呂駿超，舒廣龍，張德寶，趙 巖，劉桂香，畢中偉

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心， 沈陽(yáng) 1100342.內(nèi)蒙古自治區(qū)第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008

0 引言

大興安嶺成礦帶是我國(guó)26個(gè)重點(diǎn)成礦區(qū)帶中的優(yōu)先部署找礦工作的10個(gè)重點(diǎn)區(qū)帶之一[1]，具備大規(guī)模成礦的地質(zhì)條件和找礦潛力，礦床大多與中生代巖漿熱液活動(dòng)關(guān)系密切[2]。大興安嶺成礦帶也是我國(guó)重要的銅礦產(chǎn)地，已探明的銅礦床達(dá)30余處，其中包括多寶山、八大關(guān)、烏奴格吐山、敖腦達(dá)壩、罕達(dá)蓋、布敦化、蓮花山、鬧牛山、神山、后六九等大、中、小型銅礦床和眾多礦(化)點(diǎn)，主要礦床類(lèi)型為斑巖型、巖漿熱液型及矽卡巖型[3]。神山鐵銅礦床是大興安嶺中段具有代表性的矽卡巖型銅礦床。

神山鐵銅礦床位于內(nèi)蒙古扎賚特旗境內(nèi)，地理坐標(biāo)為122°15′00″E—122°20′00″E，46°56′00″N—47°00′00″N，發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)50年代初，2007年進(jìn)行了詳細(xì)勘查，屬小型矽卡巖型鐵銅礦床。目前該礦床的研究工作開(kāi)展較少，僅限于地質(zhì)特征的描述，如矽卡巖帶特征、礦體特征、圍巖蝕變等[4]，對(duì)礦床成巖成礦時(shí)代和成礦構(gòu)造環(huán)境的研究尚屬空白，從而制約了該區(qū)地質(zhì)找礦工作的進(jìn)一步開(kāi)展。本文系統(tǒng)采集了神山鐵銅礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的伊力特英云閃長(zhǎng)巖樣品，并進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析及鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年，在準(zhǔn)確厘定神山鐵銅礦床成巖成礦年齡的基礎(chǔ)上，探討成巖成礦動(dòng)力學(xué)背景，進(jìn)一步揭示該礦床的形成環(huán)境。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位于西伯利亞板塊南緣活動(dòng)增生帶，興安地塊東部(圖1)。該區(qū)不僅經(jīng)歷了古生代古亞洲洋構(gòu)造體系的演化，也經(jīng)歷了中生代蒙古—鄂霍茨克構(gòu)造域和中、新生代環(huán)太平洋構(gòu)造體系的疊加與改造[5]。古生代古亞洲洋構(gòu)造體系下，區(qū)內(nèi)發(fā)育北東—北東東向的褶皺構(gòu)造和脆性斷裂構(gòu)造。中、新生代斷裂構(gòu)造形成及基底斷裂的繼承性活動(dòng)奠定了區(qū)域上以北東、北西向斷裂為主體的構(gòu)造格局。區(qū)域北東向構(gòu)造主要為擠壓環(huán)境下形成的褶皺和逆沖斷層，北西向斷層具有張性特征。

2 礦區(qū)地質(zhì)與礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層主要為下二疊統(tǒng)大石寨組和中二疊統(tǒng)哲斯組，它們呈NE向展布(圖1b)，分布于伊力特成礦巖體的周?chē)?/p>

大石寨組：巖性為安山巖(圖2a、b)及英安巖，新鮮面呈深灰—灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。安山巖斑晶主要為斜長(zhǎng)石、角閃石等，體積分?jǐn)?shù)約為15%；英安巖斑晶為斜長(zhǎng)石及少量石英，體積分?jǐn)?shù)約為10%。基質(zhì)為細(xì)微晶-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要由斜長(zhǎng)石及少量角閃石構(gòu)成，在英安巖中出現(xiàn)少量石英。巖石普遍有綠泥石化、綠簾石化等蝕變現(xiàn)象。在與英云閃長(zhǎng)巖侵入接觸帶附近，巖石綠泥石化、綠簾石化明顯增強(qiáng)，并出現(xiàn)黑云母，偶見(jiàn)透輝石及石榴石等。

