青海省?？囝^鉛鋅礦床成礦時代研究：來自成礦巖體年代學和黃鐵礦Re-Os地球化學證據(jù)

王新雨 ，王書來 ，吳錦榮 ，王幻 ，祝新友 ，王玉往 ，張坤 ，劉明 ，楊星 ，蔡亞偉

（1. 北京礦產(chǎn)地質研究院有限責任公司，北京 100012；2. 青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海 格爾木 816099）

青海東昆侖地區(qū)是中國重要的造山帶之一（吳樹寬等，2023），祁漫塔格成礦帶位于該造山帶西段（圖1a）。近年來，隨著該地區(qū)眾多巖漿熱液型多金屬礦床（點）的發(fā)現(xiàn)，其已逐漸成為中國西部重要的、最具找礦潛力的成礦遠景勘查區(qū)之一，引起了地質科研者們濃厚的研究興趣，推動了該地區(qū)成礦規(guī)律研究工作的不斷進行（豐成友等，2011；張愛奎，2012；高永寶等，2014；鐘世華等，2017a，2017b）。

圖1 東昆侖造山帶地區(qū)地質構造簡圖（a）與祁漫塔格區(qū)域地質礦產(chǎn)簡圖（b）（據(jù)豐成友等，2012；鐘世華等，2017a，2017b；王新雨等，2021修改）Fig. 1 (a) Tectonic sketch map of east Kunlun orogenic beltand geology and (b) mineral deposit distribution in the Qimantage area

?？囝^多金屬礦床位于祁漫塔格成礦帶中段野馬泉-開木棋河東側（圖1b），前人對?？囝^礦區(qū)開展了一系列研究工作，認為?？囝^礦區(qū)矽卡巖底部隱伏的花崗閃長巖為成礦巖體（蔣成伍，2013；賈建團，2013），其成礦時代與區(qū)域大多數(shù)鉛鋅多金屬礦床（卡爾卻卡、虎頭崖、肯德可克、野馬泉、尕林格等鐵多金屬礦床）成礦時代一致，為晚三疊紀。隨著牛苦頭礦區(qū)勘查工作的進展以及研究工作的不斷深入，前人逐漸意識到，華力西期（晚泥盆世）可能為礦區(qū)主要成礦巖體（李加多等，2019；王新雨等，2020，2021）。然而證據(jù)不夠充分，尤其是礦石礦物年代學成礦研究工作較為空白。此外，礦區(qū)成礦物質來源問題一直沒有很好的解決，前人研究僅僅從成礦巖體以及金屬中S、Pb的物質來源著手（王新雨等，2021），金屬成礦物質來源研究較為匱乏。

金屬礦物Re-Os測年是近年來矽卡巖多金屬礦床成礦時代研究較為較為有效的一種測年方法，其中，最為有效的屬于輝鉬礦Re-Os測年（李超等，2016）。然而，對于輝鉬礦含量較低的多金屬礦來說，輝鉬礦測年具有較大的難度和局限性。而黃鐵礦、黃銅礦中Re含量低，并且具有一定的初始Os，其Re-Os等時線年齡不僅能夠限定金屬礦物成礦時代，而且能夠示蹤金屬礦物成礦物質來源（李超等，2009）。

筆者擬從成礦巖體鋯石U-Pb年代學、礦石礦物Re-Os年代學入手，探討成巖時代與成礦時代的耦合關系，為礦區(qū)鉛鋅礦床成礦時代提供新的有力證據(jù)。嘗試采用黃鐵礦的同位素初始比值對其成礦物質來源進行示蹤，以解決牛苦頭多金屬礦床的成礦時代以及成礦來源等成礦相關問題，為研究野馬泉-?？囝^-四角羊地區(qū)矽卡巖型鐵鋅多金屬礦床成礦地質特征、礦床成因以及找礦預測工作提供相關理論依據(jù)。

