吉林红旗岭铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征及其意义

2014-08-02郝立波孙立吉蒋艳明赵玉岩陆继龙

吉林大学学报（地球科学版） 2014年2期

郝立波，吴超，孙立吉，蒋艳明，赵玉岩，陆继龙，李杰

1.吉林大学地球探测科学与技术学院，长春 130021 2.湖南省国土资源信息中心，长沙 410000 3.辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院，辽宁鞍山 114002 4.中国科学院广州地球化学研究所，广州 510640

郝立波1，吴超1，孙立吉2，蒋艳明3，赵玉岩1，陆继龙1，李杰4

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床主要由1号、2号及7号含矿岩体组成，主要矿石类型为浸染状矿石。其Re-Os等时线年龄研究显示：2号岩体Re-Os等时线年龄((215.0±24.0) Ma)与岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((212.2±2.6) Ma)一致；而1号岩体Re-Os等时线年龄((237.0±16.0)Ma)则明显老于岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((216.0±5.0) Ma)。这表明浸染状矿石的Re-Os等时线年龄具有一定的不确定性，应慎重使用。浸染状矿石的Re-Os等时线年龄偏老原因多被解释为地壳混染引起的Os同位素不均一所致，但研究显示：红旗岭1号岩体和2号岩体均有一定量的地壳物质混入，浸染状矿石的187Os与188Os初始比值分别为0.215±0.043和0.302±0.089，γOs值分别为67.5～155.8和113.9～206.9；且2号岩体地壳物质混入量略高于1号岩体，混入的壳源Os所占比例为20%～30%。这说明地壳物质混染并非是导致Os同位素不均一的主要原因，其主要原因仍需在今后的工作中深入研究；而地壳物质的混入可能是促进熔离成矿的关键因素。

Re-Os同位素；等时线年龄；铜镍硫化物矿床；浸染状矿石；红旗岭

0 引言

吉林省是中国重要的基性-超基性岩区，现已发现1 000余个基性-超基性岩体，可分为11个岩带，47个岩体群。在数量众多的基性-超基性岩体中，赋存了多个铜镍硫化物矿床，诸如磐石红旗岭矿床、蛟河漂河川矿床、和龙长仁矿床、四平山门矿床以及通化赤柏松矿床等。其中红旗岭铜镍硫化物矿床最为典型，其镍储量仅次于甘肃金川镍矿，位居中国镍矿中的第二位。红旗岭铜镍硫化物矿床为典型的岩浆熔离型矿床，以岩体众多、镍储量丰富等特点而被许多地质工作者所关注[1-7]。但在矿床成矿时代方面仍缺乏有效的数据支持，现今仅Lü linsu等[8]对7号矿体的块状矿石进行了Re-Os同位素测定，得到了(208.0±21.0)Ma的等时线年龄，而对矿区最为普遍的浸染状矿石的Re-Os同位素研究尚未见报道。众所周知，红旗岭矿床为岩浆熔离-多次贯入成矿，块状矿石的形成是后期富矿岩浆贯入的产物，其Re-Os等时线年龄应为矿床成矿年龄的下限。更重要的是，块状矿石主要见于红旗岭矿床的7号和1号岩体，而在其他含矿岩体中少见，所以，仅以7号岩体的块状矿石的Re-Os等时线年龄来确定红旗岭矿床的成矿年龄显然缺乏一定的代表性。笔者选取区内最具代表性的浸染状矿石开展Re-Os同位素测定，以进一步确定其成矿年龄，同时探讨红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿物质来源、地壳物质混染及岩浆熔离成矿机理。

