2. 黑龙江省地球物理勘察院, 哈尔滨 150036
2. Geophysical Exploration Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150036, China
0 引言
大兴安岭是中亚造山带最东段(兴蒙造山带)的重要组成部分，是我国东北地区重要的多金属成矿带[1-2]，矿床类型主要包括斑岩型、矽卡岩型和热液脉型矿床等[3]，如多宝山斑岩型铜钼矿床、三矿沟矽卡岩型铁(铜)矿床、莲花山热液脉型铜矿床等。区内成矿作用主要集中在中生代，并于早白垩世达到高峰，成矿多与中生代岩浆热液活动密切相关[4-7]。
下嘎来奥伊铅锌矿床位于额尔古纳燕山期铜、铅、锌、金、银、铝、铀成矿带内。大地构造位置属兴安—内蒙古地槽褶皱区，额尔古纳地块的额木尔山中间隆起带与大兴安岭断陷带(火山岩带)接合部位的西段。杨昆林[8]对该矿床的成矿地质条件、地球化学和地球物理特征进行研究，认为该矿床与中生代花岗闪长岩、钾长花岗岩关系十分密切，为矽卡岩型矿床。到目前为止，下嘎来奥伊铅锌矿床成矿时代并未受到限定，矿区的构造背景演化也不是十分清楚。
本文对下嘎来奥伊铅锌矿床矿体围岩——钾长花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学及全岩地球化学研究，探讨了成岩成矿时代、岩石成因及其构造背景；以期为下嘎来奥伊铅锌矿床成矿时代、矿床成因及构造背景演化提供依据，以及为大兴安岭北段(额尔古纳地区)早、中侏罗世火成岩的构造背景及其成矿作用研究提供支撑。
1 区域地质与矿区地质概况 1.1 区域地质概况研究区大地构造位置为额尔古纳地块额木尔山隆起带南缘与大兴安岭火山岩带北缘接合部位的西段。额尔古纳地块位于塔源—喜桂图断裂西北部，与蒙古伊伦达瓦地块相连，是具有古老的前寒武纪结晶基底的微大陆，古生代和中生代的花岗岩构成了其主体部分[9-11]。
古生代区内经历了古亚洲洋构造体系的演化，中生代不仅经历了环太平洋构造体系的演化，还遭受了蒙古—鄂霍茨克构造体系的叠加与改造[12-13]，并形成了2个相应的构造层：1)中元古代—早寒武世构造层，该构造层为区内的隆起部位，呈中生代火山断陷盆地基底产出；2)中生代构造层，该构造层为区内的火山岩带，呈断陷盆地的盖层产出。板块边界构造运动、岩浆以及热液活动十分强烈，是矿床形成的有利地区，例如环太平洋成矿带、地中海成矿带等。蒙古鄂霍茨克洋板块向南俯冲于额尔古纳地块下形成了与环太平洋构造体系相类似的汇聚板块边界[14-15]。早中生代蒙古—鄂霍茨克大洋板块俯冲，在松辽盆地以西地区形成大量的斑岩型铜、钼矿床和少量矽卡岩型锌、铜(铁)矿床，如乌奴格吐山斑岩型铜(钼)矿床、三矿沟矽卡岩型铁(铜)矿床、小多宝山矽卡岩型铜(铁)矿床等(图 1a)；晚中生代鄂霍茨克洋闭合后的加厚陆壳坍塌或拆沉阶段，则以浅成低温热液型铜矿床以及热液型银、铅、锌、钼矿床为主，如莲花山高硫化型铜矿床、闹牛山高硫化型铜矿床、甲乌拉—查干布拉根热液脉型银铅锌矿床和岔路口斑岩型钼多金属矿床等[15]。
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| 图 1 下嘎来奥伊铅锌矿大地构造位置图(a)及矿区地质图(b) Fig. 1 Geotectonic location(a) and mine geological map(b) of the Xiagalaiaoyi Pb-Zn deposit |
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区域地层主要有中元古界兴华渡口群下兴华组(Pt2x)、上元古界—下寒武统倭勒根群吉祥沟组(Pt3-∈1j)、下白垩统光华组(K1gn)和甘河组(K1g)。研究区位于区域上NE向盘古—卡马兰河断裂带北侧，经历了中元古代—早寒武世、中生代、新生代3次构造运动。侵入岩主要有花岗岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩，形成时间以早寒武世，早、中侏罗世和早白垩世为主。区内地层呈孤岛状的捕虏体产出，并被区域上的盘古—卡马兰河断裂带南段的次一级和序次低级的NW、EW向断裂切割，这些构造即为区域内的控矿构造。
