云南滇滩无极山铁矿二长花岗岩锆石 - 省略 - P - MSU - Pb年代学及地球化学 - 沈战武

1、卷(V o l u m e 33,期(N u m b e r 1,总(T o t a l 131矿物岩石页(P a g e s 53-59,2013,3,(M a r ,2013J M I N E R A L P E T R O L 收稿日期:2012-09-13;改回日期:2013-01-21基金项目:中国地质调查局地质矿产调查评价项目(1212011120608(1212010781005作者简介:沈战武,男,34岁,工程师(硕士,矿物学、岩石学、矿床学专业,研究方向:区域地质矿产调查及综合研究.E -m a i l :632045168q q.c o m杨爱平.云南腾冲叫鸡冠盈江县仙人洞

2、铁钨锡多金属矿调查评价R .2010.云南滇滩无极山铁矿二长花岗岩锆石L A -I C P -M S U -P b 年代学及地球化学沈战武,金灿海,张海,张玙,蒋小芳,高建华成都地质矿产研究所,四川成都(610081【摘要】位于腾冲地区的滇滩无极山铁矿区与成矿有关的岩浆岩为二长花岗岩,对二长花岗岩中锆石L A -I C P -M S U -P b 加权平均年龄测试结果为131.2M a ±2.8M a ,表明其形成于早白垩系。w (S i O 2范围为75.84%78.07%,w (K 2O+N a 2O 为7.75%8.64%,w (K 2O /N a 2O >1,属高钾钙碱

3、性花岗岩。在A C F (铝钙铁图中,数据点都位于斜长石白云母堇青石区域内,与S 型或壳源型花岗岩的范围十分一致。A /N K 值为1.061.28(平均1.14,A /C N K 值为0.920.97(平均0.94,属过碱准铝质花岗岩。在微量元素蛛网图上R b ,B a ,G a ,N b ,T a ,T h ,U 正异常明显,S r ,V ,C r ,C o ,N i ,S c 负异常明显,分布曲线明显呈现左侧“隆起”和右侧“下凹”的特征,相似于南岭地区的S 型花岗岩。稀土配分曲线平缓,轻重稀土没有明显的分异特征,负E u 异常明显(E u =0.040.05。综合特征表明,滇滩无极山二长

4、花岗岩为早白垩系壳源S 型花岗岩。【关键词】腾冲;无极山铁矿;S 型花岗岩;锆石L A -I C P -M S U -P b 测年;地球化学中图分类号:P 597文献标识码:A 文章编号:1001-6872(201301-0053-070引言滇滩无极山铁矿在大地构造上位于冈底斯念青唐古拉褶皱系,伯舒拉岭高黎贡山褶皱带南段,属腾冲陆块;为西南三江成矿带南段,波密腾冲锡铜铅锌多金属成矿带南段具代表性的大型接触交代矽卡岩型铁矿床之一。滇滩复式杂岩体是由多阶段岩浆侵入形成的复式岩体,滇滩复式杂岩体中的无极山二长花岗岩与滇滩无极山铁矿具有密切的成因联系。在波密-腾冲锡铜铅锌多金属成矿带南段,广泛分布着侵

5、位时代和岩石性质与滇滩复式杂岩体一致的侵入体,并已发现与这些侵入岩体有密切成因联系的矿点和矿化点。因此,准确厘定与成矿关系密切的滇滩无极山二长花岗岩的侵入时代对于在滇滩无极山铁矿周边乃至波密-腾冲锡铜铅锌多金属成矿带南段地区寻找大型和超大型接触交代矽卡岩型铁矿床具有重要意义。前人对滇滩复式杂岩体的岩石学、岩石地球化学及其与成矿的关系进行过较为深入的研究。然而对滇滩无极山二长花岗岩侵位的时间及其与成矿的关系尚不甚清晰,严重阻碍了对滇滩无极山二长花岗岩侵位和成岩机制以及滇滩无极山铁矿成矿作用的深入认识。本研究利用锆石L A -I C P -M S U -P b 法测定滇滩无极山二长花岗岩的结晶年龄

