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1、第 6 2卷 地 质 2 0 1 6年 1月 一 G E 0 L O G I C A L R E V I E W V o l 6 2 N o 1 J a n 20l 6 铜陵姚家岭锌金 多金属矿 的辉钼矿 R e os 同位素年龄及成 矿物质来 源 殷 延 端 洪 天 求 贾 志 海 赵 欢 李 超 罗 雷 黄 建 满 1 合肥工业大学资源与环境工程学院 合肥 2 3 0 0 0 9 2 国家地质实验测试 中心 北京 1 0 0 0 3 7 3 华东冶金地质勘查局 8 1 2地质队 安徽铜陵 2 4 4 0 0 8 内容提要 安徽省铜陵姚家岭锌金多金属矿是近年来我国新发现的特大型锌金矿床 本文
2、介绍了该矿床的基 本地质特征 并对其进行了辉钼矿 R e O s 同位素定年 结果表明 姚家岭辉钼矿模式年龄为 1 4 0 3 2 0 1 4 3 0 2 2 M a 加权平均年龄为 1 4 1 4 3 0 8 5 Ma MS WD 0 7 8 等时线年龄为 1 4 2 5 1 6 Ma M S WD 1 2 表明姚家岭锌 金多金属矿形成于早白垩世晚期 并与铜陵矿集区其他金属矿床成岩成矿年龄一致 样品中 R e 含量介于 0 2 4 2 1 1 3 4 6 指示成矿物质来源于幔源岩浆 矿床形成于长江中下游燕山期成岩成矿作用的第一期成矿期 处于中国 东部区域构造一动力机制转换阶段 关键词 辉钼矿
3、 R e 一 0 s 同位素年龄 姚家岭锌金多金属矿床 早白垩世 长 江 中下 游成 矿 带是 我 国东部 重要 的 C u F e A u M0 成矿 带 常 印佛 等 1 9 9 1 翟 裕 生等 1 9 9 2 唐永成 等 1 9 9 8 周涛 发等 2 0 0 8 毛景 文等 2 0 0 9 徐晓春等 2 0 1 1 由7个大型矿集 区组成 图 1 铜陵矿集 区是长江中下游成矿带的重要组成部 分 是我 国最重要的有 色金属基地之一 姚家岭锌 金多金属矿床是铜陵矿集区新发现的一个特大型锌 金矿床 蒋其胜等 2 0 0 5 文春华等 2 0 1 1 刘 绍 锋等 2 0 1 2 钟国雄等
4、2 0 1 4 和刘健敏等 2 0 1 4 对 姚家岭锌金多金属矿床的地质特征 成岩时代 成矿 流体及成因等开展了研究 但是成矿年龄并未得到 准确约束 本次研究在系统研究姚家岭矿区野外地质及钻 孔资料的前提下 挑选 了矿区钻孔 内 6件辉钼矿样 品进行 R e 一 0 s同位素年龄测定 以确定姚家岭锌金 多金属矿床 的成矿时代 且进行 了成矿物质来源的 探讨 并以此为基 础 结合区域 内其它成岩成 矿年 代学的研究进展 探讨姚家岭锌金 多金属矿床的成 矿地球动力学背景 1 地质背景 安徽姚家岭锌金多金属矿床位于铜陵矿集区的 东部 繁昌火山岩盆地 的南部 该 区在大地构造上 属扬子板块北缘与华北
5、板块的结合部位 属大别造 山带前陆盆地 中的次级隆起区 图 1 区内出露的最老地层为志 留系 除缺失下一 中 泥盆统和下石炭统 以及上三叠统外 晚古生代及 以 后的各时代地层基本发育齐全 其 中 志 留系一上 泥盆统主要为深海一半深海相页岩和浅海相的碎屑 岩 上石炭统一 中三叠统下部东马鞍 山组以滨 海一 浅海相为主的碳酸盐岩夹深海相硅质岩及海陆交互 相 的碎屑岩和含煤建造 中三叠统上部月山组一古 近系以陆相碎屑岩夹火 山岩为主 新近系和第 四系 主要为砂砾岩 粘土质粉砂和碎石 铜陵矿集 区燕山期岩浆侵入活动十分强烈 受 铜陵一南陵基底大断裂控制 自西向东大体形成 以 铜官山 狮子山 新桥 凤
