2. 西藏地勘局区域地质调查大队, 拉萨 851400;
3. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083
2. Regional Geological Surveying Party of the Tibet Bureau of Geology and Exploration, Lhasa 851400, China;
3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
0 前言
位于洛巴堆米拉山断裂和扎日南木错措麦断裂与纳木错嘉黎结合带之间的中冈底斯成矿带(即冈底斯弧背断隆带-中冈底斯地体)，是一个重要的斑岩-矽卡岩型和充填交代型Pb-Zn-Ag矿化集中区，是我国“十三·五”期间加大力度进行评价和研究的重点成矿区带之一。19992009年的国土资源大调查和2011年以来的全国找矿突破战略行动以及一些商业性勘查工作，在该成矿带内发现超大型铅锌银矿床1个，大型铅锌矿床12个，中型铅锌矿床5个。到2013年底，已提交(332+333+334)铅锌资源量1 100多万吨，银资源量8 800多 吨段志明,李光明,侯春秋，等.西藏铜铅锌国家级接替基地综合研究. 成都：中国地质调查局成都地质调查中心，2015.；区域上构成了亚贵拉洞中拉、拉屋昂张、蒙亚阿龙马拉、勒青拉新嘎果、斯弄多纳如松多、查个勒等多个大型铅锌多金属矿集区，为我国“十二·五”期间在青藏铁路沿线地区建设国家级铜铅锌勘查、开发后备基地奠定了坚实的基础。
近年来，一些研究者在中冈底斯成矿带东段的亚贵拉超大型Pb-Zn-Ag矿床中，获得含矿岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为68.6~65.8 Ma[1, 2]，辉钼矿Re-Os年龄为(65.0±1.9)Ma[2]；在中冈底斯成矿带中段的查个勒铅锌矿床中，获含矿岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别72.2~70.1 Ma和65.2~64.4 Ma，辉钼矿Re-Os年龄为(71.5±1.3)Ma[3]，指示中冈底斯成矿带存在与印度和欧亚大陆碰撞初期的强烈构造-岩浆活动有关的成矿作用。那么该时期的成矿作用是孤立的成矿事件还是具有区域上的延展性？在中冈底斯成矿带中段是否也存在主碰撞阶段的成矿？它们与东段的亚贵拉洞中拉铅锌矿集区之间的关系？目前均还没有明确的认识。本文通过中冈底斯成矿带中段查个勒铅锌矿床含矿斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和辉钼矿Re-Os定年，结合其含矿斑岩的主量和微量元素特征、Sr-Nd-Hf同位素组成及矿化特点，从中冈底斯成矿带中段与东矿段的构造背景与成矿作用、构造-岩浆活动与成矿时代来探讨它们的成矿内在联系，揭示冈底斯构造带在大陆聚合过程的关键地质事件对成矿作用的约束机制，为拓宽冈底斯成矿带地质矿产调查与评价提供新的约束。
1 区域地质背景与矿区地质特征位于班公湖怒江结合带与雅鲁藏布江结合带之间的冈底斯地体，被认为是班公湖怒江特提斯大洋向南、雅鲁藏布江新特提斯弧后洋盆向北俯冲及其碰撞作用的产物[4, 5, 6, 7]。以永珠纳木错嘉黎蛇绿混杂岩带(YNJMZ)、洛巴堆米拉山断裂(LMF)和扎日南木错措麦断裂(ZCF)为界，从北向南依次划分为北冈底斯(N.Gangdese)、中冈底斯(M.Gangdese)、冈底斯弧背断隆带(GBAFUB)和南冈底斯(S.Gangdese)[7, 8, 9, 10](图 1)。冈底斯成矿带(Ⅲ级成矿带)经历了特提斯演化、碰撞造山和高原隆升的全过程，不仅是一条规模宏大且经历过多次构造-岩浆活动叠加的复合火山-岩浆弧带[6, 8]，亦是一条具“世界级资源潜力”的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe-Pb-Zn-Ag多金属成矿带[11, 12, 13]；以洛巴堆米拉山断裂和永珠纳木错嘉黎蛇绿混杂岩带为界，进一步划分为南冈底斯成矿带(南冈底斯铜多金属成矿带)、中冈底斯成矿带(念青唐古拉铅锌银成矿带，冈底斯弧背断隆带-中冈底斯地体)和北冈底斯成矿带(Ⅳ级成矿带)。
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| 图 1 西藏冈底斯成矿带地质图及中冈底斯成矿带斑岩-矽卡岩铅锌多金属矿床分布图 Fig. 1 Geolgical sketch map of Gangdese metallogenic belt in Tibetan Plateau and simplified distribution map of skarn-porphyry lead-zinc polymetallic deposit in Middle-Gamg-dese metallogenic belt |
中冈底斯成矿带南部的冈底斯弧背断隆带主要由新元古代念青唐古拉群[14]、石炭纪二叠纪变沉积地层、白垩纪古近纪花岗岩以及少量的中新世花岗斑岩和三叠纪沉积层系组成，并沿洛巴堆米拉山断裂带向南逆冲到南冈底斯之上；带内发育一系列斑岩-矽卡岩型和充填交代型铅锌银多金属矿床、矽卡岩型铁矿以及少量的斑岩型铜钼矿床，构成了以斑岩-矽卡岩型和充填交代型为主的Pb-Zn-Ag多金属矿床富集区，代表性矿床有尼雄铁矿、恰功铁矿、查个勒铅锌矿、斯弄多铅锌矿、纳如松多铅锌矿、勒青拉铅锌矿、蒙亚阿铅锌矿、龙马拉铅锌银矿、洞中拉铅锌矿、洞中松多铅锌矿、亚贵拉铅锌银矿和沙让钼矿等[1, 2, 3, 15, 16, 17, 18]。
查个勒铅锌矿床位于中冈底斯成矿带中段南缘(图 1)，是近年来中冈底斯成矿带中段新发现的首个大型斑岩-矽卡岩型铅锌矿床。该矿床的发现使念青唐古拉铅锌成矿带向西延伸近400 km，显示了念青唐古拉成矿带为一条横贯东西长达1 000 km的巨型Pb-Zn多金属成矿带。矿区出露地层较为简单，除沟谷分布有第四系冲洪积与冰碛物外，主要为中二叠统下拉组二段(P2x2)变粗碎屑岩和三段(P2x3)变细碎屑岩夹碳酸盐岩，在矿区西南侧分布有林子宗群帕那组(E2p)流纹质及英安质熔结凝灰岩、凝灰岩夹英安岩；区内岩浆活动较为强烈，且明显受构造控制，呈串珠状分布于矿区北部、北东部以及南部，主要为酸性浅成侵入岩及少量的火山岩(图 2)。花岗斑岩是矿区内出露的主要岩石类型，呈岩株或岩脉产出，为浅灰灰白色微细粒斑状二长花岗斑岩，斑状结构，块状构造；斑晶主要由石英(10%~20%)、斜长石(5%~10%)、钾长石(5%~10%)和黑(白)云母( < 3%)等组成，石英呈浑圆状、熔蚀状的他形晶，长石和云母多呈板柱状与鳞片状的自形半自形晶；基质成分主要为微细粒长石及石英。岩石中局部见少量热液成因的黄铁矿。副矿物主要有磷灰石、锆石、榍石和铁钛氧化物等。
