吉林大学学报(地球科学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (3): 920-945.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230064

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吉林省南部集安大石湖-大台子铜矿化区中生代中酸性杂岩岩石成因与地球动力学背景

常翔1,孙景贵1,陈旭2,刘艳鹏1,柏铖璘1,徐智恺1    

  1. 1.吉林大学地球科学学院,长春130061
    2.吉林省区域地质矿产调查所,长春130022
  • 收稿日期:2023-03-20 出版日期:2023-05-26 发布日期:2023-05-26
  • 通讯作者: 孙景贵(1961—),男,教授,博士生导师,主要从事大陆边缘内生金属矿床成矿理论研究与找矿实践工作,E-mail:sunjinggui@jlu.edu.cn
  • 作者简介:常翔(1998—),男,硕士研究生,主要从事矿床地质学方面的研究, E-mail: 873560743@qq.com
  • 基金资助:
    吉林省地质勘查基金项目([2018]地勘36—09);中国地质调查局项目(DD20190368)

Petrogenesis and Geodynamic Setting of Mesozoic Intermediate-Acid Complex in Dashihu-Dataizi Copper Mineralization Area, Ji’an, Southern Jilin Province

Chang Xiang1, Sun Jinggui1, Chen Xu2, Liu Yanpeng1, Bai Chenglin1, Xu Zhikai1   

  1. 1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
    2. Jilin Provincial Institute of Regional Geology and Mineral Resources Survey, Changchun 130022, China
  • Received:2023-03-20 Online:2023-05-26 Published:2023-05-26
  • Supported by:
    Supported by the Geological Exploration Fund of Jilin Province ([2018] Geological Exploration 36-09) and the Project of China Geological Survey (DD20190368)

摘要: 吉林省南部集安地区大石湖-大台子一带热液铜矿化发育,其矿化与该区二长闪长岩、闪长玢岩、二长斑岩及正长花岗岩等中酸性杂岩有着密切的空间关系。为了确定其成矿时代下限和地球动力学背景,在野外调研的基础上,开展了中酸性杂岩的岩相学、锆石U-Pb同位素年代学、元素地球化学和锆石Lu-Hf同位素示踪研究。结果揭示:二长闪长岩、闪长玢岩、二长斑岩及正长花岗岩均为中生代早白垩世岩浆作用的产物,锆石U-Pb结晶年龄分别为(122.7±1.8)(122.0±1.9)(120.1±1.5)和(121.4±1.9)Ma,矿化系统的岩浆就位发生在早白垩世(122.7~120.1 Ma),指示大石湖-大台子铜矿化区的矿化时代晚于或近似等于120.1 Ma;元素地球化学数据揭示它们均以轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs)富集,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),Eu异常不明显为特征,均属高钾钙碱性准铝质系列岩石,是同源岩浆不同演化序列的产物;锆石Lu-Hf同位素分析结果表明,二长闪长岩的εHf(t)值变化范围为-7.5~-5.2、TDM2为1 647~1 500 Ma,正长花岗岩的εHf(t)值变化范围为-13.1~-4.2、TDM2为2 004~1 445 Ma,fLu/Hf为-0.99~-0.95,指示岩浆起源于中古元古代古老地壳物质的部分熔融,在此过程中存在地幔端元物质的加入,且在正长花岗岩浆上升就位的过程中存在古老物质的混染。结合相关研究成果,认为研究区早白垩世花岗质岩浆作用形成于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲回撤形成的伸展环境。

关键词: 集安大石湖-大台子铜矿化区, 锆石U-Pb年代学, 锆石Lu-Hf同位素, 地球化学, 中酸性杂岩, 岩石成因, 地球动力学

Abstract:  Hydrothermal copper mineralization in the Dashihu-Dataizi area of Ji’an area, southern Jilin Province is closely related to the intermediate-acid complexes such as monzonite diorite, diorite porphyrite, monzonite porphyry and syenite granite. In order to determine the lower limit of metallogenic ages and geodynamic background, the lithography, zircon U-Pb isotopic geochronology, geochemistry and zircon Lu-Hf isotope of the medium-acid complex have been studied on the basis of field investigation. The results reveal that monzonite diorite, diorite porphyrite, monzonite porphyry and syenite granite are all products of the Early Cretaceous magmatism, and the zircon U-Pb crystallization ages are (122.7±1.8)(122.0±1.9)(120.1±1.5) and (121.4±1.9) Ma, respectively. The magma emplacement of the mineralized system occurred in the Early Cretaceous (122.7-120.1 Ma), indicating that the mineralization age of the Dashihu-Dataizi copper mineralization area was later than or approximately equal to 120.1 Ma. The geochemical data reveal that they are all enriched in light rare earth elements (LREEs) and large ion lithophile elements (LILEs), relatively depleted in high field strength elements (HFSEs) such as Nb, Ta and Ti, and the Eu anomaly is not obvious. All of them present high potassium calc-alkaline quasi-aluminous rocks, which are the products of different evolutionary sequences of homologous magmas. The results of zircon Lu-Hf isotope analysis shows that εHf(t) values of monzonite diorite range from -7.5 to -5.2 and TDM2 range from 1 647 to 1 500 Ma, and εHf(t) values of syenite granite range from -13.1 to -4.2 and TDM2 range from 2 004 to 1 445 Ma, fLu/Hf ranges from -0.99 to -0.95, indicating that the magma originated from the partial melting of ancient crustal materials in the Mesoproterozoic, during which there was the addition of mantle end-member materials, and the ancient materials were mixed during the ascent and emplacement of the syenogranite magma. Combined with relevant research results, it is concluded that the Early Cretaceous granitic magmatism in the study area was formed in the extensional environment formed by the subduction and roll-back of the Paleo-Pacific plate to Eurasia.

Key words: Dashihu-Dataizi copper mineralization area in Ji’an, zircon U-Pb geochronology, zircon Hf isotope, geochemistry, intermediate-acid complex, petrogenesis, geodynamics

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