西藏列廷冈铁多金属矿侵入岩锆石U_Pb定年、Hf同位素组成及其地质意义

西藏列廷冈铁多金属矿床位于冈底斯-念青唐古拉岩浆弧北缘,是冈底斯北缘Pb_Zn_Ag_Cu_Fe多金属成矿带上典型的铁多金属矿床,与成矿关系最为密切的岩体为花岗闪长岩和花岗斑岩。采用锆石LA_ICP_MS对花岗闪长岩和花岗斑岩进行了定年,结果显示花岗闪长岩的成岩年龄为58.69±0.68 Ma,花岗斑岩成岩年龄为60.69±0.98 Ma。与加拉普铁多金属矿、沙让钼矿、亚贵拉铅锌银矿等冈底斯-念青唐古拉岩浆弧上其它矿床的对比分析表明,这一系列矿床受印度-欧亚大陆碰撞过程中地幔的岩浆底侵作用影响,形成于印度-亚洲大陆碰撞早期。列廷冈锆石的Lu-Hf测试结果显示岩体的εHf(t)值为-3.01~3.0,Hf二阶段模式年龄742~1 322 Ma,表明岩浆具有壳幔混源的特点。结合列廷冈的目前勘探情况,认为在区域的铁多金属矿中,深部的Cu、Pb、Zn矿产将是今后勘查方向。     

西藏邦铺斑岩矽卡岩矿床二长花岗斑岩Sr-Nd-Pb-Hf同位素及闪锌矿黄铁矿Rb-Sr等时线年龄研究

邦铺钼多金属矿是形成于印亚板块碰撞后碰撞伸展环境中的大型富Mo(~0.09%)、贫Cu(~0.32%),并且伴生Pb-Zn的斑岩-矽卡岩矿床。邦铺矿床位于冈底斯斑岩成矿带东段北侧,其成矿年代(~15.32Ma)与冈底斯斑岩成矿带内其它典型的斑岩矿床具有一致性(12~18Ma)。邦铺矿床除了富Mo(Cu),还含有大量的Pb-Zn矿石,其中Mo(Cu)以斑岩型矿化为特征,而Pb-Zn则主要赋存于矽卡岩之中。本文立足邦铺矿床两大问题:矿床富Mo原因和斑岩-矽卡岩两期矿化的关系,借助含矿岩体二长花岗斑岩Sr-Nd-Pb和锆石Hf同位素及共生闪锌矿和黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄研究,为更好地了解矿床成因和冈底斯斑岩成矿带成矿规律提供依据。对矽卡岩矿区共生的黄铁矿闪锌矿进行Rb-Sr定年,87 Rb/87Sr=0.2351~7.903,87Sr/86Sr=0.714011~0.715539,闪锌矿和黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为13.93±0.87Ma,其成矿时间与斑岩成矿时间(辉钼矿Re-Os年龄15.32Ma)近于一致;同时,在空间上,随着距离二长花岗斑岩距离的增大,石榴子石减少,方解石及其它碳酸盐矿物增多,矽卡岩矿物组合由高温向低温转变,闪锌矿颜色由不透明向半透明过渡,暗示了温度连续下降的过程;所以无论时间还是空间上,邦铺斑岩矿化和矽卡岩矿化都属于同一成矿系统。邦铺二长花岗斑岩(87Sr/86Sr)i值介于0.707504~0.710012之间,变化范围较小;εNd(t)值为-3.96~-3.56,TDM2为1020~1050Ma;206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb、208Pb/204Pb分别为18.304~18.439、15.744~15.793、38.842~38.904;锆石176 Hf/177 Hf为0.282826~0.283009,平均值为0.282916,εHf(t)值为2.2~8.7,平均值为5.4;全岩Sr-Nd-Pb及锆石Hf同位素特征指示邦铺二长花岗斑岩为壳幔源岩浆混合作用的产物,其壳源组分的含量相对于冈底斯斑岩成矿带典型的含矿斑岩更高。幔源物质来源于上涌的软流圈地幔而壳源物质为加入大量古老地壳成分的新生下地壳;由于Mo、Pb、Zn主要来自于古老的下地壳,含有大量古老地壳物质的新生下地壳源区解释了邦铺Mo(Cu)-Pb-Zn的金属元素组合。     