1 地質背景

1.1 區(qū)域地質

東昆侖造山帶西側的祁漫塔格成礦帶位于青藏高原中北部，成礦條件較為優(yōu)越（毛景文等，2012；Yu et al.，2017；劉渭等，2021）（圖1a、圖1b）。成礦帶地區(qū)出露地層復雜，主要包括以下地層與巖性：新元古界金水口群主要為一套夾片巖、大理巖、片麻巖的混合巖；上奧陶統(tǒng)灘間山群巖組主要為一套夾火山巖組的碎屑巖地層；下石炭統(tǒng)大干溝組與締敖蘇組為一套沉積碳酸鹽地層，巖性包括生物碎屑灰?guī)r、大理巖、白云巖、鮞粒狀灰?guī)r和砂巖；下—中二疊統(tǒng)打柴溝組為一套灰?guī)r夾炭質條帶巖的巖石組合；第四系包括風積、沖積物和亞砂土。該地區(qū)構造活動發(fā)育較為復雜，構造受昆中、那陵郭勒斷裂影響，產(chǎn)狀主要呈NWW、NW向，局部近EW向，也常常發(fā)育近EW向的褶皺構造。區(qū)內(nèi)巖漿巖被第四系覆蓋嚴重，侵入巖發(fā)育強烈，時代分為華力西期和印支期2組，受NWW和N向構造斷裂控制明顯。

1.2 礦床地質

牛苦頭礦區(qū)出露地層為上奧陶統(tǒng)灘間山群巖組與第四系（圖2）。灘間山群在本礦區(qū)表現(xiàn)為一套淺海相沉積地層（碳酸鹽巖、碎屑巖），巖性表現(xiàn)為灰?guī)r、大理巖、條帶狀灰?guī)r、碳質灰?guī)r、粉砂巖、泥質粉砂巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂分為NWW和NE向，以NWW向為主，為昆北斷裂的次級分支斷裂，但NE向也同樣明顯，NE向構造代表主要為?？囝^溝和四角羊溝斷裂。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖種類復雜，包括輝長閃長巖、石英閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖、似斑狀花崗巖以及富石英花崗巖類等，空間穿插關系復雜。

圖2 ?？囝^礦區(qū)地質圖Fig. 2 Geological map of the Niukutou ore district

礦區(qū)M1礦段作為其主要開采地段，其礦體類型主要為層狀或不規(guī)則脈狀礦體，礦石成分主要為磁黃鐵礦、閃鋅礦、磁鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦，可見少量毒砂與赤鐵礦。礦石構造主要呈塊狀、浸染狀、細脈浸染狀、條帶狀以及班雜狀。M4礦段礦體產(chǎn)狀、礦石結構構造與M1基本類似，但其礦石成分與M1礦段有所區(qū)別，礦石中磁鐵礦含量較大，其次為磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦，方鉛礦含量較少。

礦區(qū)主要礦體順層產(chǎn)出，受地層和硅鈣面控制明顯（圖3），局部受導礦構造影響，可切穿地層。脈石礦物與區(qū)域上其他矽卡巖礦床有所區(qū)別，局部矽卡巖Mn含量較高，與鉛鋅礦化關系密切。脈石礦物包括（錳）陽起石、（錳）黑柱石、（錳）鈣鐵輝石、石榴子石、硅輝石、石英、方解石、綠簾石、綠泥石等（圖4）。花崗巖體位于礦體與矽卡巖之下，為二長花崗巖-花崗閃長巖組合，蝕變?yōu)榫G泥石化、鉀化及少量輝石化，局部花崗巖中可見星點狀閃鋅礦化與黃鐵礦化。

圖3 ?？囝^M1磁異常區(qū)10號地質勘探線剖面圖Fig. 3 Geological profile of No.10 exploration line n in M1 magnetic anomaly area of Niukutou deposit

圖4 巖石、礦石手標本圖Fig. 4 Specimens of rocks and ores

2 樣品采集與測試方法

研究樣品采自M1礦段10線鉆孔底部，巖性分別為花崗閃長巖和二長花崗巖（圖5a、圖5b），取樣位置見圖3。

圖5 ?？囝^礦區(qū)花崗巖類手標本及鏡下照片F(xiàn)ig. 5 Specimen and microscope photo of the granites from the Niukutou deposit

