高一鳴, 陳毓川, 唐菊興, 羅茂澄, 冷秋鋒, 王立強(qiáng),楊海銳, 普布次仁

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100037;2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037;3)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083;4)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;5)西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 西藏拉薩 850000

西藏曲水縣達(dá)布斑巖銅(鉬)礦床成巖成礦年代學(xué)研究

高一鳴1), 陳毓川2), 唐菊興1), 羅茂澄3), 冷秋鋒4), 王立強(qiáng)1),楊海銳4), 普布次仁5)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100037;2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037;3)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083;4)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;5)西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 西藏拉薩 850000

本文采用鋯石LA-ICP-MS微區(qū)U-Pb測(cè)年技術(shù), 對(duì)岡底斯成礦帶東段曲水縣達(dá)布斑巖Cu(Mo)礦床北部達(dá)布礦區(qū)含礦斑巖體、南部顯角囊含礦花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體進(jìn)行了年代學(xué)研究, 通過對(duì)3件巖體樣品中單顆粒鋯石的分析, 達(dá)布主礦體花崗閃長(zhǎng)斑巖樣品206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為16.5±0.05 Ma(n=15, MSWD=3),達(dá)布主含礦體二長(zhǎng)花崗斑巖樣品年齡為16.1±0.13 Ma(n=15, MSWD=1.03), 南部顯角囊礦體花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡為16.2±0.04 Ma(n=13, MSWD=0.0064)。對(duì)達(dá)布礦床斑巖Cu(Mo)礦床主礦體中4件輝鉬礦樣品, 顯角囊礦體中6件輝鉬礦樣品, 分別進(jìn)行了Re-Os同位素測(cè)試, 等時(shí)線年齡分別為14.6±0.50 Ma(MSWD=0.35, 主礦體)、14.8±0.23 Ma(MSWD=1.3, 顯角囊)。結(jié)合前人研究以及本次測(cè)年結(jié)果認(rèn)為: 1)達(dá)布斑巖銅(鉬)礦床巖體侵位的年齡應(yīng)限定在16 Ma左右, 成礦時(shí)代為14 Ma左右, 成礦時(shí)間差小于0.86 Ma, 與區(qū)域上“成礦瞬時(shí)發(fā)生”的成礦規(guī)律是一致的; 2)礦床產(chǎn)出于印度-亞洲大陸板塊后碰撞伸展環(huán)境。

西藏; 岡底斯; 達(dá)布斑巖Cu(Mo)礦床; 鋯石U-Pb年齡; 輝鉬礦Re-Os年齡; 后碰撞伸展

西藏岡底斯成礦帶中部的達(dá)布銅(鉬)礦床, 位于曲水縣南木鄉(xiāng)達(dá)布村, 也叫做南木銅礦, 其地理坐 標(biāo) 為 : 東 經(jīng) 90°45′00″～ 90°51′00″, 北 緯29°27′00″～29°33′30″, 其與沖江、廳工、驅(qū)龍、甲瑪?shù)葮?gòu)成了一條東西向的資源潛力巨大的斑巖型銅(鉬)成礦帶(曲曉明等, 2001; 侯增謙等, 2003), 一直以來受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。從1995年礦點(diǎn)開發(fā)前期開始, 前人開展了一系列的科學(xué)研究: 認(rèn)為與成礦有關(guān)的斑巖K-Ar年齡為13.3～14.6 Ma(夏抱本等, 2007); 輝鉬礦Re-Os年齡為14.67±0.2 Ma(曲曉明等, 2001; 侯增謙等, 2003); 巖體侵位年齡和成礦年齡限定其成礦對(duì)應(yīng)于印度-亞洲大陸碰撞造山之后碰撞伸展階段(侯增謙等, 2003); 流體包裹體研究表明, 成礦流體屬于高鹽度, 高溫巖漿流體, 巖漿熱液提供了主要的金屬物質(zhì)(張綺玲等, 2003); 流體包裹體中高 Cr、Cu、Pb, 低 Ni、Fe、Zn, 晚期有Au富集, Cu傾向于在高鹽度流體中富集, 區(qū)內(nèi)斑巖在物質(zhì)來源上和甲瑪?shù)V區(qū)斑巖具有親緣性, 但二者是平行演化的(連玉等, 2008); 含礦斑巖屬鉀玄巖至高鉀鈣堿性巖系, 富集大離子不相容元素Rb、Ba、Th、Sr, 虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta和重稀土元素Yb,輕、重稀土分餾明顯呈平滑右傾型式(曲曉明等,2001); 其地球化學(xué)組成與典型的埃達(dá)克巖的地球化學(xué)組成非常類似, 是中新世后碰撞構(gòu)造環(huán)境中, 板片斷離軟流圈熱源上涌, 觸發(fā)富鉀增厚下地殼部分熔融形成的(夏抱本等, 2007); 與岡底斯成礦造山帶含礦埃達(dá)克巖特征一致(曲曉明等, 2010)。但是由于礦床開發(fā)階段的限制, 始終沒有對(duì)礦區(qū)成礦巖體、礦石中的輝鉬礦進(jìn)行系統(tǒng)的成巖成礦年代學(xué)研究,隨著礦床開發(fā)進(jìn)程的推進(jìn), 達(dá)布礦床已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)含礦斑巖體, 分屬兩個(gè)礦權(quán)所有, 主礦體位于礦區(qū)北部, 礦權(quán)屬金川礦業(yè)公司(圖 1-M 區(qū)域), 2009—2010年金川礦業(yè)公司開展了一系列的勘查工作, 基本查明該礦床是一個(gè)低品位斑巖型銅鉬礦床; 礦區(qū)南部礦權(quán)屬西藏地質(zhì)六隊(duì)所有, 2010—2012年西藏地質(zhì)六隊(duì)在達(dá)布礦區(qū)南部及外圍地區(qū)實(shí)施了西藏達(dá)布銅鉬礦調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目, 重點(diǎn)在南部顯角囊地區(qū)(圖1-X區(qū)域)實(shí)施了鉆探工作, 初步探明南部礦化以Cu礦化為主, Mo品位變化較大且不連續(xù), 很難圈出礦體, 整個(gè)礦區(qū)形成了北部為Cu+Mo礦化, 南部為Cu礦化為主的局面。本文對(duì)達(dá)布主礦體(圖 1-M 區(qū)域)和顯角囊礦體(圖 1-X區(qū)域)中的鋯石和輝鉬礦進(jìn)行了具有針對(duì)性的系統(tǒng)取樣, 希望通過精確測(cè)年對(duì)比研究, 以及巖石地球化學(xué)特征研究, 深入討論成礦地球動(dòng)力學(xué)背景及成礦環(huán)境, 揭示礦床成因。

