山西大同盆地东部含矿石英脉及云英岩化石英脉辉钼矿re-os同位素定年及其地质意义

山西大同盆地东部含矿石英脉及云英岩化石英脉辉钼矿re-os同位素定年及其地质意义

赣中马鸡岭廖氏钼矿带位于江西省乐安县南部和谷岗地区。矿化带呈北东向展布,长约5km、宽约2km,面积约为10km2,包括旁岭、小都、山心、瑶蓝窝等多个钼钨矿化点,多已民采。该矿化带发现于1950年代初,江西区域地质调查大队等多家单位在该区开展了不同程度的地质矿产调查工作,提交了相关报告,但对钼钨等多金属矿的成矿时代和成矿机制等未作深入研究。本次研究通过对该区钼钨多金属矿中的辉钼矿进行Re-Os同位素年龄进行研究,在此基础上探讨其地质意义。1研究区地质特征赣中麻鸡嶂钼钨多金属矿化带位于华南后加里东准地台大王山台穹,广丰—永丰深断裂带与宜黄大断裂带之间。研究区内出露地层较为简单,只在矿化带北东部大烟马带湾里一带出露有青白口系库里组上、下段变质岩系,部分在花岗岩中呈残留体形式存在。库里组下段(Qbk1)岩性为石榴二云母千枚岩和石榴二云母石英片岩,库里组上段(Qbk2)岩性为绢云母千枚岩和二云母千枚岩。变质岩系整体倾向SE,倾角50°±,矿化区内为单斜构造。研究区内构造较为简单,主要表现为次级北东向断层和北东向线状裂隙带。以密集程度和分布特征可分为西、中、东三组断裂带。称西组断裂带、中组断裂带、东组断裂带。各带均有石英脉、钨、钼、锡等金属矿物充填。区内近南北向次级断裂仅矿区南部见及。局部北西向小断裂往住使早期矿脉产生位移。研究区内岩浆岩发育较好,各类混合花岗岩及其岩脉出露广泛,包括加里东晚期-海西早期的村前单元(ηγS3C)片麻状细粒二云母英云闪长岩、乐安单元(ηγD1L)片麻状中粗粒巨斑状黑云母二长花岗岩、太平单元(ηγD1T)片麻状中细粒少斑黑云母二长花岗岩、王元单元(ηγD1W)片麻状细粒细斑黑云二长花岗岩、横岗单元(ηγT2H)粗中粒含斑-少斑黑云二长花岗岩和燕山早期的山心单元(γJ3S)细粒黑云母花岗岩。同时还有较多硅化石英脉及花岗细晶岩脉出露。研究区主要金属矿化为钼、钨、锡、铜、铁等,脉石矿物主要为石英、长石等,金属矿物主要有辉钼矿、黑钨矿、锡石、磁铁矿和黄铜矿等,主要矿化蚀变有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、钾长石化等。其中辉钼矿呈小片状充填于石英脉之空洞内,及脉壁之边部,风化之后呈姜黄色的钼晕;黑钨矿呈长条板状,生于石英脉中,有时见黑钨矿生长在长石中;锡石生于矿脉边部及蚀变之云英岩中,在石英脉之空洞内结晶的锡石结晶良好,呈正方锥状。围岩蚀变主要就是云英岩化,钼钨矿化与云英岩化关系密切,云英岩化较强处含矿品位较高。矿脉边部宽度受围岩云英岩化强弱制约,一般宽2~5cm,最宽约10cm(图1)。2辉钼矿r-os的年龄测定2.1山心钨鳌矿化点特征本次研究选取研究区内两种类型辉钼矿样品共6件。一种类型为石英脉型,辉钼矿产于石英脉中,样品分别采自小都和瑶兰窝钼钨矿化点;另一种类型为云英岩化型,辉钼矿产于云英岩化岩石中,样品采自山心钨钼矿化点,具体见表1。云英岩化型辉钼矿中有黑钨矿、黄铁矿、锡石、石英、白云母、钠长石、黄玉、萤石、少量辉钼矿,黑钨矿呈细小柱状浸染状分布于矿石中,辉钼矿仅局部可见,多呈细粒鳞片浸染状分布于钨锡矿化云英岩中,个别呈细小集合体团块产出(照片1)。石英脉型辉钼矿中主要成分是黑钨矿、辉钼矿、石英、云母、萤石、方解石等,黑钨矿呈细板状自形、半自形晶体,自围岩向脉中心生长,部分在脉中心部位呈集合状团块状分布。辉钼矿主要呈条带状沿石英两侧脉壁生长,少部分呈半自形晶赋存于黑钨矿边。云母主要生长在围岩与辉钼矿及脉体的交界处,为自形、半自形晶体(照片2)。2.2模式年龄的计算误差本次样品测试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参照杜安道等(2009)、靳新娣等(2010)、李晶等(2010),具体测试结果见表2。