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廣東大寶山火山巖和斑巖銅礦年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義*

2022-11-15 07:59:02趙晨輝王成輝趙如意劉武生蔣金昌李挺杰
礦床地質(zhì) 2022年5期
關(guān)鍵詞:黃銅礦寶山斑巖

趙晨輝,王成輝**,趙如意,劉武生,張 熊,蔣金昌,李挺杰

(1 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,北京 100037;2 東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國家重點實驗室,江西南昌 330013;3 廣東省大寶山礦業(yè)有限公司,廣東韶關(guān) 512127)

廣東大寶山礦床是南嶺最大的銅多金屬礦床,累計探明銅金屬量約140 萬噸,共、伴生礦種有鉛、鋅、鉬、鎢、鉍、銀、金、鎘、鎵、鉈、碲等(趙如意等,2019)。2013年在礦區(qū)北部九曲嶺地段,英安斑巖外接觸帶鈣硅質(zhì)角巖中探獲層狀銅硫礦體,新增銅資源量12萬噸(w(Cu)為1.15%);2020年在礦區(qū)中南部英安斑巖中探明銅資源儲量約30萬噸。

關(guān)于英安斑巖成巖時代,一種觀點認為英安斑巖形成于442~427 Ma,為志留紀產(chǎn)物(毛偉等,2013;伍靜等,2014;瞿泓瀅等,2019;Su et al.,2019;Wang et al.,2019),另一種觀點認為英安斑巖形成于187~175 Ma,為侏羅紀產(chǎn)物(劉姤群等,1985;王磊等,2012;卜建財,2013;趙如意等,2019)。對于銅多金屬礦的成礦時代研究存在以下觀點:加里東期(伍靜等,2014;Su et al.,2019)、海西期(葛朝華等,1987)、燕山期(劉姤群等,1985;Mao et al.,2017;趙如意等,2020;Su et al.,2021)。

巖漿鋯石U-Pb 定年是直接獲得成巖時代的常用技術(shù)工具,但在應(yīng)用于大寶山英安斑巖定年時卻產(chǎn)生了與野外事實不符的結(jié)果,所以需要另尋有效方法來探索英安斑巖的真實侵位時間。本文通過對英安斑巖中砂巖捕擄體的碎屑鋯石的U-Pb 定年和黃銅礦Re-Os 定年,來查明英安斑巖的成巖時代和新發(fā)現(xiàn)銅礦體的成礦時代,為明確下一步找礦方向提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

廣東大寶山礦床位于韶關(guān)市東南方約30 km處。區(qū)域上位于南嶺成礦帶的中南部,大地構(gòu)造上屬于欽杭結(jié)合帶東南側(cè)的華夏板塊羅霄褶皺帶,吳川-四會斷裂帶的北段。吳川-四會斷裂帶是區(qū)域上一條主要的北東向深大斷裂,存在多期次活動的特征。區(qū)域上出露的地層可以劃分出3 個構(gòu)造旋回,前泥盆紀變質(zhì)結(jié)晶基底、泥盆紀—晚三疊世蓋層、中新生代盆地沉積(陳毓川等,2014)。

該區(qū)早古生代及之前為淺海-半深海沉積階段,導(dǎo)致巨厚砂泥質(zhì)碎屑巖建造的形成,早古生代強烈的陸內(nèi)造山事件使早古生代及之前的地層發(fā)生強烈褶皺,形成結(jié)晶基底。造山事件(如諸廣山復(fù)式巖體中北段)伴隨著區(qū)域地殼的隆起,使區(qū)內(nèi)普遍缺失志留系,并延伸到下泥盆統(tǒng)。晚古生代至早三疊世穩(wěn)定地沉積了廣闊的淺海相碳酸鹽巖-砂泥質(zhì)碎屑巖建造,高角度不整合于早期基底之上。

