中国地质GEOLOGY IN CHINA
第39卷第6期
2012年12月Vol．39，No．6Dec.，2012
钦—杭结合带不仅在华南大地构造格局中占有重要地位，同时也是中国重要的铜多金属成矿带[1]。粤西云开地区位于钦—杭成矿带南西段及其附近，是一个以元古宙混合岩、混合花岗岩为核心的古隆起，构造-岩浆活动强烈，成矿条件优越，具有众多的大型-超大型矿床，这些矿床矿化元素及类型多样[2]，成矿规律复杂。随着近几年矿工作的开展，区内呈现出中生代断陷盆地控矿特征，大部分矿床（点）集中发育白垩纪或白垩纪—新近纪盆地内及其边缘，表现出以盆地为中心形成一系列矿集区，包括阳春盆地[1]。阳春盆地是一个在印支期复向斜基础上发育而成的北东向的局部断陷盆地[3]，目前盆地周边已发现矿床（点）50余处，包括石菉大型铜矿床、芒鹅岭中型铁铜矿床、鹦鹉岭中型锡钨铜铅锌多金属矿床以及茶地中型铅锌矿床等，矿化元素为
Cu 、Fe 、Pb 、Zn 、W 、Sn 等[4]，矿床类型有斑岩型、矽卡
岩型、构造蚀变岩型、热液脉型等[2]。
石菉矿床位于阳春盆地的北西，地理坐标为东经：111°38′37″，北纬：22°10'22″，是一处老矿山，具有几
十年的开采历史，过去主要开采对象为氧化型铜矿体，原生矿体并不占主要部分。随着氧化型矿体的资源枯竭，原生矿体就成为危机矿山的接替资源。自广东有地质局在该区深部及周边开展矿工作以来，发现该矿区深部及外围具有很好的矿远景，现在的矿重点转移为矽卡岩型铜钼矿体，原生矿床平均品位：Cu ：0.91%，Mo ：0.21%，伴生组分Ag ：
12.52g/t ，TFe ：11.20%，S ：2.33%（原生铜矿-100m 标高以上探明金属量为3.7万t ）。尽管矿床的矿
勘查工作已取得重要进展，但矿区的地质工作程度较低。前人研究多集中于矿化相关花岗闪长岩地球化学特征[3,5]，涉及矿床特征的资料较少[6-8]。关于矿床的成岩成矿年代学研究，花岗闪长岩的年龄存在
126Ma(U-Pb)、99~101Ma （40Ar-39Ar ）[8]等3个数据，而成矿年龄数据为89Ma [9]，可见两者相差很大。鉴
粤西石菉铜钼矿床Re-Os 同位素年龄
及其地质意义
赵海杰1,2郑
伟3余长发3胡耀国4田
云5
（1.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054；2.中国地质科学院矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京100037；3.中国地质大学，北京100083；4.广东省地质调查院，广东广州510080；
5.广东省有金属地质局，广东广州510080）
提要：粤西阳春盆地石菉铜钼矿床发育有氧化型铜及矽卡岩型铜钼矿体，矽卡岩型矿体在成因上与石菉花岗闪长岩相关。本文通过对辉钼矿化石英脉中的辉钼矿进行Re-Os 同位素定年，结果显示，5件辉钼矿化石英脉获得较一致的模式年龄，介于（104±1.5）Ma~（104.6±1.5）Ma 之间，加权平均值为（104.34±0.66）Ma ，对应的等时线年龄为（104.1±
1.3）Ma ，略晚于成矿相关的花岗闪长岩的侵入年龄（107±0.72Ma ），表明成矿作用发生在早白垩世晚期。结合已有的
研究成果认为，石菉矽卡岩型铜钼矿床形成滞后于阳春盆地内侏罗纪铜铁矿床近50Ma ，是华南白垩纪大规模成矿作用的一部分，其与区内侏罗纪铜铁矿床形成不同的构造背景，石菉铜钼矿床形成于岩石圈伸展拉张的背景。关
键
词：辉钼矿；Re-Os 同位素定年；铜铁矿床；夕卡岩；石菉
中图分类号：P618.41；P618.65；P597
文献标志码：A
文章编号：1000-3657（2012）06-1604-10
收稿日期：2012-11-05；改回日期：2012-11-08
基金项目：国家重点科学基金项目（40930419）、国家重点基础研究发展计划973项目（2012CB416704）和中国地质调查局
项目（1212011120831）联合资助。作者简介：赵海杰，女，1982年生，博士，助理研究员，矿物学、岩石学、矿床学专业；E-mail ：zhaohaijie_610@163 。
第39卷第6期
于精确的成矿年龄数据是总结区域成矿规律及探讨地球动力学背景的必要条件，因此，本文在详细研究
矿床地质特征的基础上，利用Re-Os同位素厘定矿床成矿年龄，并初步探讨矿床形成的动力学背景。
1成矿地质背景
