青海省治多縣查涌銅多金屬礦床成礦年代學(xué)研究

岳龍龍，劉英超，馬 旺，莊亮亮，黃世強(qiáng)，吳志旖

(1.自然資源部 深地動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所，北京 100037；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

“三江”成礦帶發(fā)育在青藏高原東北緣，夾持于金沙江和班公湖-怒江兩條縫合帶之間，是印度-歐亞大陸碰撞的關(guān)鍵構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(侯增謙等, 2006; 鄧軍等, 2010)，也是我國(guó)重要的多金屬成礦帶(劉增乾等, 1993; Houetal., 2007; 鄧軍等, 2011)。帶內(nèi)發(fā)育斑巖型Cu-Mo-Au(侯增謙, 2004；侯增謙等，2004)、造山型Au(Sunetal., 2009)、沉積巖容礦Pb-Zn(-Ag)(侯增謙等, 2008; 宋玉財(cái)?shù)? 2011)和火山熱液VMS型Cu-Pb-Zn(侯增謙等, 1991)等成礦系統(tǒng)(Houetal., 2003, 2006; Yangetal., 2014; 孫茂妤等, 2015; Liuetal., 2011, 2016, 2017; Songetal., 2015)，資源潛力巨大。近年來(lái)的地質(zhì)勘探工作發(fā)現(xiàn)，“三江”成礦帶中北段多彩礦集區(qū)發(fā)育了多個(gè)與巖漿熱液相關(guān)的銅多金屬礦床(圖1b; 陳玉華等, 2011; 鄭宗學(xué)等, 2012; 辛天貴等, 2014; 張萬(wàn)輝等, 2017; 祁永愛(ài)等, 2018)，到2015年，礦集區(qū)內(nèi)Cu-Pb-Zn金屬量已超過(guò)200萬(wàn)噸(王鍵, 2017)，成為“三江”帶內(nèi)又一極具資源潛力的Cu-Pb-Zn儲(chǔ)地。已有的勘探工作和研究工作表明，多彩礦集區(qū)內(nèi)這些銅多金屬礦床均發(fā)育在晚三疊世巴塘群第2巖性段中酸性火山碎屑巖和變質(zhì)碎屑巖中(鄭宗學(xué)等, 2012; 禹祿, 2017; 張飛等, 2017; 王鍵等, 2017; 馬曉光等, 2018)，而在礦床成因上，則有包括VMS型、巖漿熱液相關(guān)類(lèi)型、低溫?zé)嵋盒偷榷喾N認(rèn)識(shí)(表1； 趙程龍等, 2013; 沈貴春等, 2013; 王鍵等, 2017; 王飛, 2017; 金貴海, 2018)。但是，已有的這些工作都是針對(duì)礦床地質(zhì)觀察和礦床地球化學(xué)研究進(jìn)行的(張飛等, 2017; 王鍵等, 2017; 王鳳林等, 2017; 馬曉光等, 2018; 金貴海, 2018)，獲得的所有認(rèn)識(shí)都缺失了一個(gè)關(guān)鍵成礦要素的支持，那就是成礦年齡，也就是說(shuō)，到目前為止，多彩礦集區(qū)內(nèi)未曾獲得一個(gè)精確的成礦年齡。實(shí)際上，不管對(duì)于火山作用礦床還是巖漿熱液礦床來(lái)說(shuō)，成礦年齡都是理解其成礦作用、建立其成礦類(lèi)型、指導(dǎo)其找礦勘探的最關(guān)鍵因素。基于此，本次工作選擇了多彩礦集區(qū)內(nèi)典型礦床之一的查涌銅多金屬礦床，進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)踏勘和室內(nèi)薄片觀察，對(duì)最新發(fā)現(xiàn)的成礦階段的輝鉬礦和黑云母進(jìn)行了系統(tǒng)的放射性同位素年代學(xué)工作，以期填補(bǔ)“三江”中北段多彩礦集區(qū)內(nèi)這套與巖漿熱液相關(guān)的銅多金屬礦床成礦年齡認(rèn)識(shí)的空白。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

