柏杖子金礦區(qū)含礦花崗巖鋯石u-pb年代學(xué)研究

柏杖子金礦區(qū)含礦花崗巖鋯石u-pb年代學(xué)研究

白鹿子金礦床位于遼寧省凌源縣西南65公里的海倫市。主要結(jié)構(gòu)點為燕山臺褶皺帶。區(qū)內(nèi)出露地層主要是中元古界長城系串嶺溝組、團山子組、大紅峪組和高于莊組的砂巖、頁巖、灰?guī)r,其中最主要的是大紅峪組灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、石英砂巖、泥質(zhì)白云巖、鈣質(zhì)石英砂巖。石英砂巖和鈣質(zhì)石英砂巖是金礦體的容礦圍巖之一。此外還有少量太古宙變質(zhì)巖和侏羅紀火山巖層出露1。礦區(qū)巖漿巖主要是閃長巖和花崗巖兩大類,此外還有大量的脈巖。閃長巖形成早,花崗巖形成較晚,是最主要的金礦容礦圍巖,柏杖子的主要金礦體賦存在花崗巖中。為了確定金礦化的時代、金礦化與花崗巖的成因聯(lián)系,本次研究采用SHRIMP測年齡技術(shù)對花崗巖的鋯石進行了U-Pb年齡測定。1柏回歸巖石學(xué)特征柏杖子花崗巖沿北北東向斷裂侵入中元古代長城系大紅峪組厚層砂巖、團山子組鈣質(zhì)白云巖、串嶺溝組頁巖和閃長巖中?；◢弾r在地表呈厚大的巖墻,出露長5000m,寬20~50m,向下延伸逾600m以下,深部膨大部分寬達200m,傾向大致120°,傾角60°~70°,深部傾角變緩為40°~50°,向下有逐漸過渡為巖株的趨勢。巖體總的產(chǎn)狀上陡下緩,上窄下寬,形態(tài)特征上部簡單,下部復(fù)雜。巖體的淺部和邊部為花崗斑巖相,中、深部膨大部位為中?；◢弾r相。巖石為斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為細粒、等?；◢徑Y(jié)構(gòu),斑晶為鉀長石,具有典型的淺成巖特征。巖石主要由石英(25%)、鉀長石(40%~50%)、斜長石(20%~25%)和少量黑云母組成2。柏杖子花崗巖的巖石化學(xué)成分見表1。該花崗巖SiO2的含量較低,不超過70%,平均67.67%;K2O從4.10%~6.57%,平均5.68%;Na2O從2.74%~4.92%,平均為3.75%,K2O/Na2O=1.5,屬鉀長花崗巖。巖體的稀土元素含量和配分型式見表2和圖1,BZHZ5-6為未蝕變巖石的稀土含量。ΣREE為249~220,輕重稀土分餾明顯,富集輕稀土,虧損重稀土,配分型式為右傾曲線,無明顯的銪異常。BZHZ8為硅化花崗巖的稀土含量,顯示蝕變后稀土總量明顯降低。表2和圖1中的HTSH1-3為金礦區(qū)外圍虎頭石花崗巖體的稀土含量,稀土總量明顯小于柏杖子花崗巖,但配分型式與柏杖子花崗巖一致(圖1),可能是同源產(chǎn)物。2鋯石u/pb年齡被測樣品(BZHZ-4)采自柏杖子金礦150m中段的107線新鮮的柏杖子花崗巖,樣品重量在10kg左右。分選出的鋯石呈極淡的褐色,個別顆粒呈深褐色,油脂光澤,晶形較差,多呈它形粒狀,少量呈柱狀,雙錐不發(fā)育,長寬比為2∶1。鋯石U、Th、Pb的測定是在西澳Curtin大學(xué)、西澳地質(zhì)調(diào)查所和西澳大利亞大學(xué)三家共同擁有的SHRIMPⅡ上進行的。對該樣品中鋯石分兩階段共進行了26個點的分析,在第一階段對標(biāo)樣進行了21次分析,其U/Pb比值的標(biāo)準離差為1.09%(1σ);第二階段對標(biāo)樣進行了5次分析,得到的U/Pb標(biāo)準離差為1.72%(1σ)。