西藏岡底斯東段南緣桑布加拉輝鉬礦Re-Os定年及地質(zhì)意義

趙珍，胡道功，吳珍漢，陸露

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081; 2.中國地質(zhì)科學(xué)院，北京100037)

ZHAO Zhen1，HU Dao-gong1，WU Zhen-han2，LU Lu2

(1.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100081，China; 2.Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China)

西藏岡底斯東段南緣桑布加拉輝鉬礦Re-Os定年及地質(zhì)意義

趙珍1，胡道功1，吳珍漢2，陸露2

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081; 2.中國地質(zhì)科學(xué)院，北京100037)

雅魯藏布江縫合帶北側(cè)的桑布加拉矽卡巖型銅礦床為岡底斯成礦帶南亞帶典型多金屬礦床之一。該礦床的8件輝鉬礦樣品Re-Os等時線年齡為(93.3±4.1)Ma，平均模式年齡為(94.5±1.6)Ma，表明桑布加拉礦床形成于晚白堊世新特提斯洋向北俯沖消減階段。洋殼俯沖消減階段形成的桑布加拉銅礦床及其新生代不同時期多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)，說明岡底斯成礦帶在俯沖消減階段、主碰撞階段、晚碰撞階段和后碰撞階段均存在大規(guī)模成礦作用，并構(gòu)成完整的成礦演化系列。

Re-Os同位素年齡;輝鉬礦;矽卡巖型銅礦;岡底斯;成礦演化

0 引言

岡底斯成礦帶是一條資源潛力巨大的銅多金屬成礦帶，可進(jìn)一步分為3個亞帶，即北部勒青拉—洞中松多熱液脈型、矽卡巖型銀鉛鋅多金屬礦帶，中部廳宮—驅(qū)龍斑巖型銅鉬鉛鋅礦帶和南部克魯—沖木達(dá)矽卡巖型、斑巖型銅金礦帶［1］。

近年來，岡底斯成礦帶的研究工作取得了諸多成果和重要進(jìn)展，劃分出印-亞大陸碰撞前的俯沖成礦階段(距今180～65 Ma)、主碰撞造山成礦階段(距今65～41 Ma)、晚碰撞轉(zhuǎn)換成礦階段(距今40～26 Ma)以及后碰撞伸展成礦階段(距今25～0 Ma)等重要成礦期［2］。對成巖成礦時代的研究也日趨深入，獲得了大量可靠的數(shù)據(jù)，其中北亞帶成礦時代在距今50～65 Ma之間，中亞帶集中在距今14～17 Ma，而南亞帶成礦時代較為分散，仍存在較大爭議［3～5］。本文對南亞帶桑布加拉銅礦進(jìn)行成礦時代的測定，不僅可以深入研究南亞帶的成礦機(jī)制，同時為研究岡底斯成礦帶各亞帶的時空關(guān)系、岡底斯成礦帶與板塊俯沖—碰撞構(gòu)造巖漿活動有關(guān)的成礦演化過程提供有力的支持。

1 構(gòu)造巖漿成礦背景

岡底斯成礦帶位于拉薩地體南緣雅魯藏布江縫合帶北側(cè)，東西長約2000 km，南北寬約100 km(見圖1)。在特提斯構(gòu)造演化過程中，經(jīng)歷了石炭紀(jì)—三疊紀(jì)活動大陸邊緣、侏羅紀(jì)—早白堊世特提斯多島弧盆系統(tǒng)、白堊紀(jì)末—始新世亞歐-印度大陸碰撞造山和中新世以來后碰撞伸展等多個構(gòu)造演化階段［16～18］。

圖1 岡底斯礦帶地質(zhì)簡圖及礦床分布(據(jù)文獻(xiàn)［3］修改)Fig.1 Simplified geological map of the Gangdese ore belt and distribution of deposits

岡底斯帶巖漿活動從白堊紀(jì)持續(xù)到第三紀(jì)，侵位高峰為距今55～45 Ma和距今30～24 Ma［19～20］，廣泛分布燕山晚期至喜馬拉雅期的中酸性火山巖和巖漿巖，構(gòu)成了岡底斯火山-巖漿雜巖帶?；鹕綆r以燕山期為主，為中酸性安山質(zhì)—流紋質(zhì)火山熔巖及火山碎屑巖，具活動大陸邊緣火山巖特征;喜馬拉雅期火山活動為陸相火山噴發(fā)，以鈣堿性火山巖為主;晚期偏堿性，具島弧火山巖特征。侵入巖多呈帶狀分布的復(fù)式巖基、巖株和巖脈，燕山晚期(距今110～75 Ma)以中酸性巖為主，后期出現(xiàn)偏堿性花崗巖，多屬Ⅰ型花崗巖類。燕山期花崗巖多形成大的巖基，構(gòu)成花崗巖帶的主體;喜馬拉雅期花崗巖多呈小的巖體、巖株，與該帶成礦作用密切相關(guān)［21］。

