西藏多不杂铜矿区成矿岩体锆石年代学及地质意义

朱松华， 徐 璐， 王 程， 王慧军， 黄 涛

(江苏长江地质勘查院，江苏 南京 210046)

班公湖—怒江成矿带主要分布在班公湖—怒江缝合带北侧，已经成为继玉龙、冈底斯之后的西藏第三条斑岩铜矿带。近年来，随着青藏高原大规模金属勘查工作的开展，保那木岗、波龙、多不杂、尕尔勤等大型或特大型斑岩型铜多金属矿床相继被发现。本文以与成矿作用密切的花岗闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为切入点，用高质量的年代学数据为认识班公湖—怒江成矿带岩浆演化与成矿作用提供新思路。

1 地质背景

班公湖—怒江铜多金属成矿带西起班公湖，横贯整个西藏高原，约2 000 km以上。目前，已发现的金、铜、铬等金属矿床沿班公湖—怒江缝合带呈东西向带状展布，从而构成了班公湖—怒江金铜多金属成矿带。班公湖—怒江结合带是泛华夏大陆与冈瓦纳大陆的分界线，其南北两侧分别是拉萨地块和羌塘地块。多不杂铜矿位于该铜多金属成矿带的西段，地处羌塘地块最南缘、班公湖—怒江结合带北缘的中生代岩浆弧。

根据已完成的勘查工作显示，矿床的主要围岩是J2q的粉砂质板岩、长石石英砂岩(图1)。多不杂斑岩铜矿的含矿斑岩体主要为花岗闪长斑岩，含矿斑岩全岩矿化。该斑岩铜矿上部为氧化矿，深部为原生矿。矿石类型为典型的斑岩型矿石，以细脉浸染状构造为主，次为角砾状构造。矿石中金属矿物组成主要为黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、斑铜矿、辉钼矿。

图1 研究区地质略图

2 岩相学特征

花岗闪长斑岩是主要含矿岩体。岩体主体在地表，呈椭圆形，近NE向展布，长约2 000 m，宽100～320 m，面积约0.18 km2，是研究区内出露最广的侵入岩体(图1)。岩石手标本为灰白色、浅灰色，野外常见由于褐铁矿化而成黄褐色(图2)。斑晶斜长石多呈半自形-他形，可见残存的聚片双晶，绢云母化强烈。斑晶斜长石粒径一般为0.5～3 mm，个别达5 mm，含量15%～25%。斑晶石英呈他形粒状，个别呈浑圆粒状，粒径一般为0.5～2.5 mm，个别达5 mm，含量5%～15%。斑晶黑云母呈片状，褐色，表现出浅黄-褐色多色性，粒径一般为0.2～1.0 mm，含量3%～5%。斑晶角闪石多呈板状，绿色，暗化明显而析出铁质，多保留角闪石假象，粒径一般为0.5～1.0 mm，含量为2%～4%。基质由微细粒长英质组成，粒径多在0.05～0.1 mm以下，含量50%～70%。基质绢云母化、硅化、碳酸盐化强烈。副矿物有磷灰石、锆石、金红石、磁铁矿、黄铁矿。

图2 花岗闪长斑岩手标本特征

3 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

3.1 样品与分析方法

锆石测年的两件样品分别采自花岗闪长斑岩体西部的(B221-1)及东部的(B224-1)。锆石分选整个流程使用的装置需彻底清洗，避免污染。先将新鲜的样品粉碎至120目以下，在双目镜下挑选出用于定年的锆石，锆石制靶在河北省廊坊区域地质矿产调查研究所实验室完成。以环氧树脂来固定待测锆石，并抛光直至暴露出锆石中心面，后分别在光学显微镜下用反光、透射光照相和在扫描电镜上进行阴极发光(CL)照相。锆石阴极发光(CL)照相在电子探针实验室MonoCL3系统上完成，检查锆石的内部结构，从而帮助选定最佳的待测锆石部位和进行数据解释。在激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-IC-PMS)上完成U-Pb测年。

