梁恩云,曾廣乾,劉庚寅,鄒光均,黃遠(yuǎn)能
(1湖南省地質(zhì)調(diào)查院,湖南長沙 410016;2中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院,湖南長沙 410083;3中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所,北京 100081;4河池市宜州區(qū)泰和礦產(chǎn)品有限公司,廣西河池 547000)
丹池成礦帶(南丹-河池成礦帶)系指位于廣西北西部南丹-河池地區(qū)的一條NW向展布的錫多金屬成礦帶。在長約100 km、寬約30 km的成礦帶內(nèi),自北向南依次分布有芒場(chǎng)、大廠、北香和五圩4個(gè)礦田,產(chǎn)出有錫、鎢、鉬、銅、鉛、鋅、銻、銀、汞等礦產(chǎn)地200余處,其中超大型礦床2個(gè)、大-中型礦床13個(gè)(蔡明海等,2012),拔旺礦床即位于五圩礦田西部。近半個(gè)世紀(jì)以來,國內(nèi)外礦床學(xué)家在該礦帶進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)和地質(zhì)年代學(xué)等方面的研究,然而關(guān)于礦床成因仍存在較大爭(zhēng)議,主要有3種不同認(rèn)識(shí):①海底噴流沉積成因(韓發(fā)等,1990;1993);②花崗巖巖漿期后熱液成因(陳毓川等,1993;Fu et al.,1991;1993;蔡明海等,2005a;2005b;梁婷等,2008);③海底噴流-花崗巖巖漿熱液疊加改造成因(Tanelli et al.,1985;Jiang et al.,1999;Zhao et al.,2007)。前人多以似層狀礦體為研究對(duì)象,且礦床年代學(xué)分析主要集中于大廠礦田。以切層斷裂為主要控礦構(gòu)造、切層與順層礦體連通的拔旺礦床,為從另一角度理解丹池成礦帶錫多金屬礦床成因提供了良好契機(jī)。
正確理解礦床成因信息的關(guān)鍵是獲取成礦年代學(xué)方面的資料(Yuan et al.,2008;曾廣乾等,2018)。近年來,隨著LA-ICP-MS原位U-Pb同位素定年手段的發(fā)展和進(jìn)步,使用錫石U-Pb同位素定年法成為了錫多金屬礦床成礦年齡研究的最直接的方法。錫石屬于四方晶系金紅石族礦物,其晶格可容納較高含量的U且不易受后期構(gòu)造熱事件的改造,因此,錫石U-Pb定年是確定錫多金屬礦床成礦時(shí)間的理想手段,在國內(nèi)外有越來越多的成功案例報(bào)道(Yuan et al.,2008;2011;Zhang et al.,2014;Chen et al.,2014;Zhang et al.,2017a;2017b;陳公正等,2018)。本文在詳細(xì)研究拔旺礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,對(duì)切層脈狀礦體中的錫石進(jìn)行U-Pb同位素定年研究,獲得了精確的年齡數(shù)據(jù),為厘定成礦時(shí)代和探討礦床成因提供了新的可靠證據(jù)。
丹池成礦帶的大地構(gòu)造位置處于右江盆地北東緣,江南古陸南西側(cè),屬古特提斯構(gòu)造域和太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位(曾允孚等,1993),成礦帶分布范圍與展布特征與南丹-(老)河池海西期—印支期斷陷褶皺帶相當(dāng)(圖1a)。這一地區(qū)在加里東運(yùn)動(dòng)后,于古生代及早中生代不斷坳陷,并在印支期和燕山期強(qiáng)烈褶皺變形,且伴隨強(qiáng)烈的中酸性巖漿活動(dòng),產(chǎn)出大量以錫多金屬為特色的礦產(chǎn)。