粤西阳春盆地位于吴川—四会深断裂中段的东南侧，大地构造位置处于东亚大陆新华夏系第二隆起带的西南端，面积约2028km2[3]。盆地内及其周边基底为寒武系浅变质复理石砂页岩，盖层为上古生界浅海相碎屑岩、砂页岩、碳酸盐岩和海陆交互相含煤地层。其中，中上泥盆统、石炭系和二叠系是盆地内出露的主要地层，最上部侏罗系碎屑岩零星分布。该盆地内及周边发育中生代大小岩体约30余个，岩性为中酸性-酸性，以及少量偏基性的二长岩。这些岩体多为铜、铁、铅锌、钨锡矿化的成矿母岩。蔡明海[2]将阳春盆地单独划分为新兴—阳春铜、铅锌、锡成矿带，属于桂东—粤西地区6个成矿带之一。成矿带内与成矿作用关系密切的岩体较集中地分布在盆地两侧边缘地带的吴川—四会断裂内，并受北西向、东西向构造带的复合部位控制，如石菉岩体沿北东向与北西向断裂及石菉—石根向斜轴的复合部位侵入。
20世纪80年代，前人对区内侵入岩做过大量的研究工作，并划分出两类花岗岩：一类是以黑云母花岗岩为主的壳源重熔型花岗岩，如鹦鹉岭黑云母花岗岩等；另一类是以花岗闪长岩或二长花岗岩为主的同熔型中酸性花岗岩和少量偏基性的二长岩，包括石菉花岗闪长岩，岗尾二长花岗岩、马山二长岩等。两类花岗岩具有不同的成矿专属性，前者伴有W-Sn矿化（“小南山-锡山型”），后者伴有Fe-Cu
图1广东阳春盆地地质矿产图（修改自广东阳春地区地质矿产图）
Fig.1Geological and mineral resources map of Yangchun basin
赵海杰等：粤西石菉铜钼矿床Re-Os 同位素年龄及其地质意义1605
中国地质2012年
矿化（“岗尾—石菉型”）[5，10-11]。
2矿床地质特征
石菉矿区出露的地层主要为石炭系与第四系（图2）。石炭系广泛出露于石菉岩体的东、南及西南面，为连续沉积的灰岩及砂页岩类，自下而上分别为下石炭统孟公坳组砂岩、页岩；石磴子组灰岩；测水组砂岩、页岩和角岩；梓门桥组和中石炭系黄龙组白云岩和灰岩等，岩层总厚度大于1614m。第四系为一套厚度几米到几十米的洪-残积沉积物，是矿床氧化型铜矿的主要赋矿层位。
矿区NE至NNE向压扭性断裂构造构成本区基本构造格架，规模较大，其次为具张扭性质NW-NWW向断裂组。两组构造的复合交汇部位是岩体的有利侵位空间。石菉—石根向斜是区内主要的褶皱构造，其轴向以NE-NEE为主，地层倾角一般为30°~50°，轴部为中石炭系黄龙组，两翼往外依次是下石炭系梓门桥组、测水组、石磴子组、孟公坳组[7]。
与成矿关系密切的是石菉花岗闪长岩，呈小岩株出露在矿区的中部和北部，平面上呈北东延伸，向
图2石菉铜钼矿床地质及典型剖面图
Fig.2Geological sketch map and typical sections of the Shilu Cu-Mo deposit 1606
海陆年龄多大第39卷第6期
南东突出的不规则状椭圆形，面积为4.7km2，侵入中—上石炭统白云岩及白云质灰岩（图2），剖面上岩体为近直立的筒状，与围岩层理接触角度大，局部岩体多呈舌状、枝状侵入围岩。石菉花岗闪长岩的主要矿物为钾长石（10%~15%）、斜长石（45%~55%）、石英（15%~25%）、普通角闪石（3%~10%）和黑云母（10% ~20%）。地球化学成分为：SiO2=62.72%，K2O=2.23%~ 2.99%，K2O/Na2O=0.7~0.9，属于酸性-偏中性的钙碱系列岩石[3]。
矿区内的铜钼矿体赋存于矽卡岩及邻近的矽卡岩化大理岩中，呈不规则带状环绕石菉岩体断续分布（图2）。根据地质报告记录，已探明的原生矿体共有115个，按形态特征及产出位置将矿体主要分为接触带矿体和界面矿体。其中，接触带矿体共86个，呈不规则板状、长条状、透镜状、囊状、不规则状产出。其中规模最大的为112号矿体，由多个矿体组成，环绕石菉山东西两侧分布，矿体平均厚度为33.71m，主要是铜矿石，局部为钼矿石及铜钼矿石，铜品位介于0.3%~1.3%，最高可达11.15%；钼多为0.01%~0.06%，个别可达0.178%，并伴有Ag、Au矿化。界面矿体包括21个，为层状、似层状、透镜状，为铜钼矿石。铜平均品位为0.95%，钼平均品位为0.1%，并伴生银。
矿床中金属矿物主要为黄铜矿和辉钼矿，相应的原生矿石主要有铜矿石、铜钼矿石及少量的铜铁矿石（图3-a、b、c、d）。按黄铜矿产出方式及矿物组
图3石菉矿床典型矿石及矽卡岩矿物组合
A—黄铜矿、磁铁矿交代石榴石辉石矽卡岩形成铜铁矿石；b—辉石矽卡岩中的浸染状黄铜矿化和细脉状辉钼矿；c—辉钼矿交代石榴石矽卡岩形成浸染状钼矿石；d—石榴石矽卡岩中的辉钼矿化石英脉，脉壁伴有绿帘石化；e—交代辉石和方解石的黄铜矿和辉钼矿集合体；f—磁铁矿颗粒间发育含银矿物；g—阳起石颗粒间发育磁铁矿；h—黄铜矿充填在自型的透辉石颗粒间；i—含少量石榴石颗粒的
辉石矽卡岩（钙铁辉石和透辉石）
Fig.3Photographs of typical ores and skarn mineral association
