西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩中辉钼矿铼-锇同位素定年及其成矿意义_应立娟.pdf

2009 年 6 月 June 2009 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 28，No． 3 265 ～268 收稿日期 2009- 02- 10; 修订日期 2009- 03- 16 基金项目 技术开发项目 西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床地质特征及找矿方向研究项目资助 E0804 ; 国土资源地质大调查项目资助 1212010633903 作者简介 应立娟 1981 ， 女， 浙江上虞人， 研究实习员， 主要从事矿床学研究。E- mail biyuntian518 sina． com。 文章编号 02545357 2009 03026504 西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩中辉钼矿铼 －锇同位素定年 及其成矿意义 应立娟1，唐菊兴1，王登红1，畅哲生2，屈文俊3，郑文宝4 1． 中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037; 2． 中国黄金集团，北京100011; 3． 国家地质实验测试中心，北京100037; 4． 成都理工大学，四川 成都 610059 摘要 西藏甲玛铜多金属矿床中辉钼矿是主要的矿石矿物， 普遍发育， 产出于不同的矿石类型 角岩型、 矽 卡岩型、 斑岩型 矿石中。辉钼矿大多分布于裂隙、 节理面上和石英脉或不同岩性岩石中。矽卡岩型矿石 中辉钼矿呈微细粒浸染状、 团斑状、 脉状等， 直接分布于矽卡岩中或矽卡岩中后期的石英脉中。采集西藏 甲玛铜多金属矿床矽卡岩型矿石中不同产状的辉钼矿， 进行铼 － 锇同位素测年， 得到等时线年龄为 15． 34 0． 10 Ma， 模式年龄变化于 15． 21 0． 22 Ma ～ 15． 50 0． 22 Ma， 说明甲玛的辉钼矿成矿年 龄集中在 15 Ma 左右。结合前人的年代学研究成果， 认为甲玛铜多金属矿成矿时代与冈底斯斑岩铜矿带 斑岩铜矿的成矿年龄相近， 可以否定甲玛铜多金属矿海底喷流沉积成矿成因的观点， 为甲玛铜多金属矿的 成矿成因和斑岩 － 矽卡岩型矿体的深部找矿提供了理论依据。 关键词 甲玛铜多金属矿; 辉钼矿; 铼 － 锇同位素定年; 成矿特征 中图分类号 P579． 3; P578． 291文献标识码 A Re- Os Isotopic Dating of Molybdenite in Skarn from the Jiama Copper Polymetallic Deposit of Tibet and Its Metallogenic Significance YING Li- juan1，TANG Ju- xing1，WANG Deng- hong1，CHANG Zhe- sheng2， QU Wen- jun3，ZHENG Wen- bao4 1． Institute of Mineral Resources， Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing100037， China; 2． China National Gold Group Corporation，Beijing100011，China; 3． National Research Center for Geoanalysis，Beijing100037，China; 4． Chengdu University of Technology，Chengdu610059，China Abstract Different molybdenites were collected from the Jiama copper polymetallic deposit for Re- Os isotopic dating． The isochron age of 15．34 0．