火山-巖漿弧演化過程不僅能夠反映板塊運動過程中俯沖與碰撞作用的時空對應(yīng)關(guān)系，也伴隨對應(yīng)的成礦事件［22］。岡底斯帶巖漿活動的兩個峰期分別對應(yīng)亞歐-印度大陸大規(guī)模碰撞(距今55～50 Ma)［23～24］和岡底斯逆沖斷裂活動(距今20～30 Ma)［25～26］。晚古生代活動大陸邊緣的當(dāng)雄—工布江達(dá)一帶，發(fā)育有伸展環(huán)境的雙峰式火山活動和裂谷盆地沉積組合，形成了北亞帶礦床系列;中生代多島弧盆系的岡底斯南緣，由于弧火山和深成侵入活動，發(fā)育鈣堿性島弧-陸緣弧花崗巖，形成了南亞帶礦床系列;距今21 Ma左右，岡底斯造山帶快速隆升，隨后發(fā)生東西向伸展，產(chǎn)生近南北向的裂谷，與此對應(yīng)，岡底斯帶發(fā)育鉀玄質(zhì)-高鉀鈣堿性熔巖［27］、規(guī)模較小的高位花崗巖體和花崗質(zhì)斑巖體，形成了中亞帶礦床系列［28］。

2 礦床地質(zhì)特征

桑布加拉礦床地層主要為白堊系桑日群比馬組泥晶灰?guī)r、變質(zhì)粉砂巖以及白堊系花崗閃長巖，地層主體呈近東西向展布。其中花崗閃長巖侵入到比馬組中，發(fā)生熱液接觸交代作用，為巖漿熱液接觸交代矽卡巖型銅礦(見圖2、圖3a)。礦體主要產(chǎn)在與泥灰?guī)r接觸的矽卡巖中，呈不規(guī)則長條—透鏡狀，近北東—東西走向，出露面積小于0.2 km2。賦礦巖石為灰綠色、灰白色石榴子石矽卡巖，團(tuán)塊狀、浸染狀構(gòu)造，細(xì)粒、變晶粒狀結(jié)構(gòu);礦石礦物有黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝鉬礦、銅藍(lán)等，呈細(xì)脈狀、浸染狀、星簇狀分布(見圖3b—3d)。顯微特征如圖3e，金屬礦物生成順序為:磁鐵礦→赤鐵礦→黃鐵礦→磁黃鐵礦→黃銅礦→銅藍(lán)→褐鐵礦;脈石礦物有石英、長石、透輝石、硅灰石等;Cu礦石品位0.40%～6.84%，平均3.47%［28］。

圖2 桑布加拉礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Simple geological map of Sangbujiala copper deposit

在礦區(qū)采剖面東部可見閃長巖與矽卡巖的接觸關(guān)系(見圖3f)，向西礦化逐漸增強(qiáng)，以泥灰?guī)r處蝕變最為強(qiáng)烈，發(fā)育大量黃銅礦、黃鐵礦。采剖面下部，可見小型花崗閃長巖株。區(qū)內(nèi)發(fā)育大量南北向、北東東向、北西西向的節(jié)理、裂隙，并被后期部分含礦的石英脈、方解石脈充填，其中石英脈里以黃銅礦化為主，方解石脈里以黃鐵礦化為主。方解石脈被后期石英脈切穿。根據(jù)脈體、裂隙等的先后切割關(guān)系，劃分以下成礦期次:早期為主成礦期的接觸蝕變作用矽卡巖成礦，晚期為破裂面內(nèi)方解石脈成礦，更晚期為石英脈成礦。

圖3 桑布加拉礦區(qū)野外照片F(xiàn)ig.3 Photos of Sangbujiala copper deposit

為了獲得可靠的成礦時代，在該礦區(qū)采集了與礦化密切相關(guān)的8件含輝鉬礦的矽卡巖樣品，進(jìn)行輝鉬礦Re-Os同位素測試(樣品位置見圖2)，樣品均采自接觸蝕變作用形成的主成礦期矽卡巖。輝鉬礦呈星簇狀、浸染狀、細(xì)脈狀分布。輝鉬礦顯微特征如圖3g，呈鱗片狀，片直徑0.1～0.2 mm，部分0.2～0.5 mm，反射色為灰白色、灰色，不透明礦物生成順序:輝鉬礦→磁鐵礦→赤鐵礦。

3 測試結(jié)果

同位素年齡測試在國家地質(zhì)實驗測試中心錸-鋨同位素實驗室完成，Re-Os同位素分析結(jié)果見表1。輝鉬礦Re含量變化較大，其中樣品BD4 Re含量明顯較其他樣品低，但是不影響測試結(jié)果，Re/187Os值較一致，模式年齡從(92.13±1.26)Ma到(97.62±1.62)Ma。采用Isoplot軟件作等時線和加權(quán)平均值，得到等時線年齡為(93.3±4.1)Ma，初始187Os為(1±3)ng/g(見圖4)，平均模式年齡為(94.5±1.6)Ma(見圖5)，與等時線年齡相差1.3～4.5 Ma。

