2013, Vol. 29
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3. 昆明理工大学国土资源工程学院, 昆明 650093
, ZHU WeiGuang1
, ZHONG Hong1, HE DeFeng1, REN Tao3, BAI ZhongJie1, FAN HongPeng1,2, HU WenJun1,2
2. 2, China2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
康滇地区是我国重要的铁-铜矿成矿区之一(龚琳等, 1996)，目前有的学者也称之为IOCG (iron oxide-copper-gold)成矿省(Greentree, 2007; Zhao, 2010; Zhao and Zhou, 2011)。该地区产出拉拉、大红山、东川等大型铁-铜矿床，同时也产出迤纳厂、观天厂等小型但含稀土元素很高的特殊铁-铜矿床(杨耀民, 2004)。近年来康滇地区的这些矿床得到了广泛的研究，并取得了一系列重要的成果(杨耀民等, 2004, 2005; Greentree and Li, 2008; Zhao et al., 2010; Zhao and Zhou, 2011; Zhao et al., 2012; Chen and Zhou, 2012)。这些研究发现康滇地区的铁-铜矿床都赋存于1.7Ga左右的地层中，且大多数铁-铜矿体的围岩为石榴石黑云母片岩(吴孔文, 2008; 何德锋, 2009; Greentree and Li, 2008; Zhao and Zhou, 2011; Chen and Zhou, 2012)。由于原有测试技术和方法的限制，一直没有获得这些矿床的较精确成矿年代学数据，在一定程度上限制了对康滇地区铁-铜矿床成因方面的认识。同时，由于康滇地区构造复杂、沉积厚度较大(戴恒贵, 1997)，昆阳群内部地层层序一直存在很大的争议(李希勣, 1984; 吴懋德等, 1990; 钟寿华, 1993; 陈天佑, 1993; 戴恒贵, 1997; 薛步高, 1999; 吕世琨和戴恒贵, 2001)。此外，该区古元古代晚期-中元古代地层在不同区域的划分和名称往往不统一，这也是造成对康滇地区的地层和矿床在形成时间和成因上认识不一致的重要原因。
本文选取康滇地区迤纳厂Fe-Cu-REE矿床为研究对象，通过赋矿地层中火山角砾岩和凝灰岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年来限定地层的沉积上限年龄，同时用矿石中黄铜矿Re-Os定年结果来限定矿床的成矿时代。本文结果不但有利于了解康滇地区铁-铜矿床的形成时代和成因，有利于康滇地区的地层层序对比，而且有利于揭示约1.7Ga的全球Columbia超大陆裂解事件(Rogers and Santosh, 2002; Zhao et al., 2002)和成矿响应事件之间的关系。
2 区域地质背景康滇地区位于扬子地块西缘，一般是指位于绿汁江断裂与小江断裂之间(图 1)。目前认为该地区最老基底岩石是古元古代晚期-中元古代夹长英质和镁铁质火山岩的变质沉积岩，它们分别被称为大红山群(Greentree and Li, 2008)、东川群(下昆阳群)(Zhao et al., 2010)和河口群等(何德锋, 2009)。大红山群为一套变质火山岩及沉积岩(吴懋德等, 1990; Hu et al., 1991)，产出大红山铁-铜矿床。大红山变质火山岩主要分布在曼岗河组，前人通过对大红山群曼岗河组中火山岩的锆石U-Pb定年分析得到了三组年龄数据，分别为1687±8Ma (吴孔文, 2008)、1675±8Ma (Greentree and Li, 2008)、1659±16Ma (Zhao and Zhou, 2011)。河口群也是一套夹变质火山岩的变质火山-沉积岩，主要分布于四川会理县河口地区一带。该地层中产出拉拉铜矿床，地层下部的变质火山岩为(石英)角斑岩，上部的变质火山岩为细碧岩(何德锋, 2009; 尹福光等, 2011)；拉拉矿区角斑岩的锆石U-Pb年龄为1695±20Ma (何德锋, 2009)。
