湘东青石岭钨多金属矿地质特征及辉钼矿铼-锇同位素定年_伍式崇.pdf

2009 年 6 月 June 2009 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 28，No． 3 239 ～243 收稿日期 2009- 03- 29; 修订日期 2009- 04- 15 基金项目 国家科技支撑计划项目资助 2006BAB01B03 ; 国土资源地质大调查项目资助 1212010533303 ; 中国地质调查局项目资助 1212010813062 作者简介 伍式崇 1967 ， 男， 湖南新化市人， 高级工程师， 从事地质矿产勘查工作。E- mail 450507144 qq． com。 文章编号 02545357 2009 03023905 湘东青石岭钨多金属矿地质特征及辉钼矿铼 － 锇同位素定年 伍式崇1，龙伟平1，陈郑辉2， 3，屈文俊4 1． 湖南省地质矿产勘查开发局四一六队，湖南 株洲412007; 2． 中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037; 3． 中国地质大学 北京 ，北京100083; 4． 国家地质实验测试中心，北京 100037 摘要 湖南桂东县青石岭钨多金属矿是近年来南岭成矿带上国土资源大调查发现的具较大找矿潜力的地 区。在前人研究的基础上， 应用辉钼矿铼 － 锇同位素法对产于诸广山复式花岗岩体中的破碎带蚀变岩型钨 多金属矿进行精确定年。结果表明， 破碎带蚀变岩型钨多金属矿辉钼矿铼 － 锇等时线年龄为 147． 6 6． 8 Ma; 钨多金属矿与燕山早期花岗岩侵入活动有关， 是南岭中生代大规模成岩成矿作用高峰期的产物。 关键词 青石岭钨多金属矿; 辉钼矿; 铼 － 锇同位素定年; 地质特征; 湘东 中图分类号 P579． 3; P578． 291文献标识码 A Geological Characteristics and Mineralization Age of the Qingshiling Tungsten- polymetallic Deposit in East Hunan WU Shi- chong1，LONG Wei- ping1，CHEN Zheng- hui2， 3，QU Wen- jun4 1． The 416 Team of Hunan Geological ＆ Mineral Exploration Survey，Zhuzhou412007，China; 2． Institute of Mineral Resources， Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing100037， China; 3． China University of Geosciences Beijing ，Beijing100083，China; 4． National Research Center for Geoanalysis，Beijing100037，China AbstractThe Qingshiling tungsten- polymetallic deposit field in Hunan province is a new discovered metallogenic region with great potential of mineral prospecion． Based on the previous research progress in this region，Re- Os isotopic age of molybdenite from fracture zone- alterated rock type of tungsten- polymetallic deposit in Zhuguangshan complex granite rock- body． The isochron age of 147． 6 6． 