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| 1.中二叠统下拉组二段; 2.中二叠统下拉组三段; 3.始新统帕那组; 4.古新世花岗斑岩; 5.第四系; 6.矽卡岩化分布区; 7.花岗斑岩体及编号; 8.矿体编号及矿种; 9.冰川覆盖区; 10.见矿钻孔及编号; 11.未见矿钻孔及编号; 12.逆冲推覆断层; 13.地质界线; 14.角度不整合界线；15.水系; 16.公路; 17.构造地质剖面; 18.地层产状; 19.同位素样品(灰度为50%代表钻孔中样品); 20.文献[3]中的同位素样品(灰度为50%代表钻孔中样品)。据脚注①修改。 图 2 西藏昂仁县查个勒铅锌矿区地质矿产简图 Fig. 2 Geological sketch map of Chagele lead-zinc deposit in Angren County，Tibet |
查个勒铅锌矿区1∶5 000地质填图(图 2)、6个钻孔的岩心观察和1∶1 000构造地质剖面测量(图 3)表明，矿区花岗斑岩与矿体的形成关系密切。矿区目前共圈定不同规模的铅锌矿体或铜铅锌矿体13条，铜钼矿(化)体 1处。铅锌矿(化)体(Ⅷ号矿体)主要赋存于中二叠统下拉组三段石榴石矽卡岩化灰岩及其构造破碎带之中，少量(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号矿体)分布于侵入岩体与围岩的内接触带之中，呈脉状产出，近东西向、北西向、北东向和近南北向展布；单个的矿体厚1.0~30.0 m，地表延长50~800 m；主要矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等；在钻孔岩心和勘探线剖面上，铅锌矿化与选择性顺层交代的石榴石矽卡岩空间上密切相关，且铅锌矿化与矽卡岩化的强度呈正相关关系，矿体顶部和底部的矽卡岩化铅锌矿品位较低(2%~8%)，而中部矽卡岩化铅锌矿品位较高(10%~15%)，呈团块状、斑点状、细脉状和浸染状产出，具细粒结构和中粗粒结构，矿化不均匀，Pb+Zn品位为0.12%~12.11%；属典型的矽卡岩型铅锌矿床。铜钼矿(化)体产于矿区南部的Ⅻ号花岗斑岩之中，主要矿石矿物有辉钼矿、黄铜矿和孔雀石等，呈细脉或微脉浸染状产出，矿化不均匀，在花岗斑岩的石英脉和构造破碎带及其两侧相对较富，Cu品位为0.15%~1.67%，Mo品位为0.013%~0.041%；属典型的斑岩型铜钼矿床。目前查个勒铅锌矿床已控制(332＋333＋334) 铅锌资源量62.6万 t，达到大型矿床规模①
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| 1.中二叠统下拉组二段; 2.中二叠统下拉组三段; 3.古新世花岗斑岩; 4.断层编号; 5.钻孔及编号; 6.工业铅锌矿体; 7.低品位铅锌矿体; 8.糜棱岩化构造透镜体; 9.灰岩; 10.角岩化含炭钙质板岩; 11.变质石英砂岩; 12.花岗斑岩; 13.产状。 图 3 西藏昂仁县查个勒铅锌矿区A-A’剖面图 Fig. 3 Geological profile of Chagele lead-zinc deposit in Angren county, Tibet |
①陈富琦,郭琳,周相,等.西藏自治区昂仁县查个勒矿区铜铅锌矿详查报告. 拉萨：西藏地勘局区域地质调查大队，2010.。
2 采样位置及分析方法用于LA-ICP-MS锆石U-Pb定年(3件)和主量、微量元素及Sr-Nd-Hf同位素分析样品分别采自④号岩体、⑧号岩体地表和ZK0806钻孔孔深151.30~175.45 m(图 2)，岩性均为花岗斑岩；而文献[3]中的10CK-7样品采自④号岩体孔深221.00~221.50 m，10CK-2样品采自⑧号岩体地表(与C4TW样品南北相距50 m)。辉钼矿Re-Os定年7件样品采自矿区南部的斑岩型铜钼矿化体地表及钻孔中(文献[3]中的4件辉钼矿Re-Os定年样品均采自地表)，将野外采集的矿石样品在双目镜下挑选出辉钼矿单矿物，辉钼矿质纯、无氧化、无污染，纯度达98%以上。本文与文献[3]中的锆石U-Pb及辉钼矿Re-Os定年样品分属不同批次的测试数据。
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的样品，在河北省区域地质调查研究所实验室利用标准技术对锆石进行分选和制靶。CL图像在中国地质科学院国家地质实验室FEI Quanta 400 FEG扫描电子显微镜上完成。锆石U-Pb同位素、微量元素和原位Lu-Hf同位素，以及全岩Sr、Nd同位素和微量元素在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)分别利用LA-ICP-MS与Nu Plasma型MC-ICP-MS及MAT-261和Agilent 7500a ICP-MS分析完成。
锆石U-Pb同位素分析的激光剥蚀系统(LA)为GeoLas 2005，ICP-MS为Agilent 7500a；对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal[19, 20]完成，采用Andersen[21]方法(ComPbCorr#3-151)进行普通铅校正；详细的仪器操作条件和数据处理方法见文献[19, 20, 22]；锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3[23]完成；分析结果见表 1。辉钼矿Re-Os同位素年龄测试在中国地质科学院国家地质实验测试中心，利用电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICP-MS测定，Re-Os同位素分析的化学分离过程和分析方法见文献[24]。本次实验全流程空白水平Re：0.006 7 ng，普通Os：0.000 8 ng，187Os：0.000 0 ng；分析结果见表 2。锆石原位Lu-Hf同位素分析的激光剥蚀系统为配备有193 nm ArF准分子激光器的GeoLas 2005；在已测定过年龄的锆石颗粒上选择相同区域进行Hf同位素测试，激光束斑直径为44 μm，剥蚀频率为10 Hz，具体分析方法及仪器参数详见文献[25]；分析结果见表 3。全岩Sr、Nd同位素分析分析流程见文献[26]；分析结果见表 4。主量元素分析在成都地质矿产研究所采用XRF(Rigaku RIX 2100型)玻璃熔饼法完成，分析精度优于4%；微量元素分析详细的样品消解处理过程、分析精度和准确度同文献[27]；分析结果见表 5。