1.2 矿区地质特征矿区位于嘎来奥伊河南侧，出露地层主要为倭勒根群吉祥沟组(Pt3-∈1j)和下白垩统光华组(K1gn)。吉祥沟组是研究区复背斜北翼的一部分，是由NW向展布的背形、向形构成的复式褶皱构造，岩石组合为陆源碎屑岩-火山岩-碳酸岩建造，是一套浅变质构造岩，岩性主要为片岩、大理岩等；光华组位于研究区的亚力盖河火山洼地的NE段，并受区域内的亚力盖河古火山口和矿区SW部的破火山口控制，呈NE向展布(图 1b)。矽卡岩主要分布在闪长岩、花岗斑岩、花岗闪长岩等燕山期中酸性侵入体与吉祥沟组中的大理岩接触带及其附近大理岩层中构造活动强烈的地段。从区域上看，吉祥沟组的变质岩地层中铅、锌、铁等元素丰度最高，推测其为研究区铅锌多金属矿的矿源层。
吉祥沟组出露在矿区北部，依据对其控制程度，可将区内褶皱自西向东分为：西部背形褶皱，中部的向、背形复式褶皱，东部的背形褶皱。其中中部的复式褶皱为矿区的主要控矿构造。矿区西部断裂沿南北向(局部呈北西向)展布，切割了光华组和早寒武世中细粒花岗岩。区内侵入岩主要有2期，分别是：东北部的早寒武世侵入岩，岩石类型为中-细粒花岗岩、细粒花岗闪长岩；东部的早白垩世侵入岩，岩石类型为花岗斑岩、细粒花岗岩、闪长岩。矿区内的脉岩较发育，主要为闪长岩和花岗斑岩，呈北东向、南北向发育在吉祥沟组和光华组中。
2 实验样品与测试方法 2.1 样品采集及岩相学特征本次研究岩石样品采自下嘎来奥伊铅锌矿2 3号勘探线(图 2)上ZK2-301、ZK2-302中的矿体围岩。用于进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的钾长花岗岩样品为GLA-2和GLA-6。下嘎来奥伊钾长花岗岩主要岩相学特征见图 3，岩石呈肉红色，中—细粒花岗结构，块状构造。主要矿物为石英、钾长石、斜长石及少量黑云母，副矿物有锆石、磷灰石等。其中：石英呈他形粒状，波状消光，粒径 < 5.00 mm，体积分数约30%；钾长石呈自形—半自形柱状，具卡式双晶，粒径主要为0.20~2.50 mm，体积分数约50%；斜长石呈自形—半自形板状，轻度绢云母化蚀变，具聚片双晶，粒径0.25~1.25 mm，体积分数约15%；黑云母呈片状，粒径为0.10~0.30 mm，体积分数约5%。
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| 图 2 下嘎来奥伊铅锌矿2-3号勘探线剖面图 Fig. 2 Section map of No.2-3 exploration line in Xiagalaiaoyi Pb-Zn deposit |
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| a.钾长花岗岩；b.钾长花岗岩中斜长石；c.钾长花岗岩中条纹长石；d.钾长花岗岩中黑云母。 图 3 下嘎来奥伊地区岩石样品与镜下照片 Fig. 3 Pictures and micropictures of rock samples in Xiagalaiaoyi district |
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锆石的挑选在中国地质科学院应用地球化学重点开放实验室完成。双目镜下挑选表面平整光洁、晶型和透明度较好的锆石颗粒，将它们粘贴在环氧树脂表面，待环氧树脂固化后对其表面抛光至锆石中心。抛光后将锆石进行透射光、反射光和阴极发光显微照相，通过反射光和CL图像详细研究锆石的晶体形貌和内部结构特征，以选择同位素分析的最佳点。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析在吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室完成。吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室选用的等离子质谱仪为美国Agilent7500A型，激光频率8 Hz，激光束直径32 μm，并采用标准锆石91500作为同位素外标进行比值校正。实验测试结果采用ICP-MS DstaCal程序进行处理，Isoplot程序进行谐和年龄及图像绘制，同位素比值和年龄误差lσ以内，测试结果见表 1。
