贵州遵义下寒武统黑色岩系型Ni_Mo矿床Rb_Sr同位素测年与示踪研究

　卷(V o lum e )25,期(N um ber )1,总(To tal )99矿

物岩

石　

　页(Pages )62-66,2005,3,(M ar ,2005)

J M I N ERAL PETROL

贵州遵义下寒武统黑色岩系型N i ,M o 矿床

R b 2Sr 同位素测年与示踪研究

江永宏1,2,　李胜荣1

1.岩石圈构造与深部过程及探测技术教育部重点实验室,中国地质大学,北京　100083;

2.中国地质调查局发展研究中心网络室,国土资源部,北京　100011

【摘　要】　湘、黔地区张家界、遵义一带分布有黑色岩系型N i 2M o 2PGE 矿床,对R e 2O s 同位素研究发现张家界和遵义两地矿床虽相距400km ,但它们是同一期矿化作用的产物,其等时线年龄(542M a ±11M a )为金属矿物生成年龄,也为矿化年龄,接近前寒武纪和寒武纪的分界时限,而铷2锶测年一般被认为是反映后期构造热事件年龄,研究发现R b 2Sr 等时线年龄大约为277M a ±37M a ,相当于石炭与二叠界线年龄(290M a ),属于海西晚期。R b 2Sr 同位素体系与R e 2O s 同位素体系有显然不同的物质来源。R e ,O s 同位素显示它

们是同一期矿化作用的产物,而187O s 186O s =16.355

～96.664(平均62.081),不仅高于陨石和地幔的相应值,也高于海洋沉积物的比值,其下限值与地壳的均值较为接近,体现了

陆相壳源特征,显然黑色岩系的物质来源多样,不限于海水。87Sr 86Sr 为0.7120±

0.0020,明显高于玄武岩的值(0.704),而比陆源硅酸盐的值(0.720)偏低,表明为陆源物

质和深源物质的混合物,而且深源物质对87Sr 86Sr 的影响大于来自于岛弧间浅海陆棚地

区的陆源物质。因为后生期构造热变质事件与有机质的热解过程或热演化史相关,所以该过程应影响了成矿早期富集的PGE 元素在后生期,伴随着热变质事件而出现在富烃有机质流体中的活化、迁移以及再次富集。

【关键词】　贵州;遵义;下寒武统;黑色岩系型N i ,M o 矿床;同位素;测年;示踪中图分类号:P 597 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2005)01-0062-05

收稿日期:2004-09-09;　改回日期:2004-12-31

基金项目:国家自然科学基金(40073012);国家重点基础研究发展规划(G1998040800);国土资源大调查(199910200264,20001020223023,200313000068202)

作者简介:江永宏,男,32岁,博士(编辑),矿物学、岩石学、矿床学专业,研究方向:成矿矿物学1

在湘、黔地区张家界、遵义一带的下寒武统底部

的矿化黑色岩系,被认为是一重要的界线事件层,同时又被称为“多元素富集层”。围绕着与该“多元素富集层”相关的黑色岩系型富贵金属镍钼矿床的矿化物质来源、矿床成因模式、界线事件性质、生物矿化现象等已开展了很多研究工作。因为R e 是亲铁的分散元素并主要聚集于辉钼矿中,所以可通过R e 2

O s 同位素研究进行黑色岩系硫化物层的物质来源

判定。铼2锇测年法是依据187R e 通过Α2衰变为187O s 引起锇同位素异常了来计算地质体年龄的,是一种直接测定金属矿床年龄的较好办法。从理论上而言,铼2锇等时线法所测年龄直接为金属矿物生成年龄,

也为矿化年龄。李胜荣等将数据投绘在187O s 188O s 2187

R e 188

O s 图上,发现等时线年龄为542M a ±11

M a

[1～3]

。本区域黑色岩系实测等时线年龄值还有

541M a ±16M a ,其等时线年龄初始值分别为0.78±0.19[4],接近前寒武纪和寒武纪的分界时限544

M a [5,6]

