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物探与化探  2018, Vol. 42 Issue (3): 461-472    DOI: 10.11720/wtyht.2018.1325
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黑龙江新城沟地区花岗岩成矿地球化学特征分析及资源潜力预测
郝义, 王显民, 王金香
山东省煤田地质局第一勘探队,山东 滕州 277500
Metallogenic geochemical characteristics and potential resources prediction of granites in Xinchenggou area, Heilongjiang Province
Yi HAO, Xian-Min WANG, Jin-Xiang WANG
No. 1 Prospecting Party of Shandong Coal Geology Bureau, Tengzhou 277500,China
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摘要 

东宁新城沟地区的花岗岩体位于兴蒙造山带东缘的活动大陆边缘带。通过岩相学和岩石地球化学分析认为,研究区内岩体的里特曼指数δ介于1.41~2.11之间,为钙碱性岩系;w(K2O)/w(Na2O)比值大于1,为高碱相对富钾;铝饱和指数ACNK=1.02~1.20,主要为弱过铝质I型花岗岩,部分具有S型同碰撞花岗岩的特征。岩体中稀土总量较低(∑REE=72.35×10 -6~217.64×10 -6),轻、重稀土分异较强(LaN/YbN=2.74~11.37),Eu具有较为明显的负异常,δCe为0.96~1.11,Ce异常不明显;Nb、Ta、P、Ti等相对亏损,Rb、Ba、K等相对富集,w(Nb)/w(Ta)比值为(6.18~26.33,平均为15.18)小于16.2,指示岩浆来源于上地幔或下地壳,形成过程中同化混染了较多壳源物质。区内岩浆的形成受古生代末和中生代初西伯利亚板块与华北板块发生陆陆碰撞以及晚三叠世古太平洋板块向欧亚大陆东缘俯冲的双重作用影响,岩浆侵入存在由早期向晚期阶段演化的过程,致使源岩存在一定差异,具有多期次、多阶段、复合成因的特点。物化探异常、岩石地球化学及含矿性参数显示,研究区具有寻找浅成低温热液型Au、Ag、Cu矿的资源潜力。

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郝义
王显民
王金香
关键词 新城沟地区活动大陆边缘花岗岩地球化学特征资源潜力    
Abstract

The granites in Xinchenggou area of Dongning County are located on the active continental margin of eastern part of Xing'anling-Mongolian orogenic belt. In this paper, petrologic and element geochemical studies were carried out for granites in Xinchenggou area, Dongning County. Major element geochemistry shows that the rocks are calc-alkaline and I-type granites, and are also characterized by enrichment of alkali, relative enrichment of potassium and S-type syn-collisional granites. The Rittman index δ is from 1.41 to 2.11. The alumina saturation index ACNK is from 1.02 to 1.20. REE concentrations are low ( ΣREE=72.35×10 -6~217.64×10 -6 ) and show obvious differentiation between LREE and HREE ( LaN/YbN=2.74~11.37 ), with apparent Eu negative anomalies ( δEu=0.14~0.83 ), and the abnormality of δCe (δCe =0.96~1.11) is not apparent. In addition, the rock mass is relatively poor in such elements as Nb, Ta, P and Ti, and rich in Rb, Ba and K . w(Nb)/w(Ta) ratios of trace elements are less than 16.2, suggesting that the magmas were formed by partial melting of the crust. The magmas were formed by collision between the North China plate and Siberia plate in Late Paleozoic-Early Mesozoic period and subduction of the paleo-Pacific plate towards the east edge of Eurasia in Late Triassic. The magmas also had the characteristics of multi-stages and complex genesis. Geophysical and geochemical anomaly, geochemical characteristics, and geochemical ore parameters indicate that this area has prospecting potential for epithermal-type Au-Ag-Cu deposits.

