譚洪旗,朱志敏,周家云,周 雄,胡軍亮,4,劉應(yīng)冬
(1中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川成都 610041;2中國地質(zhì)調(diào)查局稀土資源應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心,四川成都 610041;3中國地質(zhì)調(diào)查局金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究中心,四川成都 610041;4成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川成都 610059)
矽卡巖礦床是世界上鎢、鉬、錫等金屬礦產(chǎn)的重要來源(趙一鳴等,2012)。在中國,該類礦床中鎢、錫、鉬的儲(chǔ)量占比分別為71%、87%、17%(Chang et al.,2019),但分布很不均勻,絕大多數(shù)分布于中國東部,是環(huán)太平洋重要成礦帶之一(Mao et al.,2019)。鎢是重要的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)之一,一般與鉬礦共生,主要分布在華南地塊的南嶺鎢錫成礦帶和贛北皖南鎢成礦帶(蔣少涌等,2020)。其中,燕山期(180~80 Ma)的WO3累計(jì)探明儲(chǔ)量可達(dá)近600萬噸(夏慶霖等,2018;盛繼福等,2015)。矽卡巖型鎢礦床的礦體主要呈似層狀、透鏡狀及細(xì)網(wǎng)脈狀產(chǎn)于花崗巖與碳酸鹽巖的內(nèi)、外接觸帶中,由含礦熱液流體交代作用而形成。矽卡巖型鎢礦床往往也伴生其他多金屬組合,中國典型的矽卡巖型鎢礦床有湖南柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦床(毛景文等,1996)、湖南新田嶺鎢礦床(雙燕等,2016)、滇東南南秧田鎢礦床(譚洪旗等,2011;蔡倩茹等,2018)等。
前人報(bào)道的川西鎢礦床有康定赫德石英脈型鎢礦床(楊濤等,2017)、雪寶頂石英脈型W-Sn-Be礦床(劉琰等,2007;Liu et al.,2012),其余石英脈型和云英巖型鎢錫礦規(guī)模均很小,不具開采價(jià)值。20世紀(jì)70年代,松潘-甘孜南緣江浪穹隆北緣發(fā)現(xiàn)了大牛場(chǎng)矽卡巖型白鎢礦礦床,多年來找礦未有進(jìn)展;近年來,在該區(qū)矽卡巖類礦床中又發(fā)現(xiàn)了輝鉬礦礦體。這些發(fā)現(xiàn)結(jié)束了松潘-甘孜地塊少有燕山早期矽卡巖型鎢鉬礦床的報(bào)道。
本文在鐵廠河花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和Hf同位素的基礎(chǔ)上,結(jié)合輝鉬礦Re-Os定年,精確厘定大牛場(chǎng)W-Mo礦床的成巖成礦時(shí)代,探討了礦床成因,總結(jié)成礦規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)江浪穹隆及其周緣的找礦勘探工作具有重要意義。
川西江浪地區(qū)位于揚(yáng)子地塊西緣與松潘-甘孜造山帶的結(jié)合部位,是木里-鹽源弧形構(gòu)造帶的組成部分(圖1),以發(fā)育孤立分散狀產(chǎn)出的江浪變質(zhì)穹隆地質(zhì)體為特征(顏丹平等,1997;侯立瑋,1996;2002)。這些變質(zhì)穹隆形成于被動(dòng)大陸邊緣拉張環(huán)境(顏丹平等,1997;侯立瑋,1996;侯立瑋等,2002;譚洪旗,2019),經(jīng)歷了多期復(fù)雜構(gòu)造-變質(zhì)熱事件的改造,約10 Ma開始隆升、剝蝕至地表(譚洪旗,2019)。江浪穹隆以發(fā)育里伍式銅鋅礦床著稱(譚洪旗等,2013;Zhou et al,2017),東部產(chǎn)有青納-錦屏韌性剪切帶型金礦床,如青納、茶鋪?zhàn)?、張家坪子等金礦床(譚洪旗等,2016),以及牦牛坪稀土礦床;因此,以青納-錦屏韌性剪切帶為分界,有著“西銅中金東稀”的礦床分布特點(diǎn)。區(qū)域上,該區(qū)主要分布奧陶紀(jì)—三疊紀(jì)地層(譚洪旗,2019),以三疊系西康群為主,包括扎尕山組、新都橋組和侏倭組。大牛場(chǎng)礦床分布在江浪穹隆的傾末端,礦區(qū)東南部為向北東傾斜的單層,隸屬河口向斜南西翼部分,巖層傾角在40°左右;礦區(qū)的西南部為平緩向斜褶皺,南翼巖層傾角為30°~40°,而北翼傾角僅15°左右。該向斜軸呈北東方向大致順出龍溝西側(cè)延伸,向東受到河口向斜制約而漸趨消失,其次是疊加于該向斜翼上與之直正交的NNW向撓曲及傾角在15°左右的平緩背斜、向斜構(gòu)造。