哲斯組：下部主要為灰黑—灰色粉砂巖，夾粉砂質(zhì)泥巖、粉—細(xì)砂巖及少量中粒砂巖，偶見(jiàn)灰?guī)r透鏡體；上部主要為灰?guī)r，夾粉砂巖和砂礫巖。受熱動(dòng)力變質(zhì)和接觸交代作用的影響，巖石遭受大理巖化、矽卡巖化和角巖化等蝕變。外接觸帶的灰?guī)r普遍大理巖化，大理巖呈白色、淺灰色，少數(shù)為灰—灰黑色。靠近巖體接觸帶灰?guī)r蝕變?yōu)樯疤菭畲罄韼r，距侵入體漸遠(yuǎn)結(jié)晶程度逐漸降低，或出現(xiàn)大理巖化灰?guī)r。大理巖中夾有的粉砂巖、砂礫巖的透鏡體發(fā)生角巖化。在英云閃長(zhǎng)巖與大理巖接觸帶斷續(xù)分布著矽卡巖，其中有矽卡巖型含銅磁鐵礦的小礦體。接觸帶附近的粉砂巖普遍角巖化，因侵入巖烘烤礦物發(fā)生重結(jié)晶，出現(xiàn)紅柱石角巖、黑云母紅柱石角巖、堇青石角巖、黑云母長(zhǎng)英角巖等。熱力變質(zhì)作用隨距離接觸帶漸遠(yuǎn)而遞減，巖石由角巖漸變?yōu)榻菐r化和輕微角巖化的巖石。

1.第四系；2.二疊系中統(tǒng)哲斯組上段；3.二疊系中統(tǒng)哲斯組下段；4.二疊系下統(tǒng)大石寨組；5.晚侏羅世細(xì)?；◢弾r；6.晚侏羅世花崗斑巖；7.晚侏羅世英云閃長(zhǎng)巖；8.晚侏羅世斜長(zhǎng)花崗巖；9.矽卡巖帶；10.鉆孔Zk1301；11.地質(zhì)界線。F1.牡丹江斷裂；F2.敦化—密山斷裂；F3.伊通—依蘭斷裂；F4.西拉木倫—長(zhǎng)春斷裂；F5.賀根山—黑河斷裂；F6.得爾布干斷裂。a圖據(jù)文獻(xiàn)[6]修編。圖1 神山鐵銅礦大地構(gòu)造位置圖(a)及礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig.1 Tectonic locations(a)and geological sketch(b) map of the Shenshan Fe-Cu deposit

礦區(qū)侵入巖主要為晚侏羅世，產(chǎn)出狀態(tài)為巖株?duì)詈蛶r脈狀，規(guī)模最大者為伊力特巖體。伊力特巖體主要巖石類(lèi)型為英云閃長(zhǎng)巖,可相變?yōu)殚W長(zhǎng)巖或二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，呈巖株?duì)畛雎队谝亮μ亓謭?chǎng)，大體呈橢圓狀，出露面積約41 km2，長(zhǎng)軸大體沿NE方向展布，受NE、NW向斷裂共同控制。晚侏羅世侵入巖主要為英云閃長(zhǎng)巖、細(xì)?；◢弾r、花崗斑巖、斜長(zhǎng)花崗巖等。

礦區(qū)褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造和接觸帶構(gòu)造均較發(fā)育。多期次、多組構(gòu)造交織在一起，還有諸多侵入體對(duì)構(gòu)造的改造作用，使礦區(qū)構(gòu)造變得極為復(fù)雜。褶皺構(gòu)造主要發(fā)育于二疊系大石寨組和哲斯組中，常發(fā)育于NE向斷裂附近，其規(guī)模一般不大。接觸帶構(gòu)造是礦區(qū)最重要的控礦構(gòu)造，含礦矽卡巖帶受接觸帶控制。伊力特巖體與哲斯組和大石寨組為侵入接觸，于巖體周邊和巖體內(nèi)哲斯組殘留體周邊形成規(guī)模較大的接觸帶構(gòu)造。北接觸帶構(gòu)造和南接觸帶構(gòu)造總體沿45°～50°方向展布，北接觸帶長(zhǎng)約12 km，南接觸帶長(zhǎng)約3 km，巖體西邊的接觸帶走向近SN。接觸帶產(chǎn)狀變化較大，主要受接觸面形態(tài)制約。斷裂構(gòu)造以NW、NE、近SN向?yàn)橹?，次為層間剝離構(gòu)造，其中NE向斷裂是成礦帶重要的控礦構(gòu)造。

