中甸矿集区普朗-红山铜多金属成矿亚带北段帕纳牛场斑岩体40Ar—39Ar年龄及锑矿化

李文昌, 尹光候, 刘学龙, 卢映祥, 许 东, 曹晓民, 张世权, 杨舒然

(1.云南省地质调查局,云南昆明 650051;2.昆明理工大学,云南昆明 650093;3.中国地质大学,北京 10083)

中甸矿集区普朗-红山铜多金属成矿亚带北段帕纳牛场斑岩体40Ar—39Ar年龄及锑矿化

李文昌1,2, 尹光候1, 刘学龙2, 卢映祥1, 许 东1, 曹晓民1, 张世权1, 杨舒然3

(1.云南省地质调查局,云南昆明 650051;2.昆明理工大学,云南昆明 650093;3.中国地质大学,北京 10083)

普朗-红山铜多金属成矿亚带北部帕纳牛场辉锑矿床与石英二长斑岩(热液)及断裂有关。斑岩黑云母40Ar-39Ar坪年龄和等时线年龄分别为199.1±1.3 Ma和199.2±2.4 Ma,代表了与辉锑矿化对应的斑岩的侵位时间,是该成矿亚带上目前获得石英二长斑岩中40Ar-39Ar最年轻的新年龄值,代表了义敦岛弧普朗-红山铜多金属成矿亚带存在燕山早期的构造-岩浆活动。在印支晚期主要形成斑岩型-夕卡岩型铜多金属矿床之外,燕山早期还具有斑岩及至少与斑岩有关的热液脉状成矿作用-锑矿化,预示了本区斑岩的一种新的成矿作用和找矿方向与前景。

石英二长斑岩 辉锑矿化40Ar-39Ar年龄 成(矿)岩时代 中甸帕纳牛场

中甸矿集区位于义敦三叠纪岛弧南端的中甸弧,是我国重要的斑岩型铜多金属矿产基地之一,并分雪鸡坪-阿热、普朗-红山铜多金属和休瓦促-沙都格勒钨钼3个成矿亚带①。帕纳牛场斑岩体及辉锑矿矿床位于普朗-红山铜多金属矿成矿亚带北段,该成矿亚带通常产出普朗大型铜矿床,浪都、红山等中型铜矿床及松诺、则庸-面切、地苏嘎、沃迪措、欠虽、卓玛等铜矿点,受印支期壳幔型中酸性斑(玢)岩控制,沿斑(玢)岩带轴脊附近,形成斑岩型铜矿床,两侧形成矽卡岩型铜多金属矿床。其斑岩和成矿及其时代等方面,尤其是印支期而言,前人作了大量矿床地质、物化探异常及矿床成因等研究(刘增乾等,1993;叶庆同等,1992;侯增谦等,2001,2002;曾普胜等,2003,2006;杨岳清等,2002;李文昌等,2007)。而帕纳牛场辉锑矿矿床则为该亚带较为唯一独特的矿种,规模达中型,因锑矿及其含矿斑岩体出露规模小等原因,针对本矿床的成岩成矿条件、辉锑矿化与斑岩关系,斑岩的成岩年龄等方面的研究十分薄弱。因此,笔者通过项目野外和室内工作基础上,测定了与帕纳牛场锑矿有关的石英二长斑岩的40Ar-39Ar年龄,显示该区燕山早期有斑岩活动及相关锑成矿作用。

