黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景-2014

世界地质

GLOBALGEOLOGY

55（2014）03

03

13

Vol.33No.3Sept.2014

文章编号：1004

黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征

及其成矿构造背景

1111122

李明飞，叶松青，杨言辰，张国宾，侯晓光，明添学，唐忠

1.吉林大学地球科学学院，长春130061；2.云南省地质调查院，昆明650051

摘要:在对老柞山矿床地质特征系统研究的基础上，对与成矿有关的岩石开展了进一步的主、微量元

素地球化学测试分析。结果显示与成矿有关的花岗岩具富Sr、低Ti的高钾钙碱性火山弧花岗岩的特征，闪长玢岩具偏铝质钙碱性岩系列特征。岩石样品均呈现出富集轻稀土元素和大离子亲石元素(LILEs)、相对亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFES)的特征，显示了与岛弧或活动边缘岩浆岩相似的属性。流体包裹体特征显示，成矿流体主要来自岩浆水，矿床具中低温(125.6℃～324.5℃)、中浅成(1.0～7.1km)成矿的特点。与成矿有关岩浆岩显示幔源岩浆特征，可能是地幔交代作用部分熔融所形成的。结合区域上同时期的火成岩时空展布认为，老柞山金矿床成矿可能分别与晚古生代古亚洲洋板块北向俯冲作用和中生代太平洋板块俯冲作用密切相关。

关键词:老柞山金矿;地质特征;地球化学特征;成矿构造背景;佳木斯地块中图分类号:P618.51;P595

文献标识码:A

doi:10.3969/j.issn.1004-55.2014.03.004

GeologicalandgeochemicalcharacteristicsofLaozuoshangolddeposit

inHeilongjianganditsmetallotectonicsetting

LIMing-fei1，YESong-qing1，YANGYan-chen1，ZHANGGuo-bin1，HOUXiao-guang1，

MINGTian-xue2，TANGZhong2

1.CollegeofEarthSciences，JilinUniversity，Changchun130061，China；2.GeologicalSurveyInstituteofYunnanProvince，Kunming650051，China

Abstract：OnthebasisofsystematicalstudiesofLaozuoshangolddeposit，thegeochemicalanalyses（inclu-dingmajorandtraceelements）werefurtherundertakenfortheore-relatedrocks．Theresultsshowthattheore-re-latedgranitesarelowTiandhighSrincontent，belongingtoHigh-Kcalc-alkalinevolcanicarcgranites，whilethedioriteporphyriteappearsthefeatureofmetaluminouscalc-alkalinerockseries．Alltherocksamplesarecharacter-izedbyenrichmentinlightrareearthelements（LＲEEs）andlargeionlithophileelements（LILEs），andrelativedepletioninheavyrareearthelements（HＲEEs）andhighfieldstrengthelements（HFSEs），suchasNb，TaandTi，withaffinitiestotheigneousrocksformedinislandarcoractivecontinentalmarginsettings．Thefeaturesofflu-idinclusionsindicatethattheore-formingfluidmainlycamefrommagmaticwater，andthedepositwascharacter-izedbyformationinthelow-mediumdepth（1.0－7.1km）underlow-mediumtemperature（125.6℃－324.5℃）．Notably，theore-relatedmagmaticrocksshowthecharacteristicsofmantle-derivedmagma，suggesting

01-24；改回日期：2014-05-21收稿日期：2014-基金项目：中国地质调查局地质大调查项目（1212011120342）和（12120113098300）资助．

mail：yesq@jlu.edu.cn通讯作者：叶松青（1956－），男，教授，主要从事矿产勘查与评价等方面的研究．E-

4世界地质第33卷

thattheywerelikelyproducedbypartialmeltingofmantleexperiencedinmetasomatism．Accordingtothedistribu-tionofthecoevaligneousrocksinthearea，itisproposedthattheformationofLaozuoshangolddepositmaybecloselyrelatedtotheLatePaleozoicnorthwardsubductionofthePaleo-AsianoceanicplateandtheMesozoicwest-wardsubductionofthePacificoceanicplate，respectively．

Keywords：Laozuoshangolddeposit；geologicalcharacteristics；geochemicalcharacteristics；metallotectonicsettings；Jiamusimassif

