賈麗瓊 ,楊 丹*,徐文藝,呂慶田,楊竹森,莫宣學,王 梁

1)中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院,地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室,北京 100083;2)中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所,國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,北京 100037;3)武警黃金地質(zhì)研究所,河北廊坊 065000

東雷灣銅多金屬礦區(qū)是贛西北地質(zhì)大隊于 20世紀 60年代在九瑞礦集區(qū)西北部發(fā)現(xiàn)的一處矽卡巖型 Cu-Mo-Au礦床,由于受礦山開發(fā)和開放程度制約,外界對其研究較少,對礦區(qū)成巖成礦年代研究更是空白。為了精確厘定礦床成巖成礦時間,進而探討成巖成礦關系,本文在研究東雷灣Cu-Mo-Au礦床地質(zhì)特征的基礎上,采用鋯石U-Pb和輝鉬礦Re-Os同位素精細定年技術,選擇與區(qū)內(nèi)成礦有關的花崗質(zhì)侵入體(花崗閃長斑巖)和輝鉬礦礦石樣品進行同位素年代學研究,利用成巖成礦連續(xù)性的時間制約來解決巖漿活動與成礦關系,限定成巖成礦時代,為建立九瑞地區(qū) Cu-Mo-Au多金屬成礦時空結(jié)構提供重要的年代學信息。在此基礎上,結(jié)合前人已有的資料,追溯礦床成礦物質(zhì)來源,探討礦床形成的動力學背景,為礦床成因和區(qū)域成礦規(guī)律研究及深部、邊部找礦實踐提供科學數(shù)據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

長江中下游成礦帶位于揚子板塊北緣長江斷裂帶內(nèi),是我國重要的銅鐵多金屬成礦帶(董樹文,1991;陳江峰等,1994;呂慶田等,2011)。九瑞礦集區(qū)作為其重要的組成部分,成巖成礦特色顯著,區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有與燕山期鈣堿性富鉀富硅殼?；煸粗兴嵝郧秩塍w(石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖和石英斑巖)有關的斑巖型、矽卡巖型Cu-Mo-Au礦床,以及賦存于上石炭統(tǒng)黃龍組底部的層狀硫化物型Cu-S-Au-Ag-Pb-Zn礦床。區(qū)內(nèi)多種礦床類型常伴生復合出現(xiàn),構成了長江中下游成礦帶中獨具特色的“三位一體”或“多位一體”大型銅多金屬礦床(常印佛等,1991;翟裕生等,1992;呂慶田等,2011),如城門山、武山、丁家山、洋雞山等。

東雷灣銅多金屬礦區(qū)位于江西省瑞昌市西北方向約 22 km 處,地理坐標為東經(jīng) 115°31′02.977″—115°31′56.159″,北緯 29°47′30.214″—29°48′23.425″。礦區(qū)大地構造位置位于淮陽斷塊隆起北面,南為九嶺斷塊隆起,位居長江中下游斷塊拗陷的轉(zhuǎn)折部位(圖1),礦區(qū)隸屬九江—瑞昌銅金礦田,為長江中下游鐵銅金成礦帶、大冶—九江成礦亞帶的組成部分。

圖1 九瑞地區(qū)區(qū)域構造位置圖(據(jù)李啟全等,1997)Fig.1 Regional structural location of the Jiujiang–Ruichang ore concentration area (after LI et al.,1997)