西藏冈底斯矿带南缘矽卡岩型铜矿床含矿岩体锆石U-Pb年龄及意义

西藏冈底斯矿带发育大量斑岩铜钼矿床及铜铅锌多金属矿床,形成斑岩铜矿带及多金属矿带。过去的工作表明,冈底斯带南部矿床同位素年龄多小于30Ma,形成于碰撞期后伸展环境。本文测定了冈底斯矿带南缘克鲁-冲木达矽卡岩型铜(金、钼)矿集区桑布加拉矽卡岩型铜(金)矿化岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及锆石Ce4+/Ce3+比值。矿化岩体锆石U-Pb年龄:92.1±0.6Ma,MSWD=1.0,锆石Ce4+/Ce3+比值在90～562之间,平均值为287。锆石Ce4+/Ce3+比值和玉龙矿带含矿岩体锆石的比值基本一致,显示矽卡岩矿化岩体岩浆氧逸度较高。印度板块与欧亚板块碰撞时间在65～45Ma之间,桑布加拉矽卡岩型铜矿化岩体锆石U-Pb年龄表明冈底斯带不但发育碰撞期后大规模成矿作用,也发育与洋壳俯冲构造岩浆事件有关的成矿作用。这为冈底斯矿带洋壳俯冲有关矿床的寻找提供了依据。     

加拉普铁矿区花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学研究

青藏高原南部发育有大规模的碰撞成矿作用,冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Cu-Fe多金属成矿带是其重要的组成部分.加拉普铁矿床是位于该成矿带东侧的矽卡岩型铁矿床,其成矿作用与区内的花岗闪长岩有密切的成因联系.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,该岩体成岩年龄为(63.4±0.5) Ma(n=25,MSWD=1.2),表明矿床形成于印-亚陆陆碰撞的主碰撞阶段.地球化学研究结果显示,岩石属中-高钾钙碱性准铝质花岗岩;其∑REE较低(100.5×10-6～170.3×10-6),具弱-中等负Eu异常,富集轻稀土元素(LREE),相对亏损重稀土元素(HREE);富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Pb、K、Th,相对亏损高场强元素(HFSE) Hf、Ta、Ti、Nb等,与早期的林子宗火山岩相类似,具有弧火山岩的地球化学特点.岩石εNd(t)值为-2.60-2.34,(87Sr/86Sr)初始值为0.7074～0.7075,反映了重熔地壳物质与幔源物质混合的特点.锆石Lu-Hf同位素测试结果显示,岩体的锆石εHf(t)值和地壳模式年龄均分布较广,分别为-9.1～4.3和864～2368Ma,同样表明岩石岩浆源区具有壳幔混源的特征.综合上述数据,矿区的花岗闪长岩是地幔源区岩浆与陆壳重熔岩浆混合而成的壳幔混源的Ⅰ型花岗岩.已有数据显示,冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Cu-Fe多金属成矿带从白垩纪至中新世均有强烈的成矿作用,但其主成矿期集中在62～ 50 Ma,且与主碰撞阶段的岩浆活动有密切的成因联系.Pb-Zn-Ag成矿作用主要与受壳源物质控制的花岗岩密切相关,而与Fe-Cu矿化有关的岩体则更多地显示了幔源物质的贡献.     

