西藏泽当矿田帕南钼矿床二长花岗岩＊锆石U-Pb年龄及意义

周彦慧,张志平,汪宏涛,王晓东,包国志,武雪梅

（1.甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院,甘肃 兰州 730030;2.成都理工大学地球科学学院,四川 成都;3.兰州市第八中学,甘肃 兰州 730030）

青藏高原南部发育规模巨大的岩浆带——冈底斯岩浆带，由北向南可分为北冈底斯（NG）、中冈底斯（MG）、冈底斯弧背断隆带（GRUB）和南冈底斯（SG）[1-2]等四个亚带（如图1-a所示）。而南冈底斯是狭义的冈底斯带，占冈底斯带花岗岩总面积的80%以上，是广义冈底斯带主体。冈底斯岩浆岩根据岩浆岩形成时代大致被分为4个阶段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。位于冈底斯岩浆带的冈底斯成矿带是我国最为重要的铜多金属成矿带之一，其中冈底斯成矿带东段可以大致分为三个成矿亚带：北部矽卡岩型铅锌银多金属成矿亚带、中部斑岩-矽卡岩型铜钼多金属成矿亚带、南部斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿亚带[5]。近年来在冈底斯南部成矿亚带新发现了一大批一努日铜多金属矿床为代表的斑岩-矽卡岩型铜多金属矿，如克鲁、桑布加拉、冲木达、程巴、洛村、帕南等铜多金属矿，泽当矿田位于乃东县泽当镇与桑日县绒乡之间，是以铜、钨、钼等多金属为主的矿床组合，包括明则、程巴、努日、冲木达、桑布加拉、帕南等。

研究显示，新特提斯洋在晚三叠世时开始扩张，经过短暂扩张之后于早中侏罗世开始洋内俯冲，形成了以叶巴组和泽当岩群为代表的洋内岛弧火山岩系[6]；晚白垩世，随着俯冲的加剧，新特提斯洋继续向北俯冲至拉萨地块下，扎囊—桑日（包括泽当矿田）一带广泛发育石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等花岗岩体，部分岩体与成矿关系密切；晚白垩世末-始新世早期，新特提斯洋开始闭合，位于在泽当矿田南部，即俯冲带以南出露大套的蛇绿岩和晚三叠世增生楔复理石建造等，在泽当矿田北部，即俯冲带以北发育规模较大、范围较广的林子宗群火山岩系（典中组、年波组、帕那组）及同期各类侵入岩，该时期的花岗岩与成矿关系最为密切；始新世晚期，印度板块与欧亚大陆板块开始碰撞，由此导致大规模逆冲推覆构造运动[7]和规模较大、时间较集中的中酸性岩浆侵入活动；渐新世晚期—中新世早期，冈底斯逆冲断裂（GCT）和仁布-泽当断裂依次开始活动[8]，并发育规模较小的闪长岩、花岗闪长岩、花岗二长岩、石英二长岩等中酸性岩体，该期花岗岩与成矿关系作用关系相对较小或者没有关系；约20～14Ma，在青藏高原的南部发生了东西向伸展构造，形成走向为近南北的地堑系，同时伴有埃达克质岩浆侵入和与其有关的铜多金属成矿作用，并形成以斑岩-矽卡岩型为主的铜矿带，带内成岩成矿时代基本相同，主要集中在中新世13～18Ma[9]。泽当矿田广泛出露白垩纪和古近纪时期的火山沉积岩系，以比马组和典中组为主，绒乡一带出露少量的麻木下组。部分侵入体与围岩发生热液接触蚀变作用，形成了以矽卡岩-斑岩型为主的铜、钨、钼等多金属矿床[10-11]。帕南钼矿床位于泽当矿田的东部，南侧紧邻泽当蛇绿混杂岩带，研究程度相对较低，对于该矿床的成矿时代和成矿背景至今仍存在一定争议。本文采集矿区内的主体岩性二长花岗岩进行锆石LA-ICP-MS定年研究，在前人基础上，探讨帕南岩体的成岩时代及矿床的成矿时代，以进一步为该区域的侵入岩时代研究和找矿方向提供研究资料。

