黑龙江三道湾子金矿床火山岩-次火山岩年代学、地球化学和地质意义

黑龙江三道湾子金矿床火山岩-次火山岩年代学、地球化学和地质意义程琳;彭晓蕾;韩吉龙;任亮;刘阳【摘要】三道湾子金矿床位于小兴安岭北麓,是典型的以碲金化合物为主的矿床,为了限定其成矿时代和厘定其成矿地质背景,笔者对同成矿地质体火山岩和成矿期后的玄武粗安玢岩的单颗粒锆石U-Pb年龄和元素地球化学进行测定,获得同成矿地质体粗面英安斑岩及玄武粗安玢岩的206Pb/238U年龄加权平均值分别为(124.2±0.9)Ma(MSWD=0.5,n=18)和(118.9±2.3)Ma(MSWD=0.5,n=6);赋矿围岩为玄武粗安岩与同成矿地质体粗面英安斑岩,SiO2含量为52.75％～62.30％,K2O和Na2O含量分别为2.02％～2.85％和3.96％～4.24％.里特曼指数(δ)在0.85～3.67之间,属于钙碱性到高钾钙碱性岩系特征;成矿期后脉岩玄武粗安玢岩,SiO2含量为51.53％～52.32％,K2O含量为2.30％～2.36％,Na2O含量为3.78％～4.14％,里特曼指数(δ)在4.05～4.86之间;微量和稀土元素均显示富集大离子亲石元素(Cs、K、Rb、Ba、LREE等),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf等)和HREE,特别是强烈亏损Th、U和Nb、Ta的特征,与岛弧钙碱性玄武岩相似.研究揭示了该矿床形成于早白垩世(124～119 Ma)或晚中生代造山后伸展构造环境,成矿热动源可能是交代大洋性质的岩石圈地幔.%Sandaowanzi gold deposit is a typical gold telluride minerals deposit,located at the northern edge of the Xiao Xing`an range,NE China.In order to reveal the ore-forming geological setting,the authors recently conducted studies on geochronology and geochemistry of volcanic rocks hosting the deposit.The results show that the zircon U-Pb ages of the trachydacite porphyry from the syn ore-forming geological bady and basaltictrachyandesite porphyry from ore-forming rockare(124.2±0.9)Ma(MSWD=0.5,n=18)and(118.9±2.3)Ma(MSWD=0.5,n =6); Volcanic rocks from the basaltic trachyandesite and trachydacite porphyry are high in SiO2(52.75％～62.30％),and the K2O and Na2O are 2.02％～2.85％and 3.96％～4.24％,respect ively; Rittman index(δ)is between 0.85 and 3.67,which belongs to the high-K calc-alkaline to calc-alkaline series; the dike of basaltic trachyandesite porphyry formed after mineralization is with SiO 2 of 51.53％～52.32％,K2O of 2.30％～2.36％,Na2O of3.78％～4.14％,and Rittman index(δ)is between 4.05 and 4.86; these rocks are characterized by enrichment in large ion lithophile elements(LILEs,such as Cs,K,Rb,Ba,and LREEs)and depletion in high field strength elements(HFSEs,such as Nb,Ta,Zr,Hf,and HREEs),especially the features of strong positive Th,U,Nb,and Ta,which is similar to the calc-alkaline island arc basalt.It is concluded that the Sandaowanzi gold deposit formed in the Early Cretaceous(124～119 Ma)or Late Mesozoic post-collision extensional setting.The source may be the oceanic lithosphere mantle,which was mixed with crustal material in magma evolution,and the mineralization is closely related to the Early Cretaceous subalkalic volcanic-rocks.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】14页(P460-473)【关键词】火山岩;三道湾子金矿床;年代学;地球化学特征;岩石成因【作者】程琳;彭晓蕾;韩吉龙;任亮;刘阳【作者单位】吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061【正文语种】中文【中图分类】P597;P595长期以来与碱性火山--次火山岩有关的碲金矿的成矿机理及岩浆演化受到了国内外学者的广泛关注[1--4]。

Mutsehler在20世纪80年代初期就提出碱质类金矿床的概念和特点[5]。

碲金矿床发育在高钾钙碱性--钾玄质岩系或粗面玄武安山岩--粗面安山岩--粗面英安岩和二长闪长玢岩--正长斑岩发育区[6]。

但是该模式是否适合中国碲金矿床，尤其是小兴安岭北麓地区，又有着怎样的成矿机理，亟待解决。

三道湾子碲金矿位于小兴安岭—张广才岭成矿带北段，是20世纪90年代末发现的一个大型岩金矿床，以其90%以上的金赋存于碲化物和局部金品位高达20 000×10-6 g/t为特征[7]，倍受国内外经济地质学家的广泛关注和研究。