班怒带西段尕尔穷铜金矿两套侵入岩源区及其地质意义——来自Hf同位素特征的指示

尕尔穷铜金矿位于班公湖—怒江缝合带西段南缘的措勤—申扎火山岩浆弧内,为与侵入岩有关的矽卡岩型-破碎带型铜金(铁)矿床。在已有石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的基础上,进一步对其进行锆石Hf同位素研究,同时对最新勘查成果显示具有一定成矿潜力的花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素研究,确定了两套侵入岩的形成顺序;结合前人总结的岩石地球化学特征,利用Hf同位素对其岩浆源区进行示踪。结果显示:花岗斑岩锆石206Pb/238U年龄加权平均值为(83.2±0.7)Ma,较石英闪长岩晚4 Ma左右,其初始176Hf/177Hf值为0.282 235～0.283 073,εHf(t)值为-17.2～12.5;石英闪长岩锆石初始176Hf/177Hf值为0.282 800～0.283 015,εHf(t)值为3.5～10.5。结合二者地球化学特征显示:石英闪长岩和花岗斑岩可能是同一岩浆系统不同分异阶段的产物,前者主要起源于具有幔源印记的初生地壳,而花岗斑岩具有和石英闪长岩相似的岩浆源区,但明显混入上地壳基底物质;暗示晚白垩世班怒带西段南缘内随着南羌塘—三江复合板片与冈底斯—念青唐古拉板片之间的弧-陆碰撞,先成的具有幔源印记的初生地壳重熔形成岩浆,随着碰撞的继续和岩浆的上涌分异,部分上地壳受挤压或热效应进一步重熔并参与岩浆系统中,由早至晚形成了由幔源特征向幔-壳混合源特征源区逐渐转变的花岗岩演化系列。尕尔穷铜金矿是起源于具有幔源印记的初生地壳的花岗岩的成矿专属性表现。     

西藏列廷冈-勒青拉铅锌铁铜钼矿床硫化物Re-Os和Rb-Sr年龄及其地质意义

列廷冈-勒青拉矿床位于西藏冈底斯北缘多金属成矿带东侧,是该成矿带内一个独特的同时发育Pb、Zn、Fe、Cu、Mo五种元素矿化的典型矽卡岩型矿床。矿区的成矿作用均与东南侧的居布扎日复式岩体密切相关,目前已发现了位于岩体与碳酸盐岩地层接触带部位的Fe-Cu-(Mo)矿化和远离岩体外接触带部位的Pb-Zn-(Cu)矿化。因此,铅锌与铁铜钼矿体之间成矿关系的精确厘定,是明确这种具有不同来源属性的多金属共生矿床的成矿物质来源和成矿机制等科学问题的前提。文章通过辉钼矿Re-Os同位素和闪锌矿Rb-Sr同位素测年工作,从时间上对Fe-Cu-(Mo)矿体和Pb-Zn-(Cu)矿体的成矿时代进行限定。结果表明,与黄铜矿共生的辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄值为(59.4±4.5)Ma,闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为(58±2)Ma。空间上,近岩体部位Fe-Cu-(Mo)矿化和远端矽卡岩部位Pb-Zn-(Cu)矿化发育相似的钙质系列矽卡岩矿物。因此,从时间和空间上均表明Pb-Zn-(Cu)矿化与Fe-Cu-(Mo)矿化为同一成矿系统。5件辉钼矿样品中w(Re)为1.5121×10~(-5)～7.4442×10~(-5),7件闪锌矿样品中初始~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.71446～0.71471,指示Fe-Cu矿化成矿物质具有壳幔混合的特征,而Pb-Zn-(Cu)矿化的成矿物质则偏重于地壳来源的特征。对矿区内黄铁矿和闪锌矿成分分析结果显示:黄铁矿Co/Ni比值均大于1,闪锌矿Zn/Cd比值平均为292.11。结合前人资料分析可知,近岩体Fe-Cu-(Mo)矿化是在高温、高氧逸度的碱性环境下形成,远端外接触带Pb-Zn-(Cu)矿化是在中高温、还原碱性的环境下形成。列廷冈-勒青拉矿床形成于印-亚大陆碰撞的主碰撞阶段,该时期新特提斯洋板片的回卷可能是矿床形成的深部动力学机制。     