1 地質(zhì)概況及礦化特征

達(dá)布斑巖 Cu(Mo)礦床位于岡底斯巖漿巖帶中段的南部, 隸屬拉薩市曲水縣南木鄉(xiāng)管轄, 其南距雅魯藏布江結(jié)合帶約 30 km。區(qū)內(nèi)僅見少量沿溝谷分布的第四系, 其余均為巖體分布區(qū), 達(dá)布礦區(qū)外圍為曲水巖基, 巖體侵位年齡為56～44 Ma(Mo et al.,2005), 主要巖性有灰白色-淺肉紅色中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、灰白色中粗粒似斑狀角閃黑云二長(zhǎng)花崗巖、灰白色中粗?；◢忛W長(zhǎng)巖以及灰白色細(xì)粒白崗巖等, 分布范圍廣、面積大, 多呈巖基產(chǎn)出。礦區(qū)內(nèi)出露的侵入巖主要為灰白色中細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)斑巖、灰白色花崗斑巖、灰白色二長(zhǎng)花崗斑巖以及灰白色細(xì)粒斑狀花崗巖, 而直接參與成礦的是灰白色花崗閃長(zhǎng)斑巖與灰白色二長(zhǎng)花崗斑巖, 二者均為研究區(qū)的含礦斑巖。根據(jù)本文最新測(cè)年結(jié)果, 其侵入年代集中在中新世, 所以達(dá)布礦床是一個(gè)獨(dú)特的,含礦斑巖體侵入于早期形成的巖基的斑巖型銅鉬礦床, 成礦巖體的圍巖也為中酸性巖體, 即所謂的“體中體”礦床(圖1)。

圖1 達(dá)布Cu(Mo)礦床地質(zhì)略圖Fig. 1 Geological map of the Dabu Cu (Mo) deposit

達(dá)布主礦體位于礦區(qū)北部(圖 1-M 區(qū)域), 主要由花崗閃長(zhǎng)斑巖和二長(zhǎng)花崗斑巖組成, 花崗閃長(zhǎng)斑巖多發(fā)育泥化(高嶺土化)、鉀化、硅化、青盤巖化、黃鐵絹英巖化等, 二長(zhǎng)花崗斑巖以泥化(高嶺土化)為主, 其他蝕變較弱?？傮w上, 含礦巖體蝕變較弱,分帶性較差, 多呈巖株、巖滴狀產(chǎn)出。顯角囊礦體位于礦區(qū)南部(圖1-X區(qū)域), 為花崗閃長(zhǎng)斑巖, 蝕變主要有泥化(高嶺土化)、鉀化、硅化、青盤巖化等。

達(dá)布銅鉬礦區(qū)礦石中金屬礦物和非金屬礦成分均較為簡(jiǎn)單, 主要金屬礦物為黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、斑銅礦、鋅砷黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、銅藍(lán)、孔雀石及鉬華等; 非金屬礦物成分主要為斜長(zhǎng)石和石英, 次為鉀長(zhǎng)石、黑云母、角閃石、綠簾石、方解石; 次生礦物主要為絹云母、高嶺土和綠泥石。銅鉬礦體礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為星散浸染狀、細(xì)脈浸染狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀和角礫狀。

2 巖漿巖鋯石U-Pb測(cè)年

2.1 采樣位置及樣品簡(jiǎn)述

本研究(鋯石LA-ICP-MS測(cè)年)樣品采于西藏曲水縣達(dá)布銅(鉬)礦床花崗閃長(zhǎng)巖中, 樣品質(zhì)量約2 kg。取樣位置見圖1, 其中PD3-1YT采自達(dá)布主礦體 PD3-1平硐洞口, 洞口坐標(biāo)為 X: 2931159, Y:9648445, H: 4201 m, PD3-23采自達(dá)布主礦體PD3平硐洞口, 洞口坐標(biāo)為: X: 2931151, Y: 9048452, H:4188 m; NMP-1取自礦區(qū)南部顯角囊礦體鉆孔ZK0301(圖 1)。

