西藏澤當(dāng)?shù)V田帕南鉬礦床二長(zhǎng)花崗巖＊鋯石U-Pb年齡及意義

周彥慧,張志平,汪宏濤,王曉東,包國(guó)志,武雪梅

（1.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730030;2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都;3.蘭州市第八中學(xué),甘肅 蘭州 730030）

青藏高原南部發(fā)育規(guī)模巨大的巖漿帶——岡底斯巖漿帶，由北向南可分為北岡底斯（NG）、中岡底斯（MG）、岡底斯弧背斷隆帶（GRUB）和南岡底斯（SG）[1-2]等四個(gè)亞帶（如圖1-a所示）。而南岡底斯是狹義的岡底斯帶，占岡底斯帶花崗巖總面積的80%以上，是廣義岡底斯帶主體。岡底斯巖漿巖根據(jù)巖漿巖形成時(shí)代大致被分為4個(gè)階段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。位于岡底斯巖漿帶的岡底斯成礦帶是我國(guó)最為重要的銅多金屬成礦帶之一，其中岡底斯成礦帶東段可以大致分為三個(gè)成礦亞帶：北部矽卡巖型鉛鋅銀多金屬成礦亞帶、中部斑巖-矽卡巖型銅鉬多金屬成礦亞帶、南部斑巖-矽卡巖型銅多金屬成礦亞帶[5]。近年來(lái)在岡底斯南部成礦亞帶新發(fā)現(xiàn)了一大批一努日銅多金屬礦床為代表的斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦，如克魯、桑布加拉、沖木達(dá)、程巴、洛村、帕南等銅多金屬礦，澤當(dāng)?shù)V田位于乃東縣澤當(dāng)鎮(zhèn)與桑日縣絨鄉(xiāng)之間，是以銅、鎢、鉬等多金屬為主的礦床組合，包括明則、程巴、努日、沖木達(dá)、桑布加拉、帕南等。

研究顯示，新特提斯洋在晚三疊世時(shí)開(kāi)始擴(kuò)張，經(jīng)過(guò)短暫擴(kuò)張之后于早中侏羅世開(kāi)始洋內(nèi)俯沖，形成了以葉巴組和澤當(dāng)巖群為代表的洋內(nèi)島弧火山巖系[6]；晚白堊世，隨著俯沖的加劇，新特提斯洋繼續(xù)向北俯沖至拉薩地塊下，扎囊—桑日（包括澤當(dāng)?shù)V田）一帶廣泛發(fā)育石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖等花崗巖體，部分巖體與成礦關(guān)系密切；晚白堊世末-始新世早期，新特提斯洋開(kāi)始閉合，位于在澤當(dāng)?shù)V田南部，即俯沖帶以南出露大套的蛇綠巖和晚三疊世增生楔復(fù)理石建造等，在澤當(dāng)?shù)V田北部，即俯沖帶以北發(fā)育規(guī)模較大、范圍較廣的林子宗群火山巖系（典中組、年波組、帕那組）及同期各類(lèi)侵入巖，該時(shí)期的花崗巖與成礦關(guān)系最為密切；始新世晚期，印度板塊與歐亞大陸板塊開(kāi)始碰撞，由此導(dǎo)致大規(guī)模逆沖推覆構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[7]和規(guī)模較大、時(shí)間較集中的中酸性巖漿侵入活動(dòng)；漸新世晚期—中新世早期，岡底斯逆沖斷裂（GCT）和仁布-澤當(dāng)斷裂依次開(kāi)始活動(dòng)[8]，并發(fā)育規(guī)模較小的閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖等中酸性巖體，該期花崗巖與成礦關(guān)系作用關(guān)系相對(duì)較小或者沒(méi)有關(guān)系；約20～14Ma，在青藏高原的南部發(fā)生了東西向伸展構(gòu)造，形成走向?yàn)榻媳钡牡貕q系，同時(shí)伴有埃達(dá)克質(zhì)巖漿侵入和與其有關(guān)的銅多金屬成礦作用，并形成以斑巖-矽卡巖型為主的銅礦帶，帶內(nèi)成巖成礦時(shí)代基本相同，主要集中在中新世13～18Ma[9]。澤當(dāng)?shù)V田廣泛出露白堊紀(jì)和古近紀(jì)時(shí)期的火山沉積巖系，以比馬組和典中組為主，絨鄉(xiāng)一帶出露少量的麻木下組。部分侵入體與圍巖發(fā)生熱液接觸蝕變作用，形成了以矽卡巖-斑巖型為主的銅、鎢、鉬等多金屬礦床[10-11]。帕南鉬礦床位于澤當(dāng)?shù)V田的東部，南側(cè)緊鄰澤當(dāng)蛇綠混雜巖帶，研究程度相對(duì)較低，對(duì)于該礦床的成礦時(shí)代和成礦背景至今仍存在一定爭(zhēng)議。本文采集礦區(qū)內(nèi)的主體巖性二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS定年研究，在前人基礎(chǔ)上，探討帕南巖體的成巖時(shí)代及礦床的成礦時(shí)代，以進(jìn)一步為該區(qū)域的侵入巖時(shí)代研究和找礦方向提供研究資料。

