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安徽池州马头铜钼矿床锆石年龄与辉钼矿Re-Os同位素测定的地质意义

2015-03-26谢兴楠柳建新曹创华

中国有色金属学报 2015年12期
关键词:辉钼矿马头斑岩

赵 超 ,谢兴楠,马 春,柳建新,曹创华

(1. 中南大学 地球科学与信息物理学院,长沙 410083;2. 江苏省有色金属华东地质勘查局,南京 210007)

我国长江中下游成矿带是非常重要的矿产资源集中地,具有开发历史悠久、金属资源丰富、成矿特色鲜明、找矿潜力可观的显著特点,素有“工业走廊”之美誉。从大地构造位置来看,该成矿带属于华北板块与扬子板块的碰撞造山带之东南侧的扬子板块北缘的长江断裂带内,长期以来被认为是我国东部中生代构造-岩浆-成矿活动最为活跃的区域,其中典型的大型矿集区主要包括鄂东南、九瑞、安庆-贵池、庐枞、铜陵、宁芜以及宁镇等。近年来,关于长江中下游地区的成矿理论研究取得了一系列重要进展,尤其是在地质找矿工作方面取得了重大突破,如九瑞、铜陵、庐枞等矿集区的深部地质找矿工作进展更为显著,显示出该成矿带的成矿潜力与找矿前景依然十分巨大。

位于我国长江中下游成矿带的安庆-贵池矿集区内的安徽池州马头铜钼多金属矿是一个典型的铜钼型矿床[1-2],该矿床位于贵池复向斜之灌口向斜的北东段南东翼,大地构造位置处于下扬子板块北缘长江中下游海西-印支断裂坳陷褶皱带与皖南加里东造山带之间的过渡带上。该矿床最早为安徽省321地质队于地表踏勘与地表矿点检查时发现,后经江苏省有色金属华东地质勘查局下属地质勘查单位2009~2010年普查和详查,提交下冲矿段钼金属量31741.87 t(Mo平均品位为 0.052%),铜金属量 11688.20 t(Cu平均品位为0.293%),矿床规模达到中型。最近,在马头矿区下冲矿段南侧又连续施工了若干深孔(ZK1702、ZK1901、ZK2301、ZK2701、ZK2901等),见矿程度均较好,并发现了新类型的富钼(铜)矿体,显示该矿床有升级为大型铜钼多金属矿床的远景和潜力。

尽管马头铜钼多金属矿床发现历史并不悠久,关于该矿床的相关研究工作却比较丰富,如矿床地质、控矿因素、成矿物质、矿床成因、矿化蚀变、找矿预测等,对于进一步发展与丰富该矿床的成矿作用及其形成机制发挥了重要作用,尤其是为找矿预测以及勘探实践提供了非常重要的科学依据。杨贵才等[3]利用辉钼矿Re-Os同位素测年技术,分别对马头钼矿床中一件斑岩型矿石和一件砂板岩型矿石中的辉钼矿进行了定年,首次获得马头钼矿床成矿年龄,指出成矿物质主要来自于地幔,混有少量的地壳物质,且认为在长江中下游地区在150 Ma左右可能存在与中国东部由东西向构造体系向北北东向构造体系转变相关的一次成矿事件。王伟华[4]研究发现,马头铜钼矿床是典型的斑岩型矿床,其诸多地质特征、判别评价标志与国内外的斑岩型矿床完全能对比。肖娥等[5]通过与部分典型斑岩型铜钼矿床的对比发现,马头铜钼矿与典型斑岩型矿床在蚀变类型及分带等方面大致相同,同属斑岩型成矿体系。成矿早期阶段,形成了大面积的钾长石化,伴生与面型钾长石化有关的细脉、浸染状矿化;热液演化中期阶段,形成硅化、绢云母化等蚀变类型,并伴随范围较大的细脉-网脉状的矿化;热液演化晚期阶段,主要形成碳酸盐化,矿化作用不显著。薛卫冲[6]也同样认为,该矿床为斑岩型铜钼矿床,花岗闪长斑岩与钼、铜成矿关系十分密切,矿体受构造控制明显,矿区主断层、次生断层是主要的导矿构造,接触带附近发育的节理裂隙是主要的容矿构造,坟头组砂岩与花岗闪长斑岩内外接触带是主要的赋矿部位。