被測樣品26個點分析結(jié)果列于表3,并示于圖2。在26個分析中,有6個分析給出較小的年齡,并具有高的普通鉛含量(表3)和不一致年齡,被認為發(fā)生了放射成因鉛丟失;有20個分析點落在一致曲線上約220Ma附近(圖2),給出的加權(quán)平均年齡為(216±4)Ma,但x2值高達9.87。因此,對這些鋯石進行了再分組,其中13個相關(guān)性最好的較大年齡給出(222±3)Ma的加權(quán)平均年齡,x2值為0.91;另外相關(guān)性較差的7個具較小年齡者給出(207±5)Ma的加權(quán)平均年齡,x2值為3.19。因此(222±3)Ma被認為是該巖體的侵位年齡。該年齡與區(qū)域范圍內(nèi)都山巖體、三家子金礦區(qū)花崗斑巖脈的年齡基本一致,屬同期產(chǎn)物,柏杖子花崗巖可視為都山巖基外圍的“衛(wèi)星”巖體。3印支期太平洋板塊向亞洲大陸下施工近年在華北克拉通北緣及以北的造山帶中發(fā)現(xiàn)了越來越多的印支期花崗巖,但這些印支期花崗巖形成的大地構(gòu)造背景目前還存在不同的認識。雖然對古亞洲洋的關(guān)閉時代存在晚古生代早期和晚期的不同認識,但可以肯定,到印支期古亞洲洋已經(jīng)封閉,因此,柏杖子等印支期花崗巖不太可能是同碰撞造山花崗巖,在中國東部目前也沒有發(fā)現(xiàn)印支期太平洋板塊向亞洲大陸下俯沖的地質(zhì)證據(jù)。這類印支期花崗巖也不太可能是與太平洋板塊有關(guān)的俯沖造山花崗巖,最大的可能是這些花崗巖屬后碰撞花崗巖(postˉcollisionalgranite)。Liegeois對“后碰撞”環(huán)境和相關(guān)術(shù)語作了解釋,首先認為陸—陸碰撞發(fā)生后,雖然海洋已經(jīng)消失并進入到陸內(nèi)環(huán)境,但大陸之間還經(jīng)歷了一段相當(dāng)長的與碰撞作用有關(guān)的會聚作用,它是以大陸之間沿巨大的剪切帶發(fā)生大規(guī)模的水平運動為特征;第二點是,大陸主碰撞期(最大會聚期)不利于巖漿上升,而所謂板內(nèi)時期的巖漿作用雖然分布廣泛,但非常稀少,大量的巖漿作用發(fā)生在主碰撞期后,板內(nèi)時期之前。因此許多研究者建議,把主碰撞事件本身與海洋關(guān)閉后時間更長的仍然與碰撞作用相關(guān)的板塊會聚作用區(qū)別開來,稱之為后碰撞作用(postˉconllision),這樣就把“后碰撞”作用單獨劃分出來,作為一個獨立的地球動力學(xué)環(huán)境。華北克拉通北緣和以北造山帶大量的印支期花崗巖,應(yīng)當(dāng)是在這種后碰撞環(huán)境下形成的。4結(jié)論1最佳年齡限定了礦物該年齡與區(qū)域范圍內(nèi)都山花崗巖基(223±2)Ma、三家子金礦區(qū)花崗斑巖脈(222±4)Ma的年齡一致,在誤差允許范圍內(nèi),可視為同一次巖漿活動的產(chǎn)物,柏杖子花崗巖可視為都山巖基外圍的“衛(wèi)星”巖體。這個年齡限定了金礦化年齡的下限,即金礦化不會早于印支期。根據(jù)金礦體與后期巖脈伴生的特征推測,金礦化可能發(fā)生在燕山期。2-4-放射性角色“后碰撞作用”被定義為:主碰撞期(大洋關(guān)閉,陸—陸碰撞)到板內(nèi)環(huán)境之間一段相當(dāng)長的、與碰撞作用有