表1 桑布加拉銅礦輝鉬礦Re-Os同位素數(shù)據(jù)Table1 Re-Os isotopic datum of molybdenite from Sangbujiala copper deposit

圖4 桑布加拉銅礦輝鉬礦Re-Os同位素等時線Fig.4 Re-Os isotime line of molybdenite from Sangbujiala copper deposit

圖5 桑布加拉銅礦輝鉬礦Re-Os平均模式年齡Fig.5 The average of Re-Os model age of molybdenite from Sangbujiala copper deposit

4 討論與結(jié)論

此次輝鉬礦樣品采自與礦體同生的矽卡巖中，因此輝鉬礦Re-Os等時線的年齡能夠代表成礦年齡，即桑布加拉礦床的成礦年齡是(93.3±4.1)Ma，為燕山晚期晚白堊世，早于大陸碰撞時代，是俯沖階段成礦。梁華英等［29］對桑布加拉礦化巖體石英二長巖進(jìn)行鋯石(LAICPMS)U-Pb測定，獲得年齡為(92.1±0.6)Ma，與本次輝鉬礦Re-Os等時線年齡(93.3 ±4.1)Ma一致。

陳毓川等［30］提出，一個成礦省無論空間范圍大小、演化歷史長短，其成礦系列中都應(yīng)該具有不同地質(zhì)演化階段形成的各種成礦作用。因此，青藏高原從特提斯洋俯沖到印-亞大陸碰撞-伸展的整個巖漿-構(gòu)造演化，也應(yīng)該有比較完整的礦床系列。

大量測試結(jié)果表明，南亞帶成礦時代在距今20～40 Ma之間，如:明則礦床(30.26 ±0.69)Ma［7］、努日礦床(23.62±0.97)Ma［7］，主要是晚碰撞轉(zhuǎn)換階段成礦;中亞帶成礦時代集中在距今14～17 Ma，如:驅(qū)龍礦床(15.99±0.32)Ma［8］、甲馬礦床(15.18 ±0.98)Ma［9］，為后碰撞伸展階段成礦;北亞帶成礦時代在距今50～65 Ma之間，如:沙讓礦床(51.0±1.0)Ma［14］、亞貴拉礦床(65.0±1.9)Ma［15］，主要是主碰撞造山階段成礦。而本次獲得的桑布加拉礦床成礦時代(93.3±4.1)Ma明顯早于岡底斯東段已知的成礦時代，并且在構(gòu)造巖漿演化上早于碰撞造山階段成礦，屬于新特提斯洋殼向北俯沖消減階段成礦(見圖1、圖6)。

圖6 岡底斯東段多期成礦事件年代學(xué)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)［1］修改)Fig.6 Chronology of metallogenic stages in eastern Gangdese

因此，此次獲得的桑布加拉礦床的成礦時代，不僅說明岡底斯東段南緣存在碰撞前的洋殼俯沖階段成礦，也說明岡底斯帶構(gòu)造巖漿與成礦事件是對應(yīng)完整的演化序列。這對于重新認(rèn)識岡底斯東段南緣礦帶、拓寬找礦方向和范圍、研究成礦規(guī)律和成礦作用具有重要意義。

致謝:野外工作得到西藏地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊巴登珠總工的指導(dǎo)與支持，特此致謝。

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MOLYBDENITE Re-Os ISOTOPIC DATING OF SANGBUJIALA COPPER DEPOSIT IN THE SOUTH MARGIN OF THE EASTERN GANGDESE SECTION，TIBET，AND ITS GEOLOGICAL IMPLICATIONS

ZHAO Zhen1，HU Dao-gong1，WU Zhen-han2，LU Lu2

(1.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100081，China; 2.Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China)

Abstract:Located in north side of Yaluzangbujiang Suture，Sangbujiala skarn-type copper deposit is one of the typical polymetallic deposits in the south subzone of the Gangdese metallogenic belt.For the purpose of finding out the mineralization time，the authors selected eight molybdenite samples from Sangbujiala ore district to perform the Re-Os dating.The age of Re-Os isotime line from molybdenite is 93.3±4.1 Ma，with an average model age of 94.5±1.6 Ma.Therefore，the Sangbujiala ore formed during Late Cretaceous，which belongs to the Neo-Tethys subduction stage.The Sangbujiala ore and other Cenozoic deposits showed that the Gangdese metallogenic belt occurring large-scale mineralization in the subduction stage，main collision stage，late collision stage and post-collisional stage，and to form a complete series of metallogenic evolution.

Key words:Re-Os isotope age;molybdenite;skarn-type copper deposit;Gangdese;metallogenic evolution

P597

A

1006-6616(2012)02-0178-09

2011-12-08

中國地質(zhì)調(diào)查局項目(編號:1212011120185)

趙珍(1987-)，女，碩士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。E-mail:zhaozhen03@126.com