图1 泽当-桑日一带地质草图（据甘肃省地矿局第三勘查院修改，2019）

1 研究区地质背景

帕南钼矿床位于桑日县绒乡一带，泽当矿田东部，目前矿床勘探程度较低，该矿床矿化以Mo矿为主，Cu矿为辅，矿床产在帕南岩体内部[12-13]。帕南岩体出露于桑日县绒乡南侧帕南一带，位于南冈底斯最南缘，紧邻泽当蛇绿混杂岩带。该岩体出露长度约1.9km，宽度约2.1km，面积约 4km2，呈岩柱状，岩性主要有中细粒二长花岗岩、二长岩。该岩体南侧与泽当蛇绿混杂岩带呈断层接触，东侧与白垩纪桑日群麻木下组呈侵入接触，西侧与年波组呈断层接触，北侧为雅鲁藏布江（图1-b）。泽当蛇绿混杂岩带在该处出露范围较小，出露宽度仅为40～320m，近东西向展布。矿区钻探资料显示，矿体主要赋存于二长花岗斑岩及二长花岗斑岩与二长花岗岩的接触部位，而二长花岗斑岩并未出露，仅在钻孔中可见，而且呈脉状穿切前者[12-13]。

二长花岗岩为帕南岩体的主体岩性 （如图2-a所示），岩石主要由主矿物斜长石 （35%）、钾长石（40%）、石英（20%）、黑云母（<4%），副矿物磷灰石和少量的金属矿物等组成，黑云母的含量相对较少，岩石致密坚硬（如图2所示）。岩石呈中-细粒结构，花岗结构，块状构造，常量矿物的粒径大小主要在0.2～3.5mm间，个别斜长石、钾长石的粒径较大，最大可达5mm以上。长石的晶体形态总体具宽板状和短柱状，多不规则。斜长石发育卡式和聚片双晶，钾长石发育卡式和格子双晶，条纹构造十分发育。石英呈不规则粒状、它形晶粒状，呈集合体状不均匀分布。黑云母多为较自形的鳞片状，具深褐-淡黄多色性，副矿物磷灰石、金属矿物等常和黑云母伴生或被包裹（如图2-b所示）。

图2 帕南岩体基岩露头

2 锆石U-Pb年代

2.1 样品采集与测试

本次工作采集锆石U-Pb年龄样1件 （采样位置如图1-c所示），样品新鲜，避开了外来包体及脉体。样品由南京大学检测中心国家重点实验室测试完成，测试矿物为锆石，测试方法为LA-ICP-MS。测试仪器使用与相干193nm 激光取样系统连接起来的Agilent7500aICP-MS完成。分析过程中，激光束斑直径采用32m，频率为5Hz。样品经剥蚀后，由He气作为载气，再和Ar气混合后进入ICP-MS进行分析。U-Pb分馏根据澳大利亚锆石标样GEMOC GJ-1 (207Pb/206Pb age of 608.5±1.5 Ma,Jackson et al.,2004)来校正，锆石标样Mud Tank(intercept age of 732±5 Ma,Black and Gulson,1978) 作为内标，控制分析精度。每个测试流程的开头和结尾分别测2个GJ标样，另外测试1个MT标样和约10个待测样品点。测试年龄数值和元素的计数由GLITTER软件(ver.4.4)在线获得，年龄图绘制采用Isoplot4.0程序完成。单个数据点误差均为1σ，采用数据较和谐，年龄加权平均值具有95%的置信度。

2.2 测试结果

样品D7055-1-1的锆石无色透明，大部分颗粒呈短柱或长柱状，颗粒较完整，局部破损，长度集中在 120～200μm，粒径 80～150μm，长宽比 1～2.5 之间，CL图像显示振荡环带（如图3所示）以上特征表明其属于岩浆成因锆石[14]。样品D7055-1-1锆石分析测点 11个，206Pb/238U 年龄介于 79.8±0.7～82.4±0.6Ma，在谐和图中（如图4所示），大多数点落在谐和线上，11个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为 80.91±0.48Ma。

图3 D7055-1-1锆石颗粒CL图像及年龄值

图4 帕南岩体锆石U-Pb年龄图

3 讨论

根据前人研究，冈底斯岩浆岩形成时代大致被分为 4 个阶段：205～152Ma，109～80Ma，65～41Ma，33～13Ma[3-4]。山南泽当—桑日一带侵入岩形成时代以95～90Ma和65～41Ma为主，且多为埃达克岩或埃达克质岩石，90～80Ma的侵入岩相对较少[1]。帕南岩体具有富钠、高钾、高铝、低钛特征，属准铝质、钙碱性-碱性岩岩石系列，轻稀土富集、重稀土亏损，具明显的负Eu异常，微量元素表现为相对富集Rb、K、Th、U 等大离子亲石元素，显著亏损 Nb、P、Ti等高场强元素，(87Sr/86Sr)i=0.70442～0.70486，(143Nd/144Nd)i=0.512636～0.512674,εNd （t）=1.99～2.73>0，属于I型花岗岩。