0引言

佳木斯地块内发育有加里东期和海西期成矿系统，又有燕山期成矿系统，二者的相互叠加或转换有利于发生叠加成矿作用，并造成了该区矿床地质

［1］

的复杂性。老柞山金矿床是位于该区内大型岩金矿床，自从矿床发现以来，前人对该矿床区域地质背景、找矿勘探方向、成矿时代和矿床成因等进行了较为详细的研究，但缺乏对稀土微量元素方面的相关数据的系统研究、对成矿构造环境的讨论薄弱，并且由于矿床具多期多阶段复杂的成矿过程，因而不同学者在矿床成因方面存在很大的分歧

［2，5--6］

［2--7］

。此外，由于从开采到现今，矿床保有储

量急剧下降，急需进一步对矿区深部及外围开展找矿，增加矿床储量和远景，以确保矿山生产正常进行。因此本文在矿床地质特征研究的基础上，结合与成矿有关岩（矿）石的稀土微量元素地球化学特征和成矿流体特征来探讨成矿岩浆热液和物质来源及其构造背景，对该矿床形成过程的研究提供相关依据，并为矿区及外围新一轮接替资源找矿工作的实施开阔思路。

1.中新生界；2.古生界；3.黑龙江杂岩群；4.麻山群；5.古生代花岗岩；6.中生代花岗岩；7.基性超基性岩；8.断裂；9.老柞山矿区

图1

Fig.1

佳木斯地块区域地质简图

［10］

ＲegionalgeologicaldiagramofJiamusimassif

1区域地质和矿区地质概况

主，断裂构造主要以NW向和NE向为主，NW向［12］

断裂具压扭性、呈脆韧性剪切带特点。其中矿区东、中、西三个矿带主要受到NW向断裂控制。

区内岩浆岩分布广泛，主要分为海西期、燕山期两期。海西期岩浆岩以片麻状花闪长岗岩、片麻状二长花岗岩为主，多分布在矿区内西矿带和中矿带中。燕山期岩浆主要有闪长玢岩、花岗斑岩、花岗闪长岩和闪长岩等，均呈岩脉或岩株产出。岩浆热液活动与金成矿关系极为密切。其中片麻状花岗闪长岩样品粒度细粒到中粗粒不等，主要矿物组成为斜长石（30%～50%）、石英（20%～30%）、钾长石（10%～20%）、黑云母（10%～15%）、角闪石（5%），其中斜长石晶形较好，半自形粒状结构，片麻状构造；闪长玢岩岩石样品新鲜面为灰白色，斑状结构，块状构造，斑晶主要由斜长石

黑龙江省老柞山金矿床位于兴凯—佳木斯—布

［8］

（图1）。区内出露的列亚地块内中部桦南隆起

地层由老到新主要有下元古界麻山群柳毛组、中生

界侏罗系城子河组及第四系松散沉积层。麻山群是

［9］

佳木斯地块最古老的变质岩系，柳毛组岩性主要由石墨片岩、石英片岩、角闪岩、黑云斜长片麻

岩、大理岩和混合岩等组成。侏罗系城子河组主要分布在矿区西北，主要由砂岩、碳质页岩组成，与下伏海西期片麻状花岗岩呈不整合相交，并被燕山期闪长岩体所侵入（图2）。

区域内构造较发育，以海西期和燕山期构造活动为主，具多期次活动特点。本区以断裂构造为

第3期李明飞叶松青等：黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

5

1.矿体；2.断裂；3.不整合界线；4.第四系；5.侏罗系城子河组；6.麻山群柳毛组；7.海西期片麻状花岗岩；8.斜长花岗岩；9.花岗闪长岩；10.闪长岩；11.闪长玢岩；12.矽卡岩

图2

Fig.2

矿区地质简图

Geologicalsketchofminingarea

及少量的普通角闪石组成，斑晶含量30%±，岩石有轻微蚀变。

化类型主要分为矽卡岩型和硫化物石英脉型，矽卡岩型矿石主要发育于东矿带，以稀疏浸染状构造为主，金属矿物含量普遍＜30%；硫化物石英脉型矿石主要发育于中矿带，块状构造为主，金属矿物含量多达90%以上。其中东矿带的矿体主要赋存在麻山群混合岩和矽卡岩接触带中，中矿带的主要赋矿围岩为混合岩和片麻状花岗岩（图3a，3b），西矿带矿体赋存在花岗岩和闪长玢岩中。

矿石中矿石矿物主要有毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿，其次有斑铜矿、白钨矿及少量自然金等（图3c、3d）。脉石矿物主要有石英、透辉石、方解石、石榴石和透闪石等。矿石结构主-他形粒状结构、碎裂结构、交代结构要为自形-