8 Ma was obtained，which suggests its mineralization is related to the Early Yanshanian granite intrusive activities． Key wordthe Qingshiling tungsten- polymetallic deposit;molybdenite;Re- Os isotopic dating;geological characteristics; East Hunan 青石岭钨多金属矿区位于南岭钨锡多金属成 矿带中段北缘、 湖南与江西两省交界的桂东县， 诸 广山岩体的西侧， 是近年来中国地质调查局国土资 源地质大调查在南岭地区发现的一个重要钼矿床。 该矿区发现了规模较大的钨钼多金属矿脉 18 条， 矿床类型为破碎带蚀变岩型， 是南岭地区找矿潜力 较大的一个矿床。由于研究工作开展较少， 到目前 为止， 还没有获得可靠的成矿年代学数据， 这在一 定程度上制约了对该矿床及区域成矿规律的认识 及区域找矿勘探工作。本文应用辉钼矿铼 － 锇同 位素法， 获得了高精度的成矿年龄数据。而该区燕 山早期花岗岩年龄值 161 ～ 146 Ma ［1 ］具有一定 932 ChaoXing 的相似性， 表明成矿和成岩是同期的， 都是南岭中 生代大规模成岩成矿作用高峰期的产物。 1区域地质概况［ 2 －6］ 大地构造位置地处扬子板块与华夏板块的接 合带上的东缘， 南岭纬向构造带中段北缘， 炎陵 县汝城南北向隆起带与阳明山塔山东西向隆 起带之复合部位。区域内 W、 Mo、 Bi、 Cu、 Pb、 Zn、 As 等水系沉积物异常范围大， 强度高， 浓集中心明显， 且与已知矿点吻合， 具备寻找大特大型钨锡铅锌 多金属矿的找矿潜力 ［6 ］ 见图 1 。矿区出露地层 为震旦系上统天子地组上段及留茶坡组、 寒武系下 统香楠组、 泥盆系中统跳马涧组 见图 2 。区内岩 浆岩为加里东 － 燕山期侵入的诸广山复式岩体 北体 之志留纪桂东序列大塘单元花岗岩， 呈岩 基产出。其锆石 U － Pb 年龄为428 Ma［1 ］。岩性以 二长花岗岩居多， 部分为花岗闪长岩， 含少量钾长 石斑晶和长柱状黑色普通角闪石晶体， 基质粒度为 中粒， 部分达粗中粒， 与沉积地层接触处为细中粒。 此外， 还伴有少量花岗斑岩脉、 细粒花岗岩脉等。 受多期次构造 － 岩浆活动影响， 区内断裂构造发 育， 主要有北东向、 北向两组， 北东向断裂控制了区 内矿脉的展布， 为导矿构造， 其次级平行的构造为 容矿构造。区内成矿作用显著， 主要形成了以钨锡 为主的钨锡多金属破碎带蚀变岩型矿床， 产在志留 纪花岗岩体内， 与花岗岩成矿关系密切。 矿区大塘单元花岗岩以中 － 粗中粒少斑状角 闪石黑云母二长花岗岩为主， 似斑状结构， 中 － 粗 中粒花岗结构， 块状构造。矿物组分主要为钾长石 35 ～40 、 斜长石 30 ～ 35 、 石英 25 ～30 ， 次矿物为黑云母 2 ～ 3 、 角闪石 1 ～ 2 、 白云母。斑晶含量一般在 5 ～ 10， 主要由钾长石、 斜长石组成， 偶见石英斑晶， 基质以中粒为主， 有部分具粗粒及细粒结构， 由钾 长石、 斜长石、 石英、 黑云母及少量角闪石组成。副 矿物有磷灰石、 磁铁矿、 锆石、 锡石、 褐帘石、 黄铁 矿、 稀土矿物等。 2矿床地质特征 区内已发现钨多金属矿脉 18 条 见图 1 ， 矿 脉主要赋存在大塘单元花岗岩中内， 受区域北东向 断裂的次级平行破碎带控制 见图 2 。脉走向北 东， 矿体呈透镜状及不规则状产出， 主要矿脉特征 见表 1。矿石结构为自形 － 它形晶结构、 交代结 图 1湖南省桂东县青石岭矿区钨多金属矿地质简图 Fig． 1Simple geological map of the Qingshiling tungsten- polymetallic deposit in Hunan province 1泥盆系中统跳马涧组; 2寒武系下统香楠组; 3震 旦系上统留茶坡组; 4震旦系上统天子地组上段; 5志 留系二长花岗岩; 6细粒花岗岩脉; 7花岗斑岩脉; 8断层; 9矿脉及编号; 10辉钼矿采样位置及编号; 11地质界线; 12不整合地质界线; 13钻孔编号。 图 2青石岭矿区钨多金属矿 1 线地质剖面图 Fig． 2Geological section of No． 