6、凰山 沙滩脚为中心的若干 岩体群 岩石类型主要为石英二长闪长岩 花岗闪长 岩和辉石二长闪长岩 其 中 辉石二长闪长岩与金 注 本文为 国家地质调查项 目 安徽铜陵姚家岭地区铜 多金属矿成矿背景与矿床预测研究 所属 计划项 目 长江 中下游成矿带地 质矿产 调查 工作项 目编码 1 2 1 2 0 1 1 2 2 0 5 4 8 的成果 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 2 6 改 回 日期 2 0 1 5 1 0 2 8 责任编辑 章雨旭 D o i 1 0 1 6 5 0 9 j g e o r e v i e w 2 0 1 6 O 1 0 2 0 作者简介 殷 延端 男 1 9 8 9
7、年生 博士研究生 矿物 学 岩石 学 矿 床学专业 E m a i l h f y y d ma i l h f u t e d u c n 通 讯作者 洪天 求 男 1 9 5 3年 生 博 士 教授 博士生导师 主要从事沉积岩石学 成矿预测 方面的研究 E m a i l h t q h f u t e d u c n 地质论评 矿化关系密切 石英二长闪长岩 花岗闪长岩与铜金 等多金属矿成矿关 系密切 李进文等 2 0 0 7 谢建成 等 2 0 0 8 2 矿床地质特征 姚家岭矿区位于沙滩脚岩体的东部 出露志留 系 上泥盆统 上石炭统 二叠系 下一 中三叠统 侏 罗系至白垩系 它们构成戴
8、公山背斜东北端北西翼 图 2 其 中 石炭纪至二叠纪灰岩及 白云质灰岩 与成矿关系最为密切 区 内与成矿关系密切 的岩体为花 岗闪长斑 岩 蒋其胜等 2 0 0 5 该岩体地表出露形态呈南东东 向的不规则长条状 长约 1 8 k in 宽 3 0 0 5 0 0 m 面 积 0 7 5 k m 经钻孔揭露该岩体呈东西 向延伸 长 约 2 5 k m 宽约 5 0 0 8 0 0 m 侵入戴公山背斜北东倾 伏端之北西翼 岩体接触带北侧缓 南侧较陡 花 岗闪长斑岩呈浅灰色至灰 白色 矿物成分主要 由斜 长石 其次为钾长石和石英 以及少量的角闪石和黑 云母等组成 斑状结构 块状 角砾状构造 矿 区内
9、金属矿化在垂 向上具有 明显的分带性 上部 以铅锌 银 矿化为主 中部 为铜 铅锌矿化 下 部以铜金 钼 矿化为主 矿体主要呈透镜状 脉状 赋存在蚀变花岗闪长斑岩与大理岩化灰岩捕虏体 的 接触带 层间破碎带及蚀变花岗闪长斑岩体 内 其 中 铅锌及铜铅锌矿体 主要 赋存在 捕虏体 的层 间破碎 带 铜及铜金矿体主要赋存在岩体与捕虏体接触带 附近及蚀变岩体中 矿石 自然类型主要为含金铜铅锌矿石 含银铅 锌矿石 含铜黄铁矿矿石 含金黄铜矿矿石 含铜闪 锌矿矿石 含金黄铁矿角砾矿石等六种 矿石矿物主 要为闪锌矿 方铅矿 黄铜矿 黄铁矿 自然金 辉银 矿等 其次有磁铁矿 辉钼矿 赤铁矿 黝铜矿等 脉 石
10、矿物主要有方解石 钾长石 石英 其次为萤石 透 辉石 石榴 子石 绿 帘石 绿 泥石 等 矿 石呈 半 自 形一他形结构 细脉状 浸染状 角砾状 局部块状构 造 矿区岩石蚀变强烈 蚀变类型多样 且蚀变与成 矿关 系密切 蚀变类型主要有钾长石化 绢英岩化 碳酸盐化 绿帘石化 硅化与高岭土化 根据矿化蚀 变特征可 以将成 矿过程划分 为两个成矿期 c u A u Z n 成矿期 以发育矽卡岩化 钾长石化 碳酸 盐化和绢英岩化 为特征 并伴 随铜金锌矿化 多 金属硫化物期 以发育高岭石化 碳酸盐化 绿帘石 化并大量出现脉状和角砾状矿石为特征 这个成矿 期主要形成闪锌矿 方铅矿 黄铜矿 辉钼矿和辉银
11、矿等 3 采样 与测试 3 1 样品采集 基于详细 的野外地质调查 和分析 在矿区选择 3 7 1 0 5 1 0 7 4 1 0 7和 4 9 0 2号钻孔采样 其 中 3 7 1 0 1 样品的钻孔取样深度为 1 1 4 8 m 4 1 0 7 1样 品的钻孔 取样深度为 9 6 1 3 m 4 1 0 7 2样品的钻孔取样深度为 9 7 7 2 m 5 1 0 7 1样 品的钻孔取样 深度 为 1 1 8 7 3 m 5 1 0 7 2样品的钻孑 L 取样深度为 1 1 9 5 5 m 4 9 0 2样品 的钻孔取样深度 为 9 6 0 m 6件样 品均采 白花 岗闪 长斑岩 样品中见绿