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| 样 号 | 样品质量/g | w(Re)/10 -6 | w( 普Os)/10 -6 | w( 187Re)/10 -6 | w( 187Os)/10 -6 | 模式年龄/Ma | |||||
| 测定值 | 1 σ | 测定值 | 1 σ | 测定值 | 1 σ | 测定值 | 1 σ | 测定值 | 1 σ | ||
| CGLMo1 | 0.102 16 | 3.366 | 0.027 | 0.010 3 | 0.005 2 | 2.116 | 0.017 | 2.164 | 0.020 | 61.37 | 0.90 |
| CGLMo2 | 0.101 18 | 5.213 | 0.038 | 0.001 3 | 0.004 5 | 3.277 | 0.024 | 3.395 | 0.031 | 62.15 | 0.88 |
| CGLMo3 | 0.100 11 | 1.391 | 0.012 | 0.001 3 | 0.003 0 | 0.874 | 0.008 | 0.901 | 0.008 | 61.84 | 0.90 |
| CGLMo4 | 0.100 56 | 0.792 | 0.007 | 0.007 3 | 0.001 5 | 0.498 | 0.004 | 0.520 | 0.004 | 62.63 | 0.91 |
| CGLMo5 | 0.101 88 | 1.636 | 0.016 | 0.008 7 | 0.004 4 | 1.028 | 0.010 | 1.054 | 0.010 | 61.54 | 0.95 |
| CK1-131 | 0.004 95 | 15.860 | 0.140 | 0.179 4 | 0.110 1 | 9.971 | 0.085 | 10.870 | 0.100 | 65.42 | 0.96 |
| CK1-114 | 0.009 08 | 13.170 | 0.110 | 0.190 2 | 0.030 3 | 8.278 | 0.067 | 8.445 | 0.070 | 61.20 | 0.87 |
| 测 点 | 年龄/Ma | 176Hf/ 177Hf | 176Lu/ 177Hf | 176Yb/ 177Hf | ±2 σ | ε Hf(0) | ε Hf( t) | T DM1/Ma | T C <</sub>sub>DM/Ma | f Lu/Hf |
| C4TW-01 | 62 | 0.282 617 | 0.000 775 | 0.026 104 | 0.000 007 | -5.49 | -4.16 | 894 | 1 254 | -0.98 |
| C4TW-02 | 63 | 0.282 641 | 0.001 687 | 0.057 854 | 0.000 008 | -4.64 | -3.33 | 881 | 1 207 | -0.95 |
| C4TW-03 | 61 | 0.282 634 | 0.001 122 | 0.037 109 | 0.000 007 | -4.86 | -3.57 | 877 | 1 220 | -0.97 |
| C4TW-04 | 61 | 0.282 716 | 0.001 485 | 0.051 500 | 0.000 008 | -1.97 | -2.02 | 821 | 1 133 | -0.96 |
| C4TW-05 | 63 | 0.282 679 | 0.001 436 | 0.048 086 | 0.000 006 | -3.30 | -3.56 | 871 | 1 222 | -0.98 |
| C4TW-06 | 63 | 0.282 633 | 0.000 773 | 0.025 387 | 0.000 007 | -4.91 | -2.71 | 839 | 1 174 | -0.97 |
| C4TW-07 | 67 | 0.282 659 | 0.001 152 | 0.039 289 | 0.000 008 | -4.01 | -2.59 | 844 | 1 172 | -0.97 |
| C4TW-08 | 62 | 0.282 687 | 0.001 357 | 0.045 341 | 0.000 010 | -3.00 | -1.70 | 808 | 1 116 | -0.96 |
| C4TW-09 | 69 | 0.282 654 | 0.000 818 | 0.027 552 | 0.000 006 | -4.16 | -2.68 | 842 | 1 181 | -0.98 |
| C4TW-10 | 60 | 0.282 655 | 0.000 940 | 0.032 290 | 0.000 006 | -4.15 | -2.87 | 844 | 1 180 | -0.97 |
| C4TW-11 | 63 | 0.282 699 | 0.001 297 | 0.046 899 | 0.000 007 | -2.60 | -1.27 | 790 | 1 093 | -0.96 |
| C4TW-12 | 65 | 0.282 664 | 0.000 806 | 0.028 025 | 0.000 009 | -3.82 | -2.43 | 829 | 1 162 | -0.98 |
| C4TW-13 | 63 | 0.282 681 | 0.000 980 | 0.033 207 | 0.000 007 | -3.20 | -1.86 | 808 | 1 127 | -0.97 |
