格咱火山-岩浆弧(简称格咱弧)是三江特提斯成矿域最重要的斑岩-夕卡岩型铜多金属矿产地之一(邓军等, 2010a, 2011, 2012；李文昌等，2011)，近年不断取得找矿突破，已发现普朗、松诺、雪鸡坪、红山、浪都、高赤坪等斑岩-夕卡岩型铜多金属矿床(点)30余处。长期以来，对格咱弧的构造演化(侯增谦等，2004；曾普胜等，2004)、岩浆活动(莫宣学等，2001；Wang et al., 2011)及其成矿作用(曾普胜等, 2003, 2006)已开展大量工作，但集中于对印支期斑岩型矿床的研究，对于近年来新发现的燕山晚期夕卡岩型矿床的研究相对较少。

红山铜钼矿床是格咱弧中已探明规模最大的夕卡岩型矿床(云南省地质局第七地质队, 1971^①)，最近在其深部勘探过程中发现燕山晚期斑岩型铜钼矿体(杨岳清等，2002)，显示出良好的找矿前景。前人对该矿床的矿物学、流体包裹体、成岩成矿年代学及成岩成矿过程等进行了研究，促进了对该矿床地质及其地球化学特征的认识。其中与隐伏斑岩体有关的铜钼矿化已获得了较为一致的成矿时间(82~77Ma；徐兴旺等，2006；李文昌等，2011)，但对于夕卡岩型矿体成矿时代的认识分歧较大。部分研究认为夕卡岩型矿体与印支期的中-酸性石英闪长玢岩及石英二长斑岩关系密切(杨岳清等，2002；侯增谦等，2004；曾普胜等，2004；徐兴旺等，2006；李文昌等，2011；王新松等，2011；黄肖潇等，2012)，据此推测成矿时代为印支期。然而矿区夕卡岩带并不处于上述岩体的接触带，且尚无直接证据表明印支期岩体是成矿母岩，因此夕卡岩矿体的成矿年龄仍需进一步厘定。近年来，李建康等(2007)通过Re-Os定年技术获得夕卡岩矿体中黄铁矿等时线年龄为75Ma，但黄铁矿Re-Os同位素体系分析具有明显的复杂性和不确定性(屈文俊等，2009)，该测年结果所得的年龄误差较大，等时线中MSWD=31，因此很难准确代表夕卡岩矿体的形成时间。而辉钼矿的Re-Os同位素体系封闭温度较高(约500℃；Suzuki et al., 1996)，不易受到后期蚀变事件或较慢冷却速度的影响，能获得精确的成矿年龄；且Re-Os同位素体系是硫化物矿形成的强有力示踪剂，尤其对成矿过程中地壳物质混入程度高度灵敏(Foster et al., 1996)。为此，本文利用高精度的辉钼矿Re-Os同位素测试技术，确定红山铜钼矿床夕卡岩型矿体和斑岩型矿体的成矿年龄，约束其成矿物质来源和成矿地球动力学背景，为矿床成因和区域成矿规律研究及找矿实践提供科学依据。

①云南省地质局第七地质队. 1971.云南省中甸铜矿红山矿区勘探报告

格咱弧位于义敦岛弧南端，其东部和南部为甘孜-理塘板块结合带，西部为乡城-格咱深大断裂，该断裂朝SSE方向延伸，与甘孜-理塘深大断裂相接，从而在南部封闭了格咱弧(图 1a)(李文昌等，2010)。格咱弧发育三套构造-岩浆组合：印支晚期大规模俯冲造山作用及岛弧型中-酸性岩浆大规模侵入，从东往西呈NNW向大面积出露；燕山晚期的碰撞造山过程和花岗岩浆侵入，从北往南呈NS向展布；喜马拉雅期陆内汇聚和大规模剪切平移作用及正长(斑)岩-二长(斑)岩浆侵入，仅在亚杂地区出露(图 1b)(侯增谦等，1995)。

图 1

Fig. 1

图 1 格咱弧大地构造位置(a)和地质简图(b)(据Li et al.，2011修编) Fig. 1 Simplified geological map of Geza island arc (modified after Li et al.,2011)

