色那金矿石英二长闪长岩锆石U-Pb年龄与地球化学特征及其对成矿背景的约束
2013-09-25段志明李光明李应栩段瑶瑶
段志明,李光明,张 晖,李应栩,段瑶瑶
1.中国地质调查局成都地质矿产研究所,成都 610082
2.中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083
0 引言
西藏多龙铜金矿集区位于西藏自治区西北部的改则县境内,地处班公湖-怒江缝合带北缘板块俯冲带的上盘,地跨班公湖-怒江成矿带西段,隶属西藏首批国家级铜金整装勘查区之一。近年来多龙铜金矿集区的资源评价工作取得了突出的进展,多龙超大型斑岩铜金矿床和外围的拿若铜矿、色那金矿、拿顿铜金矿、地保那木岗铜矿、鹫山铅锌矿、铁格龙金矿、尕尔勤铜矿等系列斑岩-浅成低温热液型铜金矿床(点)的相继发现与评价,揭示出多龙矿集区的成矿条件优越、找矿潜力巨大,是西藏地区继冈底斯成矿带之后又一条具巨大找矿潜力的铜金多金属成矿带,被中国地质调查局列为建设中国重要矿产资源后备基地的重点地区。近年来一些研究者在多龙铜金矿床含矿斑岩中获得127.8~115.5Ma的成岩成矿年龄[1-6],指示多龙矿集区班公湖-怒江洋在早白垩世末向北的俯冲过程中存在与强烈构造-岩浆活动有关的成矿作用。那么该时期的成矿作用是孤立的成矿事件还是具有区域上的延展性?在多龙铜金矿床外围是否也存在俯冲期的成矿?它们与多龙铜金矿床之间呈何关系?上述问题目前还没有明确的认识。笔者在研究色那金矿石英二长闪长岩的成岩年龄的同时,系统研究了该矿床赋矿岩石的主-微量元素及Sr-Nd同位素特征,进而讨论其成因与成矿动力学意义,这为拓宽多龙矿集区的找矿前景提供了新的约束。
1 区域地质背景与矿区地质特征
班公湖-怒江缝合带横亘于西藏自治区北部,西起班公湖,向东经改则、安多、丁青后沿怒江进入滇西,在西藏境内长约2800km,以零散分布的蛇绿岩残片为标志[7],是拉萨地块和羌塘地块的分界[8-9],也可能是冈瓦纳板块的北界[10]。中生代班公湖-怒江洋具双向俯冲特点[7,10-14]。多龙铜金矿集区面积约900km2,属增生楔基础上发育的岛弧型斑岩铜金矿床[15]。卷入增生杂岩系的地层包括晚三叠世灰岩(T3)、侏罗纪复理石碎屑岩岩片(J1-J2)夹深海硅质岩、细粒辉长岩、洋岛玄武岩、安山玄武岩、洋壳残片蛇绿岩(Σ)、以及岩屑砂岩、花岗闪长岩(J1γδ)和灰岩岩块等(图1),属一套总体无序、局部有序的非史密斯地层。伴随班公湖-怒江洋侏罗纪向北俯冲[7,13],在南羌塘陆块南缘侏罗纪增生楔基础上发育大量燕山期的岛弧型火山岩(K1m)和中酸性花岗岩体(K1δοη、K1γδ和 K1γδπ),并同时形成一个或多个斑岩系统矿床。多龙铜金矿集区包括多不杂和波龙两个大型斑岩铜金矿床以及其外围的拿若铜矿、色那金矿、拿顿金矿、地保那木岗铜矿、鹫山铅锌矿、铁格龙金矿和尕尔勤铜矿等系列斑岩-浅成低温热液型铜金铅锌矿床(点),在空间上赋存于早白垩世花岗闪长斑岩体内部及其与中-下侏罗统增生杂岩系的内外接触带中,受矿集区北东向走滑断裂的控制,呈北东向成群展布(图1)。目前多龙矿集区的多不杂和波龙铜矿床已控制的铜资源量为704.7×104t,伴生金资源量约168.8t①西藏第五地质队.西藏班公湖-怒江成矿带西段铜多金属资源调查.成都:成都地质调查中心,2009.,达超大型规模,被认为是西藏近年来最重大的找矿成果之一。