2矿床地质特征

老柞山金矿矿区分东、中、西三个矿带，矿带

呈NW向展布，NW向断裂为主要的控矿构造。截

［8］

，矿体至目前，矿区共发现约200条矿体（脉）

呈脉状、似层状透镜状产出，多与围岩界限较明显，而产于矽卡岩中的矿体则呈渐变过渡关系。矿体规模小到中等，长约25～300m，走向为280°～340°，倾向NE为主，主要受NW向断裂控制。其中东矿带和中矿带矿体较厚，工业价值大。

通过野外地质观察和室内岩矿学研究表明：矿

6世界地质第33卷

（图3d），并可见固溶体分离结构（图3c）。矿石构造以浸染状、角砾状、块状构造为主，其次为细脉状、脉状构造。

矿体围岩有矽卡岩、条带状混合岩、矽卡岩化

混合岩和片麻状花岗岩等，近矿围岩蚀变强烈，主要为硅化、矽卡岩化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化，其次为绿泥石化（图3b）。

a.手标本，片麻状花岗闪长岩；b.黑云母中可见绿泥石（－）；c.固溶体分离结构，黄铜矿呈乳滴状分布在闪锌矿中（－）；d.早期毒砂、黄铁矿被磁黄铁矿溶蚀交代，形成残骸结构（－）

图3

Fig.3

老柞山矿区主要岩石样品照片

MainsamplephotosinLaozuoshanminingarea

老柞山金矿床具有多期多阶段成矿特征，结合野外地质现象、室内光薄片镜下矿石特征及矿物共生组合与穿切关系，该矿床形成期次主要划分为早期矽卡岩成矿期、晚期岩浆热液叠加成矿期和表生-氧化期。矽卡岩成矿期又分为矽卡岩阶段和石英-硫化物阶段：矽卡岩阶段主要为矽卡岩化和绿泥石化等；石英硫化物阶段是该期金主要成矿阶段，形成毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和闪锌矿等多金属硫化物，以硅化、碳酸盐化等为主。燕山期岩浆热液叠加期形成了大量的磁黄铁矿、黄铁矿等金属硫化物，由于该期含矿热液叠加在早期形成的矽卡岩矿体上，发育较强烈的金矿化。表生期主要表现为矿体遭受的次生氧化改造。总之，由

于该矿床成矿过程比较复杂，其矿物组合、共生关系也都比较复杂。

3

3.1

岩（矿）石地球化学

主量元素地球化学特征

海西期片麻状花岗岩中w（SiO2）=63.02%～

w（TiO2）.84%，w（Al2O3）=14.37%～15.55%，=0.99%～1.24%，w（CaO）=4.45%～5.09%，w（Na2O+K2O）=5.34%～7.18%，且Na2O/K2O=0.83～1.63，铝饱和指数A/CNK=0.85～0.＜1.1，A/NK=1.62～1.88，属于准铝质花岗岩，里特曼指数σ为1.31～2.58，为钙碱性岩。在

TAS图解中可看出，样品落入亚碱性岩石系列中

第3期李明飞叶松青等：黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

7

（图4a），在SiO2—K2O图解上落入钙碱性--高钾钙

碱性系列中（图4b），说明了样品为准铝质、钙碱

-性-高钾钙碱性系列岩石（表1）。

图4

Fig.4

-SiO2图解（b）老柞山矿区岩浆岩TAS图解（a）和K2O-

-K2Odiagram（b）ofmagmaticrockinLaozuoshanminingareaTASdiagram（a）andSiO2-表1

Table1

老柞山矿区岩石主量元素分析结果

/%

ＲesultsofmajorelementanalysisofrocksinLaozuoshangolddeposit

花岗闪长岩

闪长玢岩

LB--572.0513.0.412.020.593.173.862.470.030.040.330.9099.772.661.380.941.