康志强（2010）在研究桑日群比马组火山岩与马门侵入岩岩脉之间的关系时，认为其动力学背景是洋壳俯冲过程中深部动力学的转变。早白垩世新特提斯洋在泽当地-桑日地区初始俯冲阶段由于较大的俯冲角度，较高的温压条件，从而可以直接导致俯冲体在高温高压环境下发生部分熔融，同时在上升过程中，高温熔融的洋壳熔体与上覆的地幔楔物质发生反应，形成了具有埃达克特征的火山岩，该火山岩为早白垩世的麻木下组火山岩。随着俯冲运动的持续进行，新特提斯洋俯冲角度变缓以及温度、压力等条件的改变，产生的高温熔融体不再具有埃达克岩特征，而是形成了正常的钙碱性岛弧火山岩，该火山岩为晚白垩世的比马组火山岩，而比马组位于麻木下组上部，两者均为火山—沉积岩系。随着俯冲运动的再进行，俯冲角度进一步变缓，俯冲模式逐渐也逐渐由高角度俯冲演变成了平板式俯冲，俯冲模式的变化阻止了俯冲带下部正常岛弧岩浆的形成，产生了马门具有埃达克质特征的侵入岩岩脉[14-17]。Wen et a1.（2008）在研究朗县至里龙地区时，发现了埃达克质侵入岩，其时代横跨晚白垩世至古新世，与泽当地区极为相似，结合拉萨地块南部岩浆岩的研究成果，其将新特提斯洋的俯冲划分为了四个阶段，表明侵入岩动力学背景与埃达克质侵入体的出现是相关的，埃达克质侵入体的出现是洋壳俯冲过程中深部动力学转变的实际反映，这与康志强在马门地区研究成果相一致，也表明在83～80Ma之前随着新特提斯洋俯冲角度的变缓而进入了平板俯冲的阶段[18-19]。帕南岩体形成于80.91±0.48Ma，是正常岛弧岩浆形成，并处于新特提斯洋俯冲角度的变缓而进入了平板俯冲的阶段，因此帕南岩体属于109～80Ma大规模岩浆活动的末期阶段，是晚白垩世新特提斯洋向北俯冲的产物，是该区域本阶段最后形成的侵入岩，也代表了本阶段大规模岩浆活动的结束。段连峰等（2014）在帕南钼矿床钻孔中的辉钼矿采集了4件Re-Os同位素，结果显示Re-Os同位 素模式年龄在 31.34±0.46～31.83±0.48Ma之间，计算平均值年龄为31.66±0.22Ma，等时线年龄为32.4±1.5Ma，表明帕南钼矿床形成于32Ma左右。研究显示，帕南矿床成矿作用与二长花岗斑岩密切相关，并显示出斑岩矿床矿化特征，形成于冈底斯渐新世末—中新世的斑岩-矽卡岩成矿带（泽当矿田）可能形成于统一的地球动力学背景，该时期的成矿作用与侵入岩，特别是埃达克质侵入岩关系密切，构造背景与碰撞后的加厚岩石圈地幔拆沉作用有关[12-13]，因此帕南岩体内至少还有一期渐新世的岩浆活动，该期岩浆活动为帕南矿床的形成提供了必要的成矿物质来源。综上所述，帕南岩体应为多期复式岩体，帕南钼矿床的形成与渐新世岩浆活动密切相关，这符合泽当矿田的成矿规律。

4 结论

通过对帕南岩体的成岩时代及成矿时代等的研究，得出以下认识。

1）帕南岩体规模较小，LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明，帕南岩体侵位年龄在80.91±0.48Ma，属晚白垩世。

2）帕南岩体可能为一个多期次岩浆活动的复式岩体，在其底部有渐新世岩浆活动，为帕南钼矿床的形成提供了必要条件，其矿床的形成符合泽当矿田成矿规律。