礦區(qū)出露地層主要有二疊系長興組(P2c)黑色頁巖及灰黑色層狀灰?guī)r和燧石巖,三疊系大冶組(T1d)黃綠色頁巖及灰色灰?guī)r,靠近巖體處變質(zhì)為大理巖或大理巖化灰?guī)r,嘉陵江組(T2j)層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)頁巖,靠近巖體處變質(zhì)為大理巖或大理巖化灰?guī)r,以及第四系粘土、亞粘土(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊,2001)。長興組及大冶組出露于礦區(qū)北部,嘉陵江組廣泛分布于礦區(qū)中南部,第四系分布于山間溝谷地帶(圖2)。礦區(qū)由北向南由一個背斜和一個向斜組成。北部為苗母山背斜,由于遭受 F1、F2斷層影響,連續(xù)性遭到破壞。礦區(qū)中部為東雷灣向斜,西段軸向基本為東西向,為正常向斜,東段軸向北東東,為倒轉(zhuǎn)向斜,向南傾。礦區(qū)斷裂按其性質(zhì)和破碎特征大致分為斷層和破碎帶。斷層多為東西方向,次為北西方向(圖2)。東西向斷層包括:F1-苗母山斷層,為區(qū)域性大斷裂,東自通江嶺,西經(jīng)上黃村、苗母山、涼亭腦至大眼泉,全長9 km;F2-逆斷層,位于F1之北,規(guī)模不大,與F1近平行,兩端與F1相接;F3-位于狗腳灣,規(guī)模較大,呈東西走向,向西延至礦區(qū)之外,為正斷層。北西向斷層不發(fā)育,僅在東北和西南部分地區(qū)見到,一般規(guī)模很小。破碎帶主要分布于礦區(qū)南部和東南部,西北部亦有發(fā)現(xiàn)。多屬層間破碎性質(zhì)。其產(chǎn)狀無論在地表或地下均明顯地受地層產(chǎn)狀控制。礦區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的破碎帶共有7條(圖2),且礦化較為普遍,礦化強弱一般與巖石破碎程度有一定關系,破碎強烈者礦化較好。

圖2 東雷灣礦區(qū)地質(zhì)圖(底圖據(jù)江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊,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)

圖3 東雷灣銅多金屬礦床6線剖面圖(據(jù)據(jù)江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊,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)

礦區(qū)的巖漿巖主要為東雷灣巖體,巖體為一小巖株,似“盆狀”侵入于向斜軸部。通過鏡下觀察,根據(jù)巖石結(jié)構、礦物共生組合,可將東雷灣巖體初步劃分為三個相帶:內(nèi)部相為花崗閃長巖、中間過渡相為粗?；◢忛W長斑巖、邊緣相為具靡細結(jié)構的石英閃長斑巖(僅在礦區(qū)西北部出露)。花崗閃長巖在礦區(qū)的東南部及西北部出露,新鮮巖石為灰白、深灰綠色,中粒、粗?；◢徑Y(jié)構,塊狀構造,主要礦物成分為斜長石60%、鉀長石10%、石英10%～15%、角閃石 10%及少量黑云母(5%),副礦物為鋯石、榍石和磷灰石,含有黃銅礦和黃鐵礦等。巖石蝕變以弱綠泥石化、弱碳酸鹽化為主?；◢忛W長斑巖在礦區(qū)分布面積最廣,巖石主體為灰白色,局部因含暗色礦物較多而呈暗灰色,斑狀結(jié)構,塊狀構造,局部可見流動構造,礦物顆粒較大,部分可達1 cm左右,主要礦物成分為斜長石50%、鉀長石15%、石英25%，角閃石5%和黑云母5%,副礦物為鋯石、磷灰石、榍石等,含有黃鐵礦等金屬礦物。主要發(fā)生硅化、綠泥石化、絹云母化、矽卡巖化、碳酸鹽化等蝕變。石英閃長斑巖呈巖脈侵入于嘉陵江組中段大理巖和下段破碎帶中。少數(shù)新鮮巖石呈紫灰色,斑狀結(jié)構,塊狀構造,主要礦物成分為斜長石55%～60%、鉀長石0%～10%、石英5%～10%、角閃石 5%～20%和黑云母 1%～5%;多數(shù)巖石風化嚴重,黃綠色,呈松散顆粒狀。此外,礦區(qū)脈巖比較發(fā)育,主要有花崗細晶巖、閃斜煌斑巖,礦區(qū)外圍的脈巖以輝綠玢巖、閃輝正煌巖和角閃正長巖為主。

