高永寶, 李文淵, 張照偉, 李 超, 周利敏,郭周平, 張江偉, 李 侃, 錢 兵, 王亞磊, 譚文娟

1)西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 陜西西安 710054;2)長安大學(xué)地球科學(xué)與國土資源學(xué)院, 陜西西安 710054;3)國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心, 北京 100037

南祁連裕龍溝銅鎳硫化物礦床Re-Os同位素物質(zhì)來源示蹤研究

高永寶1,2), 李文淵1)*, 張照偉1,2), 李 超3), 周利敏3),郭周平1), 張江偉1), 李 侃1), 錢 兵1), 王亞磊1), 譚文娟1)

1)西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 陜西西安 710054;2)長安大學(xué)地球科學(xué)與國土資源學(xué)院, 陜西西安 710054;3)國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心, 北京 100037

南祁連日月山—化隆基性-超基性巖帶發(fā)育多個與銅鎳礦化有關(guān)的巖體, 巖石類型主要有角閃輝石巖、輝長巖、蘇長巖、輝石巖、輝橄巖等, 其中裕龍溝基性雜巖體形成于(442.4±1.6) Ma。通過對裕龍溝銅鎳礦床稀疏浸染狀礦石中硫化物的 Re-Os及 S同位素物質(zhì)來源示蹤研究, 其187Os/188Os初始比值為0.2239～0.2757,γOs為 80～123,δ34S 為 0.8‰～2.4‰, 表明其物質(zhì)來源具有殼-?；旌咸卣? 殼源 Os的加入量為20%～28%, 地殼物質(zhì)的加入可能是裕龍溝巖體富集成礦的重要因素。

Re-Os同位素; 銅鎳硫化物礦床; 裕龍溝; 化隆; 南祁連

青海省日月山—化隆地區(qū)是我國已知銅鎳礦重要產(chǎn)地之一。除20世紀(jì)50年代末發(fā)現(xiàn)了拉水峽中型銅鎳礦床外, 陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了裕龍溝小型銅鎳礦床及沙加、關(guān)藏溝、乙什春、曲馬等多處銅鎳礦點(diǎn), 均與基性-超基性巖體關(guān)系密切(李文淵, 1996, 2004,2006), 顯示出該區(qū)良好的找礦潛力和資源前景(張照偉等, 2009)。因此備受廣大地質(zhì)學(xué)家關(guān)注, 目前裕龍溝銅鎳礦床僅在礦床地質(zhì)(李文淵, 1996, 2006)、成巖成礦時代(高永寶等, 2010; 張照偉等, 2012a, b)等方面取得了一定的研究進(jìn)展。

近年來, Re-Os同位素在礦床學(xué)(薛靜等, 2010;蔡明海等, 2011; 王輝等, 2011; 龐爾成等, 2012),尤其是巖漿銅鎳硫化物礦床應(yīng)用研究方面取得了很大進(jìn)展, 直接應(yīng)用于國內(nèi)外巖漿銅鎳硫化物礦床成礦時代厘定和成礦物質(zhì)來源示蹤(Walker et al., 1994;Foster et al., 1996; Smoliar et al., 1996; Lambert et al.,1998; Ripley et al., 1998; Brenan et al., 2000; Horan et al., 2001; 王登紅等, 2001; 毛景文等, 2001, 2002;李月臣等, 2006; 石貴勇等, 2006; 楊勝洪等, 2007;胡克兵等, 2008; 陶琰等, 2008; Yang et al., 2008;Zhang et al., 2008; 李華芹等, 2009; 屈文俊等,2012)。最新研究揭示, 與基性-超基性巖共生的Cu-Ni硫化物礦床, 除一些特殊情況外, 塊狀礦石可得到具有地質(zhì)意義的 Re-Os等時線年齡, 但“Os同位素表面初始比值”往往沒有地質(zhì)意義; 浸染狀礦石常得到?jīng)]有地質(zhì)意義的假等時線, 但常可得到具有地質(zhì)意義的 Os同位素初始比值(屈文俊等,2012)。因此, 為了進(jìn)一步厘定裕龍溝銅鎳硫化物礦床的物質(zhì)來源, 本文選擇了裕龍溝礦床稀疏浸染狀礦石中的磁黃鐵礦、黃銅礦進(jìn)行Re-Os同位素測定,結(jié)合硫化物 S同位素研究, 探討其成礦物質(zhì)來源,進(jìn)一步對礦床形成機(jī)制進(jìn)行制約。

1 區(qū)域成礦背景及礦床地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域成礦背景

裕龍溝銅鎳礦床位于南祁連南緣的化隆隆起帶(圖 1), 其南鄰秦嶺褶皺帶西延部分, 北部為拉脊山加里東褶皺帶。基底為元古宙化隆群, 由下至上分為智尕昂、關(guān)藏溝及魯滿山三個巖組, 主要為石英巖、黑云母石英片巖、黑云斜長片麻巖、混合片麻巖和混合巖。其上直接被新生代西寧群和貴德群紅層角度不整合覆蓋。帶內(nèi)多數(shù)基性-超基性巖體均侵位于化隆群關(guān)藏溝組中。