2.2 樣品處理及測(cè)試結(jié)果

巖體鋯石 U-Pb測(cè)年是在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Neptune多接收等離子質(zhì)譜和Newwave UP213紫外激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)上進(jìn)行的, 相關(guān)儀器運(yùn)行條件及詳細(xì)分析流程見侯可軍等(2007)。數(shù)據(jù)處理采用 Ludwig的 SQUID1.02 及 ISOPLOT程序自動(dòng)完成(Ludwig, 2000, 2001)。采用年齡為206Pb/238U年齡。普通鉛根據(jù)實(shí)測(cè)的204Pb進(jìn)行校正。

對(duì)達(dá)布銅(鉬)礦床主礦體花崗閃長(zhǎng)斑巖和二長(zhǎng)花崗斑巖2塊樣品, 南部顯角囊含礦花崗閃長(zhǎng)斑巖1塊樣品中的鋯石測(cè)定了 41顆鋯石 41個(gè)分析點(diǎn), 鋯石測(cè)試結(jié)果見表1,207Pb/235U-206Pb/238U諧和圖解見圖3。圖2為被測(cè)鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像、測(cè)定點(diǎn)位和相應(yīng)的206Pb/238U視年齡。鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像研究顯示(圖 2): 分選的單顆粒鋯石均較完整,為柱狀自形晶, 長(zhǎng)度約100～220 μm, 寬度約100～150 μm, 長(zhǎng)寬比約為1:1～1.47:1。鋯石均發(fā)育典型的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)?？傮w上巖體鋯石的Th 、U含量變化范圍較大, Th含量變化范圍為 87.69×10-6～1501.12×10-6。U 含量變化范圍為 47.34×10-6～1148.01×10-6, Th/U 比值變化范圍為 0.7702～3.0969。結(jié)合離子探針的位置可以看出, 鋯石的陰極發(fā)光圖像上灰度越深, 則Th、U的含量越高。

樣品 PD3-1YT的 13個(gè)測(cè)年點(diǎn)所獲年齡數(shù)據(jù)在(15.76±0.61)～(16.99±0.11) Ma 之間, 較為集中, 在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上樣品點(diǎn)均投影在諧和線上或諧和線附近(圖3A), 其加權(quán)平均值為 16.5±0.05 Ma(n=13, MSWD=3)。樣品 PD3-23的 15個(gè)測(cè)年點(diǎn)所獲年齡數(shù)據(jù)在(15.61±0.69)～(16.44±0.17) Ma之間, 較為集中, 在206Pb/238U-207Pb/235U 諧和圖上樣品點(diǎn)均投影在諧和線上或諧和線附近(圖 3 B), 其加權(quán)平均值為16.1±0.13 Ma(n=15, MSWD=1.03)。樣品 NMP-1的 13個(gè)測(cè)年點(diǎn)所獲年齡數(shù)據(jù)在(16.17±0.05)～(16.36±0.31) Ma 之 間, 較 為 集 中, 在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上樣品點(diǎn)均投影在諧和線上或諧和線附近(圖 3C), 其加權(quán)平均值為16.2±0.04 Ma(n=13, MSWD=0.0064)。

圖2 西藏達(dá)布銅(鉬)礦床花崗閃長(zhǎng)斑巖PD3-1YT, NMP-1)、二長(zhǎng)花崗斑巖(PD3-23)鋯石CL圖像、分析點(diǎn)位及206Pb/238U視年齡, 1.1-14.1為分析點(diǎn)號(hào), 15.79±0.74 Ma和類似標(biāo)注為206Pb/238U視年齡Fig. 2 Cathodoluminescence photomicrographs (CL) , measuring points and age data (206Pb/238U) of zircons from granodiorite (PD3-1YT, NMP-1) and monzonitic granite-porphyry (PD3-23) of the Dabu Cu(Mo) deposit, 1.1 to 14.1 represent analyzed spots, 15.79±0.74 Ma and similarly-marked data represent 206Pb/238U apparent ages

表1 西藏達(dá)布銅(鉬)礦床花崗閃長(zhǎng)斑巖(PD3-1YT, NMP-1)、二長(zhǎng)花崗斑巖(PD3-23)中鋯石U-Pb測(cè)年分析結(jié)果Table 1 U-Pb zircon data from granodiorite (PD3-1YT, NMP-1) and monzonitic granite-porphyry (PD3-23) in the Dabu Cu(Mo) deposit, Tibet

圖3 西藏達(dá)布銅(鉬)礦床花崗閃長(zhǎng)斑巖(PD3-1YT), 二長(zhǎng)花崗巖斑巖(PD3-23), 花崗閃長(zhǎng)斑巖(NMP-1)的鋯石U-Pb測(cè)年207Pb/235U-206Pb/238U諧和圖解Fig. 3 207Pb/235U versus 206Pb/238U concordia diagrams showing U-Pb dating results of zircons from granodiorite (PD3-1YT),monzonitic granite-porphyry (PD3-23) and granodiorite (NMP-1) in the Dabu Cu (Mo) deposit, Tibet

