贛中麻雞嶂鉬鎢多金屬礦化帶輝鉬礦Re-Os年齡及意義

宋凱林， 張樹明，， 魏正宇， 張 良

(1.東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，江西南昌 330013;2.東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，江西撫州 344000)

贛中麻雞嶂鉬鎢多金屬礦化帶位于江西省樂(lè)安縣境內(nèi)的南村、谷崗一帶。礦化帶呈北東向展布，長(zhǎng)約5 km、寬約2 km，面積約為10 km2，包括旁嶺、小都、山心、瑤藍(lán)窩等多個(gè)鉬鎢礦化點(diǎn)，多已民采。該礦化帶發(fā)現(xiàn)于1950年代初，江西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)等多家單位在該區(qū)開展了不同程度的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，提交了相關(guān)報(bào)告，但對(duì)鉬鎢等多金屬礦的成礦時(shí)代和成礦機(jī)制等未作深入研究。本次研究通過(guò)對(duì)該區(qū)鉬鎢多金屬礦中的輝鉬礦進(jìn)行Re-Os同位素年齡進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上探討其地質(zhì)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)和礦床地質(zhì)

贛中麻雞嶂鉬鎢多金屬礦化帶位于華南后加里東準(zhǔn)地臺(tái)大王山臺(tái)穹，廣豐—永豐深斷裂帶與宜黃大斷裂帶之間。

研究區(qū)內(nèi)出露地層較為簡(jiǎn)單，只在礦化帶北東部大煙-馬帶灣里一帶出露有青白口系庫(kù)里組上、下段變質(zhì)巖系，部分在花崗巖中呈殘留體形式存在。庫(kù)里組下段(Qbk1)巖性為石榴二云母千枚巖和石榴二云母石英片巖，庫(kù)里組上段(Qbk2)巖性為絹云母千枚巖和二云母千枚巖。變質(zhì)巖系整體傾向SE，傾角50°±，礦化區(qū)內(nèi)為單斜構(gòu)造。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，主要表現(xiàn)為次級(jí)北東向斷層和北東向線狀裂隙帶。以密集程度和分布特征可分為西、中、東三組斷裂帶。稱西組斷裂帶、中組斷裂帶、東組斷裂帶。各帶均有石英脈、鎢、鉬、錫等金屬礦物充填。

區(qū)內(nèi)近南北向次級(jí)斷裂僅礦區(qū)南部見及。局部北西向小斷裂往住使早期礦脈產(chǎn)生位移。

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育較好，各類混合花崗巖及其巖脈出露廣泛，包括加里東晚期-海西早期的村前單元(ηγS3C)片麻狀細(xì)粒二云母英云閃長(zhǎng)巖、樂(lè)安單元(ηγD1L)片麻狀中粗粒巨斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、太平單元(ηγD1T)片麻狀中細(xì)粒少斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖、王元單元(ηγD1W)片麻狀細(xì)粒細(xì)斑黑云二長(zhǎng)花崗巖、橫崗單元(ηγT2H)粗中粒含斑-少斑黑云二長(zhǎng)花崗巖和燕山早期的山心單元(γJ3S)細(xì)粒黑云母花崗巖。同時(shí)還有較多硅化石英脈及花崗細(xì)晶巖脈出露。

研究區(qū)主要金屬礦化為鉬、鎢、錫、銅、鐵等，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石等，金屬礦物主要有輝鉬礦、黑鎢礦、錫石、磁鐵礦和黃銅礦等，主要礦化蝕變有硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化等。其中輝鉬礦呈小片狀充填于石英脈之空洞內(nèi)，及脈壁之邊部，風(fēng)化之后呈姜黃色的鉬暈;黑鎢礦呈長(zhǎng)條板狀，生于石英脈中，有時(shí)見黑鎢礦生長(zhǎng)在長(zhǎng)石中;錫石生于礦脈邊部及蝕變之云英巖中，在石英脈之空洞內(nèi)結(jié)晶的錫石結(jié)晶良好，呈正方錐狀。

圍巖蝕變主要就是云英巖化，鉬鎢礦化與云英巖化關(guān)系密切，云英巖化較強(qiáng)處含礦品位較高。礦脈邊部寬度受圍巖云英巖化強(qiáng)弱制約，一般寬2～5 cm，最寬約10 cm(圖1)。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Regional geological map of the study area

2 輝鉬礦Re-Os年齡測(cè)定

2.1 樣品采集和描述

本次研究選取研究區(qū)內(nèi)兩種類型輝鉬礦樣品共6件。一種類型為石英脈型，輝鉬礦產(chǎn)于石英脈中，樣品分別采自小都和瑤蘭窩鉬鎢礦化點(diǎn);另一種類型為云英巖化型，輝鉬礦產(chǎn)于云英巖化巖石中，樣品采自山心鎢鉬礦化點(diǎn)，具體見表1。

