云南姚安Au-Pb-Ag矿床含矿富碱岩浆岩地球化学特征及岩石成因

通过锆石U-Pb定年、全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb和锆石Hf同位素测试, 对滇西姚安Au-Pb-Ag矿床含矿正长斑岩和粗面岩的地球化学特征进行了分析, 系统探讨了其岩浆起源和演化过程.正长斑岩和粗面岩的锆石U-Pb年龄分别为33.8±0.42 Ma和33.9±0.60 Ma, 它们与同时代滇西镁铁质火山岩和煌斑岩具有相似的稀土和微量元素配分模式和Sr-Nd-Pb同位素组成, 而与区内同时代加厚地壳来源的富碱埃达克质岩石存在Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成的明显差异.全岩SiO₂与主微量元素关系指示正长斑岩和粗面岩总体上可由矿区内同时代的基性岩浆岩分异演化而来, 表明它们与这些基性岩浆岩起源相似, 较高的Rb/Sr(≥ 0.1)和较低的Ba/Rb(< 20)比值, 指示其源区为富金云母富集地幔, 较低的εHf和古老的模式年龄暗示源区的交代富集发生在中元古代.姚安富碱岩浆活动与矿化关系密切.正长斑岩和粗面岩较滇西镁铁质火山岩和煌斑岩具有稍高的初始Pb同位素组成, 暗示岩浆可能遭受了地壳混染, 从而提高了母岩浆中的金属含量, 增强了岩浆成矿潜力; 适中的氧逸度利于Au富集; 角闪石分离结晶和较多黑云母发育指示母岩浆含水量较高, 利于成矿流体的形成.这些特征综合起来为矿化发育提供了有利条件.      

六合地区新元古代-新生代下地壳的成分与形成机制:来自麻粒岩包体的证据

六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别为石榴石透辉岩、石榴石角闪透辉岩、石榴石角闪岩。三者全岩Si O2=43.85%~50.82%,MgO=6.83%~14.77%,Mg#=0.50~0.64,Cr=87.1×10~(-6)~616×10~(-6),Ni=19.7×10~(-6)~143×10~(-6),皆属于低镁石榴石堆晶岩。通过石榴石-单斜辉石Mg-Fe交换地质温度计计算得知石榴石角闪岩的形成温度721~774℃,形成深度为45~47km,石榴石角闪透辉岩和石榴石透辉岩的形成温度803~829℃,形成深度为48~51km,说明三者皆形成于下地壳。捕虏体锆石多为变质锆石,锆石U-Pb年龄分别为259±9Ma和773±23Ma。捕虏体的全岩Sm-Nd等时线年龄分别为251±4Ma和809±64Ma。259Ma的锆石εHf(t)=-5.69~10.3,773Ma的锆石εHf(t)=5.87~17.7。年代学数据和锆石Hf同位素数据表明六合地区下地壳受到新元古代和晚二叠世岩浆底侵作用,同时发生变质作用。新元古代捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。高度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=4.36~5.28。表明在新元古代时期,六合地区的地壳受到俯冲弧岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆源自地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~30%部分熔融。晚二叠世捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。轻度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=-5.68~2.33。表明在晚二叠世时期,六合地区的地壳受到地幔柱-岩石圈地幔相互作用产生的岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆由地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~20%部分熔融而成。综上所述,在新元古代板块俯冲和晚二叠世地幔柱的分别作用下,六合地区的地壳受到地幔物质的加入形成镁铁质的新生下地壳。     

滇西六合正长斑岩中角闪石、黑云母和锆石的特征及其指示意义

滇西金沙江-哀牢山成矿带发育众多与富碱侵入岩密切相关的斑岩矿床。六合正长斑岩产于该成矿带中段,为贫矿富碱斑岩。在岩相学基础上,对六合正长斑岩中的黑云母、角闪石、锆石进行了矿物学研究,厘定了矿物结晶的温压条件、岩浆氧逸度和含水量等关键要素,并结合全岩地球化学和前人研究成果,讨论了制约滇西富碱斑岩成矿的条件。六合正长斑岩中的黑云母富镁(MgO=12.98%~14.83%)、铝(Al_2O_3=14.18%~16.52%),Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)=0.29~0.31,矿物温压计测得黑云母的结晶温度为615~669℃,形成压力为103~165 MPa,形成深度为3~5 km(平均深度为4.2 km)。角闪石富铁(FeO=21.75%~22.21%)、钙(CaO=10.14%~10.49%),属浅闪石质-韭闪石质角闪石,形成温度为817~843℃,形成压力为158~191 MPa,形成深度为5~6 km(平均深度为5.9km)。通过角闪石成分限定岩浆氧逸度(ΔFMQ)为+1.12~+1.27。岩体中的岩浆锆石结晶温度为687~1 098℃,Ce~(4+)/Ce~(3+)=11.18~54.78(平均值50),δEu=0.14~0.81。正长斑岩中角闪石以斑晶产出,全岩Dy/Yb值与SiO_2含量呈负相关性,La/Yb值与SiO_2含量呈正相关性,且δEu=0.97~1.00,说明六合岩浆在早期结晶大量角闪石,鲜有斜长石分离结晶。以上分析显示六合正长斑岩具有低氧逸度、高含水量的特征。对比斑岩矿床中含矿岩石的矿物学特征,认为六合正长斑岩不具有形成斑岩型矿床的潜力。