江西九瑞地区东雷湾矽卡岩型铜多金属矿床锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

贾丽琼 ,杨 丹*,徐文艺,吕庆田,杨竹森,莫宣学,王 梁

1)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083;2)中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037;3)武警黄金地质研究所,河北廊坊 065000

东雷湾铜多金属矿区是赣西北地质大队于 20世纪 60年代在九瑞矿集区西北部发现的一处矽卡岩型 Cu-Mo-Au矿床,由于受矿山开发和开放程度制约,外界对其研究较少,对矿区成岩成矿年代研究更是空白。为了精确厘定矿床成岩成矿时间,进而探讨成岩成矿关系,本文在研究东雷湾Cu-Mo-Au矿床地质特征的基础上,采用锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素精细定年技术,选择与区内成矿有关的花岗质侵入体(花岗闪长斑岩)和辉钼矿矿石样品进行同位素年代学研究,利用成岩成矿连续性的时间制约来解决岩浆活动与成矿关系,限定成岩成矿时代,为建立九瑞地区 Cu-Mo-Au多金属成矿时空结构提供重要的年代学信息。在此基础上,结合前人已有的资料,追溯矿床成矿物质来源,探讨矿床形成的动力学背景,为矿床成因和区域成矿规律研究及深部、边部找矿实践提供科学数据。

1 矿床地质特征

1.1 矿区地质

长江中下游成矿带位于扬子板块北缘长江断裂带内,是我国重要的铜铁多金属成矿带(董树文,1991;陈江峰等,1994;吕庆田等,2011)。九瑞矿集区作为其重要的组成部分,成岩成矿特色显著,区内主要发育有与燕山期钙碱性富钾富硅壳幔混源中酸性侵入体(石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩和石英斑岩)有关的斑岩型、矽卡岩型Cu-Mo-Au矿床,以及赋存于上石炭统黄龙组底部的层状硫化物型Cu-S-Au-Ag-Pb-Zn矿床。区内多种矿床类型常伴生复合出现,构成了长江中下游成矿带中独具特色的“三位一体”或“多位一体”大型铜多金属矿床(常印佛等,1991;翟裕生等,1992;吕庆田等,2011),如城门山、武山、丁家山、洋鸡山等。

东雷湾铜多金属矿区位于江西省瑞昌市西北方向约 22 km 处,地理坐标为东经 115°31′02.977″—115°31′56.159″,北纬 29°47′30.214″—29°48′23.425″。矿区大地构造位置位于淮阳断块隆起北面,南为九岭断块隆起,位居长江中下游断块拗陷的转折部位(图1),矿区隶属九江—瑞昌铜金矿田,为长江中下游铁铜金成矿带、大冶—九江成矿亚带的组成部分。

图1 九瑞地区区域构造位置图(据李启全等,1997)Fig.1 Regional structural location of the Jiujiang–Ruichang ore concentration area (after LI et al.,1997)

矿区出露地层主要有二叠系长兴组(P2c)黑色页岩及灰黑色层状灰岩和燧石岩,三叠系大冶组(T1d)黄绿色页岩及灰色灰岩,靠近岩体处变质为大理岩或大理岩化灰岩,嘉陵江组(T2j)层状灰岩、白云质灰岩和钙质页岩,靠近岩体处变质为大理岩或大理岩化灰岩,以及第四系粘土、亚粘土(江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,2001)。长兴组及大冶组出露于矿区北部,嘉陵江组广泛分布于矿区中南部,第四系分布于山间沟谷地带(图2)。矿区由北向南由一个背斜和一个向斜组成。北部为苗母山背斜,由于遭受 F1、F2断层影响,连续性遭到破坏。矿区中部为东雷湾向斜,西段轴向基本为东西向,为正常向斜,东段轴向北东东,为倒转向斜,向南倾。矿区断裂按其性质和破碎特征大致分为断层和破碎带。断层多为东西方向,次为北西方向(图2)。东西向断层包括:F1-苗母山断层,为区域性大断裂,东自通江岭,西经上黄村、苗母山、凉亭脑至大眼泉,全长9 km;F2-逆断层,位于F1之北,规模不大,与F1近平行,两端与F1相接;F3-位于狗脚湾,规模较大,呈东西走向,向西延至矿区之外,为正断层。北西向断层不发育,仅在东北和西南部分地区见到,一般规模很小。破碎带主要分布于矿区南部和东南部,西北部亦有发现。多属层间破碎性质。其产状无论在地表或地下均明显地受地层产状控制。矿区内规模较大的破碎带共有7条(图2),且矿化较为普遍,矿化强弱一般与岩石破碎程度有一定关系,破碎强烈者矿化较好。

