西秦岭江里沟复式岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学和Hf同位素特征及其地质意义

古特提斯洋在三叠纪时期沿现今勉略缝合带的闭合,标志着华北板块(NCB)和扬子板块(YZB)的最终拼贴完成。秦岭造山带西段发育印支期花岗岩浆活动,为该地区的成矿作用提供了有利的条件。对这些岩浆岩的形成时代、地化属性、演化、来源等的研究将有助于了解该时期的构造背景及动力学环境。本文以西秦岭北亚带的江里沟复式岩体作为研究对象,通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、锆石Hf同位素测试和主微量元素分析,对该岩体进行了系统的研究。结果显示:江里沟复式岩体的三种主要岩性为斑状黑云母二长花岗岩、花岗斑岩和细粒花岗岩,加权平均年龄分别为:229.1±1.8Ma(MSWD=0.82)、222.5±1.4Ma(MSWD=0.41)和217.1±1.8Ma(MSWD=1.4),指示该岩体形成于晚三叠世。其地球化学性质具有高硅(SiO_2=72.67%~77.84%),富碱(K_2O+Na_2O=7.67%~8.75%),弱过铝质(A/CNK=1.01~1.06),高度分异(岩体由早至晚DI及Rb/Sr均升高,DI=88.9~95.36,Rb/Sr=1.76~12.19),富集Rb、Th、U、Ta、Zr、Hf和HREE元素特点,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素;三个侵入体均发育明显负Eu异常(δEu=0.54~0.62、0.26~0.47、0.20~0.60);P_2O_5含量与SiO_2呈明显的负相关关系,而Y的含量反之,综合判定认为,岩体属高分异I型花岗岩。岩石形成温度从早至晚明显降低(平均由786℃至755℃)。εHf(t)值少数0外,绝大多数介于0.1~4.8之间,相应tDM2=0.95~1.25Ga。综合推断认为,江里沟岩体的原始岩浆是由部分熔融的岩石圈地幔与中新元古代的地壳混合,形成的混合岩浆,后经强烈的结晶分异作用形成江里沟复式岩体。     

东秦岭石窑沟斑岩钼矿床地质特征及辉钼矿Re-Os年龄

在东秦岭钼成矿带最近探明的石窑沟大型钼矿床位于近东西向马超营断裂带与北东向石窑沟-焦园断裂带的交汇部位,获得钼金属储量10余万吨,平均品位0.068%。钼矿化呈细脉-网脉状分布于花岗斑岩体及其围岩熊耳群火山岩中,与矿化有关的围岩蚀变有钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化等,具有斑岩型钼矿床的一些基本特点。在矿床中选取5件不同矿化类型的辉钼矿样品,采用ICP-MS法进行Re-Os同位素定年,获得模式年龄131.3±2.4～134.3±2.6Ma,等时线年龄135.2±1.8Ma(MSWD=0.18),形成于早白垩世,与豫西熊耳山地区雷门沟、鱼池岭等钼矿床形成时代相近。据辉钼矿Re含量(8.242×10-6～30.24×10-6)推测,矿床成矿物质主要来自于下地壳。矿床为东秦岭-大别山地区中生代第三期钼成矿作用产物,形成于早白垩世中国东部岩石圈伸展环境。     

豫西南泥湖矿田钼钨及铅锌银矿床地质特征及其成矿机理探讨

豫西南泥湖钼钨铅锌银矿田位于华北克拉通南缘金堆城—南泥湖钼钨多金属成矿带的东部。在矿田内除了早期探明的斑岩—夕卡岩型钼钨矿床和夕卡岩型多金属硫铁矿床外,最近几年又在其外围发现了热液脉型铅锌银矿床,它们在空间上呈规律性分布。成矿流体及硫、铅同位素研究表明:钼钨及多金属硫铁矿床与铅锌银矿床为同一成矿系统的产物,成矿流体主要来源于岩浆水,晚期有大气水加入,成矿物质和花岗斑岩一起源于下地壳。年代学研究表明:钼钨铅锌银大规模成矿作用发生在140 M a左右,形成于中国东部构造体制大转换晚期的岩石圈伸展环境。其成矿机理为:在华北克拉通南缘由于俯冲的扬子板片可能发生断离,软流圈物质通过板片断离窗上涌,幔源岩浆在壳幔边界附近发生底侵作用,诱发碰撞加厚的下地壳部分熔融形成含矿的花岗质岩浆,沿NNE向断层与EW向的断层交汇处上升并在较高的构造层次上侵位,形成花岗斑岩体以及钼钨矿床、多金属硫铁矿床及铅锌银矿床。     