化隆隆起帶巖漿活動頻繁, 從前震旦紀(jì)到加里東期都有巖漿侵入。酸性巖主要為片麻狀花崗巖、斜長花崗巖以及偉晶巖等。目前已發(fā)現(xiàn)基性-超基性巖體 32個, 規(guī)模均較小, 展布方向以北西向?yàn)橹?傾向以北東為主, 巖石類型主要為角閃輝石巖、閃石化輝長巖、輝長巖-蘇長巖、閃石化輝石巖及輝橄巖等, 巖體與圍巖大多為侵入接觸關(guān)系; 巖體邊部多表現(xiàn)為片理化、強(qiáng)烈破碎或糜棱巖化; 鎂鐵比值m/f變化范圍較大, 為 0.5～4.5, 其中拉水峽巖體的m/f為 0.5～1.9, 裕龍溝巖體的 m/f為 0.8～4.5, 亞曲巖體的 m/f為 1.0～2.3, 乙什春巖體的 m/f為1.88～2.69, 均屬于鐵質(zhì)系列。區(qū)內(nèi)多處巖體具有銅鎳礦化, 目前為止已發(fā)現(xiàn)拉水峽中型銅鎳礦、裕龍溝小型銅鎳礦, 沙加、乙什春、關(guān)藏溝、亞曲、曲馬、下什塘等礦點(diǎn)多處。區(qū)內(nèi)基性-超基性巖體多形成于加里東期, 其中裕龍溝黑云母角閃輝石巖ID-TIMS 鋯 石 U-Pb 年 齡 為(442.4±1.6) Ma(MSWD=0.59), 亞曲輝石巖 ID-TIMS鋯石 U-Pb年齡為(440.7±0.3) Ma (MSWD=1.1)(高永寶等, 2010;張照偉等, 2012a)。

化隆隆起帶由于遭受過強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動, 多形成復(fù)式褶皺構(gòu)造, 軸向北西西—南東東, 部分地層倒轉(zhuǎn), 構(gòu)造斷裂亦比較發(fā)育, 存在北西或北西西向、北東東向兩組較大的斷裂(樊光明等, 2007)。

1.2 礦床地質(zhì)特征

裕龍溝巖體處于化隆隆起帶的西延部分, 圍巖主要由元古宙混合巖化黑云母斜長片麻巖組成。巖體受一組北西西向構(gòu)造斷裂控制, 由幾個巖體組成,其中最大一個巖體出露長1300 m, 東段寬40～78 m,中段寬 10～15 m, 西段寬 68 m, 向兩端尖滅, 已控制最大延深430 m。巖體呈340°延伸, 傾向北北東,傾角 40°～60°, 為一上陡下緩的單斜巖體(圖 2)。巖石類型有黑云斜長角閃巖、黑云角閃巖、黑云輝石角閃巖和黑云角閃輝石巖。巖體可分為三個巖相帶,各巖相帶均呈過渡關(guān)系, 前兩個巖相帶具礦化。巖石蝕變較普遍, 以硅化為主, 其次有綠泥石化、滑石化、絹云母化、碳酸鹽化以及少量次閃石化等。

巖體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)10個礦體, 主要分布于巖體東段,形成一牛軛狀含礦帶(圖 2)。最大的礦體呈扁豆?fàn)?沿走向長130 m, 側(cè)伏方向長360 m, 平均厚10.4 m,走向 285°左右, 側(cè)伏方向 345°左右, 側(cè)伏角 40°左右。礦體嚴(yán)格受巖相控制, 角閃巖相礦化最好, 黑云角閃巖-黑云角閃輝石雜巖相次之, 黑云斜長角閃巖相基本上無礦化。礦石構(gòu)造以稀疏浸染狀構(gòu)造為主,局部呈稠密浸染狀構(gòu)造, 以硫化物為主組成的礦石結(jié)構(gòu)具有典型的填間結(jié)構(gòu), 局部有似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。礦石的主要礦物成分有紫硫鎳鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦, 其次有鎳黃鐵礦、磁鐵礦、砷鉑礦、碲鉍礦。礦石中的有益組分主要有Cu、Ni、Pt、Pd, Ni平均品位為1.17%, 平均含Cu 0.3%、Pt 2.08×10-6。角閃巖相的礦化具有巖漿晚期礦床的基本特征, 殘余巖漿的疊加使這個巖相的礦化進(jìn)一步富集。

圖2 裕龍溝銅鎳礦床地質(zhì)簡圖Fig. 2 Simplified geological map of the Yulonggou Cu-Ni deposit

2 樣品及測試方法

本次研究的樣品均采集于裕龍溝銅鎳礦床最大的主礦體, 采集稀疏浸染狀礦石樣品10件, 挑選磁黃鐵礦、黃銅礦等硫化物進(jìn)行Re-Os同位素測定。

本次樣品測試是在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心采用同位素稀釋ICP-MS質(zhì)譜完成的, 實(shí)驗(yàn)中采用Carius管封閉溶樣來分解樣品(Shirey et al., 1995; 杜安道等, 2001, 2009), 具體分析步驟簡述如下。

