西藏多不雜銅礦區(qū)成礦巖體鋯石年代學(xué)及地質(zhì)意義

朱松華， 徐 璐， 王 程， 王慧軍， 黃 濤

(江蘇長(zhǎng)江地質(zhì)勘查院，江蘇 南京 210046)

班公湖—怒江成礦帶主要分布在班公湖—怒江縫合帶北側(cè)，已經(jīng)成為繼玉龍、岡底斯之后的西藏第三條斑巖銅礦帶。近年來(lái)，隨著青藏高原大規(guī)模金屬勘查工作的開展，保那木崗、波龍、多不雜、尕爾勤等大型或特大型斑巖型銅多金屬礦床相繼被發(fā)現(xiàn)。本文以與成礦作用密切的花崗閃長(zhǎng)斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為切入點(diǎn)，用高質(zhì)量的年代學(xué)數(shù)據(jù)為認(rèn)識(shí)班公湖—怒江成礦帶巖漿演化與成礦作用提供新思路。

1 地質(zhì)背景

班公湖—怒江銅多金屬成礦帶西起班公湖，橫貫整個(gè)西藏高原，約2 000 km以上。目前，已發(fā)現(xiàn)的金、銅、鉻等金屬礦床沿班公湖—怒江縫合帶呈東西向帶狀展布，從而構(gòu)成了班公湖—怒江金銅多金屬成礦帶。班公湖—怒江結(jié)合帶是泛華夏大陸與岡瓦納大陸的分界線，其南北兩側(cè)分別是拉薩地塊和羌塘地塊。多不雜銅礦位于該銅多金屬成礦帶的西段，地處羌塘地塊最南緣、班公湖—怒江結(jié)合帶北緣的中生代巖漿弧。

根據(jù)已完成的勘查工作顯示，礦床的主要圍巖是J2q的粉砂質(zhì)板巖、長(zhǎng)石石英砂巖(圖1)。多不雜斑巖銅礦的含礦斑巖體主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖，含礦斑巖全巖礦化。該斑巖銅礦上部為氧化礦，深部為原生礦。礦石類型為典型的斑巖型礦石，以細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主，次為角礫狀構(gòu)造。礦石中金屬礦物組成主要為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、斑銅礦、輝鉬礦。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)略圖

2 巖相學(xué)特征

花崗閃長(zhǎng)斑巖是主要含礦巖體。巖體主體在地表，呈橢圓形，近NE向展布，長(zhǎng)約2 000 m，寬100～320 m，面積約0.18 km2，是研究區(qū)內(nèi)出露最廣的侵入巖體(圖1)。巖石手標(biāo)本為灰白色、淺灰色，野外常見由于褐鐵礦化而成黃褐色(圖2)。斑晶斜長(zhǎng)石多呈半自形-他形，可見殘存的聚片雙晶，絹云母化強(qiáng)烈。斑晶斜長(zhǎng)石粒徑一般為0.5～3 mm，個(gè)別達(dá)5 mm，含量15%～25%。斑晶石英呈他形粒狀，個(gè)別呈渾圓粒狀，粒徑一般為0.5～2.5 mm，個(gè)別達(dá)5 mm，含量5%～15%。斑晶黑云母呈片狀，褐色，表現(xiàn)出淺黃-褐色多色性，粒徑一般為0.2～1.0 mm，含量3%～5%。斑晶角閃石多呈板狀，綠色，暗化明顯而析出鐵質(zhì)，多保留角閃石假象，粒徑一般為0.5～1.0 mm，含量為2%～4%?；|(zhì)由微細(xì)粒長(zhǎng)英質(zhì)組成，粒徑多在0.05～0.1 mm以下，含量50%～70%?；|(zhì)絹云母化、硅化、碳酸鹽化強(qiáng)烈。副礦物有磷灰石、鋯石、金紅石、磁鐵礦、黃鐵礦。

圖2 花崗閃長(zhǎng)斑巖手標(biāo)本特征

3 LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年

3.1 樣品與分析方法

鋯石測(cè)年的兩件樣品分別采自花崗閃長(zhǎng)斑巖體西部的(B221-1)及東部的(B224-1)。鋯石分選整個(gè)流程使用的裝置需徹底清洗，避免污染。先將新鮮的樣品粉碎至120目以下，在雙目鏡下挑選出用于定年的鋯石，鋯石制靶在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。以環(huán)氧樹脂來(lái)固定待測(cè)鋯石，并拋光直至暴露出鋯石中心面，后分別在光學(xué)顯微鏡下用反光、透射光照相和在掃描電鏡上進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相。鋯石陰極發(fā)光(CL)照相在電子探針實(shí)驗(yàn)室MonoCL3系統(tǒng)上完成，檢查鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而幫助選定最佳的待測(cè)鋯石部位和進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋。在激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-IC-PMS)上完成U-Pb測(cè)年。

