盧友月， 付建明， 程順波， 劉樹生， 黎傳標(biāo)，張利國 馬麗艷

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心， 湖北 武漢 430205； 2.中國地質(zhì)調(diào)查局 花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心，湖北 武漢 430205； 3.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405隊(duì)， 湖南 吉首 416007； 4.湖南省湘南地質(zhì)勘察院，湖南 郴州 423000）

湘南銅山嶺銅多金屬礦田成巖成礦作用年代學(xué)研究

盧友月1，2， 付建明1，2， 程順波1，2， 劉樹生3， 黎傳標(biāo)4，張利國1， 馬麗艷1，2

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心， 湖北 武漢 430205； 2.中國地質(zhì)調(diào)查局 花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心，湖北 武漢 430205； 3.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405隊(duì)， 湖南 吉首 416007； 4.湖南省湘南地質(zhì)勘察院，湖南 郴州 423000）

湘南銅山嶺銅多金屬礦田位于欽杭成礦帶的中部， 礦床主要產(chǎn)于銅山嶺巖體接觸帶及其附近。本文對礦田內(nèi)的巖體和礦床進(jìn)行了精細(xì)的年代學(xué)研究， 分別獲得銅山嶺Ⅰ號(hào)巖體的花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為157±2 Ma（MSWD=1.20）； 銅山嶺礦床石英脈型礦體中的輝鉬礦Re-Os模式年齡為161±1 Ma（MSWD=0.21）； 橋頭鋪礦床矽卡巖型礦體中的輝鉬礦Re-Os模式年齡為155±3 Ma（MSWD=1.5）、石榴子石Sm-Nd等時(shí)線年齡為155±8 Ma（MSWD=0.41）。成巖與成礦年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致， 說明銅山嶺礦田成巖成礦具有同時(shí)性， 它們之間具有密切的成因聯(lián)系。輝鉬礦中Re含量（32.95×10-6～59.45×10-6）指示成礦作用可能與殼幔混合作用有關(guān)。這為進(jìn)一步研究區(qū)域成礦規(guī)律提供了重要同位素年代學(xué)依據(jù)。

銅多金屬礦田； SHRIMP鋯石U-Pb定年； 輝鉬礦Re-Os定年； 石榴子石Sm-Nd定年； 銅山嶺； 湘南

卷（Volume）39， 期（Number）6， 總（SUM）149

頁（Pages）1061～1071， 2015， 12（December， 2015）欽杭成礦帶及其旁側(cè)是華南地區(qū)重要的

Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金屬成礦帶， 沿該帶分布著江西德興斑巖銅礦、銀山斑巖淺成低溫?zé)嵋盒豌y多金屬礦、冷水坑淺成低溫?zé)嵋盒豌y鉛鋅礦、永平矽卡巖型銅礦、東鄉(xiāng)熱液型銅礦、焦里矽卡巖型鉛鋅礦， 湖南七寶山斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦、寶山斑巖-矽卡巖型銅鉬多金屬礦、水口山熱液脈型銅鉛鋅礦、銅山嶺矽卡巖型-熱液脈型銅多金屬礦和廣東大寶山矽卡巖型-斑巖型鐵銅鉬多金屬礦等礦床， 構(gòu)成了一個(gè)長達(dá)1000 km以上的銅鉛鋅多金屬礦帶（楊明桂和梅勇文， 1997； 楊明桂等， 2009； 毛景文等， 2010；

徐德明等， 2012）（圖1a）。銅山嶺銅多金屬礦田位于欽杭Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金屬成礦帶的中部， 是該成礦帶的重要組成部分。前人已對其礦床地質(zhì)特征、控巖控礦構(gòu)造、花崗巖與成礦的關(guān)系以及成礦的物理化學(xué)條件等方面作過許多研究， 同時(shí)也獲得了一些非常有意義的成巖年齡數(shù)據(jù)， 其中的高精度成巖年齡（SHRIMP鋯石U-Pb和LA-ICP-MS鋯石U-Pb）為167～148 Ma（汪勁草等， 2000； 王岳軍等， 2001； 劉雄， 2006； 魏道芳等， 2007； Jiang et al.， 2008； 全鐵軍等， 2013）。但到目前為止還沒有獲得可靠的成礦年齡數(shù)據(jù)， 這在一定程度上制約了該地區(qū)成礦規(guī)律的研究及找礦勘探工作。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上， 利用SHRIMP鋯石U-Pb、輝鉬礦Re-Os及石榴子石Sm-Nd法進(jìn)行同位素年代學(xué)研究， 精確厘定了銅山嶺銅多金屬礦田成巖與成礦作用的時(shí)間及相互關(guān)系， 對進(jìn)一步研究區(qū)域成礦規(guī)律提供了重要同位素年代學(xué)依據(jù)。

圖1　 湘南銅山嶺銅多金屬礦田地質(zhì)圖（圖1a據(jù)楊明桂和梅勇文， 1997修改； 圖1b據(jù)湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì)， 2009修改）Fig.1　Geological map of the Tongshanling copper polymetallic ore-field， southern Hunan province

1　地質(zhì)概況

銅山嶺銅多金屬礦田是湖南省著名的與深源巖漿有關(guān)的銅多金屬礦田， 在礦田范圍內(nèi)圍繞深源花崗巖分布有一系列由高溫-低溫的銅、鉬、鉛、鋅、鎢礦床（點(diǎn)）， 自北向南依次分布有銅山嶺矽卡巖型-熱液型銅多金屬礦床、江永（庵堂嶺）矽卡巖型銀鉛鋅礦床、圓頭灣矽卡巖型鎢礦床、橋頭鋪矽卡巖型鉬礦床等（圖1b）。