2.2 礦床地質(zhì)特征

礦體產(chǎn)于伊力特巖體與哲斯組接觸帶及其附近，礦體主要賦存于接觸帶以綠簾石-石榴子石為主的矽卡巖中，部分分布于外接觸帶層間剝離斷層或斷層中。礦區(qū)共圈定大小礦體22條，其中主要礦體7條，從屬礦體15條。具體類(lèi)型為鐵礦體8條、鐵銅礦體4條、鉬礦體4條、銅礦體3條、鋅礦體3條。

Pl.斜長(zhǎng)石；Hb.角閃石。圖2 研究區(qū)安山巖及其鏡下特征Fig.2 Andesite photo and mircro-photo

原生礦中的礦石礦物主要為磁鐵礦，另有少量赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦、輝鉬礦。地表氧化礦中的礦石礦物主要為銅藍(lán)和孔雀石等。脈石礦物主要有石榴石、透輝石、陽(yáng)起石、硅灰石、透閃石及綠簾石等。礦石常見(jiàn)結(jié)構(gòu)為他形晶粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)，少見(jiàn)放射束狀結(jié)構(gòu)。礦物生成順序?yàn)椋捍盆F礦→赤鐵礦→硫化物。硫化物階段的原生礦物有：輝鉬礦-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦-方鉛礦-黝銅礦。

礦石構(gòu)造多為致密塊狀和浸染狀構(gòu)造。致密塊狀礦石礦物組成以磁鐵礦、赤鐵礦為主。礦石類(lèi)型主要為致密塊狀、浸染狀石榴石型磁鐵礦石，常伴有銅礦石、鉬礦石、鐵銅鉬礦石、鐵鉬礦石、鐵鋅礦石、鉬礦石、鐵銅礦石。

礦體圍巖以矽卡巖為主，次為大理巖，見(jiàn)有英云閃長(zhǎng)巖等。圍巖蝕變類(lèi)型主要為矽卡巖化和大理巖化，與成礦有關(guān)的圍巖蝕變以矽卡巖為主，硅化、綠簾石化、綠泥石化次之。

依據(jù)礦床地質(zhì)特征和礦物共生組合關(guān)系，將成礦期次劃分為：①成礦前熱接觸變質(zhì)期，哲斯組產(chǎn)生大理巖化和角巖化；②氣液交代變質(zhì)成礦期，早期矽卡巖化及矽卡巖階段，晚期氧化物階段(磁鐵礦化階段和赤鐵礦化階段)；③熱液成礦期，石英-硫化物階段；④成礦后熱液蝕變期，碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化等。鐵礦體主要產(chǎn)于接觸帶矽卡巖內(nèi)，而硫化物礦體似乎更趨向于賦存在外接觸帶。

3 鋯石U-Pb年代學(xué)

3.1 樣品采集與處理

本文對(duì)與成礦有關(guān)的伊力特巖體英云閃長(zhǎng)巖進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石 U-Pb測(cè)年。樣品(圖3a、b)采自礦區(qū)Zk1301孔深161 m處，質(zhì)量約為10 kg，Zk1301是2013年施工的探礦鉆孔。在樣品采集過(guò)程中，注意到了其代表性。采樣位置是經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)鉆孔巖心詳細(xì)觀察后而確定的，力求采集到較為新鮮的巖石樣品。巖石樣品新鮮面呈灰白色，具塊狀構(gòu)造，花崗結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為斜長(zhǎng)石，次為鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母和普通角閃石等。石英：他形，粒狀，粒度0.4～1.6 mm，體積分?jǐn)?shù)約為20%；斜長(zhǎng)石：半自形，板狀，粒度0.4～4.0 mm，局部絹云母化，體積分?jǐn)?shù)約為65%；鉀長(zhǎng)石：半自形，板狀，粒度0.4～0.8 mm，見(jiàn)條紋結(jié)構(gòu)，體積分?jǐn)?shù)約為5%；黑云母：綠色，半自形，片狀，粒度0.4～2.0 mm，局部綠泥石化，體積分?jǐn)?shù)約為8%；普通角閃石：黃綠—綠色，半自形，柱狀，粒度0.8～3.2 mm，體積分?jǐn)?shù)約為2%。