红山铜钼矿床位于格咱弧中部(图 1b)，矿区出露地层主要为上三叠统的一套火山-沉积岩系，主要赋矿层位为曲嘎寺组第二段第一亚段(T₃q^2-1)灰色-深灰色大理岩和角岩化变质砂岩。红山铜钼矿床位于北西-南东向展布的红山复背斜西翼，总体呈单斜构造层，断裂构造简单，主要呈NNW向展布。岩浆岩出露较少，主要为矿区东北部呈NNW向产出的闪长玢岩脉和东南角印支期石英闪长玢岩体(侯增谦等，2003；黄肖潇等，2012)，在西侧可见石英二长斑岩小岩株(图 2)。

图 2

Fig. 2

图 2 红山铜钼矿床地质简图(据云南省地质调查院，2004①修编) Fig. 2 Geological map of the Hongshan Cu-Mo deposit

①云南省地质调查院. 2004.云南中甸地区矿产资源评价

红山矿区共发现夕卡岩和斑岩型这两种成因类型的矿体(杨岳清等，2002；侯增谦等，2004；徐兴旺等，2006；李文昌等，2011)。夕卡岩型矿体是红山矿区主要的开采对象，目前共圈出V1、V2、V3和V4这4个夕卡岩矿体群，总体呈北西-南东向展布(图 2)，均呈层状、似层状、透镜状分布；夕卡岩矿体主要赋存在角岩化变质砂岩中，部分赋存于大理岩夹层与角岩化变质砂岩的接触面，顺层产出，一般长约158~1258m，厚3.92~19.56m。夕卡岩型矿体附近基本未见侵入体出露且夕卡岩不处于围岩与岩体接触带，而是在角岩化变质砂岩或角岩化变质砂岩与大理岩接触带中，不是典型的花岗岩体和碳酸盐岩直接接触交代的产物。夕卡岩矿石中主要金属矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿，少量辉钼矿、磁铁矿及方铅矿；非金属矿物主要为石榴石、透辉石、透闪石、硅灰石等，显示矿化与夕卡岩化关系密切。通过近几年的勘探找矿工作，在红山矿区深部夕卡岩矿体下部发现了隐伏的花岗斑岩体，斑岩体的内外蚀变带中出现较好的铜钼矿化，金属矿物主要有黄铜矿和辉钼矿，有时还有少量方铅矿，显示出较好的资源潜力。

本次采集的6件辉钼矿样品中5件为夕卡岩型铜多金属矿石，其中HS11D3B3、HS11D3B14和HS11D3B16取自矿区V1号矿体群，HS-1和HS-HMK取自V2号矿体群(见图 2)；1件样品(HZK0901)取自钻孔774m处，为深部花岗斑岩中的斑岩型铜多金属矿石。

斑岩型矿石样品中辉钼矿与黄铜矿、方铅矿紧密共生(图 3a)，呈鳞片状分布在黄铜矿中(图 3b)。夕卡岩矿石样品中辉钼矿为灰白色，反射多色性变化显著，沿裂隙面分布(图 3c)或者呈浸染状(图 3d)分布。显微镜下辉钼矿呈菊花状(图 3e)或者束状(图 3f)集合体与黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿共生；图 3g中观察到夕卡岩矿物石榴子石、绿帘石与辉钼矿共生，矿石中其他非金属矿物还有辉石、方解石(图 3h)等。

图 3

Fig. 3

图 3 红山矿区典型矿石样品手标本和镜下照片 (a)-辉钼矿呈团块状分布于斑岩型矿石中；(b)-辉钼矿呈鳞片状分布于黄铜矿中；(c)-辉钼矿沿裂隙面分布于夕卡岩型矿石中；(d)-辉钼矿呈浸染状分布于夕卡岩型矿石中；(e)-辉钼矿呈菊花状集合体与黄铜矿、磁黄铁矿共生；(f)-辉钼矿呈束状与磁黄铁矿共生；(g)-夕卡岩矿石中与辉钼矿共生的石榴子石、绿帘石(±)；(h)-夕卡岩矿石中辉石(±). Cc-方解石; Ccp-黄铜矿; Ep-绿帘石; Gn-方铅矿; Grt-石榴子石; Mo-辉钼矿; Po-磁黄铁矿; Px-辉石 Fig. 3 Photographs and microphotos of the typical ores in Hongshan deposit

