j 地 质 学 报 ACTA GEOLOGICA SINICA VFob L7 .No. 2。。沐川太平砂岩型铼钼(锇)矿点的地质特征和矿化时代 曹志敏 ”骆耀南。 王汝戚 STEIN H.J. HANNAH J.L¨ MARKEY R.J. 1)青岛海洋大学地学院,266003;2)四川省地质勘查局,成都.610041 3)南京大学内生矿床成矿机制国家重点实验室,210093 4)AIRIE Program,Colorado State University,Fort Collins.美国 内窖提要 四川I沐 II县民主太平 带含钼砂岩为一新矿化类型——沉积砂岩型铼钼(锇)矿点。x射线粉 晶衍射分析结果表明其中徽细晶鳞片状含钼矿物为晶质辉钼矿;高精度质谱分析发现辉钼矿中分散元素Re和铂 族元素。s含量很高,具有重要的综台利用价值;高精度Re一0s同位紊涮年证踞辉钼矿形成年龄与含矿的中生代红 层盆地砂岩同期,未发现任何热液活动迹象或掏造活动影响,认为辉钼矿属同生沉积产物。这一发现和研究对于矿 物学和矿床学均具有重要的理论意义和应用价值。 关键词 铼钼(锇)矿床古钼砂岩辉钼矿Re 同位紊测年 四JI『省淋川I县 四川省乐山地区沐川、马边等地中生代红层中 曾相继发现含钼砂岩层 因当时调查范围及其他技 术原因否定了该区钼的工业意义,也未可能就铼和 含矿砂岩产地位于乐山市沐J r『(太平乡铜厂 沟)、马边(民主乡铜槽子和绿菌沱)县境内,距乐山 分别为70 km、125 km,交通方便。区域内中生代红 层砂岩过去曾有铜矿开采史,具体年代不详 区域范围出露前寒武系基底变质岩地层和上古 生界碳酸盐岩层,局部见弱矿化的二叠纪蛾眉山玄 武岩。中生代盆地地层由三叠系厚层砂岩、侏罗系泥 锇的利用价值进一步开展工作和研究。但因其矿化 元素组合特殊,曾引起一些专家的兴趣,1 981年曾 报道发现沐川矿(张汝柏等,1 981),后又被怀疑并不 是新矿物,本来就是辉钼矿(Michael Fleischer at a】_.1 982)。传统理论一向认为沉积岩中拟或沉积条 砂岩和白垩系细砂岩夹粘土岩层组成;主要构造为 沐川炭库一马边养坝向斜,两翼出露侏罗系红层砂 岩,产状平缓(5~10。),断裂构造不发育(图1)。 矿床地质特征:1972年至1 974年四JIl省地质 局二0七地质队在马边、犍为、沐川普查评价确认其 为铜钼矿化,钼含量达到工业要求0。含矿层在沐川 为侏罗系上沙溪庙组(J ),马边为蓬莱镇组(J: ), 矿层赋存于浅紫色与浅灰色厚一块状层、细一中粒 钙泥质胶结的亚长石砂岩 下部,呈暗紫色、暗紫红 至暗砖红色泥质粉砂岩及砂质粘土岩的不等厚互 层。层间夹厚层一块状浅灰白色岩屑长石石英砂岩, 砂岩延伸不稳定,常呈透镜体。顶界处为一厚1~2m 紫红一浅灰一灰色砂质灰岩或灰岩;矿化层为中厚 层一块状细一中粒浅灰白色岩屑长石石英砂岩,岩 性单一,具水平层理、斜层理及楔状层理,层厚横 件下不可能有辉钼矿沉淀。近年来随着分散元素成 矿作用研究的深入和突破性进展(陈毓川等,1993; 曹志敏等,1 993;涂光炽,1 994;曹志敏等,1 995)的启 示,在更大更广阔地质背景下讨论、研究、寻找稀有、 分散、贵金属的可能日益受到重视。我们应用新思 路、新技术方法重新考查分析该区具有重要经济和 科学价值的含钼砂岩矿化现象,取得重要进展 在沐 川县太平等地深入细致地质调研和吸收前人工作成 果的基础上,为进一步了解矿化特征、矿物及其主要 化学成分,查明沐川含钼砂岩中的辉钼矿与红层沉 积岩的关系、矿床成因及其成矿远景,我们在美国科 罗拉多州立大学AIRIE(工业与环境应用同位素)实 验室测定了辉钼矿的Re Os同位素年龄,并用该 校热负离子质谱仪发现其特高锇、铼含量,为进一步 评价其科学意义与工业利用前景提供了重要线索 向变化大,向北、向南两侧均渐次为紫红色泥质粉 注:车文为国家重大基础研究发展规划项目(编号G19990432O5)、国家自然科学基盘资助项目(缩号49633110.40072037)的成果 四川省地质勘查局207趴.1974.马边民主公社吉钼砂岩踏勘报告. 收稿日期:2001—07—02{改回日期:2001—09—04;责任缩辑;章雨旭。 作者简舟:曹志敏,博士,现任青岛海洋大学教授、博士生导师.从事盒属矿床地质地球化学和现代成矿作用研究与教学 电话;0532 20326赫(Fh);Email;zmcao@maiL ouqd.edu cn 维普资讯 http://www.cqvip.com
