云南万龙山锡锌多金属矿床闪锌矿Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

2021-12-25何显川艾金彪牟明海

世界有色金属 2021年17期

何显川，艾金彪，魏宇，牟明海，张韬

（四川省冶金地质勘查院，四川成都 610051）

对矿床中矿石矿物进行准确的年龄测试，可帮助地质工作者对矿床的成因、成矿过程进行推测，有利于帮助勘查人员树立较为准确的找矿模型，把握成矿的地质规律。近年来，都龙锡锌多金属矿田勘查工作越来越深入，为更好地从成矿理论方面来指导勘查工作，亟待对成矿矿物的年代学加强研究[1-3]。

本次在首次对万龙山矿床开展闪锌矿Rb-Sr同位素定年研究基础上，和燕山晚期岩浆侵入事件的测年证据对比，初步探讨都龙锡锌矿成岩成矿之间的关系及矿床形成的动力学背景。

1 区域地质背景

万龙山锡矿大地构造位置处于越北古陆、华南褶皱带、扬子陆块三个一级构造单元接合部位，二级构造单元滇东南褶皱带老君山穹窿构造南西翼，矿床北东侧为老君山复式花岗岩，矿体赋存于花岗岩体外接触带[4]。

马关-都龙断裂呈北西-南东向自矿区北东穿过。成矿带上属马关-都龙成矿带，该成矿带为一条南北向展布的锡、锌、铅、银、铜多金属成矿带，区域宽度约1.5km，向南穿越中越边境，延伸长度8km，从南向北已有南当厂、五口硐、万龙山、曼家寨、铜街等多个矿段，共同构成都龙锡锌多金属矿田[1，5-7]。

2 矿床地质概况

矿区出露地层主要有新元古界—寒武纪下统新寨岩组（∈1x）及寒武纪中统田蓬组（∈2t）。新寨岩组（∈1x）地层为矿区锡锌多金属主要赋矿地层[1，5-7]。

矿区及周边主要断裂构造分为北西—南东向和南北向两组。北西南东向断裂主要为马关-都龙断裂，出露于矿区北部，是区域上主要的岩浆上升通道和成矿热液运移通道。近南北向断裂主要有铜街-五口硐断裂、花石头-南当厂断裂。其中花石头-南当厂断裂是区内重要导矿构造，也是有利的储矿空间[1，5-7]。

区内岩浆活动强烈，侵位于都龙矿区北东部的老君山岩体属于燕山晚期大规模岩浆活动的产物。随着近年矿区外围及深部找矿勘查不断深入，推测在本区深部极有可能存在规模巨大的隐伏岩体[1]。

矿区矿体以层状矽卡岩型为主，其次为较小规模的石英、萤石、方解石等脉型矿体。矿体多赋存于碎屑岩与碳酸盐岩交互过渡带的大理岩—矽卡岩群中，平面上总体呈南北向展布，多呈似层状、条带状、透镜状、囊状，具膨胀—收缩、分枝及尖灭再现等特征[1，5-7]。

矿石中金属矿物以铁闪锌矿、锡石为主，其次为磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿及毒砂，脉石矿物主要有阳起石、石榴子石、钙铁辉石、透辉石、透闪石、绿泥石、绿帘石以及石英、白云石、方解石、萤石及云母等[1，5，6]。

通过勘查工作中系统的野外调查测量及岩矿鉴定，将该矿床成矿过程划分为5个阶段：干矽卡岩阶段—湿矽卡岩阶段—氧化物阶段—石英-硫化物阶段—方解石-硫化物阶段。其中氧化物阶段和石英-硫化物阶段是成矿关键阶段，主要形成锡石、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化物。

3 样品采集与分析

本次用于Rb-Sr等时线年龄测定的5件样品均采自硫化物阶段的锌矿石，采自坑道、钻孔及地表矿石（图1）。测试样品包括矿区各种矿石类型，挑选测试的矿物均为原生硫化物（表1）。

表1 万龙山锡锌矿取样位置及样品简要描述

图1 万龙山矿床主要闪锌矿矿石矿物样品特征

Rb-Sr闪锌矿样品同位素测试在核工业北京地质研究所同位素实验室完成，同位素分析采用Phoenix热表面电离质谱仪，单带，M+，采用可调多法拉第接收器接收。质量分馏以86Sr/88Sr=0.1194加以校正，标准测量结果：NBS987为0.710250±7，实验室流程本底：Rb2×10-10g、Sr2×10-10。等时线年龄用ISOPLOT程序计算。

4 测试结果

该矿床较为系统的Rb-Sr同位素研究成果未见，仅见《都龙锡锌多金属矿床成矿物质来源的同位素示踪》[10]中有都龙曼家寨矿区Rb-Sr同位素报道，且曼家寨和万龙山矿床同属都龙锌锡成矿带两个矿段。