1 矿区地质概况

帕钠牛场锑矿区出露上三叠统图姆沟组二段(T3),由砂板岩夹中-酸性火山岩构成(图1),板岩中含双壳类Halobiasuoerbescens-H.steiaca组合带化石(尹光候等,2005),并夹多层火山岩,岩性以变质安山岩、蚀变杏仁状玄武安山岩、蚀变英安岩、蚀变流纹岩等②。侵入岩仅见黑云石英二长斑岩岩枝,即为含矿母岩,呈一椭圆形,出露面积0.06 km2。黑云石英二长斑岩呈中细粒半自形粒状结构,块状构造,由斜长石(43%),粒径0.3～0.5 mm,自形斑状,具韵律环带构造,黑云母(24%),粒径0.2～0.35 mm,自形鳞片状,钾长石(25%),石英(8%),副矿物见磷灰石、榍石等。岩石具黝帘石化、绢云母化、绿泥石化,具有一般斑岩成矿条件(吕伯西等,1993;祝新友等,2000),但是,该岩体含有另类(锑)矿化。

矿区褶皱为亚拉夏向斜之次级构造:丹德背斜,呈北西向展布,核部为安山岩、变质砂岩、粉砂质绢云板岩,两翼为变质砂岩、粉砂质绢云板岩。沿轴部附近有黑云石英二长斑岩出露。断裂发育有两组,即北西向地苏嗄断裂(F1)及近东西向的F2断裂(图1)。F1属控岩构造,长>4.2 km,为逆断层。F2为控矿构造,长约1 km。倾向北,倾角30～60°,构造形迹明显,形成厚0.7～18m的构造角砾岩,角砾成分为安山岩,大小不一,被硅、泥质胶结,辉锑矿呈网脉状、团块状产于角砾间。

图1 帕纳牛场锑矿区及外围地质略图③Fig.1 Si mplified geologicalmap of the stibn ite deposit at Pananniuchang and surroundi ngs(modified from③)

该区化探异常为Pb、Zn组合(Sb成矿未引起重视,故未分析),异常区Pb平均含量176.33×10-6,最高253×10-6,面积0.75 km2,Zn平均含量359×10-6,最高506×10-6,面积0.50 km2。规模达1.3NAP。指示该区具有找矿意义。

2 帕纳牛场斑岩锑矿化特征

围绕黑云石英二长岩体,围岩具角岩化,沿F2断裂构造角砾岩及其两侧安山岩产生硅化、绢英岩化蚀变,并伴黄铁矿化、辉锑矿化。褶皱和断裂发育,断裂控制了矿(化)体的产出(图1)。

角岩化:靠近岩体的轻变质碎屑岩发生重结晶,形成坚硬致密的接触变质岩,岩石类型有长英质角岩、角岩化粉砂质绢云板岩。

绢英岩化:F2断裂中构造角砾岩及其两侧安山岩中的石英次生加大和发生重结晶,斜长石发生绢云母化。

硅化:F2断裂构造角砾岩中之安山岩角砾,石英次生加大和发生重结晶,形成致密状石英集合体。

黄铁矿化:在矿(化)体带及其两侧安山岩中,黄铁矿呈细粒浸染状和细脉状产出,黄铁矿粒径0.1～0.3 mm,含量约1～3%。

辉锑矿(化)体产于黑云石英二长岩体围岩硅化安山岩中,长约350 m,宽1～8 m。辉锑矿呈细脉状、网脉状及斑团状产出,局部呈块状,可见长柱状晶体、放射状晶簇,锑含量最高27.58%,平均13.82%。

3 帕纳牛场斑岩体40Ar-39Ar同位素年龄

3.1 40Ar-39Ar同位素测年方法

用于40Ar-39Ar同位素测年的PND272S黑云母样品采自帕纳牛场石英二长斑岩坑道中。样品通过粉碎筛选、重选后在显微镜下挑选,纯度在99%以上并用超声波清洗。清洗后的样品被密封进石英瓶中送核反应堆中接受中子照射。照射工作是在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行,使用B4孔道,中子流密度约为2.54×1013n cm-2S-1。照射总时间为2880min,积分中子通量为4.39×1018n cm-2;同期接受中子照射的还有用做监控的标准样:ZBH-25黑云母标样,其标准年龄为132.7±1.2 Ma,K含量为7.6%。