2.1 分解樣品

準(zhǔn)確稱取待分析樣品, 通過細(xì)頸漏斗加入到Carius管底部。緩慢加液氮到有半杯乙醇的保溫杯中, 使成粘稠狀(–50～–80)℃。將裝好樣品的Carius管放到該保溫杯中, 用適量超純濃 HCl通過細(xì)頸漏斗把準(zhǔn)確稱取的185Re和190Os混合稀釋劑轉(zhuǎn)入Carius管底部, 再依次加入 3 mL 10 mol/L HCl、5 mL 16 mol/L HNO3和1 mL 30% H2O2。當(dāng)管底溶液凍實(shí)后, 用液化石油氣和氧氣火焰加熱封好Carius管的細(xì)頸部分。擦凈表面殘存的乙醇, 放入不銹鋼套管內(nèi)。輕輕放套管入鼓風(fēng)烘箱內(nèi), 待回到室溫后, 逐漸升溫到 200oC, 保溫 24 h。然后取出,冷卻后在底部凍實(shí)的情況下, 先用強(qiáng)火焰燒熔Carius管細(xì)管部分一點(diǎn), 使內(nèi)部壓力得以釋放。再用玻璃刀劃痕, 并用燒熱的玻璃棒燙裂劃痕部分。

2.2 蒸餾分離Os

將待打開的Carius管放在冰水浴中回溫使內(nèi)容物完全融化, 用約20 mL水將管中溶液轉(zhuǎn)入蒸餾瓶中。把內(nèi)裝5 mL超純水的25 mL比色管, 放在冰水浴中, 以備吸收蒸餾出的 OsO4。連接蒸餾裝置, 加熱微沸 30 min。所得 OsO4水吸收液可直接用于ICP-MS測定 Os同位素比值。將蒸餾殘液轉(zhuǎn)入150 mL Teflon燒杯中待分離Re。

2.3 萃取分離Re

將蒸餾殘液置于電熱板上, 加熱近干; 加少量水, 加熱近干。重復(fù)兩次以降低酸度。根據(jù)樣品量加入 4～10 mL 5～6 mol/L NaOH(如果堿化后沉淀量過多, 可適當(dāng)增加 NaOH用量), 稍微加熱, 促進(jìn)樣品轉(zhuǎn)為堿性介質(zhì)。轉(zhuǎn)入 Teflon離心管中, 加入4～10 mL丙酮, 振蕩1 min, 萃取Re。在丙酮萃取離心后需進(jìn)一步純化含Re丙酮溶液。將離心管內(nèi)上清液轉(zhuǎn)入 Teflon分液漏斗中分相, 棄去堿溶液。再加入2 mL 5 mol/L NaOH, 振蕩1 min, 棄去堿溶液。轉(zhuǎn)移丙酮相到 Teflon離心管中, 離心。離心后, 用滴管直接取上層丙酮相到150 mL已加有2 mL水的Teflon燒杯中, 在電熱板上50oC加熱除去丙酮, 然后電熱板溫度升至 120oC加熱至干, 加數(shù)滴濃硝酸和30%過氧化氫, 加熱蒸干以除去殘存的Os。用數(shù)滴 HNO3溶解殘?jiān)? 用水轉(zhuǎn)移到小瓶中, 稀釋到適當(dāng)體積, 備ICP-MS測定Re同位素比值。

2.4 質(zhì)譜測定

采用美國TJA公司生產(chǎn)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 TJA X-series ICP-MS測定同位素比值。對于Re: 選擇質(zhì)量數(shù) 185、187, 用 190監(jiān)測 Os。對于Os: 選擇質(zhì)量數(shù)為186、187、188、189、190、192,用185監(jiān)測Re。

本實(shí)驗(yàn)全流程空白Re約為5.7 pg, 普Os約為0.2 pg, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所測樣品的Re、Os含量, 不會影響實(shí)驗(yàn)中Re、Os含量的準(zhǔn)確測定。

3 測試結(jié)果

裕龍溝銅鎳礦床硫化物的Re-Os同位素測試結(jié)果見表1。普Os是根據(jù)Nier值的Os同位素豐度, 通過192Os/190Os測量比計(jì)算得出。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)譜測量的分餾校正誤差、待分析樣品同位素比值測量誤差, 置信水平為95%。

由于硫化物的不同導(dǎo)致Re、Os含量存在明顯差異,黃銅礦的總 Re和普 Os含量分別介于(13.46±0.11)×10-9～(69.35±0.59)×10-9和(4.082±0.049)×10-9～(12.79±0.21)×10-9, 遠(yuǎn)低于磁黃鐵礦(總 Re 含量為(127.5±1.1)×10-9～(407.2±3.2)×10-9, 普 Os 含 量 為 (36.08±0.31)×10-9～(415.3±3.9)×10-9)?？傮w稀疏浸染狀礦石的總Re和普Os含 量 分 別 為 (13.46±0.11)×10-9～(407.2±3.2)×10-9和(4.082±0.049)×10-9～ (415.3±3.9)×10-9。

以裕龍溝基性-超基性巖漿活動時限(442.4±1.6) Ma(張照偉等, 2012a)作為樣品同位素衰變計(jì)數(shù)年齡, 計(jì)算得到各樣品的初始同位素組成187Os/188Ost=442.4Ma以及γOs(t=442.4 Ma), 結(jié)果如表1所示, 裕龍溝銅鎳礦床的187Os/188Ost=442.4Ma為0.2239～0.2757,γOs(t=442.4 Ma)為 80～123。