多彩礦集區(qū)所在的玉樹(shù)地區(qū)在大地構(gòu)造位置上屬于北羌塘-昌都地體北部，金沙江縫合帶和甘孜-理塘縫合帶相接位置南部(圖1a)，區(qū)內(nèi)先后經(jīng)歷了晚古生代到中生代古特提斯階段的洋盆擴(kuò)張(劉增乾, 1993)、俯沖造山(莫宣學(xué), 1993)、碰撞伸展作用(王成善等, 2001)和 新特提斯階段的地體拼貼(Yin and Harrsion., 2000; Spurlinetal., 2005)、俯沖凹陷作用(王成善等, 2001)。復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史導(dǎo)致地層建造復(fù)雜多樣，從早到晚表現(xiàn)為從石炭系至侏羅系為海相沉積和火山碎屑沉積，白堊系至新近系為陸相沉積，局部有多套蛇綠混雜巖出露(圖1b、圖2)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)活躍，大體有248 Ma(Yangetal., 2011)、230～206 Ma(Rogeretal., 2003; 金貴善, 2006; 王秉璋等, 2008; 趙少卿等, 2015; 王鍵等, 2018)、195～193 Ma(Yangetal., 2012)、50～41 Ma(Rogeretal., 2000; Spurlinetal., 2005; 金貴善, 2006; 楊志明等, 2008; Yangetal., 2014)4個(gè)峰期階段，分別發(fā)育了花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-石英閃長(zhǎng)巖和高鉀鈣堿性斑巖。多彩銅多金屬礦集區(qū)主要發(fā)育在區(qū)內(nèi)西北部，緊鄰金沙江縫合帶，目前已發(fā)現(xiàn)包括尕龍格瑪、查涌、撒納龍哇、龍墨溝、當(dāng)江、多日茸、瑪考才格在內(nèi)的7個(gè)礦床(表1)。這些礦床的礦體主要賦存在晚三疊世巴塘群火山碎屑巖、火山巖或變質(zhì)碎屑巖和灰?guī)r地層中(圖2)，礦體主要呈脈狀，礦石呈塊狀或浸染狀，大致可分為巖漿熱液成因的礦床和火山成因的塊狀硫化物礦床兩種類(lèi)型。部分已研究的礦床的成礦流體來(lái)源為巖漿水和大氣降水或海水的混合(表1)。

圖 1 玉樹(shù)地區(qū)大地構(gòu)造位置圖[a, 據(jù)Liu Yingchao等(2011)修改]和區(qū)域構(gòu)造及礦點(diǎn)分布圖[b, 據(jù)張飛等(2017)和Liu Yingchao等(2011)修改]Fig. 1 Tectonic location of Yushu region (a, modified after Liu Yingchao et al., 2011) and map of regional structure showing the distribution of Cu polymetallic deposits (b, modified after Zhang Fei et al., 2017 and Liu Yingchao et al., 2011)

2 礦床地質(zhì)特征

查涌銅多金屬礦床位于青海省南部治多縣境內(nèi)的多彩鄉(xiāng)，目前已發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)意義的礦化帶3條，圈定Cu-Mo礦體7條、Pb-Zn礦體3條，探明銅鉛鋅金屬量超過(guò)30萬(wàn)噸，鉬5萬(wàn)噸(姜和芳, 2017)(表1)。

礦區(qū)主要出露上三疊統(tǒng)巴塘群第2巖性段(T3B2)地層，地層巖性包括石英砂巖夾粉砂質(zhì)片巖、粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)板巖和灰?guī)r，地層北西西向展布，總體向北陡傾，局部?jī)A角可達(dá)80°左右(圖3)。發(fā)育兩組斷層，一組北西-南東向分布，主要以康剎勤斷層展現(xiàn)，此為一區(qū)域性逆斷層，傾向北東，傾角65°左右，構(gòu)成了礦區(qū)的主體構(gòu)造格架；另一組為北東-南西向分布，規(guī)模較小，明顯切割北西-南東向斷裂。巖漿巖廣泛出露，具體包括花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、玄武巖、輝長(zhǎng)巖(圖3)。 其中花崗閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖在礦區(qū)西南出露，已有的研究認(rèn)為其屬晚三疊世的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物(230～216 Ma; 王秉璋等, 2008; 王鍵等, 2018)；玄武巖出露于礦區(qū)東北部，由于受到了多期巖漿活動(dòng)和熱擾動(dòng)事件影響，其準(zhǔn)確的結(jié)晶時(shí)代尚未確定(王鍵, 2017)；輝長(zhǎng)巖在礦區(qū)中部以巖脈形式分散出露，多期巖漿侵位捕獲了古生代-三疊紀(jì)的巖漿鋯石，最新的鋯石U-Pb定年結(jié)果表明其最近的侵位結(jié)晶年齡為33.1±1.8 Ma(姜和芳, 2017)。

圖 2 “三江”中北段玉樹(shù)地區(qū)區(qū)域地層簡(jiǎn)圖[據(jù)姜和芳(2017)修改，地層接觸關(guān)系據(jù)王鍵(2017)修改]Fig.2 Stratigraphic column of the Yushu area in the middle part of Sanjiang belt (modified after Jiang Hefang, 2017; stratigraphic contact relationship modified after Wang Jian, 2017)

