卢友月, 付建明, 程顺波, 刘树生, 黎传标,张利国 马丽艳
(1.中国地质调查局 武汉地质调查中心, 湖北 武汉 430205; 2.中国地质调查局 花岗岩成岩成矿地质研究中心,湖北 武汉 430205; 3.湖南省地质矿产勘查开发局405队, 湖南 吉首 416007; 4.湖南省湘南地质勘察院,湖南 郴州 423000)
湘南铜山岭铜多金属矿田成岩成矿作用年代学研究
卢友月1,2, 付建明1,2, 程顺波1,2, 刘树生3, 黎传标4,张利国1, 马丽艳1,2
(1.中国地质调查局 武汉地质调查中心, 湖北 武汉 430205; 2.中国地质调查局 花岗岩成岩成矿地质研究中心,湖北 武汉 430205; 3.湖南省地质矿产勘查开发局405队, 湖南 吉首 416007; 4.湖南省湘南地质勘察院,湖南 郴州 423000)
湘南铜山岭铜多金属矿田位于钦杭成矿带的中部, 矿床主要产于铜山岭岩体接触带及其附近。本文对矿田内的岩体和矿床进行了精细的年代学研究, 分别获得铜山岭Ⅰ号岩体的花岗闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为157±2 Ma(MSWD=1.20); 铜山岭矿床石英脉型矿体中的辉钼矿Re-Os模式年龄为161±1 Ma(MSWD=0.21); 桥头铺矿床矽卡岩型矿体中的辉钼矿Re-Os模式年龄为155±3 Ma(MSWD=1.5)、石榴子石Sm-Nd等时线年龄为155±8 Ma(MSWD=0.41)。成岩与成矿年龄在误差范围内基本一致, 说明铜山岭矿田成岩成矿具有同时性, 它们之间具有密切的成因联系。辉钼矿中Re含量(32.95×10-6~59.45×10-6)指示成矿作用可能与壳幔混合作用有关。这为进一步研究区域成矿规律提供了重要同位素年代学依据。
铜多金属矿田; SHRIMP锆石U-Pb定年; 辉钼矿Re-Os定年; 石榴子石Sm-Nd定年; 铜山岭; 湘南
卷(Volume)39, 期(Number)6, 总(SUM)149
页(Pages)1061~1071, 2015, 12(December, 2015)钦杭成矿带及其旁侧是华南地区重要的
Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带, 沿该带分布着江西德兴斑岩铜矿、银山斑岩浅成低温热液型银多金属矿、冷水坑浅成低温热液型银铅锌矿、永平矽卡岩型铜矿、东乡热液型铜矿、焦里矽卡岩型铅锌矿, 湖南七宝山斑岩-矽卡岩型铜多金属矿、宝山斑岩-矽卡岩型铜钼多金属矿、水口山热液脉型铜铅锌矿、铜山岭矽卡岩型-热液脉型铜多金属矿和广东大宝山矽卡岩型-斑岩型铁铜钼多金属矿等矿床, 构成了一个长达1000 km以上的铜铅锌多金属矿带(杨明桂和梅勇文, 1997; 杨明桂等, 2009; 毛景文等, 2010;
徐德明等, 2012)(图1a)。铜山岭铜多金属矿田位于钦杭Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带的中部, 是该成矿带的重要组成部分。前人已对其矿床地质特征、控岩控矿构造、花岗岩与成矿的关系以及成矿的物理化学条件等方面作过许多研究, 同时也获得了一些非常有意义的成岩年龄数据, 其中的高精度成岩年龄(SHRIMP锆石U-Pb和LA-ICP-MS锆石U-Pb)为167~148 Ma(汪劲草等, 2000; 王岳军等, 2001; 刘雄, 2006; 魏道芳等, 2007; Jiang et al., 2008; 全铁军等, 2013)。但到目前为止还没有获得可靠的成矿年龄数据, 这在一定程度上制约了该地区成矿规律的研究及找矿勘探工作。本文在前人研究工作的基础上, 利用SHRIMP锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os及石榴子石Sm-Nd法进行同位素年代学研究, 精确厘定了铜山岭铜多金属矿田成岩与成矿作用的时间及相互关系, 对进一步研究区域成矿规律提供了重要同位素年代学依据。
图1 湘南铜山岭铜多金属矿田地质图(图1a据杨明桂和梅勇文, 1997修改; 图1b据湖南省地质矿产勘查开发局四一八队, 2009修改)Fig.1 Geological map of the Tongshanling copper polymetallic ore-field, southern Hunan province
