緬甸曼德勒道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

余紅平，石能學(xué)，李家昆，劉君，張穎

(云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650299)

緬甸曼德勒省央米丁縣道彎基鉛鋅礦位于央米丁縣城97°方向平距約22km處。大地構(gòu)造位置位于岡瓦納大陸，滇緬陸塊群，騰沖-德林達(dá)伊陸塊中部[1-2](也稱抹谷變質(zhì)帶[3][6])。礦區(qū)成礦帶屬緬甸中部鉛鋅銀銅成礦帶[7]。成礦發(fā)生在早侏羅世[4]。主要由板巖、片巖、大理巖、片麻巖和花崗質(zhì)侵入巖組成，早白堊世碰撞形成造山帶[1]，與其中酸性巖漿活動(dòng)相關(guān)的巖漿熱液成礦系統(tǒng)發(fā)育，是東南亞地區(qū)大陸碰撞成礦系統(tǒng)的代表[5]。

本文通過對(duì)道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖巖相學(xué)、主微量元素分析及SHRIMP鋯石U-Pb測(cè)年分析研究，了解花崗閃長(zhǎng)巖與鉛鋅礦成礦的關(guān)系，探討成礦年齡。通過與區(qū)域資料對(duì)比，確定西藏-騰沖巖漿巖帶向南延伸，為該地區(qū)找礦提供有益幫助和啟示。

1 地質(zhì)背景與礦床特征

礦區(qū)出露元古界下統(tǒng)(Pt1)板巖、硅質(zhì)板巖、片巖、片麻巖等。主構(gòu)造線呈北西-南東向(圖1)。主要侵入巖為似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。變質(zhì)作用表現(xiàn)為區(qū)域變質(zhì)作用。圍巖蝕變主要有硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化、褐(黃)鐵礦化。賦礦巖性為硅化板巖，賦礦構(gòu)造為層間裂隙或破碎帶，礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，礦體頂部為含炭泥質(zhì)硅質(zhì)板巖，底部為硅質(zhì)板巖，礦體厚10cm～50cm，品位Pb5.79ω%，Zn0.49ω%。頂部含炭泥質(zhì)板巖不具礦化，底部遠(yuǎn)離含炭泥質(zhì)板巖的硅質(zhì)板巖中礦化變?nèi)?。礦床屬受層間破碎帶及構(gòu)造裂隙控制的中-低溫?zé)嵋盒豌U礦床[9-11]。

圖1 道彎基鉛鋅礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

礦石具自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀、塊狀構(gòu)造。金屬礦物褐鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，脈石礦物主要為石英?；◢忛W長(zhǎng)巖體截?cái)嗔俗呦虮蔽鞯暮V層間破碎帶，巖體未見礦化現(xiàn)象，推測(cè)礦體形成時(shí)間早于巖體。

2 樣品描述與分析方法

2.1 樣品描述

采集樣品1件，位于道彎基鉛鋅礦主坑道旁地表露頭花崗閃長(zhǎng)巖體(圖1)。呈脈狀侵入于下元古界(Pt1)硅質(zhì)板巖中。塊狀構(gòu)造，似斑狀-基質(zhì)花崗結(jié)構(gòu)，由斑晶和基質(zhì)組成(圖2a)。斑晶為斜長(zhǎng)石(10%±)、角閃石(1%～2%)；基質(zhì)為斜長(zhǎng)石(60%～65%)、鉀長(zhǎng)石(5%～10%)、石英(20%～25%)、角閃石(1%～2%)、黑云母(少)，粒徑一般0.05mm～0.1mm，部分0.02mm～0.05mm，雜亂分布；副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石。巖石碎裂明顯，常見寬窄不一裂隙，寬一般0.01mm～0.05mm，少數(shù)0.05mm～0.1mm，個(gè)別達(dá)0.1mm～0.4mm，呈網(wǎng)狀分布。

圖2 花崗閃長(zhǎng)巖巖石標(biāo)本照片及顯微照片 (pl-斜長(zhǎng)石)

斑晶中斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，大小一般為0.3mm～1mm，部分1mm～2mm，個(gè)別達(dá)2mm～4mm，星散狀分布。內(nèi)可見聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶、肖鈉雙晶。可見環(huán)帶，屬韻律環(huán)帶，最多40環(huán)(圖2b)。斜長(zhǎng)石牌號(hào)An=27(核)An=25(邊)⊥(010)晶帶最大消光角法測(cè)定。角閃石呈半自形柱狀，大小一般為1mm～2mm，部分為0.3mm～1mm，星散狀分布。