地质学报 图l 沐川太平砂岩型铼钼(锇)矿产出地质筒图及交通位置示意图 Fig.1 Sketch of geology and location in the Muchuan sandstone type Mo—Re(一Os)mineral deposit K自垩系萦色砂岩夹薄层状牯土岩-J。p一上侏罗境红色砂岩、细砂岩;Jz 中侏罗统紫灰色钙质泥质长石砂岩夹含钼砂岩矿层- J一下株罗统红色灰色泥岩、粘土岩、粉砂岩I卜三叠系厚层砂岩、钙质粉砂岩; z上古生界灰岩、白云岩I Pz口一上二叠统峨眉山玄 武岩;Pre七前寒武系变质岩基底-l主要河流;2一采样地点 K Cretaceous violet sandstoile with thin—bedded claysmne{Jap--Upper Jurassic red s ̄ndstone,fine sand ㈣J z ——M dk Jurassic violet gray ca[careous arginaceons arkose with Mo bearing sttrxdstone;』1 Lower J… red--gray mudstone,ealystone and ̄Irstone{T Triassic thmk bedded sand ̄one and calcareous siltstoneI Pz2一upper P.1eozoic limestone and dolomite}P? Permian Emeishanian Basalt}Pre七 Precambrian metamorphic rocksI l——【nawr rivers;2--locatinn of the…nks 裹1沐川太平台矿砂岩层序特征殛岩性描述 Table 1 Descril,tion of the strata order&lihtologtes of the ore-bearing sandstone 岩层及代号 岩(矿)层 岩性厦矿化特征描述 厚度(m) 中株罗统 薄层一中厚层,暗紫色、暗紫红至暗砖红色混质粉砂岩及砂质黏土岩的不等厚互层。岩性轵且易风 抄溪庙组上段 化,靠近顶部颜色较红。层间采厚层块状蔑灰白色岩屑长石石英砂岩,砂岩延伸不稳定.常呈透 镜体 顶界处为一厚l~2 lit紫红拽灰一灰色砂质灰岩或灰岩 中厚层~块状细一中粒拽灰白色岩屑长石石英砂岩,岩性单一,具水平层理、睾}层理厦楔状层理 上古矿砂岩带 风化表面目铁染略带褐黄色.常具褐铁矿薄膜状皮壳 岩层风化后较疏橙,但抗剥蚀强,地貌上呈 陡崖。层厚横向变化大,向北渐擞为紫红色据质粉秒岩及砂质粘土岩取代,向南亦同 黑色薄层状碳质细牲长石石英砂岩 措层出现密集磺质散层理 风化表面常见孔雀石厦蓝铜矿薄 铼(钼)锇 膜;碳质荣纹密集者古钼高,细粒砂状结构.接触孔隙式腔结 由于云母矿物器层集中分布 形成薄 矿(体)层 0~1.3 层状构造 矿(体)层呈透镜体产出,般延长披米至披十米即行尖 或呈细荣纹}有用矿物主要是 辉钼矿、辉铜矿等 。下台矿砂岩带 同第2层。 钞溪庙蛆下段 中侏罗境 未至底部 同第1层。 拄:据四JI地勘局207地质队(1974)资料改塘 砂岩及砂质粘土岩取代;矿层为黑色薄层状碳质细 沿层集中分布,形成薄层状构造。矿(体)层呈透镜体 粒长石石英砂岩,沿层出现密集碳质微层理,风化表 产出,一般延长数米至数十米即行尖灭或呈细条纹。 面常见孔雀石及蓝铜矿薄膜;碳质条纹密集者含钼 主要矿(体)层特征见含矿砂岩层序特征及岩性描述 高,细粒砂状结构,接触孔隙式胶结,由于云母矿物 (表1)。 维普资讯 http://www.cqvip.com
第1期 曹志敏等:沫川太平砂岩型铼钼(锇)矿床的地质特征和成矿时代 矿石为铜、钼矿物的细条纹状碳质砂岩,具明显 的沉积特征.其碎屑粒度一般为0.2~0.35 cm,显 2高精度Re—Os同位素测年 3件辉钼矿粉末样品均取自沐川太平矿区条纹 状矿石,矿石经手刻其条纹成粉末.分离辉钼矿共 200rag,纯度达到85 以上;制样采用“碱熔法”,同 棱角一次棱角状;矿物碎屑有碳屑和黑云母,含量约 占5 .石英40 .长石>25 ,白云母<5 .岩屑 >l0 ;胶结物碳质约占5 ,泥质<5 。矿石矿物 成分简单.经鉴定由辉钼矿、辉铜矿及其次生矿物孔 雀石和蓝铜矿组成;矿石含铜Cu 0.46 (最高 3.91 ),Mo 0.258 (最高达3 )和铼、锇等共伴 生元素,具有极高的利用价值。 