粤北大宝山矿区船肚钼矿床辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

0 引言

粤北大宝山多金属矿区位于南岭成矿带中段，包括大宝山铜多金属矿床、船肚辉钼矿等矿床。五十年代以来，前人对该矿区进行了大量的研究工作，取得了卓有成效的研究成果。但对于矿床成矿年龄的研究则显得相对较少，已有的关于辉钼矿年龄的结果主要集中在大宝山矿区的石英脉型钼矿[1-2]，关于近期探明的船肚矽卡岩型钼矿床的成矿年龄，仅王磊等[1]有过报道，但其定年样品只有1个测点。基于此，本文挑选了6件典型矽卡岩型辉钼矿来进行Re-Os同位素测年，以期精确厘定船肚矽卡岩型钼矿床的形成时代，进而对整个大宝山矿区的成矿事件加以约束。

1 区域及矿床地质概况

大宝山多金属矿区在构造位置上处于南岭纬向构造带南侧、大东山—贵东EW向构造岩浆带与吴川—四会深大断裂带的复合部位。大宝山多金属矿区位于粤北多金属成矿带中心，呈NNW—SSE向展布，延长达3000m。与钼(钨)矿床有关的花岗闪长斑岩分布于大宝山及西北侧的船肚两地(图1)。其中船肚花岗闪长斑岩体沿EW向断裂侵入，东西长2000m，南北宽400～800m，呈西宽东窄的岩株状产出，面积约1km2。岩石具斑状结构、块状构造。

船肚矽卡岩型钼钨矿体主要分布在船肚花岗闪长斑岩体南缘与天子岭组灰岩接触交代的石榴石矽卡岩带中。矽卡岩带东西长2200 m，宽40～100 m，多呈透镜体状，辉钼矿呈颗粒浸染状散布在矽卡岩内。矿石结构以交代溶蚀结构和粒状结构为主，构造主要为块状构造、浸染状构造、晶洞构造等。矿石中金属硫化物主要为辉钼矿、白钨矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿及磁铁矿等，非金属矿物主要有钾长石、斜长石、石英等。目前已获得钼金属量12686.72t，钨15218.52t，伴生铼22.84t。

  

图1 大宝山多金属矿区地质图(据文献[1]修改)Fig.1 Geological map of the Dabaoshan polymetallic ore-field1—第四系 2—下侏罗统金鸡组 3—上泥盆统帽子峰组 4—上泥盆统天子岭组灰岩 5—上泥盆统天子岭大理岩化灰岩 6—中泥盆统东岗岭组上段 7—中泥盆统东岗岭组下段 8—中泥盆统老虎头组 9—寒武系变质砂岩 10—矽卡岩型钨钼矿带 11—斑岩型工业钼矿体 12—已达边界品位之含钼花岗闪长斑岩 13—已达边界品位含钼次英安斑岩 14—铁帽 15—大宝山向斜轴 16—断层线 17—地质界线 18—采样位置 ①船肚花岗闪长岩体 ②大宝山花岗闪长斑岩体 ③九曲岭次英安斑岩体 ④大宝山次英安斑岩体 ⑤徐屋次英安斑岩体 ⑥笠帽岭次英安斑岩体

2 样品采集与测试分析

本文研究的6件辉钼矿样品均采自船肚花岗闪长斑岩与上泥盆统天子岭组灰岩的接触部位，矿石类型为矽卡岩型辉钼矿矿石(图2)。矿石中辉钼矿自然颗粒较大，肉眼下用刀片及骨针等小工具直接从手标本上剥离，经双目镜下挑纯后，用玛瑙钵研磨至200目，用于Re-Os同位素分析。

  

图2 船肚矽卡岩型钼矿石(a)与矽卡岩中的钙铝榴石(b)Fig.2 Molybdenum ore of skarn type(a)and grossular in skarn rock(b)of the Chuandu Mo depositMo—辉钼矿 Gls—钙铝榴石 Cal—方解石

样品的Re-Os 同位素分析测试工作在国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室完成，铼锇化学分离步骤和质谱测定参照杜安道等[3-6]、屈文俊等[7-9]和Shirey and Walker[10]。采用美国TJA公司生产的电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICP-MS测定同位素比值。实验流程Re、Os和187Os的空白水平分别为(0.0031±0.0005)×10-9、(0.00023±0.00008)×10-9和(0.00039±0.00005)×10-9，远小于所测样品中铼、锇含量，不会影响实验中铼、锇含量的准确测定。本次测试实验标准物质GBW04436(JDC)测定结果和标准值见表1。由表1可知，标样的测定值与标准值偏差小于2%。因而，本次测试结果精确。

