門蘭靜，高 洋，白 映，郭 林，劉 祺，覃鄧琦，孫景貴

(1.長(zhǎng)春工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130021； 2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061)

0 引言

鬧枝礦床是延邊地區(qū)除了小西南岔礦床外的又一著名的熱液銅金礦床，位于汪清縣火山盆地的西側(cè)，是20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的一座中型礦床[1-3]。對(duì)于該礦床，許多學(xué)者進(jìn)行了礦床成因、成礦流體、成礦過程等方面的報(bào)道[4-9]，目前的研究成果表明其成礦特點(diǎn)既不同于斑巖型銅金礦床，也不屬于淺成熱液高硫化型、低硫化型[10-11]。我們傾向于其為淺成中硫化型熱液礦床，但是從目前已有的年代學(xué)成果看[3，11]，該礦床的成礦時(shí)代與延邊地區(qū)的淺成熱液金礦床、斑巖型銅金礦床略有不同，為了進(jìn)一步厘定其成礦時(shí)代，本文對(duì)該礦床進(jìn)行了硫化物石英脈中脈石礦物絹云母的40Ar/39Ar測(cè)年，以望在此基礎(chǔ)上探討該礦床的成礦動(dòng)力學(xué)背景。

1 成礦地質(zhì)背景和礦床地質(zhì)特征概述

鬧枝銅金礦床大地構(gòu)造位置位于華北板塊、興凱地塊、佳木斯地塊之間的興蒙造山帶的東緣北北東向興凱東部火山—巖漿構(gòu)造帶的南側(cè)上。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層有下古生界青龍村群、五道溝群和中生界屯田營(yíng)組及金溝嶺組火山巖、次火山巖；侵入巖主要為中晚侏羅世花崗閃長(zhǎng)巖(百草溝巖體)和早白堊世次安山巖；另發(fā)育少量的閃長(zhǎng)玢巖及次安巖等脈巖。發(fā)育著呈近東西向的中深層次的韌性變形帶和疊加之上的東西向、南北向、北西向、北東向斷裂構(gòu)造。礦體主要賦存在中晚侏羅世花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)部南西向“帚狀”或放射狀斷裂體系內(nèi)，并有大量次火山巖脈充填伴生，環(huán)狀構(gòu)造；成礦期構(gòu)造即礦體及礦化破碎蝕變帶充填的帚狀斷裂構(gòu)造，成礦后構(gòu)造主要為水平剪切斷裂構(gòu)造，主要是繼承成礦前和成礦期構(gòu)造，對(duì)礦體破壞性較小。鬧枝主要受伴隨火山活動(dòng)形成的一系列環(huán)繞火山口分布的半環(huán)狀和渦輪狀斷裂控制，這些火山斷裂由于線性構(gòu)造和繼承性活動(dòng)的迭加改造作用，形成了良好的控礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造。

鬧枝銅金礦床由含金性較好的礦化破碎蝕變帶構(gòu)成，均賦存于中生代火山巖、次火山巖及其周邊的花崗閃長(zhǎng)巖中。目前勘探成果顯示，礦區(qū)內(nèi)淺部有10條含金性較好的礦化蝕變體，其中主要礦體是10號(hào)、9號(hào)、1號(hào)和20號(hào)礦脈最為發(fā)育(圖1，表1)，礦體近地表長(zhǎng)350～1 020 m，寬0.4～12.3 m，延伸大于450 m，沿走向和深部分支尖滅再現(xiàn)明顯，金品位最高達(dá)74.48 g/t。

該礦床的礦體類型有4類，分別是硫化物石英脈、富硫化物石英脈型和破碎硫化物蝕變巖型和硫化物單礦物脈型，前者以黃鐵礦為主，含少量閃鋅礦和黃銅礦，金礦物主要為自然金，該礦石主要分布在礦區(qū)北段；后者富含閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦，金礦物以銀金礦為主，主要分布在礦區(qū)南段(表1)。