1 prospecting line in the Qingshiling tungsten- polymetallic deposit 1志留系桂东序列大塘单元; 2断层; 3矿脉及编 号; 4老窿及编号; 5钻孔编号及孔深; 6二长花岗 岩; 7品位 WO3－ Bi/矿体真厚度 m 。 042 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing 构、 压碎结构， 浸染状、 星点状、 细脉状块状构造。 主要金属矿物为黑钨矿、 白钨矿， 次矿物为辉铋矿、 黄铜矿和磁铁矿等， 脉石矿物主要为石英、 钾长石、 斜长石、 黑云母， 绿泥石等。近矿围岩蚀变种类繁 多， 类型复杂， 其中与矿化有关的围岩蚀变以硅化、 绿泥石化、 绢云母化为主， 次矿物为萤石化、 云英岩 化、 电气石化。主要矿床类型为破碎带蚀变岩型。 表 1青石岭钨多金属矿主要矿脉特征 Table 1Main features of different ore- bearing veins of the Qingshiling tungsten- polymetallic deposit 矿脉 编号 产状 倾向/ 倾角/ 走向长 /m 厚度/m 平均品位/ WSnCuBi 1305606601．500．3885．57 2305 ～12060 ～7017000．800．3500．6342．41 331 ～3007221001．00．1281．06 8906817000．800．0690．94 11157 ～687130000．600．113 12 145 ～1257027001．031．3050．3040．254 13 140 ～1307226001．551．7220．475 14 140 ～1066427000．900．890．1050．094 15 145 ～140332001．171．061．3540．603 16 160 ～3206841000．850．8440．431 3结果与讨论 3． 1辉钼矿的成矿年龄 本次辉钼矿样品采自 15 号矿脉破碎带蚀变岩 型矿体， 为辉钼矿 － 石英脉， 采集了 5 块标本， 样号 分别为 QSL －1、 QSL －2、 QSL －3、 QSL －5、 QSL －6。 矿石中主要金属矿物为辉钼矿。辉钼矿呈半自形 － 它形分布于石英脉中， 有的样品中辉钼矿呈细粒状， 局部见黑钨矿。使用小型电钻直接在矿石标本上钻 取辉钼矿单矿物粉末， 用于 Re －Os 同位素测试。 本次研究中的 Re － Os 同位素测试分析是在 国家地质实验测试中心 Re － Os 同位素实验室进 行， Re、 Os 化学分离步骤和质谱测定等分析方法参 见文献［ 7 －11］ 。由本次实验的 GBW 04435 标准 物质 HLP 测试分析结果 见表 2 可以看出分析 质量是较好的。 表 2GBW 04435 标准物质 Re － Os 同位素测定 Table 2Re- Os isotopic data for reference materials 样品质量 m/g wB/ ngg －1 Re 测定值不确定度 187Os 测定值不确定度 模式年龄/Ma 测定值 不确定度 0．100402836002403654．026．36219．83．3 0．010542852072795661．075．92220．93．4 从辉钼矿的 Re －Os 同位素分析结果 见表3 可 以看出， 辉钼矿的模式年龄为 144． 4 2． 2Ma ～ 159．8 3．1 Ma， 其加权平均值为 153． 3 1． 6 Ma。由于 Re －Os 含量相对较接近， 因此每个样品进 行了两次测试， 每个样品本身有一定的误差。用 ISOPLOT 软件计算所测试 10 个点的等时线年龄 见 图3 和模式年龄的加权平均值 见图4 ， 结果分别为 147．3 6． 8 Ma 加权平均方差 MSWD 1． 5 和 153．3 1．6 Ma MSWD 1．3 。等时线年龄及加权 平均模式年龄都比较可靠。等时线的截距为0．024 0．027， 比较接近 0 点， 说明辉钼矿中不存在普通 Re， 187Os 都是187Re 的衰变产物， 这符合计算模式年龄 的条件， 因而也说明了所获得模式年龄是有效的。 