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图 1 华南地质构造简图(a, 据Li et al., 1999, 2002修改)和康滇地区昆阳群、大红山群、河口群和会理群及其铁铜矿床分布图(b, 据吴懋德等，1990修改) Fig. 1 Simplified tectonic map showing the study area in relation to South China's major tectonic units (a, after Li et al., 1999, 2002) and distribution of the Kunyang Group, Dahongshan Group, Hekou Group, Huili Group and or its equivalents, and Fe-Cu deposits in the Kangdian region (b, after Wu et al., 1990) |
昆阳群分布于云南的中部和北部，被划分为上、下两个亚群(吴懋德等, 1990; 孙志明等, 2009)，其中下昆阳群现在也被称为东川群(Zhao et al., 2010)。下昆阳群由因民组、落雪组、鹅头厂组和绿汁江组构成，上昆阳群由黄草岭组(大营盘组)、黑山头组、大龙口组和美党组构成(图 2)。因民组地层中火山岩由火山角砾岩、中-基性条带状钠质凝灰岩、沉凝灰岩、细碧岩-角斑岩等在多个旋回中呈互层产出，凝灰岩样品的锆石U-Pb年龄为1742±13Ma (Zhao et al., 2010)，而侵入因民组中辉长岩样品的锆石U-Pb年龄为1690±32Ma (Zhao et al., 2010)，表明因民组形成年龄也在1.7Ga左右。落雪组为青灰、灰白、肉红色厚层-块状含藻白云岩，夹硅质白云岩和泥砂质白云岩，白云岩的Pb-Pb等时线年龄为1716±56Ma (常向阳等, 1997)。鹅头厂组为一套黑色板岩夹凝灰质火山岩的火山-沉积岩组合，凝灰质火山岩的锆石SHRIMP年龄为1503±17Ma (孙志明等, 2009)。因此，下昆阳群可能形成于1.8~1.5Ga之间。上昆阳群黑山头组中火山岩为细碧岩及变质基性熔岩，呈层状产出，火山岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为995±15Ma (Greentree et al., 2006)和1032±9Ma (张传恒等, 2007)。美党组中火山岩仅有少量凝灰质板岩、凝灰岩, 呈夹层状产出。可见，昆阳群形成时代在约1.8~1.0Ga之间。
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图 2 康滇地区昆阳群地层层序图(据Zhao and Zhou, 2011修改) Fig. 2 Stratigraphic sequences of Kunyang Group in the Kangdian region (after Zhao and Zhou, 2011) |
迤纳厂Fe-Cu-REE矿床位于云南省武定县。该矿床所处的大地构造位置属于扬子地块西南缘，康滇地轴云南段中部(冉崇英, 1989)。矿区处于核桃阱大尖山逆断层西侧、绿汁江断裂东侧，还分布其它不同规模的断裂，构造交错复杂(图 3)。该矿床的赋存地层为昆阳群迤纳厂组，主要是由炭质板岩，泥质白云岩和白云岩组成，然而目前迤纳厂组在昆阳群中的层位还有争议。地层中的凝灰岩与火山角砾岩位于该含矿层的上部，其呈似层状产出，与地层的产状基本一致，总体上属于迤纳厂组中上部。凝灰岩呈浅绿色，与火山角砾岩有明显的边界，凝灰岩中未见明显的角砾(图 4a)，镜下可见基质蚀变严重，多数长石都已蚀变，石英呈不规则粒状分布，石英与蚀变的长石约占70%(图 4c)。火山角砾岩也呈浅绿色，从手标本中可见火山喷发时从地层中带上来的灰岩和砂岩角砾，角砾大小不一，直径从0.5~20cm，棱角不明显(图 4b)。镜下可见磨圆程度较好的地层角砾，基质蚀变严重(图 4d)。
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图 3 云南武定迤纳厂矿床地质简图(据吴懋德等，1990修改) Fig. 3 Simplified geological map of the Yinachang deposit in Wuding County, Yunnan Province (after Wu et al., 1990) |
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图 4 迤纳厂矿区火山岩照片 (a)-迤纳厂凝灰岩DFH1101；(b)-迤纳厂火山角砾岩DFH1102；(c)-凝灰岩镜下照片，单偏光；(d)-火山角砾岩镜下照片，单偏光.tuff-凝灰岩；breccia-火山角砾岩 Fig. 4 Photographs and photomicrographs of the representative tuff (a, c) and breccias (b, d) from the Yinachang deposit |