五圩礦田位于丹池成礦帶南段,地層從下泥盆統(tǒng)—中三疊統(tǒng)均有出露,以中泥盆統(tǒng)和上泥盆統(tǒng)為主(圖1b)。中泥盆統(tǒng)至中二疊統(tǒng)巖性以碳酸鹽巖為主,夾少量碎屑巖和硅質(zhì)巖,下泥盆統(tǒng)、上二疊統(tǒng)至中三疊統(tǒng)以碎屑巖為主,間夾碳酸鹽巖沉積。其中,塘丁組灰黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為鉛、鋅、錫、銻、銀礦的主要賦礦圍巖,南丹組礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r為次要賦礦層位。羅富組泥灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r,榴江組硅質(zhì)頁巖以及五指山組條帶狀灰?guī)r,為砷、汞礦的賦礦圍巖(梁婷等,2014)。
圖1 丹池成礦帶構(gòu)造地質(zhì)與礦產(chǎn)分布圖(a,據(jù)蔡明海等,2012修改)、五圩礦田地質(zhì)與礦床分布圖(b)和五圩礦田構(gòu)造剖面圖(c)1—第四系;2—中三疊統(tǒng)蘭木組;3—中三疊統(tǒng)百逢組;4—下三疊統(tǒng)石炮組;5—上二疊統(tǒng)領(lǐng)好組;6—中二疊統(tǒng)茅口組;7—中二疊統(tǒng)猴子關(guān)組;8—中二疊統(tǒng)四大寨組;9—下二疊統(tǒng)棲霞組;10—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)馬平組;11—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組;12—上石炭統(tǒng)大埔組-黃龍組并層;13—上石炭統(tǒng)大山塘組;14—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)威寧組;15—石炭系都安組;16—下石炭統(tǒng)鹿寨組-巴平組并層;17—上泥盆統(tǒng)榴江組-五指山組并層;18—中泥盆統(tǒng)羅富組;19—中-下泥盆統(tǒng)塘丁組;20—古生代碳酸鹽巖;21—丹池?cái)囫迬В?2—元古代基底;23—推測(cè)隱伏巖體;24—中酸性巖脈;25—背斜軸跡;26—正斷層;27—逆斷層;28—走滑斷層;29—區(qū)域斷裂;30—縱剖面正斷層;31—整合地質(zhì)界線;32—巖相界線;33—正常巖層產(chǎn)狀;34—倒轉(zhuǎn)巖層產(chǎn)狀;35—構(gòu)造剖面線;36—錫多金屬礦;37—汞砷礦Fig.1 Regional setting(a)showing geological structure and mineral distribution of the Nandan-Hechimetallogenic belt(modified from Cai et al.,2012),simplified geologic map(b)with distribution of deposits in the Wuxu ore-field,and structural sections of Wuxu ore-field(c)1—Quaternary;2—Middle Triassic Lanmu Formation;3—Middle Triassic Baifeng Formation;4—Lower Triassic Shipao Formation;5—Upper Permian Linghao Formation;6—Middle Permian Maokou Formation;7—Middle Permian Houziguan Formation;8—Middle Permian Sidazhai Formation;9—Lower Permian Qixia Formation;10—Upper Carboniferous-Lower Permian Maping Formation;11—Upper Carboniferous-Lower Permian Nandan Formation;12—Coalescence of the Upper Carboniferous Dapu and Huanglong