图2 东雷湾矿区地质图(底图据江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,2001,有修改)Fig.2 Geological map of the Dongleiwan mining area ( modified after Northwestern Jiangxi Geological Party,Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development of Jiangxi Province,2001)

图3 东雷湾铜多金属矿床6线剖面图(据据江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,2001)Fig.3 Geological section along No.6 exploration line of the Dongleiwan copper polymetallic deposit(after Northwestern Jiangxi Geological Party,Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development of Jiangxi Province,2001)

矿区的岩浆岩主要为东雷湾岩体,岩体为一小岩株,似“盆状”侵入于向斜轴部。通过镜下观察,根据岩石结构、矿物共生组合,可将东雷湾岩体初步划分为三个相带:内部相为花岗闪长岩、中间过渡相为粗粒花岗闪长斑岩、边缘相为具靡细结构的石英闪长斑岩(仅在矿区西北部出露)。花岗闪长岩在矿区的东南部及西北部出露,新鲜岩石为灰白、深灰绿色,中粒、粗粒花岗结构,块状构造,主要矿物成分为斜长石60%、钾长石10%、石英10%～15%、角闪石 10%及少量黑云母(5%),副矿物为锆石、榍石和磷灰石,含有黄铜矿和黄铁矿等。岩石蚀变以弱绿泥石化、弱碳酸盐化为主。花岗闪长斑岩在矿区分布面积最广,岩石主体为灰白色,局部因含暗色矿物较多而呈暗灰色,斑状结构,块状构造,局部可见流动构造,矿物颗粒较大,部分可达1 cm左右,主要矿物成分为斜长石50%、钾长石15%、石英25%，角闪石5%和黑云母5%,副矿物为锆石、磷灰石、榍石等,含有黄铁矿等金属矿物。主要发生硅化、绿泥石化、绢云母化、矽卡岩化、碳酸盐化等蚀变。石英闪长斑岩呈岩脉侵入于嘉陵江组中段大理岩和下段破碎带中。少数新鲜岩石呈紫灰色,斑状结构,块状构造,主要矿物成分为斜长石55%～60%、钾长石0%～10%、石英5%～10%、角闪石 5%～20%和黑云母 1%～5%;多数岩石风化严重,黄绿色,呈松散颗粒状。此外,矿区脉岩比较发育,主要有花岗细晶岩、闪斜煌斑岩,矿区外围的脉岩以辉绿玢岩、闪辉正煌岩和角闪正长岩为主。

1.2 矿床地质特征

根据矿体空间分布和构造特点,矿区可划分为南北两个矿带。北矿带位于向斜北翼,围岩因岩体侵入而残缺不全,F1与 F2断层以南大理岩化发育,所有灰岩均已变质为大理岩,黄铜矿化、黄铁矿化分布较广,中部有赤铁矿化和磁铁矿化。接触带附近矽卡岩体发育,与花岗闪长斑岩几乎成“互层状”出现,有微弱黄铜矿化、黄铁矿化。南矿带位于倒转向斜南翼部位,接触带外侧破碎带发育,局部可见黄铁矿及孔雀石呈细脉或浸染状分布。接触带上发育有矿区规模最大的矽卡岩体,围岩已全部变质为大理岩,局部有铜矿化。南北两矿带共圈定矿体18个,其中北矿带铜矿体1个,南矿带铜矿体5个、钼矿体8个、铜钨矿体2个、钨矿体2个。所有矿体均为盲矿体,多赋存于外接触带,距岩体距离<20 m,少数赋存于正接触带及岩体内。矿体多呈透镜状(图3),少数呈似层状及层状,矿体产状与接触带产状一致,倾角25°～75°不等。矿体走向延伸多集中在100 m左右,最长可达340 m,最短50 m,倾向延伸多为100 m,少则50 m,厚度多为1～4 m。矿石主要为块状、浸染状、角砾状,其次为脉状、松散状、条带及似条带状、环状构造等。矿石结构以晶粒结构、交代结构和压碎结构为主。矿石中主要含有黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿、辉钼矿、白钨矿及少量闪锌矿、辉铋矿、磁铁矿、方铅矿等金属矿物,脉石矿物有石榴石、石英、绿泥石、透辉石、方解石、蛇纹石、孔雀石、萤石等。