12、帘石化 碳酸盐化和黄铁矿化 辉钼矿在样品中清晰可辨 图 3 3 2样品测试 本研究选择辉钼矿样品进行 R e 一 0 s 同位素年龄 测定 辉钼矿样品的单矿物挑选在河北省地质测绘 院岩矿实验测试 中心完成 同位素分析在国家地质 实验测试中心铼一锇同位素年代学实验室完成 分 析方法及流程参照 S t e i n e t a 1 2 0 0 1 2 0 0 3 杜安道 等 1 9 9 4 2 0 0 7 屈文俊等 2 0 0 3 李超等 2 0 0 9 3 2 1 样 品制备 准确称 取待分 析样 品 通 过细 颈漏 斗加 入 到 C a r i u s 管底部 缓慢加液氮到盛有半杯 乙醇的保温
13、杯 中 使成粘稠状 5 0 8 0 将装好样品的 C a r i u s管放到该保温杯中 用适量超纯浓 HC 1 通过 细颈漏斗把准确称取的 R e和 O s 混合稀释剂转 入 C a r i u s管底 部 再依 次 加 入 适 量 硝 酸 和 3 0 H2 02 o 当 C a r i u s 管底溶液冻实后 用液化石油气 和氧 气火焰加热封好 C a r i u s 管 的细颈部分 放入不锈钢 套管内 轻轻放套管入鼓风烘箱 内 待回到室温后 逐渐升温到 2 0 0 C 保温 2 4 h 在底 部冷却 的情况 下 打开 C a r i u s 管 并用 2 0 m L水将管 中溶液转入蒸
14、馏瓶 中 3 2 2蒸馏分离锇 于 1 0 0 C加热蒸 馏瓶 5 0 ra i n 用 内装 5 m L超 纯 水的比色管放在冰水浴中吸收蒸馏出的 O s O 所得 O s O 水吸收液可直接用于 I C P M S测定 0 s同位素 比 值 将蒸馏残液转入 1 5 0 m L T e fl o n烧杯 中待分 离 铼 3 2 3萃取分离铼 将蒸馏残液置于 电热板上 加热 近干 加少 量 水 加热近干 重复两次以降低酸度 加入 1 0 mL 地质论评 2 0 1 6正 l 4 量 4 c3 l 4 l 3 年龄平均值 1 4 1 4 3 4 0 8 5 Ma O 6 0 9 5 置信度 仅
15、以数据 点f 6 个 误差进行加权平均 平均标准权重偏差 O 7 8 或然率 0 5 7 V 拈 廿 懈 图 4姚家岭锌金多金属矿床辉钼矿 R e 一 0 s 模式年龄 a 及等时线年龄图 b F i g 4 R e O s a g e s a n d i s o e h r i n o f m o l y b d e n i t e i n t h e Y a o j i a l i n g z n A u p o l y m e t a l l i e d e p o s i t 间 加 权 平 均值 为为 1 4 1 4 3 4 0 8 5 M a MS WD 0 7 8 采用 I S
16、O P L O T软件 R e 衰变常数 1 6 6 6 1 0 a L u d w i n g 2 0 0 4 绘制等时线 图 图 4 求 得等时线年龄为 1 4 2 5 1 6 Ma 坞 O s 初始值 为 一 4 5 6 3 X 1 0 M S WD 1 2 所得到 的等时线 年龄和加权年龄误差范围内一致 说 明本次测试结 果精度可信 5 讨论 5 1 成矿时代 近年来 在铜陵地区成岩成矿时代研究方面 前 人做了大量的测试研究工作 张达等 2 0 0 6 通过锆 石 S H R I MP同位素定年 测得凤凰 山岩体侵位年龄 为 1 4 4 2 2 3 Ma 徐 晓春等 2 0 0 8 对狮子山矿 田 锆石 S H R I MP同位素定年 测得矿 田内岩浆侵位年 龄 1 3 2 7 1 4 2 9 Ma 之间 吴才来等 2 0 1 0 对铜官 山岩体和天鹅抱蛋 山岩体 S H R I MP同位素定年 测 得铜官山岩体和天鹅抱蛋 山岩体年龄几乎相 同 分 别为 1 4 1 8 1 0 Ma和 1 4 1 3 1 3 Ma 吴 星星 等 2 0 1 1 对沙滩脚岩体锆石 L A I C
