内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床锆石U-Pb年龄和S、Pb同位素特征及其地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.011

摘要/Abstract

摘要：

为了明确内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床的成矿年龄与矿床成因,对该矿床中与成矿关系密切的流纹岩进行了锆石U-Pb年龄以及主要金属硫化物的S、Pb同位素测试。其中流纹岩的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(271.7±1.6) Ma(MSWD=1.02),显示成矿作用发生于二叠纪。金属硫化物的S同位素分析结果显示δ³⁴S_V-CDT值分布在-0.6‰~1.0‰之间,平均为0.49‰,变化范围较窄,显示S的来源单一;Pb同位素组成比较集中,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.207~18.674,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.620~15.699,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.144~38.790,具有壳幔混源的特征。S、Pb同位素特征均指示成矿物质主要来源于岩浆热液。结合区域地质、矿床地质、空间分带等特征以及S、Pb同位素组成可知,别鲁乌图铜多金属矿床为VHMS型矿床,形成于二叠纪陆缘弧裂谷中。

关键词: 别鲁乌图, VHMS型矿床, 锆石U-Pb年龄, 二叠纪, S同位素, Pb同位素

Abstract:

To clarify the metallogenic age and genesis of the Bieluwutu copper-polymetallic deposit, zircon U-Pb age of the ore-related rhyolite and sulfide S-Pb isotopes were analyzed. The weighted mean zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of the rhyolite is (271.7±1.6) Ma (MSWD=1.02). This suggests that the ore-related rhyolite and the Bieluwutu copper-polymetallic deposit was formed in the Permian. Sulfur isotope data show that the δ³⁴S_V-CDT variation is small (-0.6‰ to 1.0‰, average 0.49‰), implying that the sulfur may have come from a single source. The sulfide lead isotope compositions are relatively consistent, i.e., ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18.207-18.674), ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15.620-15.699) and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (38.144-38.790), featuring a mixed crust-mantle source. These S-Pb isotopic compositions indicate that the ore-forming materials were principally originated from magmatism. Evidence from regional and local geology, mineralization zonation and sulfur and lead isotopes support that the Bieluwutu copper-polymetallic deposit belongs to VHMS-type and was formed in an intra-arc rift during the Permian.

Key words: Bieluwutu, VHMS deposit, zircon U-Pb dating, Permian, sulfur isotope, lead isotope

中图分类号:

P588.14

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图/表 12

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样品号	w_B/10^-6				同位素比值											年龄/Ma
样品号	Pb	Th	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁸Pb/ ²³²Th	1σ	²³²Th/ ²³⁸U	1σ		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ
BL17.3.01	88	547	2 114	0.042 9		0.000 5	0.305 3	0.004 1	0.051 6	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.266	0.003 9	271		3	271	4	267	27
BL17.3.02	45	625	1 006	0.042 9		0.000 5	0.304 6	0.004 2	0.051 5	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.638	0.004 1	271		3	270	4	265	27
BL17.3.03	79	431	1 929	0.042 5		0.000 5	0.308 5	0.004 2	0.052 6	0.000 6	0.011 3	0.000 2	0.229	0.001 2	269		3	273	4	312	27
BL17.3.04	92	217	377	0.228 0		0.002 4	2.752 8	0.036 6	0.087 5	0.001 0	0.054 5	0.000 8	0.591	0.006 7	1 324		14	1 343	18	1 373	22
BL17.3.05	159	1 589	3 699	0.042 7		0.000 5	0.305 2	0.004 1	0.051 8	0.000 6	0.010 7	0.000 2	0.441	0.004 4	270		3	270	4	277	27
BL17.3.06	70	321	964	0.072 8		0.000 8	0.571 8	0.007 7	0.057 0	0.000 7	0.019 3	0.000 3	0.341	0.002 0	453		5	459	6	490	26
BL17.3.07	48	447	604	0.073 2		0.000 8	0.575 5	0.007 9	0.057 1	0.000 7	0.018 6	0.000 4	0.759	0.007 6	455		5	462	6	494	26
BL17.3.08	26	453	553	0.043 1		0.000 5	0.306 8	0.004 2	0.051 6	0.000 6	0.011 0	0.000 2	0.841	0.022 0	272		3	272	4	269	28
BL17.3.09	47	487	1 053	0.043 7		0.000 5	0.309 0	0.004 2	0.051 3	0.000 6	0.011 2	0.000 2	0.474	0.004 1	276		3	273	4	254	27
BL17.3.10	43	525	953	0.042 6		0.000 5	0.318 4	0.004 5	0.054 2	0.000 7	0.012 0	0.000 2	0.565	0.007 3	269		3	281	4	378	28
BL17.3.11	19	246	411	0.043 4		0.000 5	0.307 9	0.004 4	0.051 5	0.000 7	0.011 5	0.000 2	0.614	0.005 6	274		3	273	4	264	29
BL17.3.12	25	390	553	0.042 9		0.000 5	0.310 6	0.004 3	0.052 5	0.000 6	0.010 3	0.000 2	0.724	0.003 3	271		3	275	4	308	28
BL17.3.13	88	539	2 126	0.042 9		0.000 5	0.305 2	0.004 1	0.051 6	0.000 6	0.010 4	0.000 2	0.260	0.000 7	271		3	270	4	269	27
BL17.3.14	79	521	1 835	0.044 0		0.000 5	0.316 0	0.004 2	0.052 1	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.291	0.003 4	277		3	279	4	291	27
BL17.3.15	90	712	2 078	0.043 8		0.000 5	0.316 0	0.004 4	0.052 4	0.000 6	0.011 0	0.000 2	0.351	0.002 7	276		3	279	4	301	27
BL17.3.16	74	835	1 728	0.042 5		0.000 5	0.305 4	0.004 3	0.052 1	0.000 6	0.009 7	0.000 2	0.495	0.002 6	268		3	271	4	292	27
BL17.3.17	94	318	321	0.256 0		0.002 7	3.370 0	0.045 5	0.095 5	0.001 1	0.057 2	0.001 0	1.015	0.003 9	1 470		16	1 497	20	1 537	22