色那金矿点位于多不杂铜矿床北东东约14.6 km处(图1),矿区出露中侏罗统浅变质砂泥质岩片,地表出露及地下隐伏有早白垩世石英二长闪长岩体。石英二长闪长岩体呈岩株产出,为中粒花岗结构,块状构造,主要矿物由斜长石(50%~55%)、钾长石(13%~18%)、石英(15%~20%)、角闪石(5%~10%)、黑云母(3%~8%)和少量辉石(1%~2%)组成。斜长石呈半自形板状,发育聚片双晶;钾长石呈不规则板状,具条纹构造;石英呈他形粒状分布于长石之间,无波状消光。副矿物主要有磷灰石、榍石、锆石和Fe-Ti氧化物等。铜金矿化产于中侏罗统复理石碎屑岩和早白垩世石英二长闪长岩的构造角砾岩或裂隙中,呈脉状、浸染状和团块状产出,主要矿石矿物为黄铁矿,其次为黄铜矿,氧化矿物有孔雀石、铜蓝等,围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、褐铁矿化和碳酸盐化等。矿区金矿化与铜矿化大致呈负相关关系,总体呈上金下铜的特点,ZK2401钻孔(孔深170m)近地表(0~60m)Au品位(1.87~3.40)×10-6,Cu平均品位0.26%;下部Cu平均品位为0.52%,伴生Au平均品位0.35×10-6。ZK2405钻孔孔深216.68~380.50m见4层产于构造角砾岩中的铜金矿化体,矿体厚7.20~23.46 m,Cu品位为0.20%~0.28%,伴生Au品位(0.10~0.24)×10-6①西藏第五地质队.西藏改则县拿若铜矿调查评价.成都:成都地质调查中心,2010.。色那金矿与位于波龙铜矿床西南约4.2km处的拿顿铜金矿具有相似成矿条件,铜金矿化均赋存于呈棱角状产出的构造角砾岩或裂隙中,其构造角砾岩的胶结物为硅质或方解石等低温矿物,而非火山物质,表明该矿点并非属于与火山喷发机构有关的“隐爆角砾岩型”铜金矿点;同时钻孔岩心中的角砾岩呈多层状产出,且具断层角砾岩的特点,角砾的成分与所在岩性段的赋矿围岩成分基本一致,表明矿区的铜金矿化与张性或张扭性断裂的关系密切。根据矿物组合、围岩蚀变与产出特征综合研究认为,色那金矿属高硫化物型浅成低温热液型金矿点。
2 采样位置及分析方法
用于锆石U-Pb定年及主-微量元素分析的样品均采自色那金矿区ZK2405钻孔孔深218.68~260.37m的石英二长闪长岩体中(图1)。
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的样品,在河北省区域地质调查研究所实验室利用标准技术对锆石进行分选和制靶。CL图像在中国地质科学院国家地质实验室FEI Quanta 400FEG扫描电子显微镜上完成。锆石微区U-Pb同位素定年和锆石微量元素、全岩Sr、Nd同位素和微量元素在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)分 别 利 用 LA-ICP-MS,MAT-261 和Agilent 7500aICP-MS分析完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005,ICP-MS为 Agilent 7500a;对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal[16-17]完成,采用 Andersen[18]方法(ComPbCorr#3-151)进行普通铅校正;详细的仪器操作条件和数据处理方法见文献[16-17,19];锆石样品的 U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3[20]完成;其锆石U-Pb年龄分析数据分析结果见表1;锆石微量元素分析结果见表2。全岩Sr、Nd同位素分析流程见文献[21],分析结果见表3。
主量元素分析在成都地质矿产研究所采用XRF(Rigaku RIX 2100型)玻璃熔饼法完成,分析精度优于4%。全岩微量元素分析详细的样品消解处理过程、分析精度和准确度同文献[22],分析结果见表4。
3 分析结果
3.1 年代学
用于定年的锆石粒度为100~200μm,大多数锆石为柱状自形晶(长/宽≈2~4),锆石的CL阴极发光照片(图2)揭示大部分锆石具有清晰的岩浆振荡环带,为典型的岩浆锆石。
