金属矿床精确定年技术方法及地质应用研究

■金属矿床精确定年技术方法及地质应用研究

项目来源:中国地质调查局国土资源大调查委托项目

起止时间:2003—2005年

项目负责:马丽艳，路远发

主要完成人:马丽艳，路远发

成果概况:本项目为实验室测试方法及地质应用研究，是中国地质科学院地质研究所“同位素和微区分析测试新技术应用研究”所属的“同位素测年在地质调查中的应用研究”项目的工作内容之一。在三年多的工作中，应用同位素年代学的基本理论，依托现代分析仪器及分析技术的进步，针对不同类型、不同地质特征的锡多金属矿床，以矿物流体包裹体、金属矿物、脉石矿物、变质矿物和蚀变矿物、矿石和全岩作为测年对象，采用了RbSr、SmNd、ArAr（KAr）、ReOs和锆石SHRIMP UPb等多种定年方法技术，对南岭地区典型矿床系统开展了年代学和地质地球化学的研究，在年代学研究的理论和方法以及矿床时空分布规律和矿床成因等方面取得了一些进展和认识，主要表现在以下方面。

（1）对目前国内常用的同位素测年方法UPb、PbPb、RbSr、SmNd、KAr、40 Ar39 Ar、LaCe、LaBa、ReOs、OsOs法的现状、适用性和局限性进行了系统的评述。并对流体包裹体测年的有关理论问题进行了进一步的探索，结果表明:①石英矿物中Rb、Sr含量及87 Rb/⁸⁶Sr比值与矿物中流体水含量呈正相关关系，也说明Rb、Sr主要赋存于流体包裹体中；②流体包裹体RbSr等时线上的点分布与RbH₂O、⁸⁷ Rb/⁸⁶SrH₂O图上点的分布存在明显的对应关系。据此进一步推断流体包裹体中放射成因87Sr的增加是由流体中母体87 Rb衰变而来的，石英矿物结晶时Sr同位素达到均一化，并具有一直保持良好的化学封闭体系的特点。这些特征表明，纯净的石英矿物是最直接、最有效的测定热液金属矿床成矿年龄的理想样品。

（2）对骑田岭矿田各个矿带和新田岭矿床成矿作用相关的各期岩石、矿石及矽卡岩矿物的RbSr、锆石SHRIMP UPb和SmNd年代学的研究表明:骑田岭锡矿田有两期岩浆活动，早期花岗岩的侵位时间是150～160Ma；而第二期细晶花岗岩和花岗斑岩岩浆活动发生在140～150Ma，白腊水矿区蚀变岩型锡矿化时间和矽卡岩型矿化时间基本一致（130～140Ma），其成矿作用可能与主体期花岗岩呈侵入接触关系的细粒花岗岩及花岗斑岩（140Ma、146Ma）的岩浆活动事件有明显的耦合关系；而山门口、狗头岭和新田岭矿区的成矿作用（148～157Ma）可能与骑田岭岩体主体期岩浆活动（155～160Ma）有明显的耦合关系，是在此次岩浆活动之后形成的。上述这些资料和数据也表明:骑田岭矿区至少有两期成矿，即燕山早期和燕山晚期，分别与骑田岭主体花岗岩和后期花岗班岩及细粒花岗岩有关。成矿动力学背景是在晚侏罗世地壳由挤压剪切向拉张伸展转化的时期形成的。

（3）对东坡矿田中成矿作用与千里山花岗岩岩体有着密切关系的金船塘锡铋矿床、红旗岭锡多金属矿床、枞树板铅锌矿床及野鸡尾锡多金属矿床进行了石英流体包裹体RbSr和矽卡岩矿物SmNd年代学的研究，初步获得这4个矿床的成矿年龄为133.4～141Ma、（143.1±8.7）Ma、（118.5±6.4）Ma和（157±6.5）Ma。结果表明:金船塘矿床和红旗岭矿床的成矿时代在133～143Ma，它们与区域上大多数锡多金属矿床的成矿时间基本一致，其成矿作用可能与千里山花岗岩体的第二期岩浆活动有关；柿竹园—野鸡尾矿区矽卡岩化年龄为157Ma，比矿化年龄（151Ma，ReOs等时线年龄）要老，表明真正的矿化所发生的时间是在矽卡岩化之后；而枞树板矿床的成矿时代较晚，其成矿作用可能与千里山岩体晚阶段的花岗斑岩侵入有关。

（4）对该区与中酸性岩体（花岗闪长岩类）有关的宝山铜钼多金属矿床、黄沙坪铅锌多金属矿床和水口山铅锌多金属矿床进行了岩体锆石SHRIMP UPb及矿石辉钼矿ReOs年代学研究，结果表明:宝山矿区相关岩体的成岩年龄为161Ma。水口山矿区花岗闪长岩的锆石SHRIMP UPb年龄为163Ma。据前人资料，黄沙坪矿区花岗斑岩的成岩年龄限定为160Ma左右，宝山、黄沙坪及水口山岩体与南岭中段的许多花岗岩体是在同一时间域形成的，它们是华南中生代大规模岩浆活动第一个高峰期（155～165Ma）的产物；宝山铜钼多金属矿床与宝山花岗闪长斑岩、花岗斑岩体有密切的时空及成因联系，成矿作用与成岩作用几乎是同时发生的；水口山矿区与宝山矿区成矿特征相类似，推测其成岩成矿时代也应相一致，即为163Ma；黄沙坪铅锌多金属矿床的成矿作用与岩体关系密切，但成矿作用时代较岩体时代相对滞后，成矿年龄为154Ma；多种同位素示踪和微量、稀土元素地球化学研究表明:地幔物质对宝山铜钼多金属矿床、黄沙坪铅锌多金属矿床及水口山铅锌多金属矿床的形成有重要的贡献。

（5）开展了锡石⁴⁰ Ar³⁹ Ar定年方法研究。获得岩背锡矿床锡石⁴⁰ Ar³⁹ Ar年龄是136Ma。尽管锡石⁴⁰ Ar³⁹ Ar年龄相对偏老，但仍在矿区相关年龄的范围内，说明利用锡石⁴⁰ Ar³⁹ Ar法直接测定锡多金属矿床的年龄有进一步探索的价值。

（6）南岭地区中生代存在多期次成矿作用，但主要成矿时段在125～165Ma，鼎盛期为150～165Ma。成矿作用与成岩作用的时间域一致，但总体上，成矿作用较成岩作用相对滞后，滞后时间约5～10Ma，个别矿床成岩、成矿时差可达数千万年之久。本项目对南岭地区典型矿床的成岩、成矿作用年代学的研究，揭示了华南的中生代大规模成岩、成矿作用构造背景为拉张—减薄构造环境。

（马丽艳　编）