迤納廠礦床鋯石和黃銅礦稀土元素研究

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1、迤納廠礦床鋯石和黃銅礦稀土元素研究 本文結(jié)果不但有利于了解康滇地區(qū)鐵-銅礦床的形成時(shí)代和成因，有利于康滇地區(qū)的地層層序?qū)Ρ?，而且有利于揭示約1.7Ga的全球Columbia超大陸裂解事件(RogersandSantosh，2002;Zhaoetal．，2002)和成礦響應(yīng)事件之間的關(guān)系。 區(qū)域地質(zhì)背景 康滇地區(qū)位于揚(yáng)子地塊西緣，一般是指位于綠汁江斷裂與小江斷裂之間(圖1)。目前認(rèn)為該地區(qū)最老基底巖石是古元古代晚期-中元古代夾長英質(zhì)和鎂鐵質(zhì)火山巖的變質(zhì)沉積巖，它們分別被稱為大紅山群(GreentreeandLi，2008)、東川群(下昆陽群)(Zhaoetal．

2、，2010)和河口群等(何德鋒，2009)。大紅山群為一套變質(zhì)火山巖及沉積巖(吳懋德等，1990;Huetal．，1991)，產(chǎn)出大紅山鐵-銅礦床。大紅山變質(zhì)火山巖主要分布在曼崗河組，前人通過對大紅山群曼崗河組中火山巖的鋯石U-Pb定年分析得到了三組年齡數(shù)據(jù)，分別為1687±8Ma(吳孔文，2008)、1675±8Ma(GreentreeandLi，2008)、1659±16Ma(ZhaoandZhou，2011)。河口群也是一套夾變質(zhì)火山巖的變質(zhì)火山-沉積巖，主要分布于四川會理縣河口地區(qū)一帶。該地層中產(chǎn)出拉拉銅礦床，地層下部的變質(zhì)火山巖為(石英)角斑

3、巖，上部的變質(zhì)火山巖為細(xì)碧巖(何德鋒，2009;尹福光等，2011);拉拉礦區(qū)角斑巖的鋯石U-Pb年齡為1695±20Ma(何德鋒，2009)。 昆陽群分布于云南的中部和北部，被劃分為上、下兩個(gè)亞群(吳懋德等，1990;孫志明等，2009)，其中下昆陽群現(xiàn)在也被稱為東川群(Zhaoetal．，2010)。下昆陽群由因民組、落雪組、鵝頭廠組和綠汁江組構(gòu)成，上昆陽群由黃草嶺組(大營盤組)、黑山頭組、大龍口組和美黨組構(gòu)成(圖2)。因民組地層中火山巖由火山角礫巖、中-基性條帶狀鈉質(zhì)凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、細(xì)碧巖-角斑巖等在多個(gè)旋回中呈互層產(chǎn)出，凝灰?guī)r樣品的鋯石U-Pb年齡為1742

4、±13Ma(Zhaoetal．，2010)，而侵入因民組中輝長巖樣品的鋯石U-Pb年齡為1690±32Ma(Zhaoetal．，2010)，表明因民組形成年齡也在1.7Ga左右。落雪組為青灰、灰白、肉紅色厚層-塊狀含藻白云巖，夾硅質(zhì)白云巖和泥砂質(zhì)白云巖，白云巖的Pb-Pb等時(shí)線年齡為1716±56Ma(常向陽等，1997)。鵝頭廠組為一套黑色板巖夾凝灰質(zhì)火山巖的火山-沉積巖組合，凝灰質(zhì)火山巖的鋯石SHRIMP年齡為1503±17Ma(孫志明等，2009)。因此，下昆陽群可能形成于1.8～1.5Ga之間。上昆陽群黑山頭組中火山巖為細(xì)碧巖及變

5、質(zhì)基性熔巖，呈層狀產(chǎn)出，火山巖的鋯石SHRIMPU-Pb年齡為995±15Ma(Greentreeetal．，2006)和1032±9Ma(張傳恒等，2007)。美黨組中火山巖僅有少量凝灰質(zhì)板巖、凝灰?guī)r，呈夾層狀產(chǎn)出。可見，昆陽群形成時(shí)代在約1.8～1.0Ga之間。 礦床地質(zhì)特征和樣品描述 迤納廠Fe-Cu-REE礦床位于云南省武定縣。該礦床所處的大地構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子地塊西南緣，康滇地軸云南段中部(冉崇英，1989)。礦區(qū)處于核桃阱大尖山逆斷層西側(cè)、綠汁江斷裂東側(cè)，還分布其它不同規(guī)模的斷裂，構(gòu)造交錯(cuò)復(fù)雜(圖3)。該礦床的賦存地層為昆陽群迤納廠