辉钼矿为0.05~0.5 mm的细小鳞片状,呈平 位素比值及其Re和Os用热负离子质谱仪 (NTIMS)测试(Markey at a1.,l 998)。 首先要碱-液熔样制成过氧化物,用适量辉钼矿 粉末样品(小于150 m,重量依估计的Re、Os丰度和 年龄而定)放入盛有Re同位素稀释剂的zr坩埚内, 加入l g的NaOH和l ml的H O使辉钼矿在碱性 溶液中先行溶解并蒸发至干,再加3~3.5 g NaOH 行条纹顺层分布。矿物x射线粉晶衍射分析结果表 明衍射线最强是3.069(10),其次依次是6.1 9O(5)、 2.1 90(3)、1.893(1)和1.783(3),应属辉钼矿数据 盖好置于350℃马弗炉内熔融硅盘上,每20 rain移 开1次并增温25℃,每次猛烈旋摇至冻结,如此往 复直至400 C,样品和稀释剂充分溶解在碱性熔体 中,冷凝后加入4 g过氧化钠(Na O )移至550℃的 (表2、图2),而非所怀疑的其他含钼次生矿物。热负 离子质谱(NTIMS)测试含Re 209×10 ~265× l0一. Os 451 X 10-9~563 X 10 (表3),可见矿石 矿物组合(辉钼矿和辉铜矿)在过去造成了化学分析 结果的组合成分。鉴于原来对含铜砂岩的关注和初 步认定为胶硫铜钼矿引起的矿化价值不高,忽略了 值得重视的分散元素铼和铂族元素锇。通过Mo、 Re、Os综合评价,沐川地区含钼砂岩将成为罕见的 沉积砂岩型铼钼(锇)矿床。 表2辉钼矿x光粉晶衍射参数 Table 2 X—ray diffraction data of the Molybdenite 马弗炉内,每20 min移开1次并增温25℃,每次猛 烈旋摇至冻结,如此往复直至600℃,使样品和稀释 剂中的Re、Os充分均一,并在过氧化状态下达到平 衡,然后冷却至室温。其次将过氧化物用硫酸分解酸 化,在400 ml PTFE烧杯中用H20充分刷洗坩埚 和坩埚盖溶解熔融物并转入置于干冰中的烧瓶内, 加入5 ml 1:1 H SO 至坩埚并在烧杯内摇匀,(使 溶液缓慢在烧瓶表面纯化,不至于加热太快而来不 及反应)坩埚和烧杯均用25 ml1:1 H SO 进一步 6.190 冲洗,两批溶液都加到沸腾瓶内保持酸度5N H SO 再用双氧水把挥发性OsO4从H SO 溶液中 蒸馏至NaOH中分离Os,制成含Os的HHr,残样通 过离子交换柱分离Re(Mo、W被1N HC1捕获,Re 由4N HNO。析出)。最后NTIMS质谱进行分析并 计算数据 3.O69 Z.190 1_8g3 1.783 注:南京大学内生矿床成矿机制国家开放实验室.Cu Ko 4c kV,25mA 测试结果模式年龄介于202 Ma和206Ma之问 (表3),平均年龄约203Ma,其范围相当于国际时代 对比表上的赫塘期(Hettangian,2O8~202Ma),即我 表3辉钼矿热负离子质谱(NTIMS)分析 殛Re—Os年龄测试结果 Re-Os dating of molybdenite Table 3 Results of NTIMS analysis and 兰 ~ l0 20 30 40 50 60 分析号 原编号Re( ,g) a (ng埋)1模式年龄(Ma) CT 266 CAO--03—1 65.4:0.2 563±1 202.4士0.8 CT 268 CAO-03一z EO9.0:0.1 451 1 205 9士0.8 2 (CuKa】 CT 280 CAO-03 3 E60.6±0.2l 552:1 202.1士0.8 图2辉钼矿x光粉晶衍射图谱 Fig.2 X—Ray diffraction diagram of the moIybdenite 注;热负高于质谱仪(NTIM¥).AIR1E,Colorado State Univer s Lty,Fort Colbns,USA; ( Re):1 6%x 10一~ft 维普资讯 http://www.cqvip.com