中三疊世伴隨著印支期巖漿活動,區(qū)域地殼再次抬升為陸地。印支運動結(jié)束后,區(qū)內(nèi)地殼再次沉降,以濱海相-陸相砂頁巖沉積為主。區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動強烈,表現(xiàn)為大面積的花崗巖侵入,北部發(fā)育大東山巖體(159~165 Ma;黃會清等,2008)和貴東復(fù)式巖體(151~160 Ma,235~239 Ma;徐夕生等,2003),南部有佛岡巖體出露(159~165 Ma;Li et al.,2007)。此外,區(qū)域成礦作用與中生代火山巖或重熔、同熔型中酸性侵入巖有關(guān)(王登紅等,2016)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層以古生界為主(圖1),西北部出露寒武系淺變質(zhì)巖,與上覆泥盆系呈角度不整合接觸。中-下泥盆統(tǒng)桂頭群為砂礫巖、石英砂巖,中泥盆統(tǒng)東崗嶺組為塊狀、厚層狀灰?guī)r夾粉砂巖,上泥盆統(tǒng)天子嶺組以灰?guī)r為主,泥盆系內(nèi)地層之間呈整合接觸。下侏羅統(tǒng)金雞組為石英砂巖、粉砂巖和碳質(zhì)泥巖等。泥盆系沿北北西向被逆沖推覆至下侏羅統(tǒng)之上。礦區(qū)出露的英安斑巖沿逆沖推覆構(gòu)造侵位,后期被花崗閃長斑巖侵入。礦區(qū)見少量基性巖脈侵入于斑巖體、礦體和地層中。礦區(qū)東部有向斜產(chǎn)出,軸向北北西,核部為泥盆系。早期斷層以北北西向為主,后有近東西向和北東向斷裂穿切,北北西-北西向弧形構(gòu)造是礦區(qū)的主要控礦構(gòu)造。2020年發(fā)現(xiàn)的銅礦體產(chǎn)出于大寶山英安斑巖巖墻之中(趙如意等,2020)。巖墻走向北北西,南北長約1.3 km,傾向北東,傾角50°~70°,寬度50~260 m。英安斑巖以塊狀構(gòu)造為主,局部見流動構(gòu)造,斑狀結(jié)構(gòu),斑晶含量15%~20%,基質(zhì)含量80%~85%。斑晶主要有石英、長石,少量黑云母和角閃石。大寶山英安斑巖蝕變強烈,分帶明顯,由淺到深為絹英巖化、鉀硅酸巖化、青磐巖化,局部見強烈高嶺土化(趙晨輝等,2020)。

圖1 廣東大寶山礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局705地質(zhì)隊,1961修改)Fig.1 Geological map of the Dabaoshan mining area in Guangdong(modified after No.705 Geological Brigade of Guangdong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources,1961)

東部礦帶位于巖墻以東,上部為褐鐵礦鐵帽,下部為賦存在東崗嶺組蝕變灰?guī)r中的層狀-似層狀銅硫礦體。西部礦帶位于巖墻以西,以板狀銅硫礦體產(chǎn)出于侏羅系和巖墻之間,礦體規(guī)模遠不及東部。巖墻中銅礦化細脈產(chǎn)狀為305°∠60°,礦物組合為石英±絹云母(或綠泥石)±黃鐵礦±磁黃鐵礦±黃銅礦±閃鋅礦±方鉛礦±(白鎢礦),銅礦體頂板為泥盆系砂巖、灰?guī)r和受熱變質(zhì)形成的角巖、矽卡巖、大理巖,底板為侏羅系細砂巖、砂質(zhì)泥巖(圖2a、b)。

圖2 大寶山礦區(qū)B0號(a)和B9號勘探線(b)地質(zhì)剖面圖Fig.2 Cross sections from exploration lines B0(a)and B9(b)from the Dabaoshan deposit

3 樣品采集與測試

3.1 砂巖捕擄體樣品

砂巖捕擄體產(chǎn)出于大寶山礦區(qū)英安斑巖之中(圖1,圖3a)。英安斑巖在向上侵位時捕獲了砂巖,所以英安斑巖的就位時間應(yīng)晚于砂巖捕擄體中最年輕鋯石的年齡,從而利用砂巖捕擄體限定了英安斑巖的形成時代。砂巖捕擄體發(fā)育絹云母化和弱黃鐵礦化,巖性為泥質(zhì)粉砂巖,鏡下見其顆粒為次棱角狀-次圓狀,顆粒支撐,碎屑顆粒主要為石英,膠結(jié)物為鈣質(zhì)和泥質(zhì)(圖3b、c)。采用磁選方法分離出鋯石,然后在雙目鏡下進行鋯石制靶。在光學(xué)和電子顯微鏡下拍攝透射光、反射光圖像和陰極發(fā)光圖像。