1 地质概况

红旗岭铜镍硫化物矿床位于中国东北部吉林省磐石市东南约40 km，地处兴安-蒙古造山带东部，华北地台与佳木斯板块之交汇处(图1a)。地理坐标为东经126°25′13″，北纬42°53′48″。矿区面积约为120 km2。矿区出露地层为下古生界呼兰群的黄莺屯组和小三个顶子组，含矿岩体主要侵位于黄莺屯组下段的黑云母片麻岩中。已发现30多个镁铁-超镁铁质岩体集中分布在3条北西向断裂附近。由西南至东北依次命名为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ岩带(图1b)。其中：Ⅰ岩带为多岩相的复式岩体；Ⅱ、Ⅲ岩带岩体主要为单一岩相岩体。1号、7号、3号、2号和32号等含矿岩体均分布在Ⅰ岩带。含矿岩体多呈带状、脉状、透镜状，且长轴方向均为北西向，从北西至南东(2号→1号→3号→32号→7号岩体)，基本呈雁列式分布，具尖灭再现特点。其中：1号及7号岩体赋存有中大型硫化铜镍矿床，2号、3号、9号及32号岩体为小型硫化铜镍矿床，其他均为少量矿化岩体及不含矿岩体。红旗岭矿区蚀变较为普遍，主要的蚀变类型有次闪石化、阳起石化、蛇纹石化和黑云母化等。

1.燕山期花岗岩；2.海西期花岗岩；3.加里东期闪长岩；4.呼兰群小三个顶子组大理岩；5.呼兰群黄莺屯组片麻岩；6.大、中型铜镍矿床；7.镁铁-超镁铁岩体及编号；8.砾岩；9.石英斑岩；10.正断层；11.逆断层；12.推测断层；13.采样点及样号；14.闪长伟晶岩；15.辉长岩相；16.含长辉岩相；17.辉岩相；18.橄榄岩相；19.石英长石斑岩；20.花岗岩脉；21.黑云母片麻岩；22.角闪片岩；23.花岗质片麻岩；24.闪长岩；25 辉石橄榄岩；26橄榄辉石岩；27.石英霏细斑岩；28.破碎带。图1 红旗岭地区地质简图(附采样位置)Fig.1 Simplified geological map of Hongqiling area

1号含矿岩体位于矿区Ⅰ岩带的中部，侵位于黑云母片麻岩中，岩体走向北西320°，长980 m，宽150～280 m，控制最大深度为500 m，其地表出露面积约为0.1 km2。岩相由上至下依次为辉长岩、辉石岩、橄榄岩以及橄榄辉石岩，并见有后期穿插的闪长伟晶岩脉(图1c)。2号含矿岩体位于1号岩体北西侧，长度为1 700余m，中间宽度约350 m。平面上似纺锤形，纵剖面呈杯筒形，长轴方向300°，倾向NE，倾角约50°。岩体侵位于呼兰群黄莺屯组下段的黑云片麻岩和角闪片岩中。岩体延伸较深，在岩体中部具有明显的扭曲现象。岩体两侧向中心倾斜，倾角65°～85°，并具有上部较缓，下部变陡近于直立的形态特点。岩体具有明显的垂向分带，由上至下依次为辉长岩相、辉石岩相以及辉石橄榄岩岩相。辉长岩相、辉石岩相和辉石橄榄岩相之间为渐变过渡关系。闪长伟晶岩呈脉状和不规则状侵入于早期岩相中，长度从几米至几十米不等，宽度为1～3 m，为岩体中最后结晶的岩相(图1d)。

a. 1号岩体；b. 2号岩体。图2 红旗岭矿床1号岩体、2号岩体典型剖面图Fig.2 Cross sections of No.1 and No.2 intrusions in Hongqiling deposit

1号岩体的矿体主要位于岩体中下部，呈北西向延长，横剖面呈似层状或盆状，由两翼向中心倾斜。纵剖面由南东到北西埋藏深度由浅到深，为一南东翘起向北西倾没的似层状矿体，矿体主要分布在辉石橄榄岩相中(图2a)。2号岩体中的矿体类型大致分为3种：一种是上悬矿体，位于10线以东，矿体分布于辉石橄榄岩相中，形态为月牙状，规模较小；另一种是细脉状矿体，主要位于岩体上边部与围岩的接触破碎带中，产状较陡直，延深不大；第三种是位于岩体中深部个体稍大的囊状矿体，产状较缓(图2b)。

