Question

复杂的成矿演化历史

Answer 1

杨柳坪矿区目前获得的成矿年龄数据比较复杂，反映了其多期次、多阶段演化的特点。

从地质分析的角度，四川丹巴杨柳坪地区的铜镍铂族元素多金属矿床最可能是海西末期峨眉山玄武岩喷发以后的产物。但是，由于杨柳坪地区除了存在岩浆熔离浸染型矿石之外还存在热液型矿化（王登红等，2002），这两种类型的矿石是否都是海西末期形成的呢？这是一个关键问题，涉及到热液成矿作用发生在什么时代、与什么样的地质事件有关等一系列问题，因此有必要进行年代学的研究。为此，王登红等（2003）对杨柳坪矿区正子岩窝矿段和杨柳坪矿段不同地段热液型铜镍铂族元素矿石中的热液成因石英进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年代学研究。结果表明（图6-7），杨柳坪矿区不同地段热液矿石中石英的⁴⁰Ar/³⁹Ar法同位素坪年龄表现出非常复杂的现象，低温槽部位均只有一个或两个年龄数据，难以构成等时线，而且3个样品均未得到等时线年龄。但是，未得到等时线年龄并不意味着坪年龄没有意义，如果升温阶段的温度间距从每80℃或100℃升温一次加密到每20℃—次，则很可能会得到有意义的等时线。根据目前的资料，也不妨得到如下很有意义的信息：

图6-7 杨柳坪矿区热液型矿石中石英的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄谱图

（据王登红等，2003）

1）3个样品在高温阶段坪年龄谱图上均没有老于250Ma的年龄，而250Ma左右是形成峨眉山玄武岩的高峰期。因此，石英样品最早形成于二叠纪，与峨眉山玄武岩喷发期基本同时，意味着铜镍铂族元素矿床与峨眉地幔柱属于同时代地幔柱活动的产物。

2）3个样品在坪年龄谱图上记录了多次后期构造的热事件，包括印支期、燕山期和喜马拉雅期构造热事件的记录，表明该地区曾经遭受多次构造运动的影响。这一认识与已有的区域地质调查和研究成果是一致的，如四川地质矿产研究所在矿区进行1:5万区域地质调查时曾测得杨柳坪矿区大雪组含矿围岩的K-Ar年龄为62.3Ma，意味着喜马拉雅期构造热事件的叠加。

3）通过区域对比，杨柳坪地区的石英显然受到多次后期构造热事件的影响，而这些热事件在杨柳坪外围地区同样有记录（图6-7）。热事件的高峰期主要发生在100～120Ma的白垩纪、50～65Ma的新生代古新世和10～30Ma的新生代中新世。

4）目前得到的石英坪年龄还不足以揭示热液活动过程中PGE的行为，但可以说明矿石中的石英最早在二叠纪已经形成，后期又受到多次的叠加改造。在改造期间是否有新的成矿物质加入尚不清楚，而热液矿石是从基性－超基性岩体中经过多次热液的迁移而离开原来的位置、到围岩或构造有利部位重新定位的可能性也不能排除。

为了进一步查明杨柳坪地区的铜镍硫化物矿石是否也受到了类似的复杂的后期改造，本次研究尝试性地采用了直接测试矿石的Re、Os同位素组成、进而获得的Re-Os等时线年龄的方法，以了解矿石的形成时代及其形成后的演化历史。

表6-1 四川杨柳坪铜镍硫化物矿床中矿石的Re-Os同位素组成

图6-8 四川杨柳坪铜镍硫化物矿床铜镍矿石的Re-Os同位素等时线年龄

对杨柳坪矿区杨柳坪和正子岩窝矿段的块状矿石样品及从块状矿石中选取的黄铜矿单矿物进行了Re、Os同位素组成的测定，结果见表6-1和图6-8。从测试结果看，7个样品并不完全落在一条等时线上，尤其以正子岩窝的块状矿石偏移最大，另外6个样品勉强构成一条等时线，但其等时线年龄为160士18Ma。这一年龄显然不属于二叠纪，与峨眉地幔柱的活动时期不一致，而与区域上燕山期的岩浆活动和热穹窿构造的活动时间相一致。据四川地质矿产研究所的研究