圖3 砂巖捕擄體野外露頭及其礦物學(xué)特征a.砂巖捕擄體野外特征;b.黃鐵礦化絹云母化細砂巖;c.絹云母化細砂巖Ser—絹云母;Q—石英;Py—黃鐵礦Fig.3 The outcrops of sandstone xenolith and mineral characteristics of sandstone xenolith a.The field characteristic of sandstone xenolith;b.Pyrite-sericitized fine-grained sandstone;c.Sericitized fine-grained sandstone Ser—Sericite;Q—Quartz;Py—Pyrite

樣品LA-ICP-MS U-Pb 分析在自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室完成。測試儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Finnigan Neptune 型MCICP-MS 及與之配套的Newwave UP213 激光剝蝕系統(tǒng)),采用標準流程,每10 個待測鋯石與2 個標樣交替進行,詳細實驗測試過程可參見侯可軍(2007)。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal 4.3 程序,進行普通鉛校正,鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0 程序獲得。

3.2 黃銅礦樣品

采集4 件黃銅礦樣品用于Re-Os 同位素測試(圖2a、b)。樣品來自于含黃銅礦的石英-硫化物脈,脈寬0.1~5 cm(圖4a~d)。采樣位置分別是ZKB002孔38 m處、ZKB002孔134 m處、ZKB002孔135 m 處和ZKB902孔198 m 處。黃銅礦與黃鐵礦、閃鋅礦共生,局部見固溶體出溶結(jié)構(gòu)(圖4e),偶見黃銅礦和閃鋅礦交代早期黃鐵礦(圖4f)。采用重力和磁浮選進行礦物分離,并在雙目鏡下挑純黃銅礦,用于測試的黃銅礦純度達99%以上。然后用瑪瑙乳缽研磨至200目,保證用于Re-Os同位素測試的黃銅礦質(zhì)純、無污染。

圖4 大寶山英安斑巖中細脈狀黃銅礦手標本及鏡下光片照片a.黃銅礦-閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦脈;b,d.黃銅礦-黃鐵礦脈產(chǎn)于英安斑巖裂隙中;c.石英-方解石-黃銅礦-閃鋅礦-黃鐵礦脈;e.黃銅礦與閃鋅礦組成固溶體出溶結(jié)構(gòu);f.黃銅礦與閃鋅礦共生,共同交代早期黃鐵礦Ca—方解石;Ccp—黃銅礦;Gn—方鉛礦;Py—黃鐵礦;Sp—閃鋅礦;Q—石英Fig.4 Hand specimens and microscopic photos of chalcopyrite in the Dabaoshan dacite porphyry a.Chalcopyrite-sphalerite-galena-pyrite vein;b,d.Chalcopyrite-pyrite vein developed in the fractures of dacite porphyry;c.Quartz-calcitechalcopyrite-sphalerite-pyrite vein;e.The exsolution texture of chalcopyrite-sphalerite solid solution;f.Chalcopyrite was associated with sphalerite and replace early pyrite together Ca—Calcite;Ccp—Chalcopyrite;Gn—Galena;Py—Pyrite;Sp—Sphalerite;Q—Quartz

樣品Re-Os 同位素測試在國家地質(zhì)實驗測試中心Re-Os 同位素年代學(xué)實驗室完成。由于黃銅礦Re、Os 含量低,測試儀器為負離子熱表面電離質(zhì)譜儀(Triton-plus)。硫化物的化學(xué)溶解流程參照李超等(2016),稱取適量(200 mg)黃銅礦樣品,加入到Carius 管底部。將裝好樣品的Carius 管置于保溫瓶內(nèi)冷凍,調(diào)節(jié)溫度-50~-80℃。采用3 mL 15 mol/L鹽酸將185Re 和190Os 混合稀釋劑轉(zhuǎn)入用液氮冷凍的Carius 管。待管底溶液冰凍后,用液化石油氣和氧化氣封閉Carius管,在230℃條件下加熱24 h進行溶樣(杜安道等,2001;屈文俊等,2003)。加熱完成后,向管中加入純水定容至25 mL,采用Carius管直接蒸餾方法對Os 進行分離富集。Os 蒸餾完成后,將Carius 管蒸餾殘液轉(zhuǎn)入150 mL 的Teflon 燒杯中加熱近干。在10 mol/L NaOH 堿性介質(zhì)中,采用丙酮對Re 進行萃取,丙酮蒸干后,加入5 μL 純水用于點帶。然后采用熱表面電離質(zhì)譜儀Triton-plus 對點好的樣品帶測定同位素比值。