迤纳厂矿床分为8个矿段，东部有大宝山、辣椒矿、东部矿等3个矿段，西部有下狮子口、八层矿、东方红、过水沟、撒卡拉等5个矿段，各矿段均赋存于迤纳厂组。其中，东方红矿段和大宝山矿段的规模相对较大，也是本文的主要研究区域。矿体与顶底板围岩整合接触，且与地层产状基本一致。围岩变质比较强烈，主要为石榴石黑云母片岩和黑云母片岩。矿体呈层状、似层状和透镜状产出，一般长400~700m，最长大于1000m，厚3.93~4.31m，宽200m。矿石以条带状、纹层状和浸染状构造为主，除此之外还有块状构造。矿石平均含铜0.85%~0.97%，含铁高达41.93%~44.53%(杨耀民, 2004)。在空间上，矿体的形成与三个火山喷发-沉积旋回相关(杨耀民, 2004)，浸染状矿石位于条带状矿石的下方，表明浸染状矿石形成要比条带状矿石早。而块状黄铜矿石往往呈脉状穿插于条带状矿石中，因此，块状黄铜矿石应是最晚形成。条带一般宽几毫米，一般不超过1cm，纹层只有1mm左右。矿石矿物组成比较复杂，主要有磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、菱铁矿，而辉铜矿、辉钼矿、方铅矿、斑铜矿很少。块状黄铜矿往往呈脉状穿插于磁铁矿之中，表明黄铜矿的形成时间比磁铁矿稍晚(图 5a, b)；条带状、纹层状矿石中黄铜矿、磁铁矿以及方解石等常互层产出(图 5c, d)；浸染状矿石中，磁铁矿与黄铜矿颗粒紧密共生，反映了这类矿石中两种矿物几乎同时形成(图 5e)。该矿床矿石中的脉石矿物主要为石英、方解石、萤石，其次为磷灰石、透闪石、透辉石和黑云母。其中，方解石和石英是最常见的脉石矿物，且方解石与磷灰石紧密共生(图 5f)。方解石脉主要有三种产状。块状磁铁矿矿石中的方解石呈白色(图 5g)，块状黄铜矿矿石中的方解石呈浅黄色(图 5h)，而围岩中方解石呈乳黄色(图 5i)。
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图 5 迤纳厂矿床铁铜矿石照片与显微照片 (a、b)-脉状矿石；(c、d)-层状矿石；(e)-浸染状矿石；(f)-矿石中的磷灰石和方解石；(g)-块状磁铁矿矿石中的方解石；(h)-块状黄铜矿矿石中的方解石；(i)-围岩中的方解石.Ccp-黄铜矿；Cal-方解石；Py-黄铁矿；Mgt-磁铁矿；Ap-磷灰石；Qtz-石英；WR-围岩 Fig. 5 Photographs and photomicrographs of iron-copper ore from the Yinachang deposit (a, b)-vein-type ore; (c, d)-bedded ore; (e)-disseminated ore; (f)-apatite and calcite in the ore; (g)-calcite in the magnetite ore; (h)-calcite in the copper ore; (i)-calcite in the wall-rock. Ccp-chalcopyrite; Cal-calcite; Py-pyrite; Mgt-magnetite; Ap-apatite; Qtz-quartz; WR-wall-rock |
本研究进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的锆石颗粒从迤纳厂组中上部的凝灰岩(DFH1101；N 25°32′53.1″，E 102°13′34.3″)和火山角砾岩(DFH1102；N 25°32′53.1″，E 102°13′34.3″)中分选出来。首先对样品粗碎，再采用重选和磁选的方法从样品中分选出锆石颗粒，然后在双目镜下将具代表性的锆石颗粒和锆石标样一起黏贴在环氧树脂表面，抛光后将待测锆石做透射光、反射光显微照相和阴极发光(CL)照相，以检查锆石的外部和内部结构。挑选出干净、透明、无裂纹、没有包裹体、较自形的锆石进行测定。锆石U-Pb定年在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成，实验中所用的准分子激光剥蚀系统由德国哥廷根Lamda Physik公司制造，型号为GeoLasPro。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)由日本东京安捷伦公司制造，型号为Agilent 7700x。实验中激光剥蚀系统产生的紫外光束能量密度为10J/cm2，束斑直径为32μm，频率为5Hz，共剥蚀40s，剥蚀气溶胶由氦气送入ICP-MS完成测试。测试过程中以标准锆石91500为外标，校正仪器质量歧视与元素分馏；以标准锆石GJ-1与Plešovice为盲样，检验U-Pb定年数据质量；以NIST SRM 610为外标，以Si为内标，标定锆石中的Pb元素含量；以Zr为内标，标定锆石中其余微量元素含量(Liu et al., 2010a; Hu et al., 2011)。原始的测试数据用ICPMSDataCal软件进行处理(Liu et al., 2010a, b)。