图2 色那金矿石英二长闪长岩代表性锆石CL图像Fig.2 CL images zircons of quartz monzobiorite in Sena gold deposit
SLTW样品17个测点均为自形程度高、显示结晶环带的锆石,其U、Th质量分数分别为(314~688)×10-6、(115~336)×10-6,Th/U 均较高,为0.30~0.55(表1),显示测定的锆石为岩浆成因[23];17个锆石分析点的206Pb/238U年龄为117.3~130.0Ma(表1),在一致曲线图中,数据点成群分布(图3a,b),其206Pb/238U 加权平均年龄为(122.0±1.8)Ma(MSWD=1.3)。
表1 多龙铜金矿集区色那金矿石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析数据Table1 U-Pb zircon dating results of quartz monzobiorite in Sena gold deposit of Duolong ore-concentrated area
表2 多龙铜金矿集区色那金矿石英二长闪长岩锆石微量元素分析结果Table2 Major and trace element analyzing results of quartz monzobiorite in Sena gold deposit of Duolong ore-concentrated area
表3 多龙铜金矿集区色那金矿石英二长闪长岩全岩Sr-Nd同位素测定结果Table3 Sr-Nd isotopic compositions of zircons from quartz monzobiorite in Sena gold deposit of Duolong ore-concentrated area
表4 多龙铜金矿集区色那金矿石英二长闪长岩主量元素、微量元素分析结果Table4 Major and trace element analyzing results of quartz monzobiorite in Sena gold deposit of Duolong oreconcentrated area
表4 (续)
图3 色那金矿石英二长闪长岩锆石U-Pb年龄谐和图(a)与直方图(b)Fig.3 U-Pb concordia diagram(a)and histogram(b)of zircons from quartz monzobiorite in Sena gold deposit
锆石稀土元素配分曲线(图4)中所有样品曲线近乎一致,HREE和Ce明显富集、Pr中度亏损,显示出锆石的岩浆成因[25]。
图4 色那金矿石英二长闪长岩锆石REE配分图解Fig.4 REE distribution patterns of quartz monzobiorite in Sena gold deposit
从色那金矿石英二长闪长岩的测试结果,以及其相关的岩相学、锆石形态和Th/U值,确认班公湖-怒江缝合带北缘多龙矿集区存在早白垩世的构造岩浆事件,笔者将122.0Ma解释为石英二长闪长岩的结晶年龄,代表石英二长闪长岩的岩浆结晶时代。
3.2 岩石地球化学特征
岩石地球分析数据(表4)表明,色那石英二长闪长岩具低硅高铝富镁特征,w(SiO2)为57.26%~58.88%,w(K2O)为1.92%~3.22%,w(Na2O)为3.24%~3.49%,w(Na2O+K2O)为5.16%~6.56%,岩石相对富钾(K2O/Na2O=0.59~0.96),属于高钾钙碱性系列岩石(图5a);岩石w(Al2O3)为16.58%~17.50%,w(CaO)为3.50%~6.15%,w(MgO)为2.65%~2.98%,w(P2O5)为0.17%~0.20%,铝饱和指数(ACNK)为0.93~1.09,ANK指数为1.87~2.36,CIPW标准矿物中有4件样品中出现了透辉石(0.88%~2.30%),2件样品(LG12、LG13)出现了刚玉分子(0.97%~1.75%),属于偏铝质-过铝质岩石(图5b)。样品的w(SiO2)与w(K2O)、w(Fe2O3)负相关,而与w(MgO)、w(CaO)、w(TiO2)基本呈正相关关系。