目前的矿床地质、地球化学和成矿流体特征及年代学等方面研究揭示：该矿床为浅成中--低温热液型金矿[8--10]；浅部产于中生代火山岩内、深部赋矿围岩为中侏罗世花岗岩(181.2 Ma)[11,12]，为贫硫化物石英脉型金矿床，成矿流体具有中等含盐度、大气降水为主及具幔源硫的特点[9,13]；也有研究认为成矿流体同成矿母岩同时形成于来自上地幔的玄武岩[14]；该区域内火山活动频繁，火山岩极为发育，主要为中生代早白垩世的塔木兰沟组和光华组[8,11]。

赵天宇等研究认为金以碲化物的形式赋存于塔木兰沟组安山岩中，成矿时代为125～115 Ma的早白垩世[15]。

上述研究显示，其成果集中讨论了载金矿物类型、流体特征和成岩成矿年代学方面，但对成矿热动源深入研究的较少。

笔者在详细的矿床地质研究基础上，开展了与成矿密切相关的火山熔岩和伴生岩脉的岩相学、岩石地球化学及年代学研究，在厘定成岩时代的前提下，探讨同成矿地质体粗面英安斑岩的岩石成因、构造环境和热动源，为进一步揭示三道湾子碲金矿的成因提供理论基础。

三道湾子矿区位于小兴安岭北麓西北部，地处兴安地块东缘，贺根山—黑河断裂西北侧(图1a)，是一个经历了古亚洲洋演化、兴蒙造山和蒙古—鄂霍茨克板块作用、太平洋板块俯冲作用叠加的复合构造区[11,12]。

多期、复杂的地质作用形成了超常富集的金及多金属成矿系统，尤以浅成热液金矿成矿最为发育。

矿区内出露的侵入岩主要为早侏罗世中粒二长花岗岩(ηyJ1)，地层主要为中生界下白垩统塔木兰沟组(K1tm)，主要岩性为粗面安山岩(K1ια)和粗安质角砾凝灰岩(K1tf)及下白垩统光华组(K1gn)的流纹岩(K1λ)，脉岩类型主要有玄武粗安玢岩(βταμ)、闪长玢岩(δπ)和石英斑岩(λοπ)等；主要构造以北西向断裂为主，其次是北东向断裂；三道湾子金矿体主要赋存在北西向张性断裂内(图1b)。

矿体形态以石英脉为主，呈脉状或透镜状产出，沿走向和倾向有膨胀和狭缩现象，产状总体呈NW--SE走向，倾向NE，倾角50°～80°，NW向侧伏。

目前，在矿区内共圈定出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3条金矿带。

其中Ⅰ号金矿带包括Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3 3条矿体，矿体形态均呈脉状，在空间位置上呈反“S”形展布，Ⅰ2矿体为Ⅰ号矿带中的主矿体；Ⅱ号矿带位于Ⅰ号矿带南70 m，矿化类型与Ⅰ号矿带相同，规模较小；Ⅲ号矿带位于Ⅰ号矿带东约300 m，由含金石英脉群组成。

大量的野外和室内研究揭示，矿石主要呈浸染状、角砾状构造，局部呈细脉状、网脉状构造等，矿石结构主要呈自形、半自形及它形结构，交代结构、包含结构及碎裂结构。

矿石中金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、针碲金银矿和碲银矿等(图2)。

非金属矿物有石英、斜长石、高岭石、绢云母、绿泥石、绿帘石和方解石等。

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、黏土化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化。

蚀变带总体呈带状，呈不对称分布于石英脉两侧。

由矿体向围岩依次为硅化带(灰白色石英脉)--绢英岩化带--黏土化带--青磐岩化带的分带现象(图1b)。

其中，硅化与成矿作用关系密切。

根据野外矿化蚀变先后关系和室内的矿石构造、结构及矿物共生特征，将三道湾子碲金矿床成矿过程划分为4个阶段：第一阶段为石英--黄铁矿阶段，早期含矿热液沿构造带充填、交代，形成含少量黄铁矿的石英脉体和稀疏浸染状矿体；第二阶段为石英--多金属硫化物阶段，该阶段金的品位相对较低；第三阶段为石英--金--碲化物阶段，该阶段为主要金矿化阶段；第四阶段为碳酸盐阶段，表现为方解石细脉沿裂隙充填，为成矿作用的晚阶段，矿化微弱。

2.1 实验样品为限定成矿地质背景和确定成岩成矿热动源，选取了矿区内赋矿围岩塔木兰沟组玄武粗安岩、同成矿地质体粗面英安斑岩和成矿期后的脉岩玄武粗安玢岩进行岩相学、岩石地球化学及年代学研究，具体的岩石特征见表1、图3。