圖1 川西江浪穹隆及其鄰區(qū)地質(zhì)略圖1—第四系松散堆積物;2—三疊系片巖和板巖;3—上二疊統(tǒng)砂板巖;4—中二疊統(tǒng)玄武巖;5—下二疊統(tǒng)灰?guī)r;6—石炭系硅質(zhì)條帶、石英巖;7—泥盆系硅質(zhì)巖和板巖;8—志留系硅質(zhì)巖、石英巖;9—奧陶系片巖、石英巖;10—蘇雄組凝灰?guī)r;11—侏羅紀(jì)花崗巖;12—新元古代花崗巖;13—正常產(chǎn)狀和倒轉(zhuǎn)產(chǎn)狀;14—實(shí)測(cè)地質(zhì)界線和角度不整合地質(zhì)界線;15—實(shí)測(cè)平移斷層和實(shí)測(cè)逆斷層;16—?jiǎng)冸x斷層;17—鎢鉬礦床;18—銅鋅礦床;19—金礦床;20—雅礱江及其水流方向Fig.1 Geologic sketch map of the Jianglang dome and its adjacent areas in western Sichuan 1—Quaternary loose sediments;2—Triassic schist and slate;3—Upper Permian sandy slate;4—Middle Permian basalt;5—Lower Permian lime‐stone;6—Carboniferous siliceous bands and quartzite;7—Devonian siliceous rock and slate;8—Silurian Siliceous rock and quartzite;9—Ordovi‐cian schist and quartzite;10—Tuff of Suxiong Formation;11—Jurassic granite;12—Neoproterozoic granite;13—Normal and reversed attitude;14—Measured geologic boundary and angular unconformity boundary;15—Measured strike slip fault and measured reverse fault;16—Detachment faults;17—Tungsten molybdenum deposit;18—Copper-zinc deposit;19—Gold deposit;20—Yalong River and its water flow direction
礦區(qū)周邊存在印支期(220~205 Ma)I型和燕山早期(165~150 Ma)A型花崗巖(羅麗萍等,2021)。其中印支期(220~205 Ma)I型花崗巖有蘭尼巴巖體、羊房溝巖體、三巖龍-放馬坪巖體、嘎啦子巖體等(萬傳輝等,2011;袁靜等,2011;劉大明,2018),燕山早
期(165~150 Ma)A型花崗巖有新火山巖體(又稱文家坪)、鐵廠河巖體(又稱烏拉溪巖體)和橋棚子巖體(周家云等,2013;2014a;譚洪旗,2019;劉曉佳等,2021)。變質(zhì)作用早期以區(qū)域變質(zhì)作用(低綠片巖相)為主,后發(fā)育以圍繞江浪穹隆的巴羅式變質(zhì)作用(譚洪旗,2019)。另外,區(qū)域上發(fā)育以里伍、黑牛洞、挖金溝、中咀、筍葉林等礦床組成的“里伍式銅鋅礦田”及與燕山早期A型花崗巖有關(guān)的鋰鈹和鎢鉬礦床(譚洪旗,2019;胡軍亮等,2020),這些礦床年齡限制在166~150 Ma(Zhou et al.,2017;譚洪旗,2019)??傊?,川西九龍地區(qū)的礦床主要集中在燕山期,以Cu-Zn-W-Mo-稀有金屬礦化為特征。