1号岩体和2号岩体中矿石类型有斑点状、浸染状、海绵陨铁状及致密块状(图3a、b、c、d)，矿石结构主要为他形-半自形粒状结构、交代溶蚀结构(图3e、f)。2个岩体的矿石矿物除了常见的镍黄铁矿、磁黄铁矿以及黄铜矿外，另有黄铁矿、红砷镍矿、针镍矿、斑铜矿、磁铁矿及钛铁矿等次要矿石矿物。

a.斑点状矿石； b.浸染状矿石； c.海绵陨铁状矿石； d.致密块状矿石；e.他形-半自形粒状结构； f. 交代溶蚀结构。 Pn.镍黄铁矿； Cp.黄铜矿； Pyr.磁黄铁矿。图3 红旗岭镍矿1号、2号岩体主要矿石特征Fig.3 Main ore types of No.1 and No.2 intrusions in Hongqiling deposit

2 样品采集与测试方法

本次测试的浸染状矿石多数为稀疏浸染状，主要采自1号岩体和2号岩体的辉石橄榄岩相和橄榄辉岩相。浸染状矿石的矿石矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿。磁黄铁矿，体积分数为金属矿物的20%～50%，以他形粒状集合体呈团块状分布在脉石矿物中；镍黄铁矿占金属矿物的40%～50%，以粒状集合体呈浸染状或斑杂状分布在磁黄铁矿内部或脉石当中；黄铜矿占金属矿物的10%左右，以他形粒状呈细脉浸染状分布在磁黄铁矿边缘及脉石中。矿石结构为他形粒状结晶结构、交代溶蚀结构，矿石构造为浸染状构造。

Re-Os组成在中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室采用同位素稀释-ICP MS质谱法测定，具体的分析测试流程如下。

3 Re-Os同位素测试结果

14件浸染状矿石的Re-Os同位素测试结果列于表1。1号岩体的浸染状矿石w(Re)为(0.634～22.632)×10-9，w(Os)为(0.029～2.581)×10-9。2号岩体的浸染状矿石w(Re)为(0.310～5.102)×10-9，w(Os)为(0.004～0.556)×10-9。上述2个岩体的浸染状矿石Re、Os质量分数明显低于7号岩体块状矿石(w(Re)=(80.66±0.7)×10-9～(178.60±1.5)×10-9，w(Os)=(2.074 4±0.019)×10-9～(8.378 1±0.066 8)×10-9[8])。使用的衰变常数(λ)为1.666×10-11a-1，应用Ludwig的ISOPLOT程序求得1号矿体的浸染状矿石的等时线年龄为(237±16)Ma，初始187Os/188Os为(0.215±0.043)，平均权重方差(MSWD)为3.9，8个测试点基本落在同一等时线上，拟合较好。2号矿体的浸染状矿石的等时线年龄为(215±24)Ma，初始187Os/188Os为(0.302±0.089)，平均权重方差(MSWD)为11.5，6个测试点基本落在同一等时线上，拟合也相对较好(图4)。

γOs值是利用Walker[9]所给出的公式进行计算所得，具体的计算公式和所用数据如下：γOs(t)=100[(187Os/188Os)样品(t)/(187Os/188Os)球粒陨石(t)-1]。其中：(187Os/188Os)样品(t)=(187Os/188Os)样品-(187Re/188Os)样品×(eλt-1);187Os/188Os球粒陨石(t)=(187Os/188Os)i+(187Re/188Os)(eλT-eλt)。式中：(187Os/188Os)i为0.095 31;187Re/188Os为0.401 86;T为地球形成年龄4.558×109a;t为样品形成的年龄;使用的187Re衰变常数为λ=1.666×10-11a-1。运用公式得出187Os/188Os球粒陨石(216.0 Ma) =0.125 57，187Os/188Os球粒陨石(212.0 Ma)=0.125 59，其中，216.0 Ma和212.0 Ma分别为1号岩体和2号岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄。最终计算所得1号岩体和2号岩体浸染状矿石的γOs值分别为67.5～155.8和113.9～206.9。

表1 红旗岭1号、2号岩体浸染状矿石Re、Os质量分数和Os同位素组成分析结果

Table 1 Rhenium and osmium concentrations and isotopic composition of disseminated ores from No.1 and No.2 intrusions in Hongqiling deposit