表 3辉钼矿 Re- Os 同位素年龄测定① Table 3Re- Os isotopic age determination of molybdenites 样品 名称 样品 质量 m/g wB/ ngg －1 Re 测定值不确定度 普 Os 测定值不确定度 187Re 测定值不确定度 187Os 测定值不确定度 模式年龄/Ma 测定值不确定度 QSL －10．050435．15．70．00470．0106273．53．60．72920．0085159．83．1 QSL －10．043390．62．90．00040．0032245．51．80．63340．0056154．72．2 QSL －20．052344．45．20．00450．0050216．43．30．52480．0057145．42．9 QSL －20．064356．53．80．00020．0014224．02．40．54000．0057144．52．4 QSL －30．052304．75．40．00470．0105191．53．40．49520．0044155．03．3 QSL －30．133353．23．60．02600．0009222．02．20．56990．0053153．92．5 QSL －50．025315．23．20．09470．0051198．12．00．50490．0089152．83．3 QSL －50．118188．21．60．00020．0015118．31．00．28490．0028144．42．2 QSL －60．050479．17．80．00480．0108301．14．90．76110．0073151．53．1 QSL －60．038425．53．70．00030．0055267．52．30．67600．0067151．52．3 ① Re、 Os 含量的不确定度为绝对误差， 包括样品和稀释剂的称量误差、 稀释剂的标定误差、 质谱测量的分馏校正误差、 待分析样品同位素 比值测量误差， 置信度 95。 142 第 3 期伍式崇等 湘东青石岭钨多金属矿地质特征及辉钼矿铼 － 锇同位素定年第 28 卷 ChaoXing 图 3辉钼矿 Re － Os 同位素等时线年龄 Fig． 3Re- Os isochron age of molybdenites in the Qingshiling deposit 图 4辉钼矿 Re － Os 同位素加权平均模式年龄 Fig．4Re- Os weighted average of model ages of molybdenites in the Qingshiling deposit 3． 2辉钼矿的成矿年代 桂东县青石岭钨多金属矿产于南岭诸广山复 式岩体周边的一个重要的钨钼矿。诸广山复式岩 体 北体 成岩时代历跨加里东期、 印支期、 燕山早 － 晚期， 成岩年龄 130 ～ 451 Ma［2 ］， 其中主体花岗 岩为加里东期， 呈岩基产出; 补体花岗岩属印支 － 燕山晚期， 呈岩枝、 岩株产出。到目前为止， 湘东地 区桂东县青石岭钨钼多金属矿还没有可靠成矿年 龄数据， 以往所确定的成矿年龄都是根据相关岩体 的同位素年龄来推测的， 即志留纪桂东序列大塘单 元花岗岩的补体燕山早期花岗岩年龄为 146 ～161 Ma［2 ］， 成岩时代为燕山晚期 岩体的年龄值也值得 斟酌 ，推测其成矿年龄属于燕山早期。本次测定 的辉钼矿的 Re － Os 同位素年龄是对成矿时代的 有效限定， 结果表明成矿时代为 147． 6 6． 8 Ma， 代表其成矿期次为燕山早期， 成矿与成岩年龄 比较接近， 成矿主要与补体花岗岩有关。 近年来， 在南岭地区利用 Re － Os 同位素定年 法获得了一些钨、 锡、 钼矿的成矿年龄数据， 如汝城 县高坳背钨钼矿 157． 3 Ma、 湖南新田岭钨多金属 161 Ma 王登红， 国家科技支撑计划项目 “南岭地区 有色 －贵重金属成矿潜力及综合探测技术示范研 究” 项目， 未发表数据成果， 2007 ; 湖南锡田锡多金 属矿、 广东石人嶂和师姑山钨锡矿分别为 150 2．7 Ma、 159．1 2．2 Ma 和 154．2 2．7 Ma［ 12 ］; 湖南宝山铜 －钼多金属矿床为160 Ma［ 13 ］; 江西淘锡 坑钨矿为 154． 