4 測試結(jié)果

4.1 砂巖捕擄體碎屑鋯石U-Pb測試結(jié)果

本次實驗共測試分析了120 顆鋯石,其中104個數(shù)據(jù)為諧和年齡(表1)。w(Th)、w(U)分別為6.3×10-6~728.3×10-6和56.1×10-6~1162.3×10-6,Th/U 比值分布在0.01~2,介于0.41~1.48 之間的測點數(shù)據(jù)占比62.5%(圖5)。小于0.1 的測點數(shù)據(jù)有7 個,大于1.5的測點數(shù)據(jù)有3 個,對應(yīng)的CL 圖像顯示鋯石為霧狀、斑雜狀,分帶性差,可能屬于快速生長或者變質(zhì)成因的鋯石。碎屑鋯石年齡變化于3397~231 Ma,共出現(xiàn)2528 Ma、1897 Ma、1130 Ma、933 Ma、807 Ma 和430 Ma(圖6a)6 個峰值。在鋯石U-Pb 年齡諧和圖上,多數(shù)測點位于諧和線附近(圖6b)。6 個峰值分別對應(yīng)五臺運動、呂梁運動、四堡運動早期、四堡運動晚期、晉寧運動和加里東運動,可能意味著南嶺從新太古代到早古生代經(jīng)歷過多旋回構(gòu)造運動,并在泥盆紀開始形成沉積蓋層。

圖5 砂巖捕擄體的鋯石Th/U比值及其分布特征Fig.5 Th/U ratios of zircon from sandstone xenolith

圖6 大寶山英安斑巖砂巖捕擄體的鋯石U-Pb年齡組成(a)及其諧和曲線(b)Fig.6 Zircon U-Pb age patterns(a)and concordia plots(b)of zircon from sandstone xenolith in dacite porphyry of the Dabaoshan deposit

表1 大寶山英安斑巖砂巖捕擄體LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年數(shù)據(jù)Table 1 LA-ICP-MS U-Pb data of zircons from sandstone xenolith in dacite porphyry of the Dabaoshan deposit

英安斑巖中砂巖捕擄體碎屑鋯石年齡跨度大,居多階段性。最古老的鋯石207Pb/235U 值為25,發(fā)生Pb 丟失,偏離諧和線。砂巖捕擄體中新太古代鋯石有7 顆,占鋯石總顆粒數(shù)的7.7%。古元古代鋯石有17 顆,占鋯石總顆粒數(shù)的16.3%。中元古代鋯石有24 顆,占鋯石總顆粒數(shù)的23.1%。新元古代鋯石有28 顆,占鋯石總顆粒數(shù)的26.9%。早古生代鋯石有22 顆,占鋯石總顆粒數(shù)的21.2%。晚古生代—早中生代碎屑鋯石有5 顆,占鋯石總量4.8%,年齡分別是231 Ma、274 Ma、310 Ma、324 Ma和362 Ma。

4.2 黃銅礦Re-Os同位素測試結(jié)果

黃銅礦Re-Os 同位素分析及相關(guān)計算結(jié)果見表2,Re-Os 同位素分析全程空白w(Re)為2.0 pg,w(Os)為0.1 pg,小于測試樣品中Re、Os 含量,因此不會影響實驗中Re和Os含量的測定。4件黃銅礦樣品 中,w(Re)變 化 于0.0059~0.0516 ng/g,平 均 為0.020 35 ng/g,普通w(Os)變化于0.0005~0.0006 ng/g,平均為0.000 58 ng/g,w(187Os)變化于0.000 04~0.000 13 ng/g,平均0.000 07 ng/g。187Re/188Os 比值變化范圍為43.7~425.2,187Os/188Os 比值范圍為0.491~1.684。擬合出的黃銅礦Re-Os 等時線年齡為(188±12)Ma(MSWD=2.6)(圖7),這表明英安斑巖中細脈狀硫化物形成于早侏羅世,即為燕山早期的產(chǎn)物。