样品的分选工作在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，在室内无污染环境下，用常规方法将样品粉碎至60~80目，经淘洗和磁选后，在双目镜下进一步分选至纯度达99%以上，然后用玛瑙钵研磨至200目。用于Re-Os同位素测试分析的辉钼矿质纯，无污染。

Re-Os同位素分析测试在国家地质测试中心Re-Os同位素实验室完成，采用美国TJA公司生产的电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICP-MS测定同位素比值，对于Re-Os含量很低的样品采用美国热电公司(Thermo Fisher Scientific)生产的高分辨电感耦合等离子体质谱仪HR-ICP-MS Element 2进行测量。对于Re：选择质量数185、187，用190监测Os。对于Os：选择质量数为186、187、188、189、190、192，用185监测Re。TJA X-series ICP-MS测得的Re、Os和¹⁸⁷Os的空白值分别为(0.0031±0.0005)×10^-9、(0.00023±0.00008)×10^-9、(0.00039±0.00005)×10^-9，远小于所测样品和标样中Re、Os含量，因此不会影响实验结果。普Os是根据原子量表和同位素丰度表，通过¹⁹²Os/¹⁹⁰Os测量比计算得出(Böhlke et al.，2005; Wieser，2006)。Re、Os含量的不确定度包括样品和稀释剂的称量误差、稀释剂的标定误差、质谱测量的分馏校正误差、待分析样品同位素比值测量误差，置信水平95%。模式年龄的不确定度还包括衰变常数的不确定度(1.02%)，置信水平95%。实验采用国家标准物质(GBW04435(JDC))为标样，监控化学流程和分析数据的可靠性。分析标样(JDC) Re和¹⁸⁷Os及模式年龄与标准值在误差范围内完全一致，表明所获辉钼矿的数据准确可靠(表 1)。Re-Os同位素分析原理及详细分析流程参见相关文献(Shirey and Walker, 1995；Du et al.，2004；杜安道等，2001；屈文俊和杜安道，2003)。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 标样金堆城(JDC)辉钼矿的Re-Os测试结果及标准值 Table 1 Certificated values and analytical data of Re-Os isotopes for standard sample JDC 编号 原样名 样重(g) Re (×10-6) 187Os (×10-9) 模式年龄(Ma) 测定值 不确定度 测定值 不确定度 测定值 不确定度 120522-22 JDC 0.10018 17.18 0.14 25.47 0.22 141.4 2.0 GBW04436 (JDC) JDC 17.39* 0.32 25.46* 0.60 139.6* 3.8 注：*为标准值(据Du et al.，2004)

表 1 标样金堆城(JDC)辉钼矿的Re-Os测试结果及标准值 Table 1 Certificated values and analytical data of Re-Os isotopes for standard sample JDC

