呷村VMS型矿床主要产于义敦岛弧造山带内,主要受控于俯冲造山期火山岛弧的形成演化过程,与酸性火山岩有密切的成因关系。前人根据义敦岛弧演化历史,推测呷村VMS型矿床形成于晚三叠世,但缺乏高精度的年龄数据。为了进一步确定呷村-有热矿区的成矿时代,以及探讨呷村-有热含矿层位是否可以对比,本次工作分别从呷村矿床西矿带、东矿带及上盘围岩,以及有热矿区的火山岩围岩中采集样品进行锆石测年实验。
5.4.1 采样位置和测试方法
本次工作采集的样品特征及其位置见表5.1。样品采集于坑道和钻孔,每样重3~5kg。野外采集上述岩矿石样品,送河北省廊坊市诚信地质服务有限公司进行常规重选和磁选,最后在双目镜下挑纯。
将选纯的锆石制成环氧树胶样品靶,然后进行阴极发光和背散射照相,在大量观察锆石显微结构的基础上,圈定待测锆石部位。
表5.1 样品采集位置
锆石U-Pb定年测试在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成,所用测试仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀系统所用斑束直径为30μm,频率为10Hz,能量密度约为2.5J/cm2,以He为载气。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采用单点剥蚀的方式。锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标,U-Th含量以锆石M127(U=923×10-6;Th=439×10-6;Th/U=0.475)(Nasdala et al.,2008)为外标进行校正。测试过程中在测定5~10个样品前后重复测定两个锆石GJ-1样品进行校正,并测量一个锆石Plesovice,观察仪器的状态和测试的重现性,锆石标准的重现性在1%(2σ)左右。数据处理采用ICPMSDataCal程序(Liu et al.,2008),测量过程中绝大多数分析点206Pb/204Pb>1000,故未进行普通铅校正。204Pb由离子计数器检测,204Pb含量异常高的分析点可能受到包裹体等普通铅的影响,对204Pb含量异常高的分析点在计算时剔除。表达式中所列单个数据点的误差均为1σ,加权平均年龄为95%的置信度,最终结果应用Isoplot程序完成年龄的计算和谐和图的绘制(Ludwig,2000),详细测试过程可参见侯可军等(2009)的文献。
5.4.2 测试过程及结果
锆石颗粒晶形多呈半自形—自形短柱状或长柱状,长80~200μm,宽50~80μm不等。在CL图像下大多锆石颗粒具有较清晰的振荡环带,并且颜色亮度程度不一,说明U、Th含量不同。由锆石测年数据可知,绝大多数锆石Th/U值>0.4,表明锆石为岩浆结晶所形成(吴元保等,2004)。
各样品分别选择环带结构清晰的约20个代表性颗粒进行U-Pb年龄测定,结果如表5.2所示。
样品GS-2的206Pb-238U加权平均年龄为224.7±3.9ma,MSWD值为0.057。样品GS-3的206Pb-238U加权平均年龄为224.7±5.8ma,MSWD值为4.1。样品GS-4的206Pb-238U加权平均年龄为221.8±3.6ma,MSWD值为6.4。GS-5的206Pb-238U加权平均年龄为218.2±2.8ma,MSWD值为2.9。样品GS-9的206Pb-238U加权平均年龄为222.5±2.1ma,MSWD值为1.5(图5.2)。
5.4.3 成矿时代
呷村矿床所采4个样品,其中GS-2为条纹条带状流纹质火山碎屑岩,位于呷村矿床西矿带下盘,处于第Ⅵ单元中,年龄为224.7±3.9ma。GS-3为流纹质火山碎屑岩,位于呷村矿床中矿带,处于第Ⅶ单元的顶部,年龄为224.7±5.8ma。GS-2和GS-3基本代表含矿流纹岩喷发活动的时间。GS-4为安山岩,GS-5为强劈理化流纹质凝灰岩,均处于第Ⅸ单元之外的东部,年龄分别为221.8±3.6ma和218.2±2.8ma,代表成矿之后另外一个火山喷发旋回开始的时间。
有热矿区仅采1个样品GS-9,位于第Ⅵ单元中,年龄为222.5±2.1ma,代表有热含矿火山岩的喷发时间。
由此可知,呷村矿床赋矿火山岩年龄为221.8~224.7ma,有热矿区火山岩年龄为222.5±2.1ma,两者在误差范围内基本一致,说明有热与呷村属于同一含矿层位。同时,该数据与前人所获得的Rb-Sr等时线年龄200.77~232.58ma基本吻合(谢华光等,1993),可以确定呷村-有热矿区成矿时代为晚三叠世。
图5.2 呷村-有热矿区含矿火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和图
表5.2 呷村-有人矿区火山岩锆石LA-MC-ICP-MS测年结果
续表
续表
续表
续表
续表