青海野马泉铁锌矿床多期次构造—岩浆热年代学成矿意义

发布时间：2020-05-17 19:42

【摘要】：野马泉铁锌矿床位于青海省西部祁漫塔格地区,矿区内存在多期岩浆活动。其中,早泥盆世岩体由花岗闪长岩及二长花岗岩组成,以岩基形式侵位于东矿带。晚三叠世岩体由二长闪长岩、石英闪长岩和二长花岗岩等若干岩体单元组成,以岩株和岩枝等形式侵位于西矿带。本文以野马泉矿床为研究对象,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法、40Ar-39Ar同位素测试法、岩石主、微量元素和稀土元素测试法获得了矿区内的成岩年龄、成矿年龄和主要岩体的地球化学数据,并采用构造岩浆热年代学的理论方法探讨了晚三叠世岩体的温度-时间(T-t)演化轨迹及其与成矿作用的关系,本研究取得了以下成果和认识:(1)野马泉矿区晚三叠世岩体属高钾钙碱性系列,二长闪长岩具有I-A复合型岩体特征,在构造投图中多落于后碰撞或火山弧区域,结合区域背景判断两种岩体应形成于后碰撞阶段。两者岩浆均主要形成于下地壳的部分熔融过程,可能存在幔源物质的混合作用,在演化过程中具有明显的分离结晶特征。该期岩浆作用与晚三叠世东昆仑地区发生的大规模底侵作用有关。早泥盆世岩体在判别图上出现分化,但具有较明显的Ⅰ型花岗岩特征,在构造判别图中多落于火山弧区域,结合区域地质演化特征,岩体应形成于火山弧环境。(2)野马泉二长花岗岩锆石U-Pb谐和年龄为(229.4±2.5)Ma(MSWD=1.3),二长闪长岩锆石U-Pb谐和年龄为(226.5±3.6)Ma(MSWD=2.6),黑云母40Ar-39Ar坪年龄为(219.5±5)Ma(MSWD=0.97),斜长石 40Ar-39Ar 坪年龄为(216.5±1.3)Ma(MSWD=1.13)。以上岩体均形成于晚三叠世,二长闪长岩锆石U-Pb年龄黑云母40Ar-39Ar坪年龄斜长石40Ar-39Ar坪年龄,符合岩体冷却过程中,矿物中同位素体系按照封闭温度由高到低依次封闭的特点。获得早泥盆世二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(402.8±5.4)Ma(MSWD=2.0),其斜长石没有形成有效的坪年龄。获得磁铁矿矿石样品(YMQ507-1)中金云母的 40Ar-39Ar 坪年龄为(222.0±1.3)Ma(MSWD=0.41),表明野马泉铁锌矿西矿带的成矿作用发生于晚三叠世。(3)本研究对样品YMQ027斜长石、YMQ027黑云母和YMZK507-1金云母进行了封闭温度计算。结果显示,在冷却速率为20℃/Ma的条件下,样品YMQ027斜长石及黑云母封闭温度分别为300℃～350℃和350℃～400℃,样品YMZK507-1金云母封闭温度为450℃～500℃。对样品YMZK507-1金云母是否适合采用多扩散域模式进行了探讨。结果表明,在3个扩散域条件下样品可较为近似地模拟出实验室中39Ar的释气模式,在不同指定坪年龄下衍生出差异较大的冷却轨迹。(4)本研究对岩体侵位热效应进行了模拟研究。结果表明,直径约2km的晚三叠世岩株可以将其外围2km范围内的围岩加热至约200℃,但持续时间较短,仅能维持0.1Ma左右。岩体在1Ma以后仅能将自身温度维持在130℃左右。以早泥盆世二长花岗岩的斜长石为研究对象进行了 Ar受热扩散模拟。从240Ma开始,持续约20Ma且温度高于230℃～250℃的环境温度可以模拟出类似于样品YMQ020斜长石测试结果的无效年龄坪。综合样品YMQ027样品的锆石U-Pb年龄、黑云母40Ar-39Ar年龄和斜长石40Ar-39Ar年龄,拟合出岩体冷却轨迹的潜在分布空间。结果表明,在最快速冷却的前提下,其冷却过程持续约16Ma,与岩株侵位产生的热效应模拟结果不符,但接近形成样品YMQ020斜长石无效年龄坪所需的热演化条件,提示野马泉铁锌矿内有其它热源存在。(5)祁漫塔格地区大规模多金属成矿作用与晚古生代-早中生代构造-岩浆旋回密切相关。成矿岩体年龄集中于237～230Ma和228～220Ma。成矿年龄分为两组:第一组集中在230～220Ma,成矿岩体主要是呈岩基产出的富含镁铁质暗色微体包体的晚三叠世岩体;第二组为220～204Ma,成矿岩体多为岩枝、岩株和岩钟状产出的Ⅰ型或A型岩体。第二组小岩体多产于昆北构造带,侵位时间主要为晚三叠世,为大规模底侵事件末期产物。多期次的岩浆活动能够维持稳定的热源,有效地增加成矿物质萃取强度。小规模岩体持续就位可形成具有多个高温中心的温度场,容易在局部形成高梯度、小范围的热效应场,进而能够控制热效应场范围内的地球化学场及相应的流体相的演化。因此,第二组小岩体具有较好的成矿潜力。
【图文】：

Ｍ４、Ｍ５异常区：位于矿区东部偏北的第四系覆盖区，目前己投入生产。Ｍ４、Ｍ５逡逑异常区内侵入岩为晚三叠世岩体，构造－岩浆侵位样式为强主动力侵入接触，，出现顶垂逡逑体（图３－３）。矿体主要产于晚三叠世侵入岩与祁漫塔格群条纹条带大理岩或基性火山岩逡逑的接触带中

图3L日4爵}，
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.2


本文编号：2669079