雷澤恒, 陳富文, 陳鄭輝, 許以明, 龔述清, 李華芹,梅玉萍, 屈文俊, 王登紅

1)湖南省湘南地質(zhì)勘察院, 湖南郴州 423000; 2)宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 湖北宜昌 443005; 3)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 4)國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心, 北京 100037

黃沙坪鉛鋅多金屬礦成巖成礦年齡測(cè)定及地質(zhì)意義

雷澤恒1), 陳富文2), 陳鄭輝3), 許以明1), 龔述清1), 李華芹2),梅玉萍2), 屈文俊4), 王登紅3)

1)湖南省湘南地質(zhì)勘察院, 湖南郴州 423000; 2)宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 湖北宜昌 443005; 3)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 4)國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心, 北京 100037

黃沙坪鉛鋅多金屬礦位于南嶺多金屬成礦帶湘南礦集區(qū)。自危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目執(zhí)行以來,又探明資源量達(dá)大型的含鐵鎢錫多金屬礦及達(dá)中型的銅多金屬礦, 為開展科學(xué)研究提供了豐富的資料。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上, 通過采用鋯石SHRIMP U-Pb和輝鉬礦Re-Os等時(shí)線定年方法, 對(duì)分別對(duì)礦區(qū)56 m中段的石英斑巖體以及礦石中共生的輝鉬礦進(jìn)行了精確定年, 獲得石英斑巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡為152 ±3 Ma, 三組同一中段不同位置的輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為159.4±3.3 Ma, 157.5±2.4 Ma和157.6±2.3 Ma。測(cè)定結(jié)果為厘定黃沙坪鉛鋅多金屬礦成巖成礦作用多期多階段性特點(diǎn)提供了重要的依據(jù)。

鋯石SHRIMP U-Pb年齡; 輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡; 成巖成礦; 黃沙坪

黃沙坪鉛鋅多金屬礦位于湖南省桂陽(yáng)縣境內(nèi),距桂陽(yáng)縣城 9 km, 地理坐標(biāo)為: 東徑 112°39′57″～112°44′40″; 北緯25°38′02″～25°43′30″。該礦處于南嶺構(gòu)造帶中段北緣, 耒陽(yáng)-臨武南北向構(gòu)造帶中段,郴州-藍(lán)山北東向基底構(gòu)造巖漿巖帶與郴州-邵陽(yáng)北西向基底構(gòu)造巖漿巖帶的交匯部位(圖1), 成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。黃沙坪礦是一個(gè)大型規(guī)模的鉛鋅銀多金屬礦, 已探明鉛鋅礦體 528個(gè), 危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目執(zhí)行以來又探明資源量達(dá)大型的含鐵鎢錫多金屬礦及達(dá)中型的銅多金屬礦, 表明其深部邊部找礦潛力巨大。礦區(qū)地質(zhì)研究程度較高, 前人對(duì)該礦的地質(zhì)特征及成礦規(guī)律進(jìn)行了總結(jié), 對(duì)區(qū)內(nèi)巖漿巖的特征、成巖年齡其與成礦的關(guān)系進(jìn)行了研究(楊世義等, 1986; 童潛明等, 1986, 1995; 朱恩靜等, 1995; 姚軍明等, 2005), 對(duì)該區(qū)深部找礦潛力進(jìn)行了分析(許以明等, 2007), 對(duì)礦區(qū)同位素年代學(xué)開展了測(cè)試和研究工作(谷利, 1997; 馬麗艷等, 2007; 毛景文等, 2007; 姚軍明等, 2007)。

圖1 黃沙坪礦區(qū)域構(gòu)造位置圖Fig. 1 Regional tectonic position of the Huangshaping ore district