Formation;13—Upper Carboniferous Dashantang Formation;14—Upper Carboniferous-Lower Permian Weining Formation;15—Carboniferous Du'an Formation;16—Coalescenceof the Lower Carboniferous Luzhaiand Baping Formation;17—Coalescenceof the Upper Devonian Liujiang and Wuzhishan Formation;18—Middle Devonian Luofu Formation;19—Lower-Middle Devonian Tangding Formation;20—Paleozoic carbonates;21—Nandan-Hechifault-fold belt;22—Proterozoic basement;23—Inferred concealed intrusive rocks;24—Intermediate-acidic dyke;25—Anticlinal axistrace;26—Normal fault;27—Reversefault;28—Strike-slip fault;29—Regional fault;30—Normal fault on vertical section;31—Conformablecontact;32—Lithofaciesbundary;33—Normal occurrence of strata;34—Occurrence of inverted strata;35—Structural cross section;36—Tin-polymetallic deposit;37—Mercury-arsenic deposit
礦田內(nèi)NNW向五圩背斜、岜岳向斜和九圩背斜為主要褶皺構(gòu)造(圖1c),是NW向丹池背斜南延部分。陳毓川等(1993)認(rèn)為,褶皺軸跡的偏轉(zhuǎn)是后期SN向褶皺疊加改造的結(jié)果。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有NNW向、NNE向、NE向和近EW向4組,以NNW向、NNE向?yàn)橹?,多分布在五圩背斜核部,成組平行排列,陡立產(chǎn)出(傾角>60°)。這些斷裂和裂隙是礦田內(nèi)的主要控礦構(gòu)造,拔旺、水落、箭豬坡、芙蓉廠等礦床均受該組構(gòu)造控制(蔡明海等,2012)。礦田范圍內(nèi)沒有巖漿巖出露,以往推測(cè)在箭豬坡礦床以北3~10 km,東西寬約6 km范圍內(nèi)存在隱伏巖體(蔡建明等,1995)。
五圩礦田以鉛鋅銻汞一套中低溫成礦為主,主要有箭豬坡、三排洞、水落等鉛鋅(銻銀)礦床,汞砷礦床分布在外圍。蔡明海等(2012)研究表明,五圩礦田內(nèi)礦床成因和分布與五圩背斜軸部下方的隱伏巖體關(guān)系密切:平面上,以深部推斷的隱伏花崗巖體為中心,依次為Pb、Zn、Sb、Ag→As、Hg、Pb、Zn、Sb、Ag→Hg;垂向上,以箭豬坡礦床為例,由上而下依次為Hg、As、Sb、Pb、Zn→Pb、Zn、Sb、Ag→Pb、Zn、Sb、Ag、Sn。最新坑道工程露表明,箭豬坡礦床和拔旺礦床深部出現(xiàn)可供工業(yè)利用的錫礦化。
拔旺礦床處于五圩背斜西翼,是近年探明的錫鋅多金屬礦床,其鋅儲(chǔ)量達(dá)中型規(guī)模,目前已發(fā)現(xiàn)4個(gè)錫鋅多金屬礦體,主要呈切層脈狀和順層(層)狀2種型式產(chǎn)出(圖2a)。切層斷裂、裂隙控礦構(gòu)造主要控制Ⅰ號(hào)礦體的產(chǎn)出(圖2b)。Ⅰ號(hào)礦體是礦區(qū)的主礦體,厚0.33~25.95 m,平均厚度9.19 m,Zn平均品位7.09%、Sn平均品位0.70%。