本研究所用的含黄铜矿的矿石采于迤纳厂矿床东方红矿段和大宝山矿段，用于实验的黄铜矿单矿物选自于条带状、浸染状和块状矿石。将矿石样品碎至40~60目，然后在双目显微镜下将杂质剔除，使纯度达到99%以上，最后将纯净的黄铜矿碎至200目。黄铜矿Re-Os同位素测试在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室用ELAN DRC-e ICP-MS完成。实验方法参照Qi et al.(2010)，分析步骤大致如下：称取0.1g样品于卡洛斯管中，加入185Re和190Os稀释剂，用逆王水在200℃下分解12h，开管后在水浴中用原位蒸馏法蒸馏Os，Os用3mL水吸收；将蒸馏后的溶液在烧杯中蒸干，转化为2mol/L的HCl介质，用阴离子交换树脂AG 1-X8分析Re (Qi et al., 2007, 2010)最后定容至3mL，用ICP-MS测定，相对标准偏差(RSD%)小于3%。
5 分析结果 5.1 锆石U-Pb年代学凝灰岩和火山角砾岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的分析结果见表 1。图 6为样品中代表性碎屑锆石的CL图像。图 7显示了两个样品锆石分析的U-Pb谐和曲线图、207Pb/206Pb年龄频率分布图以及Th/U-207Pb/206Pb年龄图解。
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表 1 凝灰岩和火山角砾岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析结果 Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analyses of tuff and breccia in the Yinachang deposit |
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图 6 凝灰岩和火山角砾岩中代表性碎屑锆石的阴极发光图像 Fig. 6 Representative CL images of the detrital zircon grains for tuff and breccia from the Yinachang deposit |
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图 7 凝灰岩和火山角砾岩中碎屑锆石的U-Pb谐和曲线图、207Pb/206Pb年龄频率分布图和Th/U-207Pb/206Pb年龄图 Fig. 7 Plot of U-Pb concordant curve, 207Pb/206Pb age frequency and Th/U-207Pb/206Pb age diagram of the detrital zircons from tuff and breccia of the Yinachang deposit |
凝灰岩(DFH1101)中挑选出锆石2000多粒，测试了其中84个锆石颗粒，这些锆石的年龄谐和度都在95%以上。最年轻的207Pb/206Pb年龄为1746±22Ma，最老的207Pb/206Pb年龄为2694±16Ma。除5个锆石颗粒的年龄大于2500Ma以外，其余的年龄大致可以分为三组，分别为1.75~1.85Ga、1.90~2.00Ga和2.20~2.35Ga。其中第一组和第三组最为显著，其207Pb/206Pb年龄的加权平均值分别为1796±15Ma (n=16，MSWD=1.5)和2262±12Ma (n=34，MSWD=3.5)，这三组年龄的峰值分别为约1800Ma、约1960Ma和约2270Ma (图 7b)。从凝灰岩锆石CL图像可以看出这些锆石具有明显的震荡环带(图 6)，Th/U比值均在0.1以上，大部分在0.4~1.0之间(图 7c)。