表1 裕龍溝銅鎳礦床硫化物Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)Table 1 Re-Os isotopic data of sulfides from the Yulonggou Cu-Ni deposit

4 討論

巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦物質(zhì)因普遍含鉑族元素而認(rèn)為來源于地幔(Naladrett, 1981), 近年來通過對世界上主要銅鎳硫化物礦床Re-Os同位素研究表明: 巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦物質(zhì)既可以來源于地幔(具有類似于球粒隕石和地幔的187Os/188Os比值), 如Kambalda礦床(Foster et al., 1996); 也可以來源于地殼(具有高放射成因的187Os/188Os比值),如加拿大的Sudbury礦床(Walker et al., 1994); 但大多數(shù)尤其是中國的礦床成礦物質(zhì)來源具有殼幔混合特征(Lambert et al., 1998; Foster et al., 1996), 如美國的 Stillwater(Horan et al., 2001)、南非的Bushveld(Hart et al., 1989)、美國的Duluth(Ripley et al., 1998)、俄羅斯的 Noril’sk(Walker et al., 1994)、中國的金川(Yang et al., 2008)、黃山東(毛景文等,2002)、香山(李月臣等, 2006)、葫蘆(胡克兵等,2008)、寶壇(毛景文等, 2001)、白馬寨(石貴勇等,2006)、力馬河(陶琰等, 2008)等。

由于地殼相對地幔富Re, 具有明顯放射性成因的 Os同位素組成, 混入越多地殼物質(zhì),187Os/188Os初始比值也越高(毛景文等, 2001)。裕龍溝礦床稀疏浸染狀礦石硫化物的187Os/188Os初始比值為0.2239～0.2757, 介于與原始地幔有關(guān) Kambalda礦床的187Os/188Os初始比值0.10889±0.00035 (Foster et al., 1996)和與殼源物質(zhì)有關(guān)加拿大 Sudbury礦床187Os/188Os初始比值8.37±0.37 (Walker et al., 1994)之間, 與甘肅金川礦床(187Os/188Os初始比值為0.255±0.014)(Yang et al., 2008)及哈密黃山東礦床(187Os/188Os初始比值為0.25±0.04)(毛景文等, 2002)相當(dāng), 說明裕龍溝礦床成礦物質(zhì)可能有一定量的地殼物質(zhì)加入, 這與裕龍溝銅鎳礦床硫化物在 Re/Os-普Os關(guān)系圖(圖3)上的特征一致。裕龍溝巖體普遍存在的Nb、Ta虧損, 可能也與地殼混染有關(guān)(圖4)。裕龍溝銅鎳硫化物礦床硫化物的δ34S為0.8‰～2.4‰(表 2), 平均為 1.6‰, 與幔源硫的范圍(–2‰±2‰)基本一致, 但有 1 個樣品(YL-B6)略高于幔源硫范圍, 反映其硫化物中的硫主要來源于地幔,有少量地殼硫的加入。綜上可以看出, 裕龍溝銅鎳礦床的成礦物質(zhì)主要來源于地幔, 在巖漿上侵及成礦過程中有地殼物質(zhì)的加入。

由于地殼的 Re/Os比值高, 由具有明顯放射性成因的Os同位素組成, 因此地殼組分加入巖漿或成礦體系越多,γOs值越表現(xiàn)為大的正值(毛景文等,2002)。裕龍溝礦床的γOs(t=442.4 Ma)為 80～123, 介于芬蘭 Keivitsa礦床的γOs(t)值(+130～+170, 殼源Os＞28%)和南非 Bushveld 礦床的γOs(t)值(+33～+62,殼源 Os為 5%～20%)之間(蔣少涌等, 2000), 因此,推測裕龍溝鎂鐵-超鎂鐵巖漿主要來源于地幔, 巖漿上升或成礦過程中加入了20%～28%的地殼物質(zhì), 這可能就是導(dǎo)致裕龍溝鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿發(fā)生不混溶作用而導(dǎo)致成礦的重要原因(李文淵, 2006)。

圖3 裕龍溝銅鎳礦床硫化物Re/Os-普Os圖(底圖據(jù)Lambert et al., 1998; 金川礦床數(shù)據(jù)據(jù)楊勝洪等, 2007; 黃山東礦床數(shù)據(jù)據(jù)毛景文等, 2002)Fig. 3 Re-Os versus common Os diagram of sulfides from the Yulonggou Cu-Ni deposit(base map after Lambert et al., 1998; data of the Jinchuan deposit after YANG et al., 2007; data of the Huangshandong deposit after MAO et al., 2002)

圖4 裕龍溝基性雜巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解(據(jù)張照偉等, 2012a; 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun et al., 1989)Fig. 4 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram of Yulonggou basic complex(after ZHANG et al., 2012a;primitive mantle data after Sun et al., 1989)

表2 裕龍溝銅鎳礦床硫化物S同位素組成Table 2 S isotopic data of sulfides from the Yulonggou Cu-Ni deposit