李云泉，赖兴运，胡世华等，丹巴地区中深变质岩同位素年代及贵金属成矿条件，2000，丹巴西北部猛古岩体黑云母花岗岩形成于167Ma，丹巴梭坡变质岩带中蓝晶石石榴二云母片岩中黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为155.7Ma，斜长角闪岩中全岩＋矿物Rb-Sr等时线年龄为159.7Ma，索断桥变质岩带中石榴二云母片岩中黑云母的K-Ar年龄为158.4Ma，西河桥变质岩带石英片岩中黑云母的K-Ar年龄为158.1Ma。因此，由热液块状铜镍硫化物矿石记录的Re-Os同位素年龄实际上代表的可能是后期构造活动的时间，而不是其最初的成岩成矿时代。由于热穹窿构造的影响和流体的作用，同位素体系不可能很好地保持封闭状态，因此也得不到很好的等时线年龄数据。鉴于杨柳坪地区尚未见到中生代及以后的岩浆侵入岩，此处暂时将上述同位素年代学记录的后期改造事件归因于构造运动和变质作用（包括热变质）。是否存在隐伏的侵入岩，还有待于进一步的地质调查。

综上所述，杨柳坪矿区的穹状构造（穹窿状背斜）非单一构造运动的结果，实际上为多期构造演化的综合结果。早先，海西期裂谷运动形成的层间剥离构造控制了含矿岩体的侵位、规模及展布；后来，印支末期—燕山期、喜马拉雅期的构造成穹作用对含矿岩体产生叠加改造并使之暴露剥蚀于地表。中生代以来的构造成穹作用对早期侵位的基性－超基性含矿岩体主要为叠加破坏作用，并由于构造成穹的作用造成区内整体隆升，含矿超基性岩的暴露剥蚀。采自蚀变超基性岩蛇纹岩的全岩K-Ar年龄值为116～127Ma，可能代表构造成穹初期（燕山期）岩体变形变质的年龄信息（年龄偏年轻可能与更后期的再造作用有关），而采自超基性岩体围岩片理化黑云母角岩的黑云母K-Ar年龄值为62.8Ma左右，代表了喜马拉雅期构造热液活动的时间。因此，杨柳坪矿区的热液型矿石形成之后，热穹窿构造的活动并没有停止而是继续进行，一直延续到新生代。

晚期构造成穹事件对含矿岩体产生了叠加改造，尤其是在中生代—新生代的挤压造山作用下，通过挤压收缩而最终形成了丹巴地区的穹状构造体系。杨柳坪的穹窿背形就是在该时限内形成的，并也伴随有顺层剪切构造及韧脆性断裂的改造。顺层剪切作用对早期含矿岩体的叠加改造，主要表现为：①基性－超基性岩体与围岩接触带普遍发生劈理化，相对于岩体与围岩发生顺层错动，导致早期角岩化围岩片理化；②基性－超基性岩因顺层构造剪切而发生构造薄弱化及透镜化。据四川402地质队蒲登兴工程师介绍，含矿的超基性岩体及矿体沿走向及延深方向具透镜状变化、铂镍矿体具尖灭再现特征。这类似于云南白马寨。

因此，自下而上的热穹窿构造运动与水平方向应力作用为特征的中新生代龙门山造山运动的叠加，导致了杨柳坪矿区构造的复杂化，一方面通过挤压作用形成褶皱（其中的虚脱空间有利于热液流体的定位），另一方面则通过滑脱导致矿体“搬家”，“搬家”的结果也可以导致硫化物矿体呈“透镜状”尖灭再现或呈串珠状。这对于今后的找矿工作是有启发的，即需要特别注意沿着滑脱带寻找围岩之中的块状铜镍硫化物矿体。