10 Ma， and model age of 15．21 0．22 Ma ～ 15．50 0．22 Ma were obtained． This results are similar to the data from the previous Re- Os dating results， which indicates that the mineralization age of molybdenites in Jiama is around 15 Ma． According to Re- Os dating results of other molybdenite from porphyry copper deposits in Gangdese belt，which is considered to have the similar mineralization age with that of the Jiama copper polymetallic deposit，it provides a reference for further study on geological genesis of the Jiama copper polymetallic deposit and a theoretical basis for deep earth prospecting of porphyry- skarn ore bodies． Key wordsthe Jiama copper polymetallic deposit;molybdenite;Re- Os isotopic dating;mineralization characteristics 562 ChaoXing 甲玛铜多金属矿床位于西藏特提斯构造域冈 底斯念青唐古拉 地体 板片中南部。矿区地层 上为侏罗统多底沟组 J3d 灰岩、 大理岩和下白垩 统， 林布宗组 K1l 黑色板岩、 粉砂岩、 角岩。主矿 体位于上侏罗统多底沟组大理岩与下白垩统林布 宗组角岩的层间接触带和滑脱构造及其次生褶皱 中， 角岩中也可圈定铜钼矿体。围岩蚀变强烈、 破 裂裂隙发育。矿体长3600 m， 沿倾向方向延伸大 于 2000 m， 平面上呈层状， 剖面形态为一不规则层 状、 厚板体。矿体主要由细脉浸染状原生硫化物型 矿石组成， 矿石矿物以黄铜矿、 斑铜矿、 辉钼矿、 黝 铜矿、 辉铜矿为主， 其次方铅矿、 闪锌矿， 有用元素 以铜为主， 伴生钼、 金、 银、 铅锌、 钨等。 辉钼矿常含有铼， 并且是铼含量最高的矿物。 随着分析测试技术的不断提高， 辉钼矿的 Re － Os 同位素定年已经越来越多地被应用于地质年代学 领域。西藏甲玛铜多金属矿床中辉钼矿广泛发育， 可产于不同的岩性 如角岩、 矽卡岩和斑岩 中。 辉钼矿的成矿年龄基本可以代表甲玛铜多金属矿 硫化物阶段的成矿时代。关于甲玛铜多金属矿的 矿床类型和成因有多种认识 早期高温热液的矽卡 岩型说 ［1 －2 ］; 海底喷流沉积成矿说［3 －6 ］; 斑岩 － 矽 卡岩 － 角岩型的岩浆 － 接触交代说 ［7 ］。本文甲玛 铜多金属矿成矿年龄的确定为其矿床成因的确定 提供了年代学方面的依据。 1样品情况 辉钼矿在甲玛矿区发育， 可见于不同类型的矿 石中。本次测年所用样品为矽卡岩型矿石中的辉 钼矿， 产状为矽卡岩型矿石产出的中细粒浸染状辉 钼矿和该类矿石中石英脉中团斑状辉钼矿。野外 该样品定名为硅化矽卡岩铜钼矿石， 以辉钼矿为 主， 其次见微细粒黄铜矿和极少量黄铁矿。样品采 自 0 ～16 线海拔4600 m 以上铅山平硐中产出的矿 石 见图 1 ， 故该辉钼矿的 Re － Os 年龄是具有代 表性的。 本次样品共为5 大件， 其中在YXK －01 图2A 中， 采集了5 件不同部位的辉钼矿， 编号分别为 YXK －01 －1、 YXK －01 －2、 YXK －01 －3、 YXK －01 －4 和 YXK －01 －5; 另外4 件编号分别为 YXK －02 图 2B 、 YXK － 04 图 2C 、 YXK － 06 和 YXK － 07 图 2D 。其中 YXK －02 的两个不同部位又分别取样， 编号为 YXK －02 －1 和YXK －02 －2。