3 輝鉬礦Re-Os同位素年齡

3.1 樣品采集及樣品特征

對(duì)達(dá)布礦床南北兩個(gè)礦權(quán)區(qū)礦石中的輝鉬礦進(jìn)行了分別采樣, 北部金山礦權(quán)的輝鉬礦呈細(xì)脈浸染狀分布于花崗斑巖、二長(zhǎng)花崗斑巖中, 本次研究采集了輝鉬礦4件, 樣品采自平硐PD3, PD3洞口坐標(biāo)為X: 2931151, Y: 9048452, H: 4188 m; 礦區(qū)南部六隊(duì)礦權(quán)輝鉬礦呈浸染狀產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖中, 樣品采自達(dá)布顯角囊地區(qū)ZK301鉆孔巖心的不同深度。這些輝鉬礦樣品可代表礦區(qū)主要的輝鉬礦類型。兩個(gè)礦權(quán)區(qū)輝鉬礦樣品的產(chǎn)出特征見表2。

3.2 Re-Os同位素測(cè)定

Re-Os同位素分析測(cè)試在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心 Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行, 數(shù)據(jù)由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。Re-Os化學(xué)分離步驟和質(zhì)譜測(cè)定等分析方法詳見文獻(xiàn)(杜安道等, 1994, 2001; Wieser et al., 2006; Du et al., 2004)。

3.3 分析結(jié)果

達(dá)布礦床金川礦權(quán)區(qū) 4件輝鉬礦樣品的 Re-Os同位素測(cè)定結(jié)果, 以及達(dá)布礦床六隊(duì)礦權(quán)區(qū) 6件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素測(cè)定結(jié)果列于表3。

達(dá)布主礦體 4件輝鉬礦樣品的 Re含量為(394±3)～(711±10) μg/g,187Re 的 含 量 為 (247±2)～(447±6) μg/g,187Os的含量為(61±0.6)～(109±1) ng/g。輝 鉬 礦 的 模 式 年 齡 分 布 在 (14.68±0.6)～(14.71±0.22) Ma的范圍內(nèi), 在誤差范圍內(nèi)模式年齡較為一致。4件樣品所獲得的等時(shí)線年齡為(14.6±0.50) Ma(MSWD=0.35; 圖 4A), 加權(quán)平均年齡為(14.7±0.11) Ma(MSWD=0.22; 圖 4B), 成礦年代屬新近紀(jì)。顯角囊 6件輝鉬礦樣品的 Re含量為(222±2)～(804±8) μg/g,187Re 的 含 量 為 (140±1)～(505±5) μg/g,187Os的含量為(35±0.3)～(124±1) ng/g。輝 鉬 礦 的 模 式 年 齡 分 布 在 (14.74±0.24)～(15.05±0.22) Ma的范圍內(nèi), 在誤差范圍內(nèi)模式年齡較為一致。6件樣品所獲得的等時(shí)線年齡為(14.8±0.23) Ma(MSWD=1.3; 圖4C), 加權(quán)平均年齡為(14.9±0.09) Ma(MSWD=0.96; 圖4D), 成礦年代亦屬新近紀(jì)?？梢钥闯鲞_(dá)布礦區(qū)主礦體和顯角囊礦體不同產(chǎn)狀的輝鉬礦基本屬于同一時(shí)代成礦作用的產(chǎn)物。

4 討論

4.1 成巖年齡

一般來說, 巖漿鋯石的封閉溫度高(＞850℃),鋯石U-Pb年齡可以代表巖體的侵位年齡。本文選取的巖漿巖鋯石的晶體柱面平直發(fā)育, 多數(shù)具有亮色的陰極熒光, 在陰極發(fā)光下具有明顯的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu), 顯示出巖漿鋯石具有的典型環(huán)帶特點(diǎn)(圖 2), 樣品中鋯石 Th/U比值均高于 0.4, 這表明其具有一般巖漿成因鋯石的特點(diǎn)(吳元保等, 2004)。在達(dá)布銅(鉬)礦床三塊斑巖樣品的206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上,鋯石測(cè)年點(diǎn)所獲年齡數(shù)據(jù)點(diǎn)均投影在諧和線上或諧和線附近(圖3), 這一特征指示被測(cè)鋯石未遭受明顯的后期熱事件的影響, 亦說明沒有或較少的 Pb丟失。結(jié)合諧和圖以及兩塊樣品年齡的加權(quán)平均值分析, 達(dá)布銅(鉬)礦床南北兩部巖體侵位時(shí)間幾乎一致, 其中偏中性的花崗閃長(zhǎng)斑巖稍早, 偏酸性的二長(zhǎng)花崗斑巖稍晚, 結(jié)合前人獲得區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)花崗斑巖3個(gè)樣品的 K-Ar全巖稀釋法同位素年齡值(分別為13. 3 Ma, 13.6 Ma和14.6 Ma, 夏抱本等, 2007), 考慮到這些 K-Ar年齡可能反應(yīng)的是巖漿熱液后期疊加蝕變事件的年齡, 巖體侵位的年齡應(yīng)限定在16 Ma左右。

圖4 達(dá)布銅(鉬)礦床主礦體輝鉬礦(PD3), 顯角囊輝鉬礦(NMP-ZK301)Re-Os等時(shí)線年齡及加權(quán)平均年齡Fig. 4 Re-Os isotopic isochron diagram and Re-Os weighted mean model age diagram of molybdenite (PD3) in the main ore body and molybdenite (NMP-ZK301) in the Xianjiaonang ore body of the Dabu Cu (Mo) deposit