云英巖化型輝鉬礦中有黑鎢礦、黃鐵礦、錫石、石英、白云母、鈉長(zhǎng)石、黃玉、螢石、少量輝鉬礦，黑鎢礦呈細(xì)小柱狀浸染狀分布于礦石中，輝鉬礦僅局部可見，多呈細(xì)粒鱗片浸染狀分布于鎢錫礦化云英巖中，個(gè)別呈細(xì)小集合體團(tuán)塊產(chǎn)出(照片1)。石英脈型輝鉬礦中主要成分是黑鎢礦、輝鉬礦、石英、云母、螢石、方解石等，黑鎢礦呈細(xì)板狀自形、半自形晶體，自圍巖向脈中心生長(zhǎng)，部分在脈中心部位呈集合狀團(tuán)塊狀分布。輝鉬礦主要呈條帶狀沿石英兩側(cè)脈壁生長(zhǎng)，少部分呈半自形晶賦存于黑鎢礦邊。云母主要生長(zhǎng)在圍巖與輝鉬礦及脈體的交界處，為自形、半自形晶體(照片2)。

表1 采樣位置及輝鉬礦類型Table 1 The sampling location and molybdenite type

照片1 云英巖化型輝鉬礦Photo.1 Greisenization type molybdenite

照片2 石英脈型輝鉬礦Photo.2 Quartz vein type molybdenite

2.2 輝鉬礦錸-鋨同位素測(cè)定及結(jié)果

本次樣品測(cè)試由國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室完成，Re，Os化學(xué)分離步驟和質(zhì)譜測(cè)定等分析方法參照杜安道等(2009)、靳新娣等(2010)、李晶等(2010)，具體測(cè)試結(jié)果見表2。

表2中的187Os為總187Os，計(jì)算時(shí)的誤差指其總誤差，包括樣品的稱量誤差、稀釋劑標(biāo)定誤差、質(zhì)譜測(cè)量誤差和質(zhì)量分餾校正誤差等，置信度為95%。模式年齡的計(jì)算誤差還包括187Re，衰變常數(shù)的不確定度為1.02%。模式年齡t按下式計(jì)算:

式中，λ為187Re衰變常數(shù)，其值為1.666 ×10－11a－1。本次實(shí)驗(yàn)全流程空白水平Re約2 pg，普通Os為0.2 pg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所測(cè)樣品中Re，Os含量，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)中Re，Os含量的準(zhǔn)確測(cè)定。

經(jīng)過(guò)樣品的測(cè)試得出每件樣品中187Re，187Os的含量，據(jù)187Re和187Os的含量可繪制得等時(shí)線圖(圖2)。根據(jù)上述公式計(jì)算可得到輝鉬礦單礦物模式年齡值，圖3為輝鉬礦的模式年齡變化范圍。

3 研究意義

3.1 麻雞嶂礦區(qū)成礦作用時(shí)代

麻雞嶂研究區(qū)云英巖化型輝鉬礦模式年齡變化范圍在(183.72 ±2.47)Ma～(187.03 ±2.51)Ma之間，模式年齡變化區(qū)間及平均模式年齡為185 Ma，成礦時(shí)代為早侏羅世。

石英脈型輝鉬礦的模式年齡在(157.46±2.89)Ma～(161.33 ±2.85)Ma之間，其等時(shí)線分布接近于直線，等時(shí)線年齡為(157.2±1.4)Ma。石英脈型輝鉬礦的等時(shí)線年齡與模式年齡非常接近，說(shuō)明本次測(cè)試結(jié)果所得出的年齡值可作為其成礦年齡，其成礦時(shí)代為中侏羅世。

表2 麻雞嶂鉬鎢礦化帶輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)試結(jié)果Table 2 Re-Os isotopic data of of molybdenite from the Majizhang molybdenum tungsten polymetallic mineralization belt

圖2 麻雞嶂輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡圖Fig.2 Re-Os isochron ages of molybdenite from the Majizhang

圖3 麻雞嶂輝鉬礦Re-Os模式年齡加權(quán)平均值Fig.3 Weighted average of molybdenite Re-Os model ages of the Majizhang

由此認(rèn)為，研究區(qū)存在著兩期鉬鎢等多金屬成礦作用，早期為早侏羅世云英巖化型礦化，晚期為中侏羅世石英脈型礦化，這與野外觀測(cè)到石英脈型礦化脈切穿云英巖化型鉬礦化脈現(xiàn)象是相符的。

3.2 是中國(guó)東部中生代大規(guī)模金屬成礦組成部分

中國(guó)鉬礦床主要分布在中國(guó)東部，礦床類型主要包括斑巖型、斑巖-矽卡巖復(fù)合型、矽卡巖型、石英脈型等，其成礦時(shí)代以中生代為主，且都與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)(杜保峰等，2010)。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)鉬鎢等多金屬成礦是中國(guó)東部中生代大規(guī)模金屬成礦的組成部分。

(1)成礦時(shí)代吻合，除少數(shù)鉬礦床形成于元古宙、晚古生代和新生代之外，中國(guó)東部絕大多數(shù)金屬礦床(包括鉬礦床)都是形成于中生代，其成礦年齡集中在 190.0 ～110.0 Ma(杜保峰等，2010)，本區(qū)兩期礦化時(shí)代與之相當(dāng)。