童潛明等(1986)通過研究鉛同位素組成特點(diǎn),認(rèn)為黃沙坪礦床的形成主要受花崗斑巖的制約, 其成礦物質(zhì)也主要來源于以 301花崗斑為代表的巖漿結(jié)晶分異的成礦熱液。石英斑巖與區(qū)內(nèi)測(cè)水組泥質(zhì)巖石一起, 形成一種有利于阻礙礦質(zhì)分散的屏障,石英斑巖也提供一些成礦物質(zhì), 但只是被淋溶析出的結(jié)果。區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)巖漿巖的成巖年齡測(cè)定數(shù)據(jù)相差較大, 目前僅對(duì)礦區(qū)內(nèi)花崗巖進(jìn)行了精確定年(姚軍明等, 2007), 沒有對(duì)石英斑巖的侵位年齡精確測(cè)定。要討論成礦與巖漿巖的關(guān)系, 測(cè)定成巖年齡及成礦年齡是很有必要的。

本次在前人工作的基礎(chǔ)上, 對(duì)黃沙坪礦區(qū)的石英斑巖進(jìn)行鋯石 SHRIMP U-Pb和礦石中輝鉬礦Re-Os同位素年代學(xué)研究, 其成果為進(jìn)一步精確厘定黃沙坪鉛鋅多金屬礦的成巖成礦時(shí)代以及成礦期次、成礦階段的劃分提供了依據(jù), 對(duì)深入研究成礦機(jī)制、建立成礦模式和找礦模型具有重要意義。

1 地質(zhì)背景

1.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露有泥盆系上統(tǒng)和石炭系下統(tǒng)地層(圖2)。泥盆系上統(tǒng)出露于礦區(qū)的東部, 面積小, 巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖為主, 次為鈣質(zhì)粉砂巖。石炭系下統(tǒng)為一套海相—淺海相碳酸鹽巖夾陸源碎屑巖沉積建造, 巖性以灰?guī)r為主, 少量的砂頁(yè)巖,其中石磴子組是區(qū)內(nèi)最為有利的賦礦地層, 測(cè)水組既是良好的遮擋層, 也是次要的賦礦層位。當(dāng)石磴子組處于背斜軸部, 其上有測(cè)水組構(gòu)成穹狀“帽蓋”時(shí), 對(duì)成礦最為有利。

礦區(qū)構(gòu)造骨架由一系列近南北向的復(fù)式褶皺和逆沖斷層構(gòu)成。褶皺構(gòu)造為坪寶復(fù)式向斜的一部分,主要由寶嶺—觀音打座復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜、上銀山向斜和上銀山背斜組成。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育, 按先后關(guān)系可分為3期7次。按其方向可分為近南北向(F1、F2、F3)、東西向(F0、F6、F9)、北東向、北西向四組。印支運(yùn)動(dòng)形成的近南北向斷裂構(gòu)造與近東西向斷裂構(gòu)成圍限構(gòu)造; 燕山運(yùn)動(dòng)遷就和改造先期構(gòu)造,產(chǎn)生了以北北東向?yàn)橹鞯鸟薨櫤蛿嗔褬?gòu)造。區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造與倒轉(zhuǎn)褶皺構(gòu)造既是控巖, 又是控礦構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有英安斑巖(επ)、石英斑巖(λπ)、花崗斑巖(γπ)及微細(xì)粒斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖, 其中英安斑巖、石英斑巖出露于地表, 花崗斑巖、微?；◢弾r為隱伏巖體。

英安斑巖: 地表出露有十余個(gè)小巖體, 組成呈東西向展布的巖體群, 巖體傾向北或北北東, 傾角75°～88°, 單個(gè)巖體呈陡傾斜巖墻或不規(guī)則巖脈產(chǎn)出,脈幅變化大, 常有分支、復(fù)合、尖滅、再現(xiàn)的現(xiàn)象。

