拉萨地块南缘侏罗纪岩浆作用及其含矿性研究

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导师姓名
陈毓川  唐菊兴
学科专业
矿物学  岩石学  矿床学
文献出处
中国地质科学院   2019年
关键词
冈底斯成矿带论文  新特提斯洋论文  岛弧型斑岩铜金矿论文  双俯冲论文  副矿物论文  指示矿物论文
论文摘要

冈底斯成矿带发育晚泥盆世-中新世岩浆作用,记录了古特提斯洋演化、新特提斯洋俯冲、印度-亚欧大陆碰撞到碰撞后伸展的动力学过程,并伴随着侏罗纪、古新世-始新世、中新世三期主要的成矿事件。分布在拉萨地块南缘的侏罗纪岩浆岩是新特提斯洋俯冲早期的岩浆响应,东西绵延上千公里,但与之相关的矿化目前仅发现雄村矿集区内的多个形成于侏罗纪的斑岩型铜(金)矿床,雄村矿集区现已查明Cu金属量200余万吨,Au金属量200多吨,证实分布在拉萨地块南缘的侏罗纪岩浆岩带存在巨量Cu、Au成矿元素的堆积。查明控制侏罗纪岩浆活动的深部动力学机制,建立含矿岩体的识别标志对完善新特提斯洋早期俯冲演化历史、实现俯冲期成矿作用的找矿突破具有重要意义。基于此,本文通过详细的野外地质调查和钻孔编录,以拉萨地块南缘中段的侏罗纪含矿斑岩及非含矿火山-侵入岩为研究对象,利用背散射、CL、EPMA、LA-ICP-MS、SHRIMP II、XRF、ICP-MS等分析技术手段,开展了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学、锆石的Hf-O同位素地球化学和磷灰石、榍石、锆石、金红石原位微区分析,探讨了岩石成因及深部动力学机制,重塑了新特提斯洋早期构造演化历史,查明了岩浆源区性质、结晶条件及结晶历史,评价了侏罗纪岩浆岩的含矿性,建立了基于岩石地球化学和副矿物指示矿物学的含矿岩体判别标志。主要研究成果如下:(1)岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Lu-Hf同位素研究表明拉萨地块南缘侏罗纪岩浆岩为一套基性-中性-酸性火山-侵入岩构成的连续演化的岩浆岩系列,成岩年龄峰值集中在192-156 Ma,花岗岩岩石类型为准铝质-弱过铝质(少量为过铝质)钙碱性I型花岗岩,源岩为新生的中-高钾(少量为低钾)玄武质下地壳岩石,源区残留矿物以辉石为主,母岩浆起源于亏损地幔的部分熔融,并受到不同程度的俯冲洋壳±俯冲沉积物熔体±洋壳出熔流体的交代。结合前人数据,本文认为侏罗纪岩浆岩的动力学机制受控于洋内岛弧的平板俯冲和陆缘弧的陡俯冲并存的“双俯冲”模式,含矿岩体与洋内岛弧俯冲体系有关。(2)提出了联合磷灰石的饱和温度、Sr、REE、δEu、Cl、F,锆石的饱和温度、结晶温度、δ18O、Hf、ΣREE、Th、U、Pb、Nb、Th/U、Ce/Sm、Yb/Gd,榍石的结晶温度、REE、δEu、Sr,可以有效反映岩浆源区性质、结晶条件、副矿物结晶顺序以及早期流体出溶,可用于示踪岩浆岩成因差异。(3)利用磷灰石、锆石、榍石主、微量元素地球化学结合岩石地球化学对侏罗纪岩体的氧逸度、S含量、H2O含量、Cu含量、挥发分进行了评价。含矿岩体从岩浆演化早期的磷灰石、榍石矿物结晶相到更晚期的锆石结晶相,共存熔体的氧逸度逐渐升高,锆石结晶时共存岩浆熔体具有富H2O、富S的特征,岩浆熔体整体具有更高的Cu、Cl。提出了上述条件是导致了成矿物质在岩浆结晶晚期发生富集的关键因素。(4)初次建立了基于岩石地球化学和副矿物指示矿物学的岛弧型斑岩铜金矿岩浆岩的含矿性判别标志。含矿岩体的岩石地球化学更高的Cu、更低的MnO、Y;磷灰石具有更高的Cl、MnO、Pb,更低的LREE/HREE、U/Yb、La/Ce、La/Sm;榍石具有更高的TiO2;金红石具有更高的Zr、Nb、Sb、Sc、V、Hf、Ta、W,更低的Mo、Cr、Sr、Fe、Pb、Th、ΣREE以及金红石Cu、Au的协同变化可作为冈底斯成矿带侏罗纪含矿岩体的判别标志。

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