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在中国科学院地球化学研究所(贵阳)矿床地球化学国家重点实验室完成了钾长花岗岩主量、微量元素分析。主量元素采用ME-XRF26型大型X射线荧光光谱和湿化学法进行测试，分析精度优于3%；微量元素及稀土元素采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试完成，微量元素的重复性测试相对标准偏差优于10%。测试结果见表 2。
| 样品号 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | TiO2 | P2O5 | MnO |
| GLA-1 | 77.07 | 12.14 | 1.00 | 0.23 | 0.27 | 0.07 | 4.41 | 4.12 | 0.06 | 0.01 | 0.07 |
| GLA-2 | 75.91 | 12.71 | 1.12 | 0.37 | 0.15 | 0.09 | 4.13 | 4.70 | 0.05 | 0.01 | 0.04 |
| GLA-3 | 76.42 | 12.35 | 0.27 | 0.56 | 0.41 | 0.08 | 4.07 | 4.38 | 0.05 | 0.01 | 0.04 |
| GLA-4 | 71.90 | 13.70 | 1.51 | 1.18 | 0.50 | 0.15 | 5.89 | 4.04 | 0.18 | 0.03 | 0.10 |
| GLA-5 | 71.47 | 13.98 | 1.49 | 1.19 | 0.67 | 0.17 | 5.63 | 4.35 | 0.19 | 0.03 | 0.11 |
| GLA-6 | 71.91 | 13.99 | 1.38 | 1.19 | 0.60 | 0.18 | 5.75 | 4.23 | 0.19 | 0.03 | 0.10 |
| 样品号 | 烧失量 | 总和 | ALK | K/Na | A/CNK | A/NK | AR | ID | La | Ce | Pr |
| GLA-1 | 0.35 | 99.81 | 8.53 | 1.07 | 1.01 | 1.05 | 5.40 | 96.75 | 10.9 | 24.6 | 4.14 |
| GLA-2 | 0.49 | 99.76 | 8.83 | 0.88 | 1.02 | 1.04 | 5.38 | 96.89 | 10.1 | 17.0 | 4.41 |
| GLA-3 | 1.30 | 99.54 | 8.45 | 0.93 | 1.00 | 1.06 | 4.92 | 96.45 | 17.3 | 29.7 | 5.82 |
| GLA-4 | 0.38 | 99.57 | 9.93 | 1.46 | 0.98 | 1.05 | 5.65 | 93.96 | 41.9 | 81.6 | 9.03 |
| GLA-5 | 0.49 | 99.76 | 9.98 | 1.29 | 0.97 | 1.06 | 5.27 | 93.48 | 40.2 | 79.2 | 8.73 |
| GLA-6 | 0.47 | 100.03 | 9.98 | 1.36 | 0.98 | 1.06 | 5.33 | 93.65 | 41.1 | 81.1 | 8.93 |
| 样品号 | Nd | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| GLA-1 | 19.6 | 6.95 | 0.06 | 8.79 | 1.48 | 9.24 | 1.91 | 5.57 | 0.81 | 4.95 | 0.67 |