样品辉钼矿 的产出特征为 YXK －01 和 YXK －02 以矽卡岩中的 辉钼矿为主， 其他均为矽卡岩的石英脉中的辉钼矿; 且 YXK －01 的矽卡岩硅化也较强。石英脉在矽卡 岩中不规则发育， 但较纯。 图 1甲玛铜多金属矿床地质简图 Fig．1Simple geological map of the Jiama copper polymetallic deposit 图 2甲玛矽卡岩型辉钼矿的手标本特征 Fig． 2Features of the Jiama skarn type from the Jiama molybdenite specimen AYXK －01; BYXK －02， 矽卡岩中辉钼矿; CYXK －04; DYXK －07， 矽卡岩的石英脉中辉钼矿。 2辉钼矿铼 －锇同位素测定 Re － Os 同位素定年法是基于187Re 的 β 衰变 产生187Os来计算地质年龄的。根据放射性衰变规 律， 矿物形成后的 t 时间内， 187Os 增长方程为 187Os 187Re e λt －1 式中， λ 为187Re 的衰变常数， 其值 1． 666 10 －11a－1 不确定度 1． 02 ［8 ］。 Re － Os 年龄测定工作由国家地质实验测试中 心 Re － Os 同位素实验室完成。采用185Re 和190Os 662 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing 的混合稀释剂， 通过蒸馏分离 Os 和萃取分离 Re， 用 TJA PQ ExCell 等离子体质谱仪 ICP － MS， 美国 Thermo 公司 进行测定。ICP － MS 可达到目前国 外同类仪器的测量精密度， 实验数据准确。 3结果与讨论 3． 1甲玛辉钼矿的成矿年龄 西藏甲玛矽卡岩型辉钼矿的 Re － Os 模式年 龄测定结果见表 1。甲玛辉钼矿的 Re 含量为 382． 54 ～2231． 78 μg/g， 含量大多高于 1． 0 mg/g 仅样品 YXK － 04 例外 。这些数据说明甲玛辉 钼矿中的 Re 分布比较均匀 ［9 ］。鉴于 Re 只有 2 个 天然产出的同位素， 185 Re 和187Re， 其丰度分别为 37． 398 0． 016 和 62． 602 0． 016［10 ］， 研 究的矿床中辉钼矿的187Re 含量比185Re 高。Re 含 量高的矿物， 其187Re 含量和由187Re β 衰变而成的 稳定的187Os 含量也较高， 故辉钼矿样品 YXK － 04 模式年龄与其他样品并无大的差别， 尽管其 Re 和 Os 含量都较其他样品明显偏低。甲玛辉钼矿的模 式年龄分布于 15． 21 0． 22Ma ～ 15． 50 0． 22 Ma， 变化较小， 年龄较为接近。辉钼矿在矽 卡岩中的产出特征有所不同; 但测年结果显示， 直 接在矽卡岩中的辉钼矿与产在矽卡岩的石英脉中 的辉钼矿是同期的， 两种辉钼矿的成因可能相同。 表 1甲玛矽卡岩型辉钼矿 Re － Os 的模式年龄测定 Table 1Re- Os model age of the Jiama skarn type molybdenite 样品 编号 样品质量 m/g wB/ μgg －1 Re 187Re w 187Os / ngg －1 模式年龄/Ma YXK- 01- 1 0．00549 1649．08 1036．48 9．31 264．20 2．21 15．30 0．22 YXK- 01- 2 0．00539 1797．98 1130．07 13．06286．70 2．64 15．23 0．26 YXK- 01- 3 0．00555 1981．07 1245．14 11．93316．99 2．63 15．28 0．23 YXK- 01- 4 0．00516 2231．78 1402．72 11．64362．27 3．05 15．50 0．22 YXK- 01- 5 0．00558 1541．37 968．78 8．48247．20 1．98 15．31 0．22 YXK- 02- 1 0．00538 1625．85 1021．88 8．66259．28 2．21 15．23 0．