Key wordsXinchenggou area    active continental margin    granite    geochemical characteristics    resource potential
收稿日期: 2017-07-19      出版日期: 2018-06-04
:  P632  
基金资助:山东省国土资源厅地勘基金项目(鲁勘字201558号)
作者简介: 郝义(1982-),男,工程师,2010年毕业于中国海洋大学,从事地质调查与矿产勘查工作。Email: chhy0533@163.com
引用本文:   
郝义, 王显民, 王金香. 黑龙江新城沟地区花岗岩成矿地球化学特征分析及资源潜力预测[J]. 物探与化探, 2018, 42(3): 461-472.
Yi HAO, Xian-Min WANG, Jin-Xiang WANG. Metallogenic geochemical characteristics and potential resources prediction of granites in Xinchenggou area, Heilongjiang Province. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(3): 461-472.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2018.1325      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2018/V42/I3/461
  新城沟地区断裂构造及多金属矿床分布(据张宇等[1])
1—新生代沉积盆地;2—上古生界地层;3—下古生界地层;4—前寒武纪岩石;5—中生代陆相火山岩和沉积岩;6—中生代花岗岩;7—缝合带和断裂构造;8—矿床点;9—研究区位置
  东北地区大地构造略图(据王枫等[11])
F1—索伦-西拉木伦-长春断裂;F2—延吉断裂;F3—嘉荫-牡丹江断裂;F4—黑河-贺根山断裂; F6—伊通-依兰断裂;F7—敦化-密山断裂;F8—阿尔谢尼耶夫断裂;1—断裂; 2—研究区位置
  东宁新城沟地区地质简图
1—上三叠统罗圈站组;2—晚三叠世-早侏罗世正长花岗岩;3—闪长玢岩;4—激电中梯异常范围及编号;5—土壤测量异常及编号;6—土壤测量剖面及编号;7—矿区边界;8—地质界线;9—取样点位置
  东宁新城沟地区正长花岗岩手标本(a)及镜下照片(单偏光)(b)
样品号 HQ-1 HQ-2 HQ-3 HQ-5 JX1304 JX1305 1322
岩石名称 正长花岗岩 正长花岗岩 正长花岗岩 正长花岗岩 二长花岗岩 二长花岗岩 二长花岗岩
SiO2 76.78 74.56 72.12 71.23 74.20 75.16 76.42
Al2O3 11.98 12.68 13.07 13.52 13.15 12.85 12.70
Fe2O3 1.18 1.37 1.27 0.99 0.30 0.25 0.20
FeO 0.88 1.68 1.68 2.82 1.72 1.40 1.11
K2O 4.67 3.50 3.40 3.23 4.17 4.23 4.80
MgO 0.10 0.41 0.64 0.90 0.26 0.17 0.11
Na2O 3.42 3.36 3.01 3.07 3.85 3.86 3.59
CaO 0.52 1.45 1.26 2.20 1.12 0.94 0.71
TiO2 0.09 0.24 0.33 0.42 0.16 0.13 0.10
MnO 0.02 0.04 0.03 0.08 0.04 0.04 0.02
P2O5 0.01 0.05 0.08 0.08 0.03 0.02 0.02
LOI 0.28 0.49 2.93 1.31 0.58 0.34 0.39
Total 99.94 99.83 99.82 99.85 99.72 99.45 100.16
Rb 167.00 145.00 120.00 132.00 89.40 114.00 161.00
Ba 120 468 465 526 780 951 712
Nb 10.20 7.07 8.56 10.40 10.40 7.90 4.90
Ta 1.65 0.91 1.18 1.26 0.40 0.30 0.20