圖7 大寶山礦區(qū)黃銅礦Re-Os同位素等時線圖Fig.7 Re-Os isochron diagram of chalcopyrite from the Dabaoshan deposit

表2 大寶山礦區(qū)黃銅礦Re-Os同位素測試結(jié)果Table 2 Re-Os isotopes data of chalcopyrite from the Dabaoshan deposit

續(xù)表 1Continued Table 1

5 討 論

5.1 對英安斑巖成巖時代的限定

大寶山礦區(qū)內(nèi)及周邊出露多處英安斑巖,前人對其開展了大量的年代學(xué)工作,可分為3 類(圖8):①單顆鋯石U-Pb 法206Pb/238U 測試,葛朝華等(1987)和蔡錦輝等(2013)測得英安斑巖鋯石表面年齡為419~496 Ma,認為英安斑巖形成在加里東末期;②全巖K-Ar 和Rb-Sr 同位素測試,李華芹等(1993)對新鮮和強蝕變的英安斑巖開展全巖Rb-Sr測試,年齡分別為(195.5±11.0)Ma 和(135.3±5.7)Ma,劉姤群等(1985)和裴太昌等(1994)分別報道了大寶山英安斑巖全巖K-Ar 年齡163~166 Ma 和Rb-Sr 等時線年齡177 Ma,均認為英安斑巖在燕山期侵位;③LA-ICP-MS 和SHRIMP 鋯石U-Pb 測試,王磊等(2012)和卜建財(2013)對九曲嶺英安斑巖測試,鋯石U-Pb 年齡分別為(174.6±1.5)Ma 和(187.2±4.3)Ma,認為英安斑巖是燕山期巖漿活動的產(chǎn)物,而其他學(xué)者對礦區(qū)及外圍英安斑巖進行鋯石LA-ICP-MS或SHRIMP 測年,年齡變化于442~427 Ma(圖8),認為英安斑巖為加里東期火山巖。

圖8 大寶山礦區(qū)及外圍英安斑巖年齡統(tǒng)計圖數(shù)據(jù)來源(上角標數(shù)字):1—趙如意等,2019;2—李華芹等,1993;3—蔡錦輝等,2013;4—伍靜等,2014;5—Su et al.,2019;6—Wang et al.,2019;7—卜建財,2013;8—王磊等,2012;9—葛朝華等,1987;10—劉姤群等,1985;11—裴太昌等,1994;12—瞿泓瀅等,2019;13—毛偉等,2013;14—潘會彬等,2014Fig 8 Summary diagram showing the ages of dacite porphyry in the Dabaoshan mining area and surrounding region Data Sources:1—Zhao et al.,2019;2—Li et al.,1993;3—Cai et al.,2013;4—Wu et al.,2014;5—Su et al.,2019;6—Wang et al.,2019;7—Bu,2013;8—Wang et al.,2012;9—Ge et al.,1987;10—Liu et al.,1985;11—Pei et al.,1994;12—Qu et al.,2019;13—Mao et al.,2013;14—Pan et al.,2014

對礦區(qū)英安斑巖銅多金屬礦化進行勘查時,發(fā)現(xiàn)英安斑巖侵入導(dǎo)致泥盆紀地層受熱變質(zhì)后形成長英質(zhì)角巖(圖9a);鉆孔ZKB505-1 中223 m(圖9b)和ZKB705 中442 m(圖9c)處見英安斑巖侵入桂頭群砂巖,泥盆系發(fā)生硅化,英安斑巖發(fā)生絹云母-綠泥石化;鏡下發(fā)現(xiàn)英安斑巖中存在泥盆系的殘留物(圖9d),以上野外證據(jù)均表明英安斑巖的侵位應(yīng)晚于泥盆紀(圖9a),這與卜建財(2013)和王磊等(2012)獲得的九曲嶺英安斑巖中鋯石年齡187 Ma 和175 Ma一致。砂巖捕擄體中5 顆年輕鋯石(231 Ma、274 Ma、310 Ma、324 Ma 和362 Ma)的存在同樣證明了英安斑巖侵位不是發(fā)生在早古生代,而442~427 Ma 這一組年齡剛好與砂巖捕擄體碎屑鋯石的最顯著峰值430 Ma(圖6a)相對應(yīng),應(yīng)該是殘留老鋯石的年齡。