M1礦段鉆孔底部花崗閃長巖，經(jīng)鑒定巖性為中粒鉀化黑云母花崗閃長巖（圖5a），石英含量約為25%，自形-半自形結構，粒徑為0.6～1.5 mm。斜長石，自形結構，含量約為55%，粒徑為1～1.5 mm，斜長石表面多發(fā)生泥化、絹云母化。鉀長石含量約為10%～15%，粒徑為0.5～0.8 mm，多為正長石，局部表面發(fā)育泥化。黑云母含量約為3%～5%，片狀，局部為泥化。花崗閃長巖中普遍發(fā)育鉀化、硅化、絹云母化，表明M1底部巖體發(fā)生較強的熱液蝕變（圖5c）。

M1礦段鉆孔底部二長花崗巖一般為中細粒結構（圖5b），塊狀構造，其主要由石英（35%）、正長石（35%）、斜長石（25%）和黑云母（5%）組成。斜長石中可發(fā)現(xiàn)具有環(huán)帶結構的中長石。蝕變主要為長石的鉀化和絹云母化，同時普遍發(fā)育浸染狀黃鐵礦化（圖5d）。

選取M1礦段10線鉆孔ZK1007、ZK1009底部的2件花崗閃長巖（NZC01、NZC13）進行鋯石U-Pb定年分析（圖3）。Re-Os測年樣品則選擇M1礦段ZK1004鉆孔底部黃鐵礦閃鋅礦礦石樣品6件作為測試對象（圖3）。

3 測試方法

3.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年

花崗巖鋯石測年在合肥工業(yè)大學礦物原位分析實驗室完成，分析儀器為Agilent7900電感耦合等離子質譜儀（美國），與之配套的為美國生產(chǎn)的Analyte氣態(tài)準分子激光剝蝕系統(tǒng)。激光以He為載氣，統(tǒng)一剝蝕半徑為30 um。標樣采用91500、PLE為外標的鋯石進行校正，每測10個樣品，用2個91500標樣和1個PLE標樣進行校正。隨時觀察儀器的信號，以保證數(shù)據(jù)的精確有效。數(shù)據(jù)處理及普通Pb校正采用CPMS-Da-Ta-Cal（Liu，2010；李艷廣等，2023）和EXCEL宏程序ComPbCorr#3-17（Andersen，2002），年齡諧和圖解使用Isoplot3.0獲?。ㄍ跣掠甑龋?021）。

現(xiàn)在的商務英語教學中，師資力量還有所不足，比較薄弱。究其原因，主要是因為：教師的自身的能力偏弱?，F(xiàn)在的商務英語老師大多數(shù)是沒有商務英語的學習經(jīng)歷，更加沒有從事過商務英語相關的職業(yè)。大多數(shù)的老師在成為老師前都學習的是平常普通的英語，不是商務英語，老師的英語知識結構更加偏向于英語的基礎理論知識。相較于普通的英語教育，商務英語教育更加的專業(yè)化，更加偏向于在實際中的應用。并且，現(xiàn)在學生從商務英語教材上學到的知識與實際工作中的所運用到的英語知識有所差別。學生與老師都缺乏相應的實踐能力，有的老師雖然可以說出流利的英語，但是對商務活動中涉及的商務術語、商務活動無法清晰地表述出來。

3.2 黃鐵礦Re-Os測年

用于黃鐵礦 Re-Os 同位素測試的樣品采自牛苦頭M1礦段ZK1004鉆孔底部塊狀礦石，共 6 件，其中塊狀礦石中黃鐵礦與磁黃鐵礦、閃鋅礦共生，為同階段硫化物。將包含黃鐵礦的閃鋅礦礦石進行粉碎，剔除雜物，保證實驗的黃鐵礦樣品純度高于99%。

