青海省赛什腾山-绿梁山岩浆活动与金、铜成矿关系摘要
赛什腾山-绿梁山位于柴北缘的中西段,柴北缘造山带地质构造复杂,呈多期次复合造山运动,尤其是加里东期和华力西期造山运动,岩浆岩活动频繁,区内形成矿床,尤其金、铜矿床产出位置多为造山带边缘、岩浆岩侵入体内部及边缘,如滩间山金矿床、青龙沟金矿床、绿梁山铜金矿床等。总体上,该区域矿床的时空分布及成因与区内岩浆岩密切相关,因此本文通过区内岩浆岩的地球化学主微量元素含量,成岩成矿年龄、岩矿同位素等特征,来分析其与成矿的关系。本文取得的认识与结论如下:1.柴北缘造山带古生代的岩浆活动演化可分为以下几个期次:第1期花岗质岩浆活动的时代为470Ma左右,岩浆活动为洋壳俯冲的岛弧构造环境;第2期花岗质岩浆活动的时代为445Ma左右,岩浆活动为陆陆碰撞阶段;第3期花岗质岩浆活动的时代为400Ma左右,岩浆活动为碰撞后板块折返阶段;第4期岩浆活动的时代为372~375Ma,其构造环境是继板块碰撞隆起后造山带块体之间的均衡调整阶段。之后在华力西中晚期,柴北缘又经历一次洋盆-俯冲-陆陆碰撞-碰撞后造山的循环运动。2.柴北缘地区矿化岩体岩浆岩以富硅、富钾、富钙、略富铝的中酸性准铝质-过铝质钙碱性特征为主;稀土球粒陨石标准化模式具有右倾趋势,显示中弱的δEu负异常与极弱的δCe异常,岩浆岩由中性至酸性δEu负异常具增强趋势;微量元素具有富集大离子亲石元素Rb、K、Ba,亏损高场强元素Ta、Nb、Ce、P、Ti的特征,显示可能与岩石圈地幔的交代或壳幔混染有关。而含矿岩体中显示富集Zn、Ni、Cr、Cu等元素富集,说明该地区岩浆岩具有丰富的成矿物质基础。3.滩间山金矿闪长玢岩锆石U-Pb年龄为435.2Ma;红柳沟金矿石英闪长岩锆石U-Pb年龄为441.3Ma和464.8Ma;绿梁山金矿辉长岩和花岗细晶岩锆石U-Pb年龄分别为465.6Ma和443Ma;野骆驼泉金矿闪长岩锆石U-Pb年龄为283.5Ma;锡铁山铅锌矿闪长岩锆石U-Pb年龄为488Ma。柴北缘岩浆岩由北向南,年龄由新变老的趋势,区域随时间从南向北俯冲,属于前进式俯冲,南边的年龄相对较老,北边年龄相对较新。而从锡铁山到滩间山,甚至到更西北野骆驼泉,矿区内的矿种从铅锌到铜金,在到金矿矿种的变化,跟岩浆岩形成的空间分布以及岩浆岩成矿专属性有关系。整体上区内岩浆岩具有一定的成矿专属性,基性的辉长岩以Cu矿化为主,而中酸性闪长玢岩则以Au矿化为主。4.通过Lu-Hf同位素可知:滩间山金矿床闪长玢岩,绿梁山铜金矿花岗细晶岩、辉长岩,野骆驼泉金矿床闪长岩的岩浆锆石来自中元古代的下地壳物质,而滩间山金矿床闪长玢岩变质锆石和红柳沟金矿床花岗闪长岩岩浆锆石主要来自晚中元古-新元古代亏损地幔部分熔融形成的新生玄武下地壳。5.通过全岩Sr-Nd-Pb同位素特征显示,滩间山金矿床闪长玢岩和青龙沟金矿床基性岩成岩物质主要来自于地壳,但受地幔混染作用;而绿梁山铜金矿花岗细晶岩主要来自于亏损地幔,但上侵时受地壳混染影响。6.柴北缘地区岩浆岩形成的构造环境:滩间山金矿床闪长玢岩形成于早志留世洋壳深俯冲-陆陆碰撞的S型花岗岩类;绿梁山铜金矿床岩浆岩形成于中晚奥陶世洋壳俯冲形成的基性岩,之后随着洋壳继续俯冲,变成洋壳深俯冲到陆陆碰撞,发生了榴辉岩相高压变质作用,形成榴辉岩,并且形成中酸性的I-S型花岗岩类;青龙沟金矿床岩浆岩和红柳沟金矿床花岗闪长岩形成于晚奥陶世,是洋壳深俯冲-陆陆碰撞的S型花岗岩;野骆驼泉闪长岩形成于早二叠世,是洋壳俯冲的岛弧环境的I型花岗岩。7.