LZ--255.0015.760.501.883.2013.053.131.410.070.351.112.5698.022.591.710.522.36

LB--3.8414.370.4.522.175.093.312.030.070.300.991.1799.755.911.310.851.88

片麻状花岗岩

LB--463.15.261.184.372.224.783.442.530.080.321.030.99.736.031.740.1.81

岩石类型样品号SiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OMnOP2O5TiO2LOITOTALTFe2O3

σA/CNKA/NK

DCC--270.6613.820.221.190.743.410.114.130.040.040.095.5099.971.550.651.272.97

LZ--970.0214.380.2.290.672.293.3.480.040.120.481.0399.713.092.270.991.38

LZ--763.0215.550.704.911.594.453.253.930.100.311.240.7099.756.152.580.881.62

8世界地质第33卷

燕山期花岗闪长岩中w（SiO2）=70.02%～74.80%，w（Al2O3）=13.%～14.62%，w（TiO2）=0.10%～0.48%，w（CaO）=2.29%～3.61%，w（Na2O+K2O）=4.48%～7.84%，且Na2O/K2O=0.03～1.56，样品在SiO2－K2O图解中主要落入-钙碱性-高钾钙碱性系列中（图4b），铝饱和指数A/CNK=0.94～1.27，多数属于准铝质花岗岩。闪长玢岩中SiO2、TiO2、TFe2O3（全铁）、MgO和CaO的质量分数分别为57.62%、1.16%、2.59%、3.20%和3.27%，具有富镁（TFeO/MgO=0.73）、富钠（Na2O/K2O=2.22），在SiO2--K2O图上样品落入钙碱性系列（图4b），铝饱和指数A/CNK=0.52且A/NK=2.36，为准铝质钙碱性闪长玢岩（表1）。

3.2稀土微量化学特征

矿区内岩（矿）石样品球粒陨石标准化稀土元素配分形式均呈现出轻稀土元素（LＲEE）相对富集，重稀土元素（HＲEE）相对亏损的右倾型的

特点，且海西期花岗岩的稀土总量（ΣＲEE）和燕山期花岗岩总体一致（图5）。

海西期片麻状花岗闪长岩的稀土元素总量（ΣＲEE）为162.78×10－6～220.42×10－6，平均186.73×10－6。样品轻重稀土分馏明显，LＲEE/HＲEE值为12.88～13.82，（La/Yb）

N

为19.08～

20.61，相对亏损重稀土元素，强烈富集轻稀土元素，具不明显的Eu异常（δEu=0.80～1.20，平均值为1.05）（图5a），说明斜长石分离结晶不明显。样品球粒陨石标准化稀土配分模式为轻稀土相对富集，重稀土相对亏损的右倾型。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中，显示富集Ｒb、Ba、K等大离子亲石元素（LILEs）和活泼的不相容元素U等，亏损Th、Nb、Ta、P、Ti等高场强元素（HFES）的特征（图5b）。亏损P、Ti元素说明在岩浆演化过程中可能与磷灰石、钛铁矿等含P、Ti

［11，12］

。矿物的分离结晶作用有关（表2）

图5

Fig.5

矿区岩浆岩稀土元素球粒陨石标准化图解（a、c）及微量元素原始地幔标准化图解（b、d）

Chondrite-normalizedＲEEdistributionpattern（a，c）andprimitivemantle-normalizedtraceelementsdistribu-tionpattern（b，d）ofmagmaticrocksintheminingarea

第3期李明飞叶松青等：黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

表2

Table2

稀土、微量元素分析结果

/10－6

石英脉型矿石

LB--814.500.0.427.005.80143.800.041.171.112.15201.3522.9010.121.220.790.401.010.285.100.1.621.191.010.180.137.590.9327.1322.4.694.793.921.210.97

9

Ｒesultsoftraceelementgeochemicalanalysisforthesamples

闪长玢岩

片麻状花岗岩LB--3443.407.3315.756.9492.40603.600.853.051.070.58.35283.4077.153.201.432.094.560.35.530.1935.099.136.070.600.1914.471.24176.98165.0411.9413.8220.611.161.0218.4438.65

LB--4785.807.2315.498.2685.302.500.832.260.900.4973.86269.9069.503.221.422.134.530.5130.910.1733.958.585.980.590.1914.211.11162.78151.0511.7312.8820.031.201.0318.7137.31

LZ--7737.5011.5232.613.10150.30302.401.452.730.760.55105.83379.4094.984.131.911.885.750.6942.700.25.9311.438.140.760.2618.381.61220.42205.0615.3613.3519.080.801.0322.4832.92

矽卡岩型矿石

岩石类型样品号BaHfNbNiＲbSrTaThUWZnZrCeDyErEuGdHoLaLuNdPrSmTbTmYYbΣＲEELＲEEHＲEELＲEE/HＲEE（La/Yb）δEuδCeNb/TaZr/Hf