根据目前已有研究成果,马头铜钼多金属矿床与岩体关系十分密切,毋容置疑,岩浆活动以及岩体特征记录了大量的与成矿作用有关的信息。为此,本研究以马头铜钼多金属矿区的花岗闪长(斑)岩和钾长花岗岩以及辉钼矿为研究对象,通过开展精细的锆石U-Pb年代学以及辉钼矿Re-Os同位素定年,进一步限定与约束岩浆活动的时代及其期次,揭示铜钼多金属矿的成矿作用时代,进而为探讨岩体形成与成矿作用之间的关系奠定年代学基础。

1 矿区地质概况

安徽马头铜钼多金属矿床位于安徽省池州市南约28 km的梅村乡境内,是江南过渡带池州段近几年新探明的中型斑岩型铜钼(金)多金属矿床,地处下扬子板块北缘长江中下游海西-印支断裂坳陷褶皱带与皖南加里东造山带之间的衔接部位。

该矿区出露的最老地层为志留系下统高家边组层状粉砂质页岩夹粉砂岩,除第四系外,最新地层为泥盆系上统五通组石英砂岩、砾岩(见图1)。区内断裂构造也十分发育,主要以北东向纵断层、北西向横断层以及北北东向斜断层为主。矿区岩体主体侵入于志留系坟头组地层中,受北北东向F1韧性剪切断裂带、北西向张性断裂带F2及其次级断裂构造所控制,两组断裂的交汇处及其附近为岩体侵位的主要部位(见图1)。据矿区磁测成果和钻探工程揭露,该岩体由南西深部向浅部北东方向侵位,在地表出露为下冲、西山岩枝及桐坑、粟子坑小岩株。平面上呈不规则状,出露总面积小于1 km2,以花岗闪长(斑)岩为主,矿区深部则见有钾长花岗岩的发育与产出。

现有研究认为,马头矿区铜钼矿成矿主要与地表出露的花岗闪长(斑)岩有关,并取得了一系列的研究成果[7-8]。然而,随着勘探工作的不断深入,发现在马头矿区深部(如 ZK1901、ZK1902、ZK2301、ZK2701、ZK2901等)发育有浅灰白色钾长花岗岩,侵入花岗闪长(斑)岩中,且在二岩体接触带附近,钾化蚀变较为强烈且出现强烈细脉-浸染状矿化,表明钼的矿化还可能与钾长花岗岩有着紧密的联系。

图1 马头铜钼多金属矿区地质简图Fig. 1 Sketch geological map of Matou Cu-Mo polymetallic orefield

2 花岗岩体岩相学与地球化学

区内花岗岩体主体侵入于志留系坟头组中,受NNE向F1韧性剪切断裂带、NW向张性断裂带F2及其次级断裂构造所控制,两组断裂的交汇处及其附近为岩体侵位的主要部位(见图1)。据矿区磁测成果和钻探工程揭露,该岩体由SW深部向浅部NE方向侵位,在地表出露为下冲、西山岩枝及桐坑、粟子坑小岩株。平面上呈不规则状,出露总面积小于 1 km2。岩性以花岗闪长(斑)岩为主,钻孔深部可见钾长花岗岩。

花岗闪长(斑)岩主要呈灰白-青灰色,是矿区出露的主要岩石类型,深部表现为花岗闪长岩,而至浅部(似)斑状构造逐渐明显(见图2(a))。岩石的主要矿物成分为斜长石、石英、碱性长石、普通角闪石和黑云母等(见图 2(b)),副矿物有磷灰石、锆石、榍石和不透明矿物等。斑晶以斜长石(20%~35%(质量分数))、石英(约 10%(质量分数))为主,黑云母(5%~10%(质量分数))、普通角闪石(5%~8%(质量分数))和碱性长石(约5%(质量分数))次之。基质(25%~40%(质量分数))呈显晶质,半自形粒状结构,矿物成分与斑晶类似。斜长石斑晶呈板柱状,半自形,为更-中长石,牌号w(An)为20%~45%,具有明显的聚片双晶、卡钠复合双晶和环带构造,常发生绢云母化、粘土化和钾长石化。石英呈他形粒状,部分颗粒可见较明显的熔蚀现象而呈港湾状,具波状消光现象。碱性长石呈半自形板状,为钾长石,具粘土化和绢云母化。普通角闪石呈柱粒状,单偏光下为浅绿色-浅褐色,可见两组斜交解理,常具绿泥石化和碳酸盐化等,并可见铁质析出。黑云母呈较自形的片状,发育一组极完全解理,大多受到绿泥石化,个别白云母化。副矿物为磷灰石、锆石、榍石和磁铁矿,含量较少或偶见。