| GLA-2 | 19.9 | 8.22 | 0.14 | 10.40 | 1.75 | 11.10 | 2.27 | 7.23 | 1.19 | 7.81 | 1.12 |
| GLA-3 | 24.1 | 9.12 | 0.05 | 10.24 | 1.67 | 10.30 | 2.25 | 6.61 | 1.05 | 6.75 | 1.03 |
| GLA-4 | 33.7 | 6.18 | 0.52 | 5.58 | 0.81 | 4.41 | 0.88 | 2.77 | 0.40 | 2.57 | 0.39 |
| GLA-5 | 32.3 | 5.91 | 0.47 | 5.36 | 0.79 | 4.33 | 0.87 | 2.55 | 0.37 | 2.44 | 0.38 |
| GLA-6 | 34.1 | 5.82 | 0.50 | 5.47 | 0.81 | 4.44 | 0.89 | 2.65 | 0.39 | 2.45 | 0.36 |
| 样品号 | Y | ΣREE | LREE | HREE | LREE/ HREE |
(La/ Yb)N |
(Gd/ Yb)N |
δEu | Rb | Sr | Ba |
| GLA-1 | 49.2 | 99.67 | 66.25 | 33.42 | 1.98 | 1.48 | 1.01 | 0.02 | 170 | 17.8 | 50.2 |
| GLA-2 | 55.0 | 102.64 | 59.77 | 42.87 | 1.39 | 0.87 | 0.92 | 0.05 | 185 | 15.8 | 60.2 |
| GLA-3 | 60.8 | 125.99 | 86.09 | 39.90 | 2.16 | 1.73 | 1.11 | 0.01 | 246 | 13.2 | 28.7 |
| GLA-4 | 25.1 | 190.74 | 172.93 | 17.81 | 9.71 | 10.99 | 1.80 | 0.27 | 141 | 62.8 | 345.0 |
| GLA-5 | 24.3 | 183.90 | 166.81 | 17.09 | 9.76 | 11.11 | 1.87 | 0.25 | 141 | 62.7 | 347.0 |
| GLA-6 | 24.8 | 189.01 | 171.55 | 17.46 | 9.83 | 11.31 | 1.77 | 0.27 | 144 | 61.4 | 353.0 |
| 样品号 | Th | U | K | Ta | Nb | P | Zr | Hf | Ti | ||
| GLA-1 | 24.6 | 2.25 | 36 610 | 1.75 | 20.20 | 43.6 | 114 | 4.17 | 360 | ||
| GLA-2 | 40.8 | 7.14 | 34 285 | 6.36 | 82.82 | 43.6 | 144 | 7.89 | 300 | ||
| GLA-3 | 48.1 | 12.30 | 33 787 | 6.24 | 70.62 | 43.6 | 138 | 7.43 | 300 | ||
| GLA-4 | 14.6 | 4.14 | 48 896 | 1.06 | 13.88 | 131.0 | 313 | 7.99 | 1 079 | ||
| GLA-5 | 14.2 | 4.13 | 46 737 | 1.01 | 13.37 | 131.0 | 309 | 7.80 | 1 139 | ||
| GLA-6 | 14.4 | 4.06 | 47 734 | 1.02 | 13.37 | 131.0 | 319 | 8.06 | 1 139 | ||
| 注：主量元素质量分数单位为%；微量元素质量分数单位为10-6。全碱质量分数(ALK)为w(K2O+Na2O)；碱度率(AR)为 w(Al2O3+ K2O+Na2O+CaO)/ w(Al2O3+CaO-K2O-Na2O)。 | |||||||||||