熊耳山Au-Ag-Pb-Mo矿集区成矿模式与找矿方向

熊耳山地区是华北地块南缘继小秦岭金矿田之后发现的又一金银铅钼矿集中区.该区经历了发生于中国东部燕山期的构造体制大转换和岩石圈减薄事件,产出了大量燕山期热液金矿床及银、铅、钼矿床,发育了不同的矿床类型:隐爆角砾岩型金矿,构造蚀变岩型金矿、构造蚀变岩型银铅矿和斑岩型钼矿.文章讨论了该区燕山期大规模成矿作用的构造背景,各种矿床类型的特征、成岩成矿时间及其相互关系、成矿规律、成矿模式并提出了找矿方向.     

东秦岭-大别地区中生代与岩浆活动有关钼(钨)金银铅锌矿床成矿系列

根据矿床与有关岩浆岩的时间、空间和成因关系,东秦岭-大别地区的钼（钨）、金、银、铅锌等金属矿床构成一个与中生代岩浆活动有关的矿床成矿系列,并划分出4个矿床成矿亚系列：中晚三叠世与碱性岩有关的钼稀土等矿床成矿亚系列、晚侏罗世-早白垩世与Ⅰ型花岗斑岩有关的钼（钨）银铅锌（金）成矿亚系列、早白垩世与s型花岗岩有关的以金为主的矿床成矿亚系列和早白垩世晚期与铝质A型花岗岩有关的钼铅锌成矿亚系列。4个成矿亚系列的形成构造环境、成矿有关的岩浆岩、成矿的矿产组合及其时空分布具有一定的演化规律。     

豫西太山庙铝质A型花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

太山庙岩体位于华北陆块南缘豫西地区,呈岩基产出,出露面积约290km2。根据它们的接触关系可以划分为3期：第1期中粗粒碱长花岗岩、第2期细中粒碱长花岗岩、第3期碱长花岗斑岩。利用SHRIMP锆石UPb法对主要岩性中粗粒碱长花岗岩进行测年的结果表明：其成岩年龄为115±2Ma,晚于区域上的南泥湖等花岗斑岩体和文峪、花山、合峪等花岗岩基。在矿物组成和化学成分特点上,这3期花岗岩基本相似,主要由条纹长石、钠长石（An<10）、石英和少量的黑云母组成,发育晶洞构造;具富硅(SiO2 70.63%～76.59%),偏碱(Na2O+K2O 8.23%～9.34%),FeO*/MgO值相对较高(3.00～7.21),CaO和MgO含量低(分别为0.46%～1.18%和0.15%～0.65%),准铝质—弱过铝质(A/CNK为0.95～1.13)的特点;微量元素特征上,明显富集REE（Eu除外）、Zr、Nb和Ta等高场强元素（HFSE）,而Sc、Cr、Co、Ni、Sr和Eu等含量较低。此外,还具有较高的Ga/Al比值特征（2.7～3.6）,所有这些特征均说明其与I型和S型花岗岩有明显的区别,而具有铝质A型花岗岩的特点,在相关判别图解上属于A1型花岗岩,表明其形成于板内拉张环境。     

豫西骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石硫化物Rb-Sr定年及S同位素组成对矿床成因的制约