钾长花岗岩主要见于钻孔深部。岩石呈灰白-浅肉红色(见图2(c)),半自形粒状结构、显微文象结构(见图 2(d)),块状或脉状构造。主要组成矿物为钾长石(55%~70%)、石英(30%~35%)和少量斜长石(<2%(质量分数)),几乎不含暗色矿物,副矿物偶见,为磷灰石、锆石和榍石等。钾长石呈半自形板状,表面具轻微粘土化。石英呈他形。斜长石发育聚片双晶,偶见绢云母化和碳酸盐化等。

马头花岗闪长岩和钾长花岗岩均为准铝-弱过铝质花岗岩[8],但前者SiO2含量明显偏低,且表现出相对偏低的全碱含量及钾钠比值,而后者全碱含量则较高,二者可分别归属为钙碱性花岗岩和偏碱性花岗岩。无论是花岗闪长岩还是钾长花岗岩均强烈富集Ba、Sr等大离子亲石元素以及轻稀土元素(LREE),而在Nb、Ta、Y等高场强元素和重稀土元素(HREE)方面,钾长花岗岩较花岗闪长岩更为亏损,明显区别于典型的 I型或S型花岗岩,显示埃达克质岩石或高Ba-Sr花岗岩的地球化学特征[8-9]。最近,谢兴楠等[8]研究认为,马头花岗闪长岩是富集岩石圈地幔部分熔融的产物,但在成岩过程中经历有一定程度的地壳组分混染[7,9],而钾长花岗岩则很可能是早期形成岩体在压力释放过程中再次熔融的产物。

图2 马头铜钼多金属矿区花岗岩显微特征Fig. 2 Microscopic characteristics of granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield (Gd—花岗闪长(斑)岩;K-Gr—钾长花岗岩;Pl—斜长石;Or—钾长石;Qz—石英;Bi—黑云母;Mo—辉钼矿;Cp—黄铜矿;Py—黄铁矿)

3 样品及分析方法

3.1 岩体样品及分析方法

本研究中对马头复式花岗岩体中花岗闪长(斑)岩和钾长花岗岩进行了锆石 U-Pb年代学测试,相关实验在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成,具体分析方法如下所述。

锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年先将全岩样品(>2 kg)经破碎、淘洗、磁选以及重液分离后,筛选出锆石精样,然后在双目镜下观察所分离锆石的特征(如颜色、透明度和晶型等),在此基础上,仔细挑选表明平整光洁且具不同长宽比例、不同柱锥面特征,不同颜色的锆石颗粒,再将这些锆石排放在双面胶上,置于圆环模具内。以三乙醇胺为固化剂,按三乙醇胺与环氧树脂的质量比为1:5均匀混合后注入圆环模具内,待固结后,对环氧树脂表面抛光至锆石表面暴露以待测试。定年工作采用New Wave 213 nm激光取样系统与Agi1ent 7500 s ICP-MS仪联机,使用He作为剥蚀物质的载气,分析过程中激光束斑直径21 μm,频率5 Hz。具体的分析方法和流程可参见文献[10]。普通铅的校正使用 ComPbCorr#3_15G程序[11]进行,年龄及谐和图绘制采用Isoplot(ver2.49)[12]程序。

3.2 辉钼矿样品及分析方法

本次测试从马头矿区下冲平硐中挑选出 13件可以做Re-Os同位素定年的样品,测试分析在国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室完成,分析过程主要包括化学分离和ICP-MS同位素比值测定,其中质谱分析采用美国TJA公司生产的TJA X-series ICP-MS型质谱仪开展相关工作,详细的化学分离过程参考文献[13]。实验全流程空白Re约为0.03 ng,普Os近乎为 0,远远小于所测样品中的铼、锇含量,因此不会影响实验中铼、锇含量的准确测定。辉钼矿的模式年龄可以通过辉钼矿中Re和Os的含量进行计算。计算公式为

式中:λ(187Re衰变常数)=1.666×10-11y/r。

表1 马头铜钼多金属矿区花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb测试结果 (CZB51)Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating for granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield (CZB51)

4 分析结果

马头铜钼多金属矿床锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及辉钼矿Re-Os同位素测年结果分别见表1~5。