K 38751.06 29042.55 28212.77 26802.13 34602.13 35100.00 39829.79
Sr 17.2 98.6 120.00 156.00 194.50 107.50 59.40
Cr 6.65 7.85 14.20 26.50
P 61.13 218.31 349.30 349.30 130.99 87.32 87.32
Hf 4.85 4.42 6.12 7.41 8.70 5.80 5.80
Th 7.43 9.50 2.10
Zr 375.00 219.00 91.00
Ti 564 1440 1980 2520 960 780 600
La 20.70 19.00 14.50 34.80 26.20 49.00 20.20
Ce 40.00 32.30 28.20 71.10 57.60 93.50 38.20
Pr 4.71 3.59 3.49 9.20 6.13 9.88 4.30
Nd 14.20 11.90 12.30 33.40 24.10 37.30 16.50
Sm 3.27 2.77 2.72 7.89 5.13 6.93 3.37
Eu 0.17 0.47 0.49 1.17 1.29 0.71 0.47
Gd 4.22 2.54 2.43 6.74 4.41 5.78 3.26
Tb 0.87 0.44 0.42 1.10 0.70 0.93 0.57
Dy 6.54 3.04 2.63 6.68 4.26 5.38 3.58
Ho 1.46 0.63 0.57 1.31 0.87 1.13 0.78
Er 4.65 1.97 1.79 3.76 2.66 3.03 2.32
Tm 0.76 0.32 0.29 0.57 0.42 0.50 0.39
Yb 5.42 2.29 2.18 3.77 2.73 3.09 2.61
Lu 0.85 0.35 0.34 0.53 0.47 0.48 0.39
Y 45.20 20.30 16.00 37.70 27.20 32.70 25.00
  东宁新城沟地区花岗岩的常量元素、微量元素和稀土元素分析结果
样品号 HQ-1 HQ-2 HQ-3 HQ-5 JX1304 JX1305 1322
岩石名称 正长花岗岩 正长花岗岩 正长花岗岩 正长花岗岩 二长花岗岩 二长花岗岩 二长花岗岩
w(K2O)+w(Na2O) 8.09 6.86 6.41 6.30 8.02 8.09 8.39
w(K2O)/w(Na2O) 1.37 1.04 1.13 1.05 1.08 1.10 1.34
δ 1.94 1.49 1.41 1.41 2.06 2.04 2.11
Mg# 8.41 20.06 28.78 30.18 21.00 20.00 15.00
A/CNK 1.03 1.06 1.20 1.08 1.02 1.02 1.02
A/NK 1.60 1.63 1.80 1.16 1.21 1.17 1.14
DI 94.15 86.90 85.63 79.67 90.03 91.83 93.71
SI 0.98 3.98 6.40 8.17 2.52 1.72 1.12
R1 2761 2886 2944 2826 2568 2622 2661
R2 297 427 437 553 394 365 331
w(Nb)/w(Ta) 6.18 7.77 7.25 8.25 26.00 26.33 24.50
w(Rb)/w(Nb) 16.37 20.51 14.02 12.69 8.60 14.43 32.86
w(Rb)/w(Sr) 9.71 1.47 1.00 0.85 0.46 1.06 2.71
w(Rb)/w(Ba) 1.39 0.31 0.26 0.25 0.11 0.12 0.23
w(Sr)/w(Y) 0.38 4.86 7.50 4.14 7.15 3.29 2.38
∑REE 107.82 81.61 72.35 182.02 136.97 217.64 96.94
∑LREE 83.05 70.03 61.70 157.56 120.45 197.32 83.04
∑HREE 24.77 11.58 10.65 24.46 16.52 20.32 13.90
w(∑LREE)/w(∑HREE) 3.35 6.05 5.79 6.44 7.29 9.71 5.97