 

表1 实验标准物质JDC辉钼矿Re-Os测定结果和标准值Table 1 Certified value and analytical data of Re-Os isotope for experimental standard sample JDC molybdenite

  

编号原样名样重(g)w(Re)/10-6 w(187Os)/10-9模式年龄(Ma)测定值不确定度测定值不确定度测定值不确定度120522-22JDCGBW04436JDC0.1001817.180.1425.470.22141.4217.390.3225.460.60 139.63.8

3 测定结果

维生素B1缺乏时，细胞呼吸障碍，ATP合成减少，能量供应不足，心肌弛缓，引起心功能不全或心力衰竭，骨骼肌紧张性减退，甚至萎缩。

中方：文化和旅游部、全国红色旅游工作协调小组成员单位、山东省文化和旅游厅、有关省（区、市）旅游主管部门；18个红色旅游重点城市代表；全国红色旅游经典景区代表；省内17个地市旅游委(局)代表；全国重点旅行社代表；红色旅游专家；中央、省、市新闻媒体记者；临沂市有关领导，旅游企业代表等。

CD-06-3作为平行样测试两遍，一致性较好。6件辉钼矿Re-Os同位素7次测试结果列于表2，辉钼矿样品的Re含量比较稳定，变化于71.85×10-6～87.48×10-6之间，辉钼矿187Re含量变化在42930×10-9～54980×10-9，其最大差值为12050×10-9；187Os的含量变化在117.2×10-9～149.8×10-9，其最大差值为32.6×10-9。6件辉钼矿样品的Re-Os模式年龄变化于163.3～165.2Ma，对应的加权平均年龄为(164.38±0.95)Ma，MSWD=0.46(图3a)。采用Isoplot软件对获得的6个数据进行等时线拟合，得到的等时线年龄为(165.8±9.2)Ma，MSWD=0.80(图3b)。由于辉钼矿187Os的含量变化范围较小，在等时线图上6个样品点分布相对较集中，其等时线年龄的误差较大，而其模式年龄分布集中，故其加权平均年龄为(164.38±0.95)Ma可以更好的代表该矿床的成矿年龄。

表2 大宝山矿区船肚矽卡岩型辉钼矿Re-Os同位素数据

Table 2 Re-Os isotopic data of molybdenite of the Chuandu skarn type deposit in Dabaoshan ore-field

  

编号原样名样重(g)w(Re)/10-6测定值 不确定度w(普Os)/10-9测定值 不确定度w(187Re)/10-6测定值 不确定度w(187Os)/10-9测定值 不确定度模式年龄(Ma)测定值 不确定度120717-15CD-06-10.0121471.850.540.24020.097245.160.34124.31.1165.02.4120522-9CD-06-20.0102187.480.870.42490.047754.980.54149.81.2163.32.5120422-11CD-06-30.0202281.410.750.17540.044951.170.47141.61.2165.82.5120717-14CD-06-30.0121482.640.630.17070.099151.940.40143.21.1165.22.3120717-16CD-06-40.0125780.940.611.46420.119250.870.38140.01.3165.02.4120522-11CD-06-50.0105868.300.520.27740.046742.930.33117.21.0163.62.3120522-12CD-06-60.0114874.230.650.18690.063146.650.41127.71.1164.12.4

4 地质意义

辉钼矿Re-Os定年的结果表明，船肚矽卡岩型辉钼矿Re-Os模式年龄为(163.3±2.5)Ma～(165.2±2.3)Ma，其加权平均年龄为(164.38±0.95)Ma(MSWD=0.46)，与等时线年龄(165.80±9.2)Ma在误差范围内一致，说明船肚矽卡岩型钼矿形成于中侏罗世，属于燕山早期成矿。此外，毛景文等[11]获得大宝山层状铜铅锌矿石中辉钼矿模式年龄为(164.7±3.0)Ma，王磊等[9]测得的船肚矽卡岩型辉钼矿模式年龄为(163.4±2.4)Ma，以上年龄值在误差范围内一致，表明大宝山矿区不同类型辉钼矿应为中侏罗世同一次成矿事件的产物。与南岭地区其他矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄数据对比船肚辉钼矿年龄与南岭地区其他矿床辉钼矿年龄一致，基本在165～150Ma之间，为毛景文等[11-13]所提出的华南成矿三个阶段(170～150Ma；140～125Ma；110～80Ma)的早期阶段，属于南岭地区中生代大规模成矿作用的高峰期之一。

