李文良，夏 銳,2*，卿 敏，李 超，張 棟，孫 昊，路英川，劉 鵬，周奧博

(1.中國人民武裝警察部隊(duì)黃金地質(zhì)研究所，河北 廊坊 065000；

2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；

3.國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心，北京 100037)

西秦嶺和東昆侖復(fù)合部位的鄂拉山成礦帶是青海省一條重要的北北西-南南東向多金屬成礦帶，從北到南發(fā)育著眾多以銅為主的多金屬礦床(點(diǎn))[1-3]，北段有柯柯賽鐵礦床[4]、什多龍鉬鉛鋅礦床[5]，中南段有索拉溝銅多金屬礦床[6-9]、日龍溝中型錫多金屬礦床[10-12]、銅峪溝大型銅多金屬礦[13-15]、賽什塘中型銅礦[16-20]和尕科合含銅銀砷礦床[21]等，是青海乃至全國重要的銅礦集中區(qū)[22]。

前人對(duì)什多龍礦床地質(zhì)特征[23- 24]、成礦構(gòu)造[25]、成礦預(yù)測[26]、成礦流體來源及物理化學(xué)條件[5]等方面進(jìn)行了研究，初步確立了該礦床是受NNW向斷裂控制，且與花崗閃長巖巖體的侵入活動(dòng)密切相關(guān)的矽卡巖型礦床，流體混合作用及伴隨的溫壓條件的降低是導(dǎo)致鉛鋅等成礦元素沉淀與富集的重要機(jī)制[5]。但對(duì)于成巖成礦時(shí)代的厘定尚缺乏精確的同位素年齡數(shù)據(jù)，僅有周顯強(qiáng)等(1996)[3]通過對(duì)礦區(qū)及外圍巖體的K-Ar法間接取得了188～208 Ma和368 Ma的數(shù)據(jù)，由于分析測試手段限制，數(shù)據(jù)不夠精確，時(shí)間跨度較大，而礦床的精確測年是建立礦床模型和反演成礦地球動(dòng)力學(xué)背景的重要基礎(chǔ)資料[27-28]。因此，取得可靠的礦化年齡數(shù)據(jù)是十分必要的。

本文在詳細(xì)野外地質(zhì)工作基礎(chǔ)上，對(duì)什多龍礦床進(jìn)行了輝鉬礦Re-Os定年，獲得高精度的Re-Os同位素等時(shí)線年齡，精確限定了該礦床的成礦年齡及成礦物質(zhì)來源，并結(jié)合前人的研究成果，探討了鄂拉山成礦帶印支期成礦事件的地球動(dòng)力學(xué)背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

什多龍Mo-Pb-Zn礦床位于中國大陸中央造山帶西段-東昆侖造山帶的東昆北構(gòu)造帶[29]，即祁漫塔格—都蘭Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Au-Mo成礦帶(圖1a)，受鄂拉山華力西期-印支期構(gòu)造巖漿控制[30](圖1b)。大地構(gòu)造屬古亞洲構(gòu)造域和特提斯-喜馬拉雅構(gòu)造域的結(jié)合部位[31]，處于柴達(dá)木東北緣、西秦嶺、東昆侖和巴顏喀拉4個(gè)地體的銜接部位，平面幾何形態(tài)上構(gòu)成較為典型的西秦嶺—東昆侖銜接區(qū)三向聯(lián)結(jié)構(gòu)造[32]，碰撞造山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，成礦條件優(yōu)越。

鄂拉山地區(qū)出露的地層除第四系之外主要以三疊系的一套含火山物質(zhì)的復(fù)理石建造和中酸性火山巖為主，其次為二疊系的一套淺變質(zhì)海相碎屑巖[33]。構(gòu)造斷裂以北北西向的鄂拉山斷裂帶為主體，以溫泉大斷裂為代表。巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，在印支晚期爆發(fā)大規(guī)模的巖漿作用。詹發(fā)余等(2007)[34]獲得鄂拉山南部的溫泉和虎達(dá)一帶石英閃長巖鋯石U-Pb年齡為(230.1±2) Ma和(222±19) Ma，石英二長閃長巖年齡為(215±2) Ma，花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為(228. 5±0. 98) Ma和(219. 8±4.6) Ma。張宏飛等(2006)[35]獲得共和盆地周緣黑馬河花崗閃長巖U-Pb年齡為(235.2±2) Ma，溫泉巖體年齡為(218±2) Ma。劉建平等(2012)[18]獲得賽什塘礦區(qū)第2期石英閃長巖鋯石U-Pb年齡為(223.2±2.2) Ma，第4期花崗斑巖U-Pb年齡為(219.9±2.6) Ma。