色那石英二长闪长岩的稀土元素丰度较低,∑REE质量分数仅为(121.05~146.06)×10-6,LREE/HREE=6.28~7.25,∑Ce/∑Y 变化于2.57~4.01(表4),稀土元素球粒陨石标准化配分曲线右倾,且所有样品曲线近乎一致,属轻稀土富集型(图6a)。δEu为0.85~1.05,Eu异常不明显,说明其源岩浆未发生显著的斜长石结晶分异作用。
在微量元素球粒陨石标准化蛛网图(图6b)上,随着元素不相容程度的降低,其元素的配分曲线呈现向右倾斜的特点,并不同程度的富集Rb、U、La、Sr和Sm,而Ta、Nb、Zr和Hf则相对贫化,同时相对于Rb和Th亏损Ba,显示出岛弧型花岗岩的基本特征[26];尤其是Ta和Nb的贫化,是板块汇聚边缘岩浆岩固有的特征。
图5 色那金矿石英二长闪长岩w(SiO2)-w(K2O)(a)和ACNK-ANK(b)图解Fig.5 w(SiO2)-w(K2O)(a)and ACNK-ANK(b)diagram of quartz monzobiorite in Sena gold deposit
图6 色那金矿石英二长闪长岩REE配分图(a)和微量元素蛛网图(b)Fig.6 REE distribution patterns(a)and spider diagram of trace element ratio(b)of quartz monzobiorite in Sena gold deposit
在Pearce 等[27]的 w(Rb)-(w(Yb+Ta)),w(Rb)-(w(Y+Nb)),w(Ta)-w(Yb)和w(Nb)-w(Y)微量元素构造环境判别图解上,样品均落入火山弧花岗岩区(图7),反映它们形成于岛弧阶段。
3.3 Sr-Nd同位素组成
色那金矿石英二长闪长岩(143Nd/144Nd)i值为0.512472~0.512606,εNd(t)值为-0.18~2.43,(87Sr/86Sr)i值为0.705023~0.705453(表3),且随着 (143Nd/144Nd)i增高,(87Sr/86Sr)i却有着大致近似的值。其亏损地幔Nd同位素二阶段模式年龄为0.78~1.03Ga,可能指示了研究区中元古代一次富集事件的最小年龄[28]。在Sr-Nd同位素图解(图8)中,明显不同于藏北新生代火山岩[30],总体上类似于俯冲洋壳岩石圈残片熔融形成的玄武岩[31]。
4 讨论
4.1 多龙矿集区铜金成矿系统
图7 色那金矿石英二长闪长岩微量元素构造环境判别图(底图据文献[27])Fig.7 Trace element diagrams for discriminating tectonic environment of the quartz monzobiorite in Sena gold deposit(modified from reference[27])
笔者对色那金矿石英二长闪长岩的锆石矿物颗粒的标型内部结构研究表明,样品的锆石均具有宽窄不一的韵律环带结构(图2),Th/U值皆大于0.3,具有明显的岛弧岩浆结晶锆石特征,说明其锆石是在岩浆系统中结晶形成。样品均具有一致的年龄谱,206Pb/238U加权平均年龄为(122.0±1.8)Ma(图3),代表了岩浆结晶的时代,说明色那金矿区隐伏的石英二长闪长岩岩浆侵位时代为~122.0Ma。