礦區(qū)發(fā)育多條Cu-Mo礦體和Pb-Zn礦體。 其中Cu礦體發(fā)育在礦區(qū)中部礦化帶，已發(fā)現(xiàn)礦體7條，礦體走向和區(qū)域構(gòu)造走向基本一致，傾向北，傾角43°～78°之間 (圖3)。 礦體長(zhǎng)度介于150～670 m之間，厚度介于1.15～14.34 m之間，Cu品位在不同礦體變化較大，介于0.20%～8.44%之間(張萬(wàn)輝等, 2017)。這些Cu礦體具體發(fā)育在變質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)板巖的接觸部位，或是分布于近東西走向的次級(jí)斷裂的破碎帶中，總體由脈狀黃銅礦+黃鐵礦組成，見(jiàn)少量浸染狀方鉛礦和閃鋅礦，深部砂巖中發(fā)育輝鉬礦細(xì)脈。與礦區(qū)中部Cu礦體不同，Mo礦體主體位于深部，礦體走向與Cu礦體一致，傾向北，走向上長(zhǎng)800 m，厚度介于200～500 m之間，品位一般為0.03%～0.36%，最高達(dá)0.39%(張萬(wàn)輝等, 2017)。帶內(nèi)輝鉬礦主要沿砂巖裂隙發(fā)育，或分布于石英脈內(nèi)及石英脈與砂巖接觸的位置，呈細(xì)脈狀、薄膜狀、浸染狀。

圖 3 查涌銅多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖[據(jù)張萬(wàn)輝等(2017)修改]Fig. 3 Geological map of the Chayong copper polymetallic deposit (modified after Zhang Wanhui et al., 2017)

Pb-Zn礦體發(fā)育在礦區(qū)南部和北部礦化帶中，已發(fā)現(xiàn)礦體4條，礦體走向北西-南東，呈透鏡狀展布，傾向北，傾角74°～88°(圖3)。礦體長(zhǎng)度介于150～190 m之間，厚度介于2.28～5.08 m之間，Zn品位一般介于0.56%～2.17%之間，Pb品位介于0.78%～4.14%之間(張萬(wàn)輝等, 2017)。北部礦化帶Zn礦體產(chǎn)于蝕變巖帶中，南部礦化帶Pb-Zn礦體分別發(fā)育在花崗閃長(zhǎng)巖與灰?guī)r接觸的蝕變巖帶(未有礦物年齡限定二者之間的關(guān)系)和變質(zhì)粉砂巖、片巖中，總體由脈狀閃鋅礦和浸染狀閃鋅礦+方鉛礦組成，見(jiàn)有少量星點(diǎn)狀產(chǎn)出的黃銅礦。

礦區(qū)蝕變發(fā)育，中部Cu-Mo礦化帶沿各礦體走向，自西向東整體表現(xiàn)為絹英巖化、角巖化過(guò)渡的趨勢(shì)，普遍發(fā)育黑云母化蝕變(圖4a、4b、4c)，靠近礦化帶處可見(jiàn)大量陽(yáng)起石、透閃石等(圖5a、5b、5j)。鉆孔中揭露蝕變的巖脈，可見(jiàn)斜長(zhǎng)石殘晶，斜長(zhǎng)石普遍發(fā)育絹云母化蝕變，呈細(xì)小的礦物集合體形態(tài)(圖5d)；深部揭露的砂巖發(fā)育角巖化(圖4d、4f)。在黑云母化蝕變范圍內(nèi)，可見(jiàn)兩類(lèi)黑云母： 一類(lèi)呈彌散狀分布在砂巖中，呈它形(圖5d、5e、5f)；另一類(lèi)以鱗片狀集合體的形式呈脈狀穿入蝕變的巖脈(圖4a)、角巖化砂巖中，單礦物呈自形，發(fā)育一組完全解理，角巖化砂巖中亦可見(jiàn)黃銅礦圍繞黑云母生長(zhǎng)(圖5i、5j)。礦區(qū)南部Pb-Zn礦體帶主要發(fā)育在花崗閃長(zhǎng)巖與灰?guī)r的接觸帶和構(gòu)造破碎帶內(nèi)。

野外和顯微鏡下觀察到的不同類(lèi)型礦物穿插關(guān)系和分布特征(圖4、圖5)顯示，查涌銅多金屬礦床發(fā)育有典型的巖漿熱液蝕變及鐵、銅、鉬、鉛鋅礦化，據(jù)此可將巖漿熱液期劃分為兩個(gè)階段，即第Ⅰ成礦階段(硅酸鹽階段)和第Ⅱ成礦階段(石英硫化物階段)(圖6)，具體如下：

(1) 硅酸鹽階段。 本階段發(fā)育放射狀、針柱狀的陽(yáng)起石和短柱狀的透閃石等(圖5a、5b、5j)，并在蝕變的侵入巖脈中見(jiàn)斜長(zhǎng)石普遍發(fā)育絹云母化(圖5d、5e)。黑云母有兩種：一種呈它形，彌散狀分布在砂巖和蝕變的侵入巖脈中(圖5d、5e、5f)；一種呈自形，以片狀或鱗片狀集合體的形式出現(xiàn)在角巖化砂巖中，并穿切或圍繞陽(yáng)起石生長(zhǎng)(圖5i、5j)。

