缅甸曼德勒道弯基铅锌矿花岗闪长岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

2023-08-14余红平石能学李家昆刘君张颖

云南地质 2023年2期

余红平，石能学，李家昆，刘君，张颖

(云南黄金矿业集团股份有限公司，云南昆明 650299)

缅甸曼德勒省央米丁县道弯基铅锌矿位于央米丁县城97°方向平距约22km处。大地构造位置位于冈瓦纳大陆，滇缅陆块群，腾冲-德林达伊陆块中部[1-2](也称抹谷变质带[3][6])。矿区成矿带属缅甸中部铅锌银铜成矿带[7]。成矿发生在早侏罗世[4]。主要由板岩、片岩、大理岩、片麻岩和花岗质侵入岩组成，早白垩世碰撞形成造山带[1]，与其中酸性岩浆活动相关的岩浆热液成矿系统发育，是东南亚地区大陆碰撞成矿系统的代表[5]。

本文通过对道弯基铅锌矿花岗闪长岩岩相学、主微量元素分析及SHRIMP锆石U-Pb测年分析研究，了解花岗闪长岩与铅锌矿成矿的关系，探讨成矿年龄。通过与区域资料对比，确定西藏-腾冲岩浆岩带向南延伸，为该地区找矿提供有益帮助和启示。

1 地质背景与矿床特征

矿区出露元古界下统(Pt1)板岩、硅质板岩、片岩、片麻岩等。主构造线呈北西-南东向(图1)。主要侵入岩为似斑状花岗闪长岩。变质作用表现为区域变质作用。围岩蚀变主要有硅化、方铅矿化、闪锌矿化、褐(黄)铁矿化。赋矿岩性为硅化板岩，赋矿构造为层间裂隙或破碎带，矿体形态呈似层状、透镜状、细脉状、网脉状，矿体顶部为含炭泥质硅质板岩，底部为硅质板岩，矿体厚10cm～50cm，品位Pb5.79ω%，Zn0.49ω%。顶部含炭泥质板岩不具矿化，底部远离含炭泥质板岩的硅质板岩中矿化变弱。矿床属受层间破碎带及构造裂隙控制的中-低温热液型铅矿床[9-11]。

图1 道弯基铅锌矿地质简图

矿石具自形-半自形粒状结构，细脉状、网脉状、角砾状、块状构造。金属矿物褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿为主，脉石矿物主要为石英。花岗闪长岩体截断了走向北西的含矿层间破碎带，岩体未见矿化现象，推测矿体形成时间早于岩体。

2 样品描述与分析方法

2.1 样品描述

采集样品1件，位于道弯基铅锌矿主坑道旁地表露头花岗闪长岩体(图1)。呈脉状侵入于下元古界(Pt1)硅质板岩中。块状构造，似斑状-基质花岗结构，由斑晶和基质组成(图2a)。斑晶为斜长石(10%±)、角闪石(1%～2%)；基质为斜长石(60%～65%)、钾长石(5%～10%)、石英(20%～25%)、角闪石(1%～2%)、黑云母(少)，粒径一般0.05mm～0.1mm，部分0.02mm～0.05mm，杂乱分布；副矿物有磁铁矿、锆石、磷灰石。岩石碎裂明显，常见宽窄不一裂隙，宽一般0.01mm～0.05mm，少数0.05mm～0.1mm，个别达0.1mm～0.4mm，呈网状分布。

图2 花岗闪长岩岩石标本照片及显微照片 (pl-斜长石)

斑晶中斜长石呈半自形板状，大小一般为0.3mm～1mm，部分1mm～2mm，个别达2mm～4mm，星散状分布。内可见聚片双晶、卡钠复合双晶、肖钠双晶。可见环带，属韵律环带，最多40环(图2b)。斜长石牌号An=27(核)An=25(边)⊥(010)晶带最大消光角法测定。角闪石呈半自形柱状，大小一般为1mm～2mm，部分为0.3mm～1mm，星散状分布。

