成岩成矿时代

达巴特斑岩型铜钼矿区以前没有成岩成矿年龄数据报道，为了查明矿区火山岩、次火山岩和铜钼矿石的成岩成矿时代，本次工作对火山机构中的流纹斑岩、花岗斑岩和铜钼矿石中的辉钼矿分别进行了同位素测年。

（一）矿区流纹斑岩的形成时代

本次工作对矿区中部的含矿主岩流纹斑岩中锆石开展了SHRIMP U-Pb同位素测年，详细的测试方法和数据在第四章中已进行了描述，其锆石U-Pb和谐图（见图2-15），其测年结果为315.9±5.9Ma，置信度为95%，MSWD为1.9。这一年龄数据表明，达巴特铜钼矿区火山机构中的流纹斑岩形成于早石炭世，即北天山（巴音沟）洋向南俯冲作用过程中的岛弧环境（见图1-15j）。

图4-14 达巴特斑岩铜钼矿床含矿石英流体包裹体δD-δ¹⁸O图解

（二）矿区花岗斑岩的形成时代

本次工作对矿区火山机构中的花岗斑岩中锆石开展了SHRIMP U-Pb同位素测年，详细的测试方法和数据在第二章中已进行了描述，其锆石U-Pb和谐曲线图见图2-16，其测年结果为278.7±5.7Ma，置信度为95%，MSWD为1.6。这一年龄数据表明，达巴特铜钼矿区火山机构中部花岗斑岩形成于早二叠世，为板内裂谷拉张作用过程中形成的产物。

（三）铜钼矿的成矿时代

1.样品特征

由于矿体在地表出露较少，而且样品不够新鲜，用于Re-Os同位素年龄测定的7件矿石辉钼矿样品全部来自钻孔Zk002的岩心。具体采样位置示于图2-9 和图4-10（样品来源于ZK002的不同孔深，分别为174m，193m，185m，194.5m，170m，183m和173m。），矿石样品为产于在流纹斑岩体内部含辉钼矿石英细脉，脉宽为1～3cm，辉钼矿在石英脉中呈浸染状和团块状分布。

2.实验流程

本项分析测试工作在国家地质实验测试中心完成，实验中采用Carius管封闭溶样来分解样品（杜安道等，2001；Shirey et al.，1995）。实验全流程空白Re约为2.8pg，普Os约为0.1pg，大大小于所测样品中铼、锇含量，因此，不会影响实验中铼、锇含量的准确测定。

分解样品：准确称取待分析样品，通过长细颈漏斗加入到Carius管底部。缓慢加液氮到有半杯乙醇的保温杯中，调节温度到-50～-80℃。放装好样的Carius 管到该保温杯中，通过长细颈漏斗把准确称取的¹⁸⁵Re和¹⁹⁰Os混合稀释剂加入到Carius管底部，再加入4ml 10mol/L的HCl，4ml 16mol/L 的HNO₃。当管底部溶液冰冻后，用丙烷氧气火焰加热封好Carius管的细颈部分，放入不锈钢套管内。轻轻放套管入鼓风烘箱内，待回到室温后，逐渐升温到230℃，保温12小时。在底部冷冻的情况下，打开Carius 管，并用40mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中。

蒸馏分离Os：在105～110℃温度下蒸馏50分钟，用10mL水吸收蒸出的OsO₄用于ICP-MS测定Os同位素比值。将蒸馏残液倒入150mL Teflon烧杯中等待分离Re。

萃取分离Re：将第一次蒸馏残液置于电热板上加热近干，再加少量水，加热近干。重复两次以降低酸度。再加入10mL 5mol/L的NaOH，稍微加热，转为碱性介质。转入50mL聚丙烯离心管中进行离心，然后取上清液转入120mL Teflon分液漏斗中，再加入10mL丙酮，振荡5分钟，萃取Re。静止后弃去水相。加2mL 5mol/L的NaOH溶液到分液漏斗中，振荡2 分钟，洗去丙酮相中的杂质。弃去水相，排丙酮到150mL已加有2mL水的Teflon烧杯中。在电热板上（50℃）加热以蒸发丙酮，加热溶液至干。然后加数滴浓硝酸和30%过氧化氢，加热蒸干以除去残存的Os。用数毫升稀HNO₃溶解残渣，稀释到硝酸浓度为2%。准备进行ICP-MS测定Re同位素比值。若含Re溶液中盐量超过1mg/mL，需采用阳离子交换柱除去钠。

质谱测定：采用美国TJA公司生产的TJA PQ ExCell ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）测定同位素比值，采用美国Finigan公司 HR ICP-MS测定Os同位素比值。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。

3.测试结果

对7件辉钼矿单矿物进行了Re-Os同位素测试，结果列于表4-12。其中普Os是根据Nier值的Os同位素丰度，通过¹⁹²Os/¹⁹⁰Os测量比计算得出；总¹⁸⁷Os是¹⁸⁷Os同位素的总量，Re和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%，¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os 的不确定度包括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%。

表4-12 达巴特斑岩铜钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测试结果

由表4-12可知，辉钼矿中Re的含量比较低而且变化范围较大，变化于120.7～424.6ng/g之间，Os含量在0.0013～0.0281ng/g之间。采用衰变常数（λ）1.666×10^-11（Smoliar et al.，1996），利用ISOPLOT软件（Model 3）将7件分析数据回归成一条等时线，¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始比值为0.017±0.0464，平均权重方差MSWD=2.4，获得等时线年龄为301±20Ma（图4-15）。利用公式t=1/λ［ln（1+¹⁸⁷Os/¹⁸⁷Re）］所得的模式年龄为282.1±5.7Ma～305.0±3.8Ma。由于含辉钼矿石英脉分布在流纹斑岩体中，辉钼矿的形成时代应该比流纹斑岩晚，而流纹斑岩的锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为315.9±5.9Ma（前述），尽管有近20Ma的误差，但可以推测辉钼矿的形成时代应与花岗斑岩的成岩年龄相当，为早二叠世（海西晚期），这说明该矿床铜钼矿成矿作用很可能发生在板内裂谷拉张作用环境。