云南萬(wàn)龍山錫鋅多金屬礦床閃鋅礦Rb-Sr等時(shí)線年齡及其地質(zhì)意義

何顯川，艾金彪，魏 宇，牟明海，張 韜

（四川省冶金地質(zhì)勘查院，四川 成都 610051）

對(duì)礦床中礦石礦物進(jìn)行準(zhǔn)確的年齡測(cè)試，可幫助地質(zhì)工作者對(duì)礦床的成因、成礦過(guò)程進(jìn)行推測(cè)，有利于幫助勘查人員樹立較為準(zhǔn)確的找礦模型，把握成礦的地質(zhì)規(guī)律。近年來(lái)，都龍錫鋅多金屬礦田勘查工作越來(lái)越深入，為更好地從成礦理論方面來(lái)指導(dǎo)勘查工作，亟待對(duì)成礦礦物的年代學(xué)加強(qiáng)研究[1-3]。

本次在首次對(duì)萬(wàn)龍山礦床開展閃鋅礦Rb-Sr同位素定年研究基礎(chǔ)上，和燕山晚期巖漿侵入事件的測(cè)年證據(jù)對(duì)比，初步探討都龍錫鋅礦成巖成礦之間的關(guān)系及礦床形成的動(dòng)力學(xué)背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

萬(wàn)龍山錫礦大地構(gòu)造位置處于越北古陸、華南褶皺帶、揚(yáng)子陸塊三個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元接合部位，二級(jí)構(gòu)造單元滇東南褶皺帶老君山穹窿構(gòu)造南西翼，礦床北東側(cè)為老君山復(fù)式花崗巖，礦體賦存于花崗巖體外接觸帶[4]。

馬關(guān)-都龍斷裂呈北西-南東向自礦區(qū)北東穿過(guò)。成礦帶上屬馬關(guān)-都龍成礦帶，該成礦帶為一條南北向展布的錫、鋅、鉛、銀、銅多金屬成礦帶，區(qū)域?qū)挾燃s1.5km，向南穿越中越邊境，延伸長(zhǎng)度8km，從南向北已有南當(dāng)廠、五口硐、萬(wàn)龍山、曼家寨、銅街等多個(gè)礦段，共同構(gòu)成都龍錫鋅多金屬礦田[1，5-7]。

2 礦床地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層主要有新元古界—寒武紀(jì)下統(tǒng)新寨巖組（∈1x）及寒武紀(jì)中統(tǒng)田蓬組（∈2t）。新寨巖組（∈1x）地層為礦區(qū)錫鋅多金屬主要賦礦地層[1，5-7]。

礦區(qū)及周邊主要斷裂構(gòu)造分為北西—南東向和南北向兩組。北西南東向斷裂主要為馬關(guān)-都龍斷裂，出露于礦區(qū)北部，是區(qū)域上主要的巖漿上升通道和成礦熱液運(yùn)移通道。近南北向斷裂主要有銅街-五口硐斷裂、花石頭-南當(dāng)廠斷裂。其中花石頭-南當(dāng)廠斷裂是區(qū)內(nèi)重要導(dǎo)礦構(gòu)造，也是有利的儲(chǔ)礦空間[1，5-7]。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵位于都龍礦區(qū)北東部的老君山巖體屬于燕山晚期大規(guī)模巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。隨著近年礦區(qū)外圍及深部找礦勘查不斷深入，推測(cè)在本區(qū)深部極有可能存在規(guī)模巨大的隱伏巖體[1]。

礦區(qū)礦體以層狀矽卡巖型為主，其次為較小規(guī)模的石英、螢石、方解石等脈型礦體。礦體多賦存于碎屑巖與碳酸鹽巖交互過(guò)渡帶的大理巖—矽卡巖群中，平面上總體呈南北向展布，多呈似層狀、條帶狀、透鏡狀、囊狀，具膨脹—收縮、分枝及尖滅再現(xiàn)等特征[1，5-7]。

礦石中金屬礦物以鐵閃鋅礦、錫石為主，其次為磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦及毒砂，脈石礦物主要有陽(yáng)起石、石榴子石、鈣鐵輝石、透輝石、透閃石、綠泥石、綠簾石以及石英、白云石、方解石、螢石及云母等[1，5，6]。

通過(guò)勘查工作中系統(tǒng)的野外調(diào)查測(cè)量及巖礦鑒定，將該礦床成礦過(guò)程劃分為5個(gè)階段：干矽卡巖階段—濕矽卡巖階段—氧化物階段—石英-硫化物階段—方解石-硫化物階段。其中氧化物階段和石英-硫化物階段是成礦關(guān)鍵階段，主要形成錫石、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等硫化物。