样品的阶段升温加热使用石墨炉,每阶段加热30min,净化30min。质谱分析是在多接收惰性气体质谱仪HelixMC上进行,每个峰值均采集20组数据。所有数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和CaF2来获得,其值为:(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389,(40Ar/39Ar)K=0.004782,(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar经过放射性衰变校正;40K衰变常数λ=5.543×10-10年-1;用ISOPLOT程序计算坪年龄及正、反等时线(Ludwig,v2.49,2001)。坪年龄误差以出(陈文等,2002;张彦等,2006)。

3.2 黑云母40Ar-39Ar同位素分析结果

帕纳牛场石英二长斑岩中黑云母样品阶段升温数据见表1,在从500～1400℃区间内,获得11个阶段的升温数据,并得到一条未受到明显扰动的40Ar-39Ar年龄谱线如图2-a,受核反冲作用和测量误差的影响,在谱线的左侧和右侧出现了2个较低的视年龄值107.7±3.7Ma和179.6±1.8Ma,其有效坪年龄为199.1±1.3 Ma。在40Ar-36Ar对9Ar-36Ar图2-b中,8个加热阶段的数据构成一条相关性极好的直线,相关系数为0.9985,其对应的等时线年龄为199.2±2.4 Ma与坪年龄保持一致。此外,由该图可知40Ar-39Ar的初始比值为293.6±4.9 Ma与尼尔值295.5±5 Ma基本一致,说明在测试过程中样品中没有过剩Ar的存在,由此断定199 Ma是帕纳牛场石英二长斑岩结晶(形成)的年龄。

4 40Ar-39Ar同位素年龄区域对比与锑矿化

普朗-红山铜多金属成矿亚带,位于中甸弧东部斑岩带①,呈NW展布,岩体分布较为分散。石英二长斑岩的年龄在中南部红山一带的斑岩枝,近年来矿床勘探(钻探)发现隐伏岩体③,斑岩枝④的Rb-Sr等时线年龄为214 Ma;浪都斑岩体(曾普胜等,2003)的黑云母单矿物的40Ar-39Ar坪年龄为216.93±4.34 Ma;普朗复式斑岩体中石英二长斑岩的黑云母K-Ar表面年龄221.5～235.4 Ma,40Ar-39Ar坪年龄(曾普胜等,2004,2007)213～216 Ma,最近新获角闪石、黑云母40Ar-39Ar年龄209～212 Ma(李文昌等,2009),这组年龄值相差不大,结合野外地质背景考虑,东斑岩带主体应为晚三叠世诺利期(Norian),延续至燕山早期。此次恰好弥补了该带北部含另类(锑)矿化斑岩体缺少的同位素年龄。

5 结论

(1)本次用于测试的石英二长斑岩样品较新鲜,含辉锑矿化,但蚀变较弱,具绢云母化及硅化。因此,199 Ma基本代表了帕纳牛场石英二长斑岩形成的年龄,属燕山早期。是普朗-红山铜多金属成矿亚带上目前获得石英二长斑岩40Ar-39Ar最新的年龄值,代表义敦岛弧普朗-红山铜多金属成矿亚带存在燕山早期的构造-岩浆活动,其成岩(矿)作用可能延续到燕山早期。此外,东部斑岩带还有燕山晚期二长花岗(斑)岩侵入,休瓦促岩体83±1 Ma,热林岩体(李建康等,2007;尹光候等,2009)81.2±2.3 Ma。三者构成了印支晚期-燕山早期-燕山晚期连续斑岩及成矿序列。对再认识本区地质、成矿演化历史和找矿方向具有重要意义。

图2 普朗帕纳牛场石英二长斑岩黑云母40Ar/39Ar坪年龄及等时线年龄Fig.2 40Ar/39Ar stepwise heating age separate(a)and isochron ages(b)of sericite separated from quartz-monzon ite porphyry at Panann iuchang in Pulang area