區(qū)內(nèi)出露的地層為中泥盆統(tǒng)-石炭系的一套海相-淺海相碳酸鹽巖夾陸源碎屑巖沉積建造， 巖性以碳酸鹽巖為主， 碎屑巖次之。賦礦地層主要為泥盆系棋子橋組（Dq）白云質(zhì)灰?guī)r、泥盆系長壟界組（Dc）和錫礦山組（Dx）泥晶灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r、石炭系石磴子組（Csh）灰?guī)r。構(gòu)造上， 礦田受到銅山嶺背斜軸部和西翼控制， 其中銅山嶺礦床礦體分布在背斜核部巖體接觸帶、外接觸帶層間界面和穿層裂隙中，江永（庵堂嶺）礦床礦體分布在背斜西翼巖體接觸帶、穿層裂隙和巖溶洞穴中， 橋頭鋪礦床礦體分布在背斜西翼巖體接觸帶和外接觸帶層間界面中（圖1b）。

銅山嶺花崗閃長巖呈水母狀向北東、北西和西部侵入， 其中向西部的分枝在地表出露的幾個(gè)巖體自東向西逐漸減小， 向北東、北西的深部延伸兩個(gè)隱伏分支。銅山嶺礦床的貓仔灣、背后山各礦段均產(chǎn)于北東向隱伏分支的上部接觸帶和外接觸帶， 在Ⅰ號(hào)巖體的周圍， 尤其是北東和北西兩個(gè)隱伏分支的上部及其附近分布著許多花崗斑巖和石英斑巖脈。在西南側(cè)的谷母溪、杏腳（礦田外）一帶分布數(shù)個(gè)玻基輝橄巖、煌斑巖小巖體。巖體侵入上泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)， 圍巖皆遭受大理巖化、矽卡巖化， 蝕變帶寬200～1000 m。巖體由近東西向分布的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)三個(gè)巖體組成， 面積分別為11 km2、0.6 km2、0.4 km2，總面積約12 km2（圖1b）。Ⅰ號(hào)巖體由中心至邊緣， 巖性變化為中細(xì)?；◢忛W長巖-花崗閃長斑巖-微細(xì)?；◢忛W長巖， 其中花崗閃長斑巖為巖體主體， 與區(qū)內(nèi)成礦最為密切。

圖2　銅山嶺銅多金屬礦田礦體照片F(xiàn)ig.2　Photographs of the ore bearing veins in the Tongshanling copper polymetallic ore-field

礦田內(nèi)圍巖蝕變強(qiáng)烈， 并存在明顯的分帶特征。一般在巖體內(nèi)接觸帶蝕變以絹英巖化、鉀化、硅化為主， 在裂隙發(fā)育部位尤其明顯。外接觸帶以矽卡巖化為主， 與礦田內(nèi)銅多金屬礦化密切相關(guān)。往外蝕變變?nèi)酰?在遠(yuǎn)接觸帶以硅化、碳酸鹽化、大理巖化為主。

2　樣品采集及測試方法

2.1樣品采集

鋯石選自銅山嶺Ⅰ號(hào)巖體花崗閃長斑巖（樣品號(hào)： 10D62-7）， 采樣位置： 111°27′42″E， 25°15′47″N（圖1b）。巖石呈灰白色， 斑狀結(jié)構(gòu)， 塊狀構(gòu)造， 基質(zhì)為細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)。斑晶主要由斜長石（3%～5%）、鉀長石（10%～15%）和石英（5%～7%）組成。基質(zhì)為斜長石（40%～45%）、鉀長石（5%～10%）、石英（15%～20%）、黑云母（3%～5%）和角閃石（1%～5%）。副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石等， 次生礦物有絹云母、綠泥石、方解石等。

輝鉬礦樣品11D50-3（每隔6～10 m一個(gè)樣， 依次編號(hào)為： 11D50-3-1～11D50-3-4）采自銅山嶺礦床60中段IV號(hào)石英脈型銅鉍多金屬礦體（圖1b、2a）。礦體產(chǎn)于泥盆系錫礦山組（Dx）大理巖中， 受斷裂破碎帶及層間裂隙控制， 呈脈狀產(chǎn)出， 走向近東西， 脈寬1.0～2.5 m， 產(chǎn)狀358°∠46°。礦石礦物東部以黃銅礦、方鉛礦為主， 向西逐漸過渡為以方鉛礦、輝鉍礦為主， 次要礦物有閃鋅礦、毒砂、輝鉬礦、黃鐵礦、藍(lán)銅礦等； 脈石礦物較簡單， 主要為石英， 其次還有少量的方解石、石榴子石等。

輝鉬礦及石榴子石樣品11D58（每隔6～10 m一個(gè)樣， 依次編號(hào)為11D58-1～11D58-8， 其中11D58-3分2處采樣， 采樣間距約3 m， 分別編號(hào)為11D58-3-1、11D58-3-2）采自橋頭鋪礦床Ⅰ號(hào)矽卡巖型鉬礦體（圖1b、2b）。礦體產(chǎn)于石炭系大浦組（Cd）大理巖中，受層間界面控制， 產(chǎn)狀204°∠84°。目前有沿脈坑道控制礦體長約100 m， 礦體厚0.1～2.0 m， 品位0.1%～1.2%。脈體局部彎曲和膨大， 分枝復(fù)合現(xiàn)象很普遍， 礦化不均勻， 輝鉬礦呈細(xì)脈狀、薄膜狀、浸染狀分段富集于局部。