Ⅰ號(hào)礦體主要沿F5斷裂展布,斷裂走向自西向東由NEE逐漸轉(zhuǎn)為NE向,F(xiàn)5斷裂的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征嚴(yán)格控制了Ⅰ號(hào)礦體的空間形態(tài)(圖3a),且在Ⅰ號(hào)礦體南西段發(fā)育受順層斷裂F7控制的小規(guī)模礦體(圖2b),順層礦體于558中段長約120 m,厚0.5~3.0 m,向下變小,至454中段趨于消失,二者空間形態(tài)構(gòu)成“十”字型,顯示切層和順層礦體的同源屬性。通過詳細(xì)的調(diào)查研究,筆者查明了控礦斷裂F5的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。該斷裂實(shí)為一系列走向NEE-NE的密集破裂(節(jié)理)面疊合所形成的斷裂帶,以高角度傾向SSE-SE,局部反傾。該斷裂具兩期的活動(dòng)歷史:早期為左行走滑兼逆沖性質(zhì),與區(qū)域近SN向擠壓應(yīng)力作用有關(guān),晚期表現(xiàn)為正斷為主兼具左行走滑,受近SN向引張應(yīng)力場(chǎng)控制(曾廣乾等,2021)。Ⅰ號(hào)主礦體實(shí)則是一個(gè)被多個(gè)無礦圍巖塊段(南丹組第四段礫屑灰?guī)r)分割成的由若干個(gè)富礦包組成的礦體群。其中單礦體多向南陡傾,產(chǎn)狀一般為172°~182°∠76°~86°,部分礦體近直立或反傾向北。在各中段的平面形態(tài)呈啞鈴狀、藕狀、不規(guī)則囊狀,其組合樣式具明顯的左行斜列特征(圖3b、c),平面長度一般約40~88 m。礦體淺部為氧化礦,深部為硫化礦,二者界線約在500 m標(biāo)高(圖3a)。原生硫化礦石多呈塊狀構(gòu)造,少見浸染狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造產(chǎn)出(圖4a),金屬礦物主要有閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂、錫石、磁黃鐵礦、白鐵礦等,脈石礦物為方解石、白云石等(圖4b~d)。圍巖蝕變有褐鐵礦化、碳酸鹽化、黃鐵礦化及硅化等,圍巖與礦體的界線清晰,蝕變程度不高。
圖2 拔旺礦床地質(zhì)簡圖(a)和控礦構(gòu)造樣式圖(b、c)Fig.2 Geologic sketch map(a)and ore-controlling structural styles(b,c)of the Bawang deposit
圖3 拔旺礦床Ⅰ號(hào)錫鋅礦體縱投影側(cè)伏示意圖(a)、454中段(b)和345中段地質(zhì)平面圖(c)P2s1—四大寨組第一段;C2P1n4—南丹組第四段;C2P1n3—南丹組第三段Fig.3 Vertical projection showing the regularity of plunging of No.Ⅰtin-zinc orebody of the Bawang deposit(a),geological plan of 454 m level(b)and 345 m level(c)P2s1—Thefirst member of Sidazhai Formation;C2P1n4—Thefourth member of Nandan Formation;C2P1n3—Thethird member of Nandan Formation
圖4 拔旺礦床典型礦石照片a.閃鋅礦和錫石呈致密塊狀產(chǎn)出;b.白云石邊部分布星點(diǎn)狀錫石;c.閃鋅礦與黃鐵礦、毒砂共生;d.錫石與黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦共生;(+)—正交偏光;(-)—單偏光Apy—毒砂;Cal—方解石;Cst—錫石;Dol—白云石;Mrc—白鐵礦;Po—磁黃鐵礦;Py—黃鐵礦;Sp—閃鋅礦Fig.4 Typical photosof ores from the Bawang deposit a.Sphaleriteand cassiteriteoccurred in denseblocks;b.Theedgeof the dolomitedotted with