綜上, 結(jié)合區(qū)域成礦背景, 裕龍溝銅鎳礦床的形成過程大致如下: 早志留紀(jì), 當(dāng)拉脊山小洋盆閉合進(jìn)入陸內(nèi)造山階段后, 日月山—化隆一帶在后碰撞伸展環(huán)境下(張照偉等, 2012a), 地幔高度部分熔融或巖石圈地幔部分熔融產(chǎn)生原始巖漿, 在其上升過程中, 混入了 20%～28%的地殼物質(zhì), 但只有少量地殼硫加入, 地殼物質(zhì)的加入降低了巖漿中 S的溶解度(李文淵, 2006), 促使母巖漿中硫化物發(fā)生飽和或過飽和, 從而發(fā)生硫化物融離, 進(jìn)而上侵形成銅鎳礦床。

5 結(jié)論

裕龍溝銅鎳礦床硫化物的187Os/188Os初始比值為 0.2239～0.2757,γOs(t=442.4 Ma)為 80～123,δ34S 為0.8‰～2.4‰, 說明其成礦物質(zhì)來源具有殼-?；旌咸卣? 加入了20%～28%的殼源Os, 地殼物質(zhì)的加入可能是裕龍溝巖體富集成礦的重要原因。

蔡明海, 張志剛, 屈文俊, 彭振安, 張?jiān)妴? 徐明, 陳艷, 王顯彬. 2011. 內(nèi)蒙古烏拉特后旗查干花鉬礦床地質(zhì)特征及Re-Os測年[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(1): 64-68.

杜安道, 屈文俊, 李超, 楊剛. 2009. 錸-鋨同位素定年方法及分析測試技術(shù)的進(jìn)展[J]. 巖礦測試, 28(3): 288-304.

杜安道, 趙敦敏, 王淑賢, 孫德忠, 劉敦一. 2001. Carius管溶樣-負(fù)離子熱表面電離質(zhì)譜準(zhǔn)確測定輝鉬礦錸-鋨同位素地質(zhì)年齡[J]. 巖礦測試, 20(4): 247-252.

樊光明, 雷東寧. 2007. 祁連山東南段加里東造山期構(gòu)造變形年代的精確限定及其意義[J]. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)),32(1): 39-44.

高永寶, 李文淵, 張照偉. 2010. 青海日月-化隆地區(qū)與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳礦研究進(jìn)展及成礦潛力[J]. 礦床地質(zhì),29(Sl): 863-864.

胡克兵, 姚書振, 屈文俊, 杜安道, 敖松堅(jiān). 2008. 新疆東天山葫蘆銅鎳硫化物礦床 Re-Os同位素物質(zhì)來源示蹤研究[J].巖石學(xué)報(bào), 24(10): 2359-2370.

蔣少涌, 楊競紅, 趙葵東, 于際民. 2000. 金屬礦床 Re-Os同位素示蹤與定年研究[J]. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)), 36(6):669-677.

李華芹, 梅玉萍, 屈文俊, 蔡紅, 杜國民. 2009. 新疆坡北基性-超基性巖帶10號巖體SHRIMP U-Pb和礦石Re-Os同位素定年及其意義[J]. 礦床地質(zhì), 28(5): 633-642.

李文淵. 1996. 中國銅鎳硫化物礦床成礦系列與地球化學(xué)[M].西安: 地圖出版社.

李文淵. 2004. 祁連山主要礦床組合及其成礦動力學(xué)分析[J]. 地球?qū)W報(bào), 25(3): 313-320.

李文淵. 2006. 祁連山巖漿作用有關(guān)金屬硫化物礦床成礦與找礦[M]. 北京: 地質(zhì)出版社.

李月臣, 趙國春, 屈文俊, 潘成澤, 毛啟貴, 杜安道. 2006. 新疆香山銅鎳硫化物礦床Re-Os同位素測定[J]. 巖石學(xué)報(bào), 22(1):245-251.

毛景文, 杜安道. 2001. 廣西寶壇地區(qū)銅鎳硫化物礦石 982 Ma Re-Os同位素年齡及其地質(zhì)意義[J]. 中國科學(xué)(D輯), 31(12):992-998.

毛景文, 楊建民, 屈文俊, 杜安道, 王志良, 韓春明. 2002. 新疆黃山東銅鎳硫化物礦床 Re-Os同位素測定及其地球動力學(xué)意義[J]. 礦床地質(zhì), 21(4): 323-330.

龐爾成, 席偉杰, 施光海, 袁野, 郭堅(jiān)峰. 2012. 山西代縣灘上鉬多金屬礦床輝鉬礦 Re-Os同位素測年及其地質(zhì)意義[J].地球?qū)W報(bào), 33(5): 787-793.

屈文俊, 陳江峰, 杜安道, 李超, 王禮兵. 2012. Re-Os同位素定年對巖漿型 Cu-Ni硫化物礦床成礦時代的制約[J]. 礦床地質(zhì), 31(1): 151-160.

石貴勇, 孫曉明, 王生偉, 熊德興, 屈文俊, 杜安道. 2006. 云南白馬寨銅鎳硫化物礦床Re-Os同位素定年及其地質(zhì)意義[J].巖石學(xué)報(bào), 22(10): 2451-2456.

陶琰, 胡瑞忠, 屈文俊, 杜安道. 2008. 力馬河鎳礦 Re-Os同位素研究[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 82(9): 1292-1304.