6、,以期准确厘定它的成岩时代,并通过滇滩无极山二长花岗岩的岩石地球化学特征探讨其性质。1区域地质和矿床地质1.1区域地质背景滇滩无极山铁矿位于腾冲地区,在大地构造上属冈底斯-念青唐古拉褶皱西缘的次级构造单位1。按照板块构造观点,处于中伊朗冈底斯中间板块的西部2,是一个陆壳仰冲侧的弧后区,多旋回褶皱、变质和岩浆活动的区域。区内花岗岩侵入体发育,其出露面积占全区面积的一半以上。岩石类型以二长花岗岩钾长花岗岩为主,组成3个南北向相互平行、时代不同的花岗岩带。自东向西为:早白垩纪晚侏罗纪东河花岗岩带,滇滩无极山二长花岗岩位于其中;晚白垩纪古永花岗岩带;早第三纪槟榔江花岗岩带。这正好与缅北那加山区渐次向西

7、迁移的洋壳俯冲带的时限相吻合。施琳、陈吉琛3称此为腾冲弧后花岗岩带。1.2矿床地质特征无极山铁矿区(图1出露地层主要有空树汉组长英角岩、含砾砂岩,大东厂组结晶灰岩、大理岩。褶皱主要为铜厂山向斜,断裂主要为南北向F 1断裂(80°100°60°80°,该断裂为矿区控矿断裂,主矿体,号均产于其中;沿断层有晚期花岗岩及脉体侵入,与成矿有关的岩浆岩为二长花岗岩;沿断裂带、岩体与围岩接触带发育矽卡岩化、硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等蚀变,与铁矿化关系密切。矿区共发现24条矿体,长49m 1338m ,厚2m 40m ,品位T F e 22%58%,伴生有P b ,Z

8、n ,S n 。矿石类型有块状磁铁矿矿石和矽卡岩型铁矿石。 矿石构图1无极山大地构造位置图A (据文献2修改和无极山地质简图B Q.第四系冲洪积层及火山岩;P .二叠系大理岩及灰岩;C .石炭系碎屑岩夹灰岩;.燕山喜马拉雅期二长花岗岩;1.无极山铁矿区位置;2.采样位置;3.地名;4.地质界线;5.断层及断层名称;6.国界线;F 1.棋盘石至腾冲断裂;F 2.龙川江断裂F i g .1S i m p l i f i e d t e c t o n i c a n d g e o l o g i c a l m a p o f W u j i s h a n 造主要为块状、浸染状、角砾状、脉状及

9、网脉状。矿石矿物主要为磁铁矿,少量闪锌矿、方铅矿;脉石矿物有透闪石、方解石。矿体底板为透辉石矽卡岩,顶板为大理岩或结晶灰岩、矽卡岩。围岩蚀变主要为矽卡岩化、大理岩化、硅化。2二长花岗岩岩石学特征手标本上岩石为中细粒二长花岗岩,呈肉红色,中细粒花岗结构,块状构造。钾长石质量分数约占45矿物岩石201350%55%,成分为正长石,其次有条纹长石,呈他形粒状,粒径大小约0.5m m2m m,少数到3m m 以上,均发生了泥化,杂乱分布。斜长石含量约占20%25%,成分为更长石,呈半自形板状,粒径大小约在0.5m m2m m,发生了绢云母化,杂乱分布。石英含量约占20%,呈他形粒状,粒径大小约在0.5

10、m m3m m,杂乱分布于长石之间。副矿物为磁铁矿,榍石微量。3二长花岗岩年代学特征3.1样品制备及分析方法选取的样品(W S J09为新鲜未风化的肉红色中细粒二长花岗岩,重量约8k g;锆石挑选在河北省廊坊区域地质调查研究院完成。采用常规浮选+电磁选方法样品中重矿物分离,随后在双目镜下挑出晶型较好的锆石;将锆石用无色透明环氧树脂固定在样品座上,并将锆石单面抛光制成测试靶样。锆石的阴极发光照相和L A-I C P-M S分析均在中国地质大学(武汉地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。使用的I C P-M S为E l a n6100D R C,激光剥蚀系统为德国L a m d aP h y s