火山角砾岩(DFH1102)中挑选出锆石为2500粒左右，测试了其中93个锆石颗粒，这些锆石的年龄谐和度都在95%以上。其中最小的207Pb/206Pb年龄为1767±27Ma，最大的207Pb/206Pb年龄为2989±19Ma。除了7个锆石颗粒的年龄大于2500Ma以外，其余的大致可以分为四组，分别为1.75~1.88Ga、1.90~2.00Ga、2.02~2.20Ga和2.30~2.40Ga。其中第一组数据分布最集中，其207Pb/206Pb年龄的加权平均值为1796±9Ma (n=19，MSWD=0.71)。这四组年龄的四个峰值分别为约1800Ma、约1950Ma、约2080Ma和约2280Ma (图 7e)。从锆石的CL图像上可以看到明显的震荡环带(图 6)，Th/U比值除个别外均在0.2以上，绝大多数分布在0.4~1.0之间(图 7f)。
综上所述，凝灰岩和火山角砾岩中碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在1750~2300 Ma之间，最小年龄均为约1750Ma，从锆石的CL图像的明显震荡环带以及较高的Th/U比值都表明这些碎屑锆石均为岩浆成因。
5.2 黄铜矿Re-Os同位素年代学迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中6个黄铜矿样品的Re-Os同位素分析结果见表 2。样品中Re的含量(7.01×10-9~898.25×10-9)变化较大，并具有低普通Os (0.002×10-9~0.023×10-9)、高放射性187Os (占总Os的97%以上)、高187Re/188Os比值(>11000)的特征。由于黄铜矿中普通Os的含量很低，在实验中很难准确测定，为了避免普通Os测量误差导致较大的分析不确定性和校正误差，因此采用187Re-187Os等时线代替187Re/188Os-187Os/188Os等时线(Stein et al., 2000)，由此利用ISOPLOT软件(Ludwig, 2001)得出黄铜矿的187Re-187Os的等时线年龄为1690±99Ma (MSWD=9.0)(图 8a)，加权平均年龄为1685±37Ma (MSWD=3.0)(图 8b)。
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表 2 迤纳厂矿床中黄铜矿的Re-Os同位素组成 Table 2 Re-Os isotope compositions for chalcopyrite from the Yinachang deposit |
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图 8 迤纳厂矿床黄铜矿的Re-Os等时线年龄(a)与模式年龄加权平均图(b) Fig. 8 Isochrone age diagram (a) and weighted average of model age (b) of Re-Os isotope for chalcopyrite of the Yinachang deposit |
矿石与石榴石黑云母片岩的稀土含量、特征比值和球粒陨石标准化后的分布模式分别见表 3和图 9。
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表 3 迤纳厂矿床中矿石和围岩的稀土元素含量(×10-6)及特征值 Table 3 Rare earth elements (REE) contents (×10-6) of ores and wall-rock form the Yinachang deposit |
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图 9 迤纳厂矿床中浸染状矿石(a)、条带状矿石(b)和石榴石黑云母片岩(c)的稀土元素球粒陨石标准化分布模式图 图d中现代海底热液的稀土分布范围据Craddock et al., 2010, 海水的稀土分布模式据Elderfield and Greaves, 1982；球粒陨石标准值据Boynton, 1984 Fig. 9 Chondrite-normalized REE patterns for disseminated ores (a), banded ores (b) and garnet biotite schist (c) of the Yinachang deposit REE patterns for submarine hydrothermal fluids after Craddock et al., 2010, REE pattern for seawater after Elderfield and Greaves, 1982; chondrite-normalizing values after Boynton, 1984 |