3 樣品采集與分析

本次用于Rb-Sr等時(shí)線年齡測(cè)定的5件樣品均采自硫化物階段的鋅礦石，采自坑道、鉆孔及地表礦石（圖1）。測(cè)試樣品包括礦區(qū)各種礦石類型，挑選測(cè)試的礦物均為原生硫化物（表1）。

表1 萬(wàn)龍山錫鋅礦取樣位置及樣品簡(jiǎn)要描述

圖1 萬(wàn)龍山礦床主要閃鋅礦礦石礦物樣品特征

Rb-Sr閃鋅礦樣品同位素測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成，同位素分析采用Phoenix熱表面電離質(zhì)譜儀，單帶，M+，采用可調(diào)多法拉第接收器接收。質(zhì)量分餾以86Sr/88Sr=0.1194加以校正，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果：NBS987為0.710250±7，實(shí)驗(yàn)室流程本底：Rb2×10-10g、Sr2×10-10。等時(shí)線年齡用ISOPLOT程序計(jì)算。

4 測(cè)試結(jié)果

該礦床較為系統(tǒng)的Rb-Sr同位素研究成果未見，僅見《都龍錫鋅多金屬礦床成礦物質(zhì)來(lái)源的同位素示蹤》[10]中有都龍曼家寨礦區(qū)Rb-Sr同位素報(bào)道，且曼家寨和萬(wàn)龍山礦床同屬都龍鋅錫成礦帶兩個(gè)礦段。

因此為更客觀、全面地反映礦石單礦物的Rb-Sr等時(shí)線年齡成果，本次采用項(xiàng)目分析的5件閃鋅礦和引用的8件閃鋅礦、石英單礦物的Rb-Sr同位素組成（表2）來(lái)構(gòu)筑87Rb/86Sr-87Rb/86Sr（圖2），從而提高等時(shí)線的精確度，得出比較精確的成礦年齡。

表2 萬(wàn)龍山礦床閃鋅礦銣鍶同位素組成

圖2 萬(wàn)龍山礦床閃鋅礦-石英Rb-Sr等時(shí)線圖解

利用ISOPLOT軟件包計(jì)算出共生礦物組合閃鋅礦、方鉛礦與石英Rb-Sr等時(shí)線年齡t=（75.0±3.0）Ma，初始鍶同位素組成ISr=0.7196±0.0045（MSWD=1.6）。等時(shí)線斜率0.9982，表現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，反映了樣品所遭受的蝕變對(duì)其同位素體系的擾動(dòng)較小，認(rèn)為其同位素組成達(dá)到均一化。

5 討論

5.1 成礦時(shí)代

測(cè)試分析得到精確的成礦年齡是分析礦床成因、闡明成礦規(guī)律和理解成礦作用與地球動(dòng)力學(xué)背景的關(guān)鍵[1，8]。

前人對(duì)鄰近都龍錫鋅礦床的老君山花崗巖成巖時(shí)代研究較多，劉玉平等采用鋯石SHRIMP法對(duì)都龍礦區(qū)附近隱伏花崗巖測(cè)年，得出206Pb/238U加權(quán)平均年齡為92.9±1.9Ma和86.9±1.4Ma[9]。李進(jìn)文等采用LA-ICP-MS技術(shù)對(duì)老君山花崗巖鋯石進(jìn)行U-Pb測(cè)年，得出白云母花崗巖年齡在(87.6±1.4)Ma～(91.7±1.8)Ma，二云母花崗巖在(84.3±2.2)Ma～(85.0±1.3)Ma[2]。

然而針對(duì)都龍礦床直接成礦年齡的研究仍然較少，僅見王小娟等研究獲得錫石的LA-MC-ICP-MS U-Pb等 時(shí) 線 年 齡（89.2Ma±4.1Ma、88.0Ma±1.6Ma、87.2Ma±3.9Ma）[3]。

本文在野外勘探工作的基礎(chǔ)上，對(duì)礦石單礦物閃鋅礦進(jìn)行Rb-Sr等時(shí)線測(cè)年，得到年齡為(75.0±3.0)Ma，結(jié)合王禮兵、艾金彪、王小娟等獲得的等時(shí)線年齡數(shù)據(jù)，進(jìn)一步證實(shí)了都龍礦區(qū)萬(wàn)龍山鋅錫成礦作用至少持續(xù)到(75.0±3.0)Ma。