王登紅, 駱耀南, 傅德明, 楚螢石, 盧治安. 2001. 四川楊柳坪Cu-Ni-PGE礦區(qū)基性-超基性巖的地球化學(xué)特征及其含礦性[J]. 地球?qū)W報(bào), 22(2): 135-140.

王輝, 任云生, 趙華雷, 鞠楠, 屈文俊. 2011. 吉林安圖劉生店鉬礦床輝鉬礦 Re-Os同位素定年及其地質(zhì)意義[J]. 地球?qū)W報(bào),32(6): 707-715.

薛靜, 聶鳳軍, 戴塔根, 彭恩生, 劉翼飛. 2010. 蒙古國阿林諾爾鉬礦床輝鉬礦 Re-Os同位素年齡及地質(zhì)意義[J]. 地球?qū)W報(bào), 31(3): 350-356.

楊勝洪, 陳江峰, 屈文俊, 楊剛, 杜安道. 2007. 金川銅鎳硫化物礦床的Re-Os“年齡”及其意義[J]. 地球化學(xué), 36(1): 27-36.

張照偉, 李文淵, 高永寶, 郭周平, 譚文娟, 姜寒冰. 2009. 南祁連化隆微地塊銅鎳成礦地質(zhì)條件及找礦方向[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),83(10): 1483-1490.

張照偉, 李文淵, 高永寶, 張江偉, 郭周平, 李侃. 2012a. 南祁連裕龍溝巖體ID-TIMS鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)通報(bào), 31(2-3): 455-462.

張照偉, 李文淵, 高永寶, 張江偉, 郭周平, 李侃, 王亞磊, 錢兵. 2012b. 南祁連亞曲含鎳銅礦基性雜巖體形成年齡及機(jī)制探討[J]. 地球?qū)W報(bào), 33(6): 925-935.

BRENAN J M, CHERNIAK D J, ROSE L A. 2000. Diffusion of osmium in pyrrhotite and pyrite: Implications for closure of the Re-Os isotopic system[J]. Earth and Planetary Science Letters, 180(3-4): 399-413.

CAI Ming-hai, ZHANG Zhi-gang, QU Wen-jun, PENG Zhen-an,ZHANG Shi-qi, XU Ming, CHEN Yan, WANG Xian-bin. 2011.Geological characteristics and Re-Os dating of the Chaganhua molybdenum deposit in Urad Rear Banner, western Inner Mongolia[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(1): 64-68(in Chinese with English abstract).

DU An-dao, QU Wen-jun, LI Chao, YANG Gang. 2009. A review on the development of Re-Os isotopic dating methods and techniques[J]. Rock and Mineral Analysis, 28(3): 288-304(in Chinese with English abstract).

DU An-dao, ZHAO Dun-min, WANG Shu-xian, SUN De-zhong,LIU Dun-yi. 2001. Precise Re-Os dating for molybdenite by ID-NTIMS with carius tube sample preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 20(4): 247-252(in Chinese with English abstract).

FAN Guang-ming, LEI Dong-ning. 2007. Precise timing and significance of Caledonian structural deformation chronology in southeast Qilian[J]. Editorial Committee of Earth Science(Journal of China University of Geosciences), 32(1): 39-44(in Chinese with English abstract).

FOSTER J G, LAMBERT D D, FRICK L R, MAAS R. 1996. Re-Os isotopic evidence for genesis of Archaean nickel ores from uncontaminated komatiites[J]. Nature, 382(6593): 703-706.

GAO Yong-bao, LI Wen-yuan, ZHANG Zhao-wei. 2010. Research progress and metallogenic potential of the Ni-Cu deposits related with mafic-ultramafic rocks in Hualong belt, Qinghai province[J]. Mineral Deposits, 29(Sl): 863-864(in Chinese).HART S R, KINLOCH E D. 1989. Osmium isotope systematics in Witwater and Bushveld ore deposit[J]. Economic Geology,84(6): 1651-1655.

HORAN M F, MORGAN J W, WALKER R J, COOPER R W. 2001.Re-Os isotopic constraints on magma mixing in the Peridotite Zone of the Stillwater complex, Montana, USA[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 141(4): 446-457.

HU Ke-bing, YAO Shu-zhen, QU Wen-jun, DU An-dao, AO Song-jian. 2008. Re-Os isotopic analysis of the Hulu Cu-Ni sulfide deposit magmatic ore system, East Tianshan, Xinjiang,NW China[J]. Acta Petrologica Sinica, 24(10): 2359-2370(in Chinese with English abstract).

JIANG Shao-yong, YANG Jing-hong, ZHAO Kui-dong, YU Ji-min.2000. Re-Os isotope tracer and dating methods in ore deposits research[J]. Journal of Nanjing University (Natural Sciences),36(6): 669-677(in Chinese with English abstract).

LAMBERT D D, FOSTER J G, FRICK L R, RIPLEY E M,ZIENTEK M L. 1998. Geodynamics of magmatic Cu-Ni-PGE sulfide deposits: New insights from the Re-Os isotope system[J]. Economic Geology, 93(2): 121-136.

LI Hua-qin, MEI Yu-ping, QU Wen-jun, CAI Hong, DU Guo-min.2009. SHRIMP zircon U-Pb and Re-Os dating of No. 10 intrusive body and associated ores in Pobei mafic-ultramafic belt of Xinjiang and its significance[J]. Mineral Deposits,28(5): 633-642(in Chinese with English abstract).