鋯石的陰極發(fā)光(CL)研究在電子探針實(shí)驗(yàn)室完成。LA-ICP-MS法單顆粒鋯石微區(qū)U-Pb年齡測(cè)定在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Agilent 7500a)與準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLas2005)的聯(lián)機(jī)上進(jìn)行。激光系統(tǒng)基本指標(biāo)為：波長(zhǎng)：193 nm；激光能量>200 mJ(10 Hz, 30 kV)；脈沖頻率：1～20 Hz；能量穩(wěn)定性：2%；激光光斑：4～200 μm；激光光束：32 μm。詳細(xì)分析步驟和數(shù)據(jù)處理方法參見相關(guān)文獻(xiàn)[3-4]。數(shù)據(jù)采用ISOPLOT程序處理，并對(duì)普通鉛進(jìn)行校正。

3.2 分析結(jié)果

鋯石陰極發(fā)光檢測(cè)顯示，兩個(gè)樣品中的鋯石均為白色-無(wú)色透明，多呈長(zhǎng)柱狀自形晶體，大部分鋯石可見韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，少數(shù)鋯石顆粒有破損現(xiàn)象。鋯石大小50～100 μm，長(zhǎng)寬比為2∶1～6∶1，Th/U為0.49～0.87。陰極發(fā)光電子(CL)圖像(圖3)顯示，鋯石發(fā)育密集的振蕩環(huán)帶為典型的巖漿鋯石。本文選取環(huán)帶清晰、自形度高、晶體完整的巖漿鋯石作為測(cè)年對(duì)象，兩件花崗閃長(zhǎng)斑巖樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 花崗閃長(zhǎng)斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果

注：Pb*放射性鉛；分析測(cè)試單位為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

兩件樣品成功測(cè)定了20顆鋯石，樣品B211-1的7顆鋯石和樣品B224-1的12顆鋯石的U-Pb分析數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布于一直線上形成聚集束，206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為120.8±1.3 Ma(MSWD=0.97)和119.32±0.74 Ma(MSWD=0.46)(圖4(a)和圖4(b))。兩樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)可信，均解釋為花崗閃長(zhǎng)斑巖的巖漿結(jié)晶年齡。上述年齡測(cè)定結(jié)果表明花崗閃長(zhǎng)斑巖形成時(shí)代為早白堊世，屬于燕山晚期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

4 討論

通過(guò)LA-ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)定的含礦斑巖年齡與曲曉明等(2006)、李金祥等(2008)、佘宏全等(2009)用SHRIMP U-Pb法測(cè)得的年齡誤差范圍一致(分別為127.8±2.6 Ma、121.6±1.9 Ma、120.9±2.4 Ma)，均解釋為含礦巖漿的侵位時(shí)間。另外，佘宏全等對(duì)多不雜礦區(qū)6個(gè)含礦斑巖體內(nèi)的輝鉬礦樣品進(jìn)行測(cè)年，測(cè)得Re-Os等時(shí)線年齡為118.0±1.5 Ma，認(rèn)為是多不雜的成礦年齡。高質(zhì)量的年代學(xué)數(shù)據(jù)以及以往的研究成果表明多不雜斑巖銅礦區(qū)成礦巖漿的侵位年齡與成礦年齡重疊，說(shuō)明成礦流體分異演化過(guò)程較短，成巖成礦幾乎同時(shí)完成，這與多不雜礦區(qū)斑巖型礦床淺成產(chǎn)出的特點(diǎn)相吻合。從區(qū)域上看，從中-晚侏羅世班公湖—怒江洋盆消減閉合到晚侏羅世至早白堊世早期大規(guī)模的島弧型巖漿成礦活動(dòng)，兩者滯后時(shí)間間隔在30～40 Ma之間。在班公湖—怒江洋消減閉合之后，快速的閉合俯沖導(dǎo)致板片下插較淺，含礦巖漿的生成源區(qū)也相應(yīng)較淺，正是在這樣的構(gòu)造背景下，形成了多不雜斑巖銅礦床。本文獲得的多不雜含礦斑巖侵位年齡也驗(yàn)證了班公湖—怒江銅礦帶成巖過(guò)程發(fā)生在班公湖—怒江洋消減閉合之后，而成礦作用則與成巖作用具有同時(shí)性。

5 結(jié)論

(1)位于班公湖—怒江銅多金屬成礦帶西段的多不雜斑巖銅礦成礦巖體的巖石類型為花崗閃長(zhǎng)斑巖，巖體形成于早白堊世(K1)，其LA-ICP-MS原位微區(qū)鋯石U-Pb年齡為119.32±0.74～120.8±1.3 Ma，是班公湖—怒江帶燕山晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

(2)多不雜斑巖銅礦床是在班公湖—怒江洋消減閉合之后，而快速的平板俯沖導(dǎo)致板片下插較淺，巖漿源區(qū)淺侵位，成礦流體分異演化過(guò)程較短，成巖成礦作用同步形成的。