圖1 澤當(dāng)-桑日一帶地質(zhì)草圖（據(jù)甘肅省地礦局第三勘查院修改，2019）

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

帕南鉬礦床位于桑日縣絨鄉(xiāng)一帶，澤當(dāng)?shù)V田東部，目前礦床勘探程度較低，該礦床礦化以Mo礦為主，Cu礦為輔，礦床產(chǎn)在帕南巖體內(nèi)部[12-13]。帕南巖體出露于桑日縣絨鄉(xiāng)南側(cè)帕南一帶，位于南岡底斯最南緣，緊鄰澤當(dāng)蛇綠混雜巖帶。該巖體出露長(zhǎng)度約1.9km，寬度約2.1km，面積約 4km2，呈巖柱狀，巖性主要有中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)巖。該巖體南側(cè)與澤當(dāng)蛇綠混雜巖帶呈斷層接觸，東側(cè)與白堊紀(jì)桑日群麻木下組呈侵入接觸，西側(cè)與年波組呈斷層接觸，北側(cè)為雅魯藏布江（圖1-b）。澤當(dāng)蛇綠混雜巖帶在該處出露范圍較小，出露寬度僅為40～320m，近東西向展布。礦區(qū)鉆探資料顯示，礦體主要賦存于二長(zhǎng)花崗斑巖及二長(zhǎng)花崗斑巖與二長(zhǎng)花崗巖的接觸部位，而二長(zhǎng)花崗斑巖并未出露，僅在鉆孔中可見(jiàn)，而且呈脈狀穿切前者[12-13]。

二長(zhǎng)花崗巖為帕南巖體的主體巖性 （如圖2-a所示），巖石主要由主礦物斜長(zhǎng)石 （35%）、鉀長(zhǎng)石（40%）、石英（20%）、黑云母（<4%），副礦物磷灰石和少量的金屬礦物等組成，黑云母的含量相對(duì)較少，巖石致密堅(jiān)硬（如圖2所示）。巖石呈中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，常量礦物的粒徑大小主要在0.2～3.5mm間，個(gè)別斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石的粒徑較大，最大可達(dá)5mm以上。長(zhǎng)石的晶體形態(tài)總體具寬板狀和短柱狀，多不規(guī)則。斜長(zhǎng)石發(fā)育卡式和聚片雙晶，鉀長(zhǎng)石發(fā)育卡式和格子雙晶，條紋構(gòu)造十分發(fā)育。石英呈不規(guī)則粒狀、它形晶粒狀，呈集合體狀不均勻分布。黑云母多為較自形的鱗片狀，具深褐-淡黃多色性，副礦物磷灰石、金屬礦物等常和黑云母伴生或被包裹（如圖2-b所示）。