N

花岗闪长岩

DCC--2

LZ--9

LB--5528.004.7.902.4285.80448.300.3732.061.490.2920.93117.2099.881.630.611.483.260.2552.740.0738.1310.755.280.340.076.650.46214.95208.256.7031.1082.081.010.9721.2625.80

LZ--298.703.168.145.4968.90300.800.482.040.521.49105.30105.1042.8.932.721.344.940.9216.260.3425.655.965.720.790.4024.052.44115.2497.7717.475.604.780.751.0716.8533.29

LZDD--1LZDD--5LZDD--7DCC--437.101.2.98532.768.0072.300.352.60.311.02

38.100.570.58305.2617.6039.800.050.627.000.30

12.200.751.814.7411.2055.200.141.4216.660.58

82.502.621.4223.49126.7019.000.171.9916.5.07779.0658.8047.102.290.931.2.950.3825.520.0819.425.413.820.420.118.680.63110.61102.827.7913.2028.921.350.93

LB--108.700.880.384.9211.5030.100.040.650.552.26272.8822.205.630.370.230.160.370.082.950.022.460.650.480.060.032.330.1813.6712.331.349.2211.561.130.95

263.001610.801.606.202.65166.9085.201.013.631.0.7144.7739.7035.082.440.930.683.150.3715.660.1018.9.714.320.460.129.440.7287.7179.418.309.5615.520.0.996.1624.81

11.9214.155.63156.80444.700.9.070.560.3346.86348.90151.462.811.082.095.180.4270.200.0860.2216.838.990.610.1211.070.60320.68309.7910.9028.4383.260.861.0526.0329.26

679.412762.781579.6241.50338.953.101.406.529.260.47169.710.22111.0332.3519.980.770.2012.651.37695.30678.5316.7740.4588.651.281.05

16.3060.140.880.1.311.940.1534.740.1320.476.153.530.180.094.630.79131.05126.344.7226.7931.741.390.93

22.50135.672.071.262.744.550.3673.390.3152.1614.9.010.440.2210.731.69298.86287.9610.9026.4331.091.170.95

550世界地质第33卷

燕山期花岗闪长岩稀土元素总量较低（ΣＲEE）（87.71×10－6～320.68×10－6，平均为207.78×10－6）。LＲEE/HＲEE值为9.56～31.10（平均值为23.03），（La/Yb）N值为15.52～83.26（平均值为60.29），样品轻重稀土分馏明显，重稀土亏损，轻稀土富集，具较明显的负Eu异常（δEu=0.～1.01，平均值为0.8）（图5c）。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中，显示富集Ｒb、K等大离子亲石元素（LILEs），亏损Nb、Ta、Ti、Zr等高场强元素（HFES）的特征（图5d）。

闪长玢岩稀土总量（ΣＲEE）为115.24×10－6，LＲEE/HＲEE值为5.60，（La/Yb）N值为4.78，轻重稀土分馏较明显，具较明显的负Eu异常（δEu=0.75），这暗示了在分馏结晶作用中长

［12］

石从岩浆中分离出来或源区有长石的残留。样品在微量元素原始地幔标准化蛛网图中，显示富集

值为1.23）。两者总体上球粒陨石标准化稀土配分模式为轻稀土富集，重稀土亏损，Eu异常右倾型（图6a）。但矽卡岩型矿石稀土总量明显大于石英脉型矿石稀土总量，轻重稀土分馏比后者明显，反映了成矿作用至后期演化阶段热液体系中的稀土含量在降低。

Ｒb、K等大离子亲石元素（LILEs）和活泼的不相容元素Th、U等，亏损Nb、Ta、Ti、Nd等高场强元素（HFES）的特征（图5d），闪长玢岩中P相对富集，而花岗闪长岩强烈亏损P，总体上两者相对亏损Ba。闪长玢岩和花岗闪长岩稀土配分模式总体相似，说明样品具有同源性，是同一岩浆分异演化的结果。

矿石可分为矽卡岩型和石英脉型矿石，矽卡岩

－6

稀土元素总量（ΣＲEE）为117.40×10～695.30×10－6，平均值为310.65×10－6。LＲEE/HＲEE值为8.～40.25（平均值为25.），（La/Yb）N为9.98～88.65（平均值为40.36），具较明显的正Eu异常（δEu=1.17～1.62，平均值为1.36），硫化物矿石样品稀土元素总量（ΣＲEE）为13.67×10－6～110.61×10－6，平均值为50.47×10－6。LＲEE/HＲEE值为4.79～13.20（平均值为9.07），（La/Yb）N为3.92～28.92（平均值为14.80），也具较明显的正Eu异常（δEu=1.13～1.35，平均