大牛場(chǎng)礦區(qū)出露地層為三疊系西康群扎尕山組,總體為一套變質(zhì)砂巖、板巖夾大理巖(圖2)。礦區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單,僅見一些平緩的小褶曲(圖3a)。礦區(qū)內(nèi)有鐵廠河巖體,分布于鐵廠河及九龍河交匯一帶,呈紡錘型巖株侵入,長(zhǎng)軸近南北向,主要巖性有二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖。該巖體內(nèi)部多發(fā)育2組節(jié)理,1組產(chǎn)狀為310°~330°∠50°~60°,另一組產(chǎn)狀為55°~70°∠65°~75°,節(jié)理面平直,未見礦物充填;且?guī)r體內(nèi)部分布有偉晶巖脈,寬5~80 cm,長(zhǎng)數(shù)米至100 m規(guī)模不等。巖體與圍巖表現(xiàn)為侵入接觸,接觸界面向外陡傾,圍巖周邊發(fā)育50~100 m不等的熱接觸變質(zhì)帶,蝕變巖石有陽起透輝鈉長(zhǎng)石巖、黑云石英角巖、角巖化砂巖、云母片巖、矽卡巖等(圖2)。
圖2 大牛場(chǎng)礦區(qū)地質(zhì)圖及采樣位置1—鐵廠河花崗巖;2—扎尕山組一段板巖;3—花崗偉晶巖;4—大理巖;5—矽卡巖;6—鎢鉬礦體;7—花崗巖采樣位置;8—輝鉬礦采樣位置Fig.2 Geologic map and sample location of the Daniuchang mining area 1—Tiechanghe granite;2—The first member of Zhagashan Formation,slate;3—The granite pegmatite;4—Marble;5—Skarn;6—Tungsten-molyb‐denum ore body;7—Sample location of granite;8—Sample location of molybdenite
礦區(qū)早期經(jīng)歷了區(qū)域變質(zhì)作用,后期由于花崗巖體的侵入,發(fā)生熱接觸變質(zhì)。巖石類型有角巖、矽卡巖、片巖、大理巖等。其中矽卡巖類型有陽起石-石榴子石矽卡巖、石榴子石透輝石(含鈣鐵輝石)矽卡巖、透輝石-鈣鐵輝石矽卡巖、稀疏磁黃鐵礦化透輝石矽卡巖、褐鐵礦化石榴子石-透輝石矽卡巖、石榴子石矽卡巖、透閃石矽卡巖、符山石矽卡巖等。巖石一般為灰綠色、具粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀、條帶狀構(gòu)造。主要脈石礦物有鈣鋁榴石、鐵鋁榴石、透輝石、鈣鐵輝石、符山石,次要礦物為綠簾石、黝簾石、陽起石、云母、方解石、電氣石、螢石、金屬礦物赤鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦等。
礦區(qū)發(fā)現(xiàn)4條礦體(周家云等,2014b),主要賦存在矽卡巖和石英脈中,呈層狀、似層狀及透鏡狀產(chǎn)出(圖2)。Ⅰ-Ⅲ號(hào)礦體位于礦區(qū)中部,為區(qū)內(nèi)最大的一條矽卡巖帶上,出露長(zhǎng)度約1000 m,寬度大于10 m;礦體總體產(chǎn)狀為120°∠8°,呈似層狀、透鏡狀賦存于層狀矽卡巖內(nèi),產(chǎn)狀與矽卡巖一致,白鎢礦等礦石礦物呈浸染狀分布于矽卡巖中;巖性主要為透輝石矽卡巖、透輝石-黝簾石矽卡巖,圍巖為片巖、千枚巖、大理巖;白鎢礦礦體品位為0.07%~0.52%(平均0.22%),厚度總計(jì)為6.37 m。Ⅳ號(hào)礦體上部為石英脈型輝鉬礦體,下部為矽卡巖型輝鉬礦體,地表出露寬度為2~3 m,呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出;礦體總體呈東西向展布,產(chǎn)狀為131°∠10°,礦體厚度2.45~7.28 m,輝鉬礦礦體品位為0.14%~0.27%(平均為0.17%)。