。值得一提的是,在利用负热离子质谱(N T I M S )对贵州天鹅山和湖南大庸镍钼铂族元素

矿层进行R e 2O s 年龄测定[7]时,7个数据同样来自相距400余公里的遵义和大庸,没有获得拟合一致的参考等时线。因为铷2锶测年一般被认为是反映后

期构造热事件年龄[8,9],结合本区后生期构造热事件的特点,选择贵州遵义N i ,M o 矿床的黑色碳质页岩样品配合少量矿化外围样品进行铷2锶同位素测试研究。

1　矿床地质概况

在扬子地块的湘黔川鄂古坳陷区东南侧,江南古陆西缘和东部,扬子地块的滇东褶皱带,四川盆地边缘和昆仑2秦岭构造过渡带等,下寒武统黑色岩系发育,为含有机碳较高(一般为5%,高达20%)的硅、泥质岩石,是磷块岩矿床和镍、钼、钒、硒、R EE 、PGE 共生矿床成矿的有利沉积环境。

贵州镍钼矿区位于的黔北松林穹隆构造西北翼,翼部由下寒武统地层形成。松林穹隆处于N E 向延伸的松林2岩孔弧形构造的北段,区域上属上扬子陆块东部,黔中隆起东北侧的娄山褶皱带。在穹隆构造范围内主要出露地层有上震旦统灯影组白云岩(Z 2d n )和下寒武统(∈1)炭泥质碎屑沉积岩系。研究

的矿区位于遵义西20km ～25km ,东起米筛井,经

杉树村、南宫坝,转向NW 向延伸至山木垭,延伸长度达10km 。镍钼矿层即处于∈1n 底部的含磷铀2镍钼钒的炭泥质含矿岩系中,为典型的还原环境海相沉积物。矿区所处的穹状背斜南西翼地质构造简单,为一向南缓倾的单斜构造,地层倾角150～180,次级褶皱不发育,区内无其他更显著的控矿或严重破坏矿层的大型断裂。采样点选在中南村(图1)。 湘黔地区黑色岩系及其金属元素矿化经历了沉积期、成岩期、后生期和表生期等多期作用。其中,沉积期包括早期的粗粒硫化物阶段和晚期的细粒硫化物阶段;成岩期包括结核形成阶段和显微脉状硫化物方解石阶段;后生期主要有含碳沥青石英方解石阶段;表生期为金属氧化物形成阶段[10～12]。在贵州地区,早寒武世早期牛蹄塘组,与下伏震旦系灯影组块状白云岩呈假整合接触。其岩性从下而上的顺序为铁锰氧化物粘土岩→褐灰色含铀磷块岩夹透镜状白云岩→碳质粉砂质水云母粘土岩(通常称为页岩)夹透镜状磷块岩→镍钼硫化物矿层→碳质水云母粘土岩(又称含钼钒石煤层)→碳质水云母粘土岩及粉砂质粘土岩。

2　样品的采集、制备与分析

2.1　样品的采集

选取贵州遵义地区的中南村矿床的下寒武统牛

图1　贵州遵义中南村N i 2M o 多金属矿床区域地质略图

Q .第四系;P 2.上二叠统;O 12.中、

下奥陶统;∈2.中寒武统;∈1q .下寒武统清虚洞组;∈1m j .下寒武统明心寺金顶山组并层;∈1m .下寒武统金顶山组;∈1n .明心寺组;∈1j .下寒武统牛蹄塘组;Z 2d n .震旦系陡山沱组;Z 1n .震旦系南沱组;P t bn .下元古界板溪群

F ig .1　Si m p lified geo logical m ap show ing the locati on of N i 2M o depo sits in Zunyi

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6　第25卷　第1期江永宏等:贵州遵义下寒武统黑色岩系型N i ,M o 矿床R b 2Sr 同位素测年与示踪研究