| C4TW-14 | 64 | 0.282 645 | 0.001 109 | 0.039 943 | 0.000 015 | -4.48 | -3.12 | 862 | 1 198 | -0.97 |
| C4TW-15 | 62 | 0.282 676 | 0.001 140 | 0.039 802 | 0.000 008 | -3.40 | -2.09 | 819 | 1 138 | -0.97 |
| C4TW-16 | 62 | 0.282 640 | 0.000 907 | 0.033 677 | 0.000 005 | -4.66 | -3.34 | 864 | 1 208 | -0.97 |
| C4TW-17 | 65 | 0.282 645 | 0.001 251 | 0.047 874 | 0.000 007 | -4.49 | -3.12 | 865 | 1 199 | -0.96 |
| C8TW-01 | 64 | 0.282 695 | 0.001 008 | 0.034 578 | 0.000 008 | -2.71 | -1.35 | 789 | 1 100 | -0.97 |
| C8TW-02 | 62 | 0.282 636 | 0.001 081 | 0.033 135 | 0.000 010 | -4.82 | -3.50 | 874 | 1 217 | -0.97 |
| C8TW-03 | 66 | 0.282 682 | 0.001 283 | 0.044 156 | 0.000 011 | -3.17 | -1.78 | 813 | 1 125 | -0.96 |
| C8TW-04 | 64 | 0.282 683 | 0.001 102 | 0.039 106 | 0.000 007 | -3.15 | -1.79 | 808 | 1 124 | -0.97 |
| C8TW-05 | 65 | 0.282 664 | 0.001 115 | 0.038 782 | 0.000 009 | -3.82 | -2.44 | 835 | 1 162 | -0.97 |
| C8TW-06 | 63 | 0.282 655 | 0.000 894 | 0.032 010 | 0.000 009 | -4.14 | -2.79 | 843 | 1 179 | -0.97 |
| C8TW-07 | 67 | 0.282 691 | 0.001 578 | 0.056 872 | 0.000 010 | -2.88 | -1.48 | 807 | 1 109 | -0.95 |
| C8TW-08 | 63 | 0.282 690 | 0.001 793 | 0.066 284 | 0.000 009 | -2.91 | -1.61 | 814 | 1 111 | -0.95 |
| C8TW-09 | 63 | 0.282 676 | 0.002 702 | 0.102 399 | 0.000 008 | -3.38 | -2.11 | 854 | 1 137 | -0.92 |
| C8TW-10 | 64 | 0.282 666 | 0.001 012 | 0.036 972 | 0.000 008 | -3.76 | -2.40 | 831 | 1 159 | -0.97 |
| C8TW-11 | 64 | 0.282 669 | 0.001 298 | 0.048 699 | 0.000 007 | -3.66 | -2.31 | 833 | 1 153 | -0.96 |
| C8TW-12 | 66 | 0.282 667 | 0.001 017 | 0.037 565 | 0.000 007 | -3.70 | -2.30 | 828 | 1 155 | -0.97 |
| CK6TW-01 | 66 | 0.282 668 | 0.001 027 | 0.034 090 | 0.000 008 | -3.67 | -2.27 | 827 | 1 153 | -0.97 |
| CK6TW-02 | 61 | 0.282 681 | 0.001 177 | 0.039 158 | 0.000 009 | -3.21 | -1.92 | 812 | 1 128 | -0.96 |
| CK6TW-03 | 62 | 0.282 661 | 0.001 110 | 0.037 369 | 0.000 008 | -3.92 | -2.61 | 839 | 1 167 | -0.97 |
| CK6TW-04 | 62 | 0.282 671 | 0.000 934 | 0.031 681 | 0.000 007 | -3.57 | -2.25 | 821 | 1 148 | -0.97 |
| CK6TW-05 | 63 | 0.282 682 | 0.001 964 | 0.071 232 | 0.000 010 | -3.18 | -1.88 | 828 | 1 126 | -0.94 |
| CK6TW-06 | 62 | 0.282 677 | 0.000 974 | 0.032 881 | 0.000 009 | -3.35 | -2.03 | 813 | 1 135 | -0.97 |
| CK6TW-07 | 62 | 0.282 652 | 0.000 961 | 0.034 081 | 0.000 007 | -4.25 | -2.93 | 849 | 1 185 | -0.97 |
| CK6TW-08 | 58 | 0.282 674 | 0.000 804 | 0.028 931 | 0.000 009 | -3.47 | -2.23 | 815 | 1 142 | -0.98 |
| CK6TW-09 | 57 | 0.282 671 | 0.000 841 | 0.030 336 | 0.000 008 | -3.58 | -2.36 | 820 | 1 148 | -0.97 |
| CK6TW-10 | 61 | 0.282 674 | 0.000 978 | 0.036 223 | 0.000 009 | -3.48 | -2.18 | 819 | 1 143 | -0.97 |
| CK6TW-11 | 68 | 0.282 638 | 0.000 775 | 0.028 191 | 0.000 009 | -4.73 | -3.27 | 864 | 1 212 | -0.98 |