4.2 成礦年齡

本文利用Re-Os法定年得到礦床北部的輝鉬礦Re-Os 模式年齡為(14.68±0.6)～(14.71±0.22) Ma, 平均模式年齡(14.7±0.11) Ma, 等時(shí)線年為(14.6±0.50) Ma(MSWD=0.35)。礦床南部的輝鉬礦Re-Os模式年齡為(14.74±0.24)～(15.05±0.22) Ma, 平均模式年齡(14.9±0.09) Ma, 等時(shí)線年為(14.8±0.23) Ma(MSWD=1.3), 與侯增謙等(2003)得到的南木(達(dá)布)銅礦輝鉬礦 Re-Os模式年齡為(14.7± 0.1)～(14.9± 0.2) Ma, 等 時(shí) 線 年 齡 為14.76±0.22 Ma(MSWD=1.08)這一結(jié)果高度一致。達(dá)布銅(鉬)礦床中輝鉬礦具有類似的模式年齡, 說明成礦作用的時(shí)限與巖漿系統(tǒng)的維系時(shí)間相比是一個(gè)爆發(fā)式的瞬時(shí)過程, 但是模式年齡的最大值和最小值之間還是具有一定的差值(0.86 Ma), 該差值是否就代表了成礦事件的持續(xù)時(shí)間還有待于進(jìn)一步討論。由輝鉬礦 Re-Os同位素測(cè)年原理可知, 該差值產(chǎn)生的原因可能是以下三種因素之一, 或者是三種因素共同作用的結(jié)果: (1)輝鉬礦Re-Os體系中初始187Os是一個(gè)接近于0的相對(duì)均勻的值, 各個(gè)輝鉬礦單晶形成封閉體系在時(shí)間這一維度上有先有后, 其成礦時(shí)間差是真實(shí)存在的; (2)各個(gè)輝鉬礦單晶形成封閉體系的時(shí)間是一致的, 而 Re-Os體系中初始187Os的不均一性導(dǎo)致了這些差值的出現(xiàn); (3)實(shí)驗(yàn)誤差(包括化學(xué)處理誤差和測(cè)量誤差等), 由輝鉬礦Re-Os模式年齡的計(jì)算公式可知, 區(qū)內(nèi)輝鉬礦模式年齡的誤差主要來源于實(shí)驗(yàn)獲得的兩個(gè)實(shí)測(cè)值187Re,187Os的實(shí)測(cè)誤差的傳遞, 為1.5%左右。三種因素共同作用下得到了0.86 Ma的差值, 初始187Os不均一, 實(shí)驗(yàn)誤差都會(huì)導(dǎo)致這一差值的增大, 所以實(shí)際上輝鉬礦單晶成為封閉體系的時(shí)間差可能是很小的。由南北兩區(qū)輝鉬礦Re-Os等時(shí)線擬合計(jì)算可見, 初始187Os的誤差達(dá)到了 154.17%～400%, 說明了本區(qū)輝鉬礦 Re-Os體系中很可能存在初始187Os含量的不均一性, 或各個(gè)輝鉬礦單晶封閉時(shí)間存在一定的時(shí)間差, 而輝鉬礦Re-Os體系中初始187Os的含量通常是不均勻的, 即實(shí)際上輝鉬礦單晶封閉時(shí)間差很小, 即使我們假設(shè)體系中初始187Os是均勻的,將這一差值歸咎于各輝鉬礦單晶封閉的真實(shí)時(shí)間差和實(shí)驗(yàn)誤差傳遞, 即真實(shí)時(shí)間差是一個(gè)遠(yuǎn)小于0.86 Ma的值, 相對(duì)巖漿體系維持時(shí)間2 Ma來說也是一個(gè)較短暫的一個(gè)過程, 同時(shí)礦床南北兩部輝鉬礦成礦年齡在誤差范圍內(nèi)相同, 說明礦區(qū)南北兩部雖然存在礦石物質(zhì)成分的差異, 但是其成礦年代是一致的, 產(chǎn)出于統(tǒng)一的成礦環(huán)境與成礦事件環(huán)境。這與侯增謙等(2003)在整個(gè)岡底斯成礦帶得到的斑巖Cu-Mo成礦系統(tǒng)的“巖漿熱液可維系幾個(gè)百萬(wàn)年,成礦瞬時(shí)發(fā)生”的區(qū)域成礦規(guī)律是一致的。暗示著成礦流體的大量排放和成礦作用的同時(shí)發(fā)生受控于統(tǒng)一的地球動(dòng)力學(xué)背景(侯增謙等, 2003)。