铜山岭铜多金属矿田是湖南省著名的与深源岩浆有关的铜多金属矿田, 在矿田范围内围绕深源花岗岩分布有一系列由高温-低温的铜、钼、铅、锌、钨矿床(点), 自北向南依次分布有铜山岭矽卡岩型-热液型铜多金属矿床、江永(庵堂岭)矽卡岩型银铅锌矿床、圆头湾矽卡岩型钨矿床、桥头铺矽卡岩型钼矿床等(图1b)。
区内出露的地层为中泥盆统-石炭系的一套海相-浅海相碳酸盐岩夹陆源碎屑岩沉积建造, 岩性以碳酸盐岩为主, 碎屑岩次之。赋矿地层主要为泥盆系棋子桥组(Dq)白云质灰岩、泥盆系长垄界组(Dc)和锡矿山组(Dx)泥晶灰岩和白云质灰岩、石炭系石磴子组(Csh)灰岩。构造上, 矿田受到铜山岭背斜轴部和西翼控制, 其中铜山岭矿床矿体分布在背斜核部岩体接触带、外接触带层间界面和穿层裂隙中,江永(庵堂岭)矿床矿体分布在背斜西翼岩体接触带、穿层裂隙和岩溶洞穴中, 桥头铺矿床矿体分布在背斜西翼岩体接触带和外接触带层间界面中(图1b)。
铜山岭花岗闪长岩呈水母状向北东、北西和西部侵入, 其中向西部的分枝在地表出露的几个岩体自东向西逐渐减小, 向北东、北西的深部延伸两个隐伏分支。铜山岭矿床的猫仔湾、背后山各矿段均产于北东向隐伏分支的上部接触带和外接触带, 在Ⅰ号岩体的周围, 尤其是北东和北西两个隐伏分支的上部及其附近分布着许多花岗斑岩和石英斑岩脉。在西南侧的谷母溪、杏脚(矿田外)一带分布数个玻基辉橄岩、煌斑岩小岩体。岩体侵入上泥盆统及下石炭统, 围岩皆遭受大理岩化、矽卡岩化, 蚀变带宽200~1000 m。岩体由近东西向分布的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号三个岩体组成, 面积分别为11 km2、0.6 km2、0.4 km2,总面积约12 km2(图1b)。Ⅰ号岩体由中心至边缘, 岩性变化为中细粒花岗闪长岩-花岗闪长斑岩-微细粒花岗闪长岩, 其中花岗闪长斑岩为岩体主体, 与区内成矿最为密切。
图2 铜山岭铜多金属矿田矿体照片Fig.2 Photographs of the ore bearing veins in the Tongshanling copper polymetallic ore-field
矿田内围岩蚀变强烈, 并存在明显的分带特征。一般在岩体内接触带蚀变以绢英岩化、钾化、硅化为主, 在裂隙发育部位尤其明显。外接触带以矽卡岩化为主, 与矿田内铜多金属矿化密切相关。往外蚀变变弱, 在远接触带以硅化、碳酸盐化、大理岩化为主。
2.1样品采集
锆石选自铜山岭Ⅰ号岩体花岗闪长斑岩(样品号: 10D62-7), 采样位置: 111°27′42″E, 25°15′47″N(图1b)。岩石呈灰白色, 斑状结构, 块状构造, 基质为细粒花岗结构。斑晶主要由斜长石(3%~5%)、钾长石(10%~15%)和石英(5%~7%)组成。基质为斜长石(40%~45%)、钾长石(5%~10%)、石英(15%~20%)、黑云母(3%~5%)和角闪石(1%~5%)。副矿物有磁铁矿、锆石、磷灰石等, 次生矿物有绢云母、绿泥石、方解石等。
辉钼矿样品11D50-3(每隔6~10 m一个样, 依次编号为: 11D50-3-1~11D50-3-4)采自铜山岭矿床60中段IV号石英脉型铜铋多金属矿体(图1b、2a)。矿体产于泥盆系锡矿山组(Dx)大理岩中, 受断裂破碎带及层间裂隙控制, 呈脉状产出, 走向近东西, 脉宽1.0~2.5 m, 产状358°∠46°。矿石矿物东部以黄铜矿、方铅矿为主, 向西逐渐过渡为以方铅矿、辉铋矿为主, 次要矿物有闪锌矿、毒砂、辉钼矿、黄铁矿、蓝铜矿等; 脉石矿物较简单, 主要为石英, 其次还有少量的方解石、石榴子石等。
辉钼矿及石榴子石样品11D58(每隔6~10 m一个样, 依次编号为11D58-1~11D58-8, 其中11D58-3分2处采样, 采样间距约3 m, 分别编号为11D58-3-1、11D58-3-2)采自桥头铺矿床Ⅰ号矽卡岩型钼矿体(图1b、2b)。矿体产于石炭系大浦组(Cd)大理岩中,受层间界面控制, 产状204°∠84°。目前有沿脉坑道控制矿体长约100 m, 矿体厚0.1~2.0 m, 品位0.1%~1.2%。脉体局部弯曲和膨大, 分枝复合现象很普遍, 矿化不均匀, 辉钼矿呈细脉状、薄膜状、浸染状分段富集于局部。
2.2测试方法及实验流程