2.2測試方法及實(shí)驗(yàn)流程

SHRIMP鋯石U-Pb同位素分析： 花崗閃長斑巖樣品通過人工破碎， 重砂淘洗法分選出鋯石， 在雙目鏡下挑純， 最后選出晶形完好、透明度高、無裂紋和包體少的鋯石顆粒與標(biāo)準(zhǔn)鋯石樣品TEM （417 Ma）一起粘在環(huán)氧樹脂靶上， 磨制樣品， 使鋯石內(nèi)部暴露。對靶上待測樣品進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光顯微照相分析， 據(jù)此選定鋯石微區(qū)原位分析的靶位。陰極發(fā)光（CL）圖像在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針研究室完成， SHRIMP鋯石U-Pb分析在北京離子探針中心的SHRIMP Ⅱ型離子探針上完成。束斑大小為30 μm， 為了盡量降低鋯石表面普通Pb和鍍金過程中的污染， 測定過程中先用束斑掃描5 min， 詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程和原理參考宋彪等（2002）和簡平等（2003）。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM（417 Ma）對元素間的分餾進(jìn)行校正。應(yīng)用另一標(biāo)準(zhǔn)鋯石SLI3（年齡為572 Ma、U含量為238×10-6）標(biāo)定所測鋯石的U、Th、Pb含量。普通鉛根據(jù)實(shí)測Pb校正。數(shù)據(jù)處理采用Isoplot程序（Ludwig， 2003）。單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差均為1σ， 所采用的206Pb/238U加權(quán)平均年齡具有95%的置信度。

輝鉬礦Re-Os同位素分析： 輝鉬礦的單礦物挑選在廊坊市峰澤源巖礦檢測技術(shù)有限公司完成， 通過對所獲得的樣品進(jìn)行重力、磁法分離， 獲得純度均大于99%輝鉬礦樣品。

Re-Os同位素分析測試工作在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心完成， 采用Carius管封閉溶樣分解樣品， Re和Os的分離等化學(xué)處理過程及質(zhì)譜測試過程參考杜安道等（2001）以及屈文俊和杜安道（2003）。采用美國TJA公司生產(chǎn)的TJA X-series ICP-MS （電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）測定Re和Os同位素比值。本實(shí)驗(yàn)全流程空白R(shí)e為3.1×10-12，普Os為0.3×10-12，187Os為0.22×10-12。Re、Os空白遠(yuǎn)低于樣品含量， 因而對測試結(jié)果不會(huì)有顯著的影響。

石榴子石Sm-Nd同位素分析： Sm-Nd同位素測定方法見李華芹等（1998）所報(bào)道的流程。Sm和Nd含量及Nd同位素比值采用同位素稀釋法和質(zhì)譜儀直接測定。同位素分析在中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心同位素實(shí)驗(yàn)室N-Triton可調(diào)多接受固體質(zhì)譜儀上完成。在同位素測試過程中， 用工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)JMC（Nd2O3）監(jiān)控儀器工作狀態(tài)， 用Sm-Nd國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW04419監(jiān)控分析流程， 質(zhì)量分餾用146Nd/144Nd=0.7219校正。標(biāo)準(zhǔn)測定結(jié)果：GBW04419的143Nd/144Nd=0.512725±0.000008（2σ）。全部操作均在凈化柜里進(jìn)行， 使用的器皿均由鉑金、氟塑料和高純石英制成， 所用試劑經(jīng)過亞沸蒸餾純化。Sm、Nd的全流程空白分別為2×10-10和5×10-11。

3　分析結(jié)果

3.1SHRIMP鋯石U-Pb年齡

花崗閃長斑巖樣品（10D62-7）中鋯石為淺黃色透明， 呈長柱狀-短柱狀， 晶形比較完整， 透明度好，偶見裂隙， 顆粒大小不一， 長寬比一般在4∶1～1∶1之間。陰極發(fā)光（CL）圖像顯示（圖3a）大部分鋯石具有很好的振蕩韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)， 部分鋯石具核-邊結(jié)構(gòu)， 核部呈渾圓狀， 增生邊寬窄不一， 明顯不同于變質(zhì)鋯石的特點(diǎn)（吳元保和鄭永飛， 2004）， 為典型的巖漿結(jié)晶鋯石。

從SHRIMP鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果（表1）可見： 樣品鋯石中U含量較高（441×10-6～2349×10-6），Th含量較低（114×10-6～547×10-6）， Th/U比值介于0.16～0.41之間， 均值0.26， 顯示巖漿成因鋯石的特點(diǎn)。樣品所選的9個(gè)分析點(diǎn)均位于巖漿環(huán)帶清楚的鋯石邊部。其中7個(gè)測點(diǎn)落在諧和線附近，206Pb/238U表面年齡集中分布在153～160 Ma， 獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為157±2 Ma（95%置信度， MSWD= 1.20）（圖3b）， 代表花崗閃長斑巖的形成年齡。在所有分析點(diǎn)中， 10D62-7.3號(hào)點(diǎn)給出了207 Ma的印支期206Pb/238U表面年齡， 對應(yīng)于鋯石CL圖像（圖3a），該點(diǎn)可能部分打到了繼承鋯石核， 推測其為混合年齡， 其地質(zhì)意義尚不清楚； 10D62-7.5號(hào)點(diǎn)給出了165 Ma的206Pb/238U表面年齡， 年齡值偏大， 本次未參與計(jì)算。

