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攀枝花釩鈦磁鐵礦的成礦年齡與物質來源

關於攀枝花釩鈦磁鐵礦的成礦時代,前人作過不少研究,但測得的可靠年齡數據不多:

1)邢無京(1959)根據攀枝花巖體“在金沙江以南,輝長巖體有部分穿入上三疊系;在蘭家後山礦區西部山溝中,輝長巖對三疊紀地層有烘烤現象”,認為層狀基性-超基性巖形成於印支期以後;

2)康滇地軸隊(1958)、1:20萬米易幅(1968)、韓昭文(1981)和胡建中(1981)等根據①紅格毛獅子溝、白草板房箐壹帶見紅格巖體與晚二疊世峨眉山玄武巖相變關系,②在紅格巖體安寧村壹帶、米易新街巖體、米易新農村康家箐輝長巖體侵入峨眉山玄武巖中或震旦系燈影組與峨眉山玄武巖之間,③在紅格礦區輝長巖中見玄武巖捕虜體、印支期堿性正長巖又侵入到玄武巖和層狀巖體中等現象,認為層狀巖體形成於海西晚期;

3)劉玉書等(1972)、唐興信等(1973)根據①紅格巖體在馬鞍山、板房箐、毛獅子溝壹帶被晚二疊世峨眉山玄武巖及其次火山巖-超淺成相吞噬、玄武巖與次火山巖-超淺成相在李子村、馬屎坡、陳家坪子壹帶呈過渡關系,②攀枝花巖體與三疊系斷層接觸,在接觸帶見比較廣泛的擠壓破碎、糜棱巖化等現象,③侵入燈影組灰巖,④部分同位素年齡為334~356Ma,認為層狀巖體形成於海西早期;

4)楊天奇(1985)根據攀枝花巖體中輝石單礦物的K-Ar法同位素年齡1508±5.17Ma,認為層狀巖體形成於前震旦紀,並認為巖體的流狀構造(即礦物的定向排列)、片麻狀構造屬於變質作用的產物,而震旦系上統燈影組白雲質大理巖與紅格巖體為沈積接觸關系;

5)袁海華等(1984)報道了紅格輝長巖全巖Rb-Sr等時線年齡為566.86±56.99Ma和343.48±56.99Ma,由此認為存在兩次巖漿侵入活動;

6)盧紀仁等(1983,1984)認為不可能是兩次巖漿侵入,他們利用K±A-r法測得攀枝花巖體朱家包包Ⅲ號礦帶輝長巖中輝石年齡為483.05Ma,攀枝花Ⅲ礦帶輝長巖中斜長石年齡為577.31Ma(第壹次測)和645.83Ma(第二次測),紅格巖體路枯北礦區輝石巖含礦帶中輝石年齡為498.75Ma(第壹次測)和483.19Ma(第二次測)。據此,他們認為5億年左右是層狀巖體的侵位時代,相當於加裏東期

盧紀仁等,攀西層狀火成巖,1986.1

綜上所述,攀枝花巖體從地質歷史的角度看以晚古生代的可能性比較大,但同位素年齡值以早古生代數據偏多,是否與20多年前同位素年代測試精度不夠或方法不合適有關呢?為解決這壹疑惑,本次工作對采自攀枝花Ⅸ號礦帶的樣品也進行了對比研究,壹方面進行了礦石全巖Rb-Sr同位素年代學研究(表4-8、圖4-17),另壹方面則對輝長巖中的黑雲母進行了40Ar/39Ar法快中子活化分析(表4-9、圖4-18)。

圖4-17 攀枝花Ⅸ號礦帶輝長巖型磁鐵礦礦石與磁鐵礦單礦物的Rb-Sr同位素組成

從本次分析測試的結果看,磁鐵礦單礦物與礦石的87Rb/86Sr與87Sr/86Sr同位素比值非常接近,在(87Rb/86Sr)-(87Sr/86Sr)圖解中呈面型分布,實際上不能形成很好的等時線(圖4-17)。因此,用Rb-Sr等時線法難以獲得理想的同位素年齡。究其原因,壹方面可能是同位素體系未能封閉,但這似乎與層狀侵入體的地質特征不符合;另壹方面可能是同位素組成過於集中,即野外采集樣品時不夠分散。但無論如何,可以得到另外兩個信息:①無論是礦石還是單礦物的Sr同位素實測值和初始值(0.70457)很均壹,也很壹致,表明礦石屬於幔源巖漿成因;②從表4-8可以明顯看出,從同壹標本中選出的磁鐵礦單礦物,其87Sr/86Sr同位素比值要比礦石全巖要高壹些,這可能是由其巖漿結晶分異的成礦機制所決定的。

表4-8 攀枝花釩鈦磁鐵礦Ⅸ號礦帶磁鐵礦礦石及磁鐵礦單礦物的Rb、Sr同位素測試結果

從攀枝花Ⅸ號礦帶輝長巖中選取片狀黑雲母,利用快中子活化法測定的40Ar/39Ar坪年齡為256.85±2.69Ma,MSWD=3.36;等時線年齡為254.89±4.55Ma,MSWD=2.94(表4-9.圖4-18)。這表明,攀枝花的含礦巖體(以輝長巖為主),主要形成於二疊紀晚期,雖然略早於峨眉山玄武巖的噴發高峰期(250Ma),但總體上均屬於晚古生代末期峨眉地幔柱的產物。另外,從含礦輝長巖的侵入到玄武巖的大規模噴發僅相隔約5Ma,這也符合地幔柱活動的基本規律,即大量的基性超基性巖及其噴發巖在短期內快速、大量的噴發和侵入。數字模擬研究表明,峨眉地幔柱的主活動期大約集中在10Ma的短期內完成(李建康等,2004)。此外,在印支期的246.6Ma及220.8~218.5Ma期間,含釩鈦磁鐵礦的輝長巖體可能受到了強烈的改造,這與大量區調工作記錄到的現象是吻合的。

表4-9 攀枝花釩鈦磁鐵礦Ⅸ號礦帶輝長巖中黑雲母的Ar同位素測試結果

圖4-18 攀枝花Ⅸ號礦帶輝長巖中黑雲母的40Ar/39Ar法坪年齡和等時線年齡