样品号样品质量/g样品简述w(Re)/10-92σw(Os)/10-92σ187Re/188Os2σ187Os/188Os2σγOsHQ01-11．032辉石橄榄岩(稀疏浸染状)1．8040．02210．0290．00014350．264．59781．57230．0091146．6HQ01-21．011辉石橄榄岩(稀疏浸染状)3．7410．04650．0690．00021306．943．92481．42770．0048155．8HQ01-31．205细粒橄榄岩(稀疏浸染状)0．6340．00420．0150．00005227．631．69341．12550．0063142．8HQ01-41．405细粒含长橄榄岩(稀疏浸染状)0．6970．00550．0180．00010214．162．10961．03930．0085112．8HQ01-51．221含长橄榄岩(稀疏浸染状)1．1230．01170．0390．00014151．461．67210．80600．0055107．0HQ01-61．037橄榄辉石岩(浸染状)7．0620．15710．3670．0015398．802．23600．63580．0008122．7HQ01-71．254细粒橄榄岩(浸染状)22．6320．59952．5810．2015443．553．59170．36730．001567．5HQ01-81．112橄榄辉石岩(浸染状)6．8350．06610．2450．00080146．391．49590．80890．0018123．9HQ02-11．230橄榄辉石岩(浸染状)5．1020．06840．5560．0060246．150．79550．46440．0013139．8HQ02-21．303橄榄辉石岩(浸染状)4．3130．03870．1960．00085114．381．14150．73160．0029160．3HQ02-31．233辉石橄榄岩(稀疏浸染状)0．5600．00310．0120．00003261．951．56361．29560．0065193．6HQ02-41．221辉石橄榄岩(稀疏浸染状)0．4070．00250．0040．00001744．825．38443．02080．0226206．9HQ02-51．011含长橄榄岩(稀疏浸染状)0．3100．00220．0040．00002410．433．30661．72080．0148113．9HQ02-61．210辉石橄榄岩(稀疏浸染状)0．5610．00440．0170．00005180．321．51750．90670．0045113．9

注：HQ01采自1号岩体；HQ02采自2号岩体。

图4 红旗岭1号岩体、2号岩体浸染状矿石的Re-Os等时线图Fig.4 Re-Os isochrones of disseminated ores from No.1 and No.2 intrusions in Hongqiling deposit

4 讨论

4.1 浸染状矿石Re-Os等时线年龄

一般认为，由于Re-Os同位素体系封闭性较好，受后期改造很弱，应能比较准确地测定成矿时代。Re-Os定年早期的研究对象为辉钼矿，随着近年来测试技术的进步，一些含有极微量Re、Os的硫化物也被许多学者用于Re-Os定年，Re-Os同位素体系也被认为是铜镍硫化物矿床定年的重要手段[10-12]，虽然Re-Os同位素定年在铜镍硫化物矿床得到广泛应用，但也存在诸多争议[13-14]。

