努日铜钼钨矿床黄铜矿Re－Os定年及意义

王欣欣 郑荣才 闫国强 黄 勇

(1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都610059;2.山西省地勘局217地质队，山西大同037008;3.油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059;4.中国地质调查局成都地质调查中心，四川成都610081)

冈底斯成矿带位于西藏陆陆碰撞造山带拉萨地块南缘冈底斯火山—岩浆弧中东段，平行于雅鲁藏布江缝合带展布［1］，在欧亚与印度大陆碰撞过程中，历经复杂的构造、岩浆、成矿作用，在构造演化的各个阶段均存在与之相应的成矿事件。按照成矿区带划分，冈底斯成矿带是最重要的Ⅲ级成矿带，分布着5个超大型矿集区［2］，该带内已发现多个大型或超大型斑岩型、矽卡岩型矿床，受到国际矿床学界的广泛关注，业已成为我国又一重要的铜、钼等战略金属资源基地。努日铜钼钨矿床位于冈底斯成矿带中东段南缘，紧邻雅鲁藏布江缝合带，是近年来发现的具有巨大找矿潜力的铜、钼、钨多金属矿床，最新的勘探成果显示，该矿床白钨矿资源量已达到大型矿床规模，有望成为西藏首例大型矽卡岩型钨矿床。该矿床因巨大的找矿潜力、特殊的构造环境，引起了众多学者的关注。近年来，众多研究者对该矿田开展了部分岩石学、流体包裹体等研究工作，而对矿区不同金属硫化物的形成时代却缺乏可靠的同位素年龄。

1 矿区地质概况

努日矿区分为南矿段、中矿段、北矿段三部分，矿化分带基本以南铜钼矿、北钨矿、中钼矿为特征。矿区出露地层为比马组(K1b)，比马组一段(K1b1)为厚层灰岩，几乎未发生大理岩化、矽卡岩化，含粒径为0.5～5 cm的内碎屑，偶见晶形较好的星点状黄铁矿化，在努日矿区主要出露在北矿段低处以及在中矿段出露一部分;比马组二段(K1b2)为薄层灰岩，层厚为10～20 cm，总体沉积厚度约20 m，在矿区出露范围较广，已全部发生石榴子石矽卡岩化，是矿区主要的赋矿层位;比马组三段(K1b3)为薄层灰岩大理岩与中薄层变质粉砂岩互层，在矿区北矿段可见明显的露头，该层内可见顺灰岩与砂岩层面贯入的含矿热液与地层发生接触交代，呈层状、似层状，与喷水沉积型的矿化特征相似，同时，在变质粉砂岩中可见高角度贯入的石英－黄铁矿脉、石英－黄铜矿脉、辉钼矿脉等矿化细脉，该层矿化较弱，为下伏比马组四段(K1b4)的充分矽卡岩矿化提供了良好的顶盖遮挡作用;比马组四段(K1b4)为砾岩，分布在中矿段顶部，出露面积约20 m2，主要出露在南矿段低处，砾石粒径最大可达10 cm，磨圆度较高，成分主要以硅质为主，胶结物为淡绿色安山质。矿区出露的岩浆岩主要有淡绿色安山岩、闪长(玢)岩脉、花岗闪长岩、黑云母花岗岩、煌斑岩脉，其中与矿化有关的岩体主要为出露在北矿段的黑云母花岗岩岩体，煌斑岩呈近东西向、宽约5 m的岩脉产出，安山岩呈岩株状产出在南矿段，花岗闪长岩出露在南矿段中部，岩体节理发育，沿节理面孔雀石化较好，但其新鲜面未见明显矿化，局部可见弱矽卡岩化，岩体也沿接触带发生褪色蚀变，主要的金属矿物为黄铜矿、自然铜、孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、蓝铜矿、辉钼矿、白钨矿，非金属矿物主要为石英、石榴子石、绿帘石、方解石、长石。矿石结构为自形、半自形，矿石构造为稀疏浸染状、团斑状、条带状、细脉状，局部可见块状。

2 采样及分析方法

为了消除因采样造成的分析差异，本次用于测试的2件黄铜矿样品分别采自北矿段ZK1005和中矿段ZK2702，选取石英闪长岩、矽卡岩中代表晚成矿期的黄铜矿－石英脉，黄铜矿呈宽窄不一的脉状、团斑状，见图1。黄铜矿－石英脉经破碎后在双目镜下挑选干净并足量送往国家地质实验测试中心Re－Os同位素实验室，此次试验全流程空白水平远低于所测试样品中的Re、Os含量，因此不会影响试验中Re和Os含量的准确测定。

