张广才岭成矿带锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os测年成果

2000年以来，尽管有许多学者对成矿带成矿相关岩浆岩年代学进行了研究，获得大量同位素年龄数据，但是同一矿区花岗岩类往往存在多样性，对矿区单一花岗岩类年代学研究所得出的结论可能以偏概全。为系统划分成矿带成矿系列和总结区域成矿规律，本书对成矿带主要矿床成岩成矿年龄进一步精确测定。共测定锆石U-Pb同位素定年样品20件，其中矿区测定样品17件，辉钼矿Re-Os定年同位素样品18件，角闪石Ar-Ar同位素定年样品1件。岩浆岩锆石U-Pb定年样品岩石学特征见表3-1。所选取的锆石形态以长柱状和短柱状为主，颜色明亮，晶体内部可见自形生长环带，阴极发光（CL）图像显示所测锆石振荡环带结构发育，为典型的岩浆结晶锆石，测定结果详见表3-2。

1.翠宏山锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os测年

细粒碱长花岗岩样品（TWC2）：采自SJ1 竖井Ⅲ6号钼矿体围岩，岩石新鲜，主要由正长石及少量条纹长石和微斜长石（70%）、石英（30%）组成。锆石的U 与Th质量分数分别为（64.4～1 255.0）×10-6 和（28.8～1 460.0）×10-6，Th/U 值为0.43～1.46（＞0.4），具有岩浆成因特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（182.1±2.1）Ma（图3-3）。

辉钼矿样品（TWC1和TWC3）：2件样品均采自SJ1 探矿竖井Ⅲ6号钼矿体。TWC1样品为角砾状钼矿石，辉钼矿呈细脉状浸染状分布于矿石中（图版Ⅰ-9左）。TWC3样品为团窝状钼矿石，辉钼矿呈团窝状分布于矿石中（图版Ⅰ-9右）。2件样品辉钼矿Re-Os同位素模式年龄分别为（182.0±6.4）Ma和（186.7±2.7）Ma（表3-3）。

2.鹿鸣锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os测年

共测定3件花岗岩类锆石测年样品和一组辉钼矿样品（11件）。3件锆石样品均采自鹿鸣钼矿床Ⅰ号矿体围岩，编号分别为TWL2、DKL1和DKL2。11件辉钼矿样品编号分别为06001-1、06001-2、06001-3，06401-1、06401-2、06401-3、06401-6，TWL1、TWL2、TWL3、TWL4。

锆石样品：TWL2岩性为中粒二长花岗岩（详见表3-3，薄片号为b L1、b L2、b L3），DKL1为细粒碱长花岗岩（详见表3-3，薄片号为b L6、b L11）。DKL2为似斑状细粒碱长花岗岩（详见表3-3，薄片号为b L21）。锆石阴极发光（CL）图像振荡环带结构发育（图3-4），锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。TWL2、DKL1和DKL2 样品LA-ICP-MS 锆石U-Pb 加权平均年龄分别为（187.1±1.2）Ma、（192.0±3.0）Ma和（187.4±1.5）Ma（表3-3和图3-4～图3-6），分别为中粒二长花岗岩、细粒碱长花岗岩和似斑状细粒碱长花岗岩结晶年龄。TWL2样品11号分析点的206 Pb/238 U 年龄为（398±14）Ma，与其他分析点的年龄值显著不同，认为11号锆石为继承锆石。

图3-3　翠宏山细粒碱长花岗岩（TWC2）锆石U-Pb年龄谐和图

表3-3　鹿鸣TWL2中粒二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果

注：由中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室（GPMR）测试。

图3-4　鹿鸣钼矿中粒二长花岗岩（TWL2）锆石CL图像

图3-5　鹿鸣细粒碱长花岗岩（左）和中粒二长花岗岩（右）锆石U-Pb年龄谐和图

图3-6　鹿鸣斑状碱长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图

辉钼矿样品：11件样品构成一组，均为细脉状钼矿石（图版Ⅰ-10）。06001-1、06001-2、06001-3样品采自07SJ竖井不同部位，06401-1、06401-2、06401-3、06401-6样品采自16SJ竖井不同部位，TWL1、TWL2、TWL3、TWL4分别采自ZK6401、ZK6001、ZK1103和ZK1104。11件辉钼矿样品样品测试结果如图3-7和表3-4所示。

获得Re-Os同位素等时线年龄和加权平均年龄分别为（177.4±3.5）Ma和（178.08±0.79）Ma，代表该矿床成矿年龄。

图3-7　鹿鸣辉钼矿Re-Os同位素等时线（a）与年龄加权平均值图（b）

3.霍吉河锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os测年

共采集和测试2件含矿花岗岩类锆石测年样品，编号分别为TWH2和DKH12。5件辉钼矿样品，编号分别为TWH1-1、TWH1-2、TWH1-3、TWH1-4和TWH1-5。