礦床圍巖蝕變有矽卡巖化、硅化,主要礦物組合有透輝石+陽起石+角閃石、斜黝簾石+透閃石+次閃石+方解石、黑云母+綠泥石+綠簾石+符山石等。礦石類型主要為層狀-似層狀白鎢礦和輝鉬礦礦石,賦礦巖石為矽卡巖化大理巖、石英脈,巖石呈灰白色略帶綠色,粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀、條帶狀構(gòu)造。礦石礦物主要為白鎢礦和輝鉬礦,脈石礦物為方解石、黑云母、綠泥石、綠簾石等。礦石具不等?;◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)、花崗變晶穿插結(jié)構(gòu)以及穿插-篩狀變晶結(jié)構(gòu)等,塊狀、條帶狀構(gòu)造。其中,條帶狀構(gòu)造主要表現(xiàn)為透輝石、陽起石、普通角閃石等與長(zhǎng)石、方解石等礦物集中呈條帶,或不同的暗色礦物的分別集中所致。同時(shí),透輝石、普通角閃石、符山石、石榴子石等礦物多為穿插連生和鑲嵌關(guān)系,斜黝簾石、透閃石、次閃石、方解石等常穿插交代上述礦物。掃描電鏡顯示,W以白鎢礦的賦存狀態(tài)出現(xiàn)(圖3c),自然鉍主要呈細(xì)脈狀分布在透輝石礦物之間的裂隙中(圖3d)。自然鉍的發(fā)現(xiàn),暗示該期成礦處于貧硫體系。
7件輝鉬礦樣品采樣位置和樣品特征見圖2和圖3。該礦床主要礦石礦物為白鎢礦和輝鉬礦,伴生有少量或微量錫石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等。脈石礦物主要為透輝石,其次是透閃石、普通角閃石、鈉長(zhǎng)石、符山石、石榴子石等。白鎢礦為灰白色-白色,紫外燈下顯天藍(lán)色熒光(圖3b),一般呈細(xì)粒狀,亦有團(tuán)塊狀白鎢礦顆粒。輝鉬礦呈浸染狀分布在矽卡巖表面,呈片狀、束狀、板片狀,嵌布于石英顆粒間,輝鉬礦顆粒在局部密集分布,呈斑染形式;部分為放射狀輝鉬礦(圖3e、圖3f),呈板片狀產(chǎn)出,短徑長(zhǎng)0.05~0.15 mm,呈集合體的形式以斑點(diǎn)狀嵌布于脈石中。
鐵廠河花崗巖巖性以二長(zhǎng)花崗巖為主,邊部有少量的正長(zhǎng)花崗巖(圖4a、4b)。巖石的礦物成分主要有微斜長(zhǎng)石(30%~40%)、更長(zhǎng)石(25%~30%)、石英(30%±)、黑云母(3%~5%)和白云母(4%),副礦物有鋯石、磷灰石、榍石等(圖4a、4b)。用于LA-ICPMS鋯石U-Pb定年及Hf同位素分析的樣品(樣品PM07-2)采自烏拉溪鄉(xiāng)坡上村,為灰白色中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖,礦物粒度為1~3 mm。其中,微斜長(zhǎng)石呈半自形-他形晶,常交代更長(zhǎng)石;更長(zhǎng)石呈半自形晶,少數(shù)具環(huán)帶構(gòu)造,微斜長(zhǎng)石交代時(shí)常發(fā)育有蠕英石(圖4a);石英呈他形粒狀,局部有交代更長(zhǎng)石現(xiàn)象。微斜長(zhǎng)石中發(fā)育蠕蟲結(jié)構(gòu)或稱為蠕英石,粗的蠕蟲狀石英靠近鉀長(zhǎng)石,細(xì)的蠕蟲狀石英集中在斜長(zhǎng)石中部,反映了粗的形成早,細(xì)的形成晚(圖4a)。蠕英石成因有固溶體分離或鉀長(zhǎng)石交代斜長(zhǎng)石等認(rèn)識(shí),Rong等(2016)認(rèn)為是后來再生的斜長(zhǎng)石交代鉀長(zhǎng)石,多余的SiO2形成含蠕狀石英的蠕英石。
圖4 烏拉溪地區(qū)鐵廠河二長(zhǎng)花崗巖(a)和正長(zhǎng)花崗巖(b)的鏡下特征(正交偏光)Mc—微斜長(zhǎng)石;Kfs—鉀長(zhǎng)石;Mus—白云母;Bt—黑云母;Pl—斜長(zhǎng)石;Qtz—石英Fig.4 Microscopic characteristics of Tiechanghe monzogranite(a)and syenogranite(b)in Wulaxi area(crossed polars)Mc—Microcline;Kfs—Potash feldspar;Mus—Muscovite;Bt—Biotite;Pl—Plagioclase;Qtz—Quartz
(1)鋯石U-Pb年代學(xué)及Hf同位素