6、組，主要是由炭質(zhì)板巖，泥質(zhì)白云巖和白云巖組成，然而目前迤納廠組在昆陽群中的層位還有爭議。地層中的凝灰?guī)r與火山角礫巖位于該含礦層的上部，其呈似層狀產(chǎn)出，與地層的產(chǎn)狀基本一致，總體上屬于迤納廠組中上部。凝灰?guī)r呈淺綠色，與火山角礫巖有明顯的邊界，凝灰?guī)r中未見明顯的角礫(圖4a)，鏡下可見基質(zhì)蝕變嚴(yán)重，多數(shù)長石都已蝕變，石英呈不規(guī)則粒狀分布，石英與蝕變的長石約占70%(圖4c)?；鹕浇堑[巖也呈淺綠色，從手標(biāo)本中可見火山噴發(fā)時(shí)從地層中帶上來的灰?guī)r和砂巖角礫，角礫大小不一，直徑從0.5～20cm，棱角不明顯(圖4b)。鏡下可見磨圓程度較好的地層角礫，基質(zhì)蝕變嚴(yán)重(圖4d)。 迤納廠礦床分為8個(gè)

7、礦段，東部有大寶山、辣椒礦、東部礦等3個(gè)礦段，西部有下獅子口、八層礦、東方紅、過水溝、撒卡拉等5個(gè)礦段，各礦段均賦存于迤納廠組。其中，東方紅礦段和大寶山礦段的規(guī)模相對較大，也是本文的主要研究區(qū)域。礦體與頂?shù)装鍑鷰r整合接觸，且與地層產(chǎn)狀基本一致。圍巖變質(zhì)比較強(qiáng)烈，主要為石榴石黑云母片巖和黑云母片巖。礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀產(chǎn)出，一般長400～700m，最長大于1000m，厚3.93～4.31m，寬200m。礦石以條帶狀、紋層狀和浸染狀構(gòu)造為主，除此之外還有塊狀構(gòu)造。礦石平均含銅0.85%～0.97%，含鐵高達(dá)41.93%～44.53%(楊耀民，2004)。在空間上，礦體的形成與三個(gè)火山噴發(fā)-沉

8、積旋回相關(guān)(楊耀民，2004)，浸染狀礦石位于條帶狀礦石的下方，表明浸染狀礦石形成要比條帶狀礦石早。而塊狀黃銅礦石往往呈脈狀穿插于條帶狀礦石中，因此，塊狀黃銅礦石應(yīng)是最晚形成。條帶一般寬幾毫米，一般不超過1cm，紋層只有1mm左右。礦石礦物組成比較復(fù)雜，主要有磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、菱鐵礦，而輝銅礦、輝鉬礦、方鉛礦、斑銅礦很少。塊狀黃銅礦往往呈脈狀穿插于磁鐵礦之中，表明黃銅礦的形成時(shí)間比磁鐵礦稍晚(圖5a，b);條帶狀、紋層狀礦石中黃銅礦、磁鐵礦以及方解石等?；赢a(chǎn)出(圖5c，d);浸染狀礦石中，磁鐵礦與黃銅礦顆粒緊密共生，反映了這類礦石中兩種礦物幾乎同時(shí)形成(圖5e)。該礦床礦石中的脈石礦物

9、主要為石英、方解石、螢石，其次為磷灰石、透閃石、透輝石和黑云母。其中，方解石和石英是最常見的脈石礦物，且方解石與磷灰石緊密共生(圖5f)。方解石脈主要有三種產(chǎn)狀。塊狀磁鐵礦礦石中的方解石呈白色(圖5g)，塊狀黃銅礦礦石中的方解石呈淺黃色(圖5h)，而圍巖中方解石呈乳黃色(圖5i)。 分析方法 本研究進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年的鋯石顆粒從迤納廠組中上部的凝灰?guī)r(DFH1101;N25°32 53.1″，E102°13 34.3″)和火山角礫巖(DFH1102;N25°32 53.1″，E1

10、02°13 34.3″)中分選出來。首先對樣品粗碎，再采用重選和磁選的方法從樣品中分選出鋯石顆粒，然后在雙目鏡下將具代表性的鋯石顆粒和鋯石標(biāo)樣一起黏貼在環(huán)氧樹脂表面，拋光后將待測鋯石做透射光、反射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)照相，以檢查鋯石的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。挑選出干凈、透明、無裂紋、沒有包裹體、較自形的鋯石進(jìn)行測定。鋯石U-Pb定年在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)中所用的準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)由德國哥廷根LamdaPhysik公司制造，型號為GeoLasPro。電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)由日本東京安捷倫公司制造，型號為Agilent7700x。實(shí)驗(yàn)中激光剝蝕系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光束能量密度為10J/cm2，束斑直徑為32μm，頻率為5Hz，共剝蝕40s，剝蝕氣溶膠由氦氣送入ICP-MS完成測試。測試過程中以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)，校正儀器質(zhì)量歧視與元素分餾;以標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1與Ple?ovice為盲樣，檢驗(yàn)U-Pb定年數(shù)據(jù)質(zhì)量;以NISTSRM610為外標(biāo)，以Si為內(nèi)標(biāo)，標(biāo)定鋯石中的Pb元素含量;以Zr為內(nèi)標(biāo)，標(biāo)定鋯石中其余微量元素含量(Liuetal．，2010a;Huetal．，2011)。原始的測試數(shù)據(jù)用ICPMSDataCal軟件進(jìn)行處理(Liuetal．，2010a，b)。