锆石的阴极发光(CL)研究在电子探针实验室完成。LA-ICP-MS法单颗粒锆石微区U-Pb年龄测定在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室的电感耦合等离子体质谱仪(Agilent 7500a)与准分子激光剥蚀系统(GeoLas2005)的联机上进行。激光系统基本指标为：波长：193 nm；激光能量>200 mJ(10 Hz, 30 kV)；脉冲频率：1～20 Hz；能量稳定性：2%；激光光斑：4～200 μm；激光光束：32 μm。详细分析步骤和数据处理方法参见相关文献[3-4]。数据采用ISOPLOT程序处理，并对普通铅进行校正。

3.2 分析结果

锆石阴极发光检测显示，两个样品中的锆石均为白色-无色透明，多呈长柱状自形晶体，大部分锆石可见韵律环带结构，少数锆石颗粒有破损现象。锆石大小50～100 μm，长宽比为2∶1～6∶1，Th/U为0.49～0.87。阴极发光电子(CL)图像(图3)显示，锆石发育密集的振荡环带为典型的岩浆锆石。本文选取环带清晰、自形度高、晶体完整的岩浆锆石作为测年对象，两件花岗闪长斑岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果见表1。

表1 花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果

注：Pb*放射性铅；分析测试单位为中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室。

两件样品成功测定了20颗锆石，样品B211-1的7颗锆石和样品B224-1的12颗锆石的U-Pb分析数据点成群分布于一直线上形成聚集束，206Pb/238U加权平均年龄分别为120.8±1.3 Ma(MSWD=0.97)和119.32±0.74 Ma(MSWD=0.46)(图4(a)和图4(b))。两样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄在误差范围内可信，均解释为花岗闪长斑岩的岩浆结晶年龄。上述年龄测定结果表明花岗闪长斑岩形成时代为早白垩世，属于燕山晚期构造-岩浆活动的产物。

4 讨论

通过LA-ICP-MS锆石U-Pb法测定的含矿斑岩年龄与曲晓明等(2006)、李金祥等(2008)、佘宏全等(2009)用SHRIMP U-Pb法测得的年龄误差范围一致(分别为127.8±2.6 Ma、121.6±1.9 Ma、120.9±2.4 Ma)，均解释为含矿岩浆的侵位时间。另外，佘宏全等对多不杂矿区6个含矿斑岩体内的辉钼矿样品进行测年，测得Re-Os等时线年龄为118.0±1.5 Ma，认为是多不杂的成矿年龄。高质量的年代学数据以及以往的研究成果表明多不杂斑岩铜矿区成矿岩浆的侵位年龄与成矿年龄重叠，说明成矿流体分异演化过程较短，成岩成矿几乎同时完成，这与多不杂矿区斑岩型矿床浅成产出的特点相吻合。从区域上看，从中-晚侏罗世班公湖—怒江洋盆消减闭合到晚侏罗世至早白垩世早期大规模的岛弧型岩浆成矿活动，两者滞后时间间隔在30～40 Ma之间。在班公湖—怒江洋消减闭合之后，快速的闭合俯冲导致板片下插较浅，含矿岩浆的生成源区也相应较浅，正是在这样的构造背景下，形成了多不杂斑岩铜矿床。本文获得的多不杂含矿斑岩侵位年龄也验证了班公湖—怒江铜矿带成岩过程发生在班公湖—怒江洋消减闭合之后，而成矿作用则与成岩作用具有同时性。

5 结论

(1)位于班公湖—怒江铜多金属成矿带西段的多不杂斑岩铜矿成矿岩体的岩石类型为花岗闪长斑岩，岩体形成于早白垩世(K1)，其LA-ICP-MS原位微区锆石U-Pb年龄为119.32±0.74～120.8±1.3 Ma，是班公湖—怒江带燕山晚期岩浆活动的产物。

(2)多不杂斑岩铜矿床是在班公湖—怒江洋消减闭合之后，而快速的平板俯冲导致板片下插较浅，岩浆源区浅侵位，成矿流体分异演化过程较短，成岩成矿作用同步形成的。