Q.石英；Kf.鉀長(zhǎng)石；Hb.角閃石。圖3 研究區(qū)英云閃長(zhǎng)巖(巖心)及其鏡下特征Fig.3 Tonalite core photo and mircro-photo

鋯石單礦物分選在國(guó)土資源部東北礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)重礦物分選技術(shù)完成，最后在雙目鏡下手工挑純。英云閃長(zhǎng)巖中的鋯石絕大多數(shù)結(jié)晶較好，多呈淺黃色、無(wú)色，透明度良好，金剛光澤。鋯石呈長(zhǎng)軸狀或短柱狀的自形—半自形晶型，鋯石長(zhǎng)短軸比例一般為1.5∶1～3∶1，顆粒晶面完整，平直光滑。鋯石制靶及相應(yīng)陰極發(fā)光拍攝由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成，將鋯石樣品放在玻璃板上用環(huán)氧樹(shù)脂固定，拋光到鋯石的中心面，經(jīng)反射光與透光照相，后鍍金，拍攝陰極發(fā)光(CL)圖像以反映鋯石顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)及裂隙分布情況。從樣品中挑選出的鋯石均為無(wú)色半透明狀，晶形以長(zhǎng)柱狀為主。從單礦物中進(jìn)一步挑選出來(lái)用于測(cè)試的鋯石，礦物顆粒均具有清晰的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具有巖漿成因特征(圖4)。

3.2 測(cè)試方法

鋯石U-Pb同位素定年LA-ICP-MS分析在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成。分析使用NWR-193 ArF準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)及Thermo Fisher ELEMENT 2高分辨電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。激光剝蝕斑束直徑25 μm，頻率10 Hz；以He氣作為載氣；ICP-MS分析采用低分辨模式，使用NIST612進(jìn)行儀器信號(hào)調(diào)諧，La和Th信號(hào)大于30 W，監(jiān)測(cè)ThO+/Th+控制氧化物產(chǎn)率<0.2%，同位素信號(hào)比值238U/232Th≈1，降低分析過(guò)程中動(dòng)態(tài)分餾作用的影響。鋯石U-Pb分析檢測(cè)202Hg、204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、232Th、235U、238U，其中232Th、235U、238U檢測(cè)時(shí)間為1 ms，202Hg、204Pb、206Pb、207Pb、208Pb檢測(cè)時(shí)間為2 ms。

單個(gè)樣品點(diǎn)數(shù)據(jù)分析包括20 s儀器背景信號(hào)及40 s樣品信號(hào)采集；每10個(gè)未知樣品點(diǎn)分析插入鋯石標(biāo)準(zhǔn)樣品GJ-1及Plesovice各2次[7-8]，以監(jiān)測(cè)儀器狀態(tài)和分析數(shù)據(jù)質(zhì)量，本次測(cè)試分析質(zhì)量監(jiān)控樣品Plesovice鋯石共計(jì)6點(diǎn)，測(cè)定諧和年齡為((336.0±3.6)Ma)，數(shù)據(jù)處理采用GLITTER(Version 4.0)完成。

3.3 測(cè)試結(jié)果

對(duì)鋯石靶進(jìn)行了17個(gè)有效點(diǎn)位的測(cè)試(圖4)，根據(jù)軟件GLITTER(Version 4.0)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，處理過(guò)程中對(duì)204Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于背景值的2組數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除，原始鋯石測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，處理后圖件見(jiàn)圖5。鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡測(cè)試結(jié)果(諧和年齡)為(155.3±0.6)Ma，表明伊力特英云閃長(zhǎng)巖巖體侵位時(shí)代為晚侏羅世。

4 地球化學(xué)特征

4.1 分析方法

英云閃長(zhǎng)巖8件樣品均采自鉆孔巖心，其主量、稀土、微量元素分析均在國(guó)土資源部東北礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成。主量元素分析采用X射線熒光光譜法(XRF)，分析精度優(yōu)于5%。稀土元素和微量元素分析采用等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析方法，測(cè)試分析精度優(yōu)于10%。分析結(jié)果分別見(jiàn)表2。

