金鴻山銅鉬礦床賦礦巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及意義

劉 軍，袁海潮，郭文波，劉 敏，黃 波，李大吉，石明科

(1. 西安西北有色物化探總隊有限公司，西安 710068；2. 貴州有色金屬和核工業地質勘查局物化探總隊，貴州都勻 558000)

阿爾金斷裂帶是分割塔里木地塊與柴達木地塊的斷裂構造(圖1)，是塔里木地塊漫長地質演化中拉張、裂解、碰撞等構造活動產物[1]；沿阿爾金走滑斷裂發育有一系列和鉀質堿性巖密切共生的銅鉬(金、銀、鎳等)礦床。由于賦礦巖體普遍發生蝕變，因而需要用一種既能精確定年又抗后期熱液事件干擾的定年方法測定賦礦巖體的形成時代。鋯石U-Th-Pb定年可精確測定形成時代[2-9]，而鋯石化學性質穩定性強及鋯石中Pb擴散的封閉溫度較高；因此，本文用鋯石LA-ICP-MS U-Pb法定年分析賦礦巖體形成時代，對深入了解青藏高原北部邊緣與鉀質堿性巖有關礦床時空分布特征及阿爾金走滑斷裂活動有著重要意義。

1 地質概況

賦礦巖體在區域大地構造位于秦祁昆中央造山系的阿爾金構造帶(Ⅱ)和柴達木—西秦嶺微地塊，柴達木地塊與阿爾金構造帶交界處(圖1)，區內構造活動復雜，阿爾金斷裂從工作區北西部穿過，巖漿活動強烈，主要為加里東期中酸性侵入巖。

圖1 金鴻山構造背景略圖Fig.1 Tectonic setting in the Jinhongshan1—地層界線；2—斷層及其編號；3—推測斷層；4—工作區范圍；F1—阿爾金山北緣斷裂;F2—阿爾金斷裂；Ⅰ-1—塔里木東南新生代斷陷盆地；Ⅰ-2—阿爾金北緣地塊；Ⅱ-1—紅柳溝-拉配泉加里東期結合帶(阿爾金構造帶)；Ⅱ-2—索爾庫里新生代走滑拉分盆地(阿爾金構造帶)

柴達木地塊是一個夾持在祁連山(南)和昆侖山(北)褶皺帶之間的前震旦紀地塊，其西北側以阿爾金斷裂帶與塔里木地塊相鄰，向東插入西秦嶺帶。主體部分被中、新生界地層所覆蓋，較老的基巖露頭只在盆地北緣見到。地塊基底為元古界的變質基底，從下至上為角閃質混合巖、斜長角閃巖等各種片巖及大理巖等三個巖組。蓋層為震旦系紫紅色砂礫巖、砂頁巖夾冰磧巖及白云巖。阿爾金斷裂帶既是銜接不同大地構造單元的老斷裂，又是切割不同地貌單元的新活動斷裂，具多期性活動的特點。

區內地層以元古界分布最廣，其次為侏羅系地層，少量石炭系和古近系—新近系地層。元古界由薊縣系(Jx)和青白口系(Qb)組成，碳酸鹽巖—碎屑巖建造經過不同變質程度的一系列變質巖；石炭系(C)為碎屑巖—碳酸鹽巖建造；侏羅系(J)地層中、下侏羅統為陸相含煤沉積，上侏羅統為紅色建造；古近系(E)—新近系(N)為一套以碎屑巖為主的沉積建造。

2 巖石學特征

金鴻山位于工作區北西部，阿爾金斷裂南側，巖體由石英閃長巖、閃長巖、及少量二長花崗巖等組成，主要呈巖株侵入薊縣系索爾庫里群斯米爾布拉克組地層中，地表出露約10 km2，由于靠近阿爾金斷裂，普遍發生變質作用和破碎變形等現象。