基质中斜长石呈半自形板状，较大者内可见聚片双晶、卡钠复合双晶，少见肖钠双晶。少见环带，属正环带，最多5环。斜长石牌号An=23⊥(010)晶带最大消光角法测定。钾长石与石英文象交生，交生体大小一般0.03mm～0.1mm，部分0.1mm～0.2mm，少数为0.2mm～0.3mm，星散状、填隙状分布。局部略显土化。钾长石种属为正长石。石英多呈它形粒状、星散状、填隙状分布；少量与钾长石文象交生。角闪石呈半自形柱状，部分界限模糊不清或消失。片状黑云母被绿泥石及少量不透明矿物交代，呈假象产出。

2.2 分析方法

选择花岗闪长岩新鲜样品粉碎至200目送云南黄金矿业集团贵金属检测有限公司分析主量元素、微量元素和稀土元素含量。(1)试样用硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸分解，赶尽高氯酸，用(1+1)HCL溶解后，制备成10ml分析溶液，ICP-AES法测定主量元素CaO、Al2O3、K2O、MgO、Na2O、P2O5、MnO、TiO2；次量及痕量元素Rb、Ba、Nb、Sr；(2)试样置于已灼烧至已恒重的瓷坩埚中，半开盖子，放入不超过200℃的高温炉中，升温至900℃～950℃，保持1h，取出，加盖，稍冷后放入硫酸干燥器中，冷却30min，称量；再灼烧至恒量为止测定LOI；(3)试料用碳酸钠熔融，盐酸浸取，蒸发至小体积，加聚环氧乙烷凝聚硅酸，过滤，灼烧，称重，加氢氟酸、硫酸处理，使硅以四氟化硅形式除去，再灼烧称重。处理前后质量之差即为沉淀中的二氧化硅量。残渣用焦硫酸钾熔融，水提取并入二氧化硅滤液中，经解聚后用钼蓝光度法测定滤液中残余二氧化硅，两者之和即为试料中二氧化硅量；(4)在有二氧化碳气体保护下，试样以盐酸和氟化钠在高温电热板上溶解。锥形瓶口塞以封闭漏斗，使与空气隔绝。溶解完全后，加硼酸除去氟干扰。加入硫-磷混合酸和指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定FeO。ω(Fe2O3)=1.4297×[ω(TFe)-ω(FeO)×0.07773]；(5)试样用偏硼酸锂熔融，以熔融流动状态倒入稀酸，在超声波水浴中快速溶解后，直接用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定Ta、Nb元素；(6)试样用氢氟酸、硝酸、硫酸分解并赶尽硫酸，用王水溶解，(3+97)HNO3稀释后，在等离子体质谱仪(ICP-MS)上测定Y、La、U、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素。

3 测试结果

3.1 全岩地球化学

岩体主要岩石化学参数(表1)。SiO262.42%，Na2O+K2O5.21%，高MgO(2.28%)、铝饱和指数A/CNK<1，总碱度Na2O+K2O为5.21%，K2O/Na2O<1，相对富钠贫钾，A/NK>1，具准铝质花岗岩特征，SiO2-AR图解落在钙碱性区(图3)。岩体富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U、Sr、K)和LREE，亏损高场强元素(Nb)和HREE。全岩地球化学特征(高Ba、Sr含量和K/Rb比值，低Rb、Y)与高Ba-Sr花岗岩相符。LREE/HREE、(La/Yb)N标明轻重稀土间明显分馏。原始地幔标准化微量元素蛛网图及球粒陨石标准化稀土元素蛛网图中，不相容和轻稀土显著富集，Rb、U、K、Nd显示正异常，Rb、K正异常最明显(图4)。Ba、Nb、P、Ti相对亏损呈现低谷，可能岩浆上升时受地壳成分混入，经流体交代富集轻稀土和大离子亲石元素或地壳物质经脱水形成的流体在俯冲时混入的结果[23]。R1-R2图解对花岗斑岩构造判别(图5)，样品点分布落在碰撞前花岗岩区域。Rb-(Y+Nb)、Nb-Y图解中样品点主要落在火山弧区域(图6)，靠近同碰撞及板内，表明岩体形成于碰撞前大陆环境下。