表2中的187Os为总187Os,计算时的误差指其总误差,包括样品的称量误差、稀释剂标定误差、质谱测量误差和质量分馏校正误差等,置信度为95%。模式年龄的计算误差还包括187Re,衰变常数的不确定度为1.02%。模式年龄t按下式计算:式中,λ为187Re衰变常数,其值为1.666×10－11a－1。本次实验全流程空白水平Re约2pg,普通Os为0.2pg,远远小于所测样品中Re,Os含量,不会影响实验中Re,Os含量的准确测定。经过样品的测试得出每件样品中187Re,187Os的含量,据187Re和187Os的含量可绘制得等时线图(图2)。根据上述公式计算可得到辉钼矿单矿物模式年龄值,图3为辉钼矿的模式年龄变化范围。3研究重要性3.1石英脉型辉鳌矿成矿时代麻鸡嶂研究区云英岩化型辉钼矿模式年龄变化范围在(183.72±2.47)Ma~(187.03±2.51)Ma之间,模式年龄变化区间及平均模式年龄为185Ma,成矿时代为早侏罗世。石英脉型辉钼矿的模式年龄在(157.46±2.89)Ma~(161.33±2.85)Ma之间,其等时线分布接近于直线,等时线年龄为(157.2±1.4)Ma。石英脉型辉钼矿的等时线年龄与模式年龄非常接近,说明本次测试结果所得出的年龄值可作为其成矿年龄,其成矿时代为中侏罗世。由此认为,研究区存在着两期钼钨等多金属成矿作用,早期为早侏罗世云英岩化型矿化,晚期为中侏罗世石英脉型矿化,这与野外观测到石英脉型矿化脉切穿云英岩化型钼矿化脉现象是相符的。3.2矿化时代及矿化特征中国钼矿床主要分布在中国东部,矿床类型主要包括斑岩型、斑岩-矽卡岩复合型、矽卡岩型、石英脉型等,其成矿时代以中生代为主,且都与岩浆活动密切相关(杜保峰等,2010)。对比研究发现,本区钼钨等多金属成矿是中国东部中生代大规模金属成矿的组成部分。(1)成矿时代吻合,除少数钼矿床形成于元古宙、晚古生代和新生代之外,中国东部绝大多数金属矿床(包括钼矿床)都是形成于中生代,其成矿年龄集中在190.0~110.0Ma(杜保峰等,2010),本区两期矿化时代与之相当。(2)矿化特征相似,本区钼钨矿化特征与中国东部中生代钼矿化特征非常相似。中国东部中生代钼矿床多产出于中酸性岩体内部及其与围岩的接触带,钼矿成矿与钙碱性-碱性花岗质岩体侵入密切相关(杜保峰等,2010)。矿体多由辉钼矿-石英脉、辉钼矿-黄铁矿-石英脉、辉钼矿-方解石-石英脉等组成。金属矿物多为黑钨矿、辉钼矿、黄铁矿及少量黄铜矿和闪锌矿;脉石矿物主要有长石、石英、方解石等。围岩蚀变主要有钾长石化、矽卡岩化、云英岩化、绿泥石化等。(3)矿化成因基本一致,本区矿化类型有两种,分别是云英岩化型和石英脉型,均与岩浆作用关系密切,中国东部钼矿床同样均是与岩浆活动密切相关,都是燕山期构造岩浆活动的产物。(4)成矿背景一样,研究区本就是中国东部的一部分,中国东部中生代大规模金属成矿可能与太平洋板块从南东向北西方向往欧亚板块强烈挤压俯冲和中国东部岩石圈伸展减薄有关(胡受奚等,1991,1994,1995,1998;毛景文等,2004,2005;裴荣富等,2008)。依据野外地质特征和成矿年龄,总结得出赣中麻鸡嶂钼钨多金属矿化带的成矿机制如下:矿化围岩云英岩化→第一期成矿(早期云英化岩型多金属矿)→第二期成矿(晚期石英脉型矿化多金属矿)其中云英岩化是本区多金属成矿的必要前提,第一期的云英化岩型多金属成矿作用是第二期石英脉型多金属成矿作用的基础。4成矿时代13.通过对赣中麻鸡嶂钼钨矿化带辉钼矿进行Re-Os可以得出以下结论:(1)云英岩化型辉钼矿的成矿年龄为(183.72±2.47)Ma~(187.03±2.51)Ma,形成年代为早侏罗世。石英脉型辉钼矿的成矿年龄为(157.46±2.89)Ma~(161.33±2.85)Ma,成矿年代为中