樣品在廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)公司經(jīng)破碎、分選,雙目鏡下挑純獲得鋯石。鋯石的陰極發(fā)光顯微結(jié)構(gòu)照相、鋯石U-Pb定年和Hf同位素由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb年齡測(cè)定和Hf同位素分析在Finni‐gan Neptune型MC-ICP-MS上完成,激光剝蝕系統(tǒng)為Newwave UP 213,儀器測(cè)試條件、參數(shù)及詳細(xì)分析流程見侯可軍等(2009)。鋯石測(cè)點(diǎn)同位素比值和元素含量計(jì)算采用ICPMSData(Liu et al.,2008)軟件處理。年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot 4.15(Ludwig,2003)完成。
(2)輝鉬礦Re-Os同位素定年及電子探針分析
樣品經(jīng)粉碎、分離、粗選和精選,獲得了純度>99%的輝鉬礦。輝鉬礦Re-Os同位素分析在國家地質(zhì)測(cè)試中心Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室由李超副研究員完成測(cè)試。輝鉬礦樣品采用美國TJA公司的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀JA X-series ICP-MS測(cè)定同位素比值。Re-Os同位素分析原理及詳細(xì)分析流程參見文獻(xiàn)(Shirey et al.,1995;杜安道等,2012)。電子探針分析由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所王越工程師完成,日本島津公司生產(chǎn)的EMPA-1720型電子探針,儀器工作的加速電壓為25 kV,電流為20 nA,電子束束斑直徑小于1μm,分析精度0.1%。
4.1.1 鋯石U-Pb年齡
鐵廠河花崗巖中鋯石絕大多數(shù)呈無色透明、自形-半自形、正方雙錐狀、柱狀及半截錐狀,晶體長(zhǎng)為120~300μm,寬為80~140μm,長(zhǎng)寬比約為2∶1。CL圖像上表現(xiàn)出韻律環(huán)帶,無繼承鋯石核,屬典型巖漿鋯石。另有少量鋯石發(fā)育核—邊結(jié)構(gòu),核部呈渾圓狀,邊部具薄環(huán)帶,為捕獲鋯石。
樣品PM07-2為二長(zhǎng)花崗巖,分析的20個(gè)測(cè)點(diǎn)中,巖漿鋯石15點(diǎn),捕獲鋯石5點(diǎn)(表1)。其中15點(diǎn)巖漿鋯石w(U)為84×10-6~741×10-6,w(Th)為15×10-6~352×10-6,Th/U比值為0.12~0.70,表明其為巖漿成因鋯石。15個(gè)巖漿鋯石206Pb/238U表面年齡為165~172 Ma(圖5),206Pb/238U加 權(quán) 平 均 年 齡 為(166.0±0.9)Ma(MSWD=0.27),代表了烏拉溪燕山早期花崗巖漿結(jié)晶年齡。其中,點(diǎn)19的206Pb/238U表面年齡為221 Ma,暗示該花崗巖體捕獲了印支期巖漿鋯石。點(diǎn)17、10、4、11的206Pb/238U表面年齡分別為532 Ma、606 Ma、911 Ma、915 Ma,為繼承或捕獲地層中的鋯石。
圖5 鐵廠河花崗巖中鋯石的U-Pb年齡諧和圖(a)及加權(quán)平均值圖(b)Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagram(a)and weighted average dating(b)of the Tiechanghe granite
表1 鐵廠河花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)Table1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic data of the Tiechanghe granite
4.1.2 鋯石Hf同位素