地质学报 国地层时代的早侏罗世赫塘阶(王鸿帧等,1990) 由 234~Z43 于辉钼矿形成年龄早于含钼砂岩的相对地质时代 涂光担.1994.分散元素可以形成独立矿床.见:中国矿物学、岩石 学、地球化学研究新进展(二).兰州大学出版杜.234. 中上侏罗世.因而可排除辉钼矿为后生成因 王鸿桢,李光岑.1990.国际地层时代对比表.北京:地质出板杜 的怀疑 张如柏.龚夏生.周振东.范良明,帅德权.1981.沐川矿——种新的 含水的钼矿物地球化学、(2):12O~127. 3讨论 References 经广泛的文献对比.并参考贵州黄家湾(毛景文 Chen Yuchuan_Mao Jingwen,Zhou Jianxinng,Y Ji ̄zhao,Yang 等.2001)的最新研究,我们认为①沐川太平等地产 Baichuaa、Luo Yaonan.1993.The D ̄hulgou Te Bi Au deposit, 出的含钼砂岩是一处新的、特殊类型的沉积钼矿产 ifrst deposit tellurium dominated in the world.in:Ahstract㈣Uec 地,其中铼、锇等高含量稀散及贵重金属元素大大提 tions of the fifth all China symposium oⅡmineral deposits Bei jing:G ̄logical Publishing House 437~439 高了利用价值;②辉钼矿Re Os测年结果为202~ Cao Zhimin、Wen Chunqi、Li Baohua Luo Yaotmn,Fu De叫ng, 206Ma,模式年龄值略大于地质相对年龄中、上侏罗 Zhou Shaodoog 1995.A genitic discussion of the first indepen 纪,因而佐证了辉钼矿的同生成因,与含矿层同为侏 dent tellurium deposit Science in ChinafSerles B) f 6):647~ 654. 罗纪赫塘期(Hettangian),具有明显的科学研究价 Cao Zhimin、Luo Yaonan 1993.Geolgoical feature and its Ol-e compc ̄ 值,并为进一步探索该矿产地的工业价值提供了线 sition of the TelBi)deposit in Sichuan province.in:Abstract col- 索;③鉴于辉钼矿与铼、硒等分散元素和铂族元素 l ̄tions of the fifth all—China symposium on mineral deposist Beif Jing:G ̄logieal Publishing House,476~478 的密切关系,沐川太平等地存在自然界罕见的砂岩 Mao Jingwen,Zhang Guangdi、Du Andao,Wang Yitian,Zeng Ming 型铼(钼)锇矿,即分散元素铼具有独立成矿作用、伴 guo.Geology,Geochemistry.and Re一0s isotopic dating of the 生铂族元素中重元素锇的新矿床类型;④该矿床的 Huangjiawan Ni Mo PGE deposit・Zuny[ Guizhou PmⅥn 特殊性和潜在的巨大经济价值,深入研究的意义重 with a dieccusion of the polymetallic mineralization of basal Cam brian black shales in South China.Acta Geologi ̄Sinica,45(2): 大 234~243(in Chine with English abstraet). 四川地勘局二0七地质队早期普查工作为本项 Tu G ̄ngchi.1 984 Disperse elements can he enriched for a mineral 研究奠定了基础,激发了我们的研究兴趣,在此谨致 deposits in iadependent :Association of Min Petro.Geoche Chitm.ed.New Progress of Mineralogy-Petrology,Geochem 谢忱。 istry in Chitm fPart 2).Lanzhou-Press 0 Lanzhou University. 234. 参考文献 Wang Hongzhea.IJ L Guaogcen 1990 Correlation table of stratigraphi ca】subdivision.Beijign:Geological Publishing House. 曹志敏,骆耀南.1999.四川碲(铋)矿床地质特征与矿石物质成丹. Zhang Rubao.Gong Xi ̄beng,Zhou Zhendoog,Fan Liangming— 第五届全国矿床会议论文集.