4.3 成礦動(dòng)力學(xué)背景、構(gòu)造環(huán)境及礦床成因

達(dá)布斑巖型銅(鉬)礦床成巖成礦年齡的精確測(cè)定結(jié)果表明, 礦床產(chǎn)出于印度-亞洲大陸板塊后碰撞伸展環(huán)境。曲曉明等(2001), 侯增謙等(2003)通過研究認(rèn)為, 雖然初始伸展時(shí)間存在爭(zhēng)議(Molnar et al.,1978; England et al., 1989; Pan et al., 1992)但一系列地質(zhì)事實(shí)的支持初始伸展作用發(fā)生在岡底斯快速隆升之后, 如: 岡底斯花崗巖基在 21 Ma快速隆升(Harrison et al., 1992), 且紅河斷裂在～23 Ma發(fā)生大規(guī)模走滑(Tapponnier et al., 1990); 在岡底斯造山帶發(fā)育南北成群分布的受南北向裂谷控制大量花崗巖小巖體和含礦斑巖, 巖漿侵位年齡為 10～20 Ma(曲曉明等, 2001; 侯增謙等, 2003), 這些小巖體的初始侵位年齡與岡底斯花崗巖基的快速隆升時(shí)間(～21 Ma; Harrison et al., 1992)的一致性, 表明東西向伸展作用發(fā)育于岡底斯山大規(guī)模隆升以后, 其地球化學(xué)特征揭示巖漿或者起源于被俯沖并殘留于地幔某一部位的洋殼板片部分熔融與拆沉作用有關(guān),或者起源于加厚并變質(zhì)呈榴輝巖的下地殼, 部分熔融與軟流圈物質(zhì)上涌有關(guān)(侯增謙等, 2003); 同時(shí)西藏高原發(fā)育一系列岡底斯含礦斑巖密切伴生鉀質(zhì)-超鉀質(zhì)基性巖脈(Yin et al., 1994), 受南北向正斷層系統(tǒng)控制呈南北向展布的巖墻群, 其同位素年齡為13～18 Ma(Williams et al., 2001)反映東西向初始伸展可能出現(xiàn)于20 Ma前后。其地球化學(xué)特征揭示其來自巖石圈地幔, 部分熔融與巖石圈減薄有關(guān)(Williams et al., 2001), 不論是巖石圈減薄還是軟流圈上涌, 均將導(dǎo)致西藏高原特別是岡底斯在 21 Ma快速隆升(Molnar et al., 1978; Pan et al., 1992; Kay et al., 1994)。綜上, 20～18 Ma的高原快速隆升和東西向的初始伸展, 控制著巖體的侵位時(shí)空分布和巖漿物質(zhì)來源, 14 Ma左右的強(qiáng)烈伸展導(dǎo)致成礦事件大規(guī)模發(fā)育(侯增謙等, 2003), 東西向伸展產(chǎn)生的南北向裂谷, 為斑巖侵位提供了空間, 促進(jìn)了成礦斑巖巖漿-熱液系統(tǒng)的發(fā)育(曲曉明等, 2001)。

夏抱本等(2007)對(duì)達(dá)布銅(鉬)礦床含礦斑巖地球化學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究, 認(rèn)為達(dá)布礦區(qū)的含礦斑巖具有埃達(dá)克質(zhì)巖的特征, 高度富集大離子不相容元素Rb、Ba、Th, 強(qiáng)烈虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti和重稀土元素 Yb, 缺少 Eu 負(fù)異常, 含礦斑巖ω(K2O)較高, 與板片熔融形成的埃達(dá)克巖特征不同,區(qū)內(nèi)巖體的產(chǎn)狀以及其地球化學(xué)特點(diǎn)使其很難用基性巖漿的AFC作用來解釋它們的成因, 這套埃達(dá)克質(zhì)巖巖漿可能為增厚下地殼玄武質(zhì)巖石部分熔融的產(chǎn)物, 由于其還有高 Mg#特征, 所以達(dá)布地區(qū)埃達(dá)克質(zhì)含礦斑巖可能是因加厚的拉薩地塊下地殼相對(duì)富鉀的玄武質(zhì)物質(zhì)交代部分富集地幔物質(zhì)然后通過部分熔融而形成的。在底侵作用下, 富 K2O質(zhì)沉積物熔體對(duì)巖石圈地幔交代形成埃達(dá)克質(zhì)巖漿的源區(qū),埃達(dá)克質(zhì)巖漿含水且氧逸度高, 其萃取富K2O質(zhì)巖漿中金屬元素, 富含 Cu、Mo等成礦元素在淺部地殼由于溫壓的快速變化形成斑巖銅鉬礦床(Furman et al., 1999; 王強(qiáng)等, 2003; 夏抱本等, 2007)。

5 結(jié)論

(1)達(dá)布斑巖銅(鉬)礦床巖體侵位的年齡應(yīng)限定在16 Ma左右, 成礦時(shí)代為14 Ma左右, 成礦時(shí)間差小于0.86 Ma, 與區(qū)域上“成礦瞬時(shí)發(fā)生”的成礦規(guī)律是一致的。

(2)達(dá)布斑巖型銅(鉬)礦床成巖成礦年齡的精確測(cè)定結(jié)果表明, 礦床產(chǎn)出于印度-亞洲大陸板塊后碰撞伸展環(huán)境。

杜安道, 何紅廖, 殷寧萬(wàn), 鄒曉秋, 孫亞利, 孫德忠, 陳少珍, 屈文俊. 1994. 輝鉬礦的錸-鋨同位素地質(zhì)年齡測(cè)定方法研究[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 68(4): 339-347.

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(cè)定輝鉬礦錸-鋨同位素地質(zhì)年齡[J]. 巖礦測(cè)試, 20(4): 247-252.

侯可軍, 李延河, 鄒天人, 曲曉明, 石玉若, 謝桂青. 2007.LA-MC-ICP-MS鋯石 Hf同位素的分析方法及地質(zhì)應(yīng)用[J].巖石學(xué)報(bào), 23(10): 2595-2604.

侯增謙, 曲曉明, 王淑賢, 高永豐, 杜安道, 黃衛(wèi). 2003. 西藏高原岡底斯斑巖銅礦帶輝鉬礦 Re-Os年齡: 成礦作用時(shí)限與動(dòng)力學(xué)背景應(yīng)用[J]. 中國(guó)科學(xué), 33(7): 509-618.

連玉, 徐文藝, 楊丹, 陳偉十, 曲曉明, 陳棟梁. 2008. 西藏岡底斯甲馬和南木礦床流體包裹體 SR-XRF研究[J]. 巖石礦物學(xué)雜志, 27(3): 185-198.