钾长花岗岩中锆石粒径为100~150 μm，锆石自形程度和晶面发育程度较好，大多数呈短柱状或长柱状，多为无色透明。阴极发光图像(CL)显示锆石具有清晰生长环带结构(图 4)，具岩浆结晶锆石特征[16]。测试结果(表 1)表明：w(U)为(279.05~2 419.21)×10-6，w(Th)为(141.43~3 993.08)×10-6，Th/U值变化范围为0.46~1.65(＞0.4)，具岩浆成因锆石特征[16]。样品GLA-2完成了19个点位的测试，多数测点均投影在谐和线上或附近，个别锆石可能因Pb丢失而有所偏离(图 4a)。19个测点206Pb/238U年龄集中分布在174~166 Ma，加权平均年龄为(168.9±2.1)Ma(MSWD＝0.16)，代表了钾长花岗岩岩体形成年龄。样品GLA-6完成了16个点位的测试，多数测点均投影在谐和线上或附近(图 4b)。16个测点206Pb/238U年龄集中分布在169~161 Ma，加权平均年龄为(165.9±2.1)Ma(MSWD＝0.29)，代表了钾长花岗岩岩体形成年龄。2个样品锆石的U-Pb年龄在误差范围内一致，为168.9~165.9 Ma，此年龄应代表了下嘎来奥伊钾长花岗岩岩体形成时代为中侏罗世(图 4)。
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| a.样品GLA-2；b.样品GLA-6。 图 4 研究区钾长花岗岩典型锆石阴极发光图像(a)、锆石U-Pb年龄图解(b) Fig. 4 CL images, zircon U-Pb concordia diagrams(a) and U-Pb age histogrmas(b) of moyite in the study area |
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分析结果(表 2)表明：下嘎来奥伊钾长花岗岩中w(SiO2)为71.47%~77.07%，全碱质量分数(ALK)为8.45%~9.98%，在TAS侵入岩分类命名图解(图 5a)中样品均落入花岗岩区域。在w(Na2O)-w(K2O)图解(图 5b)上，样品落入A型花岗岩区域。w(K2O)为4.07%~5.89%，w(Na2O)为4.04%~4.70%，K/Na为0.88~1.46，属于碱性系列(图 6a)。w(Al2O3)为12.14%~13.99%，铝饱和指数A/CNK为0.97~1.02，在A/NK-A/CNK/图解(图 6b)中样品数据点落入准铝质至弱过铝质区域，为准铝质-弱过铝质岩石。w(P2O5)平均值为0.02%，w(TiO2)平均值为0.12%，显示岩浆岩相对贫磷和钛。在w(SiO2)-AR图解中样品数据点落入碱性区域，属于碱性系列岩石。
在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(图 7a)中，样品表现为轻稀土元素右倾趋势较陡、重稀土元素右倾趋势较缓。稀土元素配分模式表现为典型的“右倾海鸥型”。稀土质量分数较高，为(99.67~ 190.74)×10-6，平均为148.66×10-6；岩石LREE/HREE值为1.39~9.83，反映轻重稀土分异明显；δEu值为0.01~0.27，平均值为0.12，为Eu负异常，暗示在部分熔融过程中源区有斜长石残留或斜长石在岩浆演化过程中从长英质岩浆中分离出来。轻稀土元素的分馏系数(La/Yb)N=0.87~11.31，重稀土元素的分馏系数(Gd/Yb)N=0.92~1.87，LREE分馏程度高于HREE。
原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 7b)显示，不同样品微量元素配分曲线极度相似，岩石明显富集大离子亲石元素(Rb、K)和化学性质活泼的高场强元素(Th、U、Zr、Hf)，亏损高场强元素P、Ti、Nb、Ta(呈显著的“V”型谷)，Sr、Eu的质量分数较低。Nb、Ta、Ti亏损说明岩浆源区以陆壳组分为主。微量元素蛛网图(图 7b)中呈现负的Nb异常，表现出大陆地壳的特征，表明岩浆来源于地壳。