圖1 青海鄂拉山地區(qū)區(qū)地質(zhì)簡圖

(a)東昆侖造山帶構(gòu)造地質(zhì)圖(據(jù)Meng等,2013[36])；(b)青海什多龍Mo-Pb-Zn礦床區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)楊生德，2011修改[37])

2 礦床地質(zhì)特征

什多龍礦區(qū)包括4個(gè)分區(qū)：都龍昂確礦區(qū)Mo-Pb-Zn礦、老礦礦區(qū)Pb-Zn礦、都龍呀哆礦區(qū)Cu礦及都蘭都龍礦區(qū)Cu-Pb-Zn礦[5]。礦區(qū)出露地層有晚太古代金水口群、石炭系哈拉格勒組和新生代沉積物。礦區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，印支期侵入體呈大面積產(chǎn)出，普遍具有Ⅰ型花崗巖特征[2]，且Cu、Pb、Zn品位較高[3]。巖石類型主要包括花崗閃長巖、鉀長花崗巖和二長花崗巖。構(gòu)造變形受區(qū)域NE向構(gòu)造應(yīng)力作用下的剪切壓扁與鄂拉山斷裂的右旋剪切和擠壓的共同影響[38]，主要表現(xiàn)為EW、NNW和NEE向斷裂。礦體均產(chǎn)于花崗閃長巖與二長花崗巖巖體中的破碎蝕變帶內(nèi)，發(fā)現(xiàn)43條礦化蝕變帶、17條礦體(5條鉬礦體和12條鉛鋅礦體)[5]?，F(xiàn)對(duì)4號(hào)采場4號(hào)礦體描述如下：礦體位于巖性構(gòu)造界面，礦體上盤巖性為大理巖，下盤巖性為砂板巖，上下盤巖性界面發(fā)育層間斷裂，礦體充填集中，礦體寬約5～6 m，可見延伸60～80 m。

礦石中的最主要礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦、黃鐵礦及部分黃銅礦、褐鐵礦、孔雀石，其中輝鉬礦多呈薄膜狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀及星點(diǎn)狀與石英密切共生(圖2a)，呈束狀集合體(圖2b)，可見矽卡巖化方解石與閃鋅礦交代(圖2c)，閃鋅礦交代方鉛礦(圖2d，e)、黃鐵礦與閃鋅礦共生(圖2f)。脈石礦物為石英、方解石、綠泥石、鉀長石、絹云母等。圍巖蝕變包括鉀化、硅化、矽卡巖化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺石化和黃鉀鐵礬化等，其中矽卡巖礦物組合以石榴子石、透輝石、綠泥石等為主。

據(jù)李龔健等(2013)[5]研究和總結(jié)，將成礦過程劃分為兩期4個(gè)階段：① 氣水熱液期石英-輝鉬礦階段；②氣水熱液期石英-黃鐵礦-閃鋅礦階段；③氣水熱液期石英-多金屬硫化物階段；④表生期石英-碳酸鹽階段。

圖2 青海什多龍鉬鉛鋅礦床礦石及礦相學(xué)照片

3 輝鉬礦樣品及定年方法

6件輝鉬礦樣品均采自什多龍礦床都龍昂確礦區(qū)的探槽內(nèi)，主要為石英脈型鉬礦石(圖2a)，輝鉬礦主要呈薄膜狀產(chǎn)于裂隙面上。輝鉬礦單礦物樣品直接從手標(biāo)本上取得，獲得每件單礦物樣品的純度均大于99%。

Re-Os同位素分析在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心完成，實(shí)驗(yàn)室采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 04436(JDC)為標(biāo)準(zhǔn)樣品監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的可靠性。分析儀器為TJA X-Series電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，分析流程和方法詳見文獻(xiàn)[39-42]。采用Isoplot軟件對(duì)得到的Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用的衰變常數(shù)λ-187Re的衰變常數(shù)1.666×10-11a-1(±1.02%)[43]計(jì)算Re-Os模式年齡。