流体包裹体研究表明:滩间山金矿床流体形成于中低温(集中于162~298℃)、低盐度NaClaq(3.86~9.86wt%)、中浅成(0.78~2.19km)、低压(12.8~41.2Mpa)的H2O-NaCl-CO2-CH4(N2)体系;青龙沟金矿床流体形成于中低温(集中于175~235℃)、低盐度NaClaq(3.06~11.89wt%)、中浅成(1.19~3.6km)、低压(11.9~36Mpa)的H2O-NaCl-CO2体系;绿梁山铜金矿床流体形成于中低温(集中于175~235℃)、低盐度NaClaq(1.57~10.36wt%)、中浅成(1.04~3.56km)、低压(10.4~35.6Mpa)的H2O-NaCl-CO2体系。8.通过对矿床地质特征、成矿物质来源、流体来源的研究来探讨矿床成因,总结滩间山金矿床属于造山型金矿,在加里东期,与NW向走滑剪切构造运动密切相关的变质作用形成的变质热液矿床,在华里西期,与造山岩浆侵入作用有关的岩浆热液矿床;青龙沟金矿床属于造山型金矿;绿梁山铜金矿床,在加里东中期,形成的滩间山群组的变玄武岩起着预富集作用,为后期成矿提供物源,之后由于构造环境体制转变,形成热液脉型铜金矿床。9.通过对比区内含矿岩浆岩锆石U-Pb年龄和矿区内绢云母40Ar-39Ar年龄可知:滩间山金矿床热液蚀变活动年龄与闪长玢岩年龄435.2Ma一致,略大于西北向韧性剪切带退变质黑云母的40Ar-39Ar年龄401Ma,表明加里东晚期有一期矿化,而在华力西期,获得中酸性脉岩的年龄为350.4Ma,大于金矿石绢云母40Ar-39Ar年龄为284Ma,总体来说,滩间山金矿存在加里东和华力西两期矿化,矿化相对于成岩较晚。青龙沟金矿床获得的成矿年龄为409.4Ma,属于在加里东晚期矿化作用。野骆驼泉金矿床闪长岩年龄为283.5Ma,大于矿区内绢云母40Ar-39Ar年龄为246Ma,属于华力西晚期的矿化作用。绿梁山铜金矿中岩浆锆石和热液锆石的年龄几乎一致,属于加里东晚期的产物。据此可见柴北缘地区热液活动、成矿作用与区内岩浆活动在时间上具有同期性,属于加里东期或者华力西期。10.区域空间分布上,矿床与矿点分布于柴达木盆地地块与欧龙布鲁克地块交壤的柴北缘造山带,受北西向柴北缘深大构造断裂控制,整体呈近北西向带状分布,与区域断裂、岩浆岩展布一致。而在造山型金矿中,尤其是滩间山金矿矿体主要产于脉岩内外接触带或其附近的围岩中,部分矿体赋存于脉岩中,有的脉岩即为矿体。11.滩间山金矿中片岩型矿石硫来源于围岩,而脉岩型矿石硫来源于深源硫,但受地层围岩的混染;青龙沟金矿床和绿梁山铜金矿床矿石硫主要来自深源硫。滩间山金矿铅同位素来源为浅部地壳和深部地幔提供的混合铅,说明该区成矿与俯冲造山、壳-幔相互作用,与深部岩浆侵入活动有密切联系。青龙沟金矿床铅同位素主要来自深源的地幔。绿梁山铜金矿铅,属于造山带的铅,主要来自于地幔,但是受到上地壳混染的作用。滩间山金矿床中前两期成矿流体为变质水,岩浆热液期前两个成矿阶段来自岩浆热液,不过在其运移和渗透扩散中受到围岩中变质水的混染,在成矿的晚阶段还有部分的大气水的混入。青龙沟金矿氢氧同位素表明,流体主要是来自岩浆水。绿梁山铜金矿床氢氧同位素,主要投在岩浆水和变质水的左边的区域,说明流体刚开始是来自于岩浆水,但受变质水的混染作用,而后阶段中温和低温的石英中包裹体氢氧同位素投在大气水区域内,应该是岩浆水受大气混入作用导致的,使其往大气水漂移。
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