西藏澤當?shù)V田帕南鉬礦床二長花崗巖＊鋯石U-Pb年齡及意義

周彥慧,張志平,汪宏濤,王曉東,包國志,武雪梅

（1.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730030;2.成都理工大學地球科學學院,四川 成都;3.蘭州市第八中學,甘肅 蘭州 730030）

青藏高原南部發(fā)育規(guī)模巨大的巖漿帶——岡底斯巖漿帶，由北向南可分為北岡底斯（NG）、中岡底斯（MG）、岡底斯弧背斷隆帶（GRUB）和南岡底斯（SG）[1-2]等四個亞帶（如圖1-a所示）。而南岡底斯是狹義的岡底斯帶，占岡底斯帶花崗巖總面積的80%以上，是廣義岡底斯帶主體。岡底斯巖漿巖根據(jù)巖漿巖形成時代大致被分為4個階段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。位于岡底斯巖漿帶的岡底斯成礦帶是我國最為重要的銅多金屬成礦帶之一，其中岡底斯成礦帶東段可以大致分為三個成礦亞帶：北部矽卡巖型鉛鋅銀多金屬成礦亞帶、中部斑巖-矽卡巖型銅鉬多金屬成礦亞帶、南部斑巖-矽卡巖型銅多金屬成礦亞帶[5]。近年來在岡底斯南部成礦亞帶新發(fā)現(xiàn)了一大批一努日銅多金屬礦床為代表的斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦，如克魯、桑布加拉、沖木達、程巴、洛村、帕南等銅多金屬礦，澤當?shù)V田位于乃東縣澤當鎮(zhèn)與桑日縣絨鄉(xiāng)之間，是以銅、鎢、鉬等多金屬為主的礦床組合，包括明則、程巴、努日、沖木達、桑布加拉、帕南等。

研究顯示，新特提斯洋在晚三疊世時開始擴張，經(jīng)過短暫擴張之后于早中侏羅世開始洋內(nèi)俯沖，形成了以葉巴組和澤當巖群為代表的洋內(nèi)島弧火山巖系[6]；晚白堊世，隨著俯沖的加劇，新特提斯洋繼續(xù)向北俯沖至拉薩地塊下，扎囊—桑日（包括澤當?shù)V田）一帶廣泛發(fā)育石英閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖等花崗巖體，部分巖體與成礦關系密切；晚白堊世末-始新世早期，新特提斯洋開始閉合，位于在澤當?shù)V田南部，即俯沖帶以南出露大套的蛇綠巖和晚三疊世增生楔復理石建造等，在澤當?shù)V田北部，即俯沖帶以北發(fā)育規(guī)模較大、范圍較廣的林子宗群火山巖系（典中組、年波組、帕那組）及同期各類侵入巖，該時期的花崗巖與成礦關系最為密切；始新世晚期，印度板塊與歐亞大陸板塊開始碰撞，由此導致大規(guī)模逆沖推覆構(gòu)造運動[7]和規(guī)模較大、時間較集中的中酸性巖漿侵入活動；漸新世晚期—中新世早期，岡底斯逆沖斷裂（GCT）和仁布-澤當斷裂依次開始活動[8]，并發(fā)育規(guī)模較小的閃長巖、花崗閃長巖、花崗二長巖、石英二長巖等中酸性巖體，該期花崗巖與成礦關系作用關系相對較小或者沒有關系；約20～14Ma，在青藏高原的南部發(fā)生了東西向伸展構(gòu)造，形成走向為近南北的地塹系，同時伴有埃達克質(zhì)巖漿侵入和與其有關的銅多金屬成礦作用，并形成以斑巖-矽卡巖型為主的銅礦帶，帶內(nèi)成巖成礦時代基本相同，主要集中在中新世13～18Ma[9]。澤當?shù)V田廣泛出露白堊紀和古近紀時期的火山沉積巖系，以比馬組和典中組為主，絨鄉(xiāng)一帶出露少量的麻木下組。部分侵入體與圍巖發(fā)生熱液接觸蝕變作用，形成了以矽卡巖-斑巖型為主的銅、鎢、鉬等多金屬礦床[10-11]。帕南鉬礦床位于澤當?shù)V田的東部，南側(cè)緊鄰澤當蛇綠混雜巖帶，研究程度相對較低，對于該礦床的成礦時代和成礦背景至今仍存在一定爭議。本文采集礦區(qū)內(nèi)的主體巖性二長花崗巖進行鋯石LA-ICP-MS定年研究，在前人基礎上，探討帕南巖體的成巖時代及礦床的成礦時代，以進一步為該區(qū)域的侵入巖時代研究和找礦方向提供研究資料。