3.2輝鉬礦Re-Os年齡

銅山嶺礦床（11D50-3）和橋頭鋪礦床（11D58）輝鉬礦Re-Os測試分析結(jié)果見表2。從中可見， 銅山嶺礦床石英脈型銅鉍多金屬礦體中的輝鉬礦（11D50-3）Re含量為48.85×10-6～52.64×10-6，187Re含量為30.70×10-6～33.09×10-6，187Os含量為82.75× 10-9～89.31×10-9。模式年齡為161～162 Ma， 在誤差范圍內(nèi)是一致的。用Isoplot軟件計(jì)算了所測的4個(gè)點(diǎn)的等時(shí)線年齡和模式年齡的加權(quán)平均值， 結(jié)果分別為161±45 Ma（MSWD=0.44）（圖4a）和161±1 Ma（MSWD=0.21）（圖4b）， 兩者在誤差范圍內(nèi)一致， 從MSWD值及擬合概率來看， 其等時(shí)線年齡和加權(quán)平均模式年齡都是可靠的。因4個(gè)樣品中有2個(gè)Re、Os含量相近， 等時(shí)線上各點(diǎn)拉不開， 導(dǎo)致等時(shí)線年齡誤差較大， 因而其模式年齡的加權(quán)平均值（161±1 Ma）更可靠。

圖3　銅山嶺巖體花崗閃長斑巖代表性鋯石CL照片（a）和SHRIMP鋯石U-Pb年齡諧和圖（b）Fig.3　Cathodoluminescence （CL） images of representative zircon granis （a）， and zircon SHRIMP U-Pb concordia plot（b） for the granodiorite porphyry from the Tongshanling pluton

表1　銅山嶺巖體花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb測年結(jié)果Table 1　Zircon SHRIMP U-Pb dating results of the granodiorite porphyry from the Tongshanling pluton

橋頭鋪礦床矽卡巖型礦體中的輝鉬礦（11D58）Re含量為32.95×10-6～59.45×10-6，187Re含量為20.71×10-6～37.37×10-6，187Os含量為56.59×10-9～106.10×10-9。其中樣品11D58-3-1作為重復(fù)樣對測試質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)控， 結(jié)果在誤差范圍內(nèi)基本一致（表2）， 表明本次測試結(jié)果可靠。11D58-5、11D58-6、 11D58-7和11D58-8基本不含普Os， 給出了153～157 Ma的模式年齡（表2）， 各年齡在誤差范圍內(nèi)一致， 模式年齡的加權(quán)平均值為155±3 Ma（MSWD=1.5）（圖5a）。另外3件樣品11D58-2、11D58-3-1和11D58-9的普Os含量較高， 且187Os/普Os值均小于20（3.7～14.1）（表2）， 需要考慮普Os對Re-Os模式年齡的影響（李超等， 2012）。對其187Re/188Os和187Os/188Os值進(jìn)行測定， 計(jì)算模式年齡時(shí)對初始187Os進(jìn)行扣除（表3）， 獲得其模式年齡為： 162～166 Ma， 加權(quán)平均值164±5 Ma（MSWD=0.13）（圖5b）。李超等（2012）研究認(rèn)為： 在一個(gè)礦區(qū)的幾件輝鉬礦樣品中， 可能既有普Os含量較低的輝鉬礦， 同時(shí)也有普Os含量較高的輝鉬礦，普Os含量較低樣品中188Os測定誤差更大，187Re/188Os和187Os/188Os誤差也更大， 所以會(huì)造成187Re/188Os-187Os/188Os等時(shí)線年齡和初始比值誤差較大。在這種情況下，普Os含量較低的樣品可以直接采用模式年齡，普Os含量較高的樣品做187Re/188Os-187Os/188Os等時(shí)線圖， 然后利用187Os/188Os初始比值對含有普Os樣品的非放射成因187Os進(jìn)行扣除， 從而得到準(zhǔn)確的Re-Os模式年齡。同時(shí)認(rèn)為： 理論上， 成礦年齡越老，累積放射成因187Os越多，187Os/普Os值越大，普Os對Re-Os模式年齡的影響程度越低。本次獲得普Os含量較低的4件樣品（11D58-5、11D58-6、11D58-7、11D58-8）187Os/普Os值（7193.3～7896.9）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普Os含量較高的3件樣品（11D58-2、11D58-3-1、11D58-9）（3.7～14.1）， 在獲得的模式年齡相近的情況下（155 Ma和164 Ma），普Os含量較低的4件樣品模式年齡的加權(quán)平均值（155±3 Ma）更可靠。

表2　銅山嶺礦床（11D50-3）和橋頭鋪礦床（11D58）輝鉬礦Re-Os同位素組成Table 2　Re-Os isotope compositions for molybdenite from the Tongshanling （11D50-3） and Qiaotoupu （11D58） deposits

表3　橋頭鋪礦床輝鉬礦187Re/188Os-187Os/188Os同位素?cái)?shù)據(jù)Table 3　187Re/188Os-187Os/188Os isotopic for molybdenite from the Qiaotoupu deposit

圖4　銅山嶺礦床中輝鉬礦（11D50-3）的Re-Os等時(shí)線（a）與模式年齡加權(quán)平均（b）圖Fig.4　Isochron diagram （a） and weighted average of model ages （b） of Re-Os isotope for molybdenite （sample 11D50-3）from the Tongshanling deposit

圖5　橋頭鋪礦床矽卡巖中輝鉬礦的Re-Os模式年齡加權(quán)平均圖Fig.5　Weighted average of model ages of Re-Os isotope for molybdenite in skarns from the Qiaotoupu deposit

3.3石榴子石Sm-Nd年齡

石榴子石樣品的Sm-Nd同位素測試結(jié)果見表4。石榴子石的Sm、Nd含量分別為0.758×10-6～5.064×10-6和3.94×10-6～19.28×10-6，147Sm/144Nd為0.1163～0.2296，143Nd/144Nd為0.511978～0.512095，2σ值均小于0.00001。其中樣品11D58-8作為重復(fù)樣對測試質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)控， 結(jié)果在誤差范圍內(nèi)基本一致（表4）， 表明本次測試結(jié)果可靠。測試結(jié)果采用Isoplot程序進(jìn)行處理（Ludwig， 2003）， 誤差為95%置信度（2σ）； 等時(shí)線計(jì)算時(shí)設(shè)定的不確定度：147Sm/144Nd為0.5%，143Nd/144Nd為0.001%； 所選衰變常數(shù)為λ（147Sm）=6.54×10-12a-1。獲得8件樣品的9個(gè)測試數(shù)據(jù)等時(shí)線年齡為155±8 Ma（MSWD=0.41）（2σ）（圖6）， MSWD較小， 線性關(guān)系良好， 表明測試結(jié)果可靠。同時(shí)獲得143Nd/144Nd初始比值為0.511861±0.000008。