4.1 花岗岩体年龄

本次研究选取3件花岗闪长(斑)岩样品和1件钾长花岗岩样品开展 U-Pb年代学测试。一般认为锆石的 Th/U比值在一定程度上能指示岩浆或变质成因,通常变质成因锆石的Th/U比值小于0.1,岩浆成因锆石的Th/U比一般在0.1~1的范围内。本次对花岗闪长(斑)岩和钾长花岗岩锆石的 LA-ICP-MS U-Pb测试结果表明,锆石的Th/U比值较大,变化于0.32~2.48之间,平均值为0.72,均显示出典型的岩浆锆石特征。为此,分析锆石为岩浆结晶作用过程中而形成的,其主群锆石 U-Pb年龄测试结果能够代表岩浆的侵位年龄以及岩体的结晶年龄。

样品CZB51采自ZK904深部488m处,岩性为花岗闪长岩,锆石主要为短柱状,晶型较好,无色透明或浅黄色,长径约 100~150 μm。锆石 m(Th)/m(U)介于0.32~2.48之间,除CZB51-20点为0.32外,其余测试点均在0.4以上,表现为典型岩浆成因锆石特征[14]。在m(207Pb)/m(235U)- m(206Pb)/m(238U)谐和图上,除CZB51-04点外,所有数据点均投影在谐和线上或

附近,其中有18个数据点的m(206Pb)/m(238U)表面年龄介于 140~151 Ma(见图 3(a)),计算加权平均年龄为(145.6±1.5) Ma(加权平均方差Δe=2.1),代表了样品CZB51的结晶年龄。此外,测试中还获得一组古老年龄(2500±28) Ma,反映马头地区可能存在古元古代古老物质的信息[7]。

表2 马头铜钼多金属矿区花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb测试结果 (CZB92)Table 2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating for granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield (CZB92)

表3 马头铜钼多金属矿区花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb测试结果 (CZB154)Table 3 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating for granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield (CZB154)

表4 马头铜钼多金属矿区花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb测试结果 (CZB87)Table 4 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating for granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield (CZB87)

图3 马头铜钼多金属矿区花岗岩锆石U-Pb谐和图Fig. 3 Zircon U-Pb concordia diagrams for granites in Matou Cu-Mo polymetallic orefield

样品CZB92采自ZK1901深部596 m处,岩性为花岗闪长岩,锆石主要为短柱状,晶型较好,无色透明或浅黄色,长径约 100~200 μm。锆石 m(Th)/m(U)介于0.43~2.06之间,均大于0.4,为岩浆成因锆石[14]。25组测试数据中,有18组数据投影在谐和线上或附近(见图 3(b)),其中206Pb/238U表面年龄集中在 140~153 Ma之间,计算加权平均年龄为(145.8±1.5) Ma(Δe=1.5),可代表岩浆结晶年龄。同样,测试中获得一组最古老谐和年龄(2444±28) Ma,可能反映古老物质的印记[7]。

样品CZB154采自ZK1106深部14 m处,岩性为花岗闪长斑岩,蚀变较强,主要蚀变类型为硅化和绢云母化。样品中的锆石主要为短柱状,晶型相对较好,无色透明或呈淡黄色,长径约80~150 μm。锆石m(Th)/m(U)介于 0.47~1.49之间,为典型岩浆成因锆石[14]。13组测试数据中,有12组数据较为集中,均投影在谐和线上或附近(见图 3(c)),其中 m(206Pb)/m(238U)表面年龄集中在140~148 Ma之间,计算加权平均年龄为(144.6±1.6) Ma(Δe=1.4),为岩浆结晶年龄。

表5 马头铜钼多金属矿床辉钼矿Re-Os ICP-MS同位素数据Table 5 Molybdenite Re-Os ICP-MS isotopic date in Matou Cu-Mo polymetallic deposit

样品CZB87采自ZK1901深部513 m处,岩性为钾长花岗岩,锆石呈短柱状,晶型较好,无色透明或淡黄色,长径约 50~200 μm。锆石 m(Th)/m(U)介于0.54~1.09之间,为岩浆成因锆石[14]。16组数据中,有 10组数据 m(206Pb)/m(238U)表面年龄集中在 138~145 Ma之间,计算加权平均年龄为(141.5±1.4) Ma(Δe=1.1),可代表钾长花岗岩的侵位结晶年龄。

4.2 成矿年龄

本文作者对13件辉钼矿Re-Os进行了同位素测试,其结果表明(见表 2),辉钼矿的模式年龄为(142.2±3.7)~(149.0±3.0) Ma,其加权平均值为(146±1)Ma(见图 4)。采用 IsoPlot软件[12]对所获得的 13件数据进行等时线计算,得到等时线年龄为(148±3) Ma(见图 5),初始Os为-(1.8±3.4) Ma(MSWD=1.6),即初始Os值近于0,说明辉钼矿形成时矿物内几乎不存在初始 Os,同位素体系封闭后,Os完全由衰变而来。由此可以确定辉钼矿的沉淀年龄为(148±3) Ma。