围岩蚀变主要有矽卡岩化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等,尤以矽卡岩化最为普遍,且与矿化关系密切。矿区常见变质岩石为矽卡岩和大理岩。矽卡岩和矽卡岩化主要分布于侵入接触带附近,多为层状,亦有透镜状和脉状。矽卡岩根据矿物含量可分为石榴石矽卡岩和透辉石矽卡岩。石榴石矽卡岩矿物成分以石榴石为主,次为透辉石、石英、方解石,局部有少量绿泥石、绿帘石,含有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,局部富集磁铁矿,矿区矿化主要与石榴石矽卡岩有关。透辉石矽卡岩矿物以透辉石或钙铁辉石为主,次为少量透闪石、石英、石榴石,矿化较微弱(江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,2001)。

根据野外及镜下观察,结合矿物组合,可将东雷湾矿区划分为四个成矿阶段:(1)矽卡岩阶段:该阶段在矿区内非常发育,主要以形成石榴子石和透辉石等无水硅酸盐为主,矿化不甚发育。(2)退化蚀变阶段:该阶段主要形成金云母、绿帘石、绿泥石、透闪石等,这些矿物充填交代早阶段矽卡岩矿物,同时形成磁铁矿,磁铁矿多呈致密块状产出,交代早期的石榴石、透辉石等矿物。(3)石英硫化物阶段:以石英-金属硫化物为主,是矿区内最重要的铜、钼矿化阶段,矿物组合主要以石英、黄铜矿、黝铜矿、辉铋矿、辉钼矿、黄铁矿为主;在围岩、矽卡岩和侵入体中均出现石英-硫化物脉,形成矿区内的脉状矿体。(4)碳酸盐阶段:以方解石、绿泥石和黄铁矿为主,另有闪锌矿、萤石、方铅矿等,它们大多沿裂隙分布穿插早期的矽卡岩和围岩,标志着整个矿区的成矿作用已基本结束。

2 样品及测试方法

用于锆石 U-Pb定年的花岗闪长斑岩采自东雷湾矿区岩体中(样品号:J-35),采样位置为:115°31.534′E,29°47.726′N。样品为灰白色,斑状结构,块状构造,粗粒,矿物成分主要为斜长石、黑云母、角闪石和石英,含极少量钾长石。用于 Re-Os同位素定年的6件辉钼矿样品采自东雷湾铜矿的石英硫化物中(样品号:J-24、J-25、J-29、J-30、J-37、J-38),采样位置:115°31.618′E,29°47.619′N,样品基本特征见表1。

锆石挑选工作由河北省区域地质矿产调查研究所完成。采用常规方法将样品粉碎至300 μm左右,经淘洗、重选富集,再经磁选和密度分选后,在双目镜下进一步挑选出晶型完好、透明度和色泽度较好的锆石颗粒。将样品用环氧树脂粘贴于样品靶上,进行打磨和抛光,使锆石露出新鲜截面。然后对锆石靶进行阴极发光(CL)、透射光和反射光照相,据此选择并标记合适的锆石位置进行U-Pb定年。

表1 东雷湾铜多金属矿床辉钼矿样品特征Table 1 Basic characteristics of molybdenite samples in the Dongleiwan copper polymetallic deposit