圖9 大寶山礦區(qū)英安斑巖與泥盆系接觸關(guān)系a.英安斑巖侵入泥盆系,導(dǎo)致泥盆統(tǒng)粉砂巖發(fā)生角巖化;b~d.英安斑巖侵入泥盆系,中-下泥盆統(tǒng)石英砂巖發(fā)生硅化,英安斑巖發(fā)生絹云母-綠泥石化Fig.9 The contact relations between dacite porphyry and Devonian strata in the Dabaoshan mining area a.Dacite porphyry emplaced in Devonian strata,Devonian siltstone had hornfelnization which is observed in open pit;b~d.Dacite porphyry emplaced in Devonian strata,Mid-Lower Devonian quartz sandstone was silicificationlized,dacite porphyry had sericite-chlorite alteration

本次取自英安斑巖中的砂巖捕擄體距離英安斑巖下部外接觸帶較近,其巖性特征與下部侏羅系金雞組砂巖一致。測試樣品中含有231 Ma 和274 Ma的鋯石,也證明其來自侏羅系的可能性較大。所以,大寶山礦區(qū)英安斑巖的侵位時間更可能是早侏羅世晚期。在粵北—贛南地區(qū)深部可能存在一個加里東期巖基(陳毓川等,2014),為晚期物質(zhì)重熔提供物質(zhì),大寶山英安斑巖中出現(xiàn)大量加里東期鋯石可能是由于英安斑巖源區(qū)巖石富水,源巖熔融時溫度未能達到鋯石溶解線,在侵位后快速冷凝過程中幾乎沒有新的巖漿鋯石產(chǎn)出。

5.2 對成礦時代的限定

同位素定年的結(jié)果與同位素體系的封閉溫度密切相關(guān),Rb-Sr、K-Ar 和Ar-Ar 同位素體系封閉溫度較低,易受后期構(gòu)造變形或熱事件的影響。相比之下,Re-Os 同位素體系的封閉溫度較高(500~600℃),不易受外界條件的影響。

輝鉬礦Re-Os 定年作為一種有效的技術(shù)工具用于解決銅鉬礦的成礦時代問題,如前人在大寶山礦區(qū)通過輝鉬礦Re-Os 測年將成礦時代限定在163~168 Ma(王磊等,2012;Li et al.,2012;Wang et al.,2011)。然而,輝鉬礦Re-Os 年齡僅能夠代表鉬礦的形成時代,而無法直接代表銅礦的形成時代。同樣,英安斑巖賦存的銅礦體沒有輝鉬礦產(chǎn)出,所以上述輝鉬礦Re-Os 年齡不能代表銅礦的形成時代。應(yīng)立娟等(2017)對東部礦帶層狀礦體磁黃鐵礦和黃銅礦開展Re-Os 測年,結(jié)果是3 件黃銅礦樣品的Re-Os 等時線年齡為(234±41)Ma,6件磁黃鐵礦樣品的Re-Os等時線年齡為(410±16)Ma,認為年齡數(shù)據(jù)僅代表磁黃鐵礦早于黃銅礦形成,但并不代表礦區(qū)存在加里東期和印支期成礦事件。