a-Chalcopyrite and magnetite replacing garnet pyroxene skarn,forming Cu-Fe ore;b-Chalcopyrite in dissemination and molybdenite in vein occurring in pyroxene skarn;c-Molybdenite replacing garnet skarn,forming disseminated Mo ores;d-Garnet skarn with molybdentie and epidotization in quartz vein;e-Chalcopyrite and molybdentie assemblages replaced by pyroxene and calcite;f-Ag-bearing minerals developed among magnetite;g-Actinolite replaced by magnetite;h-Chalcopyrite developed am
ong diopside grains;i-Pyroxene skarn with hedenbergite,diopside and minor garnet.Mag：Magnetite;Ccp:Chalcopyrite;Mo:Molybdenite;Grt:Garnet;Ep:Epidote;Qtz:Quartz;Cal:
Calcite;Act:Actinolite;Di:Diopside;Hd:Hedenbergite
赵海杰等：粤西石菉铜钼矿床Re-Os 同位素年龄及其地质意义1607
中国地质2012年
合主要可分为两类：一种为黄铜矿呈浸染状嵌布在矽卡岩中，常伴有浸染状或细脉状辉钼矿发育形成铜钼矿石（图3-b、c）；另一种黄铜矿产在石英脉中，呈团块状，基本无其他金属矿物相伴生。辉钼矿除了与黄铜矿产在矽卡岩矿石中外，在矽卡岩中的石英脉的两壁可见到呈脉状发育（图3-d）；此外，还可见到辉钼矿呈浸染状发育在矽卡岩中，交代矽卡岩矿物形成团块状钼矿石（图3-c），无其他金属矿物。矿床中金属矿物除了主要的黄铜矿和辉钼矿外，还可见到黄铁矿、磁铁矿、斑铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿，显微镜下可见到含银矿物充填磁铁矿颗粒间（图3-f）。脉石矿物主要为石榴子石、透辉石、钙铁辉石、方解石、阳起石、石英、白云石、绿帘石、绿泥石、透闪石等矿物（图3-g、h、i）。可见，石菉矿床的金属矿物和矽卡岩矿物比较发育，种类多样。
矿区主要的围岩为碳酸盐岩和砂页岩，石菉岩体的侵位导致两种岩性地层发生了强烈的变质重结晶作用，
分别形成矽卡岩和角岩。矿区围岩蚀变的种类繁多，常见的为矽卡岩化、硅化、蛇纹石化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化等。与大多数夕卡岩矿床成矿阶段一样，石菉矿床成矿作用可分为2期4个阶段，即矽卡岩期和热液硫化物期。其中，矽卡岩期包括早期无矿阶段和磁铁矿阶段，热液硫化物期包括石英多金属硫化物阶段和碳酸盐阶段。磁铁矿阶段和石英多金属硫化物阶段都存在黄铜矿和辉钼矿化，为成矿的主要阶段。
3辉钼矿样品及分析方法
本次用于Re-Os同位素分析的6件辉钼矿样品采自钻孔岩心及石菉露天采坑。样品采样位置及描述见表1和图2。其中，5件样品中辉钼矿发育在矽卡岩和结晶大理岩中的石英脉两侧，辉钼矿呈团块状和薄膜状细小鳞片状集合体分布。1件样品中辉钼矿呈浸染状产在石榴石矽卡岩中。样品经过样品经粉碎至60~80目，在双目镜下分选至纯度达99%以上，并用玛瑙钵研磨至200目，保证辉钼矿颗粒细小，单颗粒0.05~0.1mm，避免大颗粒辉钼矿中由于Re和Os的失偶而引起的测年误差[12-13]，单矿物的分选工作在廊坊科大地质服务有限公司完成。
辉钼矿样品的测试在国家地质实验中心Re-Os同位素实验室完成。分析方法和流程主要有样品的分解、Os的蒸馏分离、Re的萃取分离、质谱测定4个步骤，详细流程见有关文献[14-15]。测试中Re、Os 和187Os的空白水平分别为4.2×10-6，0.18×10-6和0.01×10-6，为了保证实验结果的可靠性，同时对实验
标准物质GBW04435(HLP)中的Re、Os进行了测定，测试结果见表2。辉钼矿的标准样品给出的模式年龄值为220.7Ma，较正后的值为221.4Ma。辉钼
表1辉钼矿样品描述
Table1Description of the molybdenite samples 1608