表4　橋頭鋪礦床石榴子石Sm-Nd同位素分析結(jié)果Table 4　Sm-Nd isotope results of garnet from the Qiaotoupu deposit

4　討　論

4.1成巖時(shí)代

前人對銅山嶺巖體做過不少年代學(xué)研究， 用黑云母K-Ar法、全巖Rb-Sr等時(shí)線法、單顆粒鋯石U-Pb法等獲得其成巖年齡介于182～158 Ma之間（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局， 1998； 王岳軍等， 2001）， 由于受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件的限制以及方法本身的局限性， 造成同位素年齡變化較大， 可信度較低。隨著近年來測年方法的改進(jìn)， 又獲得了一批高精度的年齡數(shù)據(jù)：魏道芳等（2007）利用SHRIMP鋯石U-Pb法獲得Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體的年齡為149±4 Ma； Jiang et al. （2008）利用SHRIMP鋯石U-Pb法獲得Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體的年齡為164±2 Ma； 全鐵軍等（2013）利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體的年齡為167±1 Ma， Ⅲ號(hào)花崗閃長巖體的年齡為148±1 Ma。總體而言， 利用SHRIMP鋯石U-Pb法和LA-ICP-MS鋯石U-Pb法測得的Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體成巖年齡變化范圍較大（149～167 Ma）， 這可能與采樣位置及巖性等不同有關(guān)， 同時(shí)也表明了銅山嶺巖體成巖持續(xù)時(shí)間較長， 經(jīng)歷了多階段的演化， 分異較完全。本次測得銅山嶺Ⅰ號(hào)巖體的主體巖性花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為157±2 Ma， 介于上述高精度年齡值之間， 可以代表巖體主體的成巖年齡。

圖6　橋頭鋪礦床石榴子石Sm-Nd等時(shí)線年齡Fig.6　Sm-Nd isochron age of garnet from the Qiaotoupu deposit

4.2成礦時(shí)代

到目前為止， 銅山嶺多金屬礦田的幾個(gè)主要礦床還沒有可靠的成礦年齡數(shù)據(jù)， 以往所認(rèn)為的成礦年齡都是根據(jù)成礦巖體的同位素年齡來推斷的， 本次測試的輝鉬礦的Re-Os同位素年齡和石榴子石Sm-Nd同位素年齡是對其成礦時(shí)代的有效限定。結(jié)果顯示： 銅山嶺礦床石英脈型銅鉍多金屬礦體中的輝鉬礦（11D50-3）Re-Os模式年齡的加權(quán)平均值為161±1 Ma （MSWD=0.21）。橋頭鋪礦床矽卡巖型鉬礦體中的輝鉬礦（11D58）Re-Os模式年齡的加權(quán)平均值為155±3 Ma （MSWD=1.5）， 同一礦體中的石榴子石Sm-Nd等時(shí)線年齡為155±8 Ma（MSWD=0.41）， 2種方法的測試結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致?？傮w來看， 2個(gè)礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡和石榴子石Sm-Nd同位素年齡非常接近， 且與礦田內(nèi)銅山嶺I號(hào)巖體成巖年齡在誤差范圍內(nèi)是基本一致的， 屬于燕山早期，它們應(yīng)為同期成巖成礦事件的產(chǎn)物。

大量的數(shù)據(jù)表明， 欽杭成礦帶在燕山早期發(fā)生了一次與花崗閃長質(zhì)巖石侵位有關(guān)的斑巖-矽卡巖-熱液脈狀銅金多金屬礦床成礦事件（郭春麗等， 2013），銅山嶺礦田銅多金屬礦床也是這一成礦事件的產(chǎn)物（表5）。

4.3成礦物質(zhì)來源

Re-Os同位素體系是硫化物礦床形成的強(qiáng)有力的示蹤劑和成礦過程中地殼物質(zhì)混入程度的高度靈敏的指示劑。Re是中等不相容性元素， Os是相容性元素， 在殼幔作用中Re更易進(jìn)入熔體， 使地殼相對富Re， 而Os更多保留在地幔中。因此， 輝鉬礦中的Re含量可以作為指示成礦物質(zhì)來源的參考（張世銘等， 2013）。Mao et al. （1999）在綜合分析、對比中國各種類型鉬礦床中輝鉬礦的Re含量后， 總結(jié)認(rèn)為從幔源、殼?；煸吹綒ぴ?， 其輝鉬礦中的Re含量變化規(guī)律為： n×10-4→n×10-5→n×10-6， 即呈數(shù)量級(jí)下降。本次研究中獲得銅山嶺礦床石英脈型銅鉍多金屬礦體輝鉬礦的Re含量為48.85×10-6～52.64×10-6，平均50.68×10-6； 同時(shí)獲得橋頭鋪礦床矽卡巖型鉬礦體輝鉬礦的Re含量為32.95×10-6～59.45×10-6， 平均43.66×10-6； 礦田范圍內(nèi)12個(gè)樣品的Re平均值為46.00×10-6。上述Re含量級(jí)別相當(dāng)于Mao et al. （1999）所總結(jié)的殼?；煸醇?jí)， 表明銅山嶺銅多金屬礦田成礦作用可能與殼?；旌献饔糜嘘P(guān)， 這一認(rèn)識(shí)與前人（魏道芳等， 2007； 全鐵軍等， 2013）提出的銅山嶺Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體屬于Ⅰ型花崗巖， 巖體具有殼?；旌匣◢弾r性質(zhì)的觀點(diǎn)吻合。礦田輝鉬礦的Re含量介于同一地區(qū)的寶山銅鉬多金屬礦床（95.2×10-6～338.6×10-6， 平均為190.2×10-6） （路遠(yuǎn)發(fā)等， 2006）和黃沙坪鉛鋅多金屬礦床（0.46×10-6～46.83×10-6） （馬麗艷等， 2006； 姚軍明等， 2007）之間， 說明三個(gè)礦床的成礦物質(zhì)來源是有明顯差異的。