4 讨论 4.1 岩石成因类型Loiselle等[22]引入了A型花岗岩的概念：在非造山环境中形成的由碱性玄武质岩浆演化而成的低氧逸度花岗岩，其化学成分特征表现为碱性、贫水、高铁镁比、不相容元素含量高、相容元素含量低。目前，A型花岗岩的形成环境不仅仅局限于非造山环境，还包括了造山晚期、造山后期等多种与俯冲有关的构造环境[23-25]；其成分既可以是过碱的，也可以是准铝质或过铝质的[26-27]。典型的A型花岗岩微量元素具有富集K、Rb等大离子亲石元素和Th、U、Zr、Hf等高场强元素，贫Sr、P、Ti、Ba等元素的特征且δEu < 0.3[28]。下嘎来奥伊钾长花岗岩微量元素组成及δEu值(为0.01~0.27)与之吻合。另外，该样品的稀土元素总含量较高，相对富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，略亏损中稀土元素(Dy、Ho、Er)，总体上也与典型的A型花岗岩稀土元素特征相同[28-29]。在花岗岩1000Ga/Al系列判别图(图 8a d)中，下嘎来奥伊钾长花岗岩样品全部落入A型花岗岩区域，表明岩石具有A型花岗岩特征；TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)判别图(图 8e)和(K2O+Na2O)/CaO-w(Zr+Nb+Ce+Y)判别图(图 8f)中，样品投影点集中在A型花岗岩区域，仅有个别数据点落入高分异花岗岩区域，显示岩石总体表现出A型花岗岩特征；在w(Na2O)-w(K2O)判别图(图 5b)中，样品也全部落入A型花岗岩区域。样品的ALK为8.45%~9.98%，平均值为9.28%(>8.5%)；样品的NK/A值为0.94~0.96，平均值为0.95(>0.85)。此外，通过锆石饱和温度计算公式TZr=12900/[2.95+0.85×M+ln(496000/w(Zrmelt))]-273.15(TZr为绝对温度(K)；M为阳离子个数比值，由公式(Na+K+2Ca)/(Al×Si)计算得出，w(Zrmelt)为全岩分析中Zr的质量分数)计算得出下嘎来奥伊钾长花岗岩锆石饱和温度介于760~851 ℃之间，平均温度为811 ℃，明显高于I型和S型花岗岩的平均温度(分别为781和764 ℃)[26]。因此，笔者认为下嘎来奥伊钾长花岗岩属于A型花岗岩。
目前对于A型花岗岩的岩石成因和岩浆来源也存在多种解释，常见的有：幔源岩浆的分异或部分熔融[31]、壳-幔物质的混合熔融[32]、壳源物质的部分熔融和再熔模式以及壳源物质的混染作用[33]。下嘎来奥伊钾长花岗岩具有高硅(w(SiO2)=71.47%~77.07%)、高K(w(K2O)=4.07%~ 5.89%)、高碱(w(K2O+Na2O)=8.45%~9.98%)，贫Al(A/CNK=0.97~1.02)的特征，属于碱性准铝质-弱过铝质岩石。样品的微量元素原始地幔标准化图解出现的负Nb异常暗示其岩浆来源为壳源物质。样品中K、Rb、Th富集，而Nb、Ta、Ti亏损，表明在岩浆上升过程中发生了地壳混染作用。元素Sr、Eu、P、Ti的亏损说明其岩浆源区或在岩浆结晶分离过程中可能存在斜长石和磷灰石以及钛铁矿的残留或分离[34]。此外，样品δEu的变化范围为0.01~0.27，平均值为0.12，(La/Yb)N=0.87~11.31，表明下嘎来奥伊钾长花岗岩与壳源花岗岩地球化学特征相同[35]。在(La/Yb)N-δEu变异图(图 9)中，钾长花岗岩样品数据点均落入壳型花岗岩范围内，也说明岩浆来源为壳源。综上可得，下嘎来奥伊钾长花岗岩的形成与壳源物质的部分熔融和再熔模式以及壳源物质的混染作用有关，岩浆来源主要为壳源。
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| 图 9 研究区(La/Yb)N-δEu变异图 Fig. 9 (La/Yb)N-δEu diagram in the study area |