石英斑巖: 分布在觀音打座、寶嶺一帶, 即λπ51和λπ52巖體, 巖體形似啞鈴, 侵入石炭系梓門橋組白云巖中。λπ51南北長(zhǎng)約560 m, 東西寬約480 m, 面積0.23 km2; λπ52南北長(zhǎng)640 m, 東西寬420 m,面積約0.29 km2。兩巖體向深部相連并變小, 形似漏斗。巖體產(chǎn)狀: 東部陡向西傾, 傾角 70°左右; 西部緩向東傾, 傾角 50°左右; 南部北傾, 北部南傾, 在200 m標(biāo)高以下, 逐漸變成不規(guī)則的脈狀, 分支、膨縮頻繁。

花崗斑巖: 隱伏于礦區(qū)東南部F1、F2斷層之間,呈巖群產(chǎn)出。南北長(zhǎng)約1000 m, 東西寬200～500 m,傾向東, 傾角 68°; 呈小巖株?duì)町a(chǎn)出, 略向北東東和南東傾伏, 傾伏角約50°, 與石炭系石磴子組地層呈侵入接觸。巖體形態(tài)有橢圓狀、扁豆?fàn)?、瘤狀、脈狀等, 大小一般為100 m×400 m, 隱伏最高點(diǎn)為380 m標(biāo)高, 深部已延伸到?462 m標(biāo)高。巖體向深部規(guī)模變小, 產(chǎn)狀變陡。

微細(xì)粒斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖: 為危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目工作的鉆孔所揭露, 隱伏于地表以下1000 m處, 目前產(chǎn)狀還不清楚。巖性為: 灰白色, 似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。斑晶由鉀長(zhǎng)石(3%～4%)、石英(3%±)組成, 次為斜長(zhǎng)石(1%±), 含量約 3%～10%; 基質(zhì)主要由鉀長(zhǎng)石(55%～60%)、石英(30%±)、斜長(zhǎng)石(5%～10%)組成。礦物顆粒很細(xì), 一般為0.05 mm左右。

礦區(qū)內(nèi)蝕變種類繁多, 分布廣, 強(qiáng)度大。主要有:矽卡巖化、硅化、鉀長(zhǎng)石化、螢石化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、黑云母-金云母化、鐵白云石化、方解石化、高嶺石化、菱鐵-菱錳礦化、大理巖化和灰?guī)r重結(jié)晶作用等。與礦化關(guān)系密切的主要有矽卡巖化、硅化、綠泥石化、鉀化、螢石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等。

1.2 礦床地質(zhì)概況

黃沙坪鉛鋅多金屬礦床主要成因類型有熱液充填交代型(充填交代型鉛鋅礦體、充填交代型銀鉛鋅礦體、充填交代型銅礦體)、矽卡巖型(矽卡巖型鉛鋅礦體、矽卡巖型銅鋅礦體、矽卡巖型鎢鉬礦體、矽卡巖型磁鐵(錫)礦體)兩大類。礦區(qū)內(nèi)已圈定熱液充填交代型鉛鋅礦體528個(gè)(其中301礦帶434個(gè)、304礦帶94個(gè)), 以1、2號(hào)礦體群規(guī)模最大, 礦體呈脈狀、似層狀、扁豆?fàn)?、透鏡狀產(chǎn)出; 礦體走向長(zhǎng)500 m, 傾斜延深斷續(xù)可達(dá)1000 m, 平均厚約8 m; 該類礦體0 m標(biāo)高以上已探明鉛鋅資源量為172.6萬(wàn)t,且大多數(shù)礦體已被開采。危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目中, 新圈出矽卡巖型鎢鉬多金屬礦體17個(gè), 規(guī)模最大的為W1、W2、W216等, 分別分布在礦區(qū)的中部和南部; 礦體長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米, 厚度數(shù)米至數(shù)十米, 鉆孔最大穿礦厚度為325 m。礦體呈帶狀、扁豆?fàn)?、透鏡狀、不規(guī)則狀等; 礦體平均含 WO30.135%～0.550%, Mo0.019%～0.24%。初步估算鎢錫鉬鉍資源量17.74萬(wàn)t(WO38.80萬(wàn)t、Mo 3.50萬(wàn)t、Bi 1.62萬(wàn)t、Sn 3.82萬(wàn)t)。

