努日銅鉬鎢礦床黃銅礦Re－Os定年及意義

王欣欣 鄭榮才 閆國(guó)強(qiáng) 黃 勇

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都610059;2.山西省地勘局217地質(zhì)隊(duì)，山西大同037008;3.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610059;4.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川成都610081)

岡底斯成礦帶位于西藏陸陸碰撞造山帶拉薩地塊南緣岡底斯火山—巖漿弧中東段，平行于雅魯藏布江縫合帶展布［1］，在歐亞與印度大陸碰撞過程中，歷經(jīng)復(fù)雜的構(gòu)造、巖漿、成礦作用，在構(gòu)造演化的各個(gè)階段均存在與之相應(yīng)的成礦事件。按照成礦區(qū)帶劃分，岡底斯成礦帶是最重要的Ⅲ級(jí)成礦帶，分布著5個(gè)超大型礦集區(qū)［2］，該帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多個(gè)大型或超大型斑巖型、矽卡巖型礦床，受到國(guó)際礦床學(xué)界的廣泛關(guān)注，業(yè)已成為我國(guó)又一重要的銅、鉬等戰(zhàn)略金屬資源基地。努日銅鉬鎢礦床位于岡底斯成礦帶中東段南緣，緊鄰雅魯藏布江縫合帶，是近年來發(fā)現(xiàn)的具有巨大找礦潛力的銅、鉬、鎢多金屬礦床，最新的勘探成果顯示，該礦床白鎢礦資源量已達(dá)到大型礦床規(guī)模，有望成為西藏首例大型矽卡巖型鎢礦床。該礦床因巨大的找礦潛力、特殊的構(gòu)造環(huán)境，引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。近年來，眾多研究者對(duì)該礦田開展了部分巖石學(xué)、流體包裹體等研究工作，而對(duì)礦區(qū)不同金屬硫化物的形成時(shí)代卻缺乏可靠的同位素年齡。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

努日礦區(qū)分為南礦段、中礦段、北礦段三部分，礦化分帶基本以南銅鉬礦、北鎢礦、中鉬礦為特征。礦區(qū)出露地層為比馬組(K1b)，比馬組一段(K1b1)為厚層灰?guī)r，幾乎未發(fā)生大理巖化、矽卡巖化，含粒徑為0.5～5 cm的內(nèi)碎屑，偶見晶形較好的星點(diǎn)狀黃鐵礦化，在努日礦區(qū)主要出露在北礦段低處以及在中礦段出露一部分;比馬組二段(K1b2)為薄層灰?guī)r，層厚為10～20 cm，總體沉積厚度約20 m，在礦區(qū)出露范圍較廣，已全部發(fā)生石榴子石矽卡巖化，是礦區(qū)主要的賦礦層位;比馬組三段(K1b3)為薄層灰?guī)r大理巖與中薄層變質(zhì)粉砂巖互層，在礦區(qū)北礦段可見明顯的露頭，該層內(nèi)可見順灰?guī)r與砂巖層面貫入的含礦熱液與地層發(fā)生接觸交代，呈層狀、似層狀，與噴水沉積型的礦化特征相似，同時(shí)，在變質(zhì)粉砂巖中可見高角度貫入的石英－黃鐵礦脈、石英－黃銅礦脈、輝鉬礦脈等礦化細(xì)脈，該層礦化較弱，為下伏比馬組四段(K1b4)的充分矽卡巖礦化提供了良好的頂蓋遮擋作用;比馬組四段(K1b4)為礫巖，分布在中礦段頂部，出露面積約20 m2，主要出露在南礦段低處，礫石粒徑最大可達(dá)10 cm，磨圓度較高，成分主要以硅質(zhì)為主，膠結(jié)物為淡綠色安山質(zhì)。礦區(qū)出露的巖漿巖主要有淡綠色安山巖、閃長(zhǎng)(玢)巖脈、花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖、煌斑巖脈，其中與礦化有關(guān)的巖體主要為出露在北礦段的黑云母花崗巖巖體，煌斑巖呈近東西向、寬約5 m的巖脈產(chǎn)出，安山巖呈巖株?duì)町a(chǎn)出在南礦段，花崗閃長(zhǎng)巖出露在南礦段中部，巖體節(jié)理發(fā)育，沿節(jié)理面孔雀石化較好，但其新鮮面未見明顯礦化，局部可見弱矽卡巖化，巖體也沿接觸帶發(fā)生褪色蝕變，主要的金屬礦物為黃銅礦、自然銅、孔雀石、硅孔雀石、赤銅礦、藍(lán)銅礦、輝鉬礦、白鎢礦，非金屬礦物主要為石英、石榴子石、綠簾石、方解石、長(zhǎng)石。礦石結(jié)構(gòu)為自形、半自形，礦石構(gòu)造為稀疏浸染狀、團(tuán)斑狀、條帶狀、細(xì)脈狀，局部可見塊狀。

2 采樣及分析方法

為了消除因采樣造成的分析差異，本次用于測(cè)試的2件黃銅礦樣品分別采自北礦段ZK1005和中礦段ZK2702，選取石英閃長(zhǎng)巖、矽卡巖中代表晚成礦期的黃銅礦－石英脈，黃銅礦呈寬窄不一的脈狀、團(tuán)斑狀，見圖1。黃銅礦－石英脈經(jīng)破碎后在雙目鏡下挑選干凈并足量送往國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心Re－Os同位素實(shí)驗(yàn)室，此次試驗(yàn)全流程空白水平遠(yuǎn)低于所測(cè)試樣品中的Re、Os含量，因此不會(huì)影響試驗(yàn)中Re和Os含量的準(zhǔn)確測(cè)定。