浸染状矿石中稀土总量变化范围较大，除YNC1004只有116×10-6外，其它均在665×10-6~2460×10-6之间，(La/Yb)N (11.1~74.1)、(La/Sm)N (3.1~8.5)、(Gd/Yb)N (1.8~5.0)和(LREE/HREE) (6.9~26.6)等特征参数的变化范围较宽。所有浸染状矿石样品的球粒陨石标准化稀土配分模式为右倾型，轻稀土明显富集，具有明显的铕正异常(δEu=1.95~4.06)，铈异常不明显(δCe=0.87~1.01)(表 3、图 9a)。
条带状矿石中的稀土总量变化也较大(∑REE=581×10-6~10736×10-6)，与浸染状矿石相比具更高的稀土总量，最高达11000×10-6左右，轻稀土富集((La/Yb)N=5.51~31.9，LREE/HREE=4.3~13.5)，且轻稀土的分馏程度与重稀土的分馏程度相近((La/Sm)N=(1.7~4.1)、(Gd/Yb)N=(2.0~4.5))，铕异常不明显或弱的正异常(δEu=0.99~1.49)，铈异常不明显(δCe=0.93~1.29)(表 3、图 9b)。
石榴石黑云母片岩的稀土总量相对较低(∑REE=207×10-6~270×10-6)，其球粒陨石标准化配分模式与浸染状矿石基本一致，其(La/Yb)N (14.1~23.9)、(La/Sm)N (4.8~7.1)和(LREE/HREE) (11.2~16.9)等特征参数的变化范围都与浸染状矿石基本一致。具有明显的铕正异常(δEu=2.31~2.50)，铈异常不明显(δCe=1.1)(表 3、图 9c)。
6 讨论 6.1 迤纳厂组的沉积时限和归属迤纳厂组是1954年谢振西在该区进行铁矿普查时，因不能与昆阳群进行对比而命名。迤纳厂地区构造复杂，变质和变形强烈导致迤纳厂组的沉积时代和归属一直存在较大争议。前人根据上覆层有炭质板岩和硅质岩这一柳坝塘组的特有标志，将其归为上昆阳群美党组(吴懋德, 1990)。而有学者认为迤纳厂组并非是一套完整的地层，应分别是由因民组、落雪组、鹅头厂组和美党组组成(赵秀鲲和单卫国, 1993)。中南工业大学滇中科研队在1995年提出迤纳厂组相当于大红山群或河口群。可见，迤纳厂组的沉积时代和归属问题一直没有得到很好的解决。
近年来许多地质工作者广泛用地层中碎屑锆石来研究地层的沉积时代和沉积物源(Zhang et al., 2006; Greentree and Li, 2008; Zhao et al., 2010)。本研究对迤纳厂组中层状凝灰岩和火山角砾岩的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb分析，其中凝灰岩(DFH1101)最年轻的锆石年龄为1746±22Ma，该数据具有较好的谐和性，高的U (120×10-6)、Th (68.7×10-6)含量及相对较高的Th/U (0.57)比值。火山角砾岩(DFH1102)中最年轻锆石207Pb/206Pb年龄为1767±27Ma，其U (91×10-6)、Th (62×10-6)含量较高，而且Th/U (0.68)比值也相对较高。可见，凝灰岩和火山角砾岩中锆石的最年轻的207Pb/206Pb年龄均为1750Ma左右，因此可以将约1750Ma作为迤纳厂组的沉积的上限年龄。
在区域上，下昆阳群(东川群)因民组中最年轻碎屑锆石的年龄约1780Ma，凝灰岩样品的锆石U-Pb年龄为1742±13Ma (Zhao et al., 2010)，而侵入因民组中辉长岩样品的锆石U-Pb年龄为1690±32Ma (Zhao et al., 2010)，由此将因民组的形成时代限定在1.7Ga左右。同时，前人获得大红山群老厂河组中薄层火山岩的锆石U-Pb年龄为1711±4Ma (杨红等, 2012)，曼岗河组中火山岩锆石U-Pb年龄为1.7Ga左右(吴孔文, 2008; Greentree and Li, 2008; Zhao and Zhou, 2011)，这些研究显示大红山群的形成时代也是在1.7Ga左右。此外，四川拉拉铜矿区角斑岩的锆石U-Pb年龄为1695±20Ma (何德锋, 2009)，而侵入河口群中辉绿岩体获得了1710±8Ma的锆石U-Pb年龄(关俊雷等, 2011)。因此，下昆阳群(东川群)、大红山群、河口群在形成时间上为同时或者相近。