(2) 石英硫化物階段。 本階段內(nèi)，在砂巖和蝕變巖脈中發(fā)育大量石英細(xì)脈(圖4b、4e、4f、圖5e～5g、5k、5l)，黃鐵礦與黃銅礦也呈脈狀穿入砂巖(圖4d)，或沿石英脈與砂巖的接觸位置產(chǎn)出(圖4e、圖5f、5g)；黃銅礦緊密?chē)@硅酸鹽階段的熱液黑云母和透閃石生長(zhǎng)(圖5j)；輝鉬礦以充填和穿切石英脈和砂巖裂隙的形式出現(xiàn)，并穿切黃銅礦(圖4e)。方鉛礦和閃鋅礦多呈粒狀，不規(guī)則分布在黃銅礦或脈狀黃鐵礦的邊緣(姜和芳, 2017)。

圖 4 查涌銅多金屬礦床典型手標(biāo)本照片F(xiàn)ig. 4 Typical hand specimens from the Chayong copper polymetallic deposita—中基性巖脈穿入砂巖，巖脈黑云母化，圍巖發(fā)生角巖化蝕變； b—砂巖中發(fā)育石英脈和黃鐵礦脈； c—黑云母角巖； d—黑云母化的砂巖中發(fā)育黃鐵礦和黃銅礦脈； e—角巖化砂巖中的細(xì)脈狀輝鉬礦穿切黃銅礦； f—輝鉬礦呈細(xì)脈狀充填圍巖和石英脈裂隙a—intermediate-basic dykes penetrating sandstone, the dykes being biotitization and the wall rock transformed to hormfel; b—pyrite veinlet and quartz vein in sandstone; c—hydrothermal biotite hornfels; d—chalcopyrite and pyrite veinlet penetrating biotitization sandstone; e—chalcopyrite intersected by molybdenite veinlet in sandstone; f—molybdenite veinlet filling fractures of wall rock and quartz vein

3 樣品選擇與測(cè)試方法

本次研究對(duì)查涌銅多金屬礦床石英硫化物階段的5件輝鉬礦樣品和1件黑云母樣品分別進(jìn)行了Re-Os同位素和Ar-Ar同位素年代學(xué)分析，并配合分析了黑云母的化學(xué)組成。樣品均來(lái)自Cu礦體的鉆孔樣品中(ZK6801)(圖3)。

輝鉬礦Re-Os同位素分析測(cè)試工作在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心Re-Os實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。通過(guò)在雙目鏡下對(duì)樣品進(jìn)行分離和挑選，用于測(cè)試的輝鉬礦純度達(dá)到98%以上，Re-Os同位素分析原理及詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程依據(jù)文獻(xiàn)(杜安道等, 1994, 2009; 屈文俊等, 2003)。質(zhì)譜測(cè)定采用美國(guó)TJA公司生產(chǎn)的TJA X-series 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)Thermo公司)測(cè)定同位素的比值。對(duì)于Re： 選擇質(zhì)量數(shù)185、187，用190監(jiān)測(cè)Os。對(duì)于Os： 選擇質(zhì)量數(shù)為186、187、188、189、190、192，用185監(jiān)測(cè)Re。實(shí)驗(yàn)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW04436(JDC)標(biāo)樣監(jiān)測(cè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)流程和校正分析數(shù)據(jù)。

黑云母40Ar/39Ar連續(xù)激光階段升溫法定年工作在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所40Ar/39Ar年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室的MM1200B質(zhì)譜計(jì)上完成，挑選的黑云母礦物(純度>99%)通過(guò)超聲波清洗后封進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆接受中子照射。照射工作在中國(guó)原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”內(nèi)進(jìn)行，使用B4孔道，中子流密度約為2.65×1013n/(cm2·s)。照射總時(shí)間為1 440 min，積分中子通量為2.29×1018n/cm2；同期接受中子照射的還有用做監(jiān)控樣的ZBH-25黑云母標(biāo)樣，其標(biāo)準(zhǔn)年齡為132.7±1.2 Ma，K含量為7.6%。樣品階段升溫加熱的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程依據(jù)(陳文等, 2002, 2006; 張彥等, 2006)。