(2)帕纳牛场锑矿是普朗-红山铜多金属成矿亚带之上目前唯一独特的一个锑矿床,并与石英二长斑岩有关的斑岩型锑矿种,与三江地区花岗岩类及其成矿专属性(吕伯西等,1993)有出入,但矿化至少与矿床与斑岩期后热液及断裂关系密切,支持斑岩型成矿的广泛性,如最新研究斑岩含铂、钯矿等(王敏芳等,2009)。围绕斑岩体具角岩化,在F2断裂构造角砾岩,外围岩石中发育硅化及绢英岩化,相伴黄铁矿和辉锑矿化,表明义敦岛弧在印支期晚期-燕山早期的盆-山转化、弧-陆碰撞等演过程中,主要形成支期期、燕山期斑岩型-矽卡岩型铜多金属矿床(李建康等,2007;尹光候等,2009)之外,在晚期(<199 Ma)还具有斑岩成矿系列中,至少与斑岩有关的晚期热液脉状矿化作用-锑矿化,因而,揭示了本区斑岩新的一种成矿作用,以及一种新的找矿方向,具有较好的前景。

表1 普朗帕纳牛场石英二长斑岩黑云母样品40Ar-39Ar阶段加热升温分析数据Table 1 40Ar-39Ar i ncremental heating analytical data on biotite separated fromquartz-monzon ite porphyry at Panann iuchang

[注释]

①云南省地质调查局.2009.西南“三江”云南段重大找矿疑难问题研究(内部,未出版)

②云南省地质矿产局第三地质大队.1999.1∶50000红山幅区调说明书

③云南省地质调查院.2008.中甸地区铜矿资源评价(内部)修改

④谭雪春,曾群望,苏文宁.1985.滇西东部斑岩和斑岩铜矿(内部)

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40Ar—39Ar Ages and Ant imonyM ineralization of the Panann iuchang Porphyry in the Zhongd ian Area of Yunnan Prov ince

L IWen-Chang1,2,Y IN Guang-Hou1,L IU Xue-Long1,2,LU Ying-Xiang1,XU Dong1,CAO Xiao-Ming1,ZHANG Shi-Quan1,YANG Shu-Ran3
(1.Yunnan Institute of Geological Survey,Kunm ing650051;2.Kunm ing university of science and technology,Yunnan,Kunm ing650093;3.China University of Geologices,Beijing100083)

The stibnite deposit at the Panan cattle far m in the north of Pulang-Hongshan copper polymetallic metallogenic sub-belt is associated with beschtauite(hydrothermal)and faults.The40Ar-39Ar plateau age and isochron age of the blackmica in porphyry are 199.1±1.3Ma and 199.2±2.4Ma,which represent the emplacement time of porphyry corresponding to stibnite metallization.These ages are the youngest ones of40Ar-39Ar of beschtauite in the Pulang-Hongshan copper polymetallic metallogenic sub-belt,which indicate that in this sub-belt of the Yidun arc existed early Yanshanian tectono-magmatic activities.In late Indo-China epoch,porphyry-skarn copperpolymetallic deposit formed in this area,moreover in early Yanshaniann time there was also porphyry deposit formed,aswell as hydrother mal veinmineralization relatedwith porphyry.They indicate a newmetallogenesis of porphyry,exploration direction and prospect in this region.

quartzmonzonite-porphyry,stibnite mineralization,40Ar-39Ar age,petrogenic(mineralization)age,Pananniuchang Zhongdian

P597+P618.66

A

0495-5331(2010)02-0267-05

2009-08-13;

2010-02-05[责任编辑]陈喜峰。

国家科技支撑课题“三江”中南段铜、铅锌、金、多金属矿床综合勘查评价技术研究”(2006BAB01A07),973项目“巨型矿床形成保存及资源潜力”(2009CB421007)资助。

李文昌(1963—),男,2007年毕业于中国地质大学(北京),获博士学位,教授级高级工程师,博士生导师,长期从事地质矿产勘查与管理,E-mail:ygh571008@yahoo.com.cn。