圖1 努日礦區(qū)黃銅礦照片F(xiàn)ig.1 Photos of Chalcopyrite in Nuri Cu-Mo-W deposit

3 分析結(jié)果

Re－Os同位素定年方法已經(jīng)被證明是一種研究金屬內(nèi)生礦床成礦年代十分有效的手段，努日礦區(qū)2件黃銅礦樣品的Re－Os同位素測(cè)試結(jié)果及模式年齡計(jì)算結(jié)果見表1。其中用于計(jì)算Re－Os模式年齡(t)公式為

其中，λ 為187Re衰變常數(shù)，λ =1.666×10－11a－1。經(jīng)計(jì)算，2件黃銅礦樣品的Re－Os同位素模式年齡分別24.94±0.35 Ma和 23.53±0.37 Ma，平均為24.24±0.36 Ma，年齡結(jié)果非常一致。由于測(cè)試所得到普通 Os含量微乎其微，因此認(rèn)為黃銅礦中的187Os幾乎全部由187Re衰變產(chǎn)生，其測(cè)定的Re－Os同位素年齡代表了黃銅礦的形成年齡。努日礦床是以銅、鉬、鎢為主的多金屬礦，通過大量的巖芯觀察發(fā)現(xiàn)，黃銅礦主要表現(xiàn)為3種產(chǎn)狀:①浸染狀黃銅礦與鉬共生，主要見于矽卡巖中;②脈狀的石英及黃銅礦，主要見于變質(zhì)粉砂巖、石英閃長(zhǎng)巖中;③稀疏浸染狀黃銅礦，主要見于石英閃長(zhǎng)巖中。前人曾報(bào)道了矽卡巖中與黃銅礦共生的輝鉬礦Re－Os年齡為23.62±0.97 Ma，而此次討論的則是稍早形成的、石英與黃銅礦脈中的黃銅礦，這一年齡不僅代表了努日黃銅礦的形成年齡，同時(shí)也暗示了努日礦區(qū)存在不止一次的成礦事件，具有重要的成礦指示意義。

表1 努日銅鉬鎢礦床黃銅礦Re－Os同位素測(cè)試數(shù)據(jù)Table 1 Re-Os isotope data of Chalcopyrite in Nuri Cu-Mo-W deposit

4 討論

岡底斯成礦帶已成為西藏發(fā)現(xiàn)的世界級(jí)巨型成礦帶，位于雅魯藏布江縫合帶和班公湖—怒江縫合帶之間，該成礦帶分布著各種類型的眾多礦床和礦點(diǎn)，為研究該成礦帶成礦規(guī)律及構(gòu)造演化歷史提供了直接的證據(jù)。青藏高原也是目前全球重要的研究大陸碰撞的理想實(shí)驗(yàn)地［3］，莫宣學(xué)等認(rèn)為印度大陸與亞歐大陸碰撞時(shí)限為65 Ma［4］，侯增謙等認(rèn)為這一過程主要經(jīng)歷了3個(gè)階段，即主碰撞階段(65～41 Ma)、晚碰撞階段(40～26 Ma)和碰撞后階段(25～0 Ma)，而對(duì)于整個(gè)碰撞造山成礦過程，晚碰撞地殼由擠壓向伸展階段轉(zhuǎn)換期是較為重要的成礦階段，伴隨這一過程，在青藏高原形成眾多典型的大型、超大型礦床，其中最著名的當(dāng)屬岡底斯斑巖銅礦帶，帶內(nèi)如驅(qū)龍斑巖型銅多金屬礦(15.36 Ma)［5］、甲瑪斑巖 －矽卡巖型銅多金屬礦(15.22 Ma)［6］。而在努日礦床所處的澤當(dāng)?shù)V田內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了眾多斑巖型、矽卡巖型礦床，其成礦時(shí)代主要為:車門輝鉬礦Re－Os年齡為93.3±4.1 Ma［7］、努日北礦段黑云母石英閃長(zhǎng)巖中始新世黃銅礦Re－Os年齡約55 Ma、沖木達(dá)為40.3±5.6 Ma［8］，明則為30.26 ±0.69 Ma［9］，此次研究的努日銅鉬鎢礦床，其黃銅礦 Re－Os年齡為24.24±0.36 Ma。陳毓川等認(rèn)為，一個(gè)成礦省無論空間范圍大小、演化歷史長(zhǎng)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［10］。侯增謙等也提出青藏高原上的成礦作用是貫穿于整個(gè)印亞大陸碰撞造山的全過程［11］。由此可見，岡底斯成礦帶南緣的澤當(dāng)?shù)V田自新特提斯洋晚白堊世的北向俯沖消減開始階段，經(jīng)歷印亞陸陸主碰撞階段、晚碰撞階段、碰撞后階段后，表現(xiàn)出了各階段具有的獨(dú)特礦物組合特征、礦床類型，很好地驗(yàn)證了前人的觀點(diǎn)，同時(shí)也暗示該地區(qū)可能存在比車門礦床更早的成礦事件以及比努日礦床最小年齡更晚的成礦事件。

5 結(jié)論

努日銅鉬鎢多金屬礦床2件黃銅礦樣品模式年齡平均值為24.24±0.36 Ma，其產(chǎn)狀為石英－黃銅礦脈，廣泛分布在石英閃長(zhǎng)巖中，代表了岡底斯成礦帶南緣中新世的新的一次成礦事件。早于前人的浸染狀黃銅礦與鉬共生組合年齡。黃銅礦成礦年齡的精確厘定，不僅豐富了該礦床的成礦時(shí)代，同時(shí)也提出了新的礦化組合，努日礦床存在多期礦化已是不爭(zhēng)事實(shí)，礦床的成礦時(shí)代對(duì)于在澤當(dāng)?shù)V田范圍內(nèi)尋找新的成礦事件具有重要的指示意義。

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