圖2 黃沙坪礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig. 2 Geological sketch map of the Huangshaping ore district

不同類型的礦體, 其礦石具有不同的礦物組合。區(qū)內(nèi)礦石中已發(fā)現(xiàn)的礦物共有一百多種, 主要和次要的金屬礦物種類不多, 微量礦物種類繁多。熱液充填交代型礦體的鉛鋅礦石中主要礦物為方鉛礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦, 次要礦物有黃銅礦、黝錫礦、毒砂、磁黃鐵礦、斑銅礦、硫錫鉛礦等。矽卡巖型鎢錫多金屬礦體的礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦、白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、錫石, 次要礦物為毒砂、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、黝銅礦、自然鉍等, 脈石礦物為鈣鐵榴石、鈣鐵輝石、透輝石、次透輝石、螢石等。

2 樣品采集及測(cè)定方法

2.1 樣品

本次開展同位素年代學(xué)研究中的鋯石 SHRIMP U-Pb年齡測(cè)定樣品和輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡測(cè)定樣品, 分別采自黃沙坪礦區(qū) 56中段的石英斑巖(HSP-1)和 56中段的石門(SM11/56、SM15/56、SM19/56)附近的鎢鉬礦石, 其具體位置標(biāo)注于圖3。石英斑巖巖石呈灰白色, 斑狀結(jié)構(gòu), 基質(zhì)球粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為石英 15%, 鉀長(zhǎng)石5%～10%及長(zhǎng)英質(zhì)70%左右。副礦物主要有鋯石、榍石、磷灰?guī)r(含量均小于0.1%)。鎢鉬礦石為塊狀構(gòu)造,半自形結(jié)構(gòu)－它形結(jié)構(gòu), 白鎢礦呈細(xì)粒浸染狀分布,輝鉬礦呈星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀分布。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的輝鉬礦主要采集自礦石中結(jié)晶相對(duì)粗大的輝鉬礦單礦物。

2.2 測(cè)定方法

2.2.1 鋯石SHRIMP U-Pb法

鋯石SHRIMP U-Pb年齡分析方法, 采用宋彪等(2002)所報(bào)道的實(shí)驗(yàn)流程。按常規(guī)方法分選出晶形完好、無(wú)裂紋和包體少的鋯石顆粒與標(biāo)準(zhǔn)鋯石樣品(91500)一起粘接在環(huán)氧樹脂靶上。在年齡分析之前,對(duì)樣品靶上的待測(cè)鋯石進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光圖像分析, 據(jù)此選定被測(cè)鋯石微區(qū)分析的靶位。鋯石微區(qū)原位U-Pb同位素定年在北京離子探針中心用 SHRIMPⅡ儀器完成, 對(duì)測(cè)定結(jié)果應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM(417 Ma)進(jìn)行年齡校正。應(yīng)用另一標(biāo)準(zhǔn)鋯石SL13(572 Ma, U含量為238 μg/g)標(biāo)定所測(cè)鋯石的U, Th和 Pb含量。普通鉛用實(shí)測(cè)的204Pb校正。數(shù)據(jù)處理采用Isoplot程序(Ludwig, 2001)。

圖3 黃沙坪礦區(qū)56中段地質(zhì)圖及取樣位置圖Fig. 3 Geological map of 56 level, showing sampling locations

2.2.2 輝鉬礦Re-Os等時(shí)線法

輝鉬礦Re-Os同位素組成的測(cè)定及等時(shí)線年齡的計(jì)算方法參見杜安道等(1996)、屈文俊等(2003)等文獻(xiàn)資料。本次測(cè)定的數(shù)據(jù)是在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 TJA X-series ICP-MS進(jìn)行測(cè)量而得到的。普Os是根據(jù)原子量表(Wieser, 2006)和同位素豐度表(Bohlkea et al., 2005),通過192Os/190Os測(cè)量比計(jì)算得出的。Re、Os含量的不確定度包括樣品和稀釋劑的稱量誤差、稀釋劑的標(biāo)定誤差、質(zhì)譜測(cè)量的分餾校正誤差、待分析樣品同位素比值測(cè)量誤差。置信水平 95%。模式年齡的不確定度還包括衰變常數(shù)的不確定度(1.02%), 置信水平95%。