cassiterite;c.Pyriteand arsenopyrite associated with sphalerite;d.Pyrite,pyrrhotiteand marcasiteassociated with cassiterite;(+)—Crossed pdarized light;(-)—Planepolarized light Apy—Arsenopyrite;Cal—Calcite;Cst—Cassiterite;Dol—Dolomite;Mrc—Marcasite;Po—Pyrrhotite;Py—Pyrite;Sp—Sphalerite
順層滑動(dòng)破碎帶F3控制了Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3礦體產(chǎn)出(圖2c):Ⅱ-1號(hào)錫鋅礦體,產(chǎn)狀為277°∠55°,長50 m,厚1.07 m,Pb品位1.30%、Zn品位0.79%、Ag 35.80 g/t、Sn 0.43%;Ⅱ-2號(hào)錫鋅礦體產(chǎn)狀為245°~275°∠55°~66°,長約240 m,厚1.04~1.73 m,Pb品位0.26%~1.44%、Zn品 位0.79%~10.92%、Ag品 位16.18~175.24 g/t、Sn品位0.11%~0.56%,為氧化礦石;Ⅱ-3號(hào)錫鋅礦體產(chǎn)狀為264°~271°∠60°~65°,長約360 m,厚1.00~1.91 m,Pb品位0.87%~1.28%、Zn品位1.40%~1.90%、Ag品位16.50~272.00 g/t、Sn品位0.01%~0.50%。此外,多條小型順層滑脫帶尚控制形成了一些露頭尺度小礦體,根據(jù)順層滑動(dòng)破碎帶的構(gòu)造成因機(jī)制和構(gòu)造期次,可將該類控礦構(gòu)造樣式細(xì)分為3個(gè)亞類型:①NNW(NW)向彎滑褶皺作用機(jī)制形成的層間滑動(dòng)破碎帶控礦;該類礦體產(chǎn)在NNW向次級(jí)從屬褶皺轉(zhuǎn)折端,礦體呈透鏡狀,順層面未有較大延伸;②近EW向疊加褶皺作用引發(fā)的層間滑脫破碎帶控礦,順層礦體在NWW向疊加褶皺核部具明顯膨大現(xiàn)象;③近SN向擠壓導(dǎo)致先存NNW-近SN向?qū)永砻妫ɑ蚣羟忻妫┯倚凶呋?,在面理拐彎處的局部啟張空間容礦(曾廣乾等,2021)。順層礦體均為氧化礦,其中,礦石礦物主要有閃鋅礦、錫石、輝銻礦、褐鐵礦等,脈石礦物主要為方解石,礦化體與圍巖界線較明顯。
由于順層礦體強(qiáng)烈氧化且錫石含量較低,本次采集的2件用于錫石U-Pb測(cè)試的樣品(BW4和BW5)分別來自Ⅰ號(hào)礦體的370中段和282中段(圖3a)。采用常規(guī)重選法分選出重砂礦物,然后在雙目鏡下挑選錫石單礦物,選取粒度較大、透明度較好、裂隙和包裹體較少發(fā)育的顆粒制靶,并拍攝了透射光、反射光和背散射(BSE)圖像。錫石在BSE圖像中多呈半自形和似四方長柱狀,少量為不規(guī)則狀。粒度較為均一,多在150~250μm之間,部分錫石顆粒在BSE圖像中顏色相差較小,表明其成分較為均一,且部分錫石顆粒表面有明顯的溶蝕現(xiàn)象(圖5)。
圖5 拔旺礦床錫石BW4(a)和BW5(b)背散射(BSE)圖像Fig.5 Representative backscattered electron(BSE)images of cassiterites in BW4(a)and BW5(b)from the Bawang deposit