北京:地质出版杜,476~4 78 Shuai Dequan 1981.Muchuanite…a… r bearign molybde 曹志敏.温春齐,李保华.骆耀南,付德明,周绍东1995.首捌独立 nunl sulphide minera1.Geochetnica,(2):120~127 碲矿床成目探讨.中国科学fB辑),(6):647~654. Markey R J.Stein H J-Morgan J W 1998 Highly p…Re一0s 陈毓川,毛景文,周剑雄,锃剑钊.杨百川,骆耀南.1993.四川石棉 datign of wolyhdetifte using alkaline fusion and NTlMS.Tal ̄ta. 县大水沟碲铋金矿床——世界首例以碲为主的碲矿床.第五届 45;935~946 全国矿床会议论文集北京:地质出版杜,437~43g. MichaeI Flei ̄her,Chao G Y,Mandarino J A.1982.New Minera】 毛累文,张光弟.杜安遭.王义天.曾明果.2001遵义黄家湾镍钼铂 Names.T American Mineralogy,57 8j4~86O. 族元素矿床地质、地球化学和Re。8同位隶年龄测定——兼论 华南寒武系底部黑色页岩多盘屑成矿作用.地质学报.75(2): Geological Characteristics and Mineralization Age of the Sandstone Type Re—Mo(一Os)Mineral Occurrence in Muchuan,Sichuan CAO Zhimin ”.LUO Yaonan”,WANG Rucheng”,H.J.STEIN .J.L.HANNAH ,R.J.MARKEY 1)College ofMarine Geology,O ̄'eanUnboersity ofQmgdao,Qmgdao,266003 2】Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Swhuan Prooince,Chengdu,610041 3】]Va ̄ional Key Lab.of Ml't ̄ralization Mecham'sms of Endogenenic deposes,Nanjing University.Nanjing,210093 4)AIRdE Program t Colorado State fniz ̄rsity,Fort Collins,USA Abstl*act Mo bearing sandstone discovered in the Minzhu Taiping area,Muchuan County,Sichuan Province,is a 维普资讯 http://www.cqvip.com
第1期 曹志敏等:沐川太平砂岩型铼钼(锇)矿床的地质特征和成矿时代 new type of mineral deposit——sedimentary sandstone type Re Mo(Os)deposit.X ray powder diffraction analysis shows that the finely crystalline—-microcrystalhne scaly Mo—bearing mineral in the ore is crystalline molybdenite.High—precision mass spectrometry indicates that the contents of the dispersed element Re and plat— inum group element Os are high in molybdenite.So the two elements can be recovered for industrial uses. High precision Re一0s isotope dating suggests thai the Muchuan Re Mo(Os)deposit form in 202~206 Ma. synchroneously with the ore bearing Mesozoic red bed basin sandstone.No sign of hydrothermal activity or tee tonic setting