4.2 主量元素

表2顯示，英云閃長(zhǎng)巖巖石中：w(SiO2)為60.60%～63.33%，平均為61.92%，屬中性巖漿巖；w(Al2O3)為15.84 %～17.01 %，平均為16.45%；w(TiO2)為0.68 %～0.78 %；w(K2O+Na2O)為6.03 %～6.72 %，平均為6.43%；K2O/Na2O一般為0.35～0.56，平均為0.50；w(CaO)為4.24 %～4.82 %；w(MgO)為1.88 %～4.34 %。A/CNK= 1.41～1.54，屬于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖。在R2-R1成分因子判別圖上，巖石樣品多落入英云閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖區(qū)域(圖6a)，利特曼指數(shù)σ為1.99～2.56，屬鈣堿性花崗巖類(lèi)。在 Fe2O3/FeO-w(SiO2)圖上，所有樣品落入磁鐵礦區(qū)域，顯示成礦巖體氧化程度較高，也反映巖漿分異程度高(圖6b)。在w(Na2O+K2O)-w(SiO2)圖解中，樣品絕大部分落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域(圖7a)。在A/NK-A/CNK圖解中樣品均落入過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi)區(qū)域(圖7b)。

表1 伊力特英云閃長(zhǎng)巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果表

圖5 伊力特英云閃長(zhǎng)巖體鋯石U-Pb諧和曲線年齡圖Fig.5 Zircon U-Pb condordia diagrams from the Yilite tonalite

表2 神山鐵銅礦床英云閃長(zhǎng)巖主量元素、稀土元素及微量元素分析結(jié)果

續(xù)表2

注：主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為%；稀土及微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6。

圖6 伊力特英云閃長(zhǎng)巖R2-R1成分因子判別圖(a)和 Fe2O3/FeO-w(SiO2)圖解(b)Fig.6 R2-R1diagram(a) and Fe2O3/FeO-w(SiO2) diagram of the Yilite tonalite(b)

4.3 稀土元素

表2顯示：英云閃長(zhǎng)巖巖石稀土總量w(∑REE)為107.16×10-6～132.01×10-6，平均為118.33×10-6。LREE/HREE為5.28～6.05，(La/Yb)N為14.76～19.40，曲線為右傾型(圖8a)，輕稀土富集。根據(jù)曲線形態(tài)顯示，(La/Sm)N值較高，輕稀土分餾明顯，(Gd/Yb)N值較低，重稀土分餾不顯著。δEu為0.97～1.17，銪異常不明顯，具幔源I型花崗巖特征。δCe值為0.87～0.92，存在弱鈰異常。

4.4 微量元素

在微量元素蛛網(wǎng)圖上，巖石相對(duì)虧損Zr、Nb及Lu等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)(圖8b)，相對(duì)富集Rb、Ba、Sr和Pb等大離子親石元素(LILE)。大離子親石元素的富集，可能與巖漿演化及熱液作用有密切關(guān)系。負(fù)的Nb異常和正的U、Sr、Ba、Hf異常顯示大陸地殼的特征，可能指示地殼物質(zhì)參與了巖漿過(guò)程[9]。

5 討論

5.1 神山鐵銅礦床成礦成巖時(shí)代

伊力特巖體英云閃長(zhǎng)巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡測(cè)試結(jié)果(加權(quán)平均年齡)為(155.3±1.3)Ma，這一年齡應(yīng)為伊力特成礦巖體英云閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡，反映巖體侵位于晚侏羅世。神山鐵銅礦床成礦稍晚于成巖，但成巖與成礦年齡相近。因此，可以認(rèn)為成巖年齡大致代表了成礦年齡，即礦床成礦年齡大致為156 Ma，成礦時(shí)代為晚侏羅世。

圖7 伊力特英云閃長(zhǎng)巖ALK vs w(SiO2)圖解(a)及A/NK vs A/CNK 圖解(b)Fig.7 ALK vs w(SiO2) diagram (a) and A/NK vs A/CNK diagram(b) of the Yilite tonalite

圖8 伊力特英云閃長(zhǎng)巖稀土元素配分圖解(a)與微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.8 REE patterns(a)and trace elements diagrams(b)of the Yilite tonalite