圖2 帕南巖體基巖露頭

2 鋯石U-Pb年代

2.1 樣品采集與測(cè)試

本次工作采集鋯石U-Pb年齡樣1件 （采樣位置如圖1-c所示），樣品新鮮，避開(kāi)了外來(lái)包體及脈體。樣品由南京大學(xué)檢測(cè)中心國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試完成，測(cè)試礦物為鋯石，測(cè)試方法為L(zhǎng)A-ICP-MS。測(cè)試儀器使用與相干193nm 激光取樣系統(tǒng)連接起來(lái)的Agilent7500aICP-MS完成。分析過(guò)程中，激光束斑直徑采用32m，頻率為5Hz。樣品經(jīng)剝蝕后，由He氣作為載氣，再和Ar氣混合后進(jìn)入ICP-MS進(jìn)行分析。U-Pb分餾根據(jù)澳大利亞鋯石標(biāo)樣GEMOC GJ-1 (207Pb/206Pb age of 608.5±1.5 Ma,Jackson et al.,2004)來(lái)校正，鋯石標(biāo)樣Mud Tank(intercept age of 732±5 Ma,Black and Gulson,1978) 作為內(nèi)標(biāo)，控制分析精度。每個(gè)測(cè)試流程的開(kāi)頭和結(jié)尾分別測(cè)2個(gè)GJ標(biāo)樣，另外測(cè)試1個(gè)MT標(biāo)樣和約10個(gè)待測(cè)樣品點(diǎn)。測(cè)試年齡數(shù)值和元素的計(jì)數(shù)由GLITTER軟件(ver.4.4)在線(xiàn)獲得，年齡圖繪制采用Isoplot4.0程序完成。單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差均為1σ，采用數(shù)據(jù)較和諧，年齡加權(quán)平均值具有95%的置信度。

2.2 測(cè)試結(jié)果

樣品D7055-1-1的鋯石無(wú)色透明，大部分顆粒呈短柱或長(zhǎng)柱狀，顆粒較完整，局部破損，長(zhǎng)度集中在 120～200μm，粒徑 80～150μm，長(zhǎng)寬比 1～2.5 之間，CL圖像顯示振蕩環(huán)帶（如圖3所示）以上特征表明其屬于巖漿成因鋯石[14]。樣品D7055-1-1鋯石分析測(cè)點(diǎn) 11個(gè)，206Pb/238U 年齡介于 79.8±0.7～82.4±0.6Ma，在諧和圖中（如圖4所示），大多數(shù)點(diǎn)落在諧和線(xiàn)上，11個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為 80.91±0.48Ma。

圖3 D7055-1-1鋯石顆粒CL圖像及年齡值

圖4 帕南巖體鋯石U-Pb年齡圖

3 討論

根據(jù)前人研究，岡底斯巖漿巖形成時(shí)代大致被分為 4 個(gè)階段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。山南澤當(dāng)—桑日一帶侵入巖形成時(shí)代以95～90Ma和65～41Ma為主，且多為埃達(dá)克巖或埃達(dá)克質(zhì)巖石，90～80Ma的侵入巖相對(duì)較少[1]。帕南巖體具有富鈉、高鉀、高鋁、低鈦特征，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)、鈣堿性-堿性巖巖石系列，輕稀土富集、重稀土虧損，具明顯的負(fù)Eu異常，微量元素表現(xiàn)為相對(duì)富集Rb、K、Th、U 等大離子親石元素，顯著虧損 Nb、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，(87Sr/86Sr)i=0.70442～0.70486，(143Nd/144Nd)i=0.512636～0.512674,εNd （t）=1.99～2.73>0，屬于I型花崗巖。