模式年龄t按下式计算：

其中，λ(¹⁸⁷Re衰变常数)=1.666×10^-11yr^-1(Smoliar et al.，1996)。

红山铜钼矿床5件夕卡岩矿石和1件花岗斑岩矿石样品内辉钼矿的Re-Os测试结果见表 2，其中对样品HS11D3B3和HS11D3B14进行了两组分析。本次分析的辉钼矿中普Os含量很低，几乎接近于0。斑岩型样品HZK0901-43中辉钼矿Re的含量为(41.39±0.33)×10^-6，而5件夕卡岩型样品中辉钼矿Re的含量变化较大，范围为(4.074±0.035)×10^-6~(94.21±0.75)×10^-6。Re与¹⁸⁷Os含量变化协调，给出的1件斑岩型矿石样品中辉钼矿的模式年龄为80.71Ma，5件夕卡岩矿石样品中辉钼矿的模式年龄为77.90~81.05Ma，加权平均值为79.32±0.87Ma，MSWD=1.03(图 4)，可见两种矿石类型中辉钼矿年龄趋于一致。采用ISOPLOT软件(Smoliar et al.，1996)对6件样品中辉钼矿数据进行等时线拟合(图 5)，获得Re-Os等时线年龄为80.0±1.8Ma，MSWD=6.8。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 红山铜钼矿床Re-Os同位素测试结果 Table 2 Re-Os isotopic data of molybdenites from the Hongshan Cu-Mo deposite 编号 原样名 样重(g) Re (×10-6) 普Os (×10-9) 187Re (×10-6) 187Os (×10-9) 模式年龄(Ma) 测定值 不确定度 测定值 不确定度 测定值 不确定度 测定值 不确定度 测定值 不确定度 120318-18 HN11D3B16 0.01168 41.49 0.33 0.0735 0.0509 26.08 0.21 33.87 0.28 77.90 1.10 120326-5 HN-1 0.02002 4.074 0.035 0.0078 0.0219 2.560 0.022 3.339 0.047 78.23 1.44 120326-7 HN11D3B3 0.02049 94.21 0.75 0.0078 0.0243 59.21 0.47 77.95 0.64 78.97 1.11 120510-17 HN11D3B3 0.01087 88.47 0.81 0.4062 0.0447 55.61 0.51 74.68 0.62 80.56 1.19 120510-18 HN11D3B14 0.05096 7.246 0.063 0.0167 0.0055 4.554 0.039 6.066 0.059 79.89 1.22 120326-8 HN11D3B14 0.02063 39.06 0.30 0.0081 0.0264 24.55 0.19 32.21 0.26 78.70 1.08 120510-16 HN-HMK 0.01167 63.91 0.53 0.0989 0.0290 40.17 0.33 54.27 0.47 81.05 1.17 120510-14 HZK0901-43 0.01024 41.39 0.33 0.1502 0.0354 26.01 0.21 35.00 0.30 80.71 1.15

表 2 红山铜钼矿床Re-Os同位素测试结果 Table 2 Re-Os isotopic data of molybdenites from the Hongshan Cu-Mo deposite

图 4

Fig. 4

图 4 红山铜钼矿床夕卡岩矿石中辉钼矿Re-Os年龄加权平均图 Fig. 4 Weighted average of Re-Os model age of molybdenites from the skarn-type ore in the Hongshan Cu-Mo deposit

图 5

Fig. 5

图 5 红山铜钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄 Fig. 5 Re-Os isochron of molybdenites from the Hongshan Cu-Mo deposit

精确的成矿年代学是分析矿床成因、阐明成矿规律和理解成矿作用与地球动力学背景的关键(Deng et al.，2010；Yang et al.，2013)，因此获得矿床高精度的成矿年龄显得尤为重要。近年来在红山铜钼矿床深部发现的与隐伏斑岩体有关的铜钼矿化，前人得出较为一致的成矿时间，徐兴旺等(2006)对隐伏斑岩体上部含矿石英脉中6个辉钼矿样品进行Re-Os定年，得到等时线年龄为77Ma，李文昌等(2011)通过对隐伏斑岩体中4个辉钼矿样品进行Re-Os定年得到等时线年龄为80.2Ma，与本次获得的1件斑岩型矿石中辉钼矿模式年龄80.71Ma相吻合，证明红山铜钼矿床深部斑岩型矿体形成于燕山晚期。本次获得的5件夕卡岩矿石样品中辉钼矿的模式年龄为77.90~81.05Ma，加权平均值为79.32±0.87Ma，与斑岩型矿体成矿年龄一致，两者均形成于燕山晚期。并且夕卡岩型矿石样品中，辉钼矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿等金属硫化物与石榴子石、辉石、绿帘石等夕卡岩矿物紧密共生在一起(图 3)，说明本次所获得的辉钼矿Re-Os年龄可以准确的代表夕卡岩型矿体的成矿年龄。6件样品的辉钼矿Re-Os等时线年龄为80.0±1.8Ma，因此，燕山晚期为红山夕卡岩-斑岩型铜多金属矿床的主要成矿时代，而非前人认为的印支期。王新松等(2011)和黄肖潇等(2012)对红山矿区隐伏花岗斑岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测试，测得结果分别为81.1±0.5Ma和75.8±1.3Ma，与本次研究获得的红山夕卡岩型和斑岩矿体的成矿年龄在误差范围内一致，表明红山夕卡岩-斑岩型铜多金属矿床成矿作用可能与深部隐伏花岗斑岩体密切相关。

