西秦岭地区脉岩成因与金成矿关系——来自李坝金矿年代学、地球化学及Nd-Hf-S同位素的约束

甘肃李坝金矿位于西秦岭北成矿亚带礼岷金矿带东部,矿区内脉岩主要包括斜闪煌斑岩、云斜煌斑岩、闪长(玢)岩、细晶闪长岩、石英闪长岩、花岗(斑)岩、花岗细晶岩等。根据各脉岩与金矿的产出关系可划分为成矿前脉岩、成矿期脉岩和成矿后脉岩3类。不同种类、不同期次脉岩的成因及其对金成矿作用的制约存在不同认识。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,李坝金矿区花岗斑岩脉的年龄为(210±1)Ma(MSWD=0.15),与中川岩体同属晚三叠世构造岩浆活动的产物。成矿期花岗(斑)岩脉富碱、高钾,属于过铝质、高钾钙碱性系列,与成矿密切相关的煌斑岩脉同属高钾钙碱性系列。Nd-Hf同位素结果显示,李坝金矿区花岗斑岩脉的~(143)Nd/~(144)Nd比值为0.512 084±0.000 007,~(147)Sm/~(143)Nd比值为0.0903,ε_(Nd)(t)为-7.98,Nd同位素亏损地幔模式年龄T_(DM2)为1.64 Ga;锆石ε_(Hf)(t)=-6.30～+1.47,T_(DMC)为1.65～1.15 Ga,显示花岗斑岩脉的源区以古老的壳源物质为主,并有年轻物质的加入。硫同位素和矿床地球化学结果显示,黄铁矿的δ~(34)S值变化于4.3‰～11.6‰,平均值为8.45‰,表明其成矿硫源具有深源特点,金矿成矿物质来源于与脉岩有关的深部岩浆。综上,笔者认为矿区内脉岩与金矿化具有深部同源性,成矿同期的煌斑岩可能为金矿化提供部分成矿物质或成矿流体。     

西秦岭碌础坝岩体的锆石U-Pb年龄、成因及其地质意义

碌础坝岩体位于秦岭构造带的西段,自内向外依次由含电气石黑云二长花岗岩、含斑细粒黑云母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩、中粗粒黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩组成,岩体中普遍发育岩浆暗色包体。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,碌础坝岩体形成于早中生代,其岩浆演化可划分为中三叠世（235Ma）和晚三叠世（218～209Ma）两期。早期为中粒黑云母石英闪长岩,该期岩石SiO2含量较低,富碱,属于准铝质、高钾钙碱性系列,具有I型花岗岩的特征;晚期为黑云母二长花岗岩,具有高硅、富碱的特征,属于准铝质-弱过铝质、钾玄岩-高钾钙碱性I型花岗岩。从早到晚,岩石的稀土元素总量具有由高到低的变化趋势,两期岩石的稀土元素配分曲线均为轻稀土相对富集的右倾型,晚期黑云母二长花岗岩更亏损HREE,早期闪长岩负铕异常不明显,晚期花岗岩的负铕异常较为显著。两期岩石均富集K、Rb、Ba等大离子亲石元素,而相对亏损P、Nb、Ta、Ti等高场强元素。岩体中发育的岩浆暗色包体与寄主岩石的主要氧化物具有相关性,微量和稀土元素特征相似。岩体中黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩的εNd(t)值分别为-8.0和-7.0,相应的tDM为1.43Ga和1.40Ga。早期中粒黑云母石英闪长岩的εHf(t)为-4.47～0.53,集中于-3～-1之间,tDMC主要为1.6～1.3Ga;晚期黑云母二长花岗岩的εHf(t)变化于-11.64～1.16,集中于-7～-2范围内,tDMC为1.7～1.4Ga。岩石地球化学和Nd-Hf同位素组成特征表明,碌础坝岩体的源区物质是以中元古代壳源物质为主,有年轻幔源组分的参与。该岩体与其北边的中川岩体在年代学、岩石地球化学和同位素组成上具有一定的相似性,因此,从岩浆作用角度考虑,该岩体的外围也可能与中川岩体的一样,具有金的成矿潜力。