图6

Fig.6

矿石稀土元素球粒陨石标准化图解

Chondrite-normalizeddistributionpatternforＲEEintheores

3.3

成矿元素特征

35个Au成矿元素分析样品采样位置位于中矿

带260～280m平硐、东矿带采坑内的矿石、矽卡岩和花岗岩，从矿体到两侧围岩各类岩石含金量（表3）分析显示，矿石、矽卡岩、片麻状花岗岩和燕山期中酸性岩脉（株）中金平均含量分别为16.36×10－6，0.26×10－6，0.008×10－6，0.041×10－6。其中矽卡岩中含金量较高可能反映了在成矿过程发生双交代作用及后期成矿叠加作用的结

［13］

（平果。两期岩浆的含金量高出同区域花岗岩

－9

均含Au量为0.80×10）的十倍或数十倍，燕山

－6

期闪长玢岩甚至可高达0.111×10，这说明两期

岩浆，尤其是晚期中酸性岩体与成矿关系密切，为老柞山及区域内金成矿提供了良好的物质基础。

Table3

岩性测试样品数平均值

本文7］文献［

矿石1416.360

表3矿区内各类岩石微金平均含量对比表

Goldaveragecontentofallkindsofrocksintheminingarea

矽卡岩80.2580.058

大理岩20.0020.006

花岗闪长岩

40.049＜0.011

闪长玢岩

20.0110.111

片麻状花岗岩

30.0080.014

方解石脉

10.002

/10－6

混合岩10.0050.040

第3期李明飞叶松青等：黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

［14］

551

4成矿流体特征

矿温度。据potter等的盐度计算公式，可算出流

体盐度为1.3%～22.2%，多集中在6.0%～8.0%；又由邵洁连［15］经验公式得出，流体密度为0.65～0.95g/cm3，成矿压力为10.3～75.4MPa，样品成矿压力集中在20～30MPa（图7b）。根据断裂带内流体压力和深度之间的非线性关系分段拟

［16］

合两者的关系式，求得老柞山金矿床的成矿深度的区间是1.0～7.1km。

流体包裹体特征显示，成矿流体属于中等盐度（1.3%～22.2%NaCl）、低密度（0.65～0.95g/

6］

cm3）NaCl--H2O盐水溶液体系，结合前人［3，所测

由于矿区中含金石英脉和方解石脉与成矿密切

相关，采用流体包裹体特征对成矿时的物理化学条件进行分析，本次研究样品来自老柞山中矿带260m平硐和东矿带地表采坑。流体包裹体的测试在吉林大学地球科学学院流体地质实验室进行，测试仪

-THMSG--600型冷热两用台，器为英国产LINKAM-理论上可测温度范围为－196℃～+600℃。当实验

测温低于31℃时，误差为±0.2℃；介于31℃～300℃时，误差为±1℃；高于300℃时，误差为±2℃。

通过镜下观察研究，含金矿化脉发育有大量的原生流体包裹体。流体包裹体以气液两相为主，纯-H2O气相和纯液相的包裹体比较少见，属于NaCl-盐水体系。按包裹体岩相特征可将它们分为Ⅰ、Ⅱ类原生包裹体。Ⅰ类为富气相包裹体，在方解石中

较发育形态，呈孤立状或沿晶体生长环带分布，大小为3～16μm，主要为椭圆和不规则状，气相组分超过35%；Ⅱ类为富液相包裹体，分布广泛，在石英和方解石中都比较发育，大小为4～12μm，主要为不规则状。

共测定了56个流体包裹体数据，所测得均一温度最大值为324.5℃，最小值为125.6℃，多集中于160℃～180℃和300℃～320℃两个区间（图7a），结合该矿床地质特征认为，300℃～320℃为该矿床矿液初始沉淀或早期成矿的温度；160℃～180℃为金元素沉淀成矿的高峰期，为金矿的主成

