四川省地质矿产勘查开发局一〇九地质队 成都 610100
摘要：采用阴极荧光图像分析、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定方法，对内蒙古巴林左旗白音乌拉小井子花岗岩及其析离体的锆石进行了内部结构U-Pb年龄测定, 表明这两类岩石的成岩年龄分别为136.2±1.1Ma和136.1±1.1Ma。揭示小井子花岗岩及其析离体属于同期同源结晶分异而成，佐证了它们镜下矿物特征表明其相似的特点。因此，区内花岗岩主要为早白垩世岩浆活动的产物。
关键词：花岗岩；LA-ICP-MS；锆石U-Pb年龄；小井子铅锌矿
研究区位于白音诺—浩布高铅锌（铜）多金属矿集区的南西缘之北东向小井子铅锌多金属成矿带。区域矿产丰富，以银、铅、锌、铜多金属矿为主。具一定规模并已开采的矿床有：大型白音诺矿床、中型浩布高矿床及小型白音乌拉西山矿床等。前人对该区铅锌矿陆续开展了大量研究工作(张德全等，1990，1991；赵一鸣等，1997；曾庆栋等，2007a，b；牛树银等，2008)，取得了许多成果，多数人认为属于典型的矽卡岩型矿床(张德全等，1991；赵一鸣等，1997)，成矿时代为燕山期；只有少部分学者认为是喷流沉积型，其主成矿时代为二叠纪，并有燕山期成矿作用的叠加(曾庆栋等，2007a)。本文通过对矿区内及附近可能与成矿有关的花岗岩体的锆石LA-MC-ICP MS测年研究，结果表明，小井子铅锌矿的形成可能受到早白垩世的岩浆活动影响。
1 区域地质背景
小井子铅锌矿区地处天山一蒙古一兴安造山带东部、大兴安岭中南段巴林左旗的北部，白音诺尔一景峰北东向断裂与白音诺尔一罕庙东西向断裂交汇处(张德全等，1990，1991；赵一鸣等，1997)。区域地层比较简单，主要为二叠系，包括上统林西组(P3l) ，主要分布在沿小井子—浩尔图的两侧。林西组（P3l）为一套内陆河湖相碎屑建造，岩性组合为灰黑色细砂岩、粉砂岩、黑色板岩夹少量泥灰岩。侏罗系在本区出露也较广泛，主要为陆相喷发的酸性火山岩及其凝灰岩、砂砾岩等，包括新民组、下兴安岭组和上兴安岭组。新民组(J2x)：主要分布在西部，北部少量出露，与下伏晚二叠世林西组为不整合接触。上段岩性为中酸性－酸性火山碎屑岩，下段岩性为砂砾岩、页岩、灰岩、凝灰岩夹煤线，产状变化较大，大致走向北东。下兴安岭组(J3x)：分布在东南部和东部，岩性为中性熔岩夹酸性熔岩、凝灰岩。走向为北东、北西，倾向南。上兴安岭组(J3s)：分布在西部及西北部。上段岩性为酸性熔岩、酸性角砾熔岩,下段岩性为砂页岩夹中酸性火山岩。走向为北东-南西向，倾向南东、北西都有；本区仅见上白垩统黑依哈达组（K2h），分布在本区南部，少量出露。地层走向北东，与下伏的上侏罗统上兴安岭组为不整合接触。岩性为凝灰岩夹凝灰砂岩、流纹岩。区内第四系极其发育，主要沿河流两侧及现代冲沟及山坡等地带分布。成因类型复杂，有洪积、冲积、风积、沼泽湿地堆积、坡积、残积等。成分以砂、亚砂土为多，部分砾石、亚粘土。
研究区主要经历了多期多阶段的构造运动，最终形成了总体呈北东向展布的隆起与坳陷相间排列的构造格局。位于北东向黄岗—甘珠尔庙复式背斜的南东翼之小井子—浩尔图背斜的南东翼。以及小井子—浩尔图背斜：位于工作区的北东部，呈北东向展布，轴部以二迭系上统林西组为主，并有浩尔图黑云母花岗岩体分布。两翼为侏罗系上统上、下兴安岭组。南东翼有中段、小井子等铅锌多金属矿床呈北东向分布；区内断裂构造发育，以北东向轴向断裂为主，对地层、岩浆岩、矿化具有明显的控制作用。此外，东西向和北西向断裂构造也比较发育，在三组方向的断裂带中均有铅锌银多金属矿体赋存，尤以北西向断裂构造更加明显。
图1研究区地质简图
1.第四系砂砾石、砂土、粘土等 2.白垩系上统黑依哈达组：凝灰岩夹凝灰砂岩、流纹岩 3.侏罗系上统上兴安岭组：上部酸性熔岩、酸性角砾熔岩，下部砂页岩夹中酸性火山岩 4.侏罗系上统下兴安组：中性熔岩夹酸性熔岩、凝灰岩 5.侏罗系中统新民组：上部中酸性-酸性火山碎屑岩，下部砂砾岩、页岩、灰岩、凝灰岩夹劣煤 6.二叠系上统林西组：砂岩、粉砂岩、板岩夹泥灰岩 7.燕山早期花岗岩 8. 燕山早期闪长岩 9 燕山早期蛇纹石化斜辉橄榄岩、辉长岩 10地质界线 11地质产状 12 断层13样品采集点
2 岩体地质及样品描述