錫石U-Pb同位素定年在天津地質(zhì)調(diào)查中心分析測(cè)試完成。所用儀器由Thermo Fisher Neptune多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀與ESIUP193-FX ArF準(zhǔn)分子激光器剝蝕取樣系統(tǒng)組成。具體實(shí)驗(yàn)流程如下:根據(jù)錫石反射光和透射光照片選擇包裹體和裂隙少的錫石區(qū)域進(jìn)行測(cè)試,以減少普通鉛的影響。利用193 nm FX激光器對(duì)錫石進(jìn)行剝蝕,激光束斑為75μm,頻率為20 Hz,能量密度為15 J/cm2。實(shí)驗(yàn)過程中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣,通過直徑3 mm的PVC管將剝蝕物質(zhì)傳輸?shù)組C-ICP-MS,并在進(jìn)入MC-ICP-MS之前與Ar氣混合。實(shí)驗(yàn)中由于204Pb的離子信號(hào)較弱且在Ar氣中有204Hg會(huì)對(duì)204Pb產(chǎn)生干擾,其含量難以準(zhǔn)確測(cè)定,因此,對(duì)U含量不高,積累放射成因207Pb含量極少的年輕錫石樣品(一般小于400 Ma),可采用207Pb代替204Pb來作U-Pb等時(shí)線,即206Pb/207Pb-238U/207Pb等時(shí)線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的238U/204Pb-206Pb/204Pb等時(shí)線方法處理數(shù)據(jù)(徐斌等,2015)。同時(shí),還對(duì)錫石U-Pb數(shù)據(jù)進(jìn)行了Tera-Wasserburg曲線投圖,以期與等時(shí)線年齡進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證。為校正分析過程及激光剝蝕過程中的U-Pb分餾,筆者采用已精確測(cè)定ID-TIMSU-Pb年齡的錫石標(biāo)樣(AY-4,206Pb/238U年齡=(158.2±0.4)Ma)作為測(cè)試外標(biāo)(Yuan et al.,2011)。錫石206Pb/207Pb-238U/207Pb等時(shí)線以及207Pb/206Pb-238U/206Pb諧和年齡(Tera-Wass‐erburg曲線)的數(shù)據(jù)計(jì)算與圖形繪制均通過Isoplot軟件完成(Ludwig,1998)。
LA-MC-ICP-MS錫石U-Pb測(cè)年結(jié)果見表1和圖6。樣品BW4共24個(gè)測(cè)點(diǎn)(圖5a),其238U/206Pb比值范圍3.11~28.29,238U/207Pb比值范圍3.55~53.36,206Pb/207Pb比值范圍1.2386~1.9695,207Pb/206Pb-238U/206Pb諧和年齡 為(93.1±4.8)Ma(n=24,MSWD=1.5)(圖6a),206Pb/207Pb-238U/207Pb等 時(shí) 線 年 齡 為(89.3±6.3)Ma(n=24,MSWD=0.86),初始鉛206Pb/207Pb比值為1.183±0.02(圖6b)。樣品BW5共23個(gè)測(cè)點(diǎn)(圖5b),其238U/206Pb比范圍3.19~34.49,238U/207Pb比值范 圍2.78~69.68,206Pb/207Pb比 值 范 圍1.2519~2.1045,207Pb/206Pb-238U/206Pb諧和年齡為(85.3±6.3)Ma(n=23,MSWD=2.1)(圖6c),206Pb/207Pb-238U/207Pb等時(shí)線年齡為(82.9±5.3)Ma(n=23,MSWD=1.08),初始鉛206Pb/207Pb比值為1.218±0.014(圖6d)。測(cè)試2件樣品的錫石等時(shí)線年齡與諧和年齡在誤差范圍內(nèi)均一致,表明本次研究所獲得的成礦年齡是可靠的。
圖6 拔旺礦床錫石U-Pb年齡諧和圖(Tera-Wasserburg)(a、b)及U-Pb年齡等時(shí)線圖(c、d)Fig.6 U-Pb concordia diagrams(Tera-Wasserburg)(a,b)and isochron diagrams(c,d)of cassiterites from the Bawang deposit
表1 拔旺礦床LA-ICP-MS錫石U-Pb定年數(shù)據(jù)Table1 LA-ICP-MSU-Pb dating data of cassiterite from the Bawang deposit