研究表明Re-Os同位素体系是硫化物矿形成的强有力的示踪剂和成矿过程中地壳物质混入程度高度灵敏的指示剂(Foster et al.，1996)。一般从幔源到壳幔混合源再到壳源，辉钼矿中Re的含量是逐渐降低的。李文昌等(2012)综合前人分析数据，得到以下物源示踪规律：①成矿物质源自地幔或以地幔物质为主，其辉钼矿Re含量多在10×10^-6~1000×10^-6；②成矿物质是壳幔混源的矿床，其辉钼矿Re含量在(n×10)×10^-6；③成矿物质完全来自于地壳，其辉钼矿Re含量明显偏低，为(1~n)×10^-6。由表 2可见，红山铜钼矿床中辉钼矿的含量为4×10^-6~94.2×10^-6，与壳源和壳幔混源岩浆热液矿床中Re的含量相近，可见红山铜钼矿床成矿物质来源以壳源为主，并混入少量幔源物质，具有壳幔混合的特征。

三江特提斯构造带是全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区(Deng et al.，2009；邓军等，2010b；杨立强等, 2010, 2011)，义敦岛弧是三江特提斯构造带中一个重要构造单元，格咱弧位于义敦岛弧南端，其时空演化保持了义敦岛弧的共性。在燕山晚期(138~73Ma)区域构造动力体制转换，由于弧陆碰撞之后发生后造山伸展作用，引起造山带的去根和下地壳的拆沉作用(Sacks and Secor, 1990)，导致下部热的软流圈大幅上涌，取代较冷的岩石圈，诱发地壳熔融(Kay et al., 1994；侯增谦等，2004)，在格咱弧形成了中酸性岩浆侵入事件，发育有一系列花岗岩，其高峰期为80Ma左右(侯增谦等，2001)。本文所获得的红山夕卡岩-斑岩型铜钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为80.0±1.8Ma，成矿时间与燕山晚期岩浆侵入事件的高峰期一致。因此，伴随燕山晚期中酸性岩浆侵入活动，大量的含矿岩浆热液在红山隐伏花岗斑岩体内形成了浸染状或者团块状铜钼矿化，同时沿着断裂发育部位运移至三叠系地层中，在碳酸盐岩与砂岩接触带或者碳酸盐岩与砂岩内部形成铜钼矿化，从而形成红山铜钼矿床。

在格咱弧地区除红山铜钼矿床之外从北到南还发育有休瓦促钨-钼矿床和热林钨-钼-铜-矿点(李建康等，2007；尹光候等，2009)等一系列燕山期斑岩矿床。休瓦促和热林矿床(点)在时间上与红山铜钼矿床成矿年龄一致，空间上与其从北到南呈直线等间距分布，三者可能具有相同的成矿动力学背景，为同一构造-岩浆-成矿作用的产物。可见，格咱弧燕山晚期成矿事件是区域性地质事件，该期夕卡岩-斑岩型铜钼多金属具有较大成矿潜力。

辉钼矿Re-Os同位素测年结果表明，红山夕卡岩型矿体成矿年龄为79.32±0.87Ma，与其深部斑型铜钼矿体的成矿年龄80.71Ma保持一致，均为燕山晚期同一成矿事件作用的产物，而非形成于印支期。因此，燕山晚期是红山夕卡岩-斑岩型铜钼矿床的主要成矿期。

红山夕卡岩-斑岩型铜钼矿床辉钼矿Re的含量范围为4×10^-6~94.2×10^-6，显示其成矿物质来源具有壳幔混合的特征。这与其在燕山晚期的弧陆强烈碰撞造山作用之后的后造山伸展背景下，由于下部热的软流圈大幅上涌而取代较冷的岩石圈，并诱发地壳部分熔融和壳幔物质交换，造成大规模岩浆沿断裂上侵于地壳浅部形成包括红山在内的一系列铜、钼、钨等矿床的成矿动力学背景相一致。燕山晚期成矿事件具区域性分布特征，反映其具有较大的成矿潜力。