基質(zhì)中斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，較大者內(nèi)可見聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，少見肖鈉雙晶。少見環(huán)帶，屬正環(huán)帶，最多5環(huán)。斜長(zhǎng)石牌號(hào)An=23⊥(010)晶帶最大消光角法測(cè)定。鉀長(zhǎng)石與石英文象交生，交生體大小一般0.03mm～0.1mm，部分0.1mm～0.2mm，少數(shù)為0.2mm～0.3mm，星散狀、填隙狀分布。局部略顯土化。鉀長(zhǎng)石種屬為正長(zhǎng)石。石英多呈它形粒狀、星散狀、填隙狀分布；少量與鉀長(zhǎng)石文象交生。角閃石呈半自形柱狀，部分界限模糊不清或消失。片狀黑云母被綠泥石及少量不透明礦物交代，呈假象產(chǎn)出。

2.2 分析方法

選擇花崗閃長(zhǎng)巖新鮮樣品粉碎至200目送云南黃金礦業(yè)集團(tuán)貴金屬檢測(cè)有限公司分析主量元素、微量元素和稀土元素含量。(1)試樣用硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸分解，趕盡高氯酸，用(1+1)HCL溶解后，制備成10ml分析溶液，ICP-AES法測(cè)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)試樣置于已灼燒至已恒重的瓷坩堝中，半開蓋子，放入不超過200℃的高溫爐中，升溫至900℃～950℃，保持1h，取出，加蓋，稍冷后放入硫酸干燥器中，冷卻30min，稱量；再灼燒至恒量為止測(cè)定LOI；(3)試料用碳酸鈉熔融，鹽酸浸取，蒸發(fā)至小體積，加聚環(huán)氧乙烷凝聚硅酸，過濾，灼燒，稱重，加氫氟酸、硫酸處理，使硅以四氟化硅形式除去，再灼燒稱重。處理前后質(zhì)量之差即為沉淀中的二氧化硅量。殘?jiān)媒沽蛩徕浫廴?，水提取并入二氧化硅濾液中，經(jīng)解聚后用鉬藍(lán)光度法測(cè)定濾液中殘余二氧化硅，兩者之和即為試料中二氧化硅量；(4)在有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下，試樣以鹽酸和氟化鈉在高溫電熱板上溶解。錐形瓶口塞以封閉漏斗，使與空氣隔絕。溶解完全后，加硼酸除去氟干擾。加入硫-磷混合酸和指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定FeO。ω(Fe2O3)=1.4297×[ω(TFe)-ω(FeO)×0.07773]；(5)試樣用偏硼酸鋰熔融，以熔融流動(dòng)狀態(tài)倒入稀酸，在超聲波水浴中快速溶解后，直接用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定Ta、Nb元素；(6)試樣用氫氟酸、硝酸、硫酸分解并趕盡硫酸，用王水溶解，(3+97)HNO3稀釋后，在等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)上測(cè)定Y、La、U、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 全巖地球化學(xué)

巖體主要巖石化學(xué)參數(shù)(表1)。SiO262.42%，Na2O+K2O5.21%，高M(jìn)gO(2.28%)、鋁飽和指數(shù)A/CNK<1，總堿度Na2O+K2O為5.21%，K2O/Na2O<1，相對(duì)富鈉貧鉀，A/NK>1，具準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖特征，SiO2-AR圖解落在鈣堿性區(qū)(圖3)。巖體富集大離子親石元素(Rb、Ba、U、Sr、K)和LREE，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb)和HREE。全巖地球化學(xué)特征(高Ba、Sr含量和K/Rb比值，低Rb、Y)與高Ba-Sr花崗巖相符。LREE/HREE、(La/Yb)N標(biāo)明輕重稀土間明顯分餾。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖及球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素蛛網(wǎng)圖中，不相容和輕稀土顯著富集，Rb、U、K、Nd顯示正異常，Rb、K正異常最明顯(圖4)。Ba、Nb、P、Ti相對(duì)虧損呈現(xiàn)低谷，可能巖漿上升時(shí)受地殼成分混入，經(jīng)流體交代富集輕稀土和大離子親石元素或地殼物質(zhì)經(jīng)脫水形成的流體在俯沖時(shí)混入的結(jié)果[23]。R1-R2圖解對(duì)花崗斑巖構(gòu)造判別(圖5)，樣品點(diǎn)分布落在碰撞前花崗巖區(qū)域。Rb-(Y+Nb)、Nb-Y圖解中樣品點(diǎn)主要落在火山弧區(qū)域(圖6)，靠近同碰撞及板內(nèi)，表明巖體形成于碰撞前大陸環(huán)境下。

表1 花崗閃長(zhǎng)巖主量(ωt%)、微量元素(×10-6)組成

圖3 左：巖體TAS 圖解(底圖據(jù)[21])，右：ANK-ACNK巖石系列分類圖解(底圖據(jù)[22])

圖4 左：微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(據(jù)[24])，右：稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖(據(jù)[25])

圖5 道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖R1-R2圖解(據(jù)[26])