| CK6TW-12 | 63 | 0.282 657 | 0.000 736 | 0.026 496 | 0.000 009 | -4.08 | -2.73 | 837 | 1 176 | -0.98 |
| CK6TW-13 | 65 | 0.282 628 | 0.001 354 | 0.051 563 | 0.000 013 | -5.11 | -3.74 | 892 | 1 233 | -0.96 |
| CK6TW-14 | 63 | 0.282 686 | 0.001 405 | 0.051 046 | 0.000 008 | -3.03 | -1.71 | 810 | 1 118 | -0.96 |
| CK6TW-15 | 68 | 0.282 533 | 0.001 182 | 0.042 446 | 0.000 017 | -8.46 | -7.02 | 1 022 | 1 419 | -0.96 |
| CK6TW-16 | 67 | 0.282 627 | 0.000 656 | 0.022 448 | 0.000 008 | -5.12 | -3.68 | 877 | 1 234 | -0.98 |
| CK6TW-17 | 68 | 0.282 664 | 0.001 629 | 0.060 766 | 0.000 009 | -3.82 | -2.41 | 847 | 1 162 | -0.95 |
| 样 号 | 87Rb/ 86Sr | 87Sr/ 86Sr±2 σ | ( 87Sr/ 86Sr) i | 147Sm/ 144Nd | 143Nd/ 144Nd±2 σ | ( 143Nd/ 144Nd) i | ε Nd( t) | T DM1/Ga | T DM2/Ga |
| C4-01 | 1.363 078 | 0.718 525±5 | 0.717 307 | 0.127 576 | 0.512 296±4 | 0.512 244 | -6.12 | 1.51 | 1.52 |
| C4-02 | 7.699 652 | 0.720 195±4 | 0.713 315 | 0.130 419 | 0.512 294±4 | 0.512 240 | -6.18 | 1.57 | 1.53 |
| C4-03 | 7.400 642 | 0.721 698±6 | 0.715 085 | 0.127 562 | 0.512 269±4 | 0.512 217 | -6.64 | 1.56 | 1.57 |
| C4-04 | 7.157 463 | 0.722 502±4 | 0.716 106 | 0.129 808 | 0.512 295±5 | 0.512 242 | -6.15 | 1.55 | 1.53 |
| C4-05 | 7.411 361 | 0.722 419±6 | 0.715 796 | 0.128 606 | 0.512 295±5 | 0.512 242 | -6.15 | 1.53 | 1.53 |
| C4-06 | 7.092 604 | 0.722 650±6 | 0.716 312 | 0.134 316 | 0.512 282±15 | 0.512 227 | -6.44 | 1.67 | 1.57 |
| C8-01 | 8.404 162 | 0.719 526±7 | 0.711 813 | 0.133 257 | 0.512 280±7 | 0.512 224 | -6.46 | 1.65 | 1.57 |
| C8-02 | 14.971 539 | 0.726 233±5 | 0.712 493 | 0.125 447 | 0.512 278±7 | 0.512 225 | -6.44 | 1.51 | 1.54 |
| C8-03 | 10.975 154 | 0.722 635±6 | 0.712 563 | 0.131 579 | 0.512 282±15 | 0.512 226 | -6.41 | 1.61 | 1.56 |
| C8-04 | 5.011 415 | 0.717 606±6 | 0.713 007 | 0.128 739 | 0.512 278±8 | 0.512 224 | -6.46 | 1.57 | 1.56 |
| C8-05 | 9.173 159 | 0.720 855±6 | 0.712 436 | 0.129 336 | 0.512 313±10 | 0.512 258 | -5.79 | 1.51 | 1.50 |
| C8-06 | 7.495 109 | 0.719 826±6 | 0.712 947 | 0.132 809 | 0.512 299±8 | 0.512 243 | -6.09 | 1.60 | 1.53 |
| CK6-1 | 2.441 431 | 0.717 664±4 | 0.715 465 | 0.137 265 | 0.512 292±2 | 0.512 235 | -6.27 | 1.71 | 1.57 |
| CK6-2 | 7.090 732 | 0.719 977±6 | 0.713 590 | 0.138 182 | 0.512 290±16 | 0.512 233 | -6.32 | 1.74 | 1.57 |
| CK6-3 | 9.494 662 | 0.722 968±4 | 0.714 416 | 0.130 972 | 0.512 277±8 | 0.512 223 | -6.51 | 1.61 | 1.57 |
| CK6-4 | 6.593 973 | 0.719 184±6 | 0.713 245 | 0.131 565 | 0.512 299±9 | 0.512 244 | -6.09 | 1.58 | 1.53 |
| CK6-5 | 3.714 122 | 0.717 245±4 | 0.713 900 | 0.134 509 | 0.512 286±7 | 0.512 230 | -6.36 | 1.66 | 1.56 |
| CK6-6 | 6.396 507 | 0.718 699±5 | 0.712 938 | 0.131 212 | 0.512 277±9 | 0.512 223 | -6.51 | 1.61 | 1.57 |