西藏列廷冈-勒青拉铅锌铁铜钼矿床成矿流体特征:来自流体包裹体及碳氢氧同位素的证据

列廷冈-勒青拉矿床位于西藏冈底斯北缘多金属成矿带东侧,是该成矿带内一个独特的同时发育Pb、Zn、Fe、Cu、Mo五种元素矿化的典型矽卡岩型矿床.对该矿床成矿流体性质研究有助于解决这种具有不同来源属性的多金属共生矿床的成矿机制等科学问题.基于此,选取与Fe-Cu-Mo矿化和Pb-Zn-Cu矿化密切相关的矽卡岩矿物和脉石矿物,系统开展了流体包裹体和碳氢氧同位素研究,结果显示二者的成矿流体来源相同并经历了相似的演化过程.矽卡岩阶段主要发育富液相包裹体,成矿流体具有高温中高盐度特征.成矿期石英硫化物阶段和成矿后期碳酸盐阶段主要发育富液相包裹体和含子晶的多相包裹体,前者成矿流体温度属于中高温范畴,而盐度分为高盐度和低盐度两类;后者成矿流体温度属于中低温范畴,而盐度同样分为高盐度和低盐度两类,研究表明出现两种盐度截然不同的流体是由于沸腾作用造成的.稳定同位素研究结果显示矽卡岩阶段成矿流体主要源于发生过脱水去气作用的残余岩浆水,石英硫化物阶段和碳酸盐阶段均有大气降水的参与.灰岩地层与正常海相碳酸盐岩相比δ18O明显亏损,表明成矿流体在矿区灰岩地层中大规模运移并发生水岩反应,从而在远端矽卡岩带形成铅锌铜矿化.结合前人及本次研究结果,列廷冈-勒青拉矿床Fe-Cu矿化与Pb-Zn矿化为同一时期岩浆活动的产物,但分别与不同属性的岩浆有关.降温冷却、流体混合作用以及pH值的变化是控制列廷冈-勒青拉矿床金属沉淀的重要因素,而成矿温度和岩浆属性的差异是造成成矿元素在空间上分带的主要原因.     

大陆碰撞成矿作用:I.冈底斯新生代斑岩成矿系统

火山岩浆弧和大陆碰撞带是产出巨型斑岩矿床的两类重要环境.岩浆弧环境的斑岩铜矿成矿理论业已建立,而大陆碰撞环境的斑岩矿床则研究薄弱.在青藏高原,印度-亚洲大陆碰撞导致了大规模斑岩成矿作用,在主碰撞期(65～41 Ma)发育沙让式斑岩Mo矿和亚贵拉式斑岩-矽卡岩型Pb-Zn-Mo矿床,在晚碰撞期(40～26 Ma)形成明则式斑岩Mo矿和努日式斑岩-矽卡岩型Mo-W-Cu矿床,在后碰撞期(25-13Ma)产生驱龙式斑岩Cu-Mo矿床.这些矿床构成了3条规模不等的成矿带,分别发育在冈底斯的北带(中拉萨地体)、南带(泽当弧地体)和中带(南拉萨地体).冈底斯含矿斑岩系统通常为多期多相浅成侵入杂岩体.含矿斑岩以高K为特征,多为高K钙碱性岩和钾玄岩系列.含Cu斑岩以二长花岗斑岩为主,显示埃达克岩地球化学亲和性,含Mo斑岩以花岗斑岩为主,显示大陆壳成因特点.微量元素和Sr Nd Hf同位素地球化学研究表明,含Cu斑岩来自碰撞加厚的西藏镁铁质的新生下地壳(如角闪榴辉岩),早期卷入新生下地壳的幔源物质及硫化物的重熔为斑岩岩浆提供了部分金属Cu、Au和S;含Mo 岩浆来自古老的西藏镁铁质下地壳(如角闪岩)的部分熔融,金属Mo主要来自古老地壳物质的贡献.冈底斯含矿斑岩均含有不同成分的微粒镁铁质包体(MME),并显示典型的长英质与镁铁质岩浆混合特征.以MME为代表的含Cu富H2O幔源岩浆,或底侵于冈底斯地壳底部,为下地壳熔融提供了热和H2O,或注入长英质岩浆房,为斑岩系统提供了部分金属cu和S,并提升了岩浆氧逸度.冈底斯斑岩岩浆热液-成矿系统受控于斑岩就位的地壳环境.在斑岩体侵位的花岗岩基环境,其良好的封闭性导致热液流体(岩浆出溶)以斑岩岩株为核心向外扩散,形成环状蚀变分带,并主要在钾硅酸盐化带发生Cu-Mo矿化;在碎屑岩-碳酸盐建造环境,碳酸盐建造发生矽卡岩化和金属淀积,不透水的细碎屑岩层阻挡热液流体扩散,热液矿化围绕斑岩体发育,形成斑岩型Mo-矽卡岩型Pb-Zn Mo或Mo-W-Cu 成矿系统;在层火山沉积环境,良好的封闭盖层导致岩浆流体与天水强烈混合以及混合流体的长距离侧向流动,发育大面积蚀变岩盖,形成上部浅成低温热液Au Cu和下部斑岩型Cu-Mo成矿系统.结合区域构造岩浆分析,笔者认为,发育于冈底斯碰撞带3个不同碰撞期的幔源岩浆上侵-下地壳部分熔融岩浆浅成侵位-斑岩成矿系统,受控于印度-亚洲大陆三阶段碰撞的不同深部过程,据此提出了大陆碰撞过程中斑岩型矿床的地球动力学模型.     