5　結(jié)　論

（1） 結(jié)合前人的高精度成巖年齡數(shù)據(jù)及巖性分布特征， 認(rèn)為銅山嶺Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體成巖年齡為149～167 Ma， 主體（花崗閃長斑巖）成巖期在157 Ma左右。

（2） 銅山嶺礦田銅多金屬礦床與花崗閃長斑巖有密切的時(shí)空及成因聯(lián)系。本次測得礦床中輝鉬礦的Re-Os同位素年齡和石榴子石Sm-Nd同位素年齡值為155～161 Ma， 與銅山嶺Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體成巖年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致， 即成礦作用與成巖作用幾乎是同時(shí)發(fā)生的， 這也從同位素年代學(xué)角度證明了礦床與銅山嶺Ⅰ號(hào)花崗閃長巖體存在成因聯(lián)系。銅山嶺礦田銅多金屬礦床與欽杭成礦帶的銅金多金屬礦床具有相近的成巖成礦年齡， 為欽杭成礦帶燕山早期與花崗閃長質(zhì)巖石侵位有關(guān)的斑巖-矽卡巖-熱液脈狀銅金多金屬礦床成礦事件的產(chǎn)物。

表5　欽杭成礦帶燕山早期銅金多金屬礦床成巖成礦年齡統(tǒng)計(jì)Table 5　Ages of the early Yanshanian granodiorites and the related Cu-Au polymetallic mineralization in the Qin-Hang Metallogenic belt

（3） 銅山嶺礦田Re-Os同位素體系Re含量（32.95×10-6～59.45×10-6， 平均為46.00×10-6）指示成礦物質(zhì)具有殼幔混源的特征， 與湘南地區(qū)的寶山、黃沙坪礦床有明顯差異。

致謝： 銅山嶺銅多金屬礦、江永（庵堂嶺）銀鉛鋅礦、玉龍礦業(yè)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員在野外工作期間給予了大力支持和幫助； 長江大學(xué)路遠(yuǎn)發(fā)研究員和中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）趙葵東教授對文章修改提出了寶貴意見， 在此表示衷心的感謝。

（References）：

丁昕， 蔣少涌， 倪培， 顧連興， 姜耀輝. 2005. 江西武山和永平銅礦含礦花崗巖質(zhì)巖體鋯石SIMS U-Pb年代學(xué).高校地質(zhì)學(xué)報(bào)， 11（9）： 383-389.

杜安道， 趙敦敏， 王淑賢， 孫德忠， 劉敦一. 2001. Carius管溶樣-負(fù)離子熱表面電離質(zhì)譜準(zhǔn)確測定輝鉬礦錸-鋨同位素地質(zhì)年齡. 巖礦測試， 20（4）： 247-252.

豐成友， 曾載淋， 王松， 梁景時(shí)， 丁明. 2012. 贛南矽卡巖型鎢礦成巖成礦年代學(xué)及地質(zhì)意義——以焦里和寶山礦床為例. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 36（3）： 337-349.

郭春麗， 毛景文， 陳毓川. 2010. 贛南營前巖體的年代學(xué)、地球化學(xué)、Sr-Nd-Hf同位素組成及其地質(zhì)意義. 巖石學(xué)報(bào)， 26（3）： 919-937.

郭春麗， 許以明， 樓法生， 鄭佳浩. 2013. 欽杭帶侏羅紀(jì)與銅和錫礦有關(guān)的兩類花崗巖對比及動(dòng)力學(xué)背景探討. 巖石礦物學(xué)雜志， 32（4）： 463-484.

湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 1998. 湖南省區(qū)域地質(zhì)志. 北京： 地質(zhì)出版社： 180-330.

湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì). 2009. 湖南省銅山嶺-祥霖鋪地區(qū)鎢錫銅鉛鋅多金屬礦評價(jià)總體設(shè)計(jì).

簡平， 劉敦一， 孫曉猛. 2003. 滇川西部金沙江石碳紀(jì)蛇綠巖SHRIMP測年： 古特提斯洋盆演化的同位素年代學(xué)制約. 地質(zhì)學(xué)報(bào)， 77（2）： 217-228.

李超， 屈文俊， 杜安道， 周利敏. 2012. 含有普通鋨的輝鉬礦Re-Os同位素定年研究. 巖石學(xué)報(bào)， 28（2）：702-708.

李華芹， 謝才富， 常海亮， 蔡紅， 朱家平， 周肅. 1998. 新疆北部有色金屬礦床成礦年代學(xué). 北京： 地質(zhì)出版社： 10-25.

李曉峰， 陳文， 毛景文， 王增春， 謝桂青， 馮佐海. 2006.江西銀山多金屬礦床蝕變絹云母40Ar-39Ar年齡及其地質(zhì)意義. 礦床地質(zhì)， 25（1）： 17-26.