得氢氧同位素特征认为，成矿流体来源主要为岩浆水，可能有地表水的混入。该矿床具有中低温（125.6℃～324.5℃）、中浅成（1.0～7.1km）成矿的特点。

5

5.1

讨论

成矿岩浆热液和物质来源

-高钾钙碱性岩系，轻岩浆岩样品多为钙碱性-

稀土相对富集，亏损高场强元素（HFES）的特

征，且均明显亏损Nb、Ta、Ti，这些特征显示了典型岛弧岩浆的特点。由于Nb和Ta、Zr和Hf具有极相似的半径和电价，其比值在岩浆分异过程中较稳定，因此可以用来确定岩浆源区特征。海西期花岗岩和燕山期岩浆Nb/Ta值分别为18.44～22.48（平均值为21.4）、6.16～26.03（平均值为17.58），绝大多数样品Nb/Ta在16.8～26.03，接

［16］

，近于原始地幔平均值17.5其Zr/Hf值分别为

［11］

图7

Fig.7

成矿均一温度（a）和压力直方图（b）

Homogenizationtemperature（a）andpressureforminghistograms（b）

552世界地质

［21--23］

第33卷

32.92～38.65（平均值为36.29）、24.80～33.29

（平均值为28.29），也接近地幔平均值（33～40）［17］，显示了该区岩浆具有幔源岩浆特征。可推测该区岩浆可能是由地幔楔经富集地幔流体交代部

［18］

分熔融形成的。

Hanson［19］认为稀土元素具有相似的活动性，在成矿作用过程中具有示踪作用，矿石的稀土元素组成特征和配分形式，可以指示成矿环境和物化条件。从图6可以看出，矿石和矿区岩浆岩除正Eu异常外，总体具有较一致的轻稀土富集，重稀土亏损右倾型稀土配分模式。而正Eu异常是在矽卡岩晚期阶段，由于形成大量的石榴石、透辉石等矿物造成δEu具明显的正值，其La/Yb值也趋于降［20］

（表2）。海西期花岗岩和燕山期闪长玢岩分低

别与矽卡岩型矿石、石英脉型矿石的稀土配分模式及其重稀土分馏程度具有更好的相似性，并且海西期花岗岩稀土总量与闪长玢岩稀土总量相差较大，这与其成矿流体中稀土含量在成矿作用演化后期降低这一特征吻合，也说明两期岩浆与成矿作用的密切关系，在成矿过程中提供了一定的热液和物质来源。5.2

成岩成矿构造背景探讨

佳木斯地块位于亚洲成矿域和滨太平洋成矿域交接复合部位，由于自古生代至中生代先后受到了古亚洲洋板块和滨太平洋板块演化的影响，表现出

了多块体、多阶段的演化特征。该矿床早期

成矿与海西期的片麻状花岗岩有关，晚期与燕山期中酸性岩脉（株）密切相关。5.2.1

海西期成矿构造背景

前人对该区域的成岩时代做了较详细的研究，K--Ar年龄测定的海西期花岗岩分为早期和晚期两

［4］

个年龄，分别为371～284Ma、218～2Ma。

-ICP--MS和高精度的SHＲIMP同位素U--Pb但LA-

所测定海西期花岗岩的年龄分别为256±3.1

-6］

Ma［24］、262Ma［5-，因此可确定海西期片麻状花岗岩的成岩年龄为晚二叠世。

Lassiter［25］认为岛弧钙碱玄武岩具有高钾低钛、

－6

高Sr含量（＞300×10）、富集LＲEE、亏损高场强元素的特点。通过样品地球化学特征可看出，矿

区内岩浆岩产出环境与岛弧钙碱性玄武岩相似。微量元素亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFES），在Ｒb－Y+Nb和Y－Nb构造判别图解中均落入火山弧花岗岩范围（图8），这说明其具有与俯冲带有关的火山弧花岗岩的特征。矿区片麻状花岗岩样

