论文部分内容阅读
腾冲-梁河锡矿带是三江特提斯成矿域最重要的锡多金属成矿区,迄今为止已发现2个大型锡矿床(梁河来利山锡矿床和腾冲小龙河锡矿床)、5个中型锡矿床以及上百个锡矿点。区内出露三个不同时代形成的N-S向花岗岩带,即东河-明光早白垩世花岗岩带、古永晚白垩世花岗岩带和槟榔江古近纪花岗岩带,锡矿床空间上与这些花岗岩密切相关。为明确锡矿床与花岗岩的成因联系,本文选取区内三个分别位于三个花岗岩带内的具有典型代表的锡矿床(铁窑山锡矿床、小龙河锡矿床和来利山锡矿床)进行成矿年代学的研究。并对两个大型锡矿床(来利山和小龙河锡矿床)及矿区相关的花岗岩进行了较为详细的成岩成矿年代学、岩体的Sr-Nd-Hf-O同位素及矿床金属硫化物S和He-Ar同位素研究,初步探讨了锡矿床的成因和成矿构造背景,并总结出了较为合理的成矿模型。 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,腾冲-梁河锡矿带两个大型锡矿床(来利山和小龙河锡矿床)矿区花岗岩成岩年龄分别为53 Ma(2σ)左右和73 Ma(2σ)左右。两个矿区花岗岩都表现出A型花岗岩的特征。均属准铝质高钾钙碱性花岗岩,富硅、碱及大离子亲石元素,贫高场强元素。具有高的Zr+Nb+Ce+Y值(272-416 ppm)和10,000×Ga/Al比值(基本上>2.7)。Sr-Nd、Hf-O同位素特征显示其可能主要来自古-新元古代形成的腾冲地块变质基底的熔融。两个矿区花岗岩均符合A2型造山后富碱岩浆岩的特点,形成于造山后环境。小龙河晚白垩世A型花岗岩的形成与腾冲陆块和保山陆块的碰撞导致腾冲陆块地壳加厚,与此同时,新特提斯洋壳的俯冲使得陆壳增厚强度加强并诱使随后的陆壳伸展垮塌及地幔物质的上涌有关。来利山锡矿区53 Ma的A型花岗岩形成于印度-亚洲板块的主碰撞阶段(65-41 Ma),与新特提斯洋壳的俯冲及俯冲板片的断离导致的软流圈物质的上涌密切相关。 对区内三个花岗岩带上具有典型代表性的锡矿床(铁窑山锡矿床、小龙河锡矿床、来利山锡矿床)采用应用较新的锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法进行测年,并且为了评估该新方法的数据可靠性,还对与锡石共生的云母进行Ar-Ar定年。锡石U-Pb和Ar-Ar测年结果表明在腾冲-梁河地区有三期锡成矿作用:早白垩世铁窑山锡矿床形成于119-122 Ma;晚白垩世小龙河锡矿床形成于71-74Ma;古近纪来利山锡矿床形成于47-52 Ma。三个锡矿床所获的锡石U-Pb等时线年龄和白云母Ar-Ar年龄以及矿区花岗岩的锆石年龄在误差范围内基本一致,说明锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法是一种可靠的年代学测试方法,且三期锡成矿作用与花岗岩存在时空上的密切联系。 S同位素特征显示,来利山锡矿床黄铁矿的δ34SCDT值为+4.9‰-+6.7‰,平均+5.53‰;小龙河锡矿床δ34SCDT值为+5.0‰-+8.1‰,平均+6.33‰。与花岗岩浆的硫同位素δ34SCDT值范围一致,说明两个矿床锡矿化与花岗岩浆作用有着密切的成因联系。来利山锡矿床的3He/4He值为1.57-3.46 Ra,平均2.078 Ra。40Ar/36Ar值为382.00-622.99,平均459.67;小龙河锡矿床3He/4He值为0.53-0.88Ra,平均0.686 Ra,40Ar/36Ar值为301.06-348.43,平均322.04。均表现出高的3He/4He和40Ar/36Ar值幔源和低的3He/4He和40Ar/36Ar值壳源He-Ar同位素组成两端元混合特征,且来利山锡矿床幔源He同位素信息更为明显,显示古近纪壳幔相互作用与晚白垩世相比显著加强。 综合对腾冲-梁河锡矿带典型锡矿床及矿区花岗岩的地质特征、成岩-成矿关系、成矿物质来源、成矿流体的性质及来源的研究,认为腾冲-梁河地区三期锡成矿作用均与花岗岩侵入体密切相关,为花岗岩浆热液矿床。结合研究区地质演化历史,可以基本归纳出腾冲-梁河锡矿带三期锡矿成矿作用的成矿背景和模式:早白垩世花岗岩及相关铁窑山锡矿床主要与班公湖-怒江洋(中特提斯洋)的俯冲作用引发地幔物质的上涌有关;小龙河锡矿床及矿区73MaA型花岗岩形成于腾冲陆块和保山陆块的碰撞后环境,并与新特提斯洋壳的俯冲引起的地幔物质的上涌和底侵相关;来利山锡矿床及矿区53 Ma A型花岗岩形成于印度-亚洲大陆主碰撞阶段,与新特提斯洋壳的俯冲及在55-50 Ma发生的俯冲板片断离而引发的软流圈物质上涌密切相关。地幔物质的上涌和底侵为富含Sn的腾冲地块变质基底岩石熔融提供了大量的热动力,并发生不同程度的壳-幔相互作用,使得壳幔He源混合。花岗岩浆经过充分演化,并在岩浆结晶分异的晚期形成大量富含Sn的成矿流体,伴随着岩浆的上侵作用,或在岩体顶部或者边部构造裂隙发育部位沉淀成矿,或在岩体与围岩的接触带沉淀成矿。