3件花岗斑岩样品的锆石粒度为100~300 μm，大多数锆石为柱状自形晶(长/宽为2~4)，锆石的CL阴极发光照片(图 4)揭示大部分锆石具有清晰的岩浆振荡环带，为典型的岩浆锆石。但锆石形态异常复杂，主要有以下几种形态：①具有较好振荡环带的短柱状锆石，如C4TW-17、C8TW-01、CK6TW-03；②具有平行生长带的长柱状锆石，如C4TW-04、C8TW-15、CK6TW-11；③核部生长带模糊的锆石，如C4TW-14、C8TW-10；④含边界尖锐锆石核的复杂锆石，锆石核具有清楚的振荡环带，如C4TW-15、C8TW-05、CK6TW-04；⑤其他具有复杂结构的锆石，如C4TW-03、CK6TW-16。对这3件样品不同结构的锆石都进行了测定。
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| 虚线圆圈为Hf同位素点位。 图 4 查个勒含矿斑岩代表性锆石CL图像 Fig. 4 CL images zircons of ore-bearing rocks in Chagele deposit |
C4TW样品20个测点均为自形程度高、显示结晶环带的锆石，其U、Th质量分数分别为172×10-6~559×10-6、93×10-6~410×10-6，Th/U均较高，为0.46~1.02(表 1)，显示测定的锆石为岩浆成因[28]。20个锆石分析点的206Pb/238U年龄为60~69 Ma(表 1)，在一致曲线图中，数据点成群分布(图 5a)，其206Pb/238U加权平均年龄为(62.9±1.0)Ma(MSWD=2.0)。
C8TW样品共分析了15个测点，其U、Th质量分数分别为117×10-6~1 497×10-6、165×10-6~1 101×10-6，Th/U均较高，为0.39~1.13(表 1)，也显示测定的锆石为岩浆成因；15个锆石分析点的206Pb/238U年龄为62~69 Ma(表 1)，在一致曲线图中，数据点成群分布(图 5b)，其206Pb/238U加权平均年龄为(64.6±1.2)Ma(MSWD=3.1)。
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| a、b、c为LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和图; d为辉钼矿Re-Os等时线年龄。 图 5 查个勒含矿斑岩锆石U-Pb年龄谐和图与辉钼矿Re-Os等时线年龄 Fig. 5 U-Pb concordia diagram of zircons from ore-bearing rocks in Chagele deposit and Re-Os isochron diagram of molybdenites from Chagele deposit, Tibet |
CK6TW样品21个测点的年龄结果与CL图像反映的图像信息一致，其U、Th质量分数分别为172×10-6~492×10-6、107×10-6~349×10-6，Th/U均较高，为0.53~1.11(表 1)，也显示测定的锆石为岩浆成因；21个锆石分析点的206Pb/238U年龄为57~68 Ma(表 1)，在一致曲线图中，数据点成群分布(图 5c)，其206Pb/238U加权平均年龄为(63.4±1.3)Ma(MSWD=3.7)。
从查个勒3件花岗斑岩的测试结果，以及其相关的岩相学、复杂的锆石形态和Th/U值，确认中冈底斯成矿带存在主碰撞期的构造岩浆事件，本文将64.6~62.9 Ma解释为花岗斑岩的结晶年龄，代表花岗斑岩的岩浆结晶时代。
3.1.2 辉钼矿Re-Os年龄从表 2 来看，7件辉钼矿的187Re 质量分数为0.498×10-6~9.971×10-6，187Os质量分数为0.520×10-6~10.870×10-6，总体上187Re与187Os质量分数比较协调。辉钼矿Re-Os 模式年龄集中于61.20~65.42 Ma(1σ误差)，加权平均年龄为(62.3±1.4)Ma(MSWD = 2.4)(图 5d)，此年龄代表了该矿床的成矿时代。
3.2 岩石地球化学特征岩石化学分析数据(表 5)表明，查个勒含矿斑岩以富硅(75.11%~79.96%)、富钾(K2O/Na2O=1.83~2.87)，贫钛(0.066%~0.100%)、贫磷(0.013%~0.019%)为特征，主体属于高钾钙碱性系列岩石(图 6a)。铝饱和指数A/CNK为1.12~1.60，CIPW标准矿物中皆出现了刚玉分子(1.36%~4.47%)，无透辉石，属于过铝质岩石(图 6b)。样品的SiO2与MgO、CaO、Fe2O3、TiO2、P2O5呈负相关。
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查个勒含矿斑岩以富集轻稀土元素(LREE/HREE=5.21~5.92)、轻重稀土分异较大(∑Ce/∑Y =1.86~2.15)为特征。 Eu为0.21~0.33，铕具有不同程度的负异常，暗示岩浆源区有不同数量的斜长石残留。在稀土元素配分曲线(图 7a)中所有样品曲线近乎一致，富集轻稀土元素，并与上地壳曲线近似平行。样品富集大离子亲石元素(Rb、Th、U)、亏损高场强元素(Nb、Zr)，同时相对于Rb和Th亏损Ba，并具有明显的Sr负异常(图 7b)。
本文对查个勒3个测年样品中的锆石进行了Hf同位素分析，全部是在定年的点位进行。C4TW样品17颗锆石的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf值范围分别为0.025 387~0.057 854和0.000 773~0.001 687(表 3)；C8TW样品12颗锆石的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf的值范围分别为0.032 010~0.102 399和0.000 894~0.002 702(表 3)；CK6TW样品17颗锆石的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf的值范围分别为0.022 448~0.071 232和0.000 656~0.001 964(表 3)。其176Lu/177Hf值非常接近或小于0.002，表明这些锆石在形成以后，基本没有明显的放射成因Hf的积累，所测定的176Hf/177Hf值基本可以代表其形成锆石时体系的Hf同位素组成[33]。