冈底斯中段纳如松多铅锌矿床成因研究

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研究区地处中拉萨微陆块,冈底斯成矿带中段隆格尔-工布江达弧背断隆带南缘。该成矿带是多构造幕式叠加、多期次构造-岩浆活动并存、多阶段造弧增生作用以及与之相关的碰撞作用形成的一个复杂构造-岩浆岩带,成矿地质条件极其优越。国土大调查以来,冈底斯成矿带在矿产勘查评价方面取得了累累硕果。目前,在冈底斯厘定有Cu-Mo-Au和Pb-Zn-Ag两条多金属成矿带。一举成为我国国家级成矿带之一,成为我国重要的战略资源储备与接替基地。已有众多学者对冈底斯南部Cu-Mo-Au矿带进行了较为深入的研究,认为成矿作用主要中新世以来;而对北侧Pb-Zn-Ag成矿带的研究明显较薄弱。论文选取冈底斯中段纳如松多斑岩型Pb-Zn矿床为主要研究对象,在对纳如松多Pb-Zn矿床详尽的野外地质调研和充分研究的基础上,结合前人已有研究成果和系统的室内分析研究与综合整理,对纳如松多Pb-Zn矿床东西矿段的成矿地质特征、成岩成矿地质年代学、岩浆岩岩石学、岩石地球化学、成矿过程等做了详细的对比研究,在此基础上构建了纳如松多Pb-Zn矿床的成矿模式。论文取得的主要成果和认识具体如下:1.纳如松多东西矿段地处相同的构造背景,斑岩形成年代与成矿时间上略有差异东西矿段整体处于新特提斯俯冲作用结束,印度-欧亚大陆碰撞开始的主碰撞造山环境。在西矿段与成矿有成生联系的斑岩形成于61.56~63.38Ma(锆石U-Pb),表明成矿作用可能发生于古新世早期。东矿段斑岩形成于58.54~60.36Ma(锆石U-Pb);在东矿段成矿期蚀变绢云母Ar-Ar年龄57.81±0.66Ma相近,表明成矿时间发生在58.54~57.15Ma。二者印度-欧亚碰撞的起始时间(~65Ma)相耦合,表明与主碰撞期构造-岩浆热事件有关;冈底斯主碰撞期或许也是一个重要的成矿期。2.纳如松多东西矿段属不同类型成矿作用所形成西矿段属典型的热液交代钙质碳酸盐岩形成的矽卡岩型矿体,矿体严格受接触带构造控制,含矿地层属下拉组碳酸盐建造,矿体呈透镜状、层状、似层状,交代结构发育;东矿段属典型的斑岩型Pb-Zn矿床,东矿段受隐爆角砾岩筒控制,主要赋矿围岩为林子宗群典中组火山岩及古新世中期石英斑岩。隐爆作用是导致成矿金属元素沉淀、富集的主要因素;隐爆角砾岩筒是主要的控矿、赋矿构造;矿体在三维空间上呈南倾的直立筒状,角砾状、块状构造矿石是该区典型的矿石构造,划分有岩浆热液期、热液期两个主成矿期。东矿段与成矿关系密切的有蚀变有角烁岩及围岩本身发生的硅化、钾化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等中高温蚀变,碳酸盐化、高岭土化属成矿作用晚期的低温热液蚀变。3.相似的岩石类型、相同的岩浆源区,差异性温压条件,导致差异性岩石化学特征两套斑岩个有相同的斑晶和基质矿物,但岩石化学特征有明显差异。西矿段斑岩属中·钾-高钾强过铝质钙碱性岩石系列,斑岩的高Rb/Ba、高Rb/Sr比值、高Al2O3/(Mg+FeO*)比值以及低CaO/(Mg+FeO*)比值,显示原岩富粘土源特征。稀土配分模式呈右倾型,强Eu负异常,δEu变化在.0.14~0.23,无Ce异常,稀土元素总量平均值为149.14×10-6,LREE/HREE变化为3.08~4.81(平均4.37),(La/Yb)N变化2.60~3.82(平均3.45):微量元素比值蛛网图上相对富集强不相容元素Rb、Th、U,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P的特点。东矿段斑岩钾玄岩系,也具有强过铝质钙碱性特征,表现出更富SiO2、富K2O+Na2O,同时具有列高的K2O/Na2O比值。东矿斑岩较低Rb/Ba、低Rb/Sr比值、高Al2O3/(Mg+FeO*)比值以及高CaO/(Mg+FeO*)比值,表现出贫粘土的硬砂岩起源的特征。衡土模分模式呈右倾型,稀土元素总量平均值为199.68×10-6,LREE/HREE变化为4.63~9.57(平均6.44),(La/Yb)N变化16.42~30.59(平均21.22),无Ce异常,而呈现弱-中等的Eu负异常,δEu变化在0.30~0.77;微量元素比值蛛网图上相对富集型不相容元素Rb、Th、U,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P的特点。两套斑岩Nb/Ta和Zr/Hf比值均接近于全硅酸盐地壳,而Rb/Sr比值远远高于全硅酸盐地壳的平均值。这些特征表明,斑岩岩浆起源于祟壳岩石。斑岩、火山岩具有印度大陆北缘大陆地壳相一致的Sr-Nd-Pb同位素组成。斑岩岩浆源区均属念青唐古拉岩群变质沉积岩(副片麻岩)。斑岩Sr-Nd-Pb同位素,略微向雅鲁藏布江蛇绿岩代表的亲特提斯洋型端元“漂移”,暗示有亲特捉斯洋型端元的亏损幔源物质的加入。岩浆源于在印度-欧亚碰撞开始初期(~65Ma),新特提斯洋壳部分熔融形成的高温玄武质岩浆底侵至念青唐古拉岩群为基底的陆壳之下,持续的增温,导致在无水条件下自云母脱水部分熔融(20-35km)。研究区闪长岩(锆石U-Pb年龄64.17±0.3Ma)与典中组火山岩中的玄武安山岩、安山岩可能属基性岩浆与长英质岩浆混合的产物;斑岩与典中组流纹岩、长英质火山碎屑是酸性岩浆单元的产物。酸性岩浆最终沿着印度-欧亚碰撞过程中形成的东西向逆冲断层上侵。4.成矿元素与硫均源于斑岩岩浆体系东西矿段斑岩的δ34S远远高于其硫化物δ34S。这种差异可能岩浆起源以及后期岩浆体系H2S脱气作用有关。H2S脱气过程中,不仅可以使岩浆体系δ34S增高,还可以在岩浆体系中携带出更多的成矿物质。东西矿段具有相同的硫化物具有一致的总δ34S,矿石与斑岩具有一致的Pb同位素组成,均表明成矿物质与硫主要来源于矿区斑岩。5.东西矿段都存在岩浆-大气流体的相互作用西矿段方铅矿、闪锌矿、矿石以及灰岩配分模式也极为相似,但不同于斑岩特征,其显示有明显的Ce负异常和Eu负异常,表现出灰岩一致性特征。东矿段方铅矿、闪锌矿以及矿石稀土元素配分模式与斑岩体极为相似,只呈现出Eu负异常,而无Ce异常。东矿段反映出更多的岩浆流体的特质,岩浆流体改造强度不明显;而西矿段呈现出明显的沉积改造流体的特征。
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