表3-4　鹿鸣钼矿辉钼矿Re-Os同位素数据

注：①由国家地质实验测试中心测试；②表中误差为2σ。

锆石样品：DKH12样品采自西矿段的TC2311探槽，岩性为弱硅化斑状花岗岩（表3-1，薄片号为b H13）。TWH2样品采自霍吉河钼矿床东矿段的探矿竖井，岩性分别为中细粒花岗岩（表3-1，薄片号为b H1）。锆石阴极发光（CL）图像（图3-8、图3-9显示振荡环带结构发育，为典型的岩浆结晶锆石。锆石Th/U 值＞0.4，也显示具有岩浆成因特征。H2和H12样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为（181.0±1.9）Ma、（193.6±1.4）Ma，分别代表中细粒花岗岩和斑状花岗岩结晶年龄（表3-5、表3-6、图3-10）。

图3-8　霍吉河钼矿斑状花岗岩（DKH12样品）锆石阴极发光图像

图3-9　霍吉河钼矿中细粒花岗岩（TWH2样品）锆石阴极发光图像

表3-5　霍吉河DKH12斑状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果

续表3-5

注：由中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室（GPMR）测试。

表3-6　霍吉河TWH2中粒二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果

注：由中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室（GPMR）测试。

辉钼矿样品：5件样品分别采自东矿段探矿竖井的不同部位，组成一组样品。样品均为细脉浸染状钼矿石，辉钼矿主要产于石英细网脉中，少部分呈浸染状分布于含矿花岗岩质岩石中。辉钼矿石英细脉宽一般为0.3～0.6cm（图版Ⅰ-11）。5件辉钼矿样品获得Re-Os等时线年龄和加权平均年龄分别为（176.3±5.1）Ma和（181.2±1.8）Ma（表3-7、图3-11），代表该矿床成矿年龄。每件样品Re、Os质量分数相近，等时线上各个点未拉开，等时线年龄误差较大，加权平均值年龄更具代表性。

图3-10　霍吉河细粒花岗岩（TWH2）和斑状花岗岩（DKH12）锆石U-Pb年龄谐和图

表3-7　霍吉河钼矿辉钼矿Re-Os同位素数据

注：①由国家地质实验测试中心测试，分析者：屈文俊，曾法刚。②表中误差为2σ。其中，Re和Os质量分数的计算误差包括稀释剂标定误差、质谱测量误差及质量分馏校正误差等。模式年龄的计算误差不仅包括稀释剂标定误差、质谱测量误差及质量分馏校正误差等，另外还包括187 Re衰变常数λ 的不确定度（1.02%）。

图3-11　霍吉河辉钼矿Re-Os同位素等时线（a）与年龄加权平均值图（b）

4.小西林锆石U-Pb和角闪石Ar-Ar测年

共采集2件测年样品，编号为TWS6和TWS2。TWS6样品采自小西林铅锌矿床+500m 平巷Ⅰ号矿体下盘近矿围岩，岩性为似斑状细粒花岗岩（表3-1，薄片编号为bS5）。TWS2样品采自小西林铅锌矿床+87m 分层采场，Ⅰ号矿体下盘近矿围岩，岩性为辉绿玢岩。

TWS6样品锆石U-Pb测年：阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。TWS6样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（193.6±1.4）Ma，代表似斑状细粒花岗岩结晶年龄（图3-12）。

图3-12　小西林似斑状细粒花岗岩（TWS6）锆石U-Pb年龄谐和图

TWS2样品角闪石Ar-Ar测年：采样阶段升温加热使用石墨炉，每一个阶段加热30min，净化30min。质谱分析采用多接收稀有气体质谱仪Helix MC，每个峰值均采集20组数据。所有数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2 SO4 和CaF2 来获得，其值为：（36 Ar/37 Aro）Ca=0.000 238 9，（40 Ar/39 Ar）K=0.004 782，（39 Ar/37 Aro）Ca=0.000 806。37 Ar经过放射性衰变校正；40 K衰变常数λ=5.543×10-10 a-1。详细实验流程见相关文献（陈文等，2006；张彦等，2006）。用ISOPLOT 程序计算坪年龄及正、反等时线，坪年龄误差以2σ给出。TWS2样品角闪石Ar-Ar测年结果如图3-13和图3-14所示，正、反等时线及坪年龄分别为（101.3±2.7）Ma、（101.9±1.7）Ma和（100.6±1.2）Ma。