1.2 礦床地質(zhì)特征

根據(jù)礦體空間分布和構造特點,礦區(qū)可劃分為南北兩個礦帶。北礦帶位于向斜北翼,圍巖因巖體侵入而殘缺不全,F1與 F2斷層以南大理巖化發(fā)育,所有灰?guī)r均已變質(zhì)為大理巖,黃銅礦化、黃鐵礦化分布較廣,中部有赤鐵礦化和磁鐵礦化。接觸帶附近矽卡巖體發(fā)育,與花崗閃長斑巖幾乎成“互層狀”出現(xiàn),有微弱黃銅礦化、黃鐵礦化。南礦帶位于倒轉(zhuǎn)向斜南翼部位,接觸帶外側(cè)破碎帶發(fā)育,局部可見黃鐵礦及孔雀石呈細脈或浸染狀分布。接觸帶上發(fā)育有礦區(qū)規(guī)模最大的矽卡巖體,圍巖已全部變質(zhì)為大理巖,局部有銅礦化。南北兩礦帶共圈定礦體18個,其中北礦帶銅礦體1個,南礦帶銅礦體5個、鉬礦體8個、銅鎢礦體2個、鎢礦體2個。所有礦體均為盲礦體,多賦存于外接觸帶,距巖體距離<20 m,少數(shù)賦存于正接觸帶及巖體內(nèi)。礦體多呈透鏡狀(圖3),少數(shù)呈似層狀及層狀,礦體產(chǎn)狀與接觸帶產(chǎn)狀一致,傾角25°～75°不等。礦體走向延伸多集中在100 m左右,最長可達340 m,最短50 m,傾向延伸多為100 m,少則50 m,厚度多為1～4 m。礦石主要為塊狀、浸染狀、角礫狀,其次為脈狀、松散狀、條帶及似條帶狀、環(huán)狀構造等。礦石結(jié)構以晶粒結(jié)構、交代結(jié)構和壓碎結(jié)構為主。礦石中主要含有黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、黝銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、白鎢礦及少量閃鋅礦、輝鉍礦、磁鐵礦、方鉛礦等金屬礦物,脈石礦物有石榴石、石英、綠泥石、透輝石、方解石、蛇紋石、孔雀石、螢石等。

圍巖蝕變主要有矽卡巖化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等,尤以矽卡巖化最為普遍,且與礦化關系密切。礦區(qū)常見變質(zhì)巖石為矽卡巖和大理巖。矽卡巖和矽卡巖化主要分布于侵入接觸帶附近,多為層狀,亦有透鏡狀和脈狀。矽卡巖根據(jù)礦物含量可分為石榴石矽卡巖和透輝石矽卡巖。石榴石矽卡巖礦物成分以石榴石為主,次為透輝石、石英、方解石,局部有少量綠泥石、綠簾石,含有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦,局部富集磁鐵礦,礦區(qū)礦化主要與石榴石矽卡巖有關。透輝石矽卡巖礦物以透輝石或鈣鐵輝石為主,次為少量透閃石、石英、石榴石,礦化較微弱(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊,2001)。

根據(jù)野外及鏡下觀察,結(jié)合礦物組合,可將東雷灣礦區(qū)劃分為四個成礦階段:(1)矽卡巖階段:該階段在礦區(qū)內(nèi)非常發(fā)育,主要以形成石榴子石和透輝石等無水硅酸鹽為主,礦化不甚發(fā)育。(2)退化蝕變階段:該階段主要形成金云母、綠簾石、綠泥石、透閃石等,這些礦物充填交代早階段矽卡巖礦物,同時形成磁鐵礦,磁鐵礦多呈致密塊狀產(chǎn)出,交代早期的石榴石、透輝石等礦物。(3)石英硫化物階段:以石英-金屬硫化物為主,是礦區(qū)內(nèi)最重要的銅、鉬礦化階段,礦物組合主要以石英、黃銅礦、黝銅礦、輝鉍礦、輝鉬礦、黃鐵礦為主;在圍巖、矽卡巖和侵入體中均出現(xiàn)石英-硫化物脈,形成礦區(qū)內(nèi)的脈狀礦體。(4)碳酸鹽階段:以方解石、綠泥石和黃鐵礦為主,另有閃鋅礦、螢石、方鉛礦等,它們大多沿裂隙分布穿插早期的矽卡巖和圍巖,標志著整個礦區(qū)的成礦作用已基本結(jié)束。