图8 色那金矿石英二长闪长岩Sr-Nd图Fig.8 (87 Sr/86 Sr)i-(143 Nd/144 Nd)iisotope diagram of quartz monzobiorite in Sena gold deposit
多龙铜斑岩金矿集区位于班公湖-怒江结合带北侧,属增生楔基础上发育的岛弧型斑岩铜金矿床[15]。多龙铜金矿集区包括多不杂和波龙两个大型斑岩铜金矿床、以及其外围的拿若铜矿、色那金矿、拿顿金矿、地保那木岗铜矿、鹫山铅锌矿、铁格龙金矿和尕尔勤铜矿等系列斑岩-浅成低温热液型铜金铅锌矿床(点),这些矿床(点)均分布于南北宽10~15km、东西长40~45km的范围内,在空间上赋存于早白垩世花岗闪长斑岩体内部及其与中-下侏罗统增生杂岩系的内外接触带中,受矿集区北东向走滑断裂的控制,呈北东向成群展布(图1)。研究表明,多龙铜金矿集区目前已识别出三期火山-岩浆活动,早期为早侏罗世增生杂岩系中的基性火山岩(玄武岩或安山玄武岩、辉长岩),中期为石英二长闪长岩、花岗闪长岩和花岗闪长斑岩,晚期为早白垩世美日切错组中酸性火山岩(英安岩-流纹岩组合,英安岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(111.1±1.4)Ma(项目组,2009)),其中花岗闪长斑岩是多龙铜金矿集区的成矿斑岩。多龙铜矿(包括多不杂和波龙)含矿斑岩锆石 U-Pb年龄为127.8~120.9Ma[1-3],代表了多龙含矿斑岩的成岩年龄,而辉钼矿Re-Os等时线年龄、蚀变钾长石坪年龄和绢云母40Ar/39Ar反等时线年龄为119.4~115.5Ma[3-6],代表多龙铜金矿床的成矿年龄;而多龙铜矿外围的拿若铜矿①陈华安,祝向平.西藏班公湖-怒江成矿带铜多金属矿成矿规律综合研究2012年度工作总结.成都:成都地质调查中心,2012.、拿顿金矿与尕尔勤铜矿和铁格龙金矿②刘琰,赵元艺,曲晓明.区域成矿模型与典型矿床成因模型研究(科技支撑课题“西藏班公湖-怒江岛弧带铜、金、富铁矿评价与综合找矿技术方法示范研究”与青藏专项“西藏班公湖-怒江成矿带远景区评价”)成果报告.北京:中国地质科学院矿产资源研究所,2010.含矿斑岩锆石U-Pb年龄为122.4~115.5Ma。这些年龄数据表明,多龙矿集区斑岩-浅成低温热液型铜金矿化的成岩成矿年龄基本一致,且均属增生楔基础上发育的岛弧型斑岩铜金矿床(点),预示着深部可能存在统一的斑岩型铜金铅锌矿床,二者属于统一的斑岩-浅成低温热液成矿系统。
4.2 岩浆源区性质与岩石成因
岩石地球分析结果(表4)显示,色那金矿石英二长闪长岩属于偏铝质-过铝质岩石,样品低硅(57.26%~58.88%),高铝(16.58%~17.50%),富镁(2.65%~2.98%),低 Y((18.9~25.3)×10-6)和Yb((2.21~2.75)×10-6),低 Th((5.92~7.05)×10-6)和Th/Ce值(Th/Ce=0.12~0.17),高Sr((532~609)×10-6)和Sr/Y 值(22~32),富集大离子亲石元素(Rb、U、La、Sr、Sm),亏损高场强元素(Ta、Nb、Zr、Hf),同时相对于 Rb和 Th亏损Ba,显示出岛弧型花岗岩的基本特征[25,33-34]。同时高Sr、低Y和Yb以及高的Sr/Y值,暗示源区有石榴石和角闪石的残留[33-36]。同时在Batchlor等[37]的R1-R2多阳离子图解(图 9a)、Harris等[38]的w(Rb)-w(Hf)-w(Ta)图解(图9b)、Grimes等[39]的锆石微量元素 Hf-U/Yb图解(图9c)和Pearce等[26]的构造环境判别图(图7)上,点均落在岛弧火山岩区,为俯冲阶段岩浆作用产物,说明它们都是形成于班公湖-怒江中特斯洋壳向北的俯冲阶段,岩浆来源于俯冲洋壳的部分熔融[33]。
