東秦嶺地區(qū)南溝鉬礦成礦地球化學(xué)研究.pdf

1、本研究通過(guò)較為詳細(xì)的野外地質(zhì)工作，采用典型礦床解剖的系統(tǒng)研究方法，利用鋯石LA-ICP-MS法厘定東秦嶺南溝鉬礦區(qū)含礦侵入巖體的年齡，采用ICP-MS法直接測(cè)定白石尖和馬脖壕礦床輝鉬礦的Re-Os同位素年齡；在準(zhǔn)確厘定成礦年齡的基礎(chǔ)上，結(jié)合花崗巖和鉬礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征研究，探討了成巖成礦物質(zhì)來(lái)源、地球動(dòng)力學(xué)背景和成礦模型。 經(jīng)過(guò)詳細(xì)的鏡下觀察發(fā)現(xiàn)東秦嶺南溝鉬礦主要造巖礦物為正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英，少量黑云母、白云母、

2、絹云母，副礦物為電氣石，堿性長(zhǎng)石約占50％，石英約為40％，斜長(zhǎng)石約為10％，黑云母和白云母＜1％。 南溝侵入巖為高鉀鈣堿性系列，高硅(71.79～78.09％)、低鈦(0.112～0.268％)、富鋁(11.69～14.89％)、富堿(Na2O含量為2.21～4.26％，K2O含量是4.01～7.57％，K2O/Na2O在1.07～3.42之間)、Mg＃低(16.44～42.50)、貧鈣(0.2～1.54％)。 南溝侵

3、入巖稀土總量較低，輕重稀土分異明顯，有弱的銪負(fù)異常，δCe有強(qiáng)的負(fù)異常，樣品的Ce負(fù)異?？赡苁蔷哂蠧e負(fù)異常的沉積物俯沖重熔所致，反應(yīng)了形成花崗巖的源區(qū)物質(zhì)可能為俯沖的海相沉積物源的特征，且具有還原特征。稀土配分模式圖解與上地殼配分模式十分相似，也指示了花崗巖的物源區(qū)有大量的上地殼物質(zhì)參與。 東秦嶺南溝鉬礦區(qū)侵入巖的微量元素分析表明，具有較高濃度的大離子親石元素(LILE:Rb、K等)，具有相對(duì)低含量的高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE:Zr

4、、Hf等)，過(guò)渡金屬含量變化較大，明顯富集Cu，Sc，Co。本區(qū)侵入巖貧Ba、Sr，富Rb、K。殼型花崗巖類(lèi)Ba、Sr含量低，Rb含量高，而幔源型或殼幔同熔型花崗巖的Ba、Sr含量高，且貧Rb，可見(jiàn)本區(qū)侵入巖為殼型花崗巖。 經(jīng)侵入巖R1-R2圖解，Pearce等(1986)Nd-Y、Ta-Y、Rb-(Y+Nb)，Pearce(1996)Rb-(Yb+Ta)判別圖解和Harris等(1986)Hf-Rb/10-Ta*3判別圖解及H

5、f-Rb/30-Ta*3判別圖解判別顯示：本區(qū)侵入巖主要為同碰撞花崗巖和后碰撞花崗巖，與微量元素和稀土元素的結(jié)論相符。 高精度的鋯石LA-ICP-MS研究表明：白石尖鉬礦床鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為451.7±5.7Ma(MSWD=1.6)，馬脖壕鉬礦床鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為109.8±4.1Ma(MSWD=1.17)。由此可見(jiàn)東秦嶺南溝鉬礦區(qū)至少有兩期巖漿活動(dòng)：1)早古生代晚奧陶世(約451Ma)第

6、一次巖漿活動(dòng)；2)中生代早白堊世(約109Ma)第二次巖漿活動(dòng)。 輝鉬礦的Re-Os同位素模式年齡研究表明：白石尖鉬礦床Re-Os等時(shí)線年齡為103±17Ma(MSWD=0.84)，馬脖壕鉬礦床Re-Os等時(shí)線年齡107.08±0.61Ma(MSWD=0.96)。表明南溝鉬礦區(qū)白石尖鉬礦床和馬脖壕鉬礦床為同期形成。對(duì)應(yīng)于華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山后的東西向巖石圈大規(guī)模減薄作用。 在白堊紀(jì)中晚期，包括東秦嶺的中國(guó)東部地區(qū)

7、，巖石圈發(fā)生了大規(guī)模減薄。由于巖石圈減薄，使軟流圈上升，必然使新生的和熱的地幔物質(zhì)注入到原有的巖石圈，從而增加巖石圈中的熱流，地殼和巖石圈地幔被大幅度加熱，新生的熱的軟流圈物質(zhì)注入陸殼底部，發(fā)生基性巖漿的底侵(鄧晉福等，1999)，下地殼物質(zhì)被加熱而部分熔融，發(fā)生殼幔交換，生成巖漿。地幔物質(zhì)及熔融的下地殼物質(zhì)大量注入地殼淺部，并把成礦流體和成礦物質(zhì)從深部輸送到淺部，當(dāng)上升的、攜帶大量成礦物質(zhì)的合礦地幔臨界-超臨界流體在淺部的構(gòu)造薄弱帶侵

8、位時(shí)，由于溫度壓力等條件的改變，成礦流體發(fā)生沸騰，并與淺部流體發(fā)生交換，使原有的物理化學(xué)條件發(fā)生改變，大量的金屬和巖漿一起被沉淀下來(lái)，形成了東秦嶺巨大的Mo，Cu，W，Au礦床。 在系統(tǒng)的巖石-礦床地球化學(xué)研究基礎(chǔ)上，提出在秦嶺地區(qū)開(kāi)展斑巖型鉬礦找礦的原則與方向，具體地說(shuō)，就是在秦嶺地區(qū)的構(gòu)造薄弱帶尋找燕山期的小巖體，這些巖體的巖石化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該是是更富于硅、堿，多數(shù)是鋁過(guò)飽和類(lèi)型；在巖石的成因上可能與玄武巖質(zhì)或安山巖質(zhì)的巖漿有關(guān)