在中國地質科學院國家測試中心進行了黃鐵礦Re-Os 同位素組成測定。對于黃鐵礦含量低的樣品，采用逐級剝譜法扣除O同位素的干擾。其中Re同位素質量分餾校正采用的普通Re的185Re/187Re值為0.597 38。而Os同位素質量分餾校正采用192Os/188Os值作為內(nèi)標（杜安道等，2009）。詳細測定方法及流程見2009，李超等（2016）。

4 分析結果

4.1 鋯石U-Pb定年

花崗閃長巖和二長花崗巖采樣位置見圖3，其鋯石U-Pb同位素組成見表1。在CL圖像下，花崗閃長巖中（NZC01）鋯石呈無色透明的長-短柱狀（圖6）。長約為135～265 μm，寬為45～75 μm。大多數(shù)鋯石具巖漿震蕩環(huán)帶，局部可見鋯石形態(tài)殘缺不完整，可能為晚階段熱液作用所致。鋯石中Th含量為63×10—6～393×10—6，U含量為183×10—6～1 085×10—6，Th/U值為0.3～0.56（均大于0.3），屬于典型巖漿鋯石成因。20個鋯石LA-ICP-MS加權平均年齡為（362.2±2.7）Ma（MSWD=3.9，n=20）（圖6），均為華力西期晚泥盆紀。

表1 牛苦頭成礦花崗巖鋯石U-Pb數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab. 1 U-Pb isotopic compositions of Niukutou granitoids

圖6 ?？囝^礦區(qū)成礦花崗閃長巖、二長花崗巖鋯石年齡諧和及加權平均年齡圖Fig. 6 Zircon U-Pb Concordia and weighted average of granitoids in Niukutou ore district

?？囝^M1礦段二長花崗巖中（NZC013）鋯石CL圖像晶形較好，呈無色透明短柱狀，長約為150～250 μm，寬約為80～100 μm，少數(shù)鋯石局部出現(xiàn)殘缺，可能為晚期巖漿熱液所致。鋯石Th含量為48×10—6～178×10—6，U含量為131×10—6～565×10—6，Th/U值為0.34～0.57（均大于0.3），為典型巖漿鋯石成因（王新雨等，2021）。 測得15個鋯石LA-ICP-MS加權平均年齡為（361.8±3.4）Ma（MSWD=2.5，n=15）（圖6），均屬于華力西期晚泥盆紀。

4.2 Re-Os地球化學

黃鐵礦Re-Os數(shù)據(jù)分析結果見表2。礦石樣品中黃鐵礦與閃鋅礦共生關系見圖7a。?？囝^鉛鋅礦床黃鐵礦中普Re含量為0.031×10—9～7.887×10—9，187Os含量為0.20×10—12～29.96×10—12，普Os含量較低，相對于187Os可忽略不計。黃鐵礦187Re/188Os值為61.7～32 860，屬于低含量、高放射成因硫化物（LLHR），黃鐵礦Re-Os等時線年齡為（359.2±6.3）Ma（圖7b），個別數(shù)據(jù)的等時線年齡為（352±15）Ma，初始187OS/188Os值為0.13±0.24（表2）。個別數(shù)據(jù)的等實線年齡與M4鉆孔底部成礦巖體鋯石U-Pb年齡一致（353.0±3.6 Ma）（王新雨等，2021）。

表2 ?？囝^鉛鋅礦床黃鐵礦Re-Os同位素數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab. 2 Re-Os data of pyrite from Niukutou Pb-Zn skarn deposit

圖7 閃鋅礦與黃鐵礦鏡下共生的顯微照片（a）和?？囝^M1礦段黃鐵礦Re-Os同位素等時線圖解（b）Fig. 7 (a) micrograph of sphalerite intergrowth with pyriteand and (b) Re-Os isotope isochron of pyrite in M1 ore block of Niukutou ore district