3 測(cè)定結(jié)果

3.1 鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)定

表1列出了黃沙坪石英斑巖體的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)試數(shù)據(jù), 圖4為被測(cè)鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像及測(cè)定點(diǎn)位, 相應(yīng)的206Pb/238U視年齡。由表1數(shù)據(jù)可看出, 所有測(cè)定點(diǎn)的 Th/Ub 比值在 0.28～0.40之間, 在陰極發(fā)光圖像中, 被測(cè)鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)均顯示出變生鋯石特征(圖4)。其巖漿鋯石的有序結(jié)晶狀態(tài)已基本消失, 而呈玻璃質(zhì)狀態(tài), 即發(fā)生了蛻晶質(zhì)化作用。在206Pb/238U—207Pb/U235和諧圖上, 樣品點(diǎn)均投影在諧和線上或諧和線附近(圖5), 在9個(gè)測(cè)點(diǎn)中, 除測(cè)點(diǎn)(7.1)明顯偏年輕(143±3.8 Ma)外, 其余的8個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡值變化于 148.7～157.0之間。由8個(gè)鋯石測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算的206Pb/238U年齡統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值為 152±3 Ma(95%可信度, MSWD= 0.94), 與中國(guó)有色礦產(chǎn)地質(zhì)研究院全巖 Rb-Sr年齡149.7Ma對(duì)比，在誤差范圍內(nèi)。鋯石樣品的陰極發(fā)光圖像顯示, 在鋯石結(jié)晶或固結(jié)以后可能受到后期地質(zhì)事件的擾動(dòng)。盡管鋯石的陰極發(fā)光圖像過暗,其圖像特征仍然顯示其結(jié)晶過程是連續(xù)的, 即其結(jié)晶后即使有后期的地質(zhì)事件發(fā)生, 也不至于影響到鋯石內(nèi) U-Th-Pb體系。此外, 由于此年齡數(shù)據(jù)點(diǎn)在協(xié)和線上, 其加權(quán)平均年齡結(jié)果可代表石英斑巖的侵位年齡。

表1 黃沙坪石英斑巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡測(cè)定結(jié)果Table 1 SHRIMP U-Pb dating result of zircon from quartz porphyry in the Huangshaping ore district

圖4 黃沙坪石英斑巖鋯石陰極發(fā)光圖像及點(diǎn)位和視年齡Fig. 4 CL images and206Pb/238U apparent ages of zircons from quartz porphyry in the Huangshaping ore district

3.2 輝鉬礦的Re-Os等時(shí)線法測(cè)定

三組樣品Re-Os同位素年齡測(cè)定數(shù)據(jù)見表2。

圖5 黃沙坪礦區(qū)石英斑巖鋯石U-Pb諧和圖Fig. 5 Zircon U-Pb isotope concordia diagram of quartz porphyry in the Huangshaping ore district

表2 黃沙坪輝鉬礦Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)Table 2 Re-Os isotope data of molybdenite from the Huangshaping ore district

圖6 黃沙坪輝鉬礦Re-Os同位素等時(shí)線(其中SM11樣品中的SM11/56-6號(hào)樣未參加等時(shí)線年齡計(jì)算)Fig. 6 Re-Os isotope concordia diagram of molybdenite from the Huangshaping ore district