李曉峰， Watanabe Yasushi， 華仁民， 毛景文. 2008. 華南地區(qū)中生代Cu-（Mo）-W-Sn礦床成礦作用與洋嶺/轉(zhuǎn)換斷層俯沖. 地質(zhì)學(xué)報(bào)， 82（5）： 625-640.

劉雄. 2006. 湖南銅山嶺礦田控礦因素及成礦模式探討.礦產(chǎn)與地質(zhì)， 20（4-5）： 442-445.

路遠(yuǎn)發(fā)， 馬麗艷， 屈文俊， 梅玉萍， 陳希清. 2006. 湖南寶山銅-鉬多金屬礦床成巖成礦的U-Pb和Re-Os同位素定年研究. 巖石學(xué)報(bào)， 22（10）： 2483-2492.

馬麗艷， 路遠(yuǎn)發(fā)， 梅玉萍， 陳希清. 2006. 湖南水口山礦區(qū)花崗閃長巖中的鋯石SHRIMP U-Pb定年及其地質(zhì)意義. 巖石學(xué)報(bào)， 22（10）： 2475-2482.

毛景文， 張建東， 郭春麗. 2010. 斑巖銅礦-淺成低溫?zé)嵋恒y鉛鋅-遠(yuǎn)接觸帶熱液金礦礦床模型： 一個(gè)新的礦床模型——以德興地區(qū)為例. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，32（1）： 1-14.

孟祥金， 侯增謙， 董光裕， 劉建光， 左力艷， 楊竹森， 肖茂章. 2009. 江西冷水坑斑巖型鉛鋅銀礦床地質(zhì)特征、熱液蝕變與成礦時(shí)限. 地質(zhì)學(xué)報(bào)， 83（12）： 1951-1967.

屈文俊， 杜安道. 2003. 高溫密閉溶樣電感耦合等離子體質(zhì)譜準(zhǔn)確測定輝鉬礦錸-鋨地質(zhì)年齡. 巖礦測試，22（4）： 254-257， 262.

全鐵軍， 孔華， 費(fèi)利東， 王高， 李歡， 吳城明. 2012. 寶山花崗閃長斑巖的巖石成因： 地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素制約. 中國有色金屬學(xué)報(bào)， 22（3）：611-621.

全鐵軍， 王高， 鐘江臨， 費(fèi)利東， 孔華， 劉仕杰， 趙志強(qiáng)，郭碧瑩. 2013. 湖南銅山嶺礦區(qū)花崗閃長巖巖石成因：巖石地球化學(xué)、U-Pb年代學(xué)及Hf同位素制約. 礦物巖石， 33（1）： 43-52.

水新芳， 趙元藝， 郭碩， 吳德新， 朱小云， 王增科. 2012.德興礦集區(qū)花崗閃長斑巖鋯石U-Pb年齡、Hf同位素特征及其意義. 中國地質(zhì)， 39（6）： 1543-1561.

宋彪， 張玉海， 萬渝生， 簡平. 2002. 鋯石SHRIMP樣品靶制作、年齡測定及有關(guān)對象討論. 地質(zhì)論評， 48（增刊）：2631.

汪勁草， 彭恩生， 孫振家， 常家良， 雷衍國. 2000. 湖南江永鉛鋅礦床巖溶成礦構(gòu)造系列及其演化. 地質(zhì)找礦論叢， 15（2）： 159-165.

王磊， 胡明安， 屈文俊， 陳開旭， 龍文國， 楊振. 2012. 粵北大寶山多金屬礦床LA-ICP-MS鋯石U-Pb和輝鉬礦Re-Os定年及其地質(zhì)意義. 中國地質(zhì)， 39（1）： 29-42.王強(qiáng)， 趙振華， 簡平， 許繼峰， 包志偉， 馬金龍. 2004. 德興花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)和Nd-Sr同位素地球化學(xué). 巖石學(xué)報(bào)， 20（2）： 315-324.

王岳軍， 范蔚茗， 郭鋒， 李惠民， 梁新權(quán). 2001. 湘東南中生代花崗閃長巖鋯石U-Pb法定年及其成因指示. 中國科學(xué)（D輯）， 31（9）： 745-751.

魏道芳， 鮑征宇， 付建明. 2007. 湖南銅山嶺花崗巖體的地球化學(xué)特征及鋯石SHRIMP定年. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 31（4）： 482-489.

吳元保， 鄭永飛. 2004. 鋯石成因礦物學(xué)研究及其對U-Pb年齡解釋的制約. 科學(xué)通報(bào)， 49（16）： 1589-1604.

伍光英， 馬鐵球， 柏道遠(yuǎn)， 李金冬， 車勤建， 王先輝. 2005.湖南寶山花崗閃長質(zhì)隱爆角礫巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)特征及鋯石SHRIMP定年. 現(xiàn)代地質(zhì)， 19（2）： 198-204.

徐德明， 藺志永， 龍文國， 張鯤， 王磊， 周岱， 黃皓. 2012.欽杭成礦帶的研究歷史和現(xiàn)狀. 華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，28（4）： 277-289.

姚軍明， 華仁民， 屈文俊， 戚華文， 林錦富， 杜安道. 2007.湘南黃沙坪鉛鋅鎢鉬多金屬礦床輝鉬礦的Re-Os同位素定年及其意義. 中國科學(xué)（D輯）， 37（4）： 471-477.

楊明桂， 黃水保， 樓法生， 唐維新， 毛素斌. 2009. 中國東南陸區(qū)巖石圈結(jié)構(gòu)與大規(guī)模成礦作用. 中國地質(zhì)，36（3）： 528-543.

楊明桂， 梅勇文. 1997. 欽-杭古板塊結(jié)合帶與成礦帶的主要特征. 華南地質(zhì)與礦產(chǎn)， 13（3）： 52-59.