2 樣品及測試方法

用于鋯石 U-Pb定年的花崗閃長斑巖采自東雷灣礦區(qū)巖體中(樣品號:J-35),采樣位置為:115°31.534′E,29°47.726′N。樣品為灰白色,斑狀結(jié)構,塊狀構造,粗粒,礦物成分主要為斜長石、黑云母、角閃石和石英,含極少量鉀長石。用于 Re-Os同位素定年的6件輝鉬礦樣品采自東雷灣銅礦的石英硫化物中(樣品號:J-24、J-25、J-29、J-30、J-37、J-38),采樣位置:115°31.618′E,29°47.619′N,樣品基本特征見表1。

鋯石挑選工作由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成。采用常規(guī)方法將樣品粉碎至300 μm左右,經(jīng)淘洗、重選富集,再經(jīng)磁選和密度分選后,在雙目鏡下進一步挑選出晶型完好、透明度和色澤度較好的鋯石顆粒。將樣品用環(huán)氧樹脂粘貼于樣品靶上,進行打磨和拋光,使鋯石露出新鮮截面。然后對鋯石靶進行陰極發(fā)光(CL)、透射光和反射光照相,據(jù)此選擇并標記合適的鋯石位置進行U-Pb定年。

表1 東雷灣銅多金屬礦床輝鉬礦樣品特征Table 1 Basic characteristics of molybdenite samples in the Dongleiwan copper polymetallic deposit

將野外采集到的礦石樣品粉碎過篩,從 100目以上樣品中用重力分離、電磁分離等方法以及在實體顯微鏡下挑選獲得輝鉬礦,輝鉬礦質(zhì)純,無氧化、無污染,純度 98%以上。用瑪瑙缽研磨至 200目待測。

LA-MC-ICP-MS鋯石 U-Pb定年測試分析在中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所 MC-ICP-MS實驗室完成,鋯石定年分析所用儀器為 Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及與之配套的Newwave UP 213激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕所用斑束直徑為 25 μm,頻率為10 Hz,能量密度約為2.5 J/cm2,以He-Ar混合氣體為載氣。LA-MC-ICP-MS激光剝蝕采用單點剝蝕的方式,數(shù)據(jù)分析前用鋯石GJ-1進行調(diào)試儀器,使之達到最優(yōu)狀態(tài),鋯石U-Pb定年以鋯石GJ-1為外標,U、Th含量以鋯石 M127(U:923×10-6;Th:439×10-6;Th/U:0.475;Nasdala et al.,2008)為外標進行校正。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal程序(Liu et al.,2010),鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序獲得。詳細實驗測試過程參見侯可軍等(2009)。

輝鉬礦Re-Os測年分析由國家地質(zhì)實驗測試中心錸-鋨同位素年代學實驗室完成。采用Carius管封閉溶液分解樣品,測試儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀TJA X-series ICP-MS,Re和Os的分離等化學處理過程及質(zhì)譜測試過程參見文獻(杜安道等,1994;屈文俊等,2003)。對于Re的測定,選擇質(zhì)量數(shù)185、187,用 190監(jiān)測鋨。對于 Os的測定,選擇質(zhì)量數(shù)為 186、187、188、189、190、192,用 185監(jiān)測 Re。最后所獲Re-Os同位素分析數(shù)據(jù)采用Ludwig(1999)計算機軟件進行處理,并獲得同位素等時線年齡。Re-Os模式年齡按下列公式計算:t=[ln(1+187Os/187Re)]/λ,計算所采用的衰變常數(shù)為λ(187Re)=1.66×10-11a-1(Smoliar et al.,1996)。

圖4 東雷灣礦區(qū)花崗閃長斑巖部分鋯石CL圖像和U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Concordia U-Pb age diagram and CL images of zircons from granodiorite porphyry in the Dongleiwan mining area