4 3． 8 Ma［ 14 ］; 湖南柿竹园钨锡铋 多金属矿为 151． 1 3． 5 Ma［ 15 ］; 湖南瑶岗仙钨矿 为 154．9 0． 4 Ma［ 16 ］; 浏阳龙王排钨钼矿 146． 3 1． 8 Ma［ 17 ］; 湖南九嶷山大坳钨锡矿 151． 3 2．4 Ma［ 12 ］等， 均为南岭地区中生代大规模成矿作 用的高峰期 150 ～160 Ma 的产物， 而本区也是这一 大规模成岩成矿作用高峰期的产物。 南岭中段钨锡多金属矿床的形成与燕山期花岗 岩岩浆的侵位之间存在明显的成因联系， 除了提供热 源外， 还提供了大量的成矿物质。因此， 青石岭地区 钨多金属矿的成矿时期主要与其诸广山北体 矿区外 围南东部 燕山期花岗岩侵入活动关系密切， 进一步 说明在本区印支期甚至是加里东期的大岩基中存在 燕山早期运动的影响， 而这不是孤立的地质现象， 在 距离本区不远同属于诸广山岩体北侧的汝城县高坳 背钨钼矿， 其成矿地质特征与本区相类似， 是产于花 岗岩体内的钨钼矿， 成矿时代也是属于燕山早期， 而 位于本区西边的骑田岭岩体中， 产出了相似的矿 床 湖南骑田岭芙蓉锡矿， 是近几年发现的大型锡 多金属矿床， 主要产于花岗岩大岩体内部。目前已发 现锡矿脉 体 40 余条， 锡矿以蚀变花岗岩型、 斑岩型 和矽卡岩型为主， 芙蓉超单元花岗岩侵位时间为燕山 早期， 证据包括南溪弱蚀变花岗岩全岩 Rb － Sr 等时 线年龄为 146 10 Ma 置信度 95 和岩体锆石 SHRIMP U －Pb 年龄为 155 6 Ma 置信度 95 ， 蚀变矿 化 花 岗 岩 锆 石 SHRIMP U － Pb 年 龄 为 156 5 Ma 置信度95 ， 成矿白腊水矿区不同类 型矿床年代学研究结果为 133 ～141 Ma ［ 18 －19 ］。以上 资料显示南岭中段地区在印支期或者是更早的加里 东期形成的大岩基中寻找燕山早期成矿作用的矿产 指明了方向， 具有重要的找矿意义。 4结语 应用辉钼矿 Re － Os 同位素法对产于诸广山 复式花岗岩体中的破碎带蚀变岩型钨多金属矿进 行定年， 结果表明， 破碎带蚀变岩型钨多金属矿辉 钼矿 Re － Os 等时线年龄为 147． 6 6． 8 Ma， 钨 多金属矿与燕山早期花岗岩侵入活动有关， 是南岭 中生代大规模成岩成矿作用高峰期的产物。 242 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing 5参考文献 ［ 1］湖南省地质矿产局 1 ∶ 5 万桂东县幅、 沙田圩幅区域 地质调查报告［ R］ ． 1989 52 －67． ［ 2］吴俊华， 李铁华． 湘赣边界北诸广山超单元组合特征 及构造意义［ J］ ． 中国区域地质， 1999 3 264 －270． ［ 3］沈吉， 赵懿英， 刘道忠． 华南诸广山花岗岩体中段锶铷 铅硫同位素研究［ J］ ． 岩石学报， 1991， 7 2 38 －42． ［ 4］李献华． 万洋山诸广山加里东期花岗岩的形成机 制 微量元素和稀土元素地球化学证据［J］ ． 地球化学， 1993， 22 1 35 －44． ［ 5］洪大卫， 谢锡林， 张季生． 试析杭州诸广山花山 高 εNd值花岗岩带的地质意义［ J］ ． 地质通报， 2002， 21 6 348 －354． ［ 6］刘汉军， 苏正伟， 覃贤禄． 桂东流源地区地球化学特 征及找矿预测［ J］ ． 湖南地质， 2003 1 24 －29． ［ 7］Shirey S B，Walker R J． Carius tube digestion for low- blankrhenium- osmiumanalysis ［J ］ ．Analytical Chemistry， 1995， 67 2136 －2141． ［ 8］杜安道， 何红蓼， 殷宁万， 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］杜安道， 赵敦敏， 王淑贤， 孙德忠， 刘敦一． Carius 管 溶样和负离子热表面电离质谱准确测定辉钼矿铼 － 锇同位素地质年龄［J］ ． 岩矿测试， 2001， 20 4 247 －252． ［ 10］Du A，Wu S，Sun D，Wang S，Qu W，Markey R， Stain H，Morgan J，Malinovskiy D． Preparation and certificationofRe- Osdatingreferencematerials Molybdenite HLP and JDC ［J］ ． Geostandard and Geoanalytical Research， 2004， 28 1 41 －52． ［ 11］ 屈文俊， 杜安道． 高温密闭溶样电感耦合等离子体 质谱准确测定辉钼矿铼 － 锇地质年龄［J］ ． 岩矿 测试， 2003， 22 4 254 －257． ［ 12］ 付建明， 李华芹， 屈文俊， 杨晓君， 魏君奇， 刘国庆， 马丽艳． 湘南九嶷山大坳钨锡矿的 Re － Os 同位素 定年研究［ J］ ． 中国地质， 2007， 34 4 651 －656． ［ 13］ 路远发， 马丽艳， 屈文俊， 梅玉萍， 陈希清． 湖南宝山铜 －钼多金属矿床成岩成矿的 U －Pb 和 Re －Os 同位素 定年研究［ J］ ． 岩石学报， 2006， 22 10 2483 －2492． ［ 14］ 陈郑辉， 王登红， 屈文俊， 陈毓川， 王平安， 许建祥， 张家菁， 许敏林． 赣南崇义地区淘锡坑钨矿的地质 特征与成矿时代［J］ ． 地质通报， 2006， 25 4 496 －501． ［ 15］ 李红艳， 毛景文， 孙亚莉． 柿竹园钨多金属矿床的 Re － Os同位素等时线年龄研究［J］ ． 地质论评， 1996， 42 3 261 －267． ［ 16］ Peng Jiantang， Zhou Meifu， Hu Ruizhong， Shen Neng- ping，Yuan Shunda，Bi Xianwu，Du Andao，Qu Wenjun． Precise molybdenite Re- Os and mica Ar- Ar dating of the Mesozoic Yaogangxian tungsten deposit， central Nanling district， South China ［J］ ． Miner Deposita， 2006， 41 661 －669． ［ 17］ 徐辉煌， 熊峥嵘， 伍式崇， 陈郑辉， 屈文俊． 湘东龙王 排钼多金属矿地质特征及辉钼矿 Re － Os 同位素测 定［ J］ ． 2009， 28 3 244 －248． ［ 18］李华芹， 路远发， 王登红， 陈毓川， 杨红梅， 郭敬， 谢才富， 梅玉萍， 马丽艳． 湖南骑田岭芙蓉矿田成岩 成矿时代的厘定及其地质意义［J］ ． 地质论评， 2006， 51 1 113 －121． ［ 19］ 王勇， 莫宣学， 董方浏， 毕先梅， 喻学惠， 杨伟， 曾普 胜． 湖南芙蓉锡矿的地质地球化学特征及找矿意义 ［ J］ ． 地质通报， 2003， 22 1  50 －56． 第六届全国地质与地球化学分析学术报告会第一轮通知 为推动全国地质与地球化学分析技术的发展， 促进国 内与国际学术交流， 中国地质学会岩矿测试技术专业委员 会定于 2009 年 9 月举办第六届全国地质与地球化学分析 学术报告会。 本届学术报告涵盖地质与地球化学分析技术各领域， 主要包括 1 岩石与矿物分析技术; 2 生态环境与生物地球化学分析技术; 3 有机地球化学分析; 4 形态分析技术; 5 材料、 建材、 核工业、 煤等分析技术; 6 分析仪器研制及软件研发应用; 7 各种相关应用分析技术等。 大会将邀请国内外著名学者作特邀报告， 欢迎踊跃参 加。请作者将 1500 字论文摘要于 2009 年 6 月 30 日前 用电子邮件发给联系人。 稿件将择优全文发表在中文核心期刊 岩矿测试 上。 联 系 人 吴晓军 电话 010 －68999770传真 010 －68998605 电子邮件 wuxiaojun cags． net． cn 地址 北京西城区百万庄大街 26 号 100037 国家地质实验测试中心 中国地质学会岩矿测试技术专业委员会 342 第 3 期伍式崇等 湘东青石岭钨多金属矿地质特征及辉钼矿铼 － 锇同位素定年第 28 卷 ChaoXing