燕山期中酸性岩浆活动与金、铜多金属成矿作用的关系——以铜陵、皖北及皖东地区典型矿床为例

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作者施珂
来源中国科学技术大学
出版年2021
摘要
燕山期的岩浆活动是我国东部地区一次重要的岩浆作用,其与金、铜等矿床的成因联系更是其中重要的研究内容之一。金是具有重要经济价值的矿产资源,既可以作为贵重首饰同时也具备货币属性,如今更是广泛运用在航空、医疗及电子科技等众多领域,但近年来我国的金储备依然处于供不应求的状态,加大金矿床的勘探力度及对金多金属矿床的成因研究极为重要。铜陵矿集区、皖北蚌埠地区和皖东滁州-马厂地区是安徽省内重要的金、铜资源地,多年来也是国内外研究的重点地区。区内燕山期岩浆岩也极为发育,但燕山期岩浆活动与金、铜矿床的成因联系仍有诸多争议。特别是区内近年来发现的一系列新矿床,其与燕山期岩浆岩的关系尚未明确,仍需开展相关研究工作。本次工作重点选择上述地区近年来新发现的铜金矿床,如铜陵矿集区杨冲里金矿、胡村南铜钼矿、蚌埠地区江山金矿及滁州-马厂地区大庙山金矿等作为典型矿床,开展相关的成岩-成矿地球化学研究工作,拟解决成岩成矿的时空关系、成岩成矿物质来源及区域矿床成因等主要问题。杨冲里金矿的研究表明,成矿热液主要来自岩浆,该矿床与舒家店斑岩型铜矿为同一成矿系统,不同的成矿组合与成矿流体的成分比例改变有关,浅部可能还存在一期浅成低温热液成矿事件。胡村南铜钼矿的研究表明,成矿与区内的燕山期花岗闪长岩有关,成岩成矿时代基本一致,岩浆岩具有俯冲洋壳埃达克质岩的属性,斑岩阶段与矽卡岩阶段的成矿物质基本一致,但略有不同,矽卡岩阶段的地层物质参与更多,并建立了矿床成矿模式。江山金矿的研究表明,成岩成矿主要发生在早白垩世晚期,与该地区中生代第三次岩浆活动对应,Sr、Y等微量元素及Hf同位素指示了其具有壳源属性,并有幔源物质的加入,岩浆具有高氧逸度的特点,有利于金矿成矿,围岩为古老的变质基底,也具有较高的Au元素丰度,硫化物的微区地球化学特征及原位的S同位素也指示了岩浆与地层的共同作用是区内金矿的主要成因,复杂的破碎带构造提供了与区内其他金矿不同的储矿空间,形成了独特的矿体形态。大庙山的研究表明,区内的岩浆岩形成于130Ma左右,过去因为岩体的规模较小,常常忽略与成矿的关系,前人多认为该矿床为似卡林型。但锆石的微量元素显示岩浆具有较高的氧逸度,有利金成矿,硫化物的原位S同位素指示了一个多元成矿的特征,说明了地层与岩浆均参与了金的成矿,硫化物的微区地球化学特征则表明,岩浆在成矿过程中起到了至关重要的作用。在典型矿床研究的基础上,系统总结了区域成岩-成矿的研究工作,结合前人研究工作总结了三个地区燕山期岩浆活动与金、铜成矿的关系及区域矿床成因。认为三个地区燕山期的岩浆岩具有从南向北呈现逐渐年轻的趋势,均为高氧逸度的埃达克质岩,区内的Au、Cu多金属矿床均主要与这些燕山期的埃达克质岩有关。三个地区的岩浆源区略有差异,铜陵矿集区和滁州-马厂地区起源于俯冲洋壳的部分熔融,铜陵的燕山期岩浆岩特别是辉石闪长岩具有较多的幔源物质,滁州-马厂地区的燕山期岩浆岩混染了较多的壳源物质,其原因可能与铜陵矿集发育的深大断裂有关,蚌埠地区则起源于下地壳的部分熔融并有幔源物质的加入。同时,由于基底属性的差异导致了三个地区不同的成矿类型和赋矿层位,蚌埠地区的基底在形成时有一定的幔源物质加入,基底Au的元素丰度较高(地壳平均值的5倍),其基底围岩在成矿过程中也提供了大量的成矿物质,因此该地区的金矿多发育在太古代的变质基底中,成矿类型主要为受构造控制的造山型(石英脉型、构造蚀变岩型)金矿;铜陵矿集区和滁州-马厂地区的基底主要为壳源物质,具有幔源物质的岩浆为区内的Au、Cu矿床提供了主要的成矿物质和成矿反应的必要热能,因此矿体多发育在地球化学性质较为活泼的碳酸盐岩地层当中,成矿类型多为斑岩-矽卡岩型和岩浆热液型矿床。

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