已有研究在骆驼山硫多金属矿床成因方面存在较大争议,争论的焦点在于该矿床是否形成于中—新元古代的喷流沉积成矿作用。纹层状矿石曾被认为是喷流沉积成因矿床的重要证据之一,但也可能为热液交代成因。厘定骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石的成矿时代和成矿物质来源是解决争议最为直接有效的途径。通过详细的野外地质观察,该型矿石在空间上主要产于矽卡岩与致密块状硫化物矿石之间,在透辉石长英角岩、矽卡岩及大理岩等围岩中也有分布,这种构造通常由不同金属矿物的纹层相间排列,以及金属矿物纹层与围岩纹层相间排列而成,地质特征表明纹层状矿石交代了矽卡岩。采用硫化物Rb-Sr同位素定年法对9件纹层状构造发育的硫化物样品(6件闪锌矿和3件磁黄铁矿)进行成矿年龄测定,获得闪锌矿和磁黄铁矿的等时线年龄为139.6±2.6Ma,表明骆驼山硫多金属矿床形成于早白垩世。纹层状矿石样品的S和Sr同位素测试结果表明,矿石的δ~(34)S值为+1.7‰~+3.3‰(平均值为+2.44‰),塔式分布特征明显;Sr同位素初始比值(~(87)Sr/~(86)Sr)i介于0.709704~0.709943之间,平均值为0.709823,二者均反映骆驼山硫多金属矿床的成矿物质主要来自下地壳的深源岩浆。综上分析,结合野外地质调查和室内显微镜下观察,认为纹层状矿石是中生代岩浆热液成因,而非中—新元古代喷流沉积成因,进而表明骆驼山硫多金属矿床应属岩浆热液交代成因的矽卡岩型矿床。该结果对于今后在该矿集区乃至整个豫西地区寻找类似的硫多金属矿床具有一定的理论指导意义。     

豫西雷门沟钼矿区花岗斑岩年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

雷门沟钼矿床是东秦岭地区典型的斑岩型矿床之一。矿体主要赋存于雷门沟花岗斑岩体内,部分产于岩体外接触带的太华群片麻岩中。LA-(MC)-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,雷门沟花岗斑岩的成岩年龄为(131.0±0.6)Ma(n=25,MSWD=1.6),与辉钼矿Re-Os同位素年龄(132±2)Ma一致。岩石地球化学分析表明,该岩体的A/CNK=1.11~1.17,w(K2O+Na2O)为8.12%~9.07%,K2O/Na2O比值为1.17~1.68,属于过铝质和高钾钙碱性系列。稀土和微量元素特征显示,该岩体富集LREE、K、Rb、Ba、Sr、Pb等大离子亲石元素,亏损HREE、Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有中等的负铕异常。岩石的初始87Sr/86Sr比值为0.709 319~0.709 326,εNd(t)值为-16.26~-16.16;锆石的εHf(t)值变化于-27.9~-16.9,二阶段模式年龄tDM2=2259~2946 Ma,显示其源区物质以壳源物质为主,可能为太古宙太华群,有少量幔源组分的参与,岩体可能是由底侵的基性幔源岩浆诱发的地壳物质部分熔融形成的。与邻近的花山岩基的地球化学和同位素特征对比表明,雷门沟花岗斑岩和花山岩基来源于相同的源区,推测二者应是不同侵入期次的产物。     

小秦岭华山复式岩基大夫峪岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征

大夫峪岩体位于华北陆块南缘小秦岭地区,是小秦岭地区华山复式岩基的重要组成部分,其LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示:粗粒黑云母二长花岗岩和中细粒黑云母二长花岗岩的成岩年龄分别为(142.6±1.4)Ma和(140.1±1.2)Ma。岩体的w(Si O2)=69.12%~73.58%,w(Na2O)=3.95%~4.40%,大于3.2%,K2O/Na2O=0.92~1.22,A/CNK=1.03~1.04,小于1.1,属于弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩。岩石的ΣREE含量较高,LREE富集,LREE、HREE分馏明显,有较弱的负Eu异常。此外,岩石富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,而相对亏损Nb、Ta、Hf、Ti、P等高场强元素。粗粒黑云母二长花岗岩的εHf(t)主要为-24~-18,TDM2主要为2.3~2.7 Ga;中细粒黑云母二长花岗岩的εHf(t)主要为-26~-16,其TDM2主要为2.3~2.9 Ga。岩石地球化学和Hf同位素组成特征表明,岩体主要由古老下地壳部分熔融形成,源区物质可能为新太古宙太华群,并在成岩过程中有幔源或新生地壳组分的参与。根据区域地质和动力地质背景的演化历史,笔者认为,大夫峪岩体的形成时代,与东秦岭地区的其他岩体的形成时代基本一致,均形成于晚侏罗世—早白垩世,与华北克拉通东部以及华南、长江中下游等地区晚中生代岩浆作用的时间基本一致,说明整个中国东部晚中生代岩浆活动可能受控于统一的大地构造背景,即古太平洋板块俯冲欧亚板块,从而使整个中国东部发生了构造体制的大转变。大夫峪岩体就是在这种构造体制转换过程中形成的。