1)碎裂細粒石英閃長巖：灰色，主要為細粒結構、變余細粒半自形粒狀結構，塊狀構造，具脆性變形，部分礦物破碎細?；庑援惓?，呈碎裂結構(圖2)。主要由斜長石、少量角閃石、石英及微量金屬礦物等組成；斜長石65%～70%，多為破碎后的它形粒狀，粒徑0.5～2 mm，發生了絹云母化，邊部顆粒0.1～0.3 mm，分布較均勻。角閃石15%～20%，粒徑0.5～2 mm，綠色柱粒狀，雜亂分布，少數有破碎現象。石英10%～15%，粒徑0.5～3 mm，變形后為細小粒狀集合體，強波狀消光。

2)細粒暗色閃長巖：灰綠色，主要為半自形粒狀結構，塊狀構造及微顯片理構造(圖3)。主要為角閃石，其次為斜長石，少量斜輝石、榍石及微量金屬礦物等；角閃石約為55%，多呈半片形近等粒狀，粒徑0.15～0.8 mm，多數0.2～0.4 mm，長徑略顯定向,顆粒較粗,包裹有細粒斜長石；斜長石約占35%，它形近等粒狀,一般0.1～0.4 mm，分布于角閃石粒間；斜輝石，它形粒狀，粒徑0.2～0.5 mm，零星散布于角閃石粒間，約為2%；榍石，微呈隱晶狀集合體，少見它形細粒狀，粒徑<0.05 mm，集合體呈稀散分布，約占3%～5%。

圖2 碎裂石英閃長巖40Xd=5 mm正交Fig.2 Broken quartz diorite 40Xd=5 mm orthogonal(incanus is plagioclase，brilliant is amphibole)(灰白色是斜長石，暗色是角閃石)

圖3 細粒暗色閃長巖單偏光×50Fig.3 Fine dark diorite monopolarization×501—角閃石；2-斜長石；3-輝石；4-金屬礦物

3)碎裂細粒角閃二長花崗巖：灰色，細粒結構、變余細?；◢徑Y構、碎裂結構，塊狀、片麻狀構造。主要由鉀長石、斜長石和少量石英、角閃石等組成；礦物多破碎，但碎粉物者較少，呈碎裂結構。鉀長石和斜長石含量相當，約占60%，并發生了絹云母化，破碎后呈它形粒狀，呈碎粒集合體狀，粒徑0.2～2 mm，雜亂分布。石英占15%～20%，呈碎粒狀，粒徑0.1～1 mm，具波狀消光，呈集合體狀散布。角閃石含量約為5%，呈它形粒狀，綠色，粒徑0.5～2 mm，呈大致的條帶狀分布。碎粉物約占10%～15%，成分是長英質，粒徑小于0.05 mm，呈條帶狀分布，少數散布于長石之間。

金鴻山銅鉬礦賦礦巖體為石英閃長巖，主要由斜長石、少量角閃石、石英等組成，微量礦物有磁鐵礦、鋯石及金屬礦物等；礦化主要為細脈浸染狀產于石英閃長巖接觸帶中；本次用于同位素測試的樣品采自于金鴻山北坡分布面積較大的石英閃長巖，以確保樣品代表性。

3 賦礦巖體鋯石LA-ICP-MS定年

分析樣品質量約5 kg，先在實驗室將樣品粉碎至80～100目，經常規浮選和磁選方法分選后得到約200粒鋯石。在雙目鏡下選出晶型較完好的鋯石作為測定對象。將鋯石樣品置于DEVCON環氧樹脂中，待固結后拋磨至鋯石粒徑的大約二分之一，使鋯石內部充分暴露，然后進行鋯石顯微(反射光和透射光)照相、CL顯微圖像研究及U-Pb定年分析。

鋯石的陰極發光(CL)照相在西北大學大陸動力學實驗室完成。測試點的選取首先根據鋯石反射光和透射光照片進行初選，再與CL照片對比，力求避開內部裂隙和包裹體，以獲得盡可能準確的年齡信息。