3 測試結(jié)果

3.1 LA-MC-ICP MS鋯石U-Pb年齡

樣品花崗閃長斑巖(J-35)中的鋯石多為無色透明,少數(shù)呈淡黃色,顆粒以長柱狀和短柱狀為主。鋯石粒徑50～350 μm,長寬比1:1～5:1。鋯石內(nèi)部結(jié)構清晰,多數(shù)鋯石具有典型單期生長的震蕩環(huán)帶(圖4)。長柱狀晶形及發(fā)育振蕩環(huán)帶,這些均指示樣品中的鋯石為巖漿鋯石。另外東雷灣巖體的鋯石所測的 U和Th含量分別為 88.61×10-6～214.73×10-6、45.95×10-6～175.57×10-6,Th/U比值為0.44～0.89大于0.4,進一步證明本次測試的鋯石屬于典型的巖漿鋯石(Hoskin et al.,2003)。

在花崗閃長斑巖(J-35)17顆鋯石的U-Pb諧和圖中(圖4),所有測點均在諧和線附近,諧和度在 95%以上,表明這些鋯石未遭受明顯后期熱事件影響,U-Pb同位素體系封閉性較好。17顆鋯石的206Pb/238U加權平均年齡為(142.24±0.52) Ma,代表巖體的結(jié)晶年齡,表明東雷灣巖體形成于早白堊世。

3.2 輝鉬礦Re-Os同位素年齡

東雷灣礦區(qū)6件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素測試結(jié)果列于表 2。輝鉬礦 Re含量介于(34084±339)×10-9～(57900±515)×10-9,187Re 變化于 21422×10-9～36391×10-9,187Os則在 52.32×10-9～88.18×10-9范圍之內(nèi)。6件樣品的模式年齡分布于144.8～147.1 Ma之間,跨度很小,僅 2.3 Ma;等時線年齡為(143.3±5.2) Ma(Initial187Os=1.3±2.3,MSWD=0.35),加權平均年齡為(146.12±0.97) Ma(MSWD=0.41,probability=0.84),二者在誤差范圍內(nèi)一致。從MSWD和擬合率來看,上述加權平均年齡和等時線年齡可信度較高。此外,6件輝鉬礦樣品的普Os含量都很低,介于 0.0312×10-9～0.0990×10-9之間,表明187Os大都是187Re的衰變產(chǎn)物,符合計算模式年齡的條件,說明獲得的模式年齡有效。一般認為模式年齡代表同位素與母體分離的時間,等時線年齡則是同位素體系最后均一化的時間。因此,上述Re-Os等時線年齡代表了輝鉬礦的形成年齡。

前已述及,東雷灣礦床的成礦作用可劃分為四個階段,其中,石英+黃銅礦+黝銅礦+輝鉍礦+輝鉬礦+黃鐵礦為成礦的主要階段,輝鉬礦主要形成于該階段。本文用于同位素定年的輝鉬礦樣品即來自于該階段,因此,所獲得的輝鉬礦 Re-Os同位素年齡(143.3±5.2) Ma應該可以代表東雷灣銅鉬礦的成礦年齡。

表2 東雷灣礦區(qū)輝鉬礦Re-Os同位素分析結(jié)果Table 2 Re-Os isotopic analyses of molybdenite from the Dongleiwan mining area

4 討論

4.1 成巖成礦時代

成巖成礦年齡是認識成巖成礦規(guī)律的基礎,礦床巖體的精確測年是建立成巖成礦模型和反演成巖成礦地球動力學背景的重要基礎資料。由于鋯石U-Pb體系和輝鉬礦 Re-Os同位素體系的封閉性較好,遭受后期改造作用很弱,可以直接并準確地測定成巖年齡(Simonetti et al.,2006)和成礦時代(Stein et al.,2001),因而得到廣泛應用。兩種方法所測定的數(shù)據(jù)精確度和可靠性極高,成為近年來測試巖漿巖成巖年齡和硫化物礦床成礦年齡的重要工具。