拔旺鋅錫多金屬礦床Ⅰ號(hào)礦體2件樣品的錫石U-Pb定年獲得的207Pb/206Pb-238U/206Pb諧和年齡分別為(93.1±4.8)Ma和(85.3±6.3)Ma,206Pb/207Pb-238U/207Pb等時(shí)線年齡分別為(89.3±6.3)Ma和(82.9±5.3)Ma,表明其為晚白堊世早期成礦作用的產(chǎn)物。
關(guān)于五圩礦田錫多金屬成礦年代學(xué)的研究較少,目前僅有的報(bào)道是韋紹成(2020)采用錫石LAICP-MSU-Pb定年獲得拔旺礦床成礦年齡(92±11)Ma(n=18,MSWD=3.6)和 箭 豬 坡 礦 床 成 礦 年 齡(103±9.3)Ma(n=15,MSWD=1.4),與本次研究獲得的成礦年齡在誤差范圍內(nèi)一致,表明五圩礦田錫多金屬成礦作用發(fā)生(或接近)于晚白堊世。前人對(duì)丹池成礦帶成礦年代學(xué)的研究主要集中在大廠礦田,王登紅等(2004)獲得長坡-銅坑礦床石英40Ar/39Ar坪年齡(94.52±0.33)Ma、透長石激光原位40Ar/39Ar等時(shí)線年齡(91.4±2.9)Ma和龍頭山礦床石英40Ar/39Ar坪年齡(94.56±0.45)Ma;蔡明海等(2005a;2006)得到亢馬礦床石英Rb-Sr等時(shí)線年齡(94.1±2.7)Ma和長坡-銅坑礦床石英Rb-Sr等時(shí)線年齡(93.4±7.9)Ma;李華芹等(2008)獲得拉么礦床石英Rb-Sr等時(shí)線年齡(98.16±5.80)Ma;王新宇等(2015)得到錫石U-Pb等時(shí)線年齡(95.8±2.6)Ma;Guo等(2018)報(bào)道大廠礦田多個(gè)礦床錫石U-Pb年齡介于(90.3±1.8)Ma~(95.4±4.9)Ma;Huang等(2019)獲得龍頭山礦床錫石U-Pb年齡(92.5±4.4)Ma。上述研究成果都表明五圩礦田錫多金屬成礦時(shí)間與大廠礦田的年齡近一致,二者是晚白堊世早期同一成礦事件的產(chǎn)物。
丹池成礦帶錫多金屬成礦年齡與近年來報(bào)道的帶內(nèi)花崗質(zhì)巖漿巖高精度鋯石U-Pb年齡(89~97 Ma)一致(圖7),而與賦礦圍巖沉積時(shí)代之間存在較大時(shí)間間隔,成礦與成巖時(shí)間相吻合,為該成礦帶錫多金屬礦化與燕山晚期花崗質(zhì)侵入體之間存在的時(shí)間聯(lián)系提供了有力的支持??臻g關(guān)系顯示從(隱伏)巖體到外圍,成礦具有從鋅錫礦化到銻礦化至汞砷礦化的分帶現(xiàn)象,進(jìn)一步顯示其巖漿熱液礦床的特征。綜上,丹池成礦帶錫多金屬成礦應(yīng)是晚白堊世花崗質(zhì)巖漿期后熱液成因,而不是晚古生代噴流同生沉積成因。礦體與圍巖界線截然(界線就是規(guī)模不一的裂隙)(王登紅等,2004)、切層控礦斷裂(如拔旺礦床F5)的發(fā)育這些現(xiàn)象進(jìn)一步證實(shí)其為后生成因。
圖7 丹池成礦帶主要錫多金屬礦床成礦時(shí)代(a)及相關(guān)花崗質(zhì)侵入體年齡(b)芒場(chǎng)礦田年齡數(shù)據(jù)引自伍靜等,2020;大廠礦田年齡數(shù)據(jù)引自王登紅等,2004;蔡明海等,2005a;2006;李華芹等,2008;梁婷等,2011;王新宇等,2015;Guo et al.,2018;Huang et al.,2019;五圩礦田年齡數(shù)據(jù)引自韋紹成,2020Fig.7 Metallogenic epoch of the major Sn-polymetallic de‐posits in the Nandan-Hechimetallogenic belt(a)and ages of the granitic intrusions associated with the deposits(b)Agedatain the Mangchang orefield arefrom Wu et al.,2020;those in the Dachang orefield are from Wang et al.,2004;Caiet al.,2005a;2006;Liet al.,2008;Liang et al.,2011;Wang et al.,2015;Guo et al.,2018;Huang et al.,2019;thosein the Wuxu orefield are from Wei,2020
