖化礦石中的絹云母結(jié)晶年齡為194.2 ±2.0Ma，指示連珠山金礦床圍巖蝕變和成礦作用發(fā)生在早侏羅世。

(4)連珠山金礦床形成于興蒙造山晚期與古太平洋板塊俯沖轉(zhuǎn)換期，或成礦發(fā)生在興蒙造山期后的伸展階段。

致謝 野外工作得連珠山礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員的大力支持;室內(nèi)測試得到了中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉勇勝教授和實(shí)驗(yàn)室工作人員、中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所Ar-Ar 年代學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)室陳文研究員和張彥老師的支持和熱情幫助;曾慶棟研究員、劉紅濤研究

員兩位審稿專家提出了寶貴的修改意見;在此一并致謝!

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