目前,針對東雷灣礦區(qū)主要巖體和礦床的成巖成礦同位素年齡的研究尚屬空白。本次通過對東雷灣巖體花崗閃長斑巖和礦床的輝鉬礦分別進行鋯石U-Pb定年和Re-Os同位素定年,獲得東雷灣巖體的206Pb/238U加權平均年齡為(142.24±0.52) Ma,6件輝鉬礦樣品的等時線年齡為(143.3±5.2) Ma,這是對該礦床成巖成礦時代的有效限定,表明東雷灣巖體的形成和礦床礦化均為早白堊世,屬燕山晚期中酸性巖漿與相關熱液上侵定位的產(chǎn)物,是長江中下游成礦帶早白堊世多金屬成礦事件的一部分。

近年來針對九瑞礦集區(qū)內(nèi)典型巖體和代表性礦床,許多學者進行了深入研究,積累了一批高精度的年齡數(shù)據(jù)(李亮等,2009;Li et al.,2010b;丁昕等,2005;陳志洪等,2011;謝桂青等,2006;吳良士等,1997;毛景文等,2004;李進文等,2007)。前人研究成果顯示九瑞礦集區(qū)內(nèi)典型的含礦巖漿巖鋯石U-Pb年齡介于138～148 Ma之間,與各礦床的成礦時代(137～148 Ma)十分相近,說明九瑞礦集區(qū)內(nèi)其他礦床同樣可能與含礦巖漿巖有著密切的成因聯(lián)系。此外,長江中下游成礦帶中的鄂東南(部分地區(qū))、安慶和銅陵礦集區(qū)的典型銅多金屬礦床的輝鉬礦Re-Os年齡分別介于137～144 Ma、137～147 Ma和135～145 Ma(謝桂青等,2006,2009;Li et al.,2008,2010a;Sunet al.,2003;毛景文等,2004;Mao et al.,2006;蒙義峰等,2004;曾普勝等,2004),與九瑞礦集區(qū)的金屬礦床成礦時代(137～148 Ma)基本一致,說明長江中下游大型礦集區(qū)內(nèi)的 Cu、Au、Mo、W等多金屬礦床幾乎同時形成。與此同時,四個礦集區(qū)與成礦有關的巖漿巖體的成巖年齡分別為:九瑞138～148 Ma、鄂東南(部分地區(qū))139～152 Ma、安慶138～147 Ma、銅陵138～144 Ma(Li et al.,2008,2010a,2010b;張樂駿等,2008;張智宇等,2011;劉園園等,2012),成巖年齡也基本一致,能基本對應成礦帶內(nèi)銅金等多金屬礦床的成巖成礦作用時代(140±5 Ma)(毛景文等,2003;謝桂青等,2006,2009;周濤發(fā)等,2008),這也反映鄂東南(部分地區(qū))、九瑞、安慶和銅陵礦集區(qū)的巖漿活動均發(fā)生在晚侏羅世—早白堊世,處于揚子板塊與華北板塊碰撞焊接(240～154 Ma)后的應力轉(zhuǎn)換期(145～125 Ma)(常印佛等,1991;杜楊松等,2007),受控于同一深部地球動力學過程。

4.2 成巖與成礦關系及成礦物質(zhì)來源

長江中下游地區(qū)矽卡巖型 Cu-Fe-Au-Mo礦床分布于侵入巖與圍巖的接觸帶上,成巖成礦為同一構造巖漿事件的產(chǎn)物(Sun et al.,2003;Mao et al.,2006)?？臻g上,東雷灣矽卡巖銅鉬礦體處于巖體(花崗閃長斑巖)與碳酸鹽巖圍巖接觸帶附近的矽卡巖帶內(nèi)。時間上,東雷灣礦區(qū)花崗閃長斑巖LA-MC-ICP MS鋯石U-Pb年齡為(142.24±0.52) Ma,輝鉬礦Re-Os等時線年齡為(143.3±5.2) Ma,巖體成巖年齡和礦床成礦年齡在誤差范圍內(nèi)極其吻合,巖漿活動與成礦作用之間不存在明顯時差,表明二者不僅在空間上緊密共生,成巖成礦時間也高度統(tǒng)一,礦床成礦與斑巖巖漿結(jié)晶的過程是連續(xù)的,成巖成礦具有同源性,礦床的成礦作用受控于巖漿活動的控制。后者可能提供了成礦所必須的熱、流體和金屬成礦元素。