5 討論

5.1 牛苦頭鉛鋅礦床成礦時代

黃鐵礦Re-Os同位素定年方法，是解決金屬礦床成礦時代問題一種有效的技術手段。?？囝^M1磁異常區(qū)鉛鋅礦與閃鋅礦共生的黃鐵礦Re-Os加權平均值年齡為（359.2±6.3）Ma，代表了?？囝^鉛鋅礦床的成礦時代為晚泥盆世。該年齡與礦區(qū)M1和M4華力西晚期鉆孔底部成礦巖體年齡（363～362 Ma）基本一致，代表了祁漫塔格地區(qū)晚泥盆世存在一期重要的矽卡巖型鉛鋅成礦作用。綜上所述，華力西期巖漿作用是祁漫塔格礦區(qū)一期重要的巖漿侵入作用，對應于晚泥盆世始特提斯洋后碰撞伸展作用。該期巖漿巖在整個?？囝^礦區(qū)普遍都存在，尤其在M3和M5地區(qū)。因此，在牛苦頭地區(qū)M3和M5磁異常區(qū)具有尋找華力西期巖漿巖有關的鉛鋅礦床。

多數(shù)學者認為，中—晚三疊世是祁漫塔格造山帶內(nèi)非常重要的地質演化階段（豐成友等，2012；Yu et al.，2017），是祁漫塔格地區(qū)主要的成礦時期。該階段下，構造環(huán)境由擠壓變?yōu)樯煺梗欣趲r漿混合作用的發(fā)生，并進行分異演化，為礦區(qū)內(nèi)鐵鋅銅多金屬礦化提供了較好的構造條件（高永寶等，2014）。

然而，也有部分學者對“印支期作為祁漫塔格地區(qū)唯一的矽卡巖成礦期”提出質疑，并通過事實和證據(jù)，提出該地區(qū)多金屬成礦與泥盆紀巖漿作用有關（高永寶等，2014；宋忠寶等，2014； 李加多等，2019）。但未深層次揭露巖體與礦體時空關系以及成礦作用過程。

測試結果表明，M1礦段鉆孔底部成礦花崗閃長巖年齡為（362.2±2.7）～（361.8±3.4）Ma。 與與閃鋅礦密切共生黃鐵礦Re-Os等時線年齡為（359.2±6.3）Ma，年齡與礦區(qū)M1和M4華力西晚期鉆孔底部成礦巖體年齡（363～362 Ma）基本一致，代表了祁漫塔格地區(qū)晚泥盆世存在一期重要的矽卡巖型鉛鋅成礦作用。結合前人發(fā)表的有關有關牛苦頭礦區(qū)成礦巖體年齡（365～352 Ma）（李加多等，2019；王新雨等，2021），認為由此確定牛苦頭鉛鋅礦床形成于362～352 Ma，屬于華力西期晚泥盆世。

綜合以上分析，認為牛苦頭礦區(qū)M1、M4礦段大規(guī)模鉛鋅成礦作用時代為華力西期晚泥盆世。華力西期巖漿巖在整個?？囝^礦區(qū)普遍都存在，尤其在M3和M5地區(qū)。因此，在?？囝^地區(qū)M3和M5磁異常區(qū)具有尋找華力西期巖漿巖有關的鉛鋅礦床。

這個事實也進一步說明了祁漫塔格地區(qū)存在大規(guī)?！叭A里西期鉛鋅成礦作用”，為祁漫塔格地區(qū)區(qū)別于“印支期成礦作用的”的另一期中酸性巖漿巖找礦標志。

5.2 成礦物質來源

在巖漿演化及成礦流體運移過程中，由于Os親鐵、親銅的特性，其可作為示蹤成礦物質來源的元素，由于?？囝^礦床閃鋅礦礦石中包含大量黃鐵礦。因此，可以利用黃鐵礦的Os同位素特征示蹤?？囝^礦區(qū)閃鋅礦的物質來源（豐成友等，2007；李超等，2009）。其中，地幔中187Os/188Os值約為0.12，而上地殼中的187Os/188Os值約為1，?？囝^黃鐵礦-閃鋅礦礦石的初始（187Os/188Os）i值為0.13±0.24，顯示出幔源巖漿參與了成礦。矽卡巖礦床一般由成礦巖體與地層發(fā)生交代而形成，地層和成礦巖體可能同時貢獻了成礦物質。?？囝^海西期巖漿巖為祁漫塔格地區(qū)晚泥盆世后碰撞造山環(huán)境下巖石圈減薄過程中殼幔混合作用的產(chǎn)物（莫宣學等，2007；高永寶等，2014），?？囝^鉛鋅多金屬礦床成礦物質可能主要來源于殼幔作用的混合。