康志強(qiáng)（2010）在研究桑日群比馬組火山巖與馬門(mén)侵入巖巖脈之間的關(guān)系時(shí)，認(rèn)為其動(dòng)力學(xué)背景是洋殼俯沖過(guò)程中深部動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)變。早白堊世新特提斯洋在澤當(dāng)?shù)?桑日地區(qū)初始俯沖階段由于較大的俯沖角度，較高的溫壓條件，從而可以直接導(dǎo)致俯沖體在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生部分熔融，同時(shí)在上升過(guò)程中，高溫熔融的洋殼熔體與上覆的地幔楔物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成了具有埃達(dá)克特征的火山巖，該火山巖為早白堊世的麻木下組火山巖。隨著俯沖運(yùn)動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，新特提斯洋俯沖角度變緩以及溫度、壓力等條件的改變，產(chǎn)生的高溫熔融體不再具有埃達(dá)克巖特征，而是形成了正常的鈣堿性島弧火山巖，該火山巖為晚白堊世的比馬組火山巖，而比馬組位于麻木下組上部，兩者均為火山—沉積巖系。隨著俯沖運(yùn)動(dòng)的再進(jìn)行，俯沖角度進(jìn)一步變緩，俯沖模式逐漸也逐漸由高角度俯沖演變成了平板式俯沖，俯沖模式的變化阻止了俯沖帶下部正常島弧巖漿的形成，產(chǎn)生了馬門(mén)具有埃達(dá)克質(zhì)特征的侵入巖巖脈[14-17]。Wen et a1.（2008）在研究朗縣至里龍地區(qū)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了埃達(dá)克質(zhì)侵入巖，其時(shí)代橫跨晚白堊世至古新世，與澤當(dāng)?shù)貐^(qū)極為相似，結(jié)合拉薩地塊南部巖漿巖的研究成果，其將新特提斯洋的俯沖劃分為了四個(gè)階段，表明侵入巖動(dòng)力學(xué)背景與埃達(dá)克質(zhì)侵入體的出現(xiàn)是相關(guān)的，埃達(dá)克質(zhì)侵入體的出現(xiàn)是洋殼俯沖過(guò)程中深部動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)變的實(shí)際反映，這與康志強(qiáng)在馬門(mén)地區(qū)研究成果相一致，也表明在83～80Ma之前隨著新特提斯洋俯沖角度的變緩而進(jìn)入了平板俯沖的階段[18-19]。帕南巖體形成于80.91±0.48Ma，是正常島弧巖漿形成，并處于新特提斯洋俯沖角度的變緩而進(jìn)入了平板俯沖的階段，因此帕南巖體屬于109～80Ma大規(guī)模巖漿活動(dòng)的末期階段，是晚白堊世新特提斯洋向北俯沖的產(chǎn)物，是該區(qū)域本階段最后形成的侵入巖，也代表了本階段大規(guī)模巖漿活動(dòng)的結(jié)束。段連峰等（2014）在帕南鉬礦床鉆孔中的輝鉬礦采集了4件Re-Os同位素，結(jié)果顯示Re-Os同位 素模式年齡在 31.34±0.46～31.83±0.48Ma之間，計(jì)算平均值年齡為31.66±0.22Ma，等時(shí)線(xiàn)年齡為32.4±1.5Ma，表明帕南鉬礦床形成于32Ma左右。研究顯示，帕南礦床成礦作用與二長(zhǎng)花崗斑巖密切相關(guān)，并顯示出斑巖礦床礦化特征，形成于岡底斯?jié)u新世末—中新世的斑巖-矽卡巖成礦帶（澤當(dāng)?shù)V田）可能形成于統(tǒng)一的地球動(dòng)力學(xué)背景，該時(shí)期的成礦作用與侵入巖，特別是埃達(dá)克質(zhì)侵入巖關(guān)系密切，構(gòu)造背景與碰撞后的加厚巖石圈地幔拆沉作用有關(guān)[12-13]，因此帕南巖體內(nèi)至少還有一期漸新世的巖漿活動(dòng)，該期巖漿活動(dòng)為帕南礦床的形成提供了必要的成礦物質(zhì)來(lái)源。綜上所述，帕南巖體應(yīng)為多期復(fù)式巖體，帕南鉬礦床的形成與漸新世巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，這符合澤當(dāng)?shù)V田的成礦規(guī)律。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)帕南巖體的成巖時(shí)代及成礦時(shí)代等的研究，得出以下認(rèn)識(shí)。

1）帕南巖體規(guī)模較小，LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果表明，帕南巖體侵位年齡在80.91±0.48Ma，屬晚白堊世。

2）帕南巖體可能為一個(gè)多期次巖漿活動(dòng)的復(fù)式巖體，在其底部有漸新世巖漿活動(dòng)，為帕南鉬礦床的形成提供了必要條件，其礦床的形成符合澤當(dāng)?shù)V田成礦規(guī)律。