SHRIMP锆石U-Pb同位素分析: 花岗闪长斑岩样品通过人工破碎, 重砂淘洗法分选出锆石, 在双目镜下挑纯, 最后选出晶形完好、透明度高、无裂纹和包体少的锆石颗粒与标准锆石样品TEM (417 Ma)一起粘在环氧树脂靶上, 磨制样品, 使锆石内部暴露。对靶上待测样品进行透射光、反射光和阴极发光显微照相分析, 据此选定锆石微区原位分析的靶位。阴极发光(CL)图像在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针研究室完成, SHRIMP锆石U-Pb分析在北京离子探针中心的SHRIMP Ⅱ型离子探针上完成。束斑大小为30 μm, 为了尽量降低锆石表面普通Pb和镀金过程中的污染, 测定过程中先用束斑扫描5 min, 详细的实验流程和原理参考宋彪等(2002)和简平等(2003)。应用标准锆石TEM(417 Ma)对元素间的分馏进行校正。应用另一标准锆石SLI3(年龄为572 Ma、U含量为238×10-6)标定所测锆石的U、Th、Pb含量。普通铅根据实测Pb校正。数据处理采用Isoplot程序(Ludwig, 2003)。单个数据点的误差均为1σ, 所采用的206Pb/238U加权平均年龄具有95%的置信度。
辉钼矿Re-Os同位素分析: 辉钼矿的单矿物挑选在廊坊市峰泽源岩矿检测技术有限公司完成, 通过对所获得的样品进行重力、磁法分离, 获得纯度均大于99%辉钼矿样品。
Re-Os同位素分析测试工作在国家地质实验测试中心完成, 采用Carius管封闭溶样分解样品, Re和Os的分离等化学处理过程及质谱测试过程参考杜安道等(2001)以及屈文俊和杜安道(2003)。采用美国TJA公司生产的TJA X-series ICP-MS (电感耦合等离子体质谱仪)测定Re和Os同位素比值。本实验全流程空白Re为3.1×10-12,普Os为0.3×10-12,187Os为0.22×10-12。Re、Os空白远低于样品含量, 因而对测试结果不会有显著的影响。
石榴子石Sm-Nd同位素分析: Sm-Nd同位素测定方法见李华芹等(1998)所报道的流程。Sm和Nd含量及Nd同位素比值采用同位素稀释法和质谱仪直接测定。同位素分析在中国地质调查局武汉地质调查中心同位素实验室N-Triton可调多接受固体质谱仪上完成。在同位素测试过程中, 用工作标准物质JMC(Nd2O3)监控仪器工作状态, 用Sm-Nd国家一级标准物质GBW04419监控分析流程, 质量分馏用146Nd/144Nd=0.7219校正。标准测定结果:GBW04419的143Nd/144Nd=0.512725±0.000008(2σ)。全部操作均在净化柜里进行, 使用的器皿均由铂金、氟塑料和高纯石英制成, 所用试剂经过亚沸蒸馏纯化。Sm、Nd的全流程空白分别为2×10-10和5×10-11。
3.1SHRIMP锆石U-Pb年龄
花岗闪长斑岩样品(10D62-7)中锆石为浅黄色透明, 呈长柱状-短柱状, 晶形比较完整, 透明度好,偶见裂隙, 颗粒大小不一, 长宽比一般在4∶1~1∶1之间。阴极发光(CL)图像显示(图3a)大部分锆石具有很好的振荡韵律环带结构, 部分锆石具核-边结构, 核部呈浑圆状, 增生边宽窄不一, 明显不同于变质锆石的特点(吴元保和郑永飞, 2004), 为典型的岩浆结晶锆石。
从SHRIMP锆石U-Pb同位素分析结果(表1)可见: 样品锆石中U含量较高(441×10-6~2349×10-6),Th含量较低(114×10-6~547×10-6), Th/U比值介于0.16~0.41之间, 均值0.26, 显示岩浆成因锆石的特点。样品所选的9个分析点均位于岩浆环带清楚的锆石边部。其中7个测点落在谐和线附近,206Pb/238U表面年龄集中分布在153~160 Ma, 获得206Pb/238U加权平均年龄为157±2 Ma(95%置信度, MSWD= 1.20)(图3b), 代表花岗闪长斑岩的形成年龄。在所有分析点中, 10D62-7.3号点给出了207 Ma的印支期206Pb/238U表面年龄, 对应于锆石CL图像(图3a),该点可能部分打到了继承锆石核, 推测其为混合年龄, 其地质意义尚不清楚; 10D62-7.5号点给出了165 Ma的206Pb/238U表面年龄, 年龄值偏大, 本次未参与计算。
3.2辉钼矿Re-Os年龄
铜山岭矿床(11D50-3)和桥头铺矿床(11D58)辉钼矿Re-Os测试分析结果见表2。从中可见, 铜山岭矿床石英脉型铜铋多金属矿体中的辉钼矿(11D50-3)Re含量为48.85×10-6~52.64×10-6,187Re含量为30.70×10-6~33.09×10-6,187Os含量为82.75× 10-9~89.31×10-9。模式年龄为161~162 Ma, 在误差范围内是一致的。用Isoplot软件计算了所测的4个点的等时线年龄和模式年龄的加权平均值, 结果分别为161±45 Ma(MSWD=0.44)(图4a)和161±1 Ma(MSWD=0.21)(图4b), 两者在误差范围内一致, 从MSWD值及拟合概率来看, 其等时线年龄和加权平均模式年龄都是可靠的。因4个样品中有2个Re、Os含量相近, 等时线上各点拉不开, 导致等时线年龄误差较大, 因而其模式年龄的加权平均值(161±1 Ma)更可靠。