圖6 花崗閃長(zhǎng)巖Rb-(Y+Nb)、Nb-Y構(gòu)造判別圖(圖據(jù)[24])

3.2 鋯石U-Pb年齡

樣品中鋯石為半透明、短柱狀自形晶體。長(zhǎng)100μm～240μm，寬60μm～100μm，長(zhǎng)寬比2∶1～3∶1。陰極發(fā)光圖像顯示具明顯韻律環(huán)帶巖漿巖鋯石特征(圖7)。10個(gè)鋯石SHRIMP U-Pb數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示其Th、U含量較高且具較大的變化范圍。Th含量(192～521)×10-6；U(309～510)×10-6；ω(232Th)/ω(238U)值0.44～1.19(表2)。10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)n(206Pb)/n(238U)加權(quán)平均年齡(134.1±1.5)Ma，平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)0.75(圖8)。將該年齡解釋為道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖的侵位年齡。

表2 花崗閃長(zhǎng)巖SHRIMP鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果

圖7 代表性鋯石顆粒陰極發(fā)光圖像

圖8 花崗閃長(zhǎng)巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布

4 討 論

4.1 形成時(shí)代

不同學(xué)者對(duì)該區(qū)域花崗質(zhì)巖體進(jìn)行了年代學(xué)研究(表3)。本次對(duì)道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖SHRIMP鋯石U-Pb測(cè)年分析獲得其侵位年齡為(134.1±1.5)Ma，與抹谷Yinmabin花崗閃長(zhǎng)巖體及Yinmabin西部閃長(zhǎng)巖的侵位年齡相近(128 ±1Ma[3]；131Ma～135Ma[5]；130.5±4.0[8])，代表早白堊世早期該區(qū)發(fā)生的一期巖漿活動(dòng)。該區(qū)域早白堊世-中新世早期主要有4期巖漿活動(dòng)：早期巖漿活動(dòng)時(shí)間135.83～118.4Ma(早白堊世)，主要為石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖等。第二期巖漿活動(dòng)時(shí)間71.8Ma(晚白堊世晚期)，為高K2O富Rb及Th花崗巖；第三期巖漿活動(dòng)48.0Ma(始新世早期)，粗粒、等粒至長(zhǎng)斑局部巨晶黑云母花崗巖。第四期巖漿活動(dòng)20.7Ma(中新世早期)，巖性為英安斑巖。

表3 區(qū)域巖體鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表

4.2 巖石成因

礦區(qū)巖性與Yinmabin花崗閃長(zhǎng)巖體及Payangazu雜巖中石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖類似，主量元素顯示富鈉(Na2O/K2O=1.41)，準(zhǔn)鋁(A/CNK=0.96)和鈣堿性地球化學(xué)特征。微量元素富集輕稀土(LREE)、大離子親石元素(Rb、K)和地球化學(xué)性質(zhì)活潑的不相容元素(U)，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb)。弱負(fù)Eu異常和低Sr含量可能是斜長(zhǎng)石分餾的結(jié)果。主微量元素地球化學(xué)特征均顯示靠近同碰撞及板內(nèi)火山弧巖漿巖地球化學(xué)屬性。Rb-(Y+Nb)、Nd-Y圖解中樣品點(diǎn)主要落在火山弧區(qū)域，說明其形成于碰撞前活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境。

道彎基鉛鋅礦巖體鋯石U-Pb年齡(134.1Ma)與西藏北部巖漿帶及騰沖某些侵入體年齡類似(表1)。表明騰沖-德林達(dá)伊陸塊(騰沖-毛淡棉陸塊，抹谷變質(zhì)帶)和拉薩地塊一樣，在早白堊世經(jīng)歷了一次廣泛的巖漿活動(dòng)[5]，這些侵入體被認(rèn)為與葡萄-密支那洋殼俯沖有關(guān)[8]，它們有相似的主微量元素地球化學(xué)特征，暗示騰沖-德林達(dá)伊陸塊早白堊世巖漿巖帶與西藏北部-騰沖巖漿巖帶形成環(huán)境相似，西藏北部-騰沖巖漿巖帶可能向南延伸。

5 結(jié) 論

(1)道彎基鉛鋅礦花崗閃長(zhǎng)巖脈侵位年齡(134.1±1.5)Ma，屬早白堊世。

(2)相似的主微量元素地球化學(xué)特征及相近的鋯石U-Pb年齡暗示騰沖-德林達(dá)伊陸塊早白堊世巖漿巖帶與西藏北部-騰沖巖漿巖帶形成環(huán)境相似，表明西藏北部-騰沖巖漿巖帶可能向南延伸。

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心、云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司勘查院及云南黃金礦業(yè)集團(tuán)貴金屬檢測(cè)有限公司為相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供了幫助，在此一并致謝。