Question

成矿年代学研究

Answer 1

前人对矿田内金矿床成矿时代进行了研究，王建平（1992）进行了蚀变岩全岩K-Ar同位素年龄测定，给出了121.71～100.02 Ma等6个结果，他认为成矿时限为121.71～117.74 Ma，周乃武（2000）对以往区内取得的地质体年龄进行研究认为本区金成矿主期为141.7～135.26 Ma；庞奖励（1999）对二道沟金矿蚀变矿物绢云母Ar-Ar定年，获得年龄为140±2.8 Ma，作为二道沟金矿成矿年龄，并认为二道沟金矿成矿与火山作用有关。以往年龄主要为蚀变矿物的K-Ar或Ar-Ar同位素年龄，其年龄误差很大，本次对金厂沟梁一采区与58号脉相互穿插的黑云粗安岩脉锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定，这样从它们相互穿插关系和精确年龄测定，可以更有效的限定金矿主期成矿年龄。本次我们也对东矿区六采区7中段17-2，18，20号脉上盘辉钼矿化石英脉以及片麻状二长花岗岩中的铜钼矿化进行了辉钼矿Re-Os同位素年代学研究，从而准确厘定确定区内金属矿化生成顺序，进一步探讨区内金属矿化的形成背景和过程。

一、黑云粗安斑岩LA-ICP-MS U-Pb年龄

为了准确的限定金矿成矿年龄，我们采集了与矿脉相互穿插的黑云粗安斑岩样品，样品采自金厂沟梁金矿区一采区十五中段（130 m）15-58穿掌子面的与58号脉相互穿插的黑云粗安斑岩（JCG581），锆石分选由廊坊科大矿物分选技术公司完成，阴极发光在中国地质科学院地质研究所电子探针仪上完成，LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成，具体分选和测试流程见第三章相关内容。

锆石样品多呈等轴状-短柱状，晶形较为完整，晶面比较干净，粒度中等，在50～240μm之间，多数为100 μm±，发育韵律环带结构，具有明显的岩浆锆石特点（图4-33）。对样品中的20粒锆石进行了LA-MC-ICP-MS铀-铅同位素测年，每粒锆石1个点，锆石中铀、钍含量变化较大，铀为（61～487.59）×10^-6，钍为（38.92～451.92）×10^-6，Th/U比值为0.57～1.66，均大于0.5，具有岩浆锆石的特点（表4-17），其中7，10，11，13，16，17，19，20号等8个测点，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值误差较大，其余的12个测点组成很好的一组年龄数据，其²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为131.7±1.1 Ma（MSWD＝1.9）（图4-26），代表黑云粗安斑岩的结晶年龄。

王建平（1992）给出的全岩K-Ar年龄为126.3 Ma，钾长石K-Ar年龄126±3 Ma，可能代表成岩后期的一次热事件，U-Pb同位素年龄为125.51 Ma，单颗粒锆石U-Pb年龄131.2 Ma也相对年轻，本次锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为131.7±1.1 Ma基本代表了黑云粗安斑岩的成岩年龄，从而为准确的限定成矿年代提供了依据。

二、早期辉钼矿化石英脉Re-Os测年

本次对东矿区六采区7中段17-2，18，20号矿脉中产出的辉钼矿化石英脉，采集了7件样品，在坑道中可见辉钼矿化石英脉局部发生了强烈变形，脉内小型褶曲发育，其中辉钼矿在石英脉中呈薄膜状、细粒状，细脉状沿裂隙面分布。辉钼矿单矿物挑选由廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成。辉钼矿样品的铼-锇同位素分析是国家地质实验室测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成的，详细的分析测试流程参照第三章相关内容。

辉钼矿的Re含量为45.43～146.3μg/g，¹⁸⁷Re含量为28.56～91.98μg/g，¹⁸⁷Os的含量为115.3～374.7 ng/g。成矿模式年龄为241.9±3.5 Ma～244.6±3.7 Ma（表4-18），模式年龄基本一致，其加权平均值为243.5±1.3 Ma，而且构成很好的等时线，等时线年龄为244.7±2.5 Ma（图4-27），说明本区在三叠纪早期有一期钼矿化，无独有偶，位于矿区西北部库里吐（萨力巴）钼矿的赋矿围岩鸡冠山岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为242.9±2 Ma～256.9±6.9 Ma，说明区域的钼矿化在本区也有显示。

表4-17 金厂沟梁黑云粗安斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果(JCG581)

测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所。

图4-26 金厂沟梁黑云粗安斑岩锆石锆石CL图像和²⁰⁶Pb/²³⁸U谐和年龄曲线（JCG581）

表4-18 内蒙古金厂沟梁矿区17～20号脉辉钼矿铼-锇同位素测定结果

三、对面沟铜钼矿化辉钼矿Re-Os测年

区内紧邻金矿区南部的产于片麻状花岗岩中的对面沟铜钼矿床，其矿化时代也一直受到关注，我们在金厂沟梁矿区二采区七中段穿脉CM703向南一直穿到片麻状二长花岗岩中的铜钼矿体内，在其中采集了含辉钼矿矿石样品5件，进行辉钼矿铼-锇同位素年龄测定。其中辉钼矿呈薄膜状、细粒状，细脉状沿片麻状二长花岗岩裂隙面分布，坑道内可见铜钼矿化与强烈的钾长石化相伴随，含矿的石英网脉-细脉穿插在片麻状二长花岗岩裂隙中，辉钼矿单矿物挑选由廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成。辉钼矿样品的铼-锇同位素分析是国家地质实验室测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成的，详细的分析测试流程参照第三章相关内容。

结果显示，辉钼矿的Re含量为208.1～225.7 μg/g，¹⁸⁷Re含量为130.8～141.8μg/g，¹⁸⁷Os的含量为285.5～307.4 ng/g。成矿模式年龄为129.9±2.0 Ma～132.9±2.3 Ma（表4-19），模式年龄基本一致，其加权平均值为131.45±0.93 Ma（MSWD＝1.2），等时线年龄为111±25 Ma（MSWD＝1.4）（图4-28），其加权平均年龄与黑云粗安斑岩的年龄131.7±1.1 Ma相近，说明本区对面沟铜钼矿化、金厂沟梁金矿化以及矿区内的黑云粗安斑岩基本上在同一个时间段相继成矿成岩。

图4-27 金厂沟梁东矿区7中段17～20号脉含辉钼矿石英脉辉钼矿Re-Os同位素等时线（A）和模式年龄加权平均值（B）

表4-19 金厂沟梁外围对面沟铜钼矿床辉钼矿铼-锇同位素测定结果

图4-28 金厂沟梁南对面沟铜钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素等时线（A）和模式年龄加权平均值（B）