将野外采集到的矿石样品粉碎过筛,从 100目以上样品中用重力分离、电磁分离等方法以及在实体显微镜下挑选获得辉钼矿,辉钼矿质纯,无氧化、无污染,纯度 98%以上。用玛瑙钵研磨至 200目待测。

LA-MC-ICP-MS锆石 U-Pb定年测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所 MC-ICP-MS实验室完成,锆石定年分析所用仪器为 Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为 25 μm,频率为10 Hz,能量密度约为2.5 J/cm2,以He-Ar混合气体为载气。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采用单点剥蚀的方式,数据分析前用锆石GJ-1进行调试仪器,使之达到最优状态,锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标,U、Th含量以锆石 M127(U:923×10-6;Th:439×10-6;Th/U:0.475;Nasdala et al.,2008)为外标进行校正。数据处理采用ICPMSDataCal程序(Liu et al.,2010),锆石年龄谐和图用Isoplot 3.0程序获得。详细实验测试过程参见侯可军等(2009)。

辉钼矿Re-Os测年分析由国家地质实验测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成。采用Carius管封闭溶液分解样品,测试仪器为电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICP-MS,Re和Os的分离等化学处理过程及质谱测试过程参见文献(杜安道等,1994;屈文俊等,2003)。对于Re的测定,选择质量数185、187,用 190监测锇。对于 Os的测定,选择质量数为 186、187、188、189、190、192,用 185监测 Re。最后所获Re-Os同位素分析数据采用Ludwig(1999)计算机软件进行处理,并获得同位素等时线年龄。Re-Os模式年龄按下列公式计算:t=[ln(1+187Os/187Re)]/λ,计算所采用的衰变常数为λ(187Re)=1.66×10-11a-1(Smoliar et al.,1996)。

图4 东雷湾矿区花岗闪长斑岩部分锆石CL图像和U-Pb年龄谐和图Fig.4 Concordia U-Pb age diagram and CL images of zircons from granodiorite porphyry in the Dongleiwan mining area

3 测试结果

3.1 LA-MC-ICP MS锆石U-Pb年龄

样品花岗闪长斑岩(J-35)中的锆石多为无色透明,少数呈淡黄色,颗粒以长柱状和短柱状为主。锆石粒径50～350 μm,长宽比1:1～5:1。锆石内部结构清晰,多数锆石具有典型单期生长的震荡环带(图4)。长柱状晶形及发育振荡环带,这些均指示样品中的锆石为岩浆锆石。另外东雷湾岩体的锆石所测的 U和Th含量分别为 88.61×10-6～214.73×10-6、45.95×10-6～175.57×10-6,Th/U比值为0.44～0.89大于0.4,进一步证明本次测试的锆石属于典型的岩浆锆石(Hoskin et al.,2003)。

在花岗闪长斑岩(J-35)17颗锆石的U-Pb谐和图中(图4),所有测点均在谐和线附近,谐和度在 95%以上,表明这些锆石未遭受明显后期热事件影响,U-Pb同位素体系封闭性较好。17颗锆石的206Pb/238U加权平均年龄为(142.24±0.52) Ma,代表岩体的结晶年龄,表明东雷湾岩体形成于早白垩世。

3.2 辉钼矿Re-Os同位素年龄

东雷湾矿区6件辉钼矿样品的Re-Os同位素测试结果列于表 2。辉钼矿 Re含量介于(34084±339)×10-9～(57900±515)×10-9,187Re 变化于 21422×10-9～36391×10-9,187Os则在 52.32×10-9～88.18×10-9范围之内。6件样品的模式年龄分布于144.8～147.1 Ma之间,跨度很小,仅 2.3 Ma;等时线年龄为(143.3±5.2) Ma(Initial187Os=1.3±2.3,MSWD=0.35),加权平均年龄为(146.12±0.97) Ma(MSWD=0.41,probability=0.84),二者在误差范围内一致。从MSWD和拟合率来看,上述加权平均年龄和等时线年龄可信度较高。此外,6件辉钼矿样品的普Os含量都很低,介于 0.0312×10-9～0.0990×10-9之间,表明187Os大都是187Re的衰变产物,符合计算模式年龄的条件,说明获得的模式年龄有效。一般认为模式年龄代表同位素与母体分离的时间,等时线年龄则是同位素体系最后均一化的时间。因此,上述Re-Os等时线年龄代表了辉钼矿的形成年龄。