該礦床以發(fā)育硫化物石英脈和純硫化物脈為特征，圍巖蝕變類型主要是黃鐵絹云母化、青盤巖化、碳酸鹽化等，局部發(fā)育鉀長(zhǎng)石化，其中黃鐵絹云母化、青盤巖化發(fā)育在礦體的兩側(cè)或上、下盤，寬度在1～5 m，礦化主要是黃鐵礦、黃銅礦，其次是方鉛礦、閃鋅礦、黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦(圖2(a))以及微量自然金(圖2(f))、碲金銀礦等；根據(jù)野外礦化體之間的穿插關(guān)系，并結(jié)合井下特征，將該礦床劃分4個(gè)主要成礦階段：

圖1 A東北區(qū)域構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖與B鬧枝銅金礦床的礦區(qū)地質(zhì)圖注：據(jù)文獻(xiàn)Han et al[12]修改

1)黃鐵絹英巖階段：該階段較發(fā)育，與礦體接觸，形成的主要礦物為石英、絹云母、黃鐵礦，少量鉀長(zhǎng)石，呈鱗片粒狀結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造。其中黃鐵礦呈自形，顆粒粗大，顏色為亮黃色。

2)石英—黃鐵礦階段：該階段主要形成黃鐵礦石英脈，礦脈呈乳白色，寬窄不一，形成的主要礦物為石英、黃鐵礦，少量的黃銅礦和微量自然金(圖2f)。

3)石英—多金屬硫化物階段：該階段是鬧枝金礦床主要成礦階段，主要形成多金屬硫化物石英脈(圖2(a)、2(b)、2(d)、2(e))和閃鋅礦脈、含閃鋅礦方鉛礦脈(圖2(c))；主要礦物為煙灰色石英、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦以及黝銅礦、碲金銀礦以及斑銅礦、輝銅礦等；硫化物含量變化較大，局部為富硫化物或單礦物脈。

4)石英—方解石脈階段：主要形成含黃鐵礦的方解石石英脈或石英脈，為成礦尾聲。

表1 鬧枝銅金礦10號(hào)脈與9號(hào)脈礦體特征

(a)井下硫化物石英脈

(b)富硫化物礦石(脈)

(c)方鉛礦脈

(d)(50×)自形、半自形黃鐵礦及交代結(jié)構(gòu)

(e)黃銅礦、方鉛礦及輝銅礦特征(50×)

(f)自然金特征(50×)

2 實(shí)驗(yàn)樣品、方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)樣品為硫化物石英脈中的絹云母，測(cè)年實(shí)驗(yàn)在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所39Ar/40Ar同位素測(cè)年實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)方法詳見文獻(xiàn)[13-14]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明，采用常規(guī)39Ar/40Ar階段升溫共獲11組數(shù)據(jù)，年齡范圍為23～130.5 Ma，共有6個(gè)坪，顯示多坪的特征，其中最寬坪年齡(128.6±1.4)Ma(圖3(a))；相應(yīng)的39Ar/40ArAr—36Ar/40Ar反等時(shí)線年齡為(130±30) Ma，40Ar/36Ar的初始比值為(244±1 300) Ma(MSWD=164)(圖3(b))。顯然給定的年齡具有很大的不確定性，推測(cè)其成礦年齡應(yīng)在130 Ma之后。

(a)

(b)