盡管w(Re)小于1×10-9的硫化物Re-Os 定年很難取得成功,但仍有成功的定年結(jié)果報道(李超等,2016;王冉等,2016;應(yīng)立娟等,2017)。本次黃銅礦樣品Re-Os 含量偏低,部分樣品w(Re)低至0.0059 ng/g,但遠遠大于流程空白的w(Re)2.0 pg。Re 含量低導(dǎo)致放射性O(shè)s 含量低,但Os 含量同樣遠超過流程空白Os 含量0.1 pg。本次采用Carius 管溶樣法進行Re-Os 含量及同位素的測定,并在負離子熱表面電離質(zhì)譜儀(Triton-plus)上完成,提高了Re-Os 同位素的測定精度,獲得的數(shù)據(jù)較可靠。脈狀礦石中黃銅礦的Re-Os 等時線年齡為188 Ma,可直接代表黃銅礦的形成時代,而黃銅礦又是新探明銅礦體中的主要礦石礦物,因此該年齡可代表銅礦的形成時代。因為成礦不能發(fā)生在賦礦圍巖形成之前,可能同時形成或之后形成,所以作為銅礦體的賦礦圍巖,英安斑巖的侵位時間應(yīng)早于188 Ma。

從區(qū)域成礦角度來說,成礦作用往往與區(qū)域地質(zhì)事件相對應(yīng)。盡管區(qū)域上未有同時代的成礦年齡報道,但黃銅礦Re-Os 等時線年齡與英安斑巖侵位于早侏羅世的認識一致。此時(185~175 Ma),華南內(nèi)部尤其是南嶺地區(qū)進入一個以巖石圈“伸展—減薄”為主的地球動力學(xué)環(huán)境(華仁民等,2005)。在上涌地幔物質(zhì)的作用下,地殼深部物質(zhì)重熔、上侵,形成了分布于閩西—粵北—贛南—湘南地區(qū)侏羅紀盆地中的雙峰式火山巖、輝長巖、正長巖和A 型花崗巖(徐先兵等,2009;張岳橋等,2012),這也為大寶山礦區(qū)英安斑巖的侵位和銅礦體的形成提供了契機。

5.3 對找礦方向的指示

構(gòu)造作用使英安斑巖及其圍巖破裂,形成具優(yōu)選性的裂隙,產(chǎn)狀為305°∠60°。深部巖漿房的排氣作用形成富含Cu、Pb、Zn 和Ag 的成礦流體,沿這組北西向陡傾裂隙貫入,結(jié)晶沉淀形成含鉛鋅的銅礦體(趙如意等,2020)。這一組產(chǎn)狀同樣指示熱液來源于采區(qū)的北西方向。英安斑巖作為次火山巖,是高侵位巖體,又沿逆沖推覆構(gòu)造上侵,其本身攜帶的熱液可能不夠多,攜帶的礦質(zhì)并不足以形成如此大體量的礦床。真正的成礦熱液可能來自燕山早期的花崗斑巖,隱伏在采區(qū)北西方向的深部。換言之,燕山早期英安斑巖在推覆上侵的過程中侵入到泥盆紀和三疊紀乃至于侏羅紀的地層中,捕獲了侏羅系砂巖,隨后又被燕山早期花崗斑巖侵入期間的流體所交代,進而充填成礦。

通過上述分析,本文認為下一步找礦方向應(yīng)繼續(xù)在礦區(qū)及外圍尋找斑巖-矽卡巖型銅礦。目前鉆孔控制的巖墻中礦物組合為低溫礦物組合,高溫條件下形成的富礦往往更靠近成礦巖體,共同隱伏在北西方向的深部。值得注意的是,大型礦床一般不會單獨產(chǎn)出,礦床成礦系列“全位成礦,缺位找礦”理念指出礦床是成群或成列出現(xiàn)(王登紅等,2020),大寶山礦作為一個獨特的大型斑巖-矽卡巖型礦床產(chǎn)出于南嶺成礦帶,顯得十分重要。

6 結(jié) 論

(1)英安斑巖侵位時攜帶了砂巖捕擄體,后者包含5顆年輕鋯石(231 Ma、274 Ma、310 Ma、324 Ma和362 Ma),說明英安斑巖侵位時間晚于231 Ma。

(2)大寶山英安斑巖中細脈狀黃銅礦Re-Os 等時線年齡為(188±12)Ma,表明早侏羅世晚期發(fā)生銅礦化。

(3)英安斑巖是賦礦圍巖,推測隱伏的成礦母巖在礦區(qū)北西側(cè),這也是下一步的找礦方向。

致 謝匿名審稿專家和編輯部老師對本文提出了許多中肯、有益的修改意見,在此一并表示由衷的感謝!

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