当前，在“一带一路”倡议得以如火如荼开展的大背景下，中央政府及高校愈发重视国际留学生教育。为更好地与“一带一路”沿线国家切实实现“民心相通”，近年来我国采取很多有效措施吸引“一带一路”沿线国家学生来华留学，希望通过对“一带一路”沿线国家来华留学生教育，有效促进教育交流及合作，促进“一带一路”沿线国家人民的相互交流、尊重、信任与理解，切实增强彼此间的友谊。

  

图3 船肚矽卡岩型辉钼矿Re-Os同位素加权平均模式年龄(a)与等时线年龄(b)Fig.3 Re-Os isotopic weighted average model age(a)and Re-Os isochron dating age(b)for molybdenite in the Chuandu Mo deposit

大宝山多金属矿床成岩成矿年代学研究结果表明，区内与次英安斑岩有密切成因联系的黄铜、黄铁及铅锌矿床的成矿年龄在158～174Ma之间[11，14-15]；与花岗闪长斑岩有关的斑岩型-矽卡岩型钼钨矿床的成矿年龄在161～167Ma之间[1，15]。从而可以看出，该区多金属矿成矿年代学数据与燕山期花岗岩形成时代(163～175Ma)基本一致。说明该区成矿作用与燕山期中酸性侵入岩的形成在时间上应是一个相联系的过程。因此，大宝山多金属矿床的成矿作用与燕山期岩浆活动关系密切，为该区及其外围找矿指明了方向。

5 结论

大宝山船肚矽卡岩型辉钼矿Re-Os模式年龄为(164.38±0.95)Ma，等时线年龄为(165.8±9.2)Ma，表明其形成于中侏罗世，属于燕山早期成矿，并且其成矿作用与船肚花岗闪长斑岩关系密切，且年龄相近，同为南岭中生代大规模成岩成矿作用高峰期的产物。

参考文献：

[1] 王磊，胡明安，屈文俊，等.粤北大宝山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os定年及其地质意义[J].中国地质，2012，39(1)：29-42.

[2] 王磊.粤北大宝山钼多金属矿床成矿模式与找矿前景研究[D].武汉：中国地质大学，2010：1-119.

[3] 杜安道，何红蓼，殷宁万，等.辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究[J].地质学报，1994，68(4)：339-347.

[4] 杜安道，屈文俊，李超，等.铼-锇同位素定年方法及分析测试技术的进展[J].岩矿测试，2009，28(3)：288-304.

[5] 杜安道，屈文俊，王登红，等.辉钼矿亚晶粒范围内Re和187Os的失耦现象[J].矿床地质，2007，26(5)：572-580.

[6] 杜安道，赵敦敏，王淑贤，等.Carius管溶样-负离子热表面电离质谱准确测定辉钼矿铼-锇同位素地质年龄[J].岩矿测试，2001，20(4)：247-252.

[7] 屈文俊，杜安道，李超.金川铜镍硫化物样品中锇同位素比值的高精度分析[J].岩矿测试，2009，28(2)：219-222.

[8] 屈文俊，杜安道.高温密闭溶样电感耦合等离子体质谱准确测定辉钼矿铼-锇地质年龄[J].岩矿测试，2003，22(4)：254-262.

[9] 屈文俊，杜安道.电感耦合等离子体质谱法测定辉钼矿中Re、Os含量时的质量分馏效应的校正[J].质谱学报，2004，25(增刊1)：181-182.

[10] SHIREY S B，WALKER R J. Carius tube digestion for low-blank rhenium-osmium analysis[J].Analytical Chemistry，1995，67(13)：2136-2141.

[11] 毛景文，谢桂青，李晓峰，等.华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展[J].地学前缘，2004，11(1)：45-55.

[12] 毛景文，谢桂青，郭春丽，等.南岭地区大规模钨锡多金属成矿作用：成矿时限及地球动力学背景[J].岩石学报，2007，23(10)：2329-2338.

[13] 毛景文，谢桂青，郭春丽，等.华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境[J].高校地质学报，2008，14(4)：510-526.

[14] 丘广礼，汤吉方，孙旭荣，等.湘桂地区铜铅锌隐伏矿床研究[M].北京：地质出版社，1994：11-35.

[15] 杜国民，梅玉萍，蔡红，等.粤北大宝山钼钨多金属矿床年代学研究及其意义[J].华南地质与矿产，2012，28(3)：227-231.