普朗铜矿区外围斑岩体岩石地球化学特征研究

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作者周晓丹
来源昆明理工大学
出版年2018
摘要
云南普朗斑岩铜矿床地处西南“三江”成矿带,在义敦岛弧带南端格咱弧东南部,是甘孜-理塘洋壳向西俯冲的产物。普朗矿区斑岩体在区域上可划分为首采区Ⅰ号复式岩体及外围岩体(外围东部岩体、矿区北段Ⅱ号岩体、外围北部Ⅲ号岩体、外围南部岩体),以往地质工作大多都针对首采区Ⅰ号复式岩体,而对其外围岩体的相关研究工作极为薄弱,故本文以普朗外围岩体为研究对象,在详细的岩石学、岩相学研究的基础上,开展较为系统的岩石地球化学(主量元素、微量元素、稀土元素)、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素的研究,详细划分了研究区的岩石类型、厘定了成岩年龄、探讨了岩石成因及构造环境,并与首采区Ⅰ号复式岩体进行对比研究。取得主要研究成果如下:(1)详细划分了研究区内各个斑岩体的岩石类型。外围东部构成岩体的主体为石英闪长玢岩,几乎不存在石英二长斑岩;矿区北段Ⅱ号岩体的主要岩石类型为石英闪长玢岩及石英二长斑岩;外围北部Ⅲ号岩体构成岩体的主体为石英闪长玢岩,石英二长斑岩呈不规则岩墙状侵入于石英闪长玢岩体中,是主要的成矿岩体;外围南部岩石类型多样,主要为石英闪长玢岩及构造蚀变岩。(2)详细分析了普朗外围岩体的岩石地球化学特征。石英二长斑岩与石英闪长玢岩具典型的中酸性岩特征,都表现出钾高钠低的特点,属于钙碱性准铝质系列岩石。微量元素特征显示富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具显著的“TNT”负异常及Eu弱或无负异常特征,显示其源区岩浆具有壳幔混合特征,形成于俯冲构造环境。稀土元素特征显示两者的稀土元素配分模式很相似,均表现出富集轻稀土、亏损重稀土及轻重分异相对明显的特征,也显示具有壳幔混合的特征。外围东部岩体、矿区北段Ⅱ号岩体、外围北部Ⅲ号岩体、外围南部岩体高度相似的稀土、微量元素特征及配分曲线,表明他们应为同源岩浆演化的产物。岩浆分异程度较高,岩浆演化过程同时受部分熔融和分离结晶作用控制,伴有一定程度的同化混染作用。(3)运用锆石U-Pb同位素厘定了普朗外围各个岩体的成岩年龄。外围东部石英闪长玢岩平均年龄为221.3±0.3Ma。矿区北段Ⅱ号岩体的石英二长斑岩平均年龄为210.0±0.3Ma;石英闪长玢岩平均年龄为210.5±0.3Ma。外围Ⅲ号岩体的石英二长斑岩平均年龄为216.7±0.9Ma;石英闪长玢岩平均年龄为230.6±0.9Ma。外围南部石英闪长玢岩平均年龄为220.0±0.33Ma。锆石U-Pb数据表明普朗外围岩体形成于晚三叠世,其构造-岩浆活动发生在印支晚期-燕山早期。(4)运用锆石Lu-Hf同位素确定了研究区斑岩体源区组成。锆石Hf同位素分析显示外围东部岩体、矿区北段Ⅱ号岩体、外围北部Ⅲ号岩体、外围南部岩体锆石Hf同位素组成类似,具有εHf(t)值都为负值和对应的古老地壳二阶段模式年龄(9761494Ma)的特点,同时176Yb/177Hf的值都小于1.2,说明除壳源物质之外,也存在幔源物质的混入。表明普朗外围斑岩体源区岩浆来自中元古古老地壳物质部分熔融,并有幔源物质的加入,具有壳幔混合的特征。综合岩石学、岩石地球化学的各项指标,认为普朗外围斑岩体为具有埃达克岩地球化学特征的I型花岗岩。(5)与首采区号Ⅰ复式岩体进行对比分析研究,认为普朗外围浅成侵入岩的构造环境和岩石类型与首采区Ⅰ号复式岩体相似,为同成因岩浆活动的产物,首采区石英闪长玢岩主岩体与外围石英闪长玢岩在深部应为同一个岩体,只是在地表不同位置出露。首采区Ⅰ号复式岩体是普朗铜矿的主要成矿中心,外围东部应为首采区成矿中心的边缘部分,矿区北段Ⅱ号岩体及外围北部Ⅲ号岩体有可能是次一级的热液-蚀变-成矿中心。因此外围东部深部找矿潜力较小,矿区北段Ⅱ号岩体及外围北部Ⅲ号岩体深部找矿潜力较大,外围南部出现与构造蚀变岩密切相关金矿(化)体,具有寻找矿化中心外带的“构造蚀变岩型”金矿床潜力。

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