曲曉明, 侯增謙, 黃衛(wèi). 2001. 岡底斯斑巖銅礦(化)帶: 西藏第二條“玉龍”銅礦帶?[J] 礦床地質(zhì), 20(4): 355-366.

曲曉明, 江軍華, 辛洪波, 陳華. 2010. 西藏岡底斯造山帶幾乎同時(shí)形成的兩套埃達(dá)克巖, 為什么一套含礦一套不含礦？[J]. 礦床地質(zhì), 29(3): 381-394.

王強(qiáng), 許繼峰, 趙振華. 2003. 強(qiáng)烈虧損重稀土元素的中酸性火成巖(或埃達(dá)克質(zhì)巖)與Cu、Au成礦作用[J]. 地學(xué)前緣, 10(4):561-572.

吳元保, 鄭永飛. 2004. 鋯石成因礦物學(xué)研究及其對(duì) U-Pb 年齡解釋的制約[J]. 科學(xué)通報(bào), 49(16): 1589-1604.

夏抱本, 夏斌, 王保弟, 趙守仁. 2007. 岡底斯中段達(dá)布埃達(dá)克質(zhì)含礦斑巖: 增厚下地殼熔融與斑巖銅鉬礦成因[J]. 地質(zhì)科技情報(bào), 26(4): 21-26.

張綺玲, 曲曉明, 徐文藝, 侯增謙, 陳偉十. 2003. 西藏南木斑巖銅鉬礦床的流體包裹體研究[J]. 巖石學(xué)報(bào), 19(2): 251-259.

DU An-dao, HE Hong-liao, YIN Ning-wan, ZOU Xiao-qiu, SUN Ya-li, SUN De-zhong, CHEN Shao-zhen, QU Wen-jun. 1994.A study on the rhenium-osmium geochro-nometry of molybdenites[J]. Acta Geologica Sinica, 68(4): 339-347(in Chinese with English abstract).

DU An-dao, WU Shu-qi, SUN De-zhong, WANG Shu-xian, QU Wen-jun, STEIN R M H, MORGAN J, MALINOVSKIY D.2004. Preparation and Certification of Re-Os Dating Reference Materials: Molybdenite HLP and JDC[J]. Geostandard and Geoanalytical Research, 28(1): 41-52.

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).

ENGLAND P, HOUSEMAN G. 1989. Extension during continental convergence, with application to the Tibetan Plateau[J]. Journal of Geophysical Research, 94(B12): 17561-17579.

FURMAN T, GRAHAM D. 1999. Erosion of lithospheric mantle beneath the East African Rift system: Geochemical evidence from the Kivu volcanic province[J]. Lithos, 48(1-4): 237-262.

HARRISON T M, COPELAND P, KIDD W S F, YIN A. 1992.Raising Tibet[J]. Science, 255(5052): 1663-1670.

HOU Ke-jun, LI Yan-he, ZOU Tian-ren, QU Xiao-ming, SHI Yu-ruo, XIE Gui-qing. 2007. Laser ablation-MC-ICP-MS technique for Hf isotope microanalysis of zircon and its geological applications[J]. Acta Petrologica Sinica, 23(10):2595-2604(in Chinese with English abstract).

HOU Zeng-qian, QU Xiao-ming, WANG Shu-xian, GAO Yong-feng, DU An-dao, HUANG Wei. 2003. The Re-Os dating of Molybdenites from Gangdese Cu- porphyry metallogenic belt: duration of the mineralization and metallogenic geodynamics background[J]. Science in China (Series D),33(7): 509-618(in Chinese with English abstract).

KAY R W, KAY S M. 1994. Delamination and delamination Magmatism[J]. Tectonophysics, 219(1-3): 177-189.

LIAN Yu, XU Wen-yi, YANG Dan, CHEN Wei-shi, QU Xiao-ming,CHEN Dong-liang. 2008. SR-XRF studies of fluid inclusions from the Jiama and Nanmu deposits in the Gangdise copper-polymetallic metallogenic belt of Tibet[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 27(3): 185-198(in Chinese with English abstract).

LUDWIG K R. 2000. User’s manual for isoplot/Ex: A geochronological toolkit for microsoft excel[M]. Berkeley Geochronology Center Special Publication. Berkeley, CA, USAA. 53.

LUDWIG K R. 2001. Squid 1.02: A user manual[M]. Berkeley:Berkeley Geochronological Center Special Publication: 219.

MO X X, DONG G C, ZHAO Z D, GUO T Y, WANG L L, CHEN T. 2005. Timing of magma mixing in the gangdis magmatic belt during the India-Asia collision: zircon SHRIMP U-Pb dating[J]. Acta Geologica Sinica, 79(1): 66-76.

MOLNAR P, TAPPONNIER P. 1978. Active tectonics of Tibet[J].Journal of Geophysical Research, 83(B11): 5361-5375.

PAN Y, KIDD W S F. 1992. Nyainqentanglha shear zone: A late Miocene extensional detachment in the southern Tibetan Plateau[J]. Geology, 20(9): 775-778.

QU Xiao-ming, HOU Zeng-qian, HUANG Wei. 2001. Is Gangdese Porphyry Copper Belt the Second “Yulong“Copper Belt?[J].Mineral Deposits, 20(4): 355-366(in Chinese with English abstract).