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刘建明等[36]提出大兴安岭的主成矿期有两期：海西期和燕山期。其中燕山期主要产出与陆相中酸性火山-侵入杂岩有关的浅成热液型-斑岩型-矽卡岩型铅、锌、铜、钼、锡、银、金矿床。下嘎来奥伊铅锌矿床位于德尔布干深断裂NW侧的额尔古纳铜-铅-锌-锌-铝-铀成矿带内[36-37]，矿床可能与燕山期成岩成矿活动密切相关。毛景文等[38]通过对与中国北方金属矿床成矿作用有关的花岗岩年龄研究，发现180~160 Ma和140~130 Ma是花岗岩侵位的两次高峰期，这与两期大规模成矿相对应。东北地区中生代的5个成矿期已经得到广泛认可[6]：三叠纪(240~205 Ma)、早—中侏罗世(190~165 Ma)、晚侏罗世(155~145 Ma)、早白垩世早期(140~120 Ma)和早白垩世晚期(115~100 Ma)。本文通过对下嘎来奥伊铅锌矿钾长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，获得其侵位年龄为中侏罗世(168.9~165.9 Ma)，与区域成矿事件基本一致，是中国东部燕山期大规模成矿作用的组成部分。表 3是大兴安岭地区中侏罗世部分矿床成岩成矿时代统计，这些矿床与下嘎来奥伊铅锌矿床的成矿时代同属于一期成矿事件[39-46]。综合矿床地质特征、锆石定年结果以及区域地质资料，认为下嘎来奥伊铅锌矿床成矿时代为中侏罗世。
| 序号 | 矿床名称 | 侵入体及成岩时代 | 成矿时代 | 数据来源 |
| 1 | 小多宝山铜(铁)矿 | 花岗闪长岩((170.8±0.6) Ma) | 中侏罗世 | 文献[39-40] |
| 2 | 三矿沟铁(铜)矿 | 花岗闪长岩((175.9±1.6) Ma) | 中侏罗世 | 文献[41] |
| 3 | 肖家营子钼(铁)矿 | 闪长岩((169.9±1.4) Ma) | 中侏罗世 | 文献[42-43] |
| 4 | 大黑山钼矿 | 花岗闪长岩((167.6±1.4) Ma) | 中侏罗世 | 文献[44] |
| 5 | 二道河子铅锌矿 | 岩屑凝灰岩((164.2±2.3) Ma) | 中侏罗世晚期晚侏罗世 | 文献[45] |
| 6 | 乌奴格吐山铜(钼)矿 | 二长钾长花岗岩((183.3±0.6) Ma) | 早中侏罗世 | 文献[46] |
目前，对于大兴安岭北段早、中侏罗世火成岩的构造背景及其成矿作用，一部分人认为它们与早侏罗世古太平洋板块俯冲有关[47-49]，而另一部分则认为它们与蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲有关[50-52]。通常认为A型花岗岩形成于伸展的构造环境[53]，在这种构造环境下，A型花岗岩可以出现在非造山和后造山两种环境[23]。
研究区构造演化可分为3个阶段：1)晚古生代西伯利亚板块南缘和华北板块北缘的增生，以及古亚洲洋的俯冲消减和闭合；2)中生代，尤其是三叠纪—早白垩世的板块全面碰撞，地壳和岩石圈缩短、增厚、隆升，并随即拆沉和伸展断陷；3)晚白垩世以来的陆内构造演化和太平洋-欧亚板块边缘的相互作用[54]。其中，在第二阶段的构造演化中发育了大量中—酸性岩浆岩，包括中、深成的花岗岩类、浅侵位的斑岩等。这些岩浆岩与大兴安岭地区的浅成低温热液矿床、造山型、斑岩型、矽卡岩型等类型矿床的形成具有十分密切的成因联系。据前人的研究成果，古亚洲洋的最终闭合发生在二叠纪末—早三叠纪初[55-57]。古亚洲洋闭合后，中生代东北地区构造演化以环太平洋和蒙古—鄂霍茨克构造体系为主。古太平洋演化始于早—中侏罗世[58]，之后古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲作用主要发生于3个阶段：早—中侏罗世、早白垩世晚期和晚白垩世，其影响的空间范围主要在松辽盆地及其以东地区[13]，并没有辐射到研究区。东北地区侏罗纪(200~145 Ma)花岗岩主要沿蒙古—鄂霍茨克缝合带和大兴安山脉呈NE向分布，Wang等[59]认为该花岗岩带的NE向分布与蒙古—鄂霍茨克缝合带密切相关。因此，笔者认为研究区早、中侏罗世火成岩的形成与演化和太平洋板块俯冲关系不大。