周廣志等[10]認(rèn)為，伊力特巖體與黑龍江省龍江縣后六九銅鉬礦成礦巖體為同源同期產(chǎn)物，并根據(jù)測(cè)得的后六九銅鉬礦成礦巖體的年齡推斷伊力特巖體年齡。采用LA-ICP-MS測(cè)試方法，周志廣等[10]獲得后六九花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb同位素年齡為(155.5±1.0)Ma，測(cè)得區(qū)域閃長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb同位素年齡為(156.8±1.2)Ma。烏蘭浩特南與神山鐵銅礦床處于同一地質(zhì)構(gòu)造單元的布敦化銅礦床，與成礦相關(guān)的黑云母花崗閃長(zhǎng)巖和英云閃長(zhǎng)斑巖同位素年齡分別為(165.0±2.0)和160.0 Ma[11-13]，這些年齡值與上述神山礦床成礦巖體英云閃長(zhǎng)巖年齡相近，反映出中晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)與該區(qū)成礦密切相關(guān)，這些相關(guān)侵入巖和相應(yīng)礦床應(yīng)為同期的產(chǎn)物。

5.2 巖石成因類(lèi)型及構(gòu)造環(huán)境判別

Castillo[14-15]認(rèn)為埃達(dá)克巖主要是根據(jù)巖石的地球化學(xué)特點(diǎn)來(lái)定義的，以高Sr/Y和La/Yb值及低Y和Yb質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義，并用Sr/Y-w(Y)和La/Yb-w(Yb)圖解來(lái)判別。在Sr/Y-w(Y)(圖9a)和La/Yb-w(Yb)(圖9b)判別圖上，伊力特英云閃長(zhǎng)巖8件樣品均落入埃達(dá)克巖區(qū)域。英云閃長(zhǎng)巖具埃達(dá)克型特征，Sr/Y為65.6～92.0，La/Yb為21.9～28.8，w(Sr)為698.00×10-6～864.00×10-6，w(Y)為9.04×10-6～10.60×10-6，w(Yb)為0.82×10-6～1.01×10-6，LREE富集，輕重稀土元素分異顯著，δEu為0.97～1.17，幾乎無(wú)銪異常；Yb虧損和Sr富集及弱銪異常表明，巖漿源區(qū)可能有石榴石+輝石±角閃石±斜長(zhǎng)石存在，形成深度大于50 km，壓力通常大于1.2 GPa[16]。巖石幾乎無(wú)負(fù)銪異常，顯示源區(qū)未殘留斜長(zhǎng)石，重稀土虧損與源區(qū)殘留石榴子石有關(guān)[17]。

按照ISMA型分類(lèi)，在TFeO/MgO-104Ga/Al和(Na2O+K2O)/CaO-w(Zr+Nb+Ce+Y)判別圖(圖10a、b)上，樣品均落在I和S型花崗巖區(qū)域內(nèi)。通過(guò)巖相學(xué)觀察，伊力特英云閃長(zhǎng)巖具有少量普通角閃石，8%的黑云母，其A/CNK雖大于1.1但屬于過(guò)鋁質(zhì)巖，由于鏡下薄片觀察中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)S型花崗巖的特征過(guò)鋁質(zhì)礦物，如堇青石等，故推測(cè)伊力特英云閃長(zhǎng)巖屬I(mǎi)型花崗巖。

在w(Nb)-w(Y)和w(Rb)-w(Y+Nb)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖11a、b)中，樣品均落入火山弧和同碰撞花崗巖區(qū)域。這些特征顯示，神山礦床的賦礦英云閃長(zhǎng)巖形成于同碰撞或火山弧的構(gòu)造環(huán)境。

5.3 成礦地球動(dòng)力學(xué)背景

古生代該區(qū)處于古亞洲洋，主要接受海相沉積，形成火山-碎屑巖夾碳酸鹽建造。古生代末期—中生代初期，西伯利亞板塊和華北板塊沿西拉木倫—長(zhǎng)春—延吉一線拼合成一個(gè)整體[18-19]。古亞洲洋構(gòu)造演化為區(qū)域礦床的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和地質(zhì)構(gòu)造格架。