从分析的结果(表 3)看，3件花岗斑岩年龄具有相似的εHf(t)和Hf同位素地壳模式年龄，其中：C4TW样品~62.9 Ma年龄段二者的值分别为-4.16~-1.27、1 093~1 254 Ma；C8TW样品~64.6 Ma年龄段分别为-3.50~-1.35、1 100~1 217 Ma；CK6TW样品~63.4 Ma年龄段分别为-7.02~-1.71、1 118~1 419 Ma。这说明其构造岩浆事件的源区是一致的。从图 8a还可以看出，查个勒含矿斑岩具有比南冈底斯成矿带含矿岩体、林子宗群火山岩以及80~120 Ma的花岗岩低的锆石εHf(t)值[10, 34, 35]，说明它们具有不同的岩浆源区；而具有与中冈底斯成矿带90~120 Ma的花岗岩相似的锆石εHf(t)值[10, 36]，暗示它们可能具有相似的岩浆源区。
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| a.南冈底斯成矿带含矿岩体数据据文献[34]; 林子宗群火山岩数据据文献[35]; 中冈底斯成矿带花岗岩数据据文献[10, 36]；样品点△和□数据据文献[3]。b.雅鲁藏布江蛇绿岩数据据文献[38]；藏南埃达克质岩数据据文献[29, 39, 40, 41, 42])；林子宗群火山岩数据据文献[43]；藏北新生代火山岩数据据文献[44]；EMⅡ数据据文献[45]；拉萨地块西南部超钾质岩数据据文献[46]；下地壳数据据文献[37]；HHC(高喜马拉雅结晶岩石)数据据文献[47]。 图 8 查个勒含矿斑岩εHf(t)-年龄图(a)和(143Nd/144Nd)i-(87Sr/86Sr)i图(b) Fig. 8 Plot of εHf(t)-age(a)and (143Nd/144Nd)i-(87Sr/86Sr)i(b)isotope diagram of ore-bearing rocks in Chagele deposit |
查个勒含矿斑岩(143Nd/144Nd)i值为0.512 217~0.512 258，εNd(t)值为-6.64~-5.79，(87Sr/86Sr)i比值为0.711 813~0.717 307(表 4)，且随着(87Sr/86Sr)i的增高，(143Nd/144Nd)i有着大致近似的比值。其亏损地幔Nd同位素二阶段模式年龄为1.52~1.57 Ga，可能指示了研究区中元古代一次富集事件的最小年龄[37]。在Sr-Nd同位素图解中(图 8b)，明显不同于与俯冲洋壳板片熔融形成的埃达克岩，也明显不同于藏北的新生代火山岩，而与前人研究的藏南埃达克质成矿斑岩[30, 40, 41, 42]具有相似性，总体上类似于新生玄武质下地壳熔融形成的林子宗群火山岩[43]。
4 讨论 4.1 中冈底斯成矿带的成岩成矿时代与成矿作用本文对查个勒3件花岗斑岩的锆石矿物颗粒的标型内部结构研究表明，3件样品的锆石均具有宽窄不一的韵律环带结构(图 4)，Th/U值皆大于0.3，具有明显的岩浆结晶锆石特征，说明其锆石是在岩浆系统中结晶形成，且均具有一致的年龄谱。206Pb/238U加权平均年龄分别为(62.9±1.0)、(64.6±1.2)和(63.4±1.3)Ma(图 5a、b、c)，代表了查个勒花岗斑岩岩浆结晶的时代，说明查个勒矿区含矿岩浆侵位时代为64.6~62.9 Ma。查个勒辉钼矿Re-Os 模式年龄为65.42~61.20 Ma，加权平均年龄为(62.3±1.4)Ma(图 5d)，此年龄可以作为该矿床的成矿时代。另据王保弟等[3]对查个勒矿床含矿岩体获得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为72.2~70.1和65.2~64.4 Ma，辉钼矿Re-Os模式年龄为72.8~70.9 Ma，加权平均年龄为(71.5±1.3)Ma，此年龄略早于本文所获得的成岩、成矿年龄；同时，作者在查个勒矿床北西侧相距约4.5 km的龙根铅锌矿床的含矿斑岩中，亦分别获得(70.5±2.0)和(61.4±1.2)Ma的锆石U-Pb年龄(数据另外发表)。由此认为矿区南部的斑岩型辉钼矿化与矿区北部的矽卡岩型铅锌矿化时间基本一致，它们应属同一构造-岩浆事件不同成矿期次的产物。
中冈底斯成矿带东段主要有亚贵拉、洞中拉、洞中松多、蒙亚阿、龙马拉、勒青拉、新嘎果等大型超大型铅锌矿床。其中，亚贵拉大型铅锌矿床是该带上研究程度相对较高的矿床之一，该矿床赋矿岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为68.6~65.8 Ma[1, 2]，辉钼矿Re-Os年龄为(65.0±1.9)Ma[2]，本文所获的成岩成矿时代与这一期成矿相当。而王保弟等[3]所获的成矿时代略早于这一期成矿，结合区域林子宗群大规模火山活动(65~45 Ma)以及以亚贵拉铅锌矿床(68.6~65.0 Ma)为代表的成矿作用，表明在印度与欧亚大陆的俯冲晚期[48]和主碰撞[49]过程中均产生了不同规模的成矿作用。据此，本文认为中冈底斯成矿带中段不仅在印-亚大陆俯冲晚期伴有72.2~70.1 Ma的Co-Mo-Pb-Zn成矿作用，而且在印-亚大陆主碰撞时期还伴有65.2~62.3 Ma主成矿期的Co-Mo-Pb-Zn成矿作用。
4.2 岩浆源区与岩石成因岩石化学分析数据(表 5)显示，查个勒含矿斑岩属富硅过铝质花岗岩，样品SiO2为75.11%~79.96%，A/CNK为1.12~1.60，P2O5含量很低，所有样品w(P2O5)≤0.07%，并且与SiO2没有明显的负相关关系，显示为S型花岗岩的演化趋势[50]。同时具有很高含量的Li、Rb、Th、U以及HREE，亏损Nb、Zr、Sr和Eu，在球粒陨石标准化图上，REE 呈“V”型的分布形式，表明岩石经历了很高程度的分异演化和岩浆-流体相互作用。
查个勒含矿斑岩的Rb和Y、Th之间均为弱的负相关关系(图 9a、b)，Y和Th的含量伴随Rb含量的增高而降低，显示出S型花岗岩的演化趋势[51]。在Pearce[52]的w(Nb)-w(Y)构造环境判别图解(图 10a)中，样品落入火山弧-同碰撞花岗岩区，在Harris[53]的Rb-Hf-Ta图解(图 10b)中，样品主体落入同碰撞花岗岩的界线及其附近，表明查个勒含矿斑岩主体具有碰撞花岗岩的特征。依上述资料综合分析，查个勒含矿斑岩属于过铝质钙碱性岩石系列，具典型的S型花岗岩地球化学特征，形成于印-亚大陆主碰撞的地球动力学背景。