本次选用新一代具有高精度、高灵敏度的热电离质谱仪TRITON对1号岩体和2号岩体的浸染状矿石进行Re-Os同位素测定，获得1号岩体浸染状矿石的等时线年龄为(237.0±16.0)Ma，该年龄与张广良等[15]运用高精度锆石SHRIMP U-Pb所获得的辉长岩年龄(216.0±5.0)Ma相比明显偏老。红旗岭矿床为典型的岩浆熔离型矿床，若将本次获得的1号岩体浸染状矿石的Re-Os等时线作为其成矿年龄，显然与客观事实相悖。在前人的研究工作中也曾出现过类似情况,如:Horan等[16]所获得的美国Stillwater矿床橄榄岩带的H单元铬铁矿的Re-Os等时线年龄(约为2 900.0 Ma)明显比矿床形成年龄(2 700.0 Ma左右)偏大；Yang等[17]所获得金川镍矿浸染状矿石的Re-Os等时线年龄((1 126.0±96.0) Ma)同样大于其岩体的形成年龄(约837.0 Ma)；李华芹等[18]所获得的新疆坡北10号岩体浸染状矿石Re-Os等时线年龄((413.0±20.0) Ma)也明显大于其岩体形成时代((289±13)Ma)。而2号岩体浸染状矿石的Re-Os等时线年龄((215.0±24.0) Ma)则与其岩体中辉长岩的高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄((212.2±2.6)Ma)较为接近，也与前人对7号岩体块状矿石的Re-Os等时线年龄((208.0±21.0)Ma)在误差范围内一致。上述年龄对比可以发现，浸染状矿石的Re-Os等时线年龄与对应岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄并不总是一致的，并且相同的矿石类型也可能给出不同的等时线年龄，有些可能与岩体的形成年龄较为接近，另外一些则与岩体的形成年龄具有一定的偏差。之所以浸染状矿石Re-Os同位素年龄会出现“假等时线年龄”，前人的研究中多数将其归结于地壳物质混染所引起的Os同位素不均一[14,18]。而本次研究发现，1号、2号岩体浸染状矿石的初始187Os/188Os值分别为0.215±0.043和0.302±0.089，γOs值分别为67.5～155.8和113.9～206.9，表明均遭受了一定程度的地壳混染，并且2号岩体γOs值反映其地壳物质加入更多，但2号岩体的Re-Os等时线年龄却与其岩体的年龄更为接近。因此，地壳物质混染可能并非是导致Re-Os同位素出现假等时线年龄的根本原因。在本次测试样品中：1号岩体浸染状矿石的Ni的平均品位为0.24%，最高可达0.65%，S的平均质量分数为0.51%，最大值为1.28%；2号岩体浸染状矿石的Ni的平均品位为0.11%，最大值为0.31%，S的平均质量分数为0.21%，最大值为0.71%。结合光片和薄片的鉴定显示：1号岩体浸染状矿石的硫化物含量普遍高于2号岩体，在矿石的结构上较为接近。因此矿石的硫化物含量和矿石结构也不是假等时线年龄出现的原因，对于假等时线年龄出现的原因仍需深入研究，藉此也希望引起广大学者的关注。综上所述，浸染状矿石的Re-Os等时线年龄存在着不确定性，应慎重使用。在判断其是否可作为成矿年龄时，应当结合矿床类型、成矿过程以及成岩年龄来综合判断。

4.2 成矿物质来源与地壳混染示踪

Re-Os同位素体系是硫化物矿床形成的强有力的示踪剂和成矿过程中地壳物质混入程度的高灵敏度的指示剂[19-20]。岩浆成因的Cu-Ni硫化物矿床中因普遍富含铂族元素而被认为其成矿物质来源于地幔；但近年来的Re-Os同位素研究表明：该类矿床的成矿物质可能完全来自于地幔，或者多数情况下是壳-幔混合来源，甚至可能完全来自地壳。也就是说，此前认为由幔源物质形成的该类矿床多数成矿过程中均有不同比例的地壳物质参与[21]。本次研究的2号岩体浸染状矿石187Re与188Os初始比值与前人所获得的7号岩体块状矿石的187Re与188Os初始比值(0.315±0.050)十分接近，且2号岩体和7号岩体的187Re与188Os初始比值明显高于1号岩体。总体上，红旗岭铜镍硫化物矿床的187Re与188Os初始比值高于成矿物质完全源于地幔的Kambalda铜镍硫化物矿床的187Re与188Os初始比值(0.108 89±0.000 35)[22]，明显低于成矿物质来源于地壳的加拿大Sudbury铜镍硫化物矿床的187Re与188Os初始比值(8.73±0.37)[23]，高于富集地幔(EMI)中187Re与188Os值(0.152，各类地幔中的最大值)[24]，但远低于平均大陆地壳187Re与188Os值(3.63)[25]。上述特征对比均表明红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿物质可能为壳-幔混合来源。

γOs是指示地壳物质加入成矿体系的一个重要参数[26]。由于地壳相对富Re，所以，混入的地壳物质愈多，产生的放射性187Os含量就越高，反映在γOs上正值愈大；而Re的亏损则导致γOs为负值[27-28]。红旗岭矿床1号岩体浸染状矿石的γOs值为67.5～155.8，均值为122.4，2号岩体浸染状矿石的γOs值为113.9～206.9，均值为153.7，与7号岩体的块状矿石的γOs值(137～161，均值为150.5)相比，1号岩体γOs值反映的混染程度稍小，而2号岩体的γOs值与7号岩体相当。与世界上典型的铜镍硫化物矿床相比，红旗岭矿床的γOs值与芬兰Kevitsa矿床(γOs值为130～170，地壳Os混入比例<30%)较为接近[29]，但明显低于加拿大Sudbury矿床(γOs值为430～814，地壳Os混入比例<50%)[23]。由此可见，红旗岭矿床中的Os可能主要以幔源为主，同时有一定量的壳源Os加入，壳源Os所占比例为20%～30%，地壳物质的加入也可能是促使岩浆熔离成矿的重要因素。

