遼東青城子礦田的年代學(xué)和同位素地球化學(xué).pdf

1、青城子礦田位于遼寧省東部的遼東裂谷帶中，是我國北方最大的鉛鋅礦田之一。上世紀90年代在鉛鋅礦區(qū)外圍又發(fā)現(xiàn)了一批大型銀礦床和金礦床，使青城子地區(qū)再次成為礦床研究的熱點。但是由于鉛鋅礦床中缺少傳統(tǒng)定年技術(shù)適用的定年對象，而Os含量極低使Re-Os定年不能開展，因此青城子礦區(qū)成礦年代學(xué)研究是同位素地質(zhì)年代學(xué)的一個難點。本論文做了大量的方法探索，除了傳統(tǒng)的鋯石U-Pb定年、碳酸鹽Pb-Pb定年和礦石的Pb同位素示蹤外，還采用了硫化物的分步溶解R

2、b-Sr同位素分析技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，得到了關(guān)于青城子礦區(qū)變質(zhì)巖和巖漿巖年代學(xué)、礦床年代學(xué)和成礦物質(zhì)來源等方面的初步認識。 本論文得到新嶺花崗巖的SHRIMP鋯石年齡為225.3±1.8Ma，這年齡結(jié)果與前人的K-Ar法年齡范圍(226.7-217.6Ma)一致。姚家溝花崗巖的SHRIMP鋯石年齡為184.5±1.6Ma，表明姚家溝巖體的形成比新嶺巖體晚，指示本礦區(qū)在184.5±1.6Ma左右還存在一次巖漿活動。新嶺巖體與雙頂溝巖

3、體的長石Pb同位素組成一致(206Pb/204Pb=17.121-17.410、207Pb/206Pb=15.471-15.535和208Pb/204Pb=37.510-37.885)，說明它們有相同的物質(zhì)源區(qū)，結(jié)合雙頂溝巖體已有的K-Ar年齡數(shù)據(jù)(230.7±5Ma)，我們認定雙頂溝巖體的形成年齡也近似225Ma。大頂子巖體的長石Pb同位素比值(206Pb/204Pb=15.606-15.879、207Pb/206Pb=15.493-

4、15.531和208Pb/204Pb=35.625-35.891)比新嶺和雙頂溝花崗巖的低，說明大頂子巖體的形成時代比新嶺和雙頂溝巖體老，這得到前人的1740-1621Ma的K-Ar法年齡的支持。 采自喜鵲溝和高家堡子兩礦床外圍的8個大石橋組的大理巖樣品給出Pb-Pb等時線年齡為1835±75Ma。這一年齡可以代表大石橋組大理巖Pb同位素均一化的時代，解釋為大石橋組大理巖的變質(zhì)年齡。蓋縣組巖石的三個樣品也近似構(gòu)成了一線性排列，相

5、當(dāng)于年齡為2458±320Ma，但由于比值變化范圍小，誤差大，且數(shù)據(jù)量較少，其地質(zhì)意義有待進一步研究。 高家堡子銀礦床硅化巖-銀礦石中的鋯石，在諧和曲線上得到不一致線的上交點年齡為2376±33Ma，下交點年齡為203±41Ma。上交點年齡解釋為熱液從圍巖變質(zhì)巖中捕獲的古老鋯石的年齡，而下交點年齡可能指示與硅化相關(guān)熱液活動的時代，但也可能僅代表的是深部火成巖的年齡，而成礦熱液活動時代比這年齡年輕。 高家堡子銀礦的3個深紅

6、銀礦的硫化物相給出了-Rb-Sr等時線，年齡為138.5±4.1Ma，初始87Sr/86Sr=0.71805±0.00028，這個年齡可解釋為高家堡子深紅銀礦形成的時代。該年齡說明高家堡子銀礦石的形成與印支期巖漿熱液活動無關(guān)，而可能與本礦區(qū)巖脈對應(yīng)的燕山期巖漿熱液活動有關(guān)(前人給出脈巖K-Ar年齡為130-140Ma)。而高家堡子黃鐵礦的分步溶解Rb-Sr分析結(jié)果并無明顯的線性關(guān)系，可能是由于該樣品包含了形成與不同期次的黃鐵礦，或是黃鐵