查个勒含矿斑岩相对于冈底斯成熟大陆地壳物质具有低Sr[(87Sr/86Sr)i=0.711 813~0.717 307] 高Nd[(143Nd/144Nd)i=0.512 217~0.512 258]的同位素组成及较小的变化范围，较均一的Sr和Nd同位素组成说明它们起源于共同的源区；在Sr-Nd同位素演化图(图 8b)上，变化于新生下地壳熔融产生的林子宗群火山岩附近，明显反映出其源岩的地壳属性[41]；岩石具负的εNd(t)值(-6.64~-5.79)，Nd同位素二阶段模式年龄TDM2为1.50~1.57 Ga(表 4)，为成熟的地壳物质直接熔融形成的花岗质岩浆[54]，这一认识后来得到朱弟成等[55]、Zhu 等[9, 10]、姜昕等[36]数据的支持。上述资料表明，中冈底斯成矿带存在未出露地表的前寒武纪结晶基底。
查个勒含矿斑岩位于中冈底斯成矿带的南侧，其基底属于冈底斯地体的古老地壳[9, 10, 54, 56]，因此其最可能的岩石成因就是古老地壳物质的部分熔融。查个勒含矿斑岩稀土元素球粒陨石标准化曲线为Eu负异常明显的右倾型，轻稀土明显富集，并具有与上地壳相似的特征，以及负的锆石εHf(t)值(图 8a)，对应的地壳模式年龄TCDM为1 093~1 419 Ma(表 3)，这与Nd同位素二阶段模式年龄(TDM2=1.50~1.57 Ga)基本一致(表 4)，也支持它们来源于古老地壳物质的深熔或重熔。但本文锆石Hf同位素具有明显不均一，εHf(t)值为 -7.02~-1.27，变化范围达5.75个ε单位，就需要一个开放系统来引起熔体中176Hf/177Hf比值的明显变化[57]。由于锆石Hf同位素比值不会随部分熔融或分离结晶变化，因此锆石Hf同位素的不均一性很可能指示了更具放射成因Hf的幔源和有较少放射成因Hf的壳源这两种端元之间的相互作用[58]。同时有部分样品还具有高的Mg#(27.2~42.5)，这也反映其岩浆源区不可能是地壳物质直接部分熔融的结果，而很可能有幔源物质的贡献。由此，本文认为查个勒含矿斑岩中不均一的锆石Hf同位素组成以及地球化学性质，可能是壳源和少量幔源两种不同性质岩浆混合作用的结果。
4.3 地球动力学过程已有研究表明，雅鲁藏布江洋所代表的新特提斯洋壳可能在中三叠世打开，在早侏罗世(~205 Ma)洋壳开始向北俯冲消减[59]，一直持续到晚白垩世[48]，印度与亚洲大陆的初始碰撞可能始于晚白垩世(70 ~ 65 Ma)[60]，并相继经历了主碰撞聚合(65~41 Ma)、晚碰撞转换(40~26 Ma)和后碰撞伸展(25~0 Ma)的演化历程[49]，形成了全球最大的和最典型的青藏高原陆-陆碰撞造山带。伴随着碰撞造山过程的成矿作用，整个青藏高原及邻区形成中国最富资源潜力的南冈底斯斑岩铜多金属矿床和中冈底斯斑岩-矽卡岩型与充填交代型Cu-Mo-Fe-Pb-Zr-Ag多金属矿床富集区之一。查个勒含矿岩体的早期岩浆结晶时代为72.2~70.1 Ma，辉钼矿等时线年龄为(71.5±1.3)Ma[3]，对应于印度与亚洲板块的俯冲消减时代[48]，而本文获得的查个勒含矿斑岩的侵位时代为64.6~62.9 Ma，辉钼矿等时线年龄为(62.3±1.4)Ma，与印度-亚洲大陆的主碰撞时代相当[49]，并与中冈底斯成矿带东段的亚贵拉主碰撞期成矿大致一致[1, 2]。这两个矿床处于同一构造环境，暗示着中冈底斯成矿带在印-亚大陆的俯冲晚期和主碰撞时期均可产生大规模的成矿作用，揭示出中冈底斯成矿带中段与东段在印-亚大陆的俯冲晚期和主碰撞时期具有较为相似的成矿条件。本文的锆石Hf同位素与全岩Sr-Nd同位素数据，以及岩石地球化学结果表明，幔源物质很可能在查个勒含矿斑岩的形成过程中发挥了重要作用，其形成的地球动力学过程为：晚白垩世以来，由于印度洋的海底扩张，以雅鲁藏布江结合带为代表的新特提斯洋板块在俯冲过程中产生的幔源岩浆，不断上升汇聚在Moho附近的陆壳底部；到印度与亚洲板块的俯冲晚期和主碰撞时，由于热动力作用，部分底侵的幔源岩浆被挤进冈底斯地体古老的地壳内部，形成“壳-幔混合层”[61]；通过拆沉作用和底侵作用[62, 63]，以及沿“壳-幔混合层”的快速剥离或平流减薄作用[61]，进而导致软流圈物质的热扰动上涌；上涌的软流圈物质的伸展减压引起部分熔融，从而诱发了冈底斯地体的板内地幔柱岩浆活动[64]，沿地壳拉伸减薄带脉动、涌动上侵，在中冈底斯成矿带中段形成72.2~70.1和65.2~62.3 Ma且兼具幔源特征的同碰撞S型查个勒花岗斑岩，并伴随有大规模的壳源型Cu-Mo-Pb-Zn-Ag成矿作用。
5 结论1)中冈底斯成矿带查个勒矿床含矿斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(64.6±1.2)、(63.4±1.3)和(62.9±1.0)Ma，代表了查个勒含矿斑岩的结晶时代；辉钼矿Re-Os等时线年龄为(62.3±1.4)Ma，代表了查个勒矿床的成矿时代。
2)查个勒含矿斑岩具富硅(75.11%~79.96%)、富钾(K2O/Na2O=1.83~2.87)，贫钛(0.066%~0.100%)、磷(0.013%~0.019%)的特征，铝饱和指数(A/CNK)为1.12~1.60，岩石富集大离子亲石元素(Rb、Th、U)等，亏损高场强元素(Nb、Zr)等，属于过铝质S型花岗岩类；相对于冈底斯成熟大陆地壳物质具相对高的εNd(t)值(-6.64~-5.79)和相对低的(87Sr/86Sr)i值(0.711 813~0.717 307)，并具不均一的锆石εHf(t)值(-7.02~-1.27)以及古老的锆石Hf同位素地壳模式年龄(TDMC=1 093~1 419 Ma)，形成于主碰撞的构造背景。
3)中冈底斯成矿带中段晚白垩世古新世岩浆活动和成矿作用形成于印度与欧亚大陆的俯冲晚期和主碰撞期，很可能为幔源岩浆底侵诱发冈底斯地体古老地壳物质部分熔融，并与少量幔源熔体混合形成母岩浆，再经高程度分离结晶作用和接触交代作用而形成。
在野外工作期间，西藏地勘局区域地质调查大队相关人员给与了大力支持和帮助，在锆石U-Pb与Sr-Nd-Hf同位素分析过程中，中国地质大学刘勇胜教授、周练教授、胡兆初教授提供了大力帮助，在此一并致谢！
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