11、i k公司的G e o L a s200M深紫外(D U V103n m A r F准分子激光剥蚀系统。分析中采用的激光束斑为32m,以29S i作外标,哈佛大学标准锆石91500作为校正。同位素比值数据处理采用G L I T T E R(v e r4.0,M a c q u a r i eU n i v e r s i-t y程序4,加权平均年龄计算及和谐图绘制采用I S O P L O T软件5,单个数据误差为1,平均年龄值选用206P b/238U年龄,其加权平均值为95%置信度。具体仪器参数及数据处理方法参见文献(袁洪林,20036;Y u a ne ta l,20047。3.2分析结

12、果二长花岗岩锆石多呈自形半自行短柱状,长轴为50m300m,短轴为40m200m,无色透明。在阴极发光下尽量选择晶形较好、振荡环带结构清晰的15颗锆石进行15个原点位测试,以确保这些锆石为岩浆成因8。锆石的阴极发光图像和测试点位见照片1。照片1锆石的阴极发光图像P h o t o1C a t h o d o l u m i n e s c e n c ei m a g e so fz i r c o n s测试结果(表1显示锆石的w(T h为159.91×10-62551.49×10-6、w(U为220.99×10-6 1987.22×10-6,T h/

13、U比值在0.451.23区间变化,表明锆石为典型的岩浆成因8。从表1可见,滇滩无极山二长花岗岩中15颗锆石的206P b/238U年龄位于122.18M a137.87M a 之间,均落在谐和线附近(图2,15个点的加权平均年龄为131.2M a±2.8M a(M S WD=15,即早白垩系,该年龄也与滇滩大哨塘钾长花岗岩127M a(B +K+R,大偏山二长花岗岩138.4M a(B相近。德宏州地质局.腾冲滇滩铁矿大哨塘矿区评价报告R.1959.55第33卷第1期沈战武等:云南滇滩无极山铁矿二长花岗岩锆石L A-I C P-M SU-P b年代学及地球化学 4二长花岗岩地球化学特征

14、4.1样品制备及分析方法供分析用的样品是在室内显微镜初步研究的基础上选取的。岩石常量元素分析在国土资源部西南矿产资源监督检测中心完成,分析仪器为B S -124S 分析天平-1、A X I O S -X -荧光光谱仪。岩石稀土微量元素分析也在国土资源部西南矿产资源监督检测中心完成,分析仪器为四级杆型电感耦合等离子体质谱Q -I C P -M S 加拿大P e r k i n E l m e r 公司制造,型号为E L A N D R C -e 。4.2测试结果分析4.2.1主量元素岩石主量、微量和稀土元素分析结果见表2。滇滩无极山二长花岗岩的主量元素组成具有如下特征:w (S i O 2范围为

15、75.84%78.07%,平均为77.23%。w (A l 2O 3为11.88%12.47%,平均为12.10%。w (K 2O+N a 2O 为7.75%8.64%,K 2O /N a 2O >1,在w (S i O 2-w (K 2O+N a 2O 图上,它们都位于亚碱性系列花岗岩区域内(图3a ,在w (S i O 2-w (K 2O 图上,它们都位于高钾钙碱性系列内(图3b 。在A C F 图中,数据点都位于斜长石白云母堇青石区域内,与S 型或壳源型花岗岩的范围十分一致(图3c ;A/C N K 值为0.920.97(平均为0.94,属准铝质花岗岩范畴;在A /C N K -A

16、 /N K 图解上,数据点都位于过碱准铝质区域内(图3d 。F e O /(F e O +M g O 比值低,为0.410.82,M gO 质量分数平均为0.15%。上述主量元素特征表明,滇滩无极山二长花岗岩具有富硅、铝,贫铁、镁的特点,总体显示了高钾钙碱性准铝质S 型花岗岩的特征。4.2.2微量元素在微量元素蛛网图上R b ,B a ,G a ,N b ,T a ,T h ,U 正异常明显,S r ,V ,C r ,C o ,N i ,S c 负异常明显,分布曲线明显呈现左侧“隆起”和右侧“下凹”的特征(图4,相似于南岭地区的S 型或壳源型花岗岩13。由图4可知,所研究的二长花岗岩属于低B