图3 铜山岭岩体花岗闪长斑岩代表性锆石CL照片(a)和SHRIMP锆石U-Pb年龄谐和图(b)Fig.3 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircon granis (a), and zircon SHRIMP U-Pb concordia plot(b) for the granodiorite porphyry from the Tongshanling pluton
表1 铜山岭岩体花岗闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb测年结果Table 1 Zircon SHRIMP U-Pb dating results of the granodiorite porphyry from the Tongshanling pluton
桥头铺矿床矽卡岩型矿体中的辉钼矿(11D58)Re含量为32.95×10-6~59.45×10-6,187Re含量为20.71×10-6~37.37×10-6,187Os含量为56.59×10-9~106.10×10-9。其中样品11D58-3-1作为重复样对测试质量进行了监控, 结果在误差范围内基本一致(表2), 表明本次测试结果可靠。11D58-5、11D58-6、 11D58-7和11D58-8基本不含普Os, 给出了153~157 Ma的模式年龄(表2), 各年龄在误差范围内一致, 模式年龄的加权平均值为155±3 Ma(MSWD=1.5)(图5a)。另外3件样品11D58-2、11D58-3-1和11D58-9的普Os含量较高, 且187Os/普Os值均小于20(3.7~14.1)(表2), 需要考虑普Os对Re-Os模式年龄的影响(李超等, 2012)。对其187Re/188Os和187Os/188Os值进行测定, 计算模式年龄时对初始187Os进行扣除(表3), 获得其模式年龄为: 162~166 Ma, 加权平均值164±5 Ma(MSWD=0.13)(图5b)。李超等(2012)研究认为: 在一个矿区的几件辉钼矿样品中, 可能既有普Os含量较低的辉钼矿, 同时也有普Os含量较高的辉钼矿,普Os含量较低样品中188Os测定误差更大,187Re/188Os和187Os/188Os误差也更大, 所以会造成187Re/188Os-187Os/188Os等时线年龄和初始比值误差较大。在这种情况下,普Os含量较低的样品可以直接采用模式年龄,普Os含量较高的样品做187Re/188Os-187Os/188Os等时线图, 然后利用187Os/188Os初始比值对含有普Os样品的非放射成因187Os进行扣除, 从而得到准确的Re-Os模式年龄。同时认为: 理论上, 成矿年龄越老,累积放射成因187Os越多,187Os/普Os值越大,普Os对Re-Os模式年龄的影响程度越低。本次获得普Os含量较低的4件样品(11D58-5、11D58-6、11D58-7、11D58-8)187Os/普Os值(7193.3~7896.9)远远大于普Os含量较高的3件样品(11D58-2、11D58-3-1、11D58-9)(3.7~14.1), 在获得的模式年龄相近的情况下(155 Ma和164 Ma),普Os含量较低的4件样品模式年龄的加权平均值(155±3 Ma)更可靠。
表2 铜山岭矿床(11D50-3)和桥头铺矿床(11D58)辉钼矿Re-Os同位素组成Table 2 Re-Os isotope compositions for molybdenite from the Tongshanling (11D50-3) and Qiaotoupu (11D58) deposits
表3 桥头铺矿床辉钼矿187Re/188Os-187Os/188Os同位素数据Table 3 187Re/188Os-187Os/188Os isotopic for molybdenite from the Qiaotoupu deposit
图4 铜山岭矿床中辉钼矿(11D50-3)的Re-Os等时线(a)与模式年龄加权平均(b)图Fig.4 Isochron diagram (a) and weighted average of model ages (b) of Re-Os isotope for molybdenite (sample 11D50-3)from the Tongshanling deposit