硫同位素组成是硫化物矿床硫来源的直接指示剂。红旗岭铜镍硫化物矿床12件不同类型矿石中黄铜矿和镍黄铁矿的硫同位素分析数据显示，红旗岭矿床中硫化物的δ34S值为-2.2‰～0.9‰，平均值为-0.7‰，极差为3.1‰，变化范围较窄，基本接近于0，硫源较为均一，并且与幔源硫δ34S值较为接近(约为0±2‰)[30]，表明红旗岭铜镍硫化物矿床的δ34S值具有地幔硫的特点。已有研究表明：有些铜镍硫化物矿床硫化物的δ34S值偏离0显示出较高的正值，且极差较大，如俄罗斯的Noril’sk(δ34S为4.9‰～10.6‰)、Talnakh(δ34S为2.7‰～16.3‰)、Oktyabri’skiy(δ34S为7.1‰～19.0‰)以及中国的煎茶岭(δ34S为6.1‰～13.2‰)、力马河(1.5‰～13.2‰)等硫化物矿床，它们的硫同位素与地幔硫具有明显的差别，均表明有来自地壳的次生硫的加入[31]；也有一些硫化物矿床的硫同位素特征与红旗岭矿床相似，如加拿大的Sudbury(δ34S为0.2‰～2.5‰)以及中国的金川(-1.1‰～2.5‰)、喀拉通克(δ34S为-1.02‰～1.84‰)、香山(δ34S为-0.79‰～2.78‰)等硫化物矿床，它们硫同位素均具有地幔硫的特点[32-35]，但是前人研究中证明这些矿床的成矿过程中均有地壳物质的加入[23, 36-38]。因此，硫同位素的特征可以对硫化物来源具有一定的示踪作用，但很多时候不具备独立示踪的能力。

4.3 矿床成因讨论

成矿岩浆中硫饱和促使硫化物熔体从硅酸盐岩浆中熔离出来是岩浆铜镍硫化物矿床成矿的关键[39]。许多因素可能促使幔源成矿岩浆中硫饱和，产生不混溶，使得硫化物因重力下沉而最终成矿。如岩浆快速冷却、岩浆的分异结晶作用、岩浆混合作用以及地壳同化混染等都能促使成矿岩浆中硫饱和[40]。Keays[41]提出如果在岩浆演化中硫过早地处于饱和状态而发生下沉，则会由于Cu、Ni含量太低，继而不可能形成有经济价值的矿床。红旗岭铜镍硫化物矿床的1号、2号和7号含矿岩体均有良好的岩相分异，岩相间为渐变过渡关系，岩体由上至下基性程度依次增高，同时岩相中矿物结晶粒度较大，均为同源岩浆结晶分异的产物，说明岩浆快速冷却这一因素对成矿的影响很小。而岩浆的分异结晶作用和岩浆混合作用对成矿的影响在红旗岭矿床的以往研究中已得到证实[42]，在此不再赘述。红旗岭主要成矿岩体(7号、1号、2号)均具有较明显的壳源Os的混入，因此地壳混染也可能是引起含矿岩浆发生不混熔作用而导致成矿的重要原因。综上可知，岩浆快速冷却对红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿作用贡献不大，而岩浆结晶分异作用、岩浆混合作用以及地壳物质混染才是含矿岩浆硫饱和促使不混熔作用发生而最终成矿的诱因。

综上所述，红旗岭铜镍硫化物矿床成因主要为含矿母岩浆在上地幔高度部分熔融，在上升和分异演化过程中，有一定量的地壳物质加入到岩浆和成矿系统中；而地壳物质的加入引发硫饱和，从而引发不混熔作用，形成富硫化物的矿浆，继而上侵定位形成大型铜镍硫化物矿床。