4 什多龍礦床的成礦特征和成礦事件動(dòng)力學(xué)背景

4.1 什多龍礦床的成礦年齡

6件輝鉬礦樣品Re-Os同位素測試結(jié)果見表1。計(jì)算得到Re-Os同位素等時(shí)線年齡為(233.4±9.6) Ma(MSWD=2.1,n=6,見圖3)，與加權(quán)平均值(236.2±2.1) Ma(MSWD=1.3,n=6,見圖4)比較吻合，說明等時(shí)線年齡測量結(jié)果可靠。由等時(shí)線獲得的187Os初始值為(0.015±0.051) ng/g，接近于0，表明輝鉬礦形成時(shí)幾乎不含187Os，輝鉬礦中的187Os系由187Re衰變形成，滿足Re-Os同位素體系模式年齡計(jì)算條件。而且，區(qū)域地質(zhì)資料顯示，鄂拉山巖漿帶侵入體年齡值基本上均落入231～195 Ma區(qū)間內(nèi)。由此認(rèn)為，青海什多龍礦床輝鉬礦的結(jié)晶年齡為(236.2±2.1) Ma。

表1 青海什多龍Mo-Pb-Zn礦床輝鉬礦單礦物Re-Os同位素結(jié)果

圖3 青海什多龍鉬鉛鋅礦床輝鉬礦Re-Os同位素等時(shí)線

圖4 青海什多龍鉬鉛鋅礦床輝鉬礦Re-Os模式年齡加權(quán)平均值

4.2 成礦物質(zhì)來源

目前在(含)鉬礦床中Re含量是成礦物質(zhì)來源的良好示蹤劑[44-52]，雖然含普通Os對(duì)示蹤成礦物質(zhì)來源有一定的影響[53]。毛景文等(1999)[45,54]認(rèn)為輝鉬礦中的Re含量從幔源到殼?；煸丛俚綒ぴ从蒼×10-4→n×10-5→n×10-6呈數(shù)量級(jí)下降。Stein等(2001，2006)[49,55]提出由地幔底侵、交代或鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石部分熔融產(chǎn)生的巖漿熱液(含)鉬礦床比殼源巖漿熱液礦床具有高的Re含量，且有變質(zhì)流體參與成礦的礦床中輝鉬礦的Re含量小于20×10-6。張勇等(2013)[56]研究天寶山礦田輝鉬礦的Re含量為0.353×10-6～9.306 ×10-6，認(rèn)為成礦物質(zhì)來源為殼源。陳衍景等(2012)[50]提出中國東北多數(shù)鉬礦床輝鉬礦的Re含量屬于n×10-6數(shù)量級(jí)，反映成礦物質(zhì)以殼源為主。

由表1可知，什多龍6件輝鉬礦樣品的Re含量為0.3939×10-6～0.6621×10-6，反映了成礦物質(zhì)以殼源為主，且變質(zhì)流體參與了成礦作用。

夏楚林等(2011)[57]對(duì)晚三疊世鄂拉山組火山熔巖進(jìn)行化學(xué)分析和微量元素分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)熔巖可能形成于以側(cè)向擠壓為主的陸-陸后碰撞環(huán)境，為碰撞過程中加厚地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融后的產(chǎn)物。孫延貴等(2001)[58]研究鄂拉山巖漿帶深成侵入體侵位于同期火山巖之中的獨(dú)特現(xiàn)象以及晚期偏堿性花崗巖-A型石英正長巖組合與早期鈣堿系列花崗巖組合相伴生的現(xiàn)象，同樣應(yīng)是陸內(nèi)造山作用的結(jié)果，張雪亭(2006)[30]也認(rèn)為鄂拉山巖漿帶為陸殼重熔花崗巖。郭安林等(2007)[59-60]研究苦?！愂蔡烈粠фV鐵質(zhì)火山巖，顯示了不相容元素的強(qiáng)烈富集以及Nb、Ta和Pb的虧損，極高的Sr和低的Nd同位素比值，認(rèn)為是大陸地殼物質(zhì)的混染。另外，張宏飛等(2006)[35]研究了共和盆地印支期花崗巖類ISr=0.70701～0.70952，εNd(t)=-3.8以及Pb同位素比值，認(rèn)為巖漿物質(zhì)主要來自于地殼物質(zhì)的部分熔融，原巖為下地殼變玄武巖類。綜上所述認(rèn)為，什多龍礦床成礦物質(zhì)來源為殼源。