造就丹池成礦帶巨量錫多金屬聚集的這一晚白堊世成礦事件在右江盆地內(nèi)有廣泛的響應(yīng)(Wang et al.,2020),如世界級(jí)的云南個(gè)舊Sn-Cu礦集區(qū)主要成礦時(shí)間集中于77~95 Ma(楊宗喜等,2008;2009;Cheng et al.,2012;2013);都龍Sn-Zn礦床成礦時(shí)間介于77~97 Ma(劉玉平等,2000;2007;王小娟等,2014);白牛廠Ag-Pb-Zn-Sn礦集區(qū)成礦時(shí)間為87~88 Ma(李開文等,2013);廣西大明山W-Mo-Cu礦床成礦時(shí)間在94~97 Ma之間(李水如等,2008;藺志永等,2008;楊鋒等,2011)。這些礦床成礦年齡與晚白堊世花崗質(zhì)巖體侵位時(shí)間相近,產(chǎn)出空間相鄰,顯示出密切的成因聯(lián)系。
右江盆地晚白堊世產(chǎn)錫花崗質(zhì)巖漿巖以黑云母花崗巖為主,其次為二長花崗巖和花崗斑巖,均為具高硅、高堿、貧Ca、Mg特征的高鉀鈣堿性、過鋁質(zhì)系列花崗巖。微量元素和Sr-Nd-Hf同位素特征表明,形成這些產(chǎn)錫花崗巖的熔體來源于后造山伸展環(huán)境下富黏土富稀有金屬沉積變質(zhì)基底的部分熔融,并伴隨著顯著的分餾和分異作用(Chen et al.,2015;Xu et al.,2015;伍靜等,2020)。梁婷等(2014)綜合前人關(guān)于丹池成礦帶的研究成果,指出無論是成錫花崗巖的同位素特征還是成礦流體的地球化學(xué)組成,均顯示成巖成礦與幔源物質(zhì)密切相關(guān)。前人研究表明,華南板塊西緣于晚白堊世經(jīng)歷了強(qiáng)烈的巖石圈伸展作用(Cheng et al.,2016),這一伸展事件的動(dòng)力學(xué)背景可能為新特提斯洋或古太平洋板塊于華南板塊之下的北向高角度俯沖或板片后撤引發(fā)的弧后擴(kuò)張作用(Yang,2013;Mao et al.,2013;Zhang et al.,2017)。俯沖板片后撤引發(fā)的軟流圈上涌,由此產(chǎn)生更高的地?zé)崽荻?,觸發(fā)上覆富錫地殼巖石的部分熔融,最終導(dǎo)致右江盆地花崗質(zhì)巖漿侵位及相關(guān)的錫成礦事件(Huang et al.,2019)。Yuan等(2019)提出地幔上涌差異增溫模型,較好地解釋了南嶺地區(qū)西部成錫、東部成鎢的空間格局。那么,殼幔相互作用對(duì)成巖成礦的貢獻(xiàn)如何?這是右江盆地錫多金屬成礦研究中值得深度挖掘、深入研究的方向。
(1)通過LA-MC-ICP-MS錫石U-Pb同位素測(cè)年手段,獲得拔旺錫鋅多金屬礦床Ⅰ號(hào)礦體中BW4(370中段)和BW5(282中段)2件樣 品的207Pb/206Pb-238U/206Pb諧和年齡分別為(93.1±4.8)Ma(n=24,MSWD=1.5)和(85.3±6.3)Ma(n=23,MSWD=2.1),206Pb/207Pb-238U/207Pb等時(shí)線年齡分別為(89.3±6.3)Ma(n=24,MSWD=0.86)和(82.9±5.3)Ma(n=23,MSWD=1.08)。2件樣品的錫石等時(shí)線年齡與諧和年齡在誤差范圍內(nèi)均一致,表明成礦發(fā)生于晚白堊世早期。
(2)基于地質(zhì)事實(shí)及已發(fā)表的成礦與成巖年齡數(shù)據(jù),認(rèn)為包括拔旺礦床在內(nèi)的丹池成礦帶錫多金屬成礦與晚白堊世花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)有密切的成因聯(lián)系,屬于與燕山晚期巖漿作用有關(guān)的熱液型礦床。