Re-Os同位素不僅是測試硫化物礦床成礦年齡的有效手段,同時也是礦床形成過程中地殼物質(zhì)混入程度的高度靈敏的指示劑(Stein et al.,1997;Mao et al.,1999),從地幔來源到殼?；煸丛俚降貧碓?礦石中 Re的含量呈遞減數(shù)量級(Mao et al.,1999;Stein et al.,1997),成礦物質(zhì)以地幔物質(zhì)為主,其輝鉬礦 Re含量多為 10×10-6～1000×10-6;成礦物質(zhì)為殼幔混源,其輝鉬礦Re含量為(n×10)×10-6;成礦物質(zhì)完全來自于地殼,其輝鉬礦Re含量為(1～n)×10-6。東雷灣礦區(qū)中輝鉬礦的 Re含量為 21.422×10-6～36.391×10-6,平均為28.674×10-6,與殼幔混源巖漿熱液礦床中 Re的含量接近,表明東雷灣礦床的成礦物質(zhì)來源屬于殼?；煸葱汀５V區(qū)輝鉬礦的高 Re含量暗示部分地幔物質(zhì)參與了東雷灣矽卡巖型銅鉬礦床的成礦作用。

東雷灣礦區(qū)主成礦期的石英氫同位素(δDV-SMOW為–81‰ ～ –64‰,平均–73.25‰)和氧同位素(δ18OV-SMOW,qz為 12.4‰～16.0‰,平均 13.83‰)(項目未發(fā)表資料)表明主成礦期的流體來源主體為巖漿水。另外對礦區(qū)的硫同位素研究(項目未發(fā)表資料)發(fā)現(xiàn),δ34S 值變化區(qū)間為–2.2‰～3.4‰,平均為0.37‰,與隕石硫和地幔硫非常接近,反映成礦物質(zhì)具有深源性,表明深部流體參與了成礦作用。魏家秀等(2001)對鄧家山和東雷灣矽卡巖Cu(Mo、W、Au)礦的黃鐵礦鉛同位素進行研究,結(jié)果顯示206Pb/204Pb變化于 17.8170～17.9162、207Pb/204Pb的范圍為 15.5092～15.5267、208Pb/204Pb則介于38.0418～38.1780之間,鉛同位素組成大多落在地幔與造山帶鉛平均演化線(Zartman et al.,1981)之間,顯示出鉛的殼?；煸刺卣?。結(jié)合東雷灣礦區(qū)的成巖成礦時間連續(xù),且在空間上緊密共生,說明巖漿來源于上地幔,在上升過程中經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用和殼幔混染作用,形成了東雷灣礦區(qū)的花崗質(zhì)巖體,同時伴隨巖漿侵位,在相對穩(wěn)定且有利的化學環(huán)境和流體動力學條件下,發(fā)育了矽卡巖型巖漿流體系統(tǒng),并伴有Cu(Mo、Au等)礦化。