样品号	w_B/10^-6				同位素比值											年龄/Ma
样品号	Pb	Th	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁸Pb/ ²³²Th	1σ	²³²Th/ ²³⁸U	1σ		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ
BL17.3.01	88	547	2 114	0.042 9		0.000 5	0.305 3	0.004 1	0.051 6	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.266	0.003 9	271		3	271	4	267	27
BL17.3.02	45	625	1 006	0.042 9		0.000 5	0.304 6	0.004 2	0.051 5	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.638	0.004 1	271		3	270	4	265	27
BL17.3.03	79	431	1 929	0.042 5		0.000 5	0.308 5	0.004 2	0.052 6	0.000 6	0.011 3	0.000 2	0.229	0.001 2	269		3	273	4	312	27
BL17.3.04	92	217	377	0.228 0		0.002 4	2.752 8	0.036 6	0.087 5	0.001 0	0.054 5	0.000 8	0.591	0.006 7	1 324		14	1 343	18	1 373	22
BL17.3.05	159	1 589	3 699	0.042 7		0.000 5	0.305 2	0.004 1	0.051 8	0.000 6	0.010 7	0.000 2	0.441	0.004 4	270		3	270	4	277	27
BL17.3.06	70	321	964	0.072 8		0.000 8	0.571 8	0.007 7	0.057 0	0.000 7	0.019 3	0.000 3	0.341	0.002 0	453		5	459	6	490	26
BL17.3.07	48	447	604	0.073 2		0.000 8	0.575 5	0.007 9	0.057 1	0.000 7	0.018 6	0.000 4	0.759	0.007 6	455		5	462	6	494	26
BL17.3.08	26	453	553	0.043 1		0.000 5	0.306 8	0.004 2	0.051 6	0.000 6	0.011 0	0.000 2	0.841	0.022 0	272		3	272	4	269	28
BL17.3.09	47	487	1 053	0.043 7		0.000 5	0.309 0	0.004 2	0.051 3	0.000 6	0.011 2	0.000 2	0.474	0.004 1	276		3	273	4	254	27
BL17.3.10	43	525	953	0.042 6		0.000 5	0.318 4	0.004 5	0.054 2	0.000 7	0.012 0	0.000 2	0.565	0.007 3	269		3	281	4	378	28
BL17.3.11	19	246	411	0.043 4		0.000 5	0.307 9	0.004 4	0.051 5	0.000 7	0.011 5	0.000 2	0.614	0.005 6	274		3	273	4	264	29
BL17.3.12	25	390	553	0.042 9		0.000 5	0.310 6	0.004 3	0.052 5	0.000 6	0.010 3	0.000 2	0.724	0.003 3	271		3	275	4	308	28
BL17.3.13	88	539	2 126	0.042 9		0.000 5	0.305 2	0.004 1	0.051 6	0.000 6	0.010 4	0.000 2	0.260	0.000 7	271		3	270	4	269	27
BL17.3.14	79	521	1 835	0.044 0		0.000 5	0.316 0	0.004 2	0.052 1	0.000 6	0.011 1	0.000 2	0.291	0.003 4	277		3	279	4	291	27
BL17.3.15	90	712	2 078	0.043 8		0.000 5	0.316 0	0.004 4	0.052 4	0.000 6	0.011 0	0.000 2	0.351	0.002 7	276		3	279	4	301	27
BL17.3.16	74	835	1 728	0.042 5		0.000 5	0.305 4	0.004 3	0.052 1	0.000 6	0.009 7	0.000 2	0.495	0.002 6	268		3	271	4	292	27
BL17.3.17	94	318	321	0.256 0		0.002 7	3.370 0	0.045 5	0.095 5	0.001 1	0.057 2	0.001 0	1.015	0.003 9	1 470		16	1 497	20	1 537	22