-Ｒ2图解上落入板块碰撞前和碰撞后的过品在Ｒ1-渡区域（图9），显示该期岩浆形成于俯冲消减的

构造环境。

另外，区域上佳木斯地块及周围分布有大量的二叠纪火成岩（表4），并与矿区内片麻状花岗岩的成岩年龄相近。表4中花岗岩与矿区海西期片麻

VAG：火山弧花岗岩；syn--COLG同碰撞花岗岩；WPG：板内花岗岩；OＲG：洋脊花岗岩

图8

Fig.8

花岗岩形成的构造环境判别图（图例同图5）

Diagramsfordiscriminationofstructuralenvironmentofgranites

第3期李明飞叶松青等：黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

表4

Table4

岩体（石）名称吉林大玉山岩体地块东南缘火山岩

楚山岩体青山岩体柴河岩体石场岩体美作岩体矿区海西期花岗岩

553

佳木斯地块及周围晚二叠世火成岩年龄统计表

LatePermianigneousrockageTABofJiamusimassifanditssurrounding

岩性

花岗闪长岩二长花岗岩

流纹岩、英安岩片麻状花岗闪长岩片麻状花岗闪长岩片麻状二长花岗岩片麻状花岗闪长岩

花岗闪长岩片麻状花岗岩

年龄248±4Ma263～288Ma256±5Ma270±4Ma2.0±5Ma267±2Ma259.0±3.6Ma

262Ma256±3.1Ma

采样位置吉林大玉山顶峰一带

宝清县周边林口县楚山勃利县南牡丹江北鸡西市南石场桦南隆起老柞山矿区

资料来源26］文献［29］文献［27］文献［27］文献［27］文献［27］文献［27］文献［5--6］文献［24］文献［

Ma，闪长岩为98～124Ma［4］、（106.8±1）Ma［29］，由此可看出，其成岩成矿时代为早白垩世晚期。另-Ｒ2图解中成分点位于外，花岗闪长岩样品在Ｒ1-板块碰撞前和同碰撞过渡区域内（图9），在Ｒb－Y+Nb和Y－Nb构造判别图解中落入火山弧花岗岩范围（图7），且花岗闪长岩和闪长玢岩样品均具富集大离子亲石元素（LILEs），亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFES）的特征，这些特征反映了该期岩浆可能形成于与太平洋板块俯冲带有关的岛弧构造环境。

在印支期，佳木斯—蒙古地块随着古亚洲洋最

图9

Fig.9

-Ｒ2图解矿区花岗岩Ｒ1-

终闭合与中朝板块发生陆陆碰撞形成造山带，两陆块最终作为一个整体接受太平洋板块的俯冲消减，进入了滨太平洋构造的演化体系

［31］

Ｒ1--Ｒ2diagramofgranitesinLaozuoshandeposit

［24］

。研究区在燕

状花岗岩具有相似的火山弧花岗岩特征，显示

山中晚期由于受滨太平洋板块俯冲的影响，开始了新一轮的较强烈的构造—岩浆活动。在中酸性岩浆多期次、多阶段的侵位下，含矿溶液在运移过程中不断从围岩中萃取有用组分，并同时与海西期形成的较低品位的矽卡岩型矿体复合叠加交代，最终使含金热液以石英脉形式为主沿NW和NE向断裂贯入、沉淀并富集形成规模较大的矿床。

出晚二叠世该地区具有俯冲带岛弧或活动边缘的特征。区域上这些岩体的地球化学性质和空间分布的连续性，反映了佳木斯地块二叠纪在古亚洲洋板块由南向北的俯冲的特征

［27，30］

。因此，矿区海

西期片麻状花岗岩可能形成于古亚洲洋板块北向俯冲消减的构造环境，在岛弧区消减作用下，导致钙

-碱性-高钾钙碱性岩浆的侵入。同时岩浆作用也为老柞山矿床成矿提供了一定的热动力和主要热液和物质来源，由于海西期岩浆的侵入，含金岩浆热液与碳酸盐围岩发生接触双交代作用形成了矽卡岩型的矿化，最终在岩体与围岩接触带及附近富集形成矿体。5.2.2

燕山期成矿构造背景

矿区内燕山期岩浆中闪长玢岩早期年龄为12398～108～146Ma，晚期年龄为（105±2）Ma［6］、

6结论

（1）矿区内花岗岩多为富Sr、低Ti的高钾钙

碱性岩系，闪长玢岩显示准铝质钙碱性岩系列特征，两者显示出与俯冲带有关的岛弧或活动边缘岩浆岩的特征。

（2）老柞山金矿床成矿地质过程较复杂，具中低温、中浅成成矿特点，主要受海西期矽卡岩成矿作用和燕山期叠加成矿作用的影响。并且这两期

5世界地质第33卷

岩浆活动与成矿关系密切，为成矿提供了一定的热液和物质来源。

（3）综合区域大地构造演化、矿床地质、地球化学特征认为老柞山金矿床成矿可能分别与海西晚期古亚洲洋板块北向俯冲消减的构造背景和燕山中晚期滨太平洋板块俯冲密切相关。

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