圖 5 查涌銅多金屬礦床典型礦物特征Fig. 5 Typical mineral characteristics of the Chayong copper polymetallic deposita—針狀、長(zhǎng)柱狀陽(yáng)起石，空間充填石英，單偏光； b—黑云母鱗片狀集合體圍繞陽(yáng)起石生長(zhǎng)，單偏光； c—熱液黑云母溶蝕穿切陽(yáng)起石，反射光； d—中基性巖脈斜長(zhǎng)石殘晶和絹云母化，正交偏光； e—石英脈穿入蝕變的中基性巖脈，單偏光； f—石英脈穿入黑云母化的砂巖中，單偏光； g—黃鐵礦晚于石英脈，反射光； h—黃鐵礦被黃銅礦穿過(guò)，反射光； i—角巖中的熱液黑云母集合體，自形，一組完全解理，單偏光； j—黃銅礦圍繞熱液黑云母和透閃石生長(zhǎng)，單偏光； k—輝鉬礦充填石英脈中裂隙，正交偏光； l—輝鉬礦呈細(xì)脈狀，呈銀白色金屬光澤，反射光a—acicular and elongated actinolite, quartz filling the open space, plainlight; b—biotite exhibiting flaky texture, growing around actinolite, plainlight; c—hydrothermal biotite penetrating actinolite, reflected light; d—plagioclase relict crystals and sericitization in intermediate-basic dyke, crossed nicols; e—quartz vein penetrating intermediate-basic dyke, plainlight; f—quartz veinlet penetrating biotitization sandstone, plainlight; g—pyrite occurring later than quartz vein, reflected light; h—pyrite intersected by chalcopyrite, reflected light; i—hydrothermal biotite aggregate in hornfels, eu-hedral crystal and developing a complete set of cleavage, plainlight; j—chalcopyrite growing around hydrothermal biotite and tremolite, plainlight; k—molybdenite filling fractures of quartz vein, crossed nicols; l—molybdenite veinlet, silver-white metallic luster, reflected light

圖 6 查涌銅多金屬礦床Cu礦化成礦期次[方鉛礦、閃鋅礦段據(jù)姜和芳(2017)修改]Fig. 6 Mineralization stage of the Chayong copper polymetallic deposit(galena and shpalerite modified after Jiang Hefang, 2017)

黑云母的電子探針?lè)治鲈谥袊?guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心完成，分析儀器型號(hào)為JEOL(日本電子)JXA-8230型電子探針顯微分析儀，工作電壓為15 kV，工作電流為10/20 nA，分析束斑0～10 μm，硅酸鹽礦物用Si、Ti、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K和P元素作為分析標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品選用美國(guó)SPI礦物/金屬標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB，檢出限及標(biāo)定礦物嚴(yán)格參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15617-2002。

4 黑云母礦物化學(xué)特征

查涌銅多金屬礦床鉆孔ZK6801中角巖化砂巖中的黑云母電子探針成分分析結(jié)果見(jiàn)表2。黑云母的Fe2+和Fe3+值采用林文蔚等(1994)計(jì)算方法獲得，以22個(gè)氧原子作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算黑云母的陽(yáng)離子數(shù)及相關(guān)參數(shù)。黑云母的SiO2含量變化于37.90%～41.51%之間，平均為39.16%； MgO含量變化于15.19%～18.18%之間，平均為16.37%；Al2O3含量變化于12.11%～15.52%之間，平均為14.34%，TiO2含量變化于1.20%～2.38%之間，平均1.87%，顯示出富鎂、鋁，貧鈦的特征。CaO含量較低或低于檢測(cè)限(0.01%)。

5 同位素年代學(xué)特征

5件輝鉬礦樣品Re-Os同位素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3，Re含量介于0.864×10-6～9.624×10-6之間，187Re含量介于0.543×10-6～6.049×10-6之間，187Os含量介于1.131×10-9～12.567×10-9之間，普Os含量介于0.006 8×10-9～0.134 6×10-9之間。利用Isoplot軟件處理測(cè)得的同位素?cái)?shù)據(jù)，擬合得到等時(shí)線(xiàn)年齡(圖7a)，橫縱坐標(biāo)選擇參照Stein等(2000)；模式加權(quán)平均年齡見(jiàn)圖7b。從圖7中可以看出查涌銅多金屬礦床的輝鉬礦5件樣品擬合較好，Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)年齡為124.75±0.86 Ma，初始187Os為0.004±0.015(MSWD=0.52)，模式年齡加權(quán)平均值為124.92±0.86 Ma。

在700～1 400℃溫度范圍內(nèi)，對(duì)黑云母樣品進(jìn)行了9個(gè)階段的釋熱分析(表4)，其中870～1 240℃構(gòu)成的坪年齡為129.59±1.58 Ma(圖8)，對(duì)應(yīng)了98.15%的39Ar釋放量，相應(yīng)的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等時(shí)線(xiàn)年齡為128.57±1.68 Ma(MSWD=34.62)，40Ar/36Ar初始值為317.9±25.4(圖9a)；36Ar/40Ar-39Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡為129.21±1.65 Ma(MSWD=31.10)，40Ar/36Ar初始值為312.9±24.3(圖9b)。