定年樣品中鋯石Lu-Hf同位素原位微區(qū)測(cè)定結(jié)果列于表2。樣品PM07-2鋯石的176Lu/177Hf為0.000 484~0.003 109(平均0.001 158),176Hf/177Hf為0.282 371~0.282 800(平 均0.282 697),εHf(t)為-10.69~4.37(平均0.82),二階段模式年齡(TDM2)為931~1884 Ma(圖6)。其中,繼承鋯石206Pb/238U表 面 年 齡 為221.2 Ma、531.5 Ma、606.2 Ma、911.2 Ma、915.4 Ma,所對(duì)應(yīng)的二階段模式年齡分別為1992 Ma、2183 Ma、1010 Ma、2319 Ma、2133 Ma。
圖6 鐵廠河花崗巖中鋯石年齡-εHf(t)圖解Fig.6 εHf(t)versus age diagrams for zircons from the Tiechanghe granite
表2 鐵廠河花崗巖體鋯石Hf同位素組成Table2 Zircon Hf isotopic compositions of the Teichanghe granite
電子探針測(cè)試(表3)顯示,本文中輝鉬礦的w(Mo)為55.407%~56.112%(平 均55.698%),w(Re)為0.073%~0.111%(平 均0.091%),w(S)為41.759%~42.480%(平均41.909%),w(Os)為0.014%~0.134%(平均0.060%)。與標(biāo)準(zhǔn)輝鉬礦礦物化學(xué)特征比較(王濮等,1982),大牛場(chǎng)輝鉬礦的w(Mo)為4.242%,w(S)為1.849%,w(Re)約0.058%,表明大牛場(chǎng)輝鉬礦中Re、S等元素含量高于標(biāo)準(zhǔn)輝鉬礦。
表3 烏拉溪大牛場(chǎng)鎢鉬礦床中輝鉬礦電子探針成分Table 3 Electron probe analysis of molybdenite from the Daniuchang W-Mo deposit in Wulaxi region
大牛場(chǎng)鎢鉬礦床7件輝鉬礦的Re-Os測(cè)試結(jié)果見表4和圖7。結(jié)果顯示,輝鉬礦中普Os含量很低,w(Os)為(0.0757±0.0035)×10-9~(3.585±0.042)×10-9;樣品中Re的含量變化較大,w(Re)為(3.904±0.032~20.86±0.15)×10-6。7件輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為(166.0±2.3)Ma(MSWD=1.5),加 權(quán)平均年齡 為(166.8±1.7)Ma(MSWD=0.90)。
圖7 烏拉溪大牛場(chǎng)輝鉬礦Re-Os等時(shí)線及加權(quán)平均年齡圖Fig7 The diagrams of molybdenite Re-Os isochron age and weighted average age of the Daniuchang W-Mo deposit in Wulaxi region
表4 烏拉溪大牛場(chǎng)鎢鉬礦床中輝鉬礦Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)Table 4 Re-Os isotopic data of molybdenite from the Daniuchang W-Mo deposit in Wulaxi region
礦床的精確定年是建立礦床模型和反演成礦地球動(dòng)力學(xué)背景的基礎(chǔ),對(duì)于理解礦床的形成過程,確定礦床的成因,探討成礦事件與其他地質(zhì)事件的耦合關(guān)系,以及成礦-找礦模型的確立具有至關(guān)重要的意義(劉玉平等,2007;譚洪旗等,2011)。