区内岩浆活动强烈，其侵入时代为主要为燕山期，以中酸性岩石为主。小井子花岗岩岩体分布在小井子北一带，呈长轴北北西向的椭圆形，出露面积约10km2。岩体岩石呈灰白、粉红色，中－细粒花岗结构，有的呈不等粒似斑状结构，块状构造，因野外产出分为白色花岗岩体（粗粒），及其中包括的析离体（细粒）（图2），其中析离体随机分布，大小为长15cm-60cm、宽3cm-40cm不等。镜下观察表明，两种主要都有长石、石英和黑云母组成。在粗粒花岗岩中基质直径0.5－1mm，斑晶2－4cm。主要成分为钾长石50%，更长石20%，石英约25%。暗色矿物以黑云母为主3－5%左右，副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石等。与岩体接触带上，围岩颜色变深，具硅化、重结晶现象（图3c，d），细粒花岗岩具相似的特征，只是矿物粒度小一个级别，在此，不再累述（图3a，b）。
3 测试条件及分析方法
锆石分选采用常规浮选+电磁选方法将样品中重矿物富集分离,随后在双目显微镜下人工挑选获得锆石。在中国地质大学（北京）将锆石颗粒粘在直径25mm环氧树脂靶上,磨至近一半并抛光后待测。锆石的阴极荧光图像分析在北京大学物理学院电镜室的阴极荧光分析系统(FE公司生产的Quatan 200F型场发射环境扫描电镜Gatan公司MonoCL3阴极荧光谱仪)上完成,分析方法和条件参照陈莉等(2005)。锆石U-Th-Pb年龄分析在中国地质大学地学实验中心元素地球化学研究室完成,分析仪器为由美国New Wave Research Inc。公司生产的193nm 激光剥蚀进样系统(UP193SS)和美国AGILENT科技有限公司生产的Agilent 7500a 型四级杆等离子体质谱仪联合构成的激光等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)。测试点束斑直径为36μm,剥蚀采样时间为45s，元素含量以国际标样NIST 612为外部标准,Si为内部标准计算；锆石U-Pb年龄用澳大利亚Glitter4.4数据处理软件计算获得,分析及计算选用的外部标准锆石为国际标准锆石91500(Michael et al.,2006)，单个数据点误差均为1R,加权平均值误差为2R,平均年龄值选用206Pb/238U年龄, 并采用软件对测试数据进行普通铅校正( Andersen，2002) ， 年龄计算及谐和图绘制采用ISOPLOT(3.0版) ( Ludwig，2003) 软件完成。
4 分析结果
图 4小井子花岗岩中锆石的阴极发光图像（14YH-1）
锆石多呈自形柱状,无色透明,内部见有磷灰石和石英等矿物包裹体,且晶体边部及沿晶体裂隙处颜色变为灰黑色(图4)。阴极荧光图像分析揭示,锆石主要为内部结构清晰显示出岩浆结晶振荡环带的岩浆锆石(图4,5),利用LA-ICP-MS进行锆石U-Pb年龄测定,采用澳大利亚Glitter4.4软件计算其结果(表1,2)。14YH-1号样品所测定的24颗锆石核部年龄在谐和图上集中于很小的区段,206Pb/238U加权平均年龄为136.2±1.1Ma (图6a),应代表该样品(粗粒花岗岩)的形成年龄。14YH-2号样品测定的24颗锆石在锆石U-Pb年龄谐和图上,所有测定集中于很小区域 (图6b),206Pb-238U加权平均年龄为136.1±1.1Ma,代表了花岗岩中析离体的结晶年龄(细粒花岗岩)。
5 讨论
前人曾在相邻地区白音诺尔铅锌矿开展了同位素年代学测定工作，其矿区与小井子成矿时代具相似性，并获得花岗闪长(斑)岩和矿区火山岩的Rb-Sr等时线年龄分别为171Ma和160Ma(张德全等，1991)，以及，后来矿区外围花岗岩岩基的锆石定年为134.8±1.2Ma，石英斑岩为129.2±1.4Ma（江思宏等，2011）。而本区的花岗岩及其析离体锆石LA-ICP-MS的年龄为136.2±1.1Ma和136.1±1.1Ma，从测年结果来看,小井子主要岩浆活动虽然仍然是以燕山期为主，但是年龄值要比前人的火山岩年轻30Ma，但与白音诺尔铅锌矿花岗岩岩基的年龄类似。结合本区花岗闪长岩与成矿密切的关系，铅锌矿体主要产于花岗闪长岩与碳酸盐岩的接触带，只有很少部分铅锌矿体沿正长斑岩与碳酸盐的接触带产出(江思宏等，2011)，因此，认为小井子铅锌矿的形成主要与花岗岩有关，而花岗岩的年龄可以近似代表小井子铅锌矿的形成时代。这说明小井子铅锌矿床可能主要形成于早白垩世，而不是前人认为的燕山早期。
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论文作者:曾兴洪1,范勇1,胡玉华1,赵小兵1
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/5
标签：花岗岩论文; 锆石论文; 酸性论文; 年龄论文; 东向论文; 燕山论文; 诺尔论文; 《基层建设》2017年第33期论文;