图1 努日矿区黄铜矿照片Fig.1 Photos of Chalcopyrite in Nuri Cu-Mo-W deposit

3 分析结果

Re－Os同位素定年方法已经被证明是一种研究金属内生矿床成矿年代十分有效的手段，努日矿区2件黄铜矿样品的Re－Os同位素测试结果及模式年龄计算结果见表1。其中用于计算Re－Os模式年龄(t)公式为

其中，λ 为187Re衰变常数，λ =1.666×10－11a－1。经计算，2件黄铜矿样品的Re－Os同位素模式年龄分别24.94±0.35 Ma和 23.53±0.37 Ma，平均为24.24±0.36 Ma，年龄结果非常一致。由于测试所得到普通 Os含量微乎其微，因此认为黄铜矿中的187Os几乎全部由187Re衰变产生，其测定的Re－Os同位素年龄代表了黄铜矿的形成年龄。努日矿床是以铜、钼、钨为主的多金属矿，通过大量的岩芯观察发现，黄铜矿主要表现为3种产状:①浸染状黄铜矿与钼共生，主要见于矽卡岩中;②脉状的石英及黄铜矿，主要见于变质粉砂岩、石英闪长岩中;③稀疏浸染状黄铜矿，主要见于石英闪长岩中。前人曾报道了矽卡岩中与黄铜矿共生的辉钼矿Re－Os年龄为23.62±0.97 Ma，而此次讨论的则是稍早形成的、石英与黄铜矿脉中的黄铜矿，这一年龄不仅代表了努日黄铜矿的形成年龄，同时也暗示了努日矿区存在不止一次的成矿事件，具有重要的成矿指示意义。

表1 努日铜钼钨矿床黄铜矿Re－Os同位素测试数据Table 1 Re-Os isotope data of Chalcopyrite in Nuri Cu-Mo-W deposit

4 讨论

冈底斯成矿带已成为西藏发现的世界级巨型成矿带，位于雅鲁藏布江缝合带和班公湖—怒江缝合带之间，该成矿带分布着各种类型的众多矿床和矿点，为研究该成矿带成矿规律及构造演化历史提供了直接的证据。青藏高原也是目前全球重要的研究大陆碰撞的理想实验地［3］，莫宣学等认为印度大陆与亚欧大陆碰撞时限为65 Ma［4］，侯增谦等认为这一过程主要经历了3个阶段，即主碰撞阶段(65～41 Ma)、晚碰撞阶段(40～26 Ma)和碰撞后阶段(25～0 Ma)，而对于整个碰撞造山成矿过程，晚碰撞地壳由挤压向伸展阶段转换期是较为重要的成矿阶段，伴随这一过程，在青藏高原形成众多典型的大型、超大型矿床，其中最著名的当属冈底斯斑岩铜矿带，带内如驱龙斑岩型铜多金属矿(15.36 Ma)［5］、甲玛斑岩 －矽卡岩型铜多金属矿(15.22 Ma)［6］。而在努日矿床所处的泽当矿田内已经发现了众多斑岩型、矽卡岩型矿床，其成矿时代主要为:车门辉钼矿Re－Os年龄为93.3±4.1 Ma［7］、努日北矿段黑云母石英闪长岩中始新世黄铜矿Re－Os年龄约55 Ma、冲木达为40.3±5.6 Ma［8］，明则为30.26 ±0.69 Ma［9］，此次研究的努日铜钼钨矿床，其黄铜矿 Re－Os年龄为24.24±0.36 Ma。陈毓川等认为，一个成矿省无论空间范围大小、演化历史长短，其成矿系列中都应该具有不同地质演化阶段形成的各种成矿作用［10］。侯增谦等也提出青藏高原上的成矿作用是贯穿于整个印亚大陆碰撞造山的全过程［11］。由此可见，冈底斯成矿带南缘的泽当矿田自新特提斯洋晚白垩世的北向俯冲消减开始阶段，经历印亚陆陆主碰撞阶段、晚碰撞阶段、碰撞后阶段后，表现出了各阶段具有的独特矿物组合特征、矿床类型，很好地验证了前人的观点，同时也暗示该地区可能存在比车门矿床更早的成矿事件以及比努日矿床最小年龄更晚的成矿事件。

5 结论

努日铜钼钨多金属矿床2件黄铜矿样品模式年龄平均值为24.24±0.36 Ma，其产状为石英－黄铜矿脉，广泛分布在石英闪长岩中，代表了冈底斯成矿带南缘中新世的新的一次成矿事件。早于前人的浸染状黄铜矿与钼共生组合年龄。黄铜矿成矿年龄的精确厘定，不仅丰富了该矿床的成矿时代，同时也提出了新的矿化组合，努日矿床存在多期矿化已是不争事实，矿床的成矿时代对于在泽当矿田范围内寻找新的成矿事件具有重要的指示意义。

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