松潘-甘孜地塊北緣雪寶頂白鎢礦Sm-Nd等時(shí)線年齡為(182.0±9.2)Ma(劉琰等,2007),康定縣赫德鎢錫礦床中輝鉬礦Re-Os同位素年齡為(211.9±6.5)~(213.3±2.9)Ma(楊濤等,2017)。本文獲得烏拉溪大牛場(chǎng)地區(qū)矽卡巖型輝鉬礦Re-Os加權(quán)平均值為(166.8±1.7)Ma,與鐵廠河花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡((166.0±0.9)Ma)在誤差范圍內(nèi)基本一致(Tan,2014;李同柱等,2016b)。上述年齡均證實(shí)了大牛場(chǎng)輝鉬礦形成于燕山早期與花崗巖有關(guān)的矽卡巖礦床,與雪寶頂W-Sn-Be礦床和赫德鎢錫礦床的成礦年齡略有差異,暗示九龍地區(qū)在~166 Ma發(fā)生了與W-Mo礦化事件有關(guān)的巖漿活動(dòng)。
鋯石Hf同位素顯示其模式年齡變化于1884~931 Ma之間,為1229~931 Ma(平均1099 Ma)和1884 Ma。研究顯示,揚(yáng)子地塊西緣會(huì)理群可能形成于1.1~1.0 Ga(Cui et al.,2021),揚(yáng)子地塊北西緣的魚洞子雜巖中斜長(zhǎng)角閃巖的變質(zhì)年齡為(1848±5)Ma(Hui et al.,2017),且崆嶺雜巖體發(fā)現(xiàn)有1.85 Ga的A2花崗巖及1.78~1.85 Ga的基性巖脈(鄧奇等,2017)。因此,本文中獲得的繼承鋯石Hf二階段模式年齡顯示了該花崗巖的物質(zhì)源區(qū)可能為揚(yáng)子地塊基底古元古代與中元古代地殼重熔形成的。
大牛場(chǎng)鎢鉬礦床與鐵廠河花崗巖體在空間上密切相關(guān),主要巖性為正長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖。巖石地球化學(xué)分析表明,鐵廠河巖體具有高Si O2、Na2O和K2O含量,高FeOt/MgO、Ga/Al比值,以及低Ti O2、CaO和MgO含量特征,為鋁質(zhì)A型花崗巖(周家云等,2014a)。A型花崗巖主要形成于伸展的構(gòu)造背景,為堿性、貧水、非造山和鋁質(zhì)花崗巖(Loiselle et al.,1979),以高硅、富堿、低鈣為特征,具有高溫的特點(diǎn)(吳福元等,2017)。A型花崗巖主要與錫、鋯、鉿、鈮、鉭及稀土礦產(chǎn)有關(guān)(Dall’Agnol et al.,2012)。前人研究認(rèn)為,與鎢礦化有關(guān)的巖漿巖多為陸殼重熔S型花崗巖,松潘-甘孜地塊北緣雪寶頂W-Sn-Be礦床證實(shí)與A型花崗巖密切相關(guān)(劉琰等,2007),而鐵廠河花崗巖也被證實(shí)為A型花崗巖(周家云等,2014a)。因此,A型花崗巖也可以是鎢鉬礦床的成礦母巖。
5.3.1 構(gòu)造背景
已報(bào)道的松潘-甘孜地區(qū)的花崗巖成巖年齡以220~205 Ma為主,大多為I型花崗巖和S型花崗巖(胡健民等,2005;Zhang et al.,2006;2007;Weislogel,2008;Xiao et al.,2007;Yuan et al.,2010;蔡宏明等,2010;Roger et al.,2004;2010;Sigoyer et al.,2014;Chen et al.,2017;劉大明,2018;Fei et al.,2020;Yan et al.,2020;Zhan et al.,2020),而年保玉花崗巖則為A型花崗巖(Zhang et al.,2007);少量花崗巖為165~150 Ma(Wallis et al.,2003;周家云等,2013;2014a;李同柱等,2016a;Dai et al.,2017;朱玉娣等,2018;譚洪旗,2019),且為A型花崗巖(周家云等,2013;2014a)。九龍烏拉溪大牛場(chǎng)地區(qū)的成巖成礦事件,與松潘-甘孜地體220~205 Ma時(shí)地殼碰撞收縮增厚晚約40 Ma左右,代表了印支期擠壓向燕山期伸展體制轉(zhuǎn)換的年齡限制。