图5 桥头铺矿床矽卡岩中辉钼矿的Re-Os模式年龄加权平均图Fig.5 Weighted average of model ages of Re-Os isotope for molybdenite in skarns from the Qiaotoupu deposit
3.3石榴子石Sm-Nd年龄
石榴子石样品的Sm-Nd同位素测试结果见表4。石榴子石的Sm、Nd含量分别为0.758×10-6~5.064×10-6和3.94×10-6~19.28×10-6,147Sm/144Nd为0.1163~0.2296,143Nd/144Nd为0.511978~0.512095,2σ值均小于0.00001。其中样品11D58-8作为重复样对测试质量进行了监控, 结果在误差范围内基本一致(表4), 表明本次测试结果可靠。测试结果采用Isoplot程序进行处理(Ludwig, 2003), 误差为95%置信度(2σ); 等时线计算时设定的不确定度:147Sm/144Nd为0.5%,143Nd/144Nd为0.001%; 所选衰变常数为λ(147Sm)=6.54×10-12a-1。获得8件样品的9个测试数据等时线年龄为155±8 Ma(MSWD=0.41)(2σ)(图6), MSWD较小, 线性关系良好, 表明测试结果可靠。同时获得143Nd/144Nd初始比值为0.511861±0.000008。
表4 桥头铺矿床石榴子石Sm-Nd同位素分析结果Table 4 Sm-Nd isotope results of garnet from the Qiaotoupu deposit
4.1成岩时代
前人对铜山岭岩体做过不少年代学研究, 用黑云母K-Ar法、全岩Rb-Sr等时线法、单颗粒锆石U-Pb法等获得其成岩年龄介于182~158 Ma之间(湖南省地质矿产局, 1998; 王岳军等, 2001), 由于受当时实验条件的限制以及方法本身的局限性, 造成同位素年龄变化较大, 可信度较低。随着近年来测年方法的改进, 又获得了一批高精度的年龄数据:魏道芳等(2007)利用SHRIMP锆石U-Pb法获得Ⅰ号花岗闪长岩体的年龄为149±4 Ma; Jiang et al. (2008)利用SHRIMP锆石U-Pb法获得Ⅰ号花岗闪长岩体的年龄为164±2 Ma; 全铁军等(2013)利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得Ⅰ号花岗闪长岩体的年龄为167±1 Ma, Ⅲ号花岗闪长岩体的年龄为148±1 Ma。总体而言, 利用SHRIMP锆石U-Pb法和LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得的Ⅰ号花岗闪长岩体成岩年龄变化范围较大(149~167 Ma), 这可能与采样位置及岩性等不同有关, 同时也表明了铜山岭岩体成岩持续时间较长, 经历了多阶段的演化, 分异较完全。本次测得铜山岭Ⅰ号岩体的主体岩性花岗闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为157±2 Ma, 介于上述高精度年龄值之间, 可以代表岩体主体的成岩年龄。
图6 桥头铺矿床石榴子石Sm-Nd等时线年龄Fig.6 Sm-Nd isochron age of garnet from the Qiaotoupu deposit
4.2成矿时代
到目前为止, 铜山岭多金属矿田的几个主要矿床还没有可靠的成矿年龄数据, 以往所认为的成矿年龄都是根据成矿岩体的同位素年龄来推断的, 本次测试的辉钼矿的Re-Os同位素年龄和石榴子石Sm-Nd同位素年龄是对其成矿时代的有效限定。结果显示: 铜山岭矿床石英脉型铜铋多金属矿体中的辉钼矿(11D50-3)Re-Os模式年龄的加权平均值为161±1 Ma (MSWD=0.21)。桥头铺矿床矽卡岩型钼矿体中的辉钼矿(11D58)Re-Os模式年龄的加权平均值为155±3 Ma (MSWD=1.5), 同一矿体中的石榴子石Sm-Nd等时线年龄为155±8 Ma(MSWD=0.41), 2种方法的测试结果在误差范围内一致。总体来看, 2个矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄和石榴子石Sm-Nd同位素年龄非常接近, 且与矿田内铜山岭I号岩体成岩年龄在误差范围内是基本一致的, 属于燕山早期,它们应为同期成岩成矿事件的产物。