前已述及,东雷湾矿床的成矿作用可划分为四个阶段,其中,石英+黄铜矿+黝铜矿+辉铋矿+辉钼矿+黄铁矿为成矿的主要阶段,辉钼矿主要形成于该阶段。本文用于同位素定年的辉钼矿样品即来自于该阶段,因此,所获得的辉钼矿 Re-Os同位素年龄(143.3±5.2) Ma应该可以代表东雷湾铜钼矿的成矿年龄。

表2 东雷湾矿区辉钼矿Re-Os同位素分析结果Table 2 Re-Os isotopic analyses of molybdenite from the Dongleiwan mining area

4 讨论

4.1 成岩成矿时代

成岩成矿年龄是认识成岩成矿规律的基础,矿床岩体的精确测年是建立成岩成矿模型和反演成岩成矿地球动力学背景的重要基础资料。由于锆石U-Pb体系和辉钼矿 Re-Os同位素体系的封闭性较好,遭受后期改造作用很弱,可以直接并准确地测定成岩年龄(Simonetti et al.,2006)和成矿时代(Stein et al.,2001),因而得到广泛应用。两种方法所测定的数据精确度和可靠性极高,成为近年来测试岩浆岩成岩年龄和硫化物矿床成矿年龄的重要工具。

目前,针对东雷湾矿区主要岩体和矿床的成岩成矿同位素年龄的研究尚属空白。本次通过对东雷湾岩体花岗闪长斑岩和矿床的辉钼矿分别进行锆石U-Pb定年和Re-Os同位素定年,获得东雷湾岩体的206Pb/238U加权平均年龄为(142.24±0.52) Ma,6件辉钼矿样品的等时线年龄为(143.3±5.2) Ma,这是对该矿床成岩成矿时代的有效限定,表明东雷湾岩体的形成和矿床矿化均为早白垩世,属燕山晚期中酸性岩浆与相关热液上侵定位的产物,是长江中下游成矿带早白垩世多金属成矿事件的一部分。

近年来针对九瑞矿集区内典型岩体和代表性矿床,许多学者进行了深入研究,积累了一批高精度的年龄数据(李亮等,2009;Li et al.,2010b;丁昕等,2005;陈志洪等,2011;谢桂青等,2006;吴良士等,1997;毛景文等,2004;李进文等,2007)。前人研究成果显示九瑞矿集区内典型的含矿岩浆岩锆石U-Pb年龄介于138～148 Ma之间,与各矿床的成矿时代(137～148 Ma)十分相近,说明九瑞矿集区内其他矿床同样可能与含矿岩浆岩有着密切的成因联系。此外,长江中下游成矿带中的鄂东南(部分地区)、安庆和铜陵矿集区的典型铜多金属矿床的辉钼矿Re-Os年龄分别介于137～144 Ma、137～147 Ma和135～145 Ma(谢桂青等,2006,2009;Li et al.,2008,2010a;Sunet al.,2003;毛景文等,2004;Mao et al.,2006;蒙义峰等,2004;曾普胜等,2004),与九瑞矿集区的金属矿床成矿时代(137～148 Ma)基本一致,说明长江中下游大型矿集区内的 Cu、Au、Mo、W等多金属矿床几乎同时形成。与此同时,四个矿集区与成矿有关的岩浆岩体的成岩年龄分别为:九瑞138～148 Ma、鄂东南(部分地区)139～152 Ma、安庆138～147 Ma、铜陵138～144 Ma(Li et al.,2008,2010a,2010b;张乐骏等,2008;张智宇等,2011;刘园园等,2012),成岩年龄也基本一致,能基本对应成矿带内铜金等多金属矿床的成岩成矿作用时代(140±5 Ma)(毛景文等,2003;谢桂青等,2006,2009;周涛发等,2008),这也反映鄂东南(部分地区)、九瑞、安庆和铜陵矿集区的岩浆活动均发生在晚侏罗世—早白垩世,处于扬子板块与华北板块碰撞焊接(240～154 Ma)后的应力转换期(145～125 Ma)(常印佛等,1991;杜杨松等,2007),受控于同一深部地球动力学过程。