序号					资料来源
1	黄铜矿	-0.6	黄铜矿矿石	C2-3矿体	本文
2	黄铜矿	-0.3	黄铜矿矿石	C2-3矿体
3	闪锌矿	0.5	铅锌矿矿石	C2-3矿体
4	闪锌矿	0.2	铅锌矿矿石	C2-57矿体
5	闪锌矿	-0.1	铅锌矿矿石	C2-57矿体
6	黄铁矿	0.6	黄铁矿矿石	C2-3矿体
7	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔270,133 m	徐通等^[15]
8	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔2901,142 m
9	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔2701,337 m
10	黄铁矿	1.0	黄铁矿矿石	钻孔2901,356 m
11	黄铁矿	0.4	黄铁矿矿石	钻孔2701,376 m
12	黄铁矿	0.2	黄铁矿矿石	钻孔2901,313 m
13	黄铁矿	0.8	黄铁矿矿石	钻孔2701,348 m
14	磁黄铁矿	1.0	黄铁矿矿石	钻孔2701,125 m
15	磁黄铁矿	0.4	黄铁矿矿石	钻孔2901,313 m
16	磁黄铁矿	0.6	黄铁矿矿石	钻孔3101,125 m
17	毒砂	1.0	黄铜矿矿石	钻孔2101,213 m

序号					资料来源
1	黄铜矿	-0.6	黄铜矿矿石	C2-3矿体	本文
2	黄铜矿	-0.3	黄铜矿矿石	C2-3矿体
3	闪锌矿	0.5	铅锌矿矿石	C2-3矿体
4	闪锌矿	0.2	铅锌矿矿石	C2-57矿体
5	闪锌矿	-0.1	铅锌矿矿石	C2-57矿体
6	黄铁矿	0.6	黄铁矿矿石	C2-3矿体
7	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔270,133 m	徐通等^[15]
8	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔2901,142 m
9	黄铁矿	0.9	黄铁矿矿石	钻孔2701,337 m
10	黄铁矿	1.0	黄铁矿矿石	钻孔2901,356 m
11	黄铁矿	0.4	黄铁矿矿石	钻孔2701,376 m
12	黄铁矿	0.2	黄铁矿矿石	钻孔2901,313 m
13	黄铁矿	0.8	黄铁矿矿石	钻孔2701,348 m
14	磁黄铁矿	1.0	黄铁矿矿石	钻孔2701,125 m
15	磁黄铁矿	0.4	黄铁矿矿石	钻孔2901,313 m
16	磁黄铁矿	0.6	黄铁矿矿石	钻孔3101,125 m
17	毒砂	1.0	黄铜矿矿石	钻孔2101,213 m

序号	测试矿物	²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb	μ	ω	Th/U	Δα	Δβ	Δγ	T_CDT/Ma
1	黄铁矿	18.253	15.683	38.348	9.65	37.80	3.79	81.25	24.5	40.01	380
2	黄铜矿	18.232	15.655	38.259	9.59	37.27	3.76	78.53	22.57	36.80	362
3	黄铜矿	18.674	15.665	38.790	9.56	37.12	3.76	80.31	21.83	37.67	57
4	闪锌矿	18.270	15.699	38.410	9.68	38.12	3.81	82.83	25.58	42.01	387
5	闪锌矿	18.223	15.631	38.182	9.55	36.77	3.73	76.21	20.89	33.73	340
6	闪锌矿	18.207	15.620	38.144	9.53	36.60	3.72	75.10	20.16	32.61	338