西藏南木林浦桑果铜多金属矿床地球化学与成因研究摘要
本文以西藏南木林县浦桑果铜多金属矿床为研究对象,在详细的野外地质调查和系统的分析研究基础上,查明了矿床地质、各时代岩浆岩、矽卡岩矿物学、流体包裹体、同位素地球化学等特征,分析了成岩成矿年代学、成矿岩体的地球化学性质和岩石成因及成矿流体性质和成矿物质来源,探讨了矿床形成机制,初步建立了矿床的成矿模型。浦桑果矿区位于冈底斯成矿带中段,处于南冈底斯北缘,北与中冈底斯断隆带相邻。矿区内主要出露下白垩统塔克那组碳酸盐岩和火山岩,火山岩的锆石U-Pb年龄为99.5±2.4 Ma。矿区内主要的侵入岩有闪长玢岩和花岗闪长岩,两者均为高钾钙碱性系列弱过铝质岩,具有相似的稀土和微量元素特征,表现出埃达克岩亲和性,且源区主要为石榴石—角闪石相。闪长玢岩的锆石U-Pb年龄为15.75±0.25 Ma,花岗闪长岩的锆石U-Pb平均年龄为15.34?0.72Ma。闪长玢岩(87Sr/86Sr)i值介于0.706130.70751,143Nd/144Nd值介于0.51232-0.51248,εNd(t)值为-5.9-2.8;花岗闪长岩(87Sr/86Sr)i值介于0.707090.70715,143Nd/144Nd值介于0.51235-0.51238,εNd(t)值为-5.2-4.7;两者的Sr、Nd、Pb同位素特征也均指示了壳幔混源的特点。此外,闪长玢岩大多数为正的εHf(t)值(0.43.0)和较低的模式年龄(794938Ma),说明其源于古老地壳物质的部分熔融,有较多幔源组分的参与。而花岗闪长岩负的εHf(t)值(-9.7-2.3)和较高的模式年龄(10901502Ma),说明其源于古老地壳的部分熔融,有少量幔源组分的参与,与闪长玢岩相比较少,与冈底斯斑岩成矿带埃达克岩源区明显不同。在闪长玢岩与碳酸盐岩围岩接触带上广泛发育矽卡岩化、大理岩化和角岩化。矿体呈似层状产于石榴石阳起石矽卡岩带内,具典型接触交代型矽卡岩矿床特征。矽卡岩矿物主要有石榴子石、阳起石、透辉石、透闪石、符山石、金云母、绿帘石、绿泥石等,金属矿物主要为黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁铁矿等。成矿阶段可划分为矽卡岩期(干矽卡岩阶段和湿矽卡岩阶段)、石英硫化物期(石英黄铁矿阶段和石英方解石多金属硫化物阶段)和表生氧化作用期。石榴子石化学组成以钙铁榴石为主,其次为钙铝榴石,湿矽卡岩阶段有磁铁矿的少量产出,黄铁矿中S含量较高,未表现出明显S空位,反映了成矿过程从早期到晚期由氧化环境向弱氧化环境再到弱还原环境的递变,酸碱条件由酸性环境向弱碱性—弱酸性条件过渡。对湿矽卡岩阶段的金云母样品进行Ar-Ar同位素测年表明,其形成年龄为14.98±0.26 Ma,可近似代表浦桑果矿床的成矿时代,属于后碰撞期成矿事件。通过浦桑果的流体包裹体研究,揭示了成矿流体的性质和特征。从矽卡岩阶段到石英硫化物阶段的演化,成矿流体逐渐由中高温中低盐度向低温低盐度演化,反映成矿流体晚期有大量的大气降水加入,与氢氧同位素特征相符。该流体成矿系统应位于斑岩铜矿的顶部,暗示深部可能发育斑岩铜矿系统,构成了统一的后碰撞斑岩—矽卡岩成矿系统。铅、硫同位素地球化学证据显示,浦桑果矿床的成矿物质来源主要来自于壳幔混源岩浆热液。基于以上研究,初步建立起浦桑果矽卡岩型铜多金属矿床的成矿模型。
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