LA-ICP-MS法鋯石U-Pb年齡測定在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成，測試儀器為Agilent 7500型ICP-MS和德國Lambda Physik公司的ComPex102 ArF準分子激光器以及MicroLas公司的GeoLas 200M光學系統。激光束斑直徑為30 μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm。實驗中采用He作為剝蝕物質的載氣，用美國國家標準技術研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標準參考物質NIST SRM 610進行儀器最佳化，采樣方式為單點剝蝕，數據采集選用一個質量峰一點的跳峰方式，每完成4～5個測點的樣品測定，加測標樣一次。在15～20個鋯石樣品分析點前后各測2次NIST SRM 610。鋯石年齡采用國際標準鋯石91500作為標準物質，元素含量采用NIST SRM 610作為外標，29Si作為內標；同時采用Glitter 4.0程序對鋯石的同位素比值、元素含量及U-Pb表面年齡進行計算，并按照Andersen(2002)的方法，用LAM-ICP-MS Common Lead Correction 3.15對其進行了普通鉛校正[10]，年齡計算及諧和圖采用Isoplot 3.0完成。

石英閃長巖中鋯石呈無色透明柱狀，本文分析了30個鋯石分析點，其中4個分析點諧和度小于90%，在計算年齡時排除表1，一個分析點明顯小于其它鋯石主要年齡，被認為屬鉛丟失，在計算時也排除。鋯石中Th/U比值為0.22～0.70，平均0.57，為典型巖漿鋯石[11]，鋯石年齡數據集中于461.9～482.5 Ma，得出該樣品的諧和年齡值為(475.4±3.9) Ma，加權平均年齡為(475.1±2.3) Ma(圖4)。

表1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb法測定數據

圖4 金鴻山序列侵入巖鋯石年齡諧和圖Fig.4 Zircon concordia diagram for Jinhongshan

4 討論

金鴻山銅鉬礦賦礦巖體中鋯石晶形完好，陰極發光(CL)圖環帶構造發育，不同環帶測得的年齡在誤差范圍內基本一致(圖2)，表明不同顏色鋯石是同一時期形成，鋯石明、暗分明環帶可能主要由于U、Y含量不同造成[11]。

金鴻山北坡賦礦石英閃長巖體鋯石U-Pb年齡為(475.4±2.3) Ma，MSWD:2.5。表明石英閃長巖主要為加東期形成，沿阿爾金走滑斷裂帶分布的一系列含礦及非礦巖體，我們獲得的賦礦巖體鋯石年齡與王永和獲得的阿爾金山斷裂上測試的石英閃長巖(465.4±2.9) Ma[1，12-13]，在誤差范圍內一致，表明沿阿爾金斷裂發生了強烈的加里東期巖漿活動。

阿爾金斷裂走向北東東，長度超過1 600 km，累計錯位達400 km，形成于元古代，切穿了巖石圈地幔，具多期活動特點，是塔里木地塊和柴達木地塊漫長的地質演化中拉張、裂解、碰撞等構造活動的產物[1，13-14]。由于阿爾金斷裂帶切穿了巖石圈地幔，加里東期板塊俯沖—碰撞引起軟流圈并沿切穿巖石圈地幔的阿爾金斷裂帶上涌和部分巖石圈熔融[12]，沿斷裂帶形成一系列加里東期賦礦與非賦礦巖體，因此，沿阿爾金斷裂帶分布的金鴻山賦礦巖體巖漿作用與板塊俯沖—碰撞的構造環境有關。

5 結論

1)金鴻山賦礦巖體鋯石CL環帶發育，不同環帶U-Pb年齡基本相同，因此，環帶構造主要由于鋯石中U、Y等含量變化造成。

2)金鴻山賦礦巖體形成時代為(475.1±2.3) Ma，形成時代及其沿阿爾金走滑斷裂帶分布鉀質堿性巖體的鋯石年齡在誤差范圍內一致，屬中奧陶世，為加里東期構造運動產物。含礦巖體與板塊俯沖—碰撞的構造環境有關的阿爾金走滑斷裂有成因聯系。