西藏加多捕勒铁铜矿床晚白垩世岩浆活动成因

加多捕勒铁铜矿床位于冈底斯Pb-Zn-Ag-Cu-Fe成矿带西段。矿区出露的复式岩体由黑云二长花岗岩(50.9±1.8Ma)和石英二长闪长岩组成。本文以石英二长闪长岩为研究对象,分析了岩体地球化学特征、SHRIMP锆石U-Pb年龄以及原位锆石Hf同位素与稀土元素。分析结果显示石英二长闪长岩具岛弧岩浆活动特征,锆石U-Pb年龄84.3±1.4Ma,为晚白垩世岩浆活动产物,锆石Hf同位素与稀土元素指示岩浆源区具壳幔混源特征,且以古老地壳物质的部分熔融为主。综合分析已有研究成果及本文数据,笔者认为矿区晚白垩世岩浆活动可能与低缓角度俯冲的新特提斯洋壳有关。     

宁镇矿集区安基山花岗闪长斑岩和韦岗花岗闪长岩的锆石U- Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

宁镇矿集区位于长江中下游成矿带东部,发育了大量与Cu、Fe矿产有关的中酸性侵入岩,如区内安基山岩体和韦岗岩体分别与安基山铜矿及伏牛山铜矿、韦岗铁矿等Cu、Fe矿床成矿关系密切。尽管前人在宁镇矿集区开展了大量的岩石学工作,但是对这些花岗质岩石源区特征方面的研究却略显薄弱。本文对该矿集区内的安基山岩体和韦岗岩体开展了详细的LA- ICP- MS 锆石U- Pb测年和锆石Hf同位素研究,进而确定成岩年龄、探讨岩浆源区性质及与成矿作用的关系。锆石U- Pb定年结果显示区内安基山花岗闪长斑岩和韦岗花岗闪长岩成岩年龄分别为108.9~110.9 Ma和107.3~109.6 Ma,宁镇矿集区晚中生代岩浆岩的成岩时代在110~100 Ma之间,明显晚于长江中下游其他矿集区成岩时代范围近20 Ma。两个岩体的锆石Hf同位素研究显示,韦岗花岗闪长岩的εHf(t)值为-47.4~-16.9,平均为-24.9,二阶段Hf模式年龄(TDM2)为2.24~4.14 Ga,平均为2.73 Ga,可能是中太古代至古元古代下地壳部分熔融形成的;而安基山花岗闪长斑岩的εHf(t)值为-16.8~-8.9,平均为-12.4,二阶段Hf模式年龄(TDM2)为1.74~2.23 Ga,平均为1.96 Ga,可能是富集岩石圈地幔物质与下地壳物质混合的产物。本文研究结果结合前人研究显示,矽卡岩型Fe矿床有关的岩体相比于矽卡岩型Cu矿床成矿岩体含有更多的地壳物质;岩浆源区壳、幔物质含量比例可能是控制长江中下游成矿带Cu、 Fe成矿作用的重要因素。