图9 色那金矿石英二长闪长岩R1-R2(a)、Rb-Hf-Ta(b)、w(Hf)-U/Yb(c)和 Th/Ce-Th/Sm(d)地球化学图解((a)底图据文献[37];(b)底图据文献[38];(c)底图据文献[39];(d)底图据文献[41])Fig.9 R1-R2(a)、Rb-Hf-Ta(b)、Hf-U/Yb(c)和Th/Ce-Th/Sm(d)diagram of quartz monzobiorite in Sena gold deposit((a),(b),(c),(d)were modified from references[37],[38],[39],[41]respectively)
色那金矿石英二长闪长岩相对于原始地幔具有高Sr[(87Sr/86Sr)i=0.705023~0.705453]、低 Nd[(143Nd/144Nd)i=0.512472~0.512606]的同位素组成及较小的变化范围,较均一的Sr和Nd同位素组成说明它们起源于共同的源区;在Sr-Nd同位素图解中(图8),变化于俯冲洋壳岩石圈板片熔融形成的玄武岩附近,明显反映出其源岩的洋壳属性[31];岩石稀土总量较低((121.05~146.06)×10-6),δEu为0.85~1.05,球粒陨石标准化配分曲线为Eu异常不明显的右倾型,轻稀土明显富集;岩石具正的εNd(t)值(-0.18~2.43),Nd同位素二阶段模式年龄TDM2为0.78~1.03Ga(表3),也支持它们来源于初生洋壳物质部分熔融形成的花岗质岩浆[40]。岩石的高Sr、低 Nd、以及较小的 Ce/Pb值(Ce/Pb=5.44~9.58),暗示色那金矿石英二长闪长岩形成过程中有俯冲沉积物的加人。在Th/Ce-Th/Sm比值图(图9d)上,样品点都沿着印度洋MORB地幔与沉积物熔体的混合线分布,说明洋壳源区受到来自俯冲板片沉积物熔体的交代,并且参与交代的沉积物熔体比为3.1%~5.1%。色那样品还具有相对高的Mg#(24.13~32.84),这也反映其岩浆源区来源于初生洋壳物质部分熔融的结果;同时多龙斑岩铜金矿床中的辉钼矿较高,多不杂矿床Re质量分数为(397~3013)×10-6,波龙矿床Re质量分数为(279~3066)×10-6,可能指示多不杂和波龙两个斑岩铜金矿床的成矿物质主要来源于地幔[5],由此认为色那金矿石英二长闪长岩的地球化学性质可能是洋壳物质和少量俯冲沉积物熔体与幔源楔等3种不同性质岩浆混合作用的结果。另外,岩石大离子不相容元素Sr呈弱富集,Ba则相对亏损,说明岩浆经历过一定程度的分异演化。因此笔者认为色那金矿石英二长闪长岩很可能是班公湖-怒江洋壳板片向北俯冲诱发洋壳物质部分熔融,并有少量俯冲沉积物和幔源岩浆参与部分熔融混合形成母岩浆,再经一定程度的分异结晶作用而形成。
4.3 成矿动力学背景
班公湖-怒江缝合带横亘于青藏高原中部,是拉萨地块和羌塘地块的分界[8]。朱弟成等[44]通过对多玛枕状玄武岩和塔仁本玄武岩的研究,认为该地区大面积发育的OIB型玄武岩形成于以洋壳为基底的洋岛环境,其玄武岩浆活动时代在早白垩世中晚期(110Ma左右),提出班公湖-怒江洋壳在早白垩世尚未彻底消亡,可能暗示班公湖-怒江洋盆的关闭时间明显晚于晚侏罗世-早白平世早期闭合的早期认识[8];李金祥等[2]通过对多不杂矿区岩浆作用的研究认为,产于早侏罗世增生杂岩系中的玄武岩或安山玄武岩具有俯冲带之上岛弧岩浆的特征,多不杂铜矿床形成于典型的岛弧俯冲构造背景,至少在大约120Ma时班公湖-怒江洋盆还在向北俯冲;项目组(2009)对多龙矿集区荣那沟白垩系美日切错组英安岩进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,获得(111.1±1.4)Ma的形成年龄(数据另文发表),结合岩石地球化学为岛弧环境,认为美日切错组安山岩-流纹岩属岛弧型火山岩;同时,产于大陆增生楔基础上的多龙铜金矿集区岛弧型花岗闪长斑岩的成岩成矿年龄为127.8~115.5Ma[1-6]。以上事实表明在早白垩世末班公湖-怒江洋盆尚未完全闭合,还存在向北的俯冲作用。