5.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

萬(wàn)龍山礦床礦石多種單礦物的Rb-Sr等時(shí)線年齡均在75Ma左右，接近于蝕變花崗巖的Rb-Sr等時(shí)線年齡，也與礦石中蝕變礦物的K-Ar年齡指示的巖漿熱液作用時(shí)代基本接近（據(jù)曼家寨內(nèi)部勘探報(bào)告）。表明礦石在全巖尺度上發(fā)生了鍶同位素均一化，體現(xiàn)了較強(qiáng)烈的巖漿熱液活動(dòng)的疊加。

87Sr/86Sr值是判斷成巖成礦物質(zhì)來(lái)源的重要指標(biāo)，在礦床地質(zhì)研究中，常利用其來(lái)示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源、巖漿流體、深源流體的殼幔混染作用[10]。表2中可以看出，萬(wàn)龍山錫鋅礦硫化物等時(shí)線年齡給出的初始同位素比值非常接近，介于0.71479～0.73112之間，平均值0.722566，比值相對(duì)較高；結(jié)合引用的都龍礦床數(shù)據(jù)，初始同位素比值0.71227-0.73112之間，平均值0.719103，與大陸地殼鍶同位素87Sr/86Sr平均值0.7191相近，部分顯示略高于地幔Sr的初始值0.707，更進(jìn)一步說(shuō)明該礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于殼幔混合帶。

5.3 地質(zhì)意義

滇東南錫多金屬成礦帶位于南嶺燕山期花崗巖錫多金屬成礦帶的西南端，是我國(guó)乃至世界重要的錫多金屬成礦區(qū)之一[1，5]。該帶中個(gè)舊卡房礦段輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為(83.4±2.1)Ma[11]；白牛廠銀錫多金屬礦床錫石U-Pb等時(shí)線年齡為(87±3)Ma[12]。結(jié)合王登紅等有關(guān)廣西大廠錫礦在白堊晚期成礦的觀點(diǎn)[13]，表明晚白堊世的大規(guī)模錫多金屬成礦作用不僅僅局限于滇東南地區(qū)，而是一場(chǎng)跨區(qū)域的大型成礦過(guò)程事件，且成礦與成巖之間關(guān)系密切，均屬白堊世晚期超大規(guī)模中酸性花崗質(zhì)巖漿作用的產(chǎn)物，構(gòu)造環(huán)境為巖石圈伸展作用期。

毛景文等認(rèn)為華南地區(qū)可能存在侏羅世晚期—白堊世早期（165Ma～150Ma）、白堊世晚期（130Ma～90Ma）兩次中生代大規(guī)模成礦作用[14]。經(jīng)對(duì)區(qū)域礦床分布以及本次閃鋅礦Rb-Sr等時(shí)線年齡測(cè)定結(jié)果綜合分析，萬(wàn)龍山礦段錫鋅礦成礦作用應(yīng)發(fā)展于華南中生代白堊世晚期（130Ma～90 Ma）大規(guī)模成礦作用末期，更加映證了滇東南地區(qū)發(fā)育燕山晚期大規(guī)模中酸性花崗質(zhì)成巖—錫成礦作用的觀點(diǎn)[2，9]。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）利用礦體中閃鋅礦測(cè)得其Rb-Sr同位素精確等時(shí)線年齡75.0Ma±3.0Ma，結(jié)合前人在該區(qū)獲得的等時(shí)線年齡數(shù)據(jù)，進(jìn)一步證實(shí)了都龍礦區(qū)萬(wàn)龍山鋅錫成礦作用至少持續(xù)到(75.0±3.0)Ma，提供萬(wàn)龍山錫鋅多金屬礦床成礦時(shí)代為晚白堊世且與燕山晚期老君山花崗巖漿熱液關(guān)系密切的又一有力證據(jù)。

（2）初始Sr同位素比值非常接近，且比值相對(duì)較高，介于0.71479～0.73112之間，平均值0.722566，與大陸地殼鍶同位素87Sr/86Sr平均值0.7191相近，部分顯示略高于高于地幔Sr的初始值0.707，更進(jìn)一步說(shuō)明該礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于殼幔混合帶。

（3）綜合礦床地質(zhì)特征和成巖-成礦研究成果，表明萬(wàn)龍山鋅錫成礦作用主要發(fā)生在白堊紀(jì)晚期，與燕山晚期老君山花崗巖漿熱液關(guān)系密切，是華南中生代白堊紀(jì)中期大規(guī)模成礦作用的結(jié)果。