根据13件辉钼矿Re-Os同位素的测试结果,样品中的 Re含量为 69.02×10-6~233×10-6,平均值为129.23×10-6。已有的研究资料表明,Re-Os同位素体系不仅能够精确测定硫化物矿床的成矿时代,同时还具有指示成矿物质来源以及判断成矿作用过程中物质的组成特征,而 Re的含量高低则与成矿物质的来源尤其是物质的来源深度紧密联系,表现出从幔源、壳幔混合源到壳源其相应的 Re含量呈数量级逐渐降低的特点。为此,根据本次辉钼矿中 Re含量的测定情况,Re的物质组成以幔源为主,表明成矿作用过程中地幔物质提供了大量的成矿物质且显著参与了成矿作用过程。

图4 辉钼矿Re-Os模式年龄加权平均值Fig. 4 Molybolenite Re-Os weighted average model age

图5 辉钼矿Re-Os同位素等时线Fig. 5 Isochron of molydbenite Re-Os isotopes

5 讨论

5.1 成岩成矿时代

本次测试研究结果表明,安徽池州马头铜钼多金属矿床花岗闪长(斑)岩锆石 U-Pb年龄分别为(145.6±1.5) Ma、(145.8±1.5) Ma和(144.6±1.6) Ma,钾长花岗岩锆石U-Pb年龄为(141.5±1.4) Ma,这些岩石近乎同时产出,仅钾长花岗岩形成时代相对稍晚,因此,马头铜钼多金属矿床含矿岩体的形成年龄为141~145 Ma,为晚侏罗-早白垩时代。13件辉钼矿的Re-Os模式年龄自(142.2±3.7) Ma至(149±3) Ma,加权平均年龄(146±1) Ma,与等时线年龄(148±3) Ma在误差范围内一致,表明辉钼矿的沉淀年龄为 146~148 Ma,同样也为晚侏罗时代。一般而言,与岩体相关的内生金属矿床成矿时代往往会晚于含矿岩体的形成时代,马头矿区的基本地质事实也表明辉钼矿主要赋存于钾长花岗岩与花岗闪长岩接触带、花岗闪长岩内部及其外接触带等部位。然而,上述数据却显示成矿时代早于成岩时代,似乎存在一定的矛盾。张作伦等[15]对内蒙古碾子沟钼矿床研究时也发现类似问题,其辉钼矿形成时代为(154±3.6) Ma,而赋矿岩体锆石SHRIMP年龄却为(152.4±1.6) Ma。此外,东沟钼矿床花岗斑岩锆石U-Pb年龄为(112±1) Ma,而Re-Os模式年龄却为(116.5±1.7)~(115.5±1.7) Ma[16]。事实上,影响同位素定年结果的因素很多,如仪器误差、样品选择、同位素封闭温度、衰变常数准确度等,不同实验条件下获得的实验数据往往会存在一定的误差。本文作者在借助不同同位素体系分析成岩成矿事件时,要充分考虑到年龄误差产生的因素。总体上来看,马头铜钼多金属矿床成岩与成矿时代在误差范围内较一致,表明岩体和矿体为同一成岩、成矿系统演化的产物,均形成于燕山晚期。

5.2 成岩成矿构造背景

毛景文等[17]对中国北方中生代成矿作用进行了系统研究,发现在华北克拉通北缘和大兴安岭南段出现三大期次成矿作用,分别为200~160 Ma、140 Ma左右和120 Ma左右,而华北克拉通南缘长江中下游成矿带和小秦岭-熊耳山成矿带则有后两次。长江中下游是中国东部环太平洋外带中一条向南突出的弧形陆内铁、铜、金多金属成矿带,是我国最重要的金属成矿带之一。主要由鄂东南、九瑞、安庆-贵池、铜陵、宁芜和宁镇等几个矿集区组成。其中,鄂东南、九瑞、安庆-贵池、铜陵等地为Cu-Au-Mo-(Fe)矿集区,庐枞和宁芜主要变现为玢岩铁矿的矿集区。同位素测年证明这两套矿床体系分别形成于140 Ma和120 Ma左右。马头铜钼多金属矿大地构造上位于贵池多金属成矿带,其赋矿复式花岗岩体也在140 Ma左右形成,表明马头矿区无论成岩还是成矿作用均受到古太平洋构造域叠置转换前古特提斯构造域的区域构造变迁的综合制约[18-22]。