晚二疊世—三疊紀(jì)西伯利亞板塊與華北板塊拼合后，古亞洲洋閉合，興安地塊造山隆起，由古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換為蒙古—鄂霍茨克洋和濱太平洋構(gòu)造域發(fā)展階段。蒙古—鄂霍茨克洋始于泥盆紀(jì)，閉合于早白堊世[20]。神山鐵銅礦床形成于西伯利亞板塊與華北板塊拼合后與蒙古—鄂霍茨克洋閉合前之間的晚侏羅世，成巖成礦作用受古亞洲構(gòu)造域和蒙古—鄂霍茨克洋構(gòu)造域的制約。如上所述，與成礦關(guān)系密切的英云閃長(zhǎng)巖為Ⅰ型花崗巖，高Sr低Y，具埃達(dá)克巖特征，形成于同碰撞或火山弧的構(gòu)造環(huán)境。埃達(dá)克巖巖漿成因起源于玄武質(zhì)巖石的部分熔融，且源區(qū)部分殘留相含有石榴子石和角閃石的礦物組合。底侵玄武巖部分熔融能夠形成的富鈉巖形成于較厚的地殼[21-23]，表明下地殼玄武質(zhì)巖部分熔融應(yīng)發(fā)生在較高的濕度條件下，這意味著高Sr低Y型巖漿起源于厚的地殼[24]。大興安嶺北段晚侏羅世吉祥峰組中酸性火山巖中存在高Sr低Y型火山巖，被認(rèn)為其巖漿起源于下地殼玄武質(zhì)巖漿，為玄武質(zhì)巖漿底辟上侵引起下地殼巖石部分熔融之混合巖漿，與古太平洋板塊向西伯利亞板塊斜向俯沖有關(guān)[17]。

圖9 伊力特英云閃長(zhǎng)巖Sr/Y-w(Y)判別圖(a)和La/Yb-w(Yb)判別圖(b)Fig.9 Sr/Y vs w(Y)diagram (a) and La/Yb vs w(Yb) diagram (b) of the Yilite tonalite

圖10 伊力特英云閃長(zhǎng)巖TFeO/MgO-104Ga/Al判別圖(a)和(Na2O+K2O)/CaO-w(Zr+Nb+Ce+Y)判別圖(b)Fig.10 TFeO/MgO vs 104Ga/Al diagram(a) and (Na2O+K2O)/CaO vs w(Zr+Nb+Ce+Y) diagram (b) of the Yilite tonalite

圖11 伊力特英云閃長(zhǎng)巖w(Nb)-w(Y)(a)和w(Rb)-w(Y+Nb)(b)構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.11 w(Nb) vs w(Y) diagram (a)and w(Rb) vs w(Y+Nb)diagram (b)of the Yilite tonalite

6 結(jié)論

1)通過(guò)LA-ICP-MS鋯石 U-Pb測(cè)年，獲得伊力特巖體英云閃長(zhǎng)巖加權(quán)平均年齡為(155.3±1.3)Ma，表明伊力特英云閃長(zhǎng)巖巖體侵位時(shí)代為晚侏羅世，成巖與成礦年齡相近，認(rèn)為成巖年齡大致代表了成礦年齡，即礦床成礦年齡大致為156 Ma，成礦時(shí)代為晚侏羅世。這與區(qū)域上一些礦床成礦年齡基本一致，反映出中、晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)與該區(qū)成礦密切相關(guān)，與成礦相關(guān)侵入巖和相應(yīng)礦床應(yīng)為同源同期的產(chǎn)物。

2)地球化學(xué)特征顯示，神山鐵銅礦床成礦侵入巖為英云閃長(zhǎng)巖，屬中性巖類(lèi)，I型花崗巖類(lèi)，鋁過(guò)飽和，為高鉀鈣堿性系列和磁鐵礦系列。巖石高Sr低Yb，具埃達(dá)克型巖特征，形成于同碰撞或火山弧的構(gòu)造環(huán)境。

3)神山鐵銅礦床的形成受古亞洲洋構(gòu)造體制和蒙古—鄂霍茨克洋構(gòu)造體制的共同制約，與板塊間和微地塊間的相互作用密切相關(guān)。在兩個(gè)構(gòu)造體制作用下，晚侏羅世研究區(qū)處于地殼加厚和構(gòu)造活化的構(gòu)造環(huán)境，即成巖成礦于地殼加厚和構(gòu)造活化的構(gòu)造環(huán)境。