表1 花岗闪长岩主量(ωt%)、微量元素(×10-6)组成

图3 左：岩体TAS 图解(底图据[21])，右：ANK-ACNK岩石系列分类图解(底图据[22])

图4 左：微量元素原始地幔标准化蛛网图(据[24])，右：稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图(据[25])

图5 道弯基铅锌矿花岗闪长岩R1-R2图解(据[26])

图6 花岗闪长岩Rb-(Y+Nb)、Nb-Y构造判别图(图据[24])

3.2 锆石U-Pb年龄

样品中锆石为半透明、短柱状自形晶体。长100μm～240μm，宽60μm～100μm，长宽比2∶1～3∶1。阴极发光图像显示具明显韵律环带岩浆岩锆石特征(图7)。10个锆石SHRIMP U-Pb数据点显示其Th、U含量较高且具较大的变化范围。Th含量(192～521)×10-6；U(309～510)×10-6；ω(232Th)/ω(238U)值0.44～1.19(表2)。10个数据点n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄(134.1±1.5)Ma，平均标准权重偏差(MSWD)0.75(图8)。将该年龄解释为道弯基铅锌矿花岗闪长岩的侵位年龄。

表2 花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb同位素分析结果

图7 代表性锆石颗粒阴极发光图像

图8 花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄谐和曲线和年龄分布

4 讨论

4.1 形成时代

不同学者对该区域花岗质岩体进行了年代学研究(表3)。本次对道弯基铅锌矿花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb测年分析获得其侵位年龄为(134.1±1.5)Ma，与抹谷Yinmabin花岗闪长岩体及Yinmabin西部闪长岩的侵位年龄相近(128 ±1Ma[3]；131Ma～135Ma[5]；130.5±4.0[8])，代表早白垩世早期该区发生的一期岩浆活动。该区域早白垩世-中新世早期主要有4期岩浆活动：早期岩浆活动时间135.83～118.4Ma(早白垩世)，主要为石英闪长岩、花岗闪长岩、闪长岩、花岗闪长岩等。第二期岩浆活动时间71.8Ma(晚白垩世晚期)，为高K2O富Rb及Th花岗岩；第三期岩浆活动48.0Ma(始新世早期)，粗粒、等粒至长斑局部巨晶黑云母花岗岩。第四期岩浆活动20.7Ma(中新世早期)，岩性为英安斑岩。

表3 区域岩体锆石U-Pb年龄数据表

4.2 岩石成因

矿区岩性与Yinmabin花岗闪长岩体及Payangazu杂岩中石英闪长岩和花岗闪长岩类似，主量元素显示富钠(Na2O/K2O=1.41)，准铝(A/CNK=0.96)和钙碱性地球化学特征。微量元素富集轻稀土(LREE)、大离子亲石元素(Rb、K)和地球化学性质活泼的不相容元素(U)，相对亏损高场强元素(Nb)。弱负Eu异常和低Sr含量可能是斜长石分馏的结果。主微量元素地球化学特征均显示靠近同碰撞及板内火山弧岩浆岩地球化学属性。Rb-(Y+Nb)、Nd-Y图解中样品点主要落在火山弧区域，说明其形成于碰撞前活动大陆边缘构造环境。

道弯基铅锌矿岩体锆石U-Pb年龄(134.1Ma)与西藏北部岩浆带及腾冲某些侵入体年龄类似(表1)。表明腾冲-德林达伊陆块(腾冲-毛淡棉陆块，抹谷变质带)和拉萨地块一样，在早白垩世经历了一次广泛的岩浆活动[5]，这些侵入体被认为与葡萄-密支那洋壳俯冲有关[8]，它们有相似的主微量元素地球化学特征，暗示腾冲-德林达伊陆块早白垩世岩浆岩带与西藏北部-腾冲岩浆岩带形成环境相似，西藏北部-腾冲岩浆岩带可能向南延伸。