區(qū)域背景顯示,甘孜-理塘洋向西俯沖閉合峰期年齡約為216 Ma(吳濤,2015),與松潘-甘孜地區(qū)巖漿活動(dòng)的216 Ma年齡峰一致(Wang et al.,2011),代表了松潘-甘孜地區(qū)的碰撞造山過程的擠壓環(huán)境。江浪地區(qū)出露的基性巖脈變質(zhì)年齡限制為214~206 Ma,代表造山事件的結(jié)束,也是松潘-甘孜地區(qū)巖石圈地殼加厚的結(jié)束(譚洪旗,2019)。本文獲得鐵廠河花崗巖年齡約為166 Ma,代表松潘-甘孜地塊南緣巖石圈伸展的高峰期,形成于松潘-甘孜造山帶收縮逆沖-滑脫(碰撞造山)之后,即巖石圈熱隆伸展的開始(周家云等,2014a;許志琴等,1992)。因此,鐵廠河花崗巖體是松潘-甘孜地塊從印支期擠壓向燕山早期伸展構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物,也是區(qū)域上特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
5.3.2 地質(zhì)意義
以鐵廠河花崗巖為代表的A型花崗巖,代表了九龍地區(qū)166~150 Ma期間處于伸展的構(gòu)造背景。這種背景下,花崗巖漿的多次幕式活動(dòng),為江浪穹隆抬升和剝露提供了基礎(chǔ)和動(dòng)力。烏拉溪花崗巖中W、Mo等成礦元素含量較高,是本區(qū)主要的成礦巖體,為鎢鉬礦床的形成提供了熱源和物源。燕山期,鐵廠河花崗巖體侵入地層中產(chǎn)生熱接觸變質(zhì)和交代作用,在接觸界面上形成矽卡巖。前已交代,三疊系扎尕山組地層提供鈣,花崗巖體提供鎢、鉬等成礦元素,即在矽卡巖帶上或附近形成白鎢礦和輝鉬礦等礦石礦物(圖8)。
圖8 矽卡巖帶及礦體剖面示意圖(據(jù)張偉民,1974修改)1—鐵廠河花崗巖;2—矽卡巖化角巖;3—矽卡巖;4—大理巖;5—礦體Fig.8 Schematic geologic section showing the skarn and orebody(modified after Zhang,1974)1—Tiechanghe granite;2—Skarn-hornfels;3—Skarn;4—Marble;5—Orebody
前人研究認(rèn)為,矽卡巖型鎢鉬礦成礦深度為2~4 km(任云生等,2004;丁存根等,2009;田坎等,2018)。而鐵廠河花崗巖中鋯石和磷灰石裂變徑跡顯示,鐵廠河花崗巖體抬升剝露深度大約為2170 m(譚洪旗,2019),已達(dá)到鎢鉬礦床成礦深度,暗示區(qū)內(nèi)鎢鉬礦體有可能遭受隆升剝蝕作用。野外地質(zhì)調(diào)查顯示,矽卡巖型白鎢礦礦體下方的坡積物中發(fā)現(xiàn)有大量的白鎢礦礦物,正是上述礦體遭受剝蝕的證據(jù)之一(譚洪旗等,2013)。因此,應(yīng)加強(qiáng)九龍江浪穹隆及其外圍銅鋅-鎢鉬礦的找礦勘探工作,同時(shí)也應(yīng)考慮九龍地區(qū)隆升剝蝕和深切割帶來的影響,鎢鉬礦體可能因抬升剝露而消失殆盡。這一發(fā)現(xiàn)為江浪地區(qū)及其周緣找礦工作提供了新的思路。
(1)確定了大牛場(chǎng)矽卡巖型鎢鉬多金屬礦床形成年齡為(166.8±1.7)Ma。這一年齡與鐵廠河花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡((166.0±0.9)Ma)在誤差范圍內(nèi)基本一致,反映研究區(qū)~166 Ma存在一期與花崗巖相關(guān)的W-Mo成礦事件。
(2)花崗巖的Hf同位素表明與鎢鉬成礦有關(guān)花崗巖的物源為古元古代和中元古代地殼重熔形成的。
(3)鐵廠河花崗巖和鎢鉬成巖成礦時(shí)代與松潘-甘孜地塊南緣巖石圈伸展的高峰期一致,是松潘-甘孜地塊從印支期擠壓向燕山早期伸展構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)換期的產(chǎn)物,也是特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換在九龍地區(qū)的成巖成礦響應(yīng)。
致 謝龔大興博士和王越工程師參加了部分野外地質(zhì)調(diào)查工作,鋯石U-Pb定年和Hf同位素得到了中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所侯可軍博士的幫助,輝鉬礦Re-Os定年由國家測(cè)試中心李超副研究員完成,電子探針測(cè)試由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所王越工程師完成,審稿專家和編輯提出了諸多建設(shè)性的意見,在此衷心表示感謝。