δEu 0.14 0.54 0.58 0.49 0.83 0.34 0.43
δCe 0.99 0.96 0.97 0.97 1.11 1.04 1.00
LaN/YbN 2.74 5.95 4.77 6.62 6.88 11.37 5.55
LaN/SmN 4.09 4.43 3.44 2.85 3.30 4.56 3.87
GdN/YbN 0.64 0.92 0.92 1.48 1.34 1.55 1.03
  东宁新城沟地区花岗岩的常量元素、微量元素和稀土元素特征参数统计结果
  东宁新城沟地区花岗岩的TAS图解(底图据Middlemost[12])
Ir—Irvine分界线,上方为碱性,下方为亚碱性;1—橄榄辉长岩;2a—碱性辉长岩;2b—亚碱性辉长岩;3—辉长闪长岩;4—闪长岩;5—花岗闪长岩;6—花岗岩;7—硅英岩;8—二长辉长岩;9—二长闪长岩;10—二长岩;11—石英二长岩;12—正长岩;13—副长石辉长岩;14—副长石二长闪长岩;15—副长石二长正长岩;16—副长正长岩;17—副长深成岩;18—霓方钠岩/磷霞岩/粗白榴岩
  东宁新城沟地区花岗岩SiO2-K2O图解(a)(实线据Peccerillo, et al.[13]; 虚线据Middlemost[14])和ACNK-ANK图解(b) (底图据Maniar, et al[15])
  东宁新城沟地区花岗岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(标准化数据据Sun,et al.[17])
  东宁新城沟地区花岗岩的w(Rb)—[w(Y)+w(Nb)]构造环境判别图(a)和w(Rb)—[w(Yb)+w(Ta)]构造环境判别图(b)(底图据Perace,et al.[31])
Syn-COLG—同碰撞花岗岩;WPG—板内花岗岩;VAG—火山弧花岗岩;ORG—洋中脊花岗岩
  东宁新城沟地区花岗岩R1-R2图解(a)(底图据Batchelor,et al.[38])和w(K2O)—w(Na2O)图解(b)(底图据Collins,et al.[33])
①—地幔斜长花岗岩;②—破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩;③—板块碰撞后隆起期花岗岩;④—造山晚期花岗岩;⑤—非造山区A型花岗岩;⑥—同碰撞S型花岗岩;⑦—造山期后A型花岗岩
  东宁新城沟地区P5地质化探综合剖面
  东宁新城沟地区P6地质化探综合剖面
  东宁新城沟地区P7地质化探综合剖面
  东宁新城沟地区激电中梯视极化率ηs等值线平面(a)和激电中梯视电阻率ρs等值线平面(b)
  东宁新城沟地区花岗岩w(SiO2)—w(Al2O3)/[w(CaO)+w(Na2O)+w(K2O)]图解(据Feiss[44])
矿床
名称
围岩 控矿构造/矿体形态 大地构造 矿床
类型
测定方法及
成矿年龄
金厂金矿 花岗闪长岩、花
岗斑岩、花岗岩
角砾岩筒构造和环状、放射状断裂;柱状、囊状 佳木斯地块老黑山—绥芬河盆地边缘断裂与东西向断裂带交汇部位 斑岩型、爆破角砾岩型、浅成低温热液型 锆石U-Pb年龄
190~210 Ma[43]
五凤金矿 中侏罗世安山质
火山碎屑岩
NE、NW断裂;囊状、柱状 中生代火山岩盆地边缘 浅成低温热液型 Rb-Sr等时线年龄
144±7 Ma[46]
五星山金矿 中侏罗世粗安—粗
面质次火山岩
NW断裂;网脉、浸染状 中生代火山岩盆地边缘 浅成低温热液型 Ar39-Ar40年龄
123±7Ma[47]
闹枝铜金矿 中侏罗世火山岩 NW断裂;不规则状 中生代火山岩盆地内部晚古生代褶皱基底隆起区 浅成低温热液型 Ar39-Ar40年龄
127.8±0.2 Ma[48]
刺猬沟金矿 中侏罗世安山质
角砾凝灰岩
破火山口及裂隙;脉状 中生代火山岩盆地内边缘 浅成低温热液型 Ar39-Ar40年龄
176.8±1 Ma[48]
小西南岔铜金矿 闪长岩及青龙村
变质岩
SN及EW向断裂控制;细脉浸染型、硫化物石英脉型 中生代火山岩盆地边缘的断隆区 斑岩—矽卡岩型 锆石U-Pb年龄
123.35~102.1 Ma[49]
神洞叶蜡石矿 次花岗闪长斑岩
次生石英岩
NE向断裂;透镜状 新华夏构造体系金厂—老黑山多字型构造中部北东端 次火山—热液交代型 晚三叠纪[50]
  研究区附近主要矿床特征统计
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