4.3 成礦事件的動(dòng)力學(xué)背景

礦床的精確定年是反演成礦地球動(dòng)力學(xué)背景的基礎(chǔ)[61]。區(qū)域地質(zhì)資料顯示，鄂拉山巖漿帶深成侵入體侵位于同期火山巖之中，不同方法同位素測定的年齡值基本上均落入231～195 Ma區(qū)間內(nèi)，集中分布于220～200 Ma之間[32,58,62]。什多龍礦床在時(shí)間上和成因上均與鄂拉山巖漿帶密切相關(guān)，成巖成礦形成于同一個(gè)構(gòu)造背景。

孫延貴(2004)[32]對(duì)鄂拉山造山帶演化不同階段中所出現(xiàn)的重要構(gòu)造事件相伴生的巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用同位素年代學(xué)研究，認(rèn)為經(jīng)歷了初始伸展期(361.5～393.5 Ma)、俯沖碰撞(開始：261.8～263.9 Ma)、碰撞造山(集中：200～220 Ma)以及造山期后伸展垮塌(195.7～199.6 Ma)等構(gòu)造事件，碰撞造山期的構(gòu)造變形主要發(fā)育不對(duì)稱的大型褶皺以及近東西向橫推走滑斷裂，伴生形成大量韌性剪切帶。

什多龍礦床的形成時(shí)代正好是板塊構(gòu)造體制向陸內(nèi)構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變的過程，即從坳拉谷俯沖碰撞閉合向陸內(nèi)俯沖碰撞造山演化的過程，即葛良勝等(2013)[63]提出的從造洋裂谷到碰撞-伸展造山的構(gòu)造動(dòng)力體制的轉(zhuǎn)換。構(gòu)造動(dòng)力體制的轉(zhuǎn)變?cè)诳刂瞥傻V過程的多種參數(shù)中，可能起著根本的作用[64-71]。碰撞過程中加厚地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，為巖漿活動(dòng)參與成礦提供了保障，形成的橫推走滑斷裂和伴生形成大量韌性剪切帶，為成礦流體提供通道，應(yīng)力場的轉(zhuǎn)變促使流體介質(zhì)條件發(fā)生強(qiáng)烈變化[72]，流體的混合作用及伴隨的溫壓條件的降低導(dǎo)致鉛鋅等成礦元素沉淀[5]。因此，初步認(rèn)為什多龍礦床的成礦動(dòng)力學(xué)背景為板塊構(gòu)造體制向陸內(nèi)構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變，巖石圈伸展，軟流圈上涌引起加厚地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，同時(shí)玄武質(zhì)巖漿底侵作用加強(qiáng)，與下地殼重熔巖漿混合[61]，且形成富含Mo的花崗質(zhì)巖漿[73]，沿走滑斷裂帶和不同深度的滑脫構(gòu)造面形成了晚三疊世的大規(guī)模巖漿活動(dòng)，流體的混合作用及伴隨的溫壓條件降低，分異出成礦流體，充填和交代大理巖或其破碎帶中，使成礦元素富集，爆發(fā)大規(guī)模的成礦作用。

5 結(jié)語

通過什多龍Mo-Pb-Zn礦床礦石中的輝鉬礦Re-Os同位素定年研究，取得了準(zhǔn)確的年齡數(shù)據(jù)。6件輝鉬礦樣品的等時(shí)線年齡為(233.4±9.6) Ma(MSWD=2.1,n=6)，加權(quán)平均年齡為(236.2±2.1) Ma；Re含量變化于0.3939×10-6～0.6621×10-6，所得的成礦年齡數(shù)據(jù)和Re含量為該礦床的成因提供了依據(jù)，完善了鄂拉山成礦帶礦床成礦系列，對(duì)于區(qū)域上尋找同時(shí)代同類型的礦床具有重要的指示意義。

鄂拉山地區(qū)是我國西部重要的構(gòu)造結(jié)之一，具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多旋回發(fā)展演化的特點(diǎn)，發(fā)育著大批斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦床，不容忽視。因此，關(guān)于什多龍礦床形成的成礦機(jī)制和動(dòng)力學(xué)背景，仍需要深入開展進(jìn)一步的研究。

致謝：國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心屈文俊研究員在樣品Re-Os同位素分析中給予了大力支持；武警黃金地質(zhì)研究所郭曉東高級(jí)工程師和匿名審稿人在成文過程中提出了寶貴的建議，受益匪淺。在此一并謹(jǐn)致謝忱。

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