has been found.The authors think that the molybdenite is the product of the syngenetic sedimema ry period.This discovery and research are of great theoretical significance and practical value for the study of mineralogy and the geology 0{mineral deposits. Key words:Mo—bearing sandstone;molybdenite;high precision Re Os isotope dating;Muchuan County Sichuan Province 陆陆点碰撞与超高压变质作用 董树文” 武红岭 刘晓春” 薛怀民 1)中N地质科学院,北京,100037 a 2)中N地质科学院地质力学研究所,北京,100031 迄争为止 非撞击型超高压变质作用均发生在陆 陆碰撞造山 则边界的碰撞引起的构造附加压力对超高压岩石形成的影响作用。 带.过在东半碡许多地点已被证实 超高压变质岩石以古柯石英和金 模拟计算表明,大陆扳快的早期碰撞,舍引起碰撞附近的局部应力集 刚石包体的榴辉岩和榴辉岩相变质岩石为代表,形成的温压环境为 中现象(平均压力较周围增大了5~9倍),构造压力在超高压中所占 65U~800【・2 6~3.5GPa。研究证明大多数超高压岩石原岩是陆壳 的比例约为2O ~35 由此推捌 大别山高压超高压岩石形成深 ^山 沉积岩系.因此推断大陆探俯冲作用曾经发生 而超高压岩石 度可能为6j~30km 为此车文提出超高压岩石新成因模式——大陆 现争卫出露地表或漫表,意味着它们又从探部折返至地表。陆壳岩石 点碰撞模式 这种模式符台力学基本原理,也符台地质记录和地质过 深俯冲和折返机制已戚为大陆动力学研究的热点,但认识莫衷一是: 程;可以解释为什幺超高压岩石并非沿碰撞造山带全线存在,而是出 争论的焦点是陆壳俯冲的深度蓟底多大可以形成超高压岩石?是什 理于某些特定部位 本文提出喜玛拉雅山碰撞带的东西犄南是典型 幺机制使其发生深俯冲而又折返到浅表?本文通过世界上出露规模 的点碰撞区域,陆壳岩石的超高压变质作用均发生在这两个特定的 最太的超高压变质带——太别山碰撞过程的动力学分析,探讨非规 部位 一个伸展构造体制下的花岗岩体的主动侵位作用 ——亚干变质核杂岩同构造花岗岩体 王 涛 郏亚东。 李天兵 马铭波”高永军” ])北京大学地质学系,100871;2)宁夏地质调查院,750031 般认为,在仲展拉张构造环境中花岗岩体“被动”定位,在挤压 间 这说明,主霸侵位机制不仅存在于挤压构造环境.而且还可以发 环境中 主动”定位 而本文研究显示,亚干变质棱杂岩同伸展构造花 育于伸展构造环境 其意义在于进一步论证了花岗岩复合定位机制 岗岩件仍显示有较强的主动侵位作用 这些岩体发育同心状单元分 重要性,也为探讨核杂岩与花岗岩的成因关系厦驱动力问鼯提供了 布型式 边强中弱的应变型式,特别是围岩同侵位变形:围岩的应变 新依据 分析表明,围岩韧性压缩大约提供了现夸岩体16 ~2{ 的定位空 利用半方差函数进行裂缝数据空间分布模式研究 许建东” Robert D.Jacobi 1)中国国家地震局地质研究所,北京,100029; 2)美国纽约州立大学(BufaUo)地质系,NY,14206 车文利用半方差函数对美国纽约州西部地区g十野外观测点实 (当a小于0时)、多项式II型(当a太于0时),其中一后3种数学模型 测的裂缝数据进行了空间分布模式研究 野外最长删线达38m 通过 是本研究中首拱提出 分析结果表明,裂缝间距和裂缝长度具有结构 半方差的计算可确定裂缝间距和裂缝长度随空问位置的变化 为此 性的半方差图,说明裂缝的空间位置以厦裂缝在空间上的长度分布 目的、我们犏制了FORTRAN程序.对从野外删线所获得的裂缝数据 都不是随机的 研究结果显示出半方差函数可 为裂缝位置和长度 进行了整理 我们发现,实验计算的半方差,其空间分布模式可 用5 在空间上的相关性研究提供有益的信息,过种信息可用 设计高教 种数学模型来描述,郎线性模型、球体模型、反球体模型、多项式I型 卑的裂缝采样方案,也可用 确定裂缝构造区可能的外延范围
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