辽宁红透山铜锌矿变质变形的微区分析

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作者李锦毓
来源吉林大学
出版年2021
摘要
辽宁省浑北太古代花岗岩–绿岩地体内产出有大大小小的火山成因的块状硫化物矿床(Volcanogenic Massive Sulfide,VMS)100余处,红透山铜锌矿床是其中之一,也是中国境内唯一的元古宙大型VMS型矿床。许多研究都表明,红透山铜锌矿形成后发生了强烈的变质变形作用。LA–ICP–MS锆石U–Pb测年结果显示,红透山赋矿表壳岩形成于~2550 Ma,表明红透山铜锌矿形成于新太古代晚期(约2550 Ma)。红透山长英质变质火山岩(黑云斜长片麻岩)的母岩浆起源于下地壳物质的部分熔融;镁铁质变质火山岩(斜长角闪片麻岩和石榴直闪片麻岩)的母岩浆起源于尖晶石二辉橄榄岩的地幔组分的部分熔融,并伴随有不同程度的壳源物质混染和交代作用。它们的构造背景为板块俯冲背景下的弧后伸展。红透山铜锌矿原位多元S同位素实验所得δ34S值主要分布在–0.01–+1.60之间,塔式分布特征明显,且矿物内部S同位素无明显差异,与深源地幔来源的硫同位素相似;Δ33S值分布在–0.20–0.14之间,均值为–0.05‰,大部分都为负值,显示出轻微的非质量S同位素分馏特征。本文认为红透山铜锌矿主要以深部岩浆活动带来的S源为主,此外约有3.5%的海水硫混入。在变质变形过程中,红透山铜锌矿的硫化物微量元素由于物理化学条件的改变,部分元素发生了富集和亏损,部分元素保持不变。其改变的元素大多与形成时的物理条件的改变有关,如对温度敏感的黄铁矿中的Co、Ni元素及Co/Ni比值,黄铜矿的中的Se和Sn元素,闪锌矿中的In、Mn等元素。根据硫化物的微量元素的变化,本文认为变质过程中硫化物的形成温度比初始硫化物的形成温度要高,且初始硫化物和变质变形的硫化物都形成于还原环境。根据原位S同位素特征和微量元素特征以及前人研究成果,本文认为在变质变形作用中,硫化物以物理变形和重结晶为主,无明显外来物质加入。

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