大量的数据表明, 钦杭成矿带在燕山早期发生了一次与花岗闪长质岩石侵位有关的斑岩-矽卡岩-热液脉状铜金多金属矿床成矿事件(郭春丽等, 2013),铜山岭矿田铜多金属矿床也是这一成矿事件的产物(表5)。
4.3成矿物质来源
Re-Os同位素体系是硫化物矿床形成的强有力的示踪剂和成矿过程中地壳物质混入程度的高度灵敏的指示剂。Re是中等不相容性元素, Os是相容性元素, 在壳幔作用中Re更易进入熔体, 使地壳相对富Re, 而Os更多保留在地幔中。因此, 辉钼矿中的Re含量可以作为指示成矿物质来源的参考(张世铭等, 2013)。Mao et al. (1999)在综合分析、对比中国各种类型钼矿床中辉钼矿的Re含量后, 总结认为从幔源、壳幔混源到壳源, 其辉钼矿中的Re含量变化规律为: n×10-4→n×10-5→n×10-6, 即呈数量级下降。本次研究中获得铜山岭矿床石英脉型铜铋多金属矿体辉钼矿的Re含量为48.85×10-6~52.64×10-6,平均50.68×10-6; 同时获得桥头铺矿床矽卡岩型钼矿体辉钼矿的Re含量为32.95×10-6~59.45×10-6, 平均43.66×10-6; 矿田范围内12个样品的Re平均值为46.00×10-6。上述Re含量级别相当于Mao et al. (1999)所总结的壳幔混源级, 表明铜山岭铜多金属矿田成矿作用可能与壳幔混合作用有关, 这一认识与前人(魏道芳等, 2007; 全铁军等, 2013)提出的铜山岭Ⅰ号花岗闪长岩体属于Ⅰ型花岗岩, 岩体具有壳幔混合花岗岩性质的观点吻合。矿田辉钼矿的Re含量介于同一地区的宝山铜钼多金属矿床(95.2×10-6~338.6×10-6, 平均为190.2×10-6) (路远发等, 2006)和黄沙坪铅锌多金属矿床(0.46×10-6~46.83×10-6) (马丽艳等, 2006; 姚军明等, 2007)之间, 说明三个矿床的成矿物质来源是有明显差异的。
(1) 结合前人的高精度成岩年龄数据及岩性分布特征, 认为铜山岭Ⅰ号花岗闪长岩体成岩年龄为149~167 Ma, 主体(花岗闪长斑岩)成岩期在157 Ma左右。
(2) 铜山岭矿田铜多金属矿床与花岗闪长斑岩有密切的时空及成因联系。本次测得矿床中辉钼矿的Re-Os同位素年龄和石榴子石Sm-Nd同位素年龄值为155~161 Ma, 与铜山岭Ⅰ号花岗闪长岩体成岩年龄在误差范围内基本一致, 即成矿作用与成岩作用几乎是同时发生的, 这也从同位素年代学角度证明了矿床与铜山岭Ⅰ号花岗闪长岩体存在成因联系。铜山岭矿田铜多金属矿床与钦杭成矿带的铜金多金属矿床具有相近的成岩成矿年龄, 为钦杭成矿带燕山早期与花岗闪长质岩石侵位有关的斑岩-矽卡岩-热液脉状铜金多金属矿床成矿事件的产物。
表5 钦杭成矿带燕山早期铜金多金属矿床成岩成矿年龄统计Table 5 Ages of the early Yanshanian granodiorites and the related Cu-Au polymetallic mineralization in the Qin-Hang Metallogenic belt
(3) 铜山岭矿田Re-Os同位素体系Re含量(32.95×10-6~59.45×10-6, 平均为46.00×10-6)指示成矿物质具有壳幔混源的特征, 与湘南地区的宝山、黄沙坪矿床有明显差异。
致谢: 铜山岭铜多金属矿、江永(庵堂岭)银铅锌矿、玉龙矿业有关领导和技术人员在野外工作期间给予了大力支持和帮助; 长江大学路远发研究员和中国地质大学(武汉)赵葵东教授对文章修改提出了宝贵意见, 在此表示衷心的感谢。
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Rock-Forming and Ore-Forming Ages of Tongshanling Copper Polymetallic Ore-Field in Southern Hunan Province
LU Youyue1,2, FU Jianming1,2, CHENG Shunbo1,2, LIU Shusheng3, LI Chuanbiao4,ZHANG Liguo1and MA Liyan1,2