5.3 礦床成因

東昆侖造山帶經(jīng)歷了4次巖漿構造旋回，形成的巖石構造組合基本上對應于4個時代，分別為：元古宙（前寒武紀）、早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代，其中以晚古生代—早中生代（華力西期—印支期）的巖漿巖較為發(fā)育（莫宣學等，2007；田龍等，2023）。各構造旋回相關的成礦作用主要集中在晚古生代—早中生代，其中東昆侖晚古生代成礦包括夏日哈木巖漿巖型銅鎳礦床、白干湖矽卡巖-云英巖-石英脈型鎢錫多金屬礦床，礦床形成時代為430～422 Ma，屬于志留世。該期成礦作用形成于志留紀碰撞造山后局部拉張環(huán)境（Zhong et al.，2018）。進入泥盆世（410～360 Ma），形成一系列花崗閃長巖-石英閃長巖-二長花崗巖類，與區(qū)內(nèi)的矽卡巖型鐵鉛鋅銅多金屬成礦密切相關，這些侵入巖以 I 型花崗巖為主。目前，發(fā)現(xiàn)該時期礦床較少，近年來該時代礦床也逐漸被重視，其代表礦床包括牛苦頭-四角羊鉛鋅多金屬礦床、野馬泉M13磁異常區(qū)鐵鋅礦床等（高永寶等，2014；王新雨等，2021），形成于區(qū)內(nèi)早古生代—晚古生代早期構造-巖漿旋回的碰撞-后碰撞階段，由古老陸殼重熔而成，加入部分地幔物質，殼幔巖漿混合作用可能是其大規(guī)模集中成礦的主要因素。

結合上述Re-Os同位素成礦物質來源分析，可以認為?？囝^矽卡巖型鉛鋅多金屬礦床形成于晚泥盆世祁漫塔格洋俯沖于柴達木地塊之下后的碰撞-后碰撞階段，此時背景下，巖石圈減薄、軟流圈上涌，強烈的殼幔相互作用誘發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動，這也與?？囝^礦區(qū)成礦巖體中含有大量包體的事實相一致（李加多等，2019；王新雨等，2021）。中酸性晚泥盆世花崗閃長巖-二長花崗巖侵入到灘間山群發(fā)生了相互交代作用，晚泥盆世花崗巖類提供了成礦物質，巖漿與灘間山群大理巖接觸帶提供了賦礦空間，從而形成了?？囝^矽卡巖型鉛鋅多金屬礦床。

6 結論

（1）?？囝^礦區(qū)成礦二長花崗巖與花崗閃長巖時代為（362.2±2.7）～（361.8±3.4）Ma。 Re-Os等時線年齡為（359.2±6.3）Ma。成巖與成礦時代耦合，由此確定?？囝^鉛鋅礦床形成于362～359 Ma。

（2）根據(jù)黃鐵礦初始值（187Os/188Os）i分析，可以認為?？囝^鉛鋅礦床金屬成礦物質可能主要來源于殼幔相互作用的混合巖漿。

（3）結合已有資料，提出?？囝^鉛鋅礦床形成于碰撞-后碰撞階段的拉伸背景之下。

致謝：野外工作得到了青海鴻鑫礦業(yè)有限公司技術中心工作人員郭天軍、劉明、王燕的大力支持；Re-Os測試技術得到了中國地質科學院國家測試中心李超教授的悉心指導；審稿專家對論文提出了許多寶貴的意見和建議，對以上人員表示最衷心的謝意。