LI Wen-yuan. 1996. Metallogenic series and geochemistry of nickel-copper sulfide deposits in China[M]. Xi’an: Map Publishing House(in Chinese).

LI Wen-yuan. 2004. Main mineral deposit associations in the Qilian Mountains and their metallogenic dynamics[J]. Acta Geoscientica Sinica, 25(3): 313-320(in Chinese with English abstract).

LI Wen-yuan. 2006. Mineralization and prospecting of metallic sulfide deposit associated with the magmatic activity of Qilian mountain, Northwest China[M]. Beijing: Geological Publishing House(in Chinese).

LI Yue-chen, ZHAO Guo-chun, QU Wen-jun, PAN Cheng-ze, MAO Qi-gui, DU An-dao. 2006. Re-Os isotopic dataing of the Xiangshan deposit, East Tianshan, NW China[J]. Acta Petrologica Sinica, 22(1): 2359-2370(in Chinese with English abstract).

MAO Jing-wen, DU An-dao. 2001. 982 Ma Re-Os isotope age and its geological significance of copper nickel sulfide ores from Baotan region, Guangxi, China[J]. Science in China (Series D),31(12): 992-998(in Chinese).

MAO Jing-wen, YANG Jian-min, QU Wen-jun, DU An-dao,WANG Zhi-liang, HAN Chun-ming. 2002. Re-Os dating of Cu-Ni sulfide ores from Huangshandong deposit in Xinjiang and its geodynamic significance[J]. Mineral Deposits, 21(4):323-330(in Chinese with English abstract).

NALADRETT A J. 1981. Nickle sulfide deposits: classification,composition, and genesis[M]//Skrinner B J. Economic Geology, 75thAnniversary Volume, 1905-1980. El Paso: Econ Geol Publ Co, 628-685.

PANG Er-cheng, XI Wei-jie, SHI Guang-hai, YUAN Ye, GUO Jain-feng. 2012. Re-Os Isotopic Dating of Molybdenite from the Tanshang Mo-polymetallic Deposit in Daixian County,Shanxi Province, and Its Geological Significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(5): 787-793(in Chinese with English abstract).

QU Wen-jun, CHEN Jiang-feng, DU An-dao, LI Chao, WANG Li-bing. 2012. Re-Os dating: Constraints on mineralization age of magmatic Cu-Ni sulfide ore deposit[J]. Mineral Deposits, 31(1): 151-160(in Chinese with English abstract).

RIPLEY E M, LAMBERT D D, FRICK L R. 1998. Re-Os, Sm-Nd,and Pb isotopic constraints on mantle and crustal contributions to magmatic sulfide mineralization in the Duluth Complex[J].Geochimica et Cosmochimica Acta, 62(19-20): 3349-3365.

SHI Gui-yong, SUN Xiao-ming, WANG Sheng-wei, XIONG De-xing, QU Wen-jun, DU An-dao. 2006. Re-Os isotopic dating and its geological implication of Baimazhai Cu-Ni sulphide deposit, Yunnan province, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 22(10): 2451-2456(in Chinese with English abstract).SHIREY S B, WALKER R J. 1995. Carius tube digestion for low-blank rhenium-osmium analysis[J]. Analytical Chemistry,67(13): 2136-2141.

SMOLIAR M I, WALKER R J, MORGAN J W. 1996. Re-Os ages of group A, A, A, and B iron meteoⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅵ rites[J]. Science,271(5252): 1099-1102.

SUN S S, MCDONOUGH W F. 1989. Chemical and isotope systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes[M]//SAUNDERS A D, NORRY M J.Magmatism in the Ocean Basina. Geological Society, London,Special Publications, 42(1): 313-345.

TAO Yan, HU Rui-zhong, QU Wen-jun, DU An-dao. 2008. Re-Os isotope study of sulfide and olivine pyroxenite in the Limahe nickle deposit, Sichuan Province[J]. Acta Geologica Sinica,82(9): 1292-1304(in Chinese with English abstract).

WALKER R J, MORGAN J W, HORAN M F, CZAMANSKE G K,KROGSTAD E J, FEDORENKO V A, KUNILOV V E. 1994.Re-Os isotopic evidence for an enriched-mantle source for the Noril’sk-type, ore-bearing intrusions, Siberia[J]. Geochimica et Cosmochimical Acta, 58(19): 4179-4197.

WANG Deng-hong, LUO Yao-nan, FU De-ming, CHU Ying-shi,LU Zhi-an. 2001. Petrochemistry and ore potentiality of the mafic-ultramafic Rocks in the Yangliuping Cu-Ni-PGF mine,Sichuan province[J]. Acta Geoscientica Sinica, 22(2):135-140(in Chinese with English abstract).

WANG Hui, REN Yun-sheng, ZHAO Hua-lei, JU Nan, QU Wen-jun.2011. Re-Os dating of molybdenite from the Liushengdian molybdenum deposit in Antu area of Jilin province and its geological significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(6):707-715(in Chinese with English abstract).