QU Xiao-ming, JIANG Jun-hua, XIN Hong-bo, CHEN Hua. 2010.A study of two groups of adakite almost simulteneously formed in Gangdese collisional orogen, Tibet: Why does one group contain copper mineralization and the other not?[J].Mineral Deposits, 29(3): 381-394(in Chinese with English abstract).

TAPPONNIER P, LACASSIN R, LELOUP P H. 1990. The Ailao Shan/Red River metamorphic belt: Tertiary left-lateral shear between Indochina and South China[J]. Nature, 343(6257):431-437.

WANG Qiang, XU Ji-feng, ZHAO Zhen-hua. 2003. One kind of strong depletion of heavy rare earth elements intermediate-acid intrusive rocks (Adakitic Rocks) and Associated Metallogenesis[J]. Earth Science Frontiers, 10(4): 561-572(in Chinese with English abstract).

WILLIAMS H, TURNER S, KELLEY S, HARRIS N. 2001. Age and composition of dikes in Southern Tibet: New constraints on the timing of east-west extension and its relationship to postcollisional volcanism[J]. Geology, 29(4): 339-342.

WU Yuan-bao, ZHENG Yong-fei. 2004. Zircon genetic mineralogy and It's Restriction in analysis of Zircon U-Pb dating[J]. Chinese Science Bulletin, 49(16): 1589-1604(in Chinese with English abstract).

WIESER M E. 2006. Atomic Weights of the Elements. 2005.(IUPAC Technical Report)[J]. Pure Appl. Chem., 78(11):2051-2066.

XIA Bao-ben, XIA Bin, WANG Bao-di, ZHAO Shou-ren. 2007.Ore-Bearing Adakitic Porphyry in the Middle of Gangdese:Thickened Lower Crustal Melting and the Genesis of Porphyry Cu-Mo Deposit[J]. Geological Science and Technology Information, 26(4): 21-26(in Chinese with English abstract).

YIN A, HARRISON T M, RYERSON F J, WENJI C, KIDD W S F,COPELAND P. 1994. Tertiary structural evolution of the Gangdese thrust system, southeastern Tibet[J]. Journal of Geophysical Research, 99(B9): 18175-18201.

ZHANG Qi-ling, QU Xiao-ming, XU Wen-yi, HOU Zeng-qian,CHEN Wen-shi. 2003. Study of the fluid in elusions from Nanmu PorPhyry Cu-Mo deposit in Tibet[J]. Acta Petrologica Sinica, 19(2): 251-259(in Chinese with English abstract).

A Study of Diagenetic and Metallogenic Geochronology of the Dagbo Cu (Mo)Deposit in Quxur County of Tibet and Its Geological Implications

GAO Yi-ming1), CHEN Yu-chuan2), TANG Ju-xing1), LUO Mao-cheng3), LENG Qiu-feng4),WANG Li-qiang1), YANG Hai-rui4), Phurbu Tsering5)

1)MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;2)Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;3)China university of Geosciences(Beijing), Beijing100083;4)Chengdu University of technology, Chengdu, Sichuan610059;5)Geological and Mineral Resources Exploration Bureau of Tibet, Tibet, Lasa850000

Located in Quxu County of Tibet, the Dabu porphyry Cu-Mo deposit lies in the eastern part of the Gangdise belt. The authors made high-precision magmatic zircon dating of the granodiorite from the Dabu deposit.The U-Pb dating analyses show that the weighted mean ages of the porphyry from the main ore body are 16.5±0.05 Ma(n=13, MSWD=3, granodiorite) and 16.1±0.13 Ma(n=15, MSWD=1.03, monzonitic granite-porphyry) respectively. The U-Pb dating analyses indicate that the granodiorite from the Xianjiaonang ore body has the weighted mean age of 16.2±0.04 Ma(n=13, MSWD=0.0064). For the purpose of determining the mineralization time of the deposit, 4 molybdenite samples from the north and 6 molybdenite samples from the south were selected to conduct Re-Os dating. The Re-Os dating yielded isochron age of 14.6±0.50 Ma(MSWD=0.35, N) for the samples from the northern part and 14.8±0.23 Ma(MSWD=1.3, S) for the samples from the southern part of the deposit, respectively. Based on the results mentioned above in association with data available, it is proposed that crystallization of the porphyry occurred at about 16Ma, and the mineralization age of the deposits is about 14Ma, in a short period with time span shorter than 0.86Ma, implying the speciality of paroxysmal mineralization in the post-collision extension environment.

Tibet; Gangdise; Dabu Cu(Mo) deposit; zircon U-Pb dating; post-collision; molybdenite Re-Os dating

P618.41; P597

A

10.3975/cagsb.2012.04.21

本文由973項(xiàng)目“青藏高原南部增生造山成礦系統(tǒng)發(fā)育機(jī)制”(編號(hào): 2011CB403103)和青藏專項(xiàng)“西藏岡底斯東段中新生代斑巖成礦系統(tǒng)與找礦預(yù)測(cè)”(編號(hào): 1212011085529)聯(lián)合資助。

2012-07-01; 改回日期: 2012-07-16。責(zé)任編輯: 張改俠。

高一鳴, 男, 1981年生。博士, 助理研究員。主要從事青藏高原礦床學(xué)、區(qū)域成礦學(xué)研究。通訊地址: 100037, 北京市西城區(qū)百萬(wàn)莊大街26號(hào)。電話: 010-68999866。E-mail: rob8153@126.com。