張世銘， 肖淵甫， 王強(qiáng)， 張雪輝， 楊玲， 王瑜亮， 張春茂. 2013. 浙江省桐村鉬礦床Re-Os同位素年齡及地質(zhì)意義. 地質(zhì)與勘探， 49（1）： 50-57.

左力艷， 侯增謙， 孟祥金， 楊志明， 宋玉財(cái)， 李政. 2010.冷水坑斑巖型銀鉛鋅礦床含礦巖體鋯石SHRIMP U-Pb年代學(xué)研究. 中國地質(zhì)， 37（5）： 1450-1456.

Jiang Y H， Jiang S Y， Dai B Z， Liao S Y， Zhao K D and Ling H F. 2008. Middle to late Jurassic felsic and mafic magmatism in southern Hunan province， southeast China： Implications for a continental arc to rifting. Lithos， 107： 185-204.

Li C Y， Zhang H， Wang F Y， Liu J Q， Sun Y L， Hao X L， Li Y L and Sun W D. 2012. The formation of the Dabaoshan porphyry molybdenum deposit induced by slab rollback. Lithos， 150： 101-110.

Li X F， Watanabe Y and Mao J W. 2007. SHRIMP Ⅱ U-Pb zircon and39Ar-40Ar sericite ages from Yinshan Pb-Zn-Ag-Cu-Au deposit： Implication for the volcanism and mineralization in the Northeast Jiangxi District， South China. Resource Geology， 57（3）： 325-337.

Lu J J， Hua R M and Yao C L. 2005. Re-Os age for molybdenite from the Dexing porphyry Cu-Au deposit in Jiangxi province， China. Geochimica et Cosmochimica Acta， 69（Supp.）： 882.

Ludwig K R. 2003. ISOPLOT 3.00： A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center， California， Berkeley： 39.

Mao J W， Zhang Z C， Zhang Z H and Du A D. 1999. Re-Os isotopic dating of molybdenum in the Xiaoliugou W（Mo） deposit in the northern Qinlian mountains and its geological significance. Geochimica et Cosmochimica Acta， 63（11-12）： 1815-1818.

Wang L， Hu M A， Yang Z， Qu W J， Xia J L and Chen K X. 2011. U-Pb and Re-Os geochronology and geodynamic setting of the Dabaoshan Mo-polymetallic deposit，northern Guangdong Province， South China. Ore Geology Reviews， 43： 40-49.

Zhou Q， Jiang Y H， Zhao P， Liao S Y， Jin G D， Liu Z and Jia R Y. 2012. SHRIMP U-Pb dating on hydrothermal zircons：Evidence for an Early Cretaceous epithermal event in the Middle Jurassic Dexing porphyry copper deposit，southeast China. Economic Geology， 107： 1507-1514.

Rock-Forming and Ore-Forming Ages of Tongshanling Copper Polymetallic Ore-Field in Southern Hunan Province

LU Youyue1，2， FU Jianming1，2， CHENG Shunbo1，2， LIU Shusheng3， LI Chuanbiao4，ZHANG Liguo1and MA Liyan1，2
（1. Wuhan Centre of China Geological Survey， Wuhan 430205， Hubei， China； 2. Research Center of Granitic Diagenesis and Mineralization， China Geological Survey， Wuhan 430205， Hubei， China； 3. 405 Team of Hunan Mineral Resources and Geological Exploration Bureau， Jishou 416007， Hunan， China； 4. South Hunan Institute of Geological Survey， Chenzhou 423000， Hunan， China）

Tongshanling Copper polymetallic ore-field is located in the center of Qin-Hang （Qinzhou bay to Hangzhou bay） metallogenic belt. The orebodies are located nearby the contact zone of the Tongshanling pluton. This article presents the precise chronology study on the rock and ore deposits in the Tongshanling ore-field using different isotopic dating methods. Zircon SHRIMP U-Pb age of the granodiorite porphyry from the No.I Tongshanling pluton is 157±2 Ma（MSWD=1.20）； Re-Os dating of molybdenite from the quartz-vein ore bodie in Tongshanling deposit gives a model age of 161±1 Ma （MSWD=0.21）； Re-Os dating of molybdenite from the skarn ore bodie in Qiaotoupu deposit gives a model age of 155±3 Ma （MSWD=1.5）， related Sm-Nd isochron age of the garnet is 155±8 Ma （MSWD=0.41）. These ages suggest that both granitic rocks and ore deposits at Tongshanling ore-field have the same formational ages， which indicate that the granodioritic porphyry is genetically related to the ore-field. The Re contents of molybdenite（32.95×10-6-59.45×10-6） indicate that the ore-forming materials are maybe derived from the mixing of mantle and crust. Our new data provide important isotope chronology evidence for further study of the regional mineralization rules.

copper polymetallic ore-field； zircon SHRIMP U-Pb dating； molybdenite Re-Os dating； garnet Sm-Nd dating； Tongshanling； southern Hunan province

P597； P611

A

1001-1552（2015）06-1061-011

10.16539/j.ddgzyckx.2015.06.008

2015-01-12； 改回日期： 2015-05-12

項(xiàng)目資助： 中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價(jià)專項(xiàng)“南嶺成礦帶重要金屬礦床成礦規(guī)律研究與選區(qū)評價(jià)”（1212011120804）、“南嶺成礦帶資源遠(yuǎn)景調(diào)查評價(jià)”（12120114084501）及“中南重大巖漿事件及其成礦作用和構(gòu)造背景綜合研究”（12120114020701）聯(lián)合資助。

盧友月（1983-）， 男， 碩士， 助理研究員， 從事礦床學(xué)及巖石學(xué)研究工作。Email： luyouyue@126.com