7、礦受到了后期擾動因而其Rb-Sr體系開放所致。高家堡子銀礦床的鐵白云石樣品具有高的Sr含量(355～532ppm)及87Sr/86Sr比值(0.72586～0.73045)和低的Rb含量，所以可用鐵白云石的平均87Sr/86Sr(0.72714±0.00094)代表它的初始Sr同位素比值，其與深紅銀礦的初始87Sr/86Sr(0.71805±0.00028和0.71082±0.00035)有顯著差異，暗示它們形成于具有不同Sr同位素比值

8、的成礦流體。 6個榛子溝鉛鋅礦床的閃鋅礦樣品的硫化物相和8個閃鋅礦樣品的包體相構(gòu)成一Rb-Sr等時線，年齡=217±9Ma，初始87Sr/86Sr=0.7112±0.0035，這年齡可解釋為榛子溝鋅鉛礦的閃鋅礦化時代，此年齡與印支期新嶺和雙頂溝巖體的年齡(225Ma)在誤差范圍內(nèi)一致，說明榛子溝鉛鋅礦的閃鋅礦的形成可能與本區(qū)由新嶺和雙頂溝巖體所代表的印支期巖漿熱液活動有關(guān)。 喜鵲溝方鉛礦的硫化物相5個點給出一參考等時線，

9、相當(dāng)于年齡=187±32Ma，初始87Sr/86Sr=0.7156±0.0020。 姚家溝輝鉬礦3次測定的平均模式年齡為166.0±2.6Ma，此年齡比姚家溝巖體的鋯石年齡(184.5±1.6Ma)顯著年輕，表明此輝鉬礦的形成與姚家溝巖體無關(guān)，可能指示本礦區(qū)還存在166Ma左右的巖漿活動。 青城子礦石鉛的Pb同位素組成明顯可分為不同的兩類。第一類是青城子鉛鋅礦石，包括高家堡子的鐵白云石和黃鐵礦、榛子溝鋅的閃鋅礦和喜鵲溝的

10、黃鐵礦和方鉛礦(206Pb/204Pb=17.657-17.955、207Pb/206Pb=15.599-15.742和208Pb/204Pb=37.943-38.595)，相同的Pb同位素組成表明它們的成礦物質(zhì)來源相同，也許它們是同時形成的。第二類是高家堡子銀礦床的深紅銀礦，其Pb同位素組成與第一類礦石Pb顯著不同(206Pb/204Pb=18.376-18.535、207Pb/206Pb=15.651-15.851和208Pb/20

11、4Pb=37.893-38.542)，因此兩類礦石有不同的成礦物質(zhì)來源。在青城子礦區(qū)巖石和礦石的Pb同位素關(guān)系圖中，鉛鋅礦石Pb落在中生代花崗巖和變質(zhì)巖Pb(對225Ma以來的放射成因Pb做了校正)構(gòu)成的直線之間，暗示礦石Pb是中生代花崗巖Pb和變質(zhì)巖Pb的混合。與大理巖相比，蓋縣組巖石中的Pb可以更好地解釋礦石Pb的成因。 本區(qū)中生代巖漿活動可分為4期：225Ma，(以新嶺和雙頂溝巖體為代表)、185Ma(以姚家溝小巖體為代表

12、)、166Ma(以姚家溝矽卡巖指示的未出露的巖體為代表)和130-140Ma(以文獻報道的脈巖為代表)。相應(yīng)的成礦作用可分為3期：(1)印支期，以榛子溝鋅鉛礦床為代表，根據(jù)Pb同位素組成相似性推測還包括喜鵲溝鉛鋅礦床和高家堡子的鉛-鋅-銀礦石，根據(jù)成礦特征推測還可能包括本區(qū)的其他鉛鋅礦。其成礦時代與印支期(225Ma)花崗巖一致，很可能有密切的成因聯(lián)系。(2)166Ma，以姚家溝矽卡巖礦化點的輝鉬礦為代表，應(yīng)有一期巖漿活動與之對應(yīng)。(3