(2)礦化特征相似，本區(qū)鉬鎢礦化特征與中國(guó)東部中生代鉬礦化特征非常相似。中國(guó)東部中生代鉬礦床多產(chǎn)出于中酸性巖體內(nèi)部及其與圍巖的接觸帶，鉬礦成礦與鈣堿性-堿性花崗質(zhì)巖體侵入密切相關(guān)(杜保峰等，2010)。礦體多由輝鉬礦-石英脈、輝鉬礦-黃鐵礦-石英脈、輝鉬礦-方解石-石英脈等組成。金屬礦物多為黑鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦及少量黃銅礦和閃鋅礦;脈石礦物主要有長(zhǎng)石、石英、方解石等。圍巖蝕變主要有鉀長(zhǎng)石化、矽卡巖化、云英巖化、綠泥石化等。

(3)礦化成因基本一致，本區(qū)礦化類型有兩種，分別是云英巖化型和石英脈型，均與巖漿作用關(guān)系密切，中國(guó)東部鉬礦床同樣均是與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，都是燕山期構(gòu)造巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

(4)成礦背景一樣，研究區(qū)本就是中國(guó)東部的一部分，中國(guó)東部中生代大規(guī)模金屬成礦可能與太平洋板塊從南東向北西方向往歐亞板塊強(qiáng)烈擠壓俯沖和中國(guó)東部巖石圈伸展減薄有關(guān)(胡受奚等，1991，1994，1995，1998;毛景文等，2004，2005;裴榮富等，2008)。

3.3 成礦機(jī)制

依據(jù)野外地質(zhì)特征和成礦年齡，總結(jié)得出贛中麻雞嶂鉬鎢多金屬礦化帶的成礦機(jī)制如下:

礦化圍巖云英巖化→第一期成礦(早期云英化巖型多金屬礦)→第二期成礦(晚期石英脈型礦化多金屬礦)

其中云英巖化是本區(qū)多金屬成礦的必要前提，第一期的云英化巖型多金屬成礦作用是第二期石英脈型多金屬成礦作用的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)贛中麻雞嶂鉬鎢礦化帶輝鉬礦進(jìn)行Re-Os可以得出以下結(jié)論:

(1)云英巖化型輝鉬礦的成礦年齡為(183.72 ±2.47)Ma～(187.03 ±2.51)Ma，形成年代為早侏羅世。石英脈型輝鉬礦的成礦年齡為(157.46 ±2.89)Ma～ (161.33 ±2.85)Ma，成礦年代為中侏羅世。

(2)研究區(qū)存在著兩期鉬鎢等多金屬成礦作用，早期為早侏羅世云英巖化型礦化，晚期為中侏羅世石英脈型礦化。其中云英巖化是本區(qū)多金屬成礦的必要前提，第一期的云英化巖型多金屬成礦作用是第二期石英脈型多金屬成礦作用的基礎(chǔ)。

(3)從成礦時(shí)代、礦化特征、礦化成因及成礦背景等方面來(lái)看，研究區(qū)屬于中國(guó)東部大規(guī)模中生代金屬成礦帶的一部分。

杜安道，屈文俊，李超，等.2009.錸鋨同位素定年方法及分析測(cè)試技術(shù)的進(jìn)展［J］.巖礦測(cè)試.28(3):288-304.

杜保峰，魏俊浩，王啟，等.2010.中國(guó)東部鉬礦成礦背景與成巖-成礦時(shí)差討論［J］.礦床地質(zhì)，29(6):935-955.

胡受奚，胡志宏，郭繼春，等.1991.中國(guó)東部花崗巖類的成巖和成礦及其與構(gòu)造環(huán)境的關(guān)系［J］.礦床地質(zhì)，10(2):97-106.

胡受奚，趙億英，胡志紅，等.1994.中國(guó)東部中-新生代活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造-巖漿作用演化和發(fā)展［J］.巖石學(xué)報(bào)，10(4):370-381.

胡受奚，葉瑛，趙彭英，等.1995.華北地臺(tái)中生代熱液成礦的構(gòu)造環(huán)境［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，1(2):58-66.

胡受奚，王鶴年，王德滋，等.1998.中國(guó)東部金礦地質(zhì)學(xué)及地球化學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社.

靳新娣，李文君，吳華英，等.2010.Re-Os同位素定年方法進(jìn)展及JCP MS精確定年測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)［J］.巖石學(xué)報(bào)，26(5):1617-1624.

李晶，孫亞莉，何克，等.2010.輝鉬礦Re-Os同位素定年方法的改進(jìn)與應(yīng)用［J］.巖石學(xué)報(bào)，26(2):642-648.

毛景文，謝桂青，李曉峰，等.2004.華南地區(qū)中生代大規(guī)模成礦作用與巖石圈多階段伸展［J］.地學(xué)前緣，11(1):45-55.

毛景文，謝桂青，張作衡，等.2005.中國(guó)北方中生代大規(guī)模成礦作用的期次及其地球動(dòng)力學(xué)背景［J］.巖石學(xué)報(bào)，21(1):169-188.

裴榮富，梅艷雄，毛景文，等.2008.中國(guó)中生代成礦作用［M］.北京:地質(zhì)出版社:227-229.