4.3 成巖成礦動力學背景

東雷灣矽卡巖型銅鉬礦床在時間、空間和成因上均與區(qū)內(nèi)主要巖體花崗閃長斑巖密切相關,其成巖成礦應形成于相同的構造背景之下。從九瑞地區(qū)的成巖成礦年齡(137～148 Ma)以及近年來在長江中下游地區(qū)廣泛開展的鋯石 U-Pb定年和輝鉬礦Re-Os定年工作可以看出,包括九瑞在內(nèi)的長江中下游地區(qū)成銅中酸性巖的成巖成礦時代集中在145～120 Ma(周濤發(fā)等,2008;呂慶田等,2011),對應于中國東部主應力場由東西向向北東向調(diào)整和轉(zhuǎn)換的階段(155～130 Ma)(任紀舜等,1999;牛寶貴等,2003)。毛景文等(2003,2004)通過對我國東部地區(qū)主要成礦帶和一些大規(guī)模礦集區(qū)的成礦期次及地球動力學背景深入研究后,更為系統(tǒng)地提出中國東部大規(guī)模成礦作用分別出現(xiàn)在200～160 Ma、140 Ma左右和 120 Ma左右三個峰期,三大成礦事件所對應的地球動力學背景分別為后碰撞造山過程、構造體制大轉(zhuǎn)折和巖石圈大規(guī)模拆沉作用。長江中下游成礦帶雖位于揚子克拉通北緣,但其成礦動力學背景與華北克拉通基本一致(毛景文等,2003,2004)。東雷灣礦區(qū)的巖體和輝鉬礦均形成于140 Ma左右的早白堊世時期,顯然對應于構造體制大轉(zhuǎn)換時期,受中國東部燕山期的地球動力學背景控制。包括九瑞礦集區(qū)在內(nèi)的長江中下游成礦帶于晚侏羅世末期至早白堊世初期的時期內(nèi)成礦,可能是構造體制轉(zhuǎn)折結(jié)束后完全受制于古太平洋構造域及板內(nèi)伸展機制的全面啟動導致長江中下游成礦帶晚中生代的巖漿-成礦作用的大爆發(fā)(邢光福等,2008),與此同時,九瑞—鄂東南(部分地區(qū))—銅陵晚中生代的成巖成礦事件,也可能與區(qū)域巖石圈伸展條件下的深部殼幔物質(zhì)相互作用有關(陳志洪等,2011;蔣少涌等,2008;李亮等,2009;謝桂青等,2009)。

5 結(jié)論

1)通過對東雷灣矽卡巖型礦床的主要侵入巖體花崗閃長斑巖進行鋯石LA-MC-ICP MS U-Pb定年,獲得其成巖年齡為(142.24±0.52) Ma,對礦體中的 6件輝鉬礦進行 Re-Os定年,獲得同位素加權平均年齡為(146.12±0.97) Ma,等時線年齡為(143.3±5.2) Ma,二者在誤差范圍內(nèi)一致,Re-Os等時線年齡可以代表礦床成礦年齡。成巖與成礦時代基本一致,表明東雷灣巖體形成和礦床礦化均為早白堊世,屬燕山晚期中酸性巖漿與相關熱液上侵定位的產(chǎn)物,是長江中下游成礦帶早白堊世多金屬成礦事件的一部分。

2)輝鉬礦樣品 Re含量變化范圍為 21.422×10-6～36.391×10-6,平均28.674×10-6,與殼?；煸磶r漿熱液礦床中 Re含量接近,礦床成礦物質(zhì)來源為殼幔混源型。巖體和礦床空間上緊密共生,時間上高度統(tǒng)一,巖漿結(jié)晶與成礦過程連續(xù),結(jié)合氫、氧同位素、礦石硫、鉛同位素,推測東雷灣礦床成巖成礦具有同源性,礦床成礦作用受控于巖漿活動的控制。

3)九瑞礦集區(qū)與鄂東南(部分地區(qū))、安慶和銅陵礦集區(qū)的巖漿活動均發(fā)生于晚侏羅世—早白堊世,受控于同一深部地球動力學過程,是中國東部東西向印支期構造域向北東向古太平洋構造域構造體制大轉(zhuǎn)折晚期成礦作用的產(chǎn)物。

致謝:野外工作得到江西地勘局贛西北地質(zhì)大隊的曹鐘清、曹曉明、周智勇、周賢旭、鐘浩等工程師的大力支持與幫助;室內(nèi)實驗由中國地質(zhì)科學院國家地質(zhì)實驗測試中心錸-鋨同位素年代學實驗室屈文俊研究員完成,另外還得到中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所 LA-MC-ICP-MS實驗室侯可軍副研究員的指導與幫助,在此謹表謝忱。

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