多龙矿集区位于班公湖-怒江缝合带北侧板块俯冲带的上盘,在空间上发育于羌塘陆块南缘晚古生代-三叠纪的增生杂岩系之上或其南侧[45],是班公湖-怒江特提斯洋壳在晚三叠世-侏罗纪时期向羌塘陆块俯冲的背景下[7,12-13]、羌塘陆块南侧不断侧向增生的产物。伴随班公湖-怒江洋侏罗纪向北俯冲,在南羌塘陆块南缘侏罗纪增生楔基础上发育大量燕山期的岛弧型火山岩和中酸性花岗岩体,并同时形成一个或多个斑岩系统矿床,多龙斑岩铜金矿床、以及其外围的拿若铜矿、色那金矿、拿顿金矿、地保那木岗铜矿、鹫山铅锌矿、铁格龙金矿和尕尔勤铜矿等系列铜金铅锌矿床(点),可能代表了多龙铜金矿集区发育的斑岩-浅成低温热液型铜金铅锌矿化,二者属于统一的斑岩-浅成低温热液成矿系统;含矿斑岩体侵入于侏罗纪增生杂岩系或这套以侏罗纪增生杂岩系为基底的岛弧型火山岩系中,与印度尼西-巴布亚地区Grasberg、Kucing Liar等新生代大型-超大型岛弧斑岩型铜矿金床具有相似的成矿地质背景[46]。因此,多龙矿集区可能是在增生楔背景下发育的具有超大型潜力的岛弧型斑岩铜金矿床。同时本文的Sr-Nd同位素数据、以及岩石地球化学结果表明,幔源物质很可能在多龙斑岩铜金矿集区的形成过程中发挥了重要作用,其形成的地球动力学过程简单描述为:早白垩世晚期以来,由于新特提斯洋的扩张,以班公湖-怒江缝合带为代表的新特提斯洋向南羌塘陆块南缘俯冲,携带大量Cu、Au、Fe3+等成矿物质的俯冲板片部分熔融并交代上覆地幔楔,由于底侵作用或软流圈物质的热扰动上涌以及伸展减压,从而诱发南羌塘陆块南缘的岛弧岩浆活动,岩浆沿矿集区北东向走滑断裂断裂带脉动、涌动上侵,在班公湖-怒江缝合带北侧的侏罗纪增生楔中形成127.8~115.5Ma且兼具幔源特征的岛弧型石英二长闪长岩、花岗闪长岩或花岗闪长斑岩,并伴随有大规模的岛弧型斑岩Cu-Au成矿作用。
5 结论
多龙矿集区色那金矿隐伏的石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(122.0±1.8)Ma,代表了该岩体的结晶时代。色那金矿石英二长闪长岩具低硅(57.26%~58.88%)、高铝(16.58%~17.50%)、富镁(2.65%~2.98%)的特征,铝饱和指数(A/CNK)为0.93~1.09,富集轻稀土元素(LREE/HREE=6.28~7.25),δEu为0.85~1.05,富集大离子亲石元素 Rb、U、La、Sr、Sm,亏损高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf等,属于偏铝质-过铝质岛弧型花岗岩;相对于原始地幔具高 Sr[(87Sr/86Sr)i=0.705023~0.705453]、低Nd[εNd(t)=-0.18~2.43]的同位素组成和古老的Nd同位素二阶段模式年龄(TDM2=0.78~1.03Ga),形成于岛弧环境。多龙矿集区色那金矿早白垩世末岩浆活动与成矿作用形成于班公湖-怒江洋向北的俯冲阶段,很可能是班公湖-怒江洋壳板片向北俯冲诱发洋壳物质部分熔融,并有少量俯冲沉积物(3.1%~5.1%)和幔源岩浆参与部分熔融混合形成母岩浆,再经一定程度的分异结晶作用和接触交代作用而形成。
野外工作期间得到西藏第五地质队李德军、陈红旗、李玉昌高级工程师、李玉彬、刘朝强工程师等大力支持和帮助,中国地质大学刘勇胜教授、周练教授、胡兆初教授在锆石U-Pb与Sr-Nd-Hf同位素分析过程中提供大力帮助,在此一并致谢!
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