图3-13　小西林辉绿玢岩（TWS2）角闪石Ar-Ar同位素正（a）与反（b）等时线

5.大西林锆石U-Pb测年

共采集和测试1件中细粒二长花岗岩锆石测年样品，编号为DKD1。样品采自大西林铁矿床露天采坑近矿围岩（详见表3-1，薄片编号为b D1）。锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。TWS6 样品获得LA-ICP-MS 锆石U-Pb 加权平均年龄为（186.8±1.3）Ma，代表中细粒二长花岗岩结晶年龄（图3-15）。

6.二股锆石U-Pb测年

共采集和测试2件含矿花岗岩类锆石测年样品，编号分别为DKX12和DKE12。

DKX12：采自二股西山多金属矿床+100m 穿脉铜矿体下盘，岩性为斑铜矿化花岗岩。锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（186.9±1.1）Ma（n=25），代表成矿花岗岩结晶年龄（图3-16）。

DKE12：采自二股公路桥东采石场东侧采石场，岩性为似斑状细粒花岗闪长岩。锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。25个分析点中有3个点的模式年龄大于200Ma，加权平均获得两组年龄，其分别为（185.8±1.7）Ma（n=22）和（205.3±2.4）Ma（n=3）（图3-17）。前者代表似斑状细粒花岗闪长岩结晶年龄，后者应为印支期（T3）的继承锆石年龄。(www.xing528.com)

7.大安河锆石U-Pb测年

图3-14　小西林辉绿玢岩（TWS2）角闪石Ar-Ar同位素坪年龄图

图3-15　大西林中细粒二长花岗岩（DKD1）锆石U-Pb年龄谐和图

大安河金矿床是成矿带唯一一处与花岗岩类有关的金矿床。于主矿体露天采坑采集1件辉石闪长岩锆石测年样品，编号为DKDA5（详见表3-1，薄片编号为b G5）。锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。获得两组LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄，一组为（195.1±1.1）Ma（n=22），另一组为（183.6±6.3）Ma，代表岩浆两次脉动成岩年龄（图3-18）。

图3-16　二股西山花岗岩（DKX12）锆石U-Pb年龄谐和图

图3-17　二股似斑状花岗闪长岩（DKE12）锆石U-Pb年龄谐和图

8.弓棚子锆石U-Pb测年

弓棚子矿铜矿床位于滨东地区宾县境内，哈尔滨市阿城区平山镇北约30km。矿床产于细粒花岗闪长岩与中二叠统土门岭组碎屑岩-碳酸盐岩接触带附近。于弓棚子铜矿床主井附近采集1件中细粒花岗闪长岩锆石测年样品，编号为DKG2。细粒花岗闪长岩为近矿围岩，主要由斜长石（40%）、石英（30%）、黑云母（15%）、钾长石（15%）及少量角闪石和黑云母组成（详见表3-1，薄片编号为bD1）。

锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。获得LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（180.7±2.3）Ma（n=25），代表细粒花岗闪长岩结晶年龄（图3-19）。这一结果与滨东地区成矿相关花岗岩年龄基本一致。

图3-18　大安河辉石闪长岩（DKDA5）锆石U-Pb年龄谐和图

图3-19　弓棚子细粒花岗闪长岩（DKG2）锆石U-Pb年龄谐和图

9.袁家屯锆石U-Pb测年

袁家屯铅锌矿床哈尔滨市五常县境内，为一小型矿床，现由民营矿业公司开采。矿床产于花岗闪长岩与中二叠统土门岭组碎屑岩-碳酸盐岩接触带附近。样品采自钻孔中，为主矿体下盘近矿围岩，岩性为细粒花岗闪长岩（详见表3-1，薄片号为b Y4、b Y5），编号为DKY11。锆石Th/U 值＞0.4，具有岩浆成因特征。获得加权平均年龄为（173.9±2.1）Ma（n=23），代表细粒花岗闪长岩结晶年龄（图3-20）。第4号分析点和第20号分析点因仪器信号弱，数据不可靠而被剔除。

图3-20　袁家屯细粒花岗闪长岩（DKY11）锆石U-Pb年龄谐和图

10.东安锆石U-Pb测年

东安金矿床赋矿岩石既有花岗岩类，也有中生代火山岩。样品采自东安金矿探矿平巷，主矿体上盘潜流纹质晶屑凝灰岩，编号为DKA2。锆石阴极发光（CL）图像显示振荡环带结构发育，锆石Th/U值＞0.4，具有岩浆成因特征。获得LA-ICP-MS 锆石U-Pb 加权平均年龄为（109.1±0.87）Ma （n=25），代表潜流纹质晶屑凝灰岩成岩年龄（图3-21）。

图3-21　东安流纹质晶屑凝灰岩（DKA2）锆石U-Pb年龄谐和图