6 討論

6.1 角巖中的黑云母成因

黑云母一般具有巖漿黑云母和熱液黑云母等不同成因(傅金寶, 1981)。本次發(fā)現(xiàn)的查涌銅多金屬礦床角巖中黑云母呈脈狀、條帶狀產(chǎn)出(圖4c)；除角巖外，在蝕變巖脈邊緣砂巖中可見(jiàn)黑云母呈細(xì)鱗片狀礦物集合體(圖4a)；也可見(jiàn)黑云母+黃銅礦細(xì)脈，黃銅礦圍繞熱液黑云母及早階段的透閃石生長(zhǎng)(圖5j)，黑云母單礦物呈褐色-黃褐色，具有多色性，自形且發(fā)育一組完全解理(圖5i)，長(zhǎng)軸徑長(zhǎng)一般為100 μm。其礦物特征與傅金寶(1981)描述典型熱液黑云母特征一致，以片狀或鱗片狀集合形式，構(gòu)成細(xì)脈分布在蝕變巖中。角巖中黑云母電子探針數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，其TiO2含量為1.20%～2.38%，Al2O3含量為12.11%～15.52%(表2)，Al2O3/TiO2值介于6.36～10.09之間，遠(yuǎn)高于巖漿黑云母的比值(Al2O3/TiO2值多數(shù)小于3.5)(傅金寶, 1981)。據(jù)Foster(1960)云母類(lèi)型判別圖解，角巖中的黑云母Mg-(AlⅥ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)的投圖點(diǎn)落在鎂質(zhì)黑云母范圍內(nèi)(圖10)。因此，本次研究的黑云母應(yīng)為熱液成因的鎂質(zhì)黑云母。

表 2 查涌銅多金屬礦床黑云母電子探針?lè)治鼋Y(jié)果 wB/%Table 2 Electron microprobe analyses of biotite from the Chayong copper polymetallic deposit

組分ZK6801-1-9-1ZK6801-9-2ZK6801-9-3ZK6801-9-4ZK6801-9-5ZK6801-9-6ZK6801-9-7ZK6801-9-8ZK6801-9-9ZK68011-9-10ZK68011-9-11ZK6801-1-9-12SiO237.9038.0237.9638.5839.2238.4839.7339.6240.2241.5139.8938.74TiO22.102.122.132.382.111.951.781.541.601.201.711.87Al2O315.5215.1115.1815.1414.3514.5114.3213.9913.7512.1113.6014.51FeO13.3612.7513.0313.2112.5412.4612.2612.0511.5510.8611.9713.15MnO0.270.220.190.230.240.190.280.200.140.160.180.23MgO15.1915.5115.3015.6016.2616.1217.0217.1417.4718.1816.9815.63CaO0.03--0.040.050.010.050.020.050.04-0.07Na2O0.100.120.110.170.150.110.150.140.160.150.140.13K2O9.649.859.809.559.559.959.649.539.628.679.539.44F1.431.471.521.501.651.661.751.842.002.171.901.56Cl0.130.110.100.110.110.090.110.100.100.090.110.10Total95.0394.6294.6595.8495.5194.8096.3295.3595.7794.2195.1894.74Si5.655.695.685.695.795.745.815.855.906.125.895.78AlⅣ2.352.312.322.312.212.262.192.162.111.882.112.22AlⅥ0.380.350.360.320.290.300.280.280.270.230.260.33Ti0.240.240.240.260.240.220.200.170.180.130.190.21Fe3+0.260.250.260.270.260.240.250.250.240.260.250.27Fe2+1.401.341.371.361.291.321.251.241.171.081.231.37Mn0.030.030.020.030.030.020.030.030.020.020.020.03Mg3.373.463.413.433.573.593.713.773.824.003.743.47Ca0.010.000.000.010.010.000.010.000.010.010.000.01Na0.030.040.030.050.040.030.040.040.040.040.040.04K1.831.881.871.801.801.891.801.791.801.631.801.79Total15.5515.5815.5615.5215.5215.6115.5615.5615.5415.4015.5215.52Fe3++AlⅥ+Ti0.880.840.860.850.780.750.720.690.690.620.700.81Fe2++Mn1.441.371.401.391.321.341.291.271.191.101.251.40

表3 查涌銅多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)Table 3 Re-Os isotope data of molybdenite from the Chayong copper polymetallic deposit

圖 7 查涌銅多金屬礦床輝鉬礦的Re-Os等時(shí)線(xiàn)(a)和Re-Os模式年齡(b)Fig. 7 Re-Os isochron (a) and Re-Os model age (b) of molybdenites from Chayong copper polymetallic deposit