通过对比下昆阳群(东川群)因民组、大红山群中沉积岩和迤纳厂组火山岩碎屑锆石的特征发现：它们均显示四个最明显的峰，峰值年龄分别为~1800Ma、~1950Ma、~2080Ma和~2280Ma，且大于2.5Ga的锆石颗粒都很少，这表明它们可能来源于相同的源区，但这些岩浆事件的成因还有待进一步研究。较老的碎屑锆石年龄显示，在康滇地区应该还有更老的基底存在。迤纳厂组中碎屑锆石最年轻的年龄与因民组基本一致，并且其碎屑锆石的年龄分布与因民组更为相似，暗示了迤纳厂组和因民组在形成时代上应该是同时或者基本同时，只是由于后期强烈的变质变形使迤纳厂组难以识别，进而无法与邻区的地层层位进行对比。综合本文和前人的研究成果，河口群、大红山群和下昆阳群(东川群)等很可能是同时期在不同地区形成的地层单元，但它们对应层位之间的关系仍有待进一步研究来确认。
6.2 迤纳厂Fe-Cu-REE矿床成矿年代学限制康滇地区铁-铜矿床已经有较多的成矿年代学数据，但由于当时测试方法的局限，测试对象的选择不一定适合，难以从多个方面限定这些矿床的形成时代。另一方面，这些矿床往往遭受了比较明显的后期地质作用(如新元古代变质作用和岩浆作用等)的影响(Li et al., 2002; Zhao and Zhou, 2011)，导致对样品测试时可能出现多期年龄，而得不到比较真实的成矿年龄。
叶霖等(2004a)获得迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中含矿石英脉的40Ar-39Ar坪年龄为784.25±0.95Ma，等时线年龄为783.93±8.59Ma。杨耀民等(2005)获得了该矿床中成矿期萤石和条带状矿石的Sm-Nd同位素等时线年龄分别为1539±40Ma和1617±100Ma。显然，迤纳厂矿床的成矿时代仍有争议。
康滇地区最大的铁-铜矿床拉拉铜矿一直以来都是矿床学家们研究的热点。前人研究获得了矿石中单矿物的Rb-Sr等时线年龄为845±2Ma (陈好寿, 1994)，矿床中黄铁矿、黄铜矿的Pb-Pb等时线年龄为888Ma (孙燕等, 2006)，以及辉钼矿的Re-Os同位素年龄为928~1005Ma (李泽琴等, 2003)和1086±8Ma (Chen and Zhou, 2012)。此外，前人对康滇地区其它铁-铜矿床的成矿年代学也取得一些成果，如邱华宁等(2002)对东川落雪矿中层状铜矿的两个石英样品进行40Ar-39Ar测年，得到两组年龄，分别为1470Ma和810~770Ma。Qiu et al.(2002)对汤丹落雪组层位中脉状铜矿石英和稀矿山硅质角砾状铜矿的硅质角砾进行40Ar-39Ar定年获得780~700Ma的成矿年龄。他们的研究成果认为约1470Ma是一期热液活动的时间，而晋宁-澄江期才是东川铜矿的重要成矿期。同时，叶霖等(2004b)对东川桃园铜矿中与铜矿共生的石英进行40Ar-39Ar同位素年龄测定，获得768.43±0.58Ma的坪年龄和770±5Ma的等时线年龄。
从以上的研究成果来看，康滇地区Fe-Cu矿床的成矿时代大多集中于800Ma左右，而这些成矿年龄大部分都是通过40Ar-39Ar和Rb-Sr定年的方法获得的。然而，大多数矿物的40Ar-39Ar同位素体系的封闭温度在350℃以下(Jenkin et al., 2001)，而Rb-Sr体系中由于Rb的活动性较强而导致Rb-Sr体系的封闭性差(陈文等, 2011)，因此它们均可能会受到后期地质热事件的影响。相反，Re-Os同位素体系的封闭性较好，受后期影响小，可以比较准确地测定成矿时代(Stein et al., 1998)。本文测得成矿期6件黄铜矿样品的Re-Os同位素等时线年龄为1690±99Ma，模式年龄加权平均值为1685±37Ma，这两个年龄与每个样品的模式年龄基本一致(表 2)，表明测试结果较为可信。因此，本研究认为迤纳厂矿床的形成时代应为约1690Ma，而前人获得的784Ma的40Ar-39Ar年龄很可能反映的是后期的变质事件的影响。
因此，本研究证实在康滇地区存在约1.7Ga的成矿事件，通过对比这些矿床的赋矿地层的时代以及矿床类型。我们认为这期成矿事件很可能影响了整个康滇地区铁-铜矿床的成矿作用，是形成迤纳厂及其周边的Fe-Cu-REE矿床的一个主要成矿期。
6.3 迤纳厂矿床的稀土元素特征及成因的初步认识大量研究表明，活动于各种构造背景(如扩张的洋中脊、板内海底火山及陆内裂谷等)的现代海底热液以轻稀土富集和高的正铕异常为显著特征(Michard and Albarède, 1986; Michard, 1989; Klinkhammer et al., 1994; Craddock et al., 2010)，虽然在不同的构造环境中稀土的分布模式相似，但是其总量相差却很大(Klinkhammer et al., 1994)。与现代海底热液相比，迤纳厂矿床中矿石的稀土配分模式与现代海底热液极为相似，而明显不同于海水(图 9d)。前人对古代的块状硫化物矿床研究表明，以轻稀土富集和铕正异常为特征的稀土分布模式也常见于这些矿床的矿石及喷流岩中(Graf, 1977; Lottermoser, 1989, 1992)。通过对迤纳厂矿床变质围岩的原岩恢复，其原岩为变碱性粗面安山岩(Yang et al., 2004)，而变质围岩与矿石具有相似的稀土分布模式(图 9a, c)，这说明迤纳厂矿床的成矿作用可能与海底火山活动有关。