5.3 矿化指示及成矿意义

已有研究表明,在岩浆-热液系统中,富含 K+的溶液在各种微小裂隙,甚至粒间、矿物的解理、双晶面等都具有很强的扩散能力和渗滤能力,能与成矿元素组成各种易溶的配合物,促使它们活化转移或成矿。钾长石化的区间很广泛(100~500 ℃或>500 ℃),尤其是高温流体中钾能广泛交代各种岩石和矿物[23]。在成矿热液交代蚀变过程中,往往以钾长石化为先导,因此,钾长石化带出现的时间较早,在空间上常分布在下部;而Mo属于酸性元素,在碱性介质中易于形成络合物,具有较强的搬运能力,实验显示成矿前 Mo主要以钼酸根(H2MoO4或 KHMoO4)的形式进行搬运[24-26]。伴随着流体的运移,交代类型逐渐从碱交代向酸交代(或氢交代)过渡,此时开始出现大量的绢英岩化或黄铁绢英岩化,铜钼矿化即集中出现于钾长石化和绢英岩化阶段[23]。伴随蚀变在空间上明显的分带,矿区内不同的矿体在空间上也有一定的分布规律。一般来说,蚀变与矿化密切相关,互相依存,蚀变强度控制了矿化强度,蚀变越强则矿化越强。

典型的斑岩型矿床其蚀变分带自内而外大致可划分为钾质蚀变带、绢英岩化(或黄铁绢英岩化带)、泥化带和青磐岩化带(或绿泥石化带)[27],有时还可见次生石英岩化带。国内以西藏驱龙斑岩型铜矿[28-29]、江西德兴斑岩型铜矿[30]和豫西雷门沟[31]、鱼池岭斑岩型钼矿[32]等为其典型代表。近年来在长江中下游及其附近的秦岭-大别东段地区亦发现了大批有价值的斑岩型铜钼矿,例如,安徽庐枞沙溪斑岩型铜矿[33]、安徽青阳百丈岩斑岩型钨钼矿[34]和安徽沙坪沟特大型斑岩型钼矿床等[35]。

马头矿区围岩及岩体的蚀变极为发育,蚀变类型主要包括硅化、绢云母化和钾长石化,其次有粘土化、绿泥石化和碳酸盐化等。根据其蚀变类型及其矿物组合,自岩体深部向浅部、自内向外可划分出面型石英钾长石化带、线型石英钾长石化带和石英绢云母化带3个蚀变带。然而,青磐岩化带在矿区内表现不明显,可能与该区围岩为粉砂-细砂岩,Ca、Fe、Mg等元素相对缺乏有关。泥化带虽不构成单独的蚀变带,但在矿区内也广泛出现,主要表现为粘土化叠加在早期的钾长石化和硅化、绢云母化带之上。总体而言,研究区显著发育的为钾长石化(钾硅酸盐化)带和硅化绢云母化带(绢英岩化带或黄铁绢英岩化带),与典型斑岩型矿床蚀变特征十分类似。

6 结论

1) 马头铜钼多金属矿区花岗闪长(斑)岩和钾长花岗岩锆石的m(Th)/m(U)为0.32~2.48,均值为0.72,表现出非常典型的岩浆岩锆石特征,锆石应为岩浆结晶作用过程而形成,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄能够代表岩浆的侵位年龄以及岩体的结晶年龄。

2) 马头铜钼多金属矿区花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,该区花岗闪长(斑)岩的形成时代较早,为144.5~145.8 Ma;而钾长花岗岩体的侵位时代则相对稍晚,约为141.5 Ma,但二者均为燕山晚期岩浆作用的产物,属于晚侏罗世-早白垩世。

3) 辉钼矿中Re含量为69.02×10-6~233×10-6,平均含量为129.23×10-6,Re的物质组成以幔源为主,表明马头铜钼多金属成矿作用过程中地幔提供了大量的成矿物质且显著参与了成岩与成矿作用过程,地幔对该区的成矿作用具有决定性贡献。

4) 通过对马头铜钼多金属矿中的辉钼矿 Re-Os同位素测定,得出的等时线年龄为(148±3) Ma,略晚于成岩年龄,但在误差范围内与该区的成岩时代基本一致,均为晚侏罗世构造-岩浆热事件的产物;马头矿区成岩与成矿均受到古太平洋构造域叠置转换前古特提斯构造域的区域构造变迁的影响与制约。

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