圖1 澤當-桑日一帶地質(zhì)草圖（據(jù)甘肅省地礦局第三勘查院修改，2019）

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

帕南鉬礦床位于桑日縣絨鄉(xiāng)一帶，澤當?shù)V田東部，目前礦床勘探程度較低，該礦床礦化以Mo礦為主，Cu礦為輔，礦床產(chǎn)在帕南巖體內(nèi)部[12-13]。帕南巖體出露于桑日縣絨鄉(xiāng)南側(cè)帕南一帶，位于南岡底斯最南緣，緊鄰澤當蛇綠混雜巖帶。該巖體出露長度約1.9km，寬度約2.1km，面積約 4km2，呈巖柱狀，巖性主要有中細粒二長花崗巖、二長巖。該巖體南側(cè)與澤當蛇綠混雜巖帶呈斷層接觸，東側(cè)與白堊紀桑日群麻木下組呈侵入接觸，西側(cè)與年波組呈斷層接觸，北側(cè)為雅魯藏布江（圖1-b）。澤當蛇綠混雜巖帶在該處出露范圍較小，出露寬度僅為40～320m，近東西向展布。礦區(qū)鉆探資料顯示，礦體主要賦存于二長花崗斑巖及二長花崗斑巖與二長花崗巖的接觸部位，而二長花崗斑巖并未出露，僅在鉆孔中可見，而且呈脈狀穿切前者[12-13]。

二長花崗巖為帕南巖體的主體巖性 （如圖2-a所示），巖石主要由主礦物斜長石 （35%）、鉀長石（40%）、石英（20%）、黑云母（<4%），副礦物磷灰石和少量的金屬礦物等組成，黑云母的含量相對較少，巖石致密堅硬（如圖2所示）。巖石呈中-細粒結(jié)構(gòu)，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，常量礦物的粒徑大小主要在0.2～3.5mm間，個別斜長石、鉀長石的粒徑較大，最大可達5mm以上。長石的晶體形態(tài)總體具寬板狀和短柱狀，多不規(guī)則。斜長石發(fā)育卡式和聚片雙晶，鉀長石發(fā)育卡式和格子雙晶，條紋構(gòu)造十分發(fā)育。石英呈不規(guī)則粒狀、它形晶粒狀，呈集合體狀不均勻分布。黑云母多為較自形的鱗片狀，具深褐-淡黃多色性，副礦物磷灰石、金屬礦物等常和黑云母伴生或被包裹（如圖2-b所示）。

圖2 帕南巖體基巖露頭

2 鋯石U-Pb年代

2.1 樣品采集與測試

本次工作采集鋯石U-Pb年齡樣1件 （采樣位置如圖1-c所示），樣品新鮮，避開了外來包體及脈體。樣品由南京大學檢測中心國家重點實驗室測試完成，測試礦物為鋯石，測試方法為LA-ICP-MS。測試儀器使用與相干193nm 激光取樣系統(tǒng)連接起來的Agilent7500aICP-MS完成。分析過程中，激光束斑直徑采用32m，頻率為5Hz。樣品經(jīng)剝蝕后，由He氣作為載氣，再和Ar氣混合后進入ICP-MS進行分析。U-Pb分餾根據(jù)澳大利亞鋯石標樣GEMOC GJ-1 (207Pb/206Pb age of 608.5±1.5 Ma,Jackson et al.,2004)來校正，鋯石標樣Mud Tank(intercept age of 732±5 Ma,Black and Gulson,1978) 作為內(nèi)標，控制分析精度。每個測試流程的開頭和結(jié)尾分別測2個GJ標樣，另外測試1個MT標樣和約10個待測樣品點。測試年齡數(shù)值和元素的計數(shù)由GLITTER軟件(ver.4.4)在線獲得，年齡圖繪制采用Isoplot4.0程序完成。單個數(shù)據(jù)點誤差均為1σ，采用數(shù)據(jù)較和諧，年齡加權(quán)平均值具有95%的置信度。

2.2 測試結(jié)果

樣品D7055-1-1的鋯石無色透明，大部分顆粒呈短柱或長柱狀，顆粒較完整，局部破損，長度集中在 120～200μm，粒徑 80～150μm，長寬比 1～2.5 之間，CL圖像顯示振蕩環(huán)帶（如圖3所示）以上特征表明其屬于巖漿成因鋯石[14]。樣品D7055-1-1鋯石分析測點 11個，206Pb/238U 年齡介于 79.8±0.7～82.4±0.6Ma，在諧和圖中（如圖4所示），大多數(shù)點落在諧和線上，11個分析點的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為 80.91±0.48Ma。