迤纳厂矿床中浸染状矿石具非常明显的正铕异常，然而矿石中却没有富集铕的长石类矿物。Graf (1977)指出沉积作用对稀土元素的分馏能产生较小或者中等程度的铕异常，而热液本身富集铕会使沉积物中初始的铕异常增强而使异常更加明显，在块状硫化物矿床中，铕正异常是长石受浓集卤水蚀变的结果，即是长石优先蚀变使溶液富集铕。由此不难发现浸染状矿石中明显的正铕异常是由富铕的成矿热液导致。然而随着成矿作用的延续，热液中铕的含量越来越低，导致后来形成的条带状矿石的正铕异常并不明显。稀土元素主要在条带状矿石中富集，然而不同位置的稀土总量差别较大，这可能与富含稀土流体运移的空间位置和当时的物理化学条件有关。
本研究得到迤纳厂矿床较精确的黄铜矿Re-Os等时线年龄，较好地限定了矿床形成于约1.7Ga，而且矿区火山岩碎屑锆石的年龄限定赋矿层的形成时代也是在1.7Ga左右，表明矿床与地层基本上是同时形成的。并且这与矿体呈层状和似层状产出，与地层产状基本一致的地质现象非常吻合。而矿石的稀土元素地球化学特征表明迤纳厂矿床成矿流体为海底热液，所以迤纳厂矿床很可能是由海底火山喷发-沉积形成。
近年来有些学者在武定观天厂发现了火成碳酸岩(碳酸质火山岩)，并将其与附近的Fe-Cu-REE矿床联系起来，认为这些矿床与火成碳酸岩有密切的关系(张永北等, 1996, 2008)。然而这些矿床中矿体的产状与地层的产状并不支持这一点，它们均为层状产出，而且在矿区也并未发现有侵入的火成碳酸岩体。另外还有一些学者认为迤纳厂Fe-Cu-REE矿床为IOCG矿床，并且认为康滇地区是一个IOCG成矿省(Zhao, 2010; Zhao and Zhou, 2011; Chen and Zhou, 2012)。然而对于迤纳厂矿床来说，其稀土含量之高，以及在矿区并没有发现IOCG矿床中热液成因的角砾岩和与成矿相关的岩体。因此，迤纳厂矿床与典型的IOCG矿床还是有明显的差别。
综上所述，本研究认为迤纳厂矿床的成矿时代和赋矿地层的形成时代近于同时，结合野外的地质现象，因此我们认为迤纳厂矿床是在1.7Ga左右的海底火山喷发-沉积形成的。
迤纳厂矿床的形成时代与约1.7Ga的全球Columbia超大陆裂解事件的时间上基本一致(Rogers and Santosh, 2002; Zhao et al., 2002)。近年来随着研究工作的不断深入，认为扬子地块西缘的古元古代晚期-中元古代早期的岩浆活动与全球Columbia超大陆裂解有密切联系(Zhao and Zhou, 2011; Wang et al., 2012; Yu et al., 2012)。因此，本研究认为扬子地块西缘在约1.7Ga时可能存在板内裂谷，裂谷盆地中发生大量的火山-沉积作用是康滇地区迤纳厂等Fe-Cu矿床形成的关键。
7 结论(1)通过对迤纳厂组中火山角砾岩和凝灰岩的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年得到最年轻的谐和锆石年龄为1750Ma左右，并且显示与因民组具有相同的源区。因此，迤纳厂组在层位上与因民组相当。
(2)迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中黄铜矿的Re-Os同位素等时线年龄为1690±99Ma，表明矿床的形成时代为约1.7Ga左右。
(3)迤纳厂矿床的形成时代和迤纳厂组的沉积时代大致相同，且其成矿流体性质与现代海底热液类似，结合矿体呈层状、似层状产出的地质现象和稀土元素地球化学结果表明迤纳厂矿床为海底火山喷发-沉积形成。
致谢 野外工作得到云南核工业地质局209队罗成文工程师的大力帮助；中国科学院地球化学研究所李亮助理研究员在锆石U-Pb分析上的指导和帮组；Re-Os同位素分析得到中国科学院地球化学研究所漆亮研究员和尹一凡实验师的大力帮助；同时本文修改过程中得到审稿人和编辑提出的很多有益意见；在此一并感谢。| [] | Boynton WV. 1984. Geochemistry of the rare-earth elements: Meteorite studies. In: Henderson P (ed.). Rare Earth Element Geochemistry. Elsevier, 63-114 |
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