(1. Wuhan Centre of China Geological Survey, Wuhan 430205, Hubei, China; 2. Research Center of Granitic Diagenesis and Mineralization, China Geological Survey, Wuhan 430205, Hubei, China; 3. 405 Team of Hunan Mineral Resources and Geological Exploration Bureau, Jishou 416007, Hunan, China; 4. South Hunan Institute of Geological Survey, Chenzhou 423000, Hunan, China)
Tongshanling Copper polymetallic ore-field is located in the center of Qin-Hang (Qinzhou bay to Hangzhou bay) metallogenic belt. The orebodies are located nearby the contact zone of the Tongshanling pluton. This article presents the precise chronology study on the rock and ore deposits in the Tongshanling ore-field using different isotopic dating methods. Zircon SHRIMP U-Pb age of the granodiorite porphyry from the No.I Tongshanling pluton is 157±2 Ma(MSWD=1.20); Re-Os dating of molybdenite from the quartz-vein ore bodie in Tongshanling deposit gives a model age of 161±1 Ma (MSWD=0.21); Re-Os dating of molybdenite from the skarn ore bodie in Qiaotoupu deposit gives a model age of 155±3 Ma (MSWD=1.5), related Sm-Nd isochron age of the garnet is 155±8 Ma (MSWD=0.41). These ages suggest that both granitic rocks and ore deposits at Tongshanling ore-field have the same formational ages, which indicate that the granodioritic porphyry is genetically related to the ore-field. The Re contents of molybdenite(32.95×10-6-59.45×10-6) indicate that the ore-forming materials are maybe derived from the mixing of mantle and crust. Our new data provide important isotope chronology evidence for further study of the regional mineralization rules.
copper polymetallic ore-field; zircon SHRIMP U-Pb dating; molybdenite Re-Os dating; garnet Sm-Nd dating; Tongshanling; southern Hunan province
P597; P611
A
1001-1552(2015)06-1061-011
10.16539/j.ddgzyckx.2015.06.008
2015-01-12; 改回日期: 2015-05-12
项目资助: 中国地质调查局地质矿产调查评价专项“南岭成矿带重要金属矿床成矿规律研究与选区评价”(1212011120804)、“南岭成矿带资源远景调查评价”(12120114084501)及“中南重大岩浆事件及其成矿作用和构造背景综合研究”(12120114020701)联合资助。
卢友月(1983-), 男, 硕士, 助理研究员, 从事矿床学及岩石学研究工作。Email: luyouyue@126.com