圖3 D7055-1-1鋯石顆粒CL圖像及年齡值

圖4 帕南巖體鋯石U-Pb年齡圖

3 討論

根據(jù)前人研究，岡底斯巖漿巖形成時代大致被分為 4 個階段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。山南澤當—桑日一帶侵入巖形成時代以95～90Ma和65～41Ma為主，且多為埃達克巖或埃達克質(zhì)巖石，90～80Ma的侵入巖相對較少[1]。帕南巖體具有富鈉、高鉀、高鋁、低鈦特征，屬準鋁質(zhì)、鈣堿性-堿性巖巖石系列，輕稀土富集、重稀土虧損，具明顯的負Eu異常，微量元素表現(xiàn)為相對富集Rb、K、Th、U 等大離子親石元素，顯著虧損 Nb、P、Ti等高場強元素，(87Sr/86Sr)i=0.70442～0.70486，(143Nd/144Nd)i=0.512636～0.512674,εNd （t）=1.99～2.73>0，屬于I型花崗巖。

康志強（2010）在研究桑日群比馬組火山巖與馬門侵入巖巖脈之間的關系時，認為其動力學背景是洋殼俯沖過程中深部動力學的轉(zhuǎn)變。早白堊世新特提斯洋在澤當?shù)?桑日地區(qū)初始俯沖階段由于較大的俯沖角度，較高的溫壓條件，從而可以直接導致俯沖體在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生部分熔融，同時在上升過程中，高溫熔融的洋殼熔體與上覆的地幔楔物質(zhì)發(fā)生反應，形成了具有埃達克特征的火山巖，該火山巖為早白堊世的麻木下組火山巖。隨著俯沖運動的持續(xù)進行，新特提斯洋俯沖角度變緩以及溫度、壓力等條件的改變，產(chǎn)生的高溫熔融體不再具有埃達克巖特征，而是形成了正常的鈣堿性島弧火山巖，該火山巖為晚白堊世的比馬組火山巖，而比馬組位于麻木下組上部，兩者均為火山—沉積巖系。隨著俯沖運動的再進行，俯沖角度進一步變緩，俯沖模式逐漸也逐漸由高角度俯沖演變成了平板式俯沖，俯沖模式的變化阻止了俯沖帶下部正常島弧巖漿的形成，產(chǎn)生了馬門具有埃達克質(zhì)特征的侵入巖巖脈[14-17]。Wen et a1.（2008）在研究朗縣至里龍地區(qū)時，發(fā)現(xiàn)了埃達克質(zhì)侵入巖，其時代橫跨晚白堊世至古新世，與澤當?shù)貐^(qū)極為相似，結(jié)合拉薩地塊南部巖漿巖的研究成果，其將新特提斯洋的俯沖劃分為了四個階段，表明侵入巖動力學背景與埃達克質(zhì)侵入體的出現(xiàn)是相關的，埃達克質(zhì)侵入體的出現(xiàn)是洋殼俯沖過程中深部動力學轉(zhuǎn)變的實際反映，這與康志強在馬門地區(qū)研究成果相一致，也表明在83～80Ma之前隨著新特提斯洋俯沖角度的變緩而進入了平板俯沖的階段[18-19]。帕南巖體形成于80.91±0.48Ma，是正常島弧巖漿形成，并處于新特提斯洋俯沖角度的變緩而進入了平板俯沖的階段，因此帕南巖體屬于109～80Ma大規(guī)模巖漿活動的末期階段，是晚白堊世新特提斯洋向北俯沖的產(chǎn)物，是該區(qū)域本階段最后形成的侵入巖，也代表了本階段大規(guī)模巖漿活動的結(jié)束。段連峰等（2014）在帕南鉬礦床鉆孔中的輝鉬礦采集了4件Re-Os同位素，結(jié)果顯示Re-Os同位 素模式年齡在 31.34±0.46～31.83±0.48Ma之間，計算平均值年齡為31.66±0.22Ma，等時線年齡為32.4±1.5Ma，表明帕南鉬礦床形成于32Ma左右。研究顯示，帕南礦床成礦作用與二長花崗斑巖密切相關，并顯示出斑巖礦床礦化特征，形成于岡底斯?jié)u新世末—中新世的斑巖-矽卡巖成礦帶（澤當?shù)V田）可能形成于統(tǒng)一的地球動力學背景，該時期的成礦作用與侵入巖，特別是埃達克質(zhì)侵入巖關系密切，構(gòu)造背景與碰撞后的加厚巖石圈地幔拆沉作用有關[12-13]，因此帕南巖體內(nèi)至少還有一期漸新世的巖漿活動，該期巖漿活動為帕南礦床的形成提供了必要的成礦物質(zhì)來源。綜上所述，帕南巖體應為多期復式巖體，帕南鉬礦床的形成與漸新世巖漿活動密切相關，這符合澤當?shù)V田的成礦規(guī)律。

4 結(jié)論

通過對帕南巖體的成巖時代及成礦時代等的研究，得出以下認識。

1）帕南巖體規(guī)模較小，LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果表明，帕南巖體侵位年齡在80.91±0.48Ma，屬晚白堊世。

2）帕南巖體可能為一個多期次巖漿活動的復式巖體，在其底部有漸新世巖漿活動，為帕南鉬礦床的形成提供了必要條件，其礦床的形成符合澤當?shù)V田成礦規(guī)律。