4 討論與結(jié)論

4.1 成巖成礦年齡問題

前人對(duì)本區(qū)的成巖年齡研究較多, 如童潛明等(1986)測(cè)得石英斑巖K-Ar年齡為125.2 Ma和146.1 Ma, 花崗斑巖中的長(zhǎng)石K-Ar年齡為118.4 Ma; 有色238隊(duì)測(cè)得花崗斑巖中黑云母的 K-Ar年齡為 163 Ma(湖南冶金238隊(duì), 1977); 中國(guó)有色礦產(chǎn)地質(zhì)研究院采用全巖 Rb-Sr法獲得石英斑巖的形成年齡為149.7 Ma; 楊世義等(1986)獲得花崗斑巖全巖Rb-Sr年齡為134±3 Ma; 谷俐(1997)的花崗斑巖形成年齡為 162～165 Ma(沒有注明測(cè)定礦物及測(cè)定方法); 姚軍明等(2005)采用LA-ICPMS鋯石U-Pb法, 獲得了花崗斑巖的侵位年齡為162 Ma。區(qū)內(nèi)同一巖性其測(cè)定數(shù)據(jù)相差較大, 其原因可能與研究者選擇的定年方法對(duì)樣品的適用性、樣品的代表性及早期儀器測(cè)定精度及實(shí)驗(yàn)條件等諸多因素有關(guān)。如全巖 K-Ar法測(cè)年很難獲得燕山期前花崗巖類的精確定年數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的鋯石 U-Pb定年法也無(wú)法排除源區(qū)繼承鋯石對(duì)年齡測(cè)定結(jié)果的影響(陳富文等, 2008)。前人對(duì)花崗斑巖的精確定年開展了工作, 本次對(duì)石英斑巖采用鋯石SHRIMP U-Pb精確定年, 獲得其侵位的等時(shí)線年齡為 152±3 Ma, 平均模式年齡為 151.5±2.8 Ma。雖然在結(jié)晶或固結(jié)后受到后期地質(zhì)事件的擾動(dòng),但基本上年齡值是可靠的, 因此可以作為石英斑巖的精確年齡值。

本礦床的成礦時(shí)代研究也不少, 谷俐(1997)獲得的矽卡巖中金云母為 153～157 Ma、磁鐵礦為150～160 Ma和方鉛礦的年齡90～170 Ma(均沒有提供測(cè)試原始數(shù)據(jù)及測(cè)試方法); 馬麗艷等(2007)測(cè)得的 20中段矽卡巖型礦石中輝鉬礦成礦的等時(shí)線年齡 153.8±4.8 Ma; 毛景文等(2007)測(cè)得的輝鉬礦Re-Os模式年齡為157.5±2.1 Ma～159.4±3.3 Ma; 姚軍明(2007)測(cè)得的輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為154.8 ±1.9 Ma; 本次對(duì)礦區(qū)內(nèi)56中段矽卡巖型鎢錫多金屬礦中的輝鉬礦 Re-Os同位素定年, 獲得三組等時(shí)線成礦年齡為159.4±3.3 Ma, 157.5±2.1 Ma, 157.6 ±2.3 Ma。

以上可以看出, 如果將測(cè)年結(jié)果的誤差考慮進(jìn)去, 前人測(cè)得的矽卡巖型鎢多金屬礦床中輝鉬礦的年齡為149～162.7 Ma, 本次測(cè)得的輝鉬礦成礦年齡為155.3～162.7 Ma, 兩者的成礦年齡值很吻合。同樣考慮測(cè)定結(jié)果誤差, 本次石英斑巖的等時(shí)線年齡為149～155 Ma, 平均模式年齡為 148.7～154.3 Ma, 姚軍明等(2005)測(cè)得花崗斑巖的侵位年齡為 162 Ma,它們均與輝鉬礦的形成年齡相近, 在誤差范圍內(nèi)基本一致, 說明輝鉬礦與石英斑巖、花崗斑巖在時(shí)間、空間上能很好耦合, 矽卡型鎢錫鉬鉍多金屬礦與兩類斑巖具有成因上的聯(lián)系。