XUE Jing, NIE Feng-jun, DAI Ta-gen, PENG En-sheng, LIU Yi-fei.2010. Re-Os isotopic dating of molybdenite from the Aryn nuur Mo deposit in Mongolia and its geological implications[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(3): 350-356(in Chinese with English abstract).

YANG Sheng-hong, CHEN Jiang-feng, QU Wen-jun, YANG Gang,DU An-dao. 2007. Re-Os “ages” of Jinchuan copper-nickel sulfide deposit and their significance[J]. Geochimica, 36(1):27-36(in Chinese with English abstract).

YANG Sheng-hong, QU Wen-jun, TIAN Yu-long, CHEN Jiang-feng, YANG Gang, DU An-dao. 2008. Origin of the inconsistent apparent Re-Os ages of the Jinchuan Ni-Cu sulfide ore deposit, China: Post-segregation diffusion of Os[J].Chemical Geology, 247(3-4): 401-418.

ZHANG Z H, MAO J W, DU A D, PIRAJNO F, WANG Z L,CHAI F M, ZHANG Z C, YANG J M. 2008. Re-Os dating of two Cu-Ni sulfide deposits in northern Xinjiang, NW China and its geological significance[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 32(2-4): 204-217.

ZHANG Zhao-wei, LI Wen-yuan, GAO Yong-bao, GUO Zhou-ping, TAN Wen-juan, JIANG Han-bing. 2009. Metallogenic Geological Conditions of Hualong Dome-Like Massif, South Qilian Mountain and Prospecting Direction[J].Acata Geologica Sinica, 83(10): 1483-1490(in Chinese with English abstract).

ZHANG Zhao-wei, LI Wen-yuan, GAO Yong-bao, ZHANG Jiang-wei, GUO Zhou-ping, LI Kan. 2012a. ID-TIMS zircon U-Pb age of Yulonggou intrusive rocks in southern Qilian Mountain and its geological significance[J]. Geological Bulletin of China, 31(2-3): 455-462(in Chinese with English abstract).

ZHANG Zhao-wei, LI Wen-yuan, GAO Yong-bao, ZHANG Jiang-wei, GUO Zhou-ping, LI Kan, WANG Ya-lei, QIAN Bing.2012b. The Formation Age of the Yaqu Ni-Cu Bearing Basic Complex in Southern Qilian Mountain and a Discussion on Its Mechanism[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(6): 925-935(in Chinese with English abstract).

致謝: 研究過程中得到美國印第安納大學(xué) Li Chusi教授、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所李延河研究員、國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心屈文俊研究員的有益指導(dǎo); 審稿過程中得到審稿人的支持與幫助, 并給予了有益指導(dǎo); 在此向他們深表感謝。

Re-Os Isotopic Analysis of the Yulonggou Cu-Ni Sulfide Deposit in the South Qilian Mountain

GAO Yong-bao1,2), LI Wen-yuan1), ZHANG Zhao-wei1,2), LI Chao3), ZHOU Li-min3),GUO Zhou-ping1), ZHANG Jiang-wei1), LI Kan1), QIAN Bing1), WANG Ya-lei1), TAN Wen-juan1)
1)Xi’an Institute of Geology and Mineral Resources, Xi’an, Shaanxi710054;2)College of Earth Sciences and Land Resources, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi710054;3)National Research Center of Geoanalysis, Beijing100037

There are lots of intrusive rocks composed of amphibole pyroxenite, gabbro, norite, pyroxenite and augite peridotite in Riyueshan-Hualong basic-ultrabasic rock belt of South Qilian Mountain, which are related to copper-nickel mineralization. The Yulonggou basic complex was formed at (442.4±1.6) Ma. Re and Os concentrations as well as Os and S isotopic analyses were obtained for sulfides in disseminated sulfide ores from the Yulonggou Cu-Ni deposit, with the purpose of assessing the role of crustal contamination in the formation of the Yulonggou Cu-Ni deposit. The initial187Os/188Os ratios are from 0.2239 to 0.2757, theγOsvalues are from 80 to 123, and theδ34S values are from 0.8‰ to 2.4‰; these data suggest that the ore-forming materials were derived from both the mantle and the crust. The content of crust-derived Os is estimated to be 20%–28%. The crustal contamination might have been one of the most important factors for copper and nickel accumulation in the Yulonggou intrusion.

Re-Os isotope; Cu-Ni sulfide deposit; Yulonggou; Hualong; South Qilian Mountain

P611.11; P597.2

A

10.3975/cagsb.2012.06.08

本文由中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號: 1212011121088、1212011121092、1212011220897和1212010911032)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號: 40772062、41102050)和“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號: 2006BAB01A01)聯(lián)合資助。

2012-09-05; 改回日期: 2012-10-16。責(zé)任編輯: 閆立娟。

高永寶, 男, 1982年生。助理研究員, 博士研究生。主要從事區(qū)域成礦及成礦規(guī)律研究。通訊地址: 710054, 陜西省西安市友誼東路438號。電話: 029-87821656。E-mail: gaoyongbao2006@126.com。

*通訊作者: 李文淵, 男, 1962年生。研究員, 博士生導(dǎo)師。主要從事巖漿銅鎳硫化物礦床與區(qū)域成礦研究。通訊地址: 710054, 陜西省西安市友誼東路438號。電話: 029-87821902。E-mail: xalwenyuan@126.com。