云南普朗超大型斑岩铜金矿床岩浆作用与矿床成因摘要
云南普朗超大型斑岩铜金矿床(储量446.8 Mt,0.52%Cu,0.18 g/t Au)位于我国西南三江特提斯构造域义敦弧南部的中甸弧内。空间上,矿区由南普朗(占总储量~96%),东普朗和北普朗三个矿床组成。矿区岩体含有4种岩相,由老到新,分别为成矿前细粒石英闪长岩和粗粒石英闪长岩,成矿期石英二长岩和成矿晚期闪长玢岩。这些岩体侵位到晚三叠世还原性的图姆沟组板岩中,锆石U–Pb定年显示其均形成于216±2 Ma。成矿晚期闪长玢岩与粗粒石英闪长岩中的基性岩浆包体(MME)具有相似的地球化学特征:低Si O2,高全碱、K2O、Mg O和相容元素含量;富集大离子亲石和轻稀土元素,而亏损高场强和重稀土元素,具有变化的高(La/Yb)N比值,无明显的负Eu异常。全岩主微量、Sr–Nd同位素和锆石Hf–O同位素特征表明,闪长玢岩和MME来源于交代的富金云母的岩石圈地幔的低程度部分熔融,随后经历了一定程度的地壳混染。而粗粒石英闪长岩和石英二长岩的地球化学和同位素(Sr–Nd–Hf–O)组成则显示它们来源于高K的玄武质岩浆底侵形成的新生下地壳的部分熔融。详细的岩相学、矿物化学和全岩主微量研究表明,普朗复式岩体的演化是在上地壳一个开放系统中进行的,经历了结晶分异和基性岩浆注入的地质过程。粗粒石英闪长岩和石英二长岩为古地表以下~11 km处的长英质岩浆房内的岩浆经结晶分异演化而成;而闪长玢岩与MME代表来自古地表以下~19 km处的岩浆房的基性岩浆。基性岩浆反复注入到长英质岩浆房的证据体现在:(1)粗粒石英闪长岩和石英二长岩中均存在淬火结构的MME;(2)反环带的、突然分带的以及补丁状核部的斜长石;(3)共生的高Al和低Al角闪石;(4)钾长石中的黑云母包裹体域/带;(5)闪长玢岩和MME中的骨骼状黑云母;(6)圆滑港湾状的长石和石英斑晶/捕掳晶,石英眼;(7)斜长石中的针状磷灰石包裹体域等。基性岩浆的反复注入为斑岩系统提供了大量的S、金属(如Cu和Au)和H2O,同时也活化了斑岩系统,有利于形成大的、生命周期长的岩浆房,最终促进普朗超大型斑岩铜矿床的形成。普朗矿区的热液蚀变包括5种类型:钾硅酸盐化、青磐岩化、绿泥石-绢云母化、绢英岩化和泥化。钾硅酸盐化可分为早期的钾长石化和晚期的黑云母化并以后者为主,主要发育于中心的石英二长岩中,毗邻的粗粒石英闪长岩和细粒石英闪长岩局部发育。青磐岩化是矿区分布范围最广泛的蚀变,从矿床中心向外一直发育,并叠加在钾硅酸盐化之上。在南普朗,青磐岩化位于中心的石英二长岩和其周围~500–800 m的范围内,而在北普朗,则位于中心的石英二长岩和其周围~200–500 m的范围内。晚期的绿泥石-绢云母化、绢英岩化和泥化叠加在先存的钾硅酸盐化和青磐岩化之上,在4种岩体中均局部发育。Cu和Au的品位具有很好的相关性,矿化均主要与青磐岩化有关,钾硅酸盐化和绿泥石-绢云母化阶段有少许发育,这与典型斑岩铜矿床矿化主要位于钾硅酸盐化阶段的特点不同。此外,矿区内还可见一些与晚期绿泥石-绢云母化和绢英岩化有关的磁黄铁矿的发育,尤以东普朗为主。辉钼矿Re–Os定年表明南普朗主矿化阶段的年龄在216.54±0.87到216.13±0.86 Ma之间。侵入岩侵位序列,蚀变与脉体以及硫化物的共生关系表明,南普朗和北普朗是两个独立的铜金矿化斑岩系统,而东普朗则是来自南普朗系统的流体在远端的副产物。致矿石英二长斑岩中原生磁铁矿多于钛铁矿,且存在矿物组合榍石+磁铁矿+石英,同时早期钾硅酸盐化和青磐岩化(主成矿阶段)阶段有大量硬石膏脉的发育,以上现象共同表明,致矿岩浆和出溶的早期热液流体均是氧化的。与晚期绿泥石-绢云母化和绢英岩化有关的磁黄铁矿的发育则表明流体在这两个阶段发生了还原,可能是由于与还原性的图姆沟组板岩相互反应造成。普朗矿区异常的,发育于远端和中心的青磐岩化和相关的Cu矿化,与闪长岩型斑岩铜矿床的特征相似,可归结为流体与矿区内富含Ca、Mg和Fe的岩体不断反应的结果。
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