4.2 成礦物質(zhì)來源

輝鉬礦中的 Re含量可以作為指示成礦物質(zhì)來源的參考。Mao et al. (1999)在綜合分析、對(duì)比中國(guó)各種類型鉬礦床中輝鉬礦的錸含量后, 總結(jié)認(rèn)為從地幔到殼?；旌显俚降貧? 礦石中的錸含量呈數(shù)量級(jí)下降, 從與幔源、I型至S型花崗巖有關(guān)的礦床, Re的含量從 n×10?4→n×10?5→n×10?6變化。劉逸群等(1991)認(rèn)為, 與深源火成物質(zhì)有聯(lián)系的礦床中輝鉬礦含錸量比較高, 而與淺源沉積物有成生聯(lián)系的礦床中輝鉬礦含錸量比較低, 但同時(shí)強(qiáng)調(diào)與成巖成礦機(jī)制有關(guān)。本次研究中獲得矽卡巖型鎢錫多金屬礦體中輝鉬礦的 Re含量為 0.4347×10?6～20.192×10?6,平均為7.6125×10?6, 與馬麗艷(2006)測(cè)得20中段矽卡巖多金屬礦中輝鉬礦 Re含量(3.107～46.826)× 10?6、姚軍明(2007)測(cè)得輝鉬礦Re含量(0.46～7.02)× 10?6(沒有注明采樣的具體位置)基本一致。該含量級(jí)別相當(dāng)于Mao et al.(1999)所總結(jié)的殼源級(jí)。因此我們認(rèn)為黃沙坪礦成礦物質(zhì)主要來源于地殼, 這一觀點(diǎn)與前人(童潛明等, 1986; 楊世義等, 1986; 鐘正春, 1996; 姚軍明等, 2005)提出的黃沙坪花崗斑巖屬于S型花崗巖, 成巖物質(zhì)來源于地殼物質(zhì)部分熔融的觀點(diǎn)吻合。

黃沙坪矽卡巖型鎢錫多金屬礦體中輝鉬礦的Re含量與柿竹園鎢錫多金屬礦輝鉬礦的Re含量相近(Re含量 1.04×10?6～1.34×10?6, 李紅艷等, 1996;毛景文等, 2004), 說明它們的成礦物質(zhì)來源相似。黃沙坪礦輝鉬礦中的 Re含量遠(yuǎn)低于與花崗閃長(zhǎng)斑巖有關(guān)的寶山銅鉬多金屬礦中輝鉬礦的 Re含量(95.2～338.6×10?6, 平均為 190.2×10?6, 據(jù)路遠(yuǎn)發(fā)等, 2006), 說明兩個(gè)相鄰礦床的成礦物質(zhì)來源是有明顯差異的, 其中寶山多金屬礦的成礦物質(zhì)有相當(dāng)數(shù)量的地幔物質(zhì)加入。另外, 從成巖成礦年齡來看, 石英斑巖與矽卡巖型鎢錫多金屬礦在時(shí)間和空間上耦合較好, 故黃沙坪礦床的成礦物質(zhì)來源并不象以前認(rèn)為的主要來源于花崗斑巖, 石英斑巖的成礦物質(zhì)只是被動(dòng)的淋溶析出, 研究證明石英斑巖與矽卡巖型鎢錫多金屬礦的形成具有成因聯(lián)系。

4.3 結(jié)論

本次研究, 通過對(duì)石英斑巖中鋯石U-Pb年齡測(cè)定, 確定該巖體的侵位年齡為 152±3 Ma; 矽卡巖型鎢錫鉬礦體中三組輝鉬礦Re-Os同位素年齡分別為159.4±3.3 Ma, 157.5±2.1 Ma, 157.6±2.3 Ma, 說明石英斑巖與矽卡巖型鎢錫多金屬礦床在時(shí)間和空間耦合較好, 它們均屬于燕山早期大規(guī)模成巖成礦的產(chǎn)物, 研究結(jié)果也為成巖成礦多階段的厘定提供了重要依據(jù)。