因此为更客观、全面地反映矿石单矿物的Rb-Sr等时线年龄成果，本次采用项目分析的5件闪锌矿和引用的8件闪锌矿、石英单矿物的Rb-Sr同位素组成（表2）来构筑87Rb/86Sr-87Rb/86Sr（图2），从而提高等时线的精确度，得出比较精确的成矿年龄。

表2 万龙山矿床闪锌矿铷锶同位素组成

图2 万龙山矿床闪锌矿-石英Rb-Sr等时线图解

利用ISOPLOT软件包计算出共生矿物组合闪锌矿、方铅矿与石英Rb-Sr等时线年龄t=（75.0±3.0）Ma，初始锶同位素组成ISr=0.7196±0.0045（MSWD=1.6）。等时线斜率0.9982，表现出较好的线性关系，反映了样品所遭受的蚀变对其同位素体系的扰动较小，认为其同位素组成达到均一化。

5 讨论

5.1 成矿时代

测试分析得到精确的成矿年龄是分析矿床成因、阐明成矿规律和理解成矿作用与地球动力学背景的关键[1，8]。

前人对邻近都龙锡锌矿床的老君山花岗岩成岩时代研究较多，刘玉平等采用锆石SHRIMP法对都龙矿区附近隐伏花岗岩测年，得出206Pb/238U加权平均年龄为92.9±1.9Ma和86.9±1.4Ma[9]。李进文等采用LA-ICP-MS技术对老君山花岗岩锆石进行U-Pb测年，得出白云母花岗岩年龄在(87.6±1.4)Ma～(91.7±1.8)Ma，二云母花岗岩在(84.3±2.2)Ma～(85.0±1.3)Ma[2]。

然而针对都龙矿床直接成矿年龄的研究仍然较少，仅见王小娟等研究获得锡石的LA-MC-ICP-MS U-Pb等时线年龄（89.2Ma±4.1Ma、88.0Ma±1.6Ma、87.2Ma±3.9Ma）[3]。

本文在野外勘探工作的基础上，对矿石单矿物闪锌矿进行Rb-Sr等时线测年，得到年龄为(75.0±3.0)Ma，结合王礼兵、艾金彪、王小娟等获得的等时线年龄数据，进一步证实了都龙矿区万龙山锌锡成矿作用至少持续到(75.0±3.0)Ma。

5.2 成矿物质来源

万龙山矿床矿石多种单矿物的Rb-Sr等时线年龄均在75Ma左右，接近于蚀变花岗岩的Rb-Sr等时线年龄，也与矿石中蚀变矿物的K-Ar年龄指示的岩浆热液作用时代基本接近（据曼家寨内部勘探报告）。表明矿石在全岩尺度上发生了锶同位素均一化，体现了较强烈的岩浆热液活动的叠加。

87Sr/86Sr值是判断成岩成矿物质来源的重要指标，在矿床地质研究中，常利用其来示踪成矿物质来源、岩浆流体、深源流体的壳幔混染作用[10]。表2中可以看出，万龙山锡锌矿硫化物等时线年龄给出的初始同位素比值非常接近，介于0.71479～0.73112之间，平均值0.722566，比值相对较高；结合引用的都龙矿床数据，初始同位素比值0.71227-0.73112之间，平均值0.719103，与大陆地壳锶同位素87Sr/86Sr平均值0.7191相近，部分显示略高于地幔Sr的初始值0.707，更进一步说明该矿床的成矿物质来源于壳幔混合带。

5.3 地质意义

滇东南锡多金属成矿带位于南岭燕山期花岗岩锡多金属成矿带的西南端，是我国乃至世界重要的锡多金属成矿区之一[1，5]。该带中个旧卡房矿段辉钼矿Re-Os等时线年龄为(83.4±2.1)Ma[11]；白牛厂银锡多金属矿床锡石U-Pb等时线年龄为(87±3)Ma[12]。结合王登红等有关广西大厂锡矿在白垩晚期成矿的观点[13]，表明晚白垩世的大规模锡多金属成矿作用不仅仅局限于滇东南地区，而是一场跨区域的大型成矿过程事件，且成矿与成岩之间关系密切，均属白垩世晚期超大规模中酸性花岗质岩浆作用的产物，构造环境为岩石圈伸展作用期。

毛景文等认为华南地区可能存在侏罗世晚期—白垩世早期（165Ma～150Ma）、白垩世晚期（130Ma～90Ma）两次中生代大规模成矿作用[14]。经对区域矿床分布以及本次闪锌矿Rb-Sr等时线年龄测定结果综合分析，万龙山矿段锡锌矿成矿作用应发展于华南中生代白垩世晚期（130Ma～90 Ma）大规模成矿作用末期，更加映证了滇东南地区发育燕山晚期大规模中酸性花岗质成岩—锡成矿作用的观点[2，9]。