17、a ,S r 花岗岩,与高B a ,S r 花岗岩形成过程中有较多地幔物质参与14,15不同的是,低B a ,S r 花岗岩是壳源物质低程度部分熔融的产物16。由表2可见,二长花岗岩具有较高的R b /S r (7.0216.45,平均为12.37,明显高于中国东部(为0.3117和全球上地壳(为0.3218的平均值。二长花岗岩的N b /T a (43.3348.59,平均为45.29以及Z r /H f 比值(41.3946.43,平均为44.46明65矿物岩石2013显都高于正常花岗岩值(分别为1119和334020,反映它们来源于地壳物质。上述微量元素特征表明,所研究的二长花岗岩应源自

18、陆壳物质。4.2.3稀土元素二长花岗岩的稀土总量偏低且变化明显,为129.12×10-6213.66×10-6(平均为162.22×10-6。它们的L R E E /H R E E 比值(0.750.77和(L a /Y b N 值(1.521.72,稀土配分曲线平缓(图5,轻重稀土没有明显分异特征,在E u 亏损方面,岩体E u 的亏损明显(E u=0.040.05,反映岩浆结晶过程中斜长石分离结晶程度差异较为明显, 反映这些岩体的岩浆过程主要受部分图2锆石U -P b 年龄谐和图F i g .2C o n c o r d i a d i a g r a m s

19、 f o r U -P b a ge s of z i r c o n 图3滇滩无极山二长花岗岩的主量元素图解a .w (S i O 2/w (N a 2O+K 2O 图(据M i d d l e m o s t ,19949;b .w (S i O 2/w (K 2O 图(据R o l l i n s o n ,199310;c .A C F 图(据徐克勤等,198411;d .A /C N K -A /N K 图(据陈小明等,200212F i g .3D i a g r a m s s h o w i n g t h e m a j o r e l e m e n t c o m p o

20、 s i t i o n s o f m o n z o n i t i c g r a n i t e f r o m W u j i s h a n i n t h e D i a n t a n 75第33卷第1期沈战武等:云南滇滩无极山铁矿二长花岗岩锆石L A -I C P -M S U -P b 年代学及地球化学 矿 物 岩 石 、 表 二长花岗岩的主量元素 微量元素 （ ） （ ） 和稀土元素 （ ） 测试结果 ） ， ） （ （ × 样号 岩性 烧失量 样号 二长花岗岩 （ ） （ ） （ ） 图 二长花岗岩稀土元素球粒陨石标准化曲线 （ ， ） 标准化球粒陨石值据 图

21、 二 长 花 岗 岩 的 微 量 元 素 蛛 网 图 解 （ 标准化 ， ） 值据 （ ， ） 岩锆 石 年龄加权平均值为 （ ） ， 形成于早白垩系 。 该年龄也 ± （ 与前人测得的滇滩 大 哨 塘 钾 长 花 岗 岩 ， （ 大偏山二长花岗岩 相近 ， 由以 ） ） 无 极 山 铁 矿 岩 浆 活 动 与 区 域 上 一 致。 上论述可 知 ， 在滇滩复式岩体与同期岩浆活动比较密切的铁矿点 较多 ， 如大平地 、 潘家寨 、 铜厂山 、 干柴岭 、 老厂等 ， 暗 示了可能有相应的铁矿床产出 ， 找矿意义巨大 。 熔融作用控制 。 讨论 锆石 体系是目前已知矿物 同 位 素 体 系 中 ， 封闭温度最高 的 （ 由于它广泛存在于各 ） 类岩石中 ， 富含 和 低普通铅以及非常高的矿 ， 物稳定性 ， 使 得 锆 石 定年成为同位素年代学 ， 研究中最常用和最有效的方法 之 一 其结晶年龄 代表了岩体的侵入年龄 。 本次研究得到的二长花岗 结论 滇滩无极山二长 岩石学和地球化学研究表明 ， 卷第期 第 沈战武等 ： 云南滇滩无极山铁矿二长花岗岩锆石 年代学及地球化学 花岗岩属高钾钙碱性准铝质 型花岗岩的特征 。 应用 滇 滩 无 极 山 二 长 花 岗 岩 ， 锆 石 得到锆 石 的 加 权 平 均 年 龄 为 测年 ， ， 即早白垩系 。 &