3 成礦時(shí)代和成礦動(dòng)力學(xué)背景的討論

延邊地區(qū)是中亞造山帶東段重要的內(nèi)生金銅礦集中區(qū)，該區(qū)以發(fā)育淺成低溫?zé)嵋航鸬V床和中深成中高溫?zé)嵋航疸~礦床為特征。目前的研究結(jié)果表明，延邊地區(qū)的金銅成礦特點(diǎn)與中亞造山帶中段、西段[15]有明顯的差別，它的成礦特點(diǎn)不屬于古生代洋—陸俯沖或陸—陸碰撞造山成礦體制，而具有明顯的中生代太平洋板塊俯沖的大陸邊緣構(gòu)造、巖漿、成礦特征。目前研究表明，延邊地區(qū)以農(nóng)坪、小西南岔為代表的斑巖型—類斑巖型銅金礦床，以杜荒嶺、九三溝為代表的淺成高硫化型熱液金礦床及以五鳳、刺猬溝為代表的淺成低硫化金礦床的成礦時(shí)代均為96～104 Ma[6，16-17](表3)。李超文等[18]依據(jù)對(duì)延邊地區(qū)火山巖的Ar—Ar年代學(xué)的研究結(jié)果認(rèn)為Izanagi-Farallon板塊向延吉地區(qū)的俯沖時(shí)間發(fā)生在晚白堊世—古新世(106～55 Ma)；因此，延邊地區(qū)淺成熱液金礦床和富金銅礦床的成礦應(yīng)發(fā)生在古太平洋板塊向亞洲大陸正北向俯沖轉(zhuǎn)入Izanagi-Farallon板塊西向俯沖的構(gòu)造轉(zhuǎn)換期過程。

表2 鬧枝銅金礦床硫化物石英脈中的脈石礦物絹云母常規(guī)39Ar/40Ar階段升溫測(cè)年數(shù)據(jù)(JN2-98-2)

早期學(xué)者基于對(duì)鬧枝銅金礦床的脈石礦物石英流體包裹體40Ar/39Ar等時(shí)線數(shù)據(jù)，初步確定其成礦發(fā)生在(123.6±2.5) Ma[3]。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該年齡的可靠性，本文對(duì)其礦石開展了脈石礦物絹云母的40Ar/39Ar法測(cè)年。研究結(jié)果顯示絹云母的坪年齡為(128.6±1.4) Ma，鑒于絹云母40Ar/39Ar法坪年齡具有明顯的多坪特征，進(jìn)一步確定該礦床的成礦作用不大可能早于128 Ma。

就中國(guó)東北部陸緣成礦早階段(123～117 Ma)而言(表3)，雖然目前僅確定鬧枝、富巖2座淺成中硫化型銅金礦床，但在鄰區(qū)的遼西和赤峰地區(qū)尚發(fā)育此階段、此類礦床(內(nèi)蒙金廠溝梁金(銅)礦床和遼寧的二道溝金礦床等)。王建平等[19]曾獲得金廠溝梁礦區(qū)切割礦體的黑云母粗安巖全巖K-Ar為120.06 Ma，蝕變圍巖的全巖K-Ar年齡為121.71 Ma，而苗來成等[20]得二道溝金礦床成礦前閃長(zhǎng)玢巖脈單顆粒鋯石SHRIMP U-Pb為(126±1) Ma，這種特征暗示此期、此類型的金銅礦床基本沿華北陸臺(tái)北緣與興蒙造山帶接壤的興蒙造山帶內(nèi)部早白堊世火山噴發(fā)伸展體系成礦，成礦背景應(yīng)屬于太平洋板塊向歐亞板塊正向俯沖的弧后巖漿弧體系[21]。

表3 中國(guó)東北部陸緣斑巖—淺成熱液(銅)金礦床成礦階(期)劃分表

表3(續(xù))

4 結(jié)論

1)本文獲得鬧枝礦床硫化物石英脈絹云母的40Ar/39Ar法坪年齡為(128.6±1.4) Ma，代表成礦年齡的上限，略早于延邊地區(qū)斑巖型，淺成熱液高硫化、低硫化金礦床的成礦時(shí)限(96～106 Ma)。

2)延邊地區(qū)的斑巖型，淺成熱液高硫化、低硫化金礦床(96～106 Ma)與淺成熱液中硫化型金銅礦床(晚于(128.6±1.4) Ma)的成礦是由進(jìn)入中生代古太平洋板塊(庫(kù)拉板塊)向亞洲板塊和興蒙造山帶俯沖的不同方式導(dǎo)致的，并由此產(chǎn)生的不同類型殼、幔巖漿作用過程的晚期形成。