表4 查涌銅多金屬礦床黑云母40Ar/39Ar階段升溫測(cè)年數(shù)據(jù)Table 4 40Ar/39Ar stepwise heating analytical data for biotite from the Chayong copper polymetallic deposit

研究表明，Ti的含量可以用來(lái)作為黑云母結(jié)晶溫度的指示劑(Henryetal., 2005)。根據(jù)Ti-Mg/(Mg+Fe)圖解，估算得到查涌銅多金屬礦床角巖中黑云母的結(jié)晶溫度介于630～710℃之間(圖11)。進(jìn)一步計(jì)算角巖中黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg)值發(fā)現(xiàn)，該比值集中在0.213～0.294之間，均值為0.263，較為均一，可以判定角巖中熱液黑云母并未遭受后期流體的改造(Stone, 2000; 李鴻莉等, 2007; 劉彬等, 2010; 王崴平等, 2012; 沈陽(yáng)等, 2018)。

圖 8 查涌銅多金屬礦床黑云母40Ar-39Ar坪年齡Fig. 8 40Ar-39Ar age spectrum of biotite from the Chayong copper polymetallic deposit

6.2 輝鉬礦Re含量與成礦物質(zhì)來(lái)源

Lambert等(1994)認(rèn)為Re-Os同位素體系對(duì)硫化物的形成具有很強(qiáng)的示蹤作用，并且對(duì)成礦過(guò)程中地殼物質(zhì)的混入程度具有高度靈敏的指示作用。Mao等(1999)通過(guò)對(duì)比中國(guó)各類(lèi)型的鉬礦床中輝鉬礦Re的含量，認(rèn)為輝鉬礦的Re含量可以從n×10-4→n×10-5→n×10-6(1

圖 9 查涌銅多金屬礦床黑云母40Ar-39Ar等時(shí)線(xiàn)圖(a)和反等時(shí)線(xiàn)年齡圖(b)Fig. 9 40Ar-39 isochron (a) and inverse isochron (b) of biotite from the Chayong copper polymetallic deposit

6.3 成礦年代

根據(jù)上述討論，本次研究的查涌礦床角巖化砂巖中的細(xì)脈狀、自形的黑云母為熱液黑云母，可見(jiàn)黃銅礦圍繞其生長(zhǎng)(圖5g)，且未受到后期熱液流體的改造，因此，它有效的Ar-Ar同位素年齡有兩個(gè)地質(zhì)意義： 其一限定了圍繞黑云母生長(zhǎng)的黃銅礦成礦年齡；其二則指示控制熱液黑云母形成的巖漿作用的上限年齡。進(jìn)一步同位素測(cè)年工作表明，黑云母40Ar-39Ar坪年齡與相應(yīng)的等時(shí)線(xiàn)年齡和反等時(shí)線(xiàn)年齡在誤差范圍內(nèi)是一致的，40Ar-36Ar初始比值為312.9±24.3，與現(xiàn)代大氣氬同位素比值(298.56±0.31; Leeetal., 2006)在誤差范圍內(nèi)基本一致，因此認(rèn)為黑云母形成后沒(méi)有捕獲過(guò)剩氬，測(cè)得的黑云母坪年齡129 Ma可以代表其最終形成時(shí)的地質(zhì)熱事件年齡。因此，查涌礦床黃銅礦化的年齡應(yīng)略晚于129 Ma，而導(dǎo)致熱液黑云母形成的巖漿作用時(shí)間將早于129 Ma。這一結(jié)果和礦區(qū)出露的花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖的成巖年代均不相同(Yangetal., 2011; Rogeretal., 2003; Yangetal., 2012; Spurlinetal., 2005; Yangetal., 2014)，因此推測(cè)深部存在隱伏巖體，與其相關(guān)的熱液作用控制了Cu鉛鋅礦化的形成，這和前人認(rèn)識(shí)(張萬(wàn)輝等, 2017)一致。

圖 10 查涌銅多金屬礦床黑云母分類(lèi)圖解(底圖據(jù)Foster, 1960)Fig.10 Classification of mica from the Chayong copper polymetallic deposit (base diagram after Foster, 1960)

圖 11 基于黑云母Ti和Mg/(Mg+Fe)值的等溫線(xiàn)圖(底圖據(jù)Henry et al., 2005)Fig.11 Temperature isotherms calculated from the equation on Ti-Mg/ (Mg + Fe) diagram (base diagram after Henry et al., 2005)