毛景文等[38]提出，中国东部200~160 Ma成矿的地球动力学背景是后碰撞造山期，主要表现为大厚度岩石圈局部伸展有关的岩浆热液成矿。以w(Sr)=400×10-6和w(Yb)=2×10-6为标志，下嘎来奥伊钾长花岗岩w(Sr)=(13.20~62.80)×10-6，平均值为38.95×10-6，w(Yb)=(2.44~7.81)×10-6，平均值为4.50×10-6，残留相有斜长石无石榴石，属于低Sr高Yb质量分数型花岗岩，表明岩石在低压条件下形成。根据张旗等[60]的研究，这种类型的花岗岩多形成于伸展变形明显占主导的造山后阶段。下嘎来奥伊钾长花岗岩来源于地壳的部分熔融，且源区存在斜长石残留，那么它的形成深度一般不会大于30 km。然而下嘎来奥伊钾长花岗岩形成时的高温则要求很高的地热梯度，这种环境条件与拉张的构造背景相吻合。在w(Rb)-w(Y+Nb)和w(Nb)-w(Y)构造环境判别图解(图 10)中，样品点大部分落入后碰撞构造环境区域。样品分异指数(ID)为93.48~96.89，平均为95.20(表 2)，表明其具有张性花岗岩的特征[61]。因此，笔者认为下嘎来奥伊钾长花岗岩形成于造山后伸展环境。
最近的研究显示，蒙古—鄂霍茨克洋板块向南俯冲始于晚二叠世至早侏罗世[63-65]，闭合于晚侏罗早白垩世[66-67]，并在这期间产生了大量与俯冲造山或造山后相关的花岗岩与火山岩[40]。这暗示额尔古纳地块早、中侏罗世火成岩的形成与蒙古—鄂霍茨克洋的闭合有关。吕志成等[68]对额尔古纳地区岩石的地质地球化学特征进行研究，发现本区早、中侏罗世处于拉张的构造环境，岩石组合为基性—亚碱性—碱性组合，微量元素质量分数位于A型花岗岩成分范围内，认为这是由于蒙古—鄂霍茨克残余洋“剪刀式”闭合、布列亚—佳木斯地体逆时针旋转而引发的。下嘎来奥伊矿区大地构造位置为额尔古纳地块额木尔山隆起带南缘与大兴安岭火山岩带北缘接合部位的西段；与成矿有关的钾长花岗岩成岩时代为中侏罗世(169~166 Ma)，属于典型碱性系列准铝质-弱过铝质A型花岗岩，其形成于造山后伸展环境且具有张性花岗岩的特征，表明下嘎来奥伊钾长花岗岩的形成与演化与蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲有关。综上所述，认为下嘎来奥伊钾长花岗岩形成于中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合所形成的伸展环境。
5 结论1) 下嘎来奥伊钾长花岗岩具有高Si、K、碱和贫Al质量分数的特征；铝饱和指数A/CNK为0.97~1.02；稀土元素总质量分数较高，相对富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，中稀土元素(Dy、Ho、Er)略有亏损；锆石饱和温度介于760~851 ℃之间(平均温度为811 ℃)，属于典型碱性系列准铝质-弱过铝质A型花岗岩，岩浆来源为壳源。
2) 下嘎来奥伊钾长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为168.9~165.9 Ma，即成岩成矿时代为中侏罗世。
3) 下嘎来奥伊钾长花岗岩w(Sr)=(13.20~62.80)×10-6，平均值为38.95×10-6，w(Yb)=(2.44~7.81)×10-6，平均值为4.50×10-6，属于低Sr高Yb型花岗岩，形成于中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合所形成的伸展环境中。
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