黃沙坪鉛鋅多金屬礦, 礦種較復(fù)雜, 成礦類型多, 雖然前人和本文對(duì)花崗斑巖、石英斑巖、輝鉬礦等進(jìn)行了成巖年齡、成礦年齡的測(cè)定工作, 獲得的成果進(jìn)一步厘定了該區(qū)的多期多階段的成礦作用,但是隨著地質(zhì)找礦工作往礦區(qū)的深部和邊部的開展,更多的地質(zhì)現(xiàn)象的揭露為研究礦區(qū)的成巖和成礦作用提出了新的問題, 一個(gè)非常值得進(jìn)一步工作和關(guān)注的問題是, 在危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目工作中,在地表 1000 m以下揭露到了隱伏的微細(xì)粒斑狀花崗巖, 在本區(qū)是一個(gè)新的發(fā)現(xiàn), 該花崗巖的成巖年齡、與成礦的關(guān)系如何？該花崗巖體與目前礦區(qū)淺部的花崗斑巖、石英斑巖體關(guān)系怎樣？它對(duì)本礦區(qū)如此大規(guī)模的成礦作用有什么貢獻(xiàn)？因此, 本區(qū)內(nèi)各類巖漿巖與成礦的關(guān)系, 還有待于更進(jìn)一步的成巖、成礦同位素年代學(xué)的研究。

致謝: 鋯石SHRIMP U-Pb年齡測(cè)定得到北京離子探針中心楊之青工程師及黃沙坪礦的幫助, 審稿人提出了寶貴的修改意見, 在此表示衷心的感謝。

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Petrogenetic and Metallogenic Age Determination of the Huangshaping Lead-Zinc Polymetallic Deposit and its Geological Significance

LEI Ze-heng1), CHEN Fu-wen2), CHEN Zheng-hui3), XU Yi-ming1), Gong Shu-qing1), LI Hua-qin2), MEI Yu-ping2), QU Wen-jun4), WANG Deng-hong3)

1) South Hunan Institute of Geological Survey, Chenzhou, Hunan 423000; 2) Yichang Institute of Geology and Mineral Resources, Yichang, Hubei 443005; 3) Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 4) National Research Center for Geoanalysis, Bejing 100037

The Huangshaping lead-zinc ore deposit is located in the South Hunan ore concentration area of the Nanling polymetallic metallogenic belt. Since the implementation of the project for exploration of replacement resources in crisis mines, two ore deposits have been found: one is a Fe-W-Sn polymetallic deposit whose metal reserves have reached the large-sized ore deposit, and the other is a Cu polymetallic deposit whose metal reserves have attained medium size. These achievements provide abundant information for the study of ore deposits. Based on data available, the authors carried out a study of the zircon U-Pb age of the granite porphyry and the molybdenum mineralization age. It is shown that the quartz porphyry zircon U-Pb weighted isochron age is 152.3±3 Ma, and the molybdenite Re-Os isochrone ages are 159.4±3.3 Ma, 157.5±2.4 Ma and 157.6±2.3 Ma (dated at different positions of the same 56 m elevation). These data provide important evidence for collating and stipulating the multi-period and multi-phase rock-forming and ore-forming characteristics of the Huangshaping lead-zinc deposit.

zircon U-Pb dating; melybdenite Re-Os isotopic dating; petrogenetic and metallogenic process; Huangshaping

P533;P597

A

1006-3021(2010)04-532-09

本文由國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“南嶺地區(qū)有色—貴金屬成礦潛力及綜合探測(cè)技術(shù)示范研究”(編號(hào): 2006BAB01B03)、危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目(編號(hào): 200643044)、國(guó)家深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)“南嶺成礦帶地殼巖漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”課題(編號(hào): SinoProbe-03-01)和地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目“南嶺大型礦集區(qū)深部評(píng)價(jià)技術(shù)方法研究”(編碼: 1212010981027)聯(lián)合資助。

2009-11-20; 改回日期: 2010-03-23。

雷澤恒, 男, 1962年生。高級(jí)工程師。長(zhǎng)期從事地質(zhì)找礦及研究工作。E-mail: leizeheng@163.com。