22 YXK- 02- 2 0．00556 1303．94 819．55 6．79209．50 1．78 15．34 0．22 YXK- 04 0．00588 382．54240．43 1．8461．00 0．5415．23 0．22 YXK- 06 0．00580 1060．12 666．31 5．33168．33 1．50 15．21 0．22 YXK- 07 0．00560 1168．39 734．36 5．94186．64 1．71 15．25 0．22 根据采集的 10 件辉钼矿样品的 Re － Os 模式 年龄测定结果 见表 1 ， 拟合并计算得到辉钼矿等 时线年龄为 15． 34 0． 10 Ma 见图3 ， 其加权平 均方差 MSWD 为 0． 85， 小于 1， 说明该等时线拟 合得好。等时线上各点基本落在线上， 表明这些辉 钼矿样品为同一阶段的产物， 等时线年龄可代表辉 钼矿的成矿年龄。李光明等 ［1 ］对甲玛矿区辉钼矿 也做过 Re － Os 同位素定年， 7 件样品的模式年龄 变化于15． 4 ～ 15． 5 Ma， 等时线年龄为 15． 18 0． 98 Ma， 但样品没有注明产状。本文得到的矽 卡岩型矿石中的辉钼矿 Re － Os 年龄与前人所得 结果基本一致， 因此甲玛铜多金属矿与矽卡岩有关 的辉钼矿成矿年龄主要集中在 15 Ma 左右。 图 3西藏甲玛矽卡岩型辉钼矿 Re － Os 等时线年龄 Fig． 3Re- Os isochron age of the Jiama skarn type molybdenite 3． 2甲玛辉钼矿的成矿时代 本文测得的与矽卡岩有关的辉钼矿 Re － Os 等 时线年龄为 15．34 0．10 Ma。直接产在矽卡岩中 的辉钼矿和矽卡岩的石英脉中的辉钼矿年龄基本一 致， 表明与矽卡岩有关的辉钼矿成矿应属于同一时 期的成矿作用。该结果与前人所得的辉钼矿 Re －Os年龄 15． 4 ～15． 5 Ma ［ 1 ］也是一致的， 反映 甲玛矿区的辉钼矿成矿时代集中在15 ～15．5 Ma， 即 中新世 Langhian 期， 具有碰撞后成矿的特点。 3． 3甲玛铜多金属矿的成因 全球巨型铜矿的成矿强度最大的时代集中在 老第三纪和新第三纪， 喜马拉雅期是全球铜矿最重 要的成矿阶段之一。国外主要的斑岩型铜矿， 以智 利的斑岩型铜矿为代表， 大多集中在第三纪 ［11 ］。 甲玛矿区位于西藏特提斯喜马拉雅构造域一级 构造单元冈底斯念青唐古拉板片中段。按中生 代以来形成的构造格局， 本区属于该板片次级构造 单元冈底斯火山 － 岩浆弧。在冈底斯火山 － 岩浆 弧中分布着一条斑岩铜矿带， 东段以 Cu、 Mo、 Zn 和 Pb 金属矿化为主， 中段以 Cu 和 Mo 矿化为主， 西段 以 Cu 和 Au 矿化为主。其中， 中段斑岩铜矿最为典 型， 代表性矿床包括甲玛、 驱龙、 南木、 冲江和拉抗俄 762 第 3 期应立娟等 西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩中辉钼矿铼 － 锇同位素定年及其成矿意义第 28 卷 ChaoXing 等斑岩铜矿。南木铜矿辉钼矿 Re － Os 等时线年龄 为 14．67 0．2 Ma， 冲江铜矿辉钼矿 Re － Os 等时 线年龄为 14．04 0．6Ma， 拉抗俄铜矿辉钼矿 Re －Os模式年龄变化于13．5 ～13．6 Ma［ 12 －13 ］。 甲玛铜多金属矿矽卡岩型矿石辉钼矿 Re － Os 等时线年龄 15． 18 0． 98 Ma ～ 15． 34 0． 10 Ma， 与上述典型的斑岩型铜矿中与斑岩有关的辉钼 矿 Re －Os 年龄相差不大， 小于 2 Ma。笔者认为， 甲 玛铜多金属矿的形成与整个冈底斯成矿带后碰撞阶 段大规模、 爆发式的岩浆 －热液成矿作用密切相关， 成矿年代学的厘定也为该矿床属于斑岩型 － 矽卡岩 型的岩浆 －接触交代成因观点提供了重要依据。海 底喷流成矿成因说 ［ 3 －6 ］认为甲玛矿区普遍产出的矽 卡岩是海底喷流沉积的产物， 是在中侏罗世形成的， 其主要的证据仅仅是矿体的产状和矿石有条带状和 层纹状构造。