4.2 成岩与成矿关系及成矿物质来源

长江中下游地区矽卡岩型 Cu-Fe-Au-Mo矿床分布于侵入岩与围岩的接触带上,成岩成矿为同一构造岩浆事件的产物(Sun et al.,2003;Mao et al.,2006)。空间上,东雷湾矽卡岩铜钼矿体处于岩体(花岗闪长斑岩)与碳酸盐岩围岩接触带附近的矽卡岩带内。时间上,东雷湾矿区花岗闪长斑岩LA-MC-ICP MS锆石U-Pb年龄为(142.24±0.52) Ma,辉钼矿Re-Os等时线年龄为(143.3±5.2) Ma,岩体成岩年龄和矿床成矿年龄在误差范围内极其吻合,岩浆活动与成矿作用之间不存在明显时差,表明二者不仅在空间上紧密共生,成岩成矿时间也高度统一,矿床成矿与斑岩岩浆结晶的过程是连续的,成岩成矿具有同源性,矿床的成矿作用受控于岩浆活动的控制。后者可能提供了成矿所必须的热、流体和金属成矿元素。

Re-Os同位素不仅是测试硫化物矿床成矿年龄的有效手段,同时也是矿床形成过程中地壳物质混入程度的高度灵敏的指示剂(Stein et al.,1997;Mao et al.,1999),从地幔来源到壳幔混源再到地壳来源,矿石中 Re的含量呈递减数量级(Mao et al.,1999;Stein et al.,1997),成矿物质以地幔物质为主,其辉钼矿 Re含量多为 10×10-6～1000×10-6;成矿物质为壳幔混源,其辉钼矿Re含量为(n×10)×10-6;成矿物质完全来自于地壳,其辉钼矿Re含量为(1～n)×10-6。东雷湾矿区中辉钼矿的 Re含量为 21.422×10-6～36.391×10-6,平均为28.674×10-6,与壳幔混源岩浆热液矿床中 Re的含量接近,表明东雷湾矿床的成矿物质来源属于壳幔混源型。矿区辉钼矿的高 Re含量暗示部分地幔物质参与了东雷湾矽卡岩型铜钼矿床的成矿作用。

东雷湾矿区主成矿期的石英氢同位素(δDV-SMOW为–81‰ ～ –64‰,平均–73.25‰)和氧同位素(δ18OV-SMOW,qz为 12.4‰～16.0‰,平均 13.83‰)(项目未发表资料)表明主成矿期的流体来源主体为岩浆水。另外对矿区的硫同位素研究(项目未发表资料)发现,δ34S 值变化区间为–2.2‰～3.4‰,平均为0.37‰,与陨石硫和地幔硫非常接近,反映成矿物质具有深源性,表明深部流体参与了成矿作用。魏家秀等(2001)对邓家山和东雷湾矽卡岩Cu(Mo、W、Au)矿的黄铁矿铅同位素进行研究,结果显示206Pb/204Pb变化于 17.8170～17.9162、207Pb/204Pb的范围为 15.5092～15.5267、208Pb/204Pb则介于38.0418～38.1780之间,铅同位素组成大多落在地幔与造山带铅平均演化线(Zartman et al.,1981)之间,显示出铅的壳幔混源特征。结合东雷湾矿区的成岩成矿时间连续,且在空间上紧密共生,说明岩浆来源于上地幔,在上升过程中经历了结晶分异作用和壳幔混染作用,形成了东雷湾矿区的花岗质岩体,同时伴随岩浆侵位,在相对稳定且有利的化学环境和流体动力学条件下,发育了矽卡岩型岩浆流体系统,并伴有Cu(Mo、Au等)矿化。