5 结论

1)对红旗岭矿床1号岩体和2号岩体浸染状矿石的Re-Os同位素测定结果表明，浸染状矿石的Re-Os等时线年龄与对应岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄并不总是一致的，并且相同的矿石类型也可能给出不同的等时线年龄，有些可能与岩体的形成年龄较为接近，另外一些则与岩体的形成年龄具有一定的偏差。1号岩体和2号岩体γOs值的对比表明，地壳物质混染并非是导致Re-Os同位素出现假等时线年龄的根本原因。

2)红旗岭1号岩体和2号岩体浸染状矿石的187Re与188Os初始比值和γOs值的特点表明，红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿物质可能为壳-幔混合来源，Os主要来源于地幔，同时有一定量的壳源Os的加入，壳源Os所占比例为20%～30%。

3)岩浆快速冷却对红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿作用贡献不大，而岩浆结晶分异作用、岩浆混合作用以及地壳物质混染才是含矿岩浆硫饱和促使不混熔作用发生而最终成矿的诱因。红旗岭铜镍硫化物矿床成因主要为含矿母岩浆在上地幔高度部分熔融，在上升和分异演化过程中，有一定量的地壳物质加入到岩浆和成矿系统中；而地壳物质的加入引发硫饱和，从而引发不混熔作用，形成富硫化物的矿浆，继而上侵定位形成大型铜镍硫化物矿床。

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Re-Os Isotope Characteristics of Hongqiling Cu-Ni Sulfide Deposit in Jilin Province and Its Significance

Hao Libo1,Wu Chao1,Sun Liji2,Jiang Yanming3,Zhao Yuyan1,Lu Jilong1,Li Jie4

1.CollegeofGeoExplorationScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130021,China2.InfoCenterforNationalLand&ResourcesofHunanProvince,Changsha410000,China3.TheGeologicalExplorationInstituteofLiaoningMetallurgcallyGeologicalExplorationBureau,Anshan114002,Liaoning,China4.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,China

The Hongqiling copper-nickel sulfide deposit mainly consists of No.1, No.2 and No.7 ore-bearing intrusions. The Re-Os isochron age of No.2 intrusion ((215.0±24.0) Ma) is consistent with zircon SHRIMP U-Pb age of the intrusion, (212.2±2.6 ) Ma, but the Re-Os isochron age of No.1 intrusion((237.0±16.0) Ma) is greater than zircon SHRIMP U-Pb age of the No.1 intrusion, (216.0±5.0) Ma. All these data indicate that Re-Os isochron ages of disseminated ores are not completely reliable. The Re-Os isochron age is greater than zircon SHRIMP U-Pb age, which is usually interpreted as crustal contamination inducing heterogeneity of Os isotopic. However, the research shows that No.1 and No.2 intrusions are mixed with some of the Earth’s crust substance, and the mixing volume of No.2 intrusion is slightly higher than that of the No.1 intrusion, which indicate that hybridization of crust materials is not the cause of heterogeneity in initial187Os/188Os ratios, the major reason should be a further research. The initial187Os/188Os ratios of No.1 and No.2 intrusions are 0.215±0.043 and 0.302±0.089, andγOsvalues range from 67.5 to 155.8 and 113.9 to 206.9, respectively, which indicate that the ore-forming intrusions interfuse some crustal materials with possibly 20%-30% crustal Os contamination in Hongqiling area, and crustal materials might be the key factor to promote liquation ore formation.

Re-Os isotope；isochron age；Cu-Ni sulfide deposit； disseminated ore； Hongqiling

10.13278/j.cnki.jjuese.201402109.

2013-07-06

国家专项危机矿山接替资源找矿项目(20089941)；国家专项深部探测技术与实验研究(SinoProbe-04-05-02)；中央高校基本科研业务费专项项目(200903043)

郝立波(1961-)，男，教授，博士生导师，主要从事地球化学研究工作，E-mail:haolb@tom.com

赵玉岩(1981-)，男，副教授，博士，主要从事地球化学研究工作，E-mail:zhaoyuyan@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201402109

P578.2;P597

郝立波，吴超，孙立吉,等.吉林红旗岭铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征及其意义.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(2):507-517.

Hao Libo,Wu Chao,Sun Liji,et al.Re-Os Isotope Characteristics of Hongqiling Cu-Ni Sulfide Deposit in Jilin Province and Its Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(2):507-517.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201402109.