根據(jù)野外地質(zhì)觀測(cè)和顯微鏡下礦相學(xué)觀察，本次研究的輝鉬礦發(fā)育在黑云母化及黃銅礦化之后(圖4e、圖5k)。5件輝鉬礦測(cè)得Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)年齡為124.75±0.86 Ma，Re-Os模式年齡在124.5±1.7 Ma～125.6±2.2 Ma，在誤差范圍內(nèi)一致。對(duì)于年輕的輝鉬礦，Re-Os體系的解耦現(xiàn)象對(duì)輝鉬礦的Re-Os體系影響很小(杜安道等, 2007; 李超等, 2012)，且由于輝鉬礦Re-Os體系的封閉溫度約為500℃(Suzukietal., 1996)，相較于全巖和礦物的Rb-Sr、K-Ar 體系，前者更不易受到后期巖漿活動(dòng)和熱液作用的干擾，其繼承輝鉬礦核、普通Os的干擾以及放射性O(shè)s的丟失對(duì)輝鉬礦的定年結(jié)果影響非常微小，所以輝鉬礦的定年結(jié)果可以精確地代表成礦事件的年齡(Steinetal., 2001)。因此，此次獲得的Re-Os等時(shí)線(xiàn)年齡可以精確地厘定查涌礦床的輝鉬礦化發(fā)生在124 Ma左右。

綜合上述討論，查涌礦床石英硫化物階段的黃銅礦化應(yīng)在129～124 Ma之間，輝鉬礦化發(fā)生在124 Ma，其發(fā)育順序和地質(zhì)觀察獲得的認(rèn)識(shí)一致。兩階段礦化事件時(shí)間相差極小，表明查涌礦區(qū)Cu、Mo礦化受到同期巖漿熱液作用的控制。

6.4 對(duì)區(qū)域巖漿作用和成礦作用的指示意義

對(duì)查涌銅多金屬礦床的成礦年代學(xué)研究工作表明，該礦床的Cu、Mo礦化發(fā)育在早白堊世的129～124 Ma，成礦作用受到了深部隱伏巖體的控制，成礦物質(zhì)主要來(lái)自殼源巖漿。本次研究為區(qū)域成礦作用和巖漿作用的發(fā)育規(guī)律都帶來(lái)了新的啟示。在區(qū)域成礦作用方面，本次工作明確表明了“三江”成礦帶多彩礦集區(qū)內(nèi)新近發(fā)現(xiàn)的與巖漿熱液作用有關(guān)的銅多金屬礦床發(fā)育在早白堊世，其成礦作用與區(qū)域上新生代碰撞造山巖漿作用相關(guān)礦化無(wú)關(guān)[如納日貢瑪斑巖銅礦(43 Ma)等，楊志明等, 2008]，是一套新的構(gòu)造背景下的銅多金屬成礦系統(tǒng)，而對(duì)這一新的成礦背景的探索將是明確這套成礦系統(tǒng)區(qū)域成礦規(guī)律的第一步工作。同時(shí)，由于查涌銅多金屬礦床與多彩礦集區(qū)內(nèi)火山成因的礦床具有極為相似的地質(zhì)特征，但火山成因礦床沒(méi)有厘定準(zhǔn)確成礦年齡，因此，原認(rèn)為是火山成因礦床的成因、成巖成礦年代需要深化研究。在區(qū)域巖漿作用方面，區(qū)域上廣泛發(fā)育的巖漿巖成巖時(shí)代為三疊紀(jì)到早侏羅世(Rogeretal., 2003; 金貴善, 2006; 王秉璋等, 2008)和始新世(Spurlinetal., 2005; Yangetal., 2014)，本次獲得的查涌銅多金屬礦床的成礦年齡則表明“三江”帶存在早白堊世巖漿-成礦作用，這期巖漿作用可能具有較大的成礦潛力。因此，對(duì)早白堊世巖漿巖的研究將成為指導(dǎo)“三江”成礦帶礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)的新方向。

7 結(jié)論

查涌銅多金屬礦床在石英硫化物階段形成黃銅礦化和輝鉬礦化。角巖中的黑云母為熱液成因鎂質(zhì)黑云母，其Ar-Ar同位素年齡為129.59±1.58 Ma；穿切黃銅礦的輝鉬礦Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)年齡為124.75±0.86 Ma，Re具有殼源特征。黑云母蝕變年齡和輝鉬礦成礦年齡相近，認(rèn)為“三江”成礦帶中北段多彩礦集區(qū)新近發(fā)現(xiàn)的與巖漿熱液作用有關(guān)的銅多金屬成礦系統(tǒng)形成于早白堊世。因此，對(duì)早白堊世巖漿巖研究和礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)將開(kāi)啟“三江”成礦帶中北段礦產(chǎn)勘查的一個(gè)新的方向。

致謝野外工作得到了青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院張萬(wàn)輝工程師等工作人員的大力支持，得到了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)周夢(mèng)林碩士和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所任家輝碩士的全力協(xié)助，國(guó)家地質(zhì)測(cè)試中心Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室周利敏老師、中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所40Ar/39Ar年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)老師幫助完成了Re-Os同位素、電子探針、40Ar/39Ar同位素的測(cè)試分析工作，在此一并表示感謝。