4.3 成岩成矿动力学背景

东雷湾矽卡岩型铜钼矿床在时间、空间和成因上均与区内主要岩体花岗闪长斑岩密切相关,其成岩成矿应形成于相同的构造背景之下。从九瑞地区的成岩成矿年龄(137～148 Ma)以及近年来在长江中下游地区广泛开展的锆石 U-Pb定年和辉钼矿Re-Os定年工作可以看出,包括九瑞在内的长江中下游地区成铜中酸性岩的成岩成矿时代集中在145～120 Ma(周涛发等,2008;吕庆田等,2011),对应于中国东部主应力场由东西向向北东向调整和转换的阶段(155～130 Ma)(任纪舜等,1999;牛宝贵等,2003)。毛景文等(2003,2004)通过对我国东部地区主要成矿带和一些大规模矿集区的成矿期次及地球动力学背景深入研究后,更为系统地提出中国东部大规模成矿作用分别出现在200～160 Ma、140 Ma左右和 120 Ma左右三个峰期,三大成矿事件所对应的地球动力学背景分别为后碰撞造山过程、构造体制大转折和岩石圈大规模拆沉作用。长江中下游成矿带虽位于扬子克拉通北缘,但其成矿动力学背景与华北克拉通基本一致(毛景文等,2003,2004)。东雷湾矿区的岩体和辉钼矿均形成于140 Ma左右的早白垩世时期,显然对应于构造体制大转换时期,受中国东部燕山期的地球动力学背景控制。包括九瑞矿集区在内的长江中下游成矿带于晚侏罗世末期至早白垩世初期的时期内成矿,可能是构造体制转折结束后完全受制于古太平洋构造域及板内伸展机制的全面启动导致长江中下游成矿带晚中生代的岩浆-成矿作用的大爆发(邢光福等,2008),与此同时,九瑞—鄂东南(部分地区)—铜陵晚中生代的成岩成矿事件,也可能与区域岩石圈伸展条件下的深部壳幔物质相互作用有关(陈志洪等,2011;蒋少涌等,2008;李亮等,2009;谢桂青等,2009)。

5 结论

1)通过对东雷湾矽卡岩型矿床的主要侵入岩体花岗闪长斑岩进行锆石LA-MC-ICP MS U-Pb定年,获得其成岩年龄为(142.24±0.52) Ma,对矿体中的 6件辉钼矿进行 Re-Os定年,获得同位素加权平均年龄为(146.12±0.97) Ma,等时线年龄为(143.3±5.2) Ma,二者在误差范围内一致,Re-Os等时线年龄可以代表矿床成矿年龄。成岩与成矿时代基本一致,表明东雷湾岩体形成和矿床矿化均为早白垩世,属燕山晚期中酸性岩浆与相关热液上侵定位的产物,是长江中下游成矿带早白垩世多金属成矿事件的一部分。

2)辉钼矿样品 Re含量变化范围为 21.422×10-6～36.391×10-6,平均28.674×10-6,与壳幔混源岩浆热液矿床中 Re含量接近,矿床成矿物质来源为壳幔混源型。岩体和矿床空间上紧密共生,时间上高度统一,岩浆结晶与成矿过程连续,结合氢、氧同位素、矿石硫、铅同位素,推测东雷湾矿床成岩成矿具有同源性,矿床成矿作用受控于岩浆活动的控制。

3)九瑞矿集区与鄂东南(部分地区)、安庆和铜陵矿集区的岩浆活动均发生于晚侏罗世—早白垩世,受控于同一深部地球动力学过程,是中国东部东西向印支期构造域向北东向古太平洋构造域构造体制大转折晚期成矿作用的产物。

致谢:野外工作得到江西地勘局赣西北地质大队的曹钟清、曹晓明、周智勇、周贤旭、钟浩等工程师的大力支持与帮助;室内实验由中国地质科学院国家地质实验测试中心铼-锇同位素年代学实验室屈文俊研究员完成,另外还得到中国地质科学院矿产资源研究所 LA-MC-ICP-MS实验室侯可军副研究员的指导与帮助,在此谨表谢忱。

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