矿石学的研究表明， 矽卡岩中常见选 择性交代作用而形成的条带状、 层纹状构造， 非热水 沉积作用独有。事实上， 本文精确的辉钼矿成矿年 龄测定， 已经表明作为甲玛铜多金属矿主要矿石矿 物之一的辉钼矿 和黄铜矿密切共生 的成矿时代 肯定不是中侏罗世和早白垩世。 4结语 甲玛辉钼矿存在于不同类型的矿石中， 本文仅 对甲玛矿区0 ～16 线海拔 4600 m 以上的铜多金属 矿床矽卡岩型矿石中的辉钼矿进行了 Re － Os 同位 素定年， 取得了准确的年龄数据。10 件辉钼矿样品 的模式年龄变化于 15． 21 0． 22 Ma ～ 15．50 0．22 Ma， 等时线年龄为 15．34 0．10 Ma， 所得的 成矿年龄数据为该矿床的成因提供了依据。可以认 为， 甲玛铜多金属矿的辉钼矿成矿时代与冈底斯斑 岩铜矿带内斑岩型铜矿的成矿时代基本一致， 属于 中新世。这与中国地质科学院矿产资源研究所前期 的研究成果 ［ 7 ］认为的矿床成因观点是一致的， 从而 否定了前人的海底喷流沉积成矿成因的观点， 为今 后该矿床的深部和外围找矿指明了方向。 致谢 感谢华泰龙矿业公司勘探部的支持和 帮助， 感谢成都理工大学参与本项目的老师和同学 们的帮助和指导。 5参考文献 ［ 1］李光明， 芮宗瑶， 王高明， 林方成， 刘波， 佘宏全， 丰成 友， 屈文俊． 西藏冈底斯成矿带甲马和知不拉铜多金 属矿床的 Re － Os 同位素年龄及意义［J］ ． 矿床 地质， 2005， 24 5 482 －489． ［ 2］西藏地质六队． 西藏自治区墨竹工卡县甲马矿区铜 铅多金属矿详查报告［ Z］ ． 2000 76 －89． ［ 3］潘风雏， 邓军， 姚鹏， 王庆飞， 刘玉祥． 西藏甲马铜多 金属矿床矽卡岩的喷流成因［J］ ． 现代地质， 2002， 16 4 359 －364． ［ 4］杜光树， 姚鹏， 潘凤雏， 粟登逵， 李文彬， 宁英毅． 喷流 成因矽卡岩与成矿 以西藏甲马铜金属矿床为例 ［ M］ ． 成都 四川科学技术出版社， 1998 82 －113． ［ 5］姚鹏， 杜光树． 西藏甲马多金属矿床容矿岩石的地球 化学特征及其成因初步研究［ J］ ． 特提斯地质， 1999 总第 23 期 46 －56． ［ 6］姚鹏， 郑明华， 彭勇民， 李金高， 粟登奎， 范文玉． 西藏 冈底斯岛弧带甲马铜多金属矿床成矿物质来源及成 因研究［ J］ ． 地质论评， 2002， 48 5 468 －479． ［ 7］中国地质科学院矿产资源研究所． 西藏自治区墨竹 工卡县甲玛铜多金属矿资源量核实报告［ Z］ ． 2008 57 －109． ［ 8］杜安道， 何红蓼， 殷万宁， 邹晓秋， 孙亚莉， 孙德忠， 陈少珍， 屈文俊． 辉钼矿的铼 － 锇同位素地质年龄 测定方法研究［J］ ． 地质学报， 1994， 68 4 339 － 347． ［ 9］黄典豪， 杜安道， 吴澄宇， 刘兰笙， 孙亚莉， 邹晓秋． 华北地台钼 铜 矿床成矿年代学研究 辉钼矿 铼 － 锇年龄及其地质意义［J］ ． 矿床地质， 1996， 15 4 365 －372． ［ 10］Gram N O，Jgensen M H，Meyer N I． Quadrupole and octupole electron- phonon coupling in n- type silicon ［ J］ ． Physics Letters A， 1973， 44 1 31 －32． ［ 11］王登红， 陈毓川， 杨建民， 徐珏， 薛春纪， 闫升好． 试论成矿强度与喜马拉雅期成矿大爆发［ M］ ∥陈毓 川， 王登红． 喜马拉雅期内生成矿作用研究． 北京 地震出版社， 2001 4 －29． ［ 12］侯增谦， 曲晓明， 王淑贤， 高永丰， 杜安道， 黄卫． 西藏高原冈底斯斑岩铜矿带辉钼矿年龄成矿作用时 限与动力学背景应用［J］ ． 中国科学 D 辑， 2003， 33 7 609 －618． ［ 13］ 芮宗瑶， 侯增谦， 曲晓明， 张立生， 王龙生， 刘玉琳． 冈底斯斑岩铜矿成矿时代及青藏高原隆升［J］ ． 矿床地质， 2003， 22 3 217 －225． 862 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing