福建省永定山口钼矿辉钼矿铼-锇同位素定年及其地质特征_罗锦昌.pdf

2009 年 6 月 June 2009 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 28，No． 3 254 ～258 收稿日期 2009- 02- 01; 修订日期 2009- 03- 16 基金项目 国土资源地质大调查 全国重要矿产和区域成矿规律研究项目资助 1212010733803 ; 南岭大型矿 集区深部评价技术方法研究项目资助 1212010813062 作者简介 罗锦昌 1963 ， 男， 福建武平县人， 高级工程师， 主要从事金属矿产勘查和研究工作。 E- mail jinchanl126． com。 文章编号 02545357 2009 03025405 福建省永定山口钼矿辉钼矿铼 － 锇同位素定年及其地质特征 罗锦昌1，陈郑辉2， 3，屈文俊4 1． 福建省地质八队，福建 龙岩364000; 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 福建永定山口钼矿位于武夷山北东 － 北北东构造带南段与南岭东西向构造带东段的复合部位， 受 上杭云霄北西向断裂控制的湖雷早侏罗世火山喷发盆地的西北侧边缘， 是目前福建省近年来钼矿地质 找矿工作取得重大进展的矿床之一， 也是已发现赋存于早侏罗世火山岩及火山碎屑沉积岩中仅有的一个 中型钼矿床。文章通过采集钻孔中的辉钼矿进行铼 － 锇同位素年龄测定， 获得辉钼矿等时线年龄为 165． 3 3． 5 Ma， 表明该矿床形成于燕山早期， 说明武夷山成矿带存在南岭成矿带相类似的成矿作用， 为寻找南岭成矿带相类似成矿作用的找矿工作提出新的方向和新的思路。 关键词 永定山口钼矿; 辉钼矿; 铼 － 锇同位素定年; 地质特征 中图分类号 P579． 3; P578． 291文献标识码 A Re- Os Isotopic Dating of Molybdenite from the Shankou Molybdenum Deposit in Yongding County of Fujian Province and Its Geological Significance LUO Jin- chang1，CHEN Zheng- hui2， 3，QU Wen- jun4 1． The 8 Team of Geological Survey Team of Fujian Province，Longyan364000，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 Abstract The Shankou molybdenum deposit in Yongding is one of the molybdenum deposits with great progress in geological and mineral exploration in recent years． The mine area is located in the complex place of south part of the northeast NE - north- northeast NNE Wuyishan tectonic belt and the east part of the latitudinal Nanling tectonic belt． It is at the northwestern margin of Early Jurrasic volcanic eruption Hulei Basin which is controlled by the northwest Shanghang- Yunxiao fault． Until now，it is the only discovered middle scale molybdenum deposit occurring in the Early Jurrasic volcanic rocks and pyroclastic sedimentary rocks． In this papar，the Re- Os isochron age of 165． 3 3． 5 Ma for molybdenite samples from drilling holes was obtained． It suggests this deposit ed in the Early Yanshanian period and there is similar mineralization between the Nanling metallogenetic belt and the Wuyushan metallogenetic belt． It provides a new orientation for ore- prospecting in the metallogenetic belts with the similar mineralization to the Nanling metallogenetic belt． Key wordsthe Yongdingshankou molybdenum deposit;molybdenite;Re- Os isotopic dating;geological characteristics 452 ChaoXing 福建省永定山口钼矿位于武夷山北东 － 北北 东构造带南段与南岭东西向构造带东段的复合部 位， 受上杭云霄北西向断裂控制的湖雷早侏罗世 火山喷发盆地的西北侧边缘 见图 1 ， 是目前福建 省近年来钼矿地质找矿工作取得重大进展的矿床 之一， 也是目前已发现赋存于早侏罗世火山岩及火 山碎屑沉积岩中仅有的一个中型钼矿床 ［1 －3 ］。前 人在本区的研究工作相对较薄弱。为了掌握该矿 区的精确成矿年龄数据， 本文通过在矿区钻孔 ZK1005 中揭露的不同矿化位置分别采集 5 个辉钼 矿样品， 由国家地质实验测试中心采用同位素稀释 － 等离子体质谱法进行 Re － Os 等时线年龄测定， 为寻找南岭成矿带相类似成矿作用的找矿工作提 出新的方向和新的思路。 图 1福建永定山口地区区域地质简图 Fig． 1Simple geological map of the Yongdingshankou county in Fujian province 1早侏罗世藩坑组上火山岩段; 2早侏罗世藩坑组砂岩段; 3早侏罗世藩坑组下火山岩段; 4早侏罗世下村组; 5中侏罗世漳平组; 6晚三叠世文宾山组; 7早三叠世溪口组; 8晚二叠世大隆组; 9晚二叠世翠屏山组; 10晚侏罗世含黑云母花岗岩; 11中侏罗世 细粒花岗岩; 12中侏罗世斑状细粒花岗岩; 13中侏罗世中粗粒花岗岩; 14中侏罗世中粒花岗岩; 15似斑状中粒含黑云母花岗岩; 16潜斜长斑岩; 17潜花岗斑岩; 18潜辉石闪长岩; 19潜闪长岩; 20潜闪长玢岩。 552 第 3 期罗锦昌等 福建省永定山口钼矿辉钼矿铼 － 锇同位素定年及其地质特征第 28 卷 ChaoXing 1矿区地质特征 永定山口钼矿矿区位于上杭云霄深断裂成 矿带中部， 区内断裂发育， 侏罗纪火山岩广泛分布， 岩浆活动频繁， 基性 － 中酸性岩体、 斑岩体侵入活 动频繁， 中低温热液蚀变发育， 土壤中 Cu、 Mo、 Au、 Pb、 Zn 等多种金属异常星罗棋布， 矿化现象普遍， 已发现有 Cu、 Pb、 Zn、 Mo 等矿化点多处。 本区大面积出露早侏罗世藩坑组， 北部还出露 早侏罗世下村组、 晚三叠世文宾山组。早侏罗世藩 坑组是钼矿的赋矿层位， 分为3 段 ① 下火山岩段 J1f1 。呈北东展布， 为一较平缓的单斜地层， 下 部为深灰色安山岩、 玄武岩夹粗玄岩、 英安质含角 砾晶屑、 岩屑凝灰岩; 上部灰白色斜长流纹岩、 流纹 岩夹流纹质含角砾凝灰岩。② 砂岩段 J1f2 。地 层总体呈北西展布， 上部为灰黑色中薄层细砂岩、 粉砂质泥岩; 中部夹杂砂质石英砂岩; 底部凝灰岩、 炭质泥岩、 泥质粉砂岩、 粉砂质泥岩。③ 上火山岩 段 J1f3 。下部为中基性的深灰色杏仁状安山岩、 玄武岩; 上部为酸性的深灰白色流纹岩、 斜长流纹 岩夹流纹质含角砾熔结凝灰岩 见图 2 。 图 2福建永定山口钼矿区地质简图 Fig． 2Simple geological map of the Yongdingshankou molybdenum deposit region in Fujian province 1早侏罗世藩坑组上火山岩段; 2早侏罗世藩坑组砂岩段; 3 早侏罗世藩坑组下火山岩段; 4晚侏罗世古镇单元含黑云母花岗 岩; 5闪长玢岩脉; 6辉绿岩脉; 7花岗斑岩脉; 8辉钼矿 体; 9地质界线; 10断层; 11钼异常等值线。 区内构造主要表现为断层及火山构造， 褶皱构 造不明显， 总体表现为单斜构造。断层有北西向、 北东向、 近东西向、 近南北向等 4 组。本区所处的 湖雷火山喷发盆地发育有 4 个火山机构， 每一火山 机构均由环状断裂系统与辐射状断裂系统组成。 区内侵入岩主要分布在西侧， 大致可分为早、 中、 晚侏罗世 3 个时代的中细粒二长花岗岩 － 似斑 状含黑云母花岗岩， 最早侵入的为早侏罗世中细粒 二长花岗岩， 最晚侵入的是似斑状中粒含黑云母花 岗岩， 均为永定岩体的组成部分。此外， 在侏罗纪 火山岩中常见有大小不等的中基性岩脉 潜火山 岩脉 沿火山构造侵入。 目前已揭露 13 个矿体， 主矿体呈似层状、 大透 镜体状产出， 走向为北西向， 北东倾， 倾角中等 见 图 3 。矿体长 100 ～1000 m， 延深 50 ～ 400 m， 厚 2 ～30 m， 矿体产状与地层产状基本一致。 图 3永定山口钼矿区 10 号勘探线剖面图 Fig． 3Geological section chart of No． 10 exploration line of the Yongdingshankou molybdenum deposit region 1早侏罗世藩坑组上火山岩段; 2早侏罗世藩坑组砂岩段; 3安山岩; 4晶屑凝灰岩; 5粉砂岩夹细砂岩; 6段界线; 7钼矿体; 8完工钻孔; 9辉钼矿采样位置。 矿石以细粒它形片状结构为主， 次为斑状结 构、 花岗变晶结构、 半自形粒状结构; 矿石构造以 石英 细脉状构造、 条纹状构造为主， 次为线脉 状、 稀疏浸染状构造。 矿石成分有金属矿物， 以辉钼矿为主， 次为黄铁 矿、 磁铁矿、 黄铜矿等; 脉石矿物以石英等为主， 次为 斜长石、 绿帘石、 绿泥石、 黑云母、 方解石。矿石品 652 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing 位 Mo 一般0．06 ～0．20， 平均品位0．08。 福建省永定山口钼矿床为中侏罗世形成与早 侏罗世火山活动期后热液活动有关的钼矿床， 其主 要依据是 ① 矿体走向与火山机构在山口处的放 射状断裂走向一致。② 辉钼矿主要分布于石英细 脉的两侧， 或分布在细砂岩、 粉砂岩的岩石裂隙中， 明显具有岩石碎裂程度越高、 岩石碎隙粒度越粗、 品位越高的特征， 是热液充填交代成矿的特征。 ③ 与西侧永定岩体矿化关系不密切。因此， 山口 钼矿是在中侏罗世潜火山活动或深部中酸性岩浆 活动过程中， 含钼铜的热液沿放射状断裂迁移到山 口地区， 沿易碎裂、 岩石孔隙大的细砂岩、 粉砂岩充 填交代形成的。 2辉钼矿铼 －锇同位素测定 采集的辉钼矿样品是矿区 ZK1005 的矿石样 品， 用以进行 Re － Os 同位素年龄测定。矿石中主 要成分是 辉 钼 矿。采 样 位 置 分 别 为 37． 75 ～ 39． 92 m、 52 ～54 m、 201． 41 ～ 203． 16 m、 216． 32 ～ 218．78 m、 265 ～266 m 见图 3 。矿石中辉钼矿呈 半自形晶赋存于不同岩性中， 其赋矿围岩有钼矿化 角岩化粉砂岩、 钼矿化流纹质晶屑凝灰岩、 钼矿化 凝灰岩、 早侏罗世藻坑组砂岩段钼矿化安山岩、 钼 矿化硅化细粒砂岩等。 分析样品主要是选取辉钼矿单矿物共 5 个样 品进行 Re － Os 同位素定年， 年龄测试分析由国家 地质实验测试中心 Re － Os 同位素实验室完成。 Re － Os 化学分离步骤和质谱测定等分析方法见文 献［ 4 －10］ 。 3结果与讨论 3． 1山口钼矿的成矿年龄 每个样品中187Re 和187Os 的含量以及根据公式 计算所得的模式年龄见表 1。根据187Re 和187Os 的 含量绘制等时线年龄见图 4。Re － Os 同位素定年 的结果表明， 辉钼矿的模式年龄变化于 166． 5 2．4 Ma ～ 169． 4 2． 3 Ma。其中编号为 S1 的 辉钼矿样品作为平行样测试了 2 次。平行样的测 试结果非常接近， 说明测试结果数据可靠、 有效。 Re － Os 同位素测年方法是直接精确测定辉钼 矿及相关矿化模式年龄的有效手段 ［4 ］。山口钼矿 区在同一钻孔的不同位置采集的 5 个辉钼矿的模 式年龄变化于 166． 5 2． 4 ～ 169． 4 2． 3 Ma， 在等时线图上分布近于一条直线， 其等时线年龄为 165． 3 3． 5 Ma。等时线年龄与模式年龄很接 近， 说明测试结果是可信的， 可以作为永定山口钼 矿区的成矿年龄。 表 1永定山口钼矿区辉钼矿的 Re － Os 同位素测定① Table 1Re- Os chronologic data of molybdenite from the Yongdingshankou molybdenum deposit region 样品 编号 样品质量 m/g 采样位置 /m wB/ ngg －1 Re普 Os 187Re187Os 模式年龄 /Ma S40．05037 37．75 ～39．92 33303 263 0．00030 0．00068 20931 165 58．67 0．48 168．0 2．3 S20．0518552 ～54 35456 290 0．00024 0 22285 182 62．76 0．51 168．8 2．4 S30．05054 201．4 ～203．16 31131 267 0．00045 0．00101 19566 168 55．26 0．46 169．3 2．4 S50．05073 216．3 ～218．78 34131 269 0．00023 0．00025 21452 169 60．61 0．48 169．4 2．3 S10．05258265 ～266 57043 496 0．12187 0．00985 35852 312 99．57 0．84 166．5 2．4 S10．04939265 ～266 58455 489 0．00064 0 36740 307 103．07 0．88 168．2 2．4 ① 括号内数据为不确定度。 图 4辉钼矿的 Re － Os 同位素等时线年龄 Fig． 4Re- Os isochron age of molybdenite 3． 2山口钼矿的成矿时代 山口矿区矿体围岩为早侏罗世藩坑组， 根据斜 长流纹岩全岩 Rb － Sr 等时线年龄为 179 Ma［2 ］。 山口矿区西侧侵入有永定复式岩体， 从中侏罗世开 始侵入至晚侏罗世侵入结束， 侵入时代最早的玄湖 单元 Rb － Sr 等时线年龄为 172． 3 5． 6 Ma［3 ］， 最晚的也是与山口矿区最近的侵入岩为矿区北西 侧晚侏罗世含黑云母花岗岩， 时代约为 150 Ma。 以上的赋矿围岩年龄数据表明， 早侏罗世的岩浆活 动与钼矿的形成有重要关系。 752 第 3 期罗锦昌等 福建省永定山口钼矿辉钼矿铼 － 锇同位素定年及其地质特征第 28 卷 ChaoXing 侏罗世晚期是福建省多金属矿主要的形成时 代 ［1 ］， 年龄在 125 ～150 Ma。而本区较为重要的矿 床 紫金山金铜矿的成矿时代， 根据周肃在 1996 年的工作成果获得含铜金的硅化岩和含金石 英及浅部金矿化岩石中石英 Rb － Sr 等时线年龄分 别为 122 4 Ma 和 100 3 Ma［11 ］， 前者代表铜 金主矿体形成时间， 而后者年龄与燕山晚期火山一 次火山活动时间基本一致， 表明金矿床形成时间为 晚白垩世。而早侏罗世金属矿床形成较少， 见报道 的有龙岩中甲锡多金属矿， 其辉钼矿 Re － Os 等时 线年龄为196 ～199 Ma［12 ］， 属晚三叠世 － 早侏罗世 形成的。福建行洛坑大型钨矿辉钼矿 Re － Os 等 时线年龄为 156． 3 4． 8 Ma［13 ］， 与本钼矿的成矿 年龄代表了中侏罗世的成矿作用。 4结语 福建省永定山口辉钼矿的等时线年龄为 165． 3 3． 5 Ma， 该数据表明矿区成矿主要形成 于燕山早期。福建中甲锡矿、 行洛坑钨矿以及山口 钼矿床的成矿年龄均表明， 武夷山成矿带在燕山早 期存在着南岭东西向成矿带相类似的成矿作用。 永定山口钼矿区是南岭成矿带东部与武夷山成矿 带南部交汇的部位， 这次对该矿区成矿年龄的测试 为研究本区的成矿作用提供了重要的依据， 为寻找 南岭成矿带相类似成矿作用的找矿工作提出新的 方向和新的思路。 5参考文献 ［ 1］吴淦国， 张达， 彭润民， 吴建设， 高天钧， 陈柏林， 汪群 峰， 狄永军， 张祥信． 东南沿海成矿带矿床形成的时间 演化规律研究［ J］ ． 地学前缘， 2004， 11 1 237 －247． ［ 2］福建省地质矿产勘查开发局． 福建省地质图 1∶ 500000 说明书［ Z］ ． ［ 3］福建省地质矿产勘查开发局． 福建省地质图 1∶ 50000 湖雷幅、 永定幅 说明书［ Z］ ． ［ 4］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． ［ 5］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． ［ 6］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． ［ 7］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． ［ 8］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． ［ 9］Shirey S B， Walker R J．Carius tube digestion for low- blank rhenium- osmium analysis ［J］ ．Analytical Chemistry， 1995， 67 2136 －2141． ［ 10］ Smoliar M I， Walker R J， Morgan J W． Re- Os ages of group ⅡA，ⅢA，ⅣA and ⅥB iron meteorites［J］ ． Science， 1996， 271 1099 －1102． ［ 11］ 周肃， 陈好寿． 紫金山铜金矿同位素年代学及其地 质意义［ J］ ． 岩石矿物地球化学通报， 1996， 15 4 216 －219． ［ 12］ 张达， 吴淦国， 吴建设， 陈祥云． 闽西南中甲锡多金 属矿床的 Re － Os 同位素年龄及其地质意义［ J］ ． 地 质力学学报， 2003， 9 3 261 －267． ［ 13］ 张家菁， 陈郑辉， 王登红， 陈振宇， 刘善宝， 王成辉． 福 建行洛坑大型钨矿的地质特征、 成矿时代及其找矿意 义［ J］ ． 大地构造与成矿学， 2008， 32 1 92 －97． 852 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing