冈底斯西段林子宗群火山岩区多金属矿床成因及找矿潜力

发布时间：2020-07-29 21:28

【摘要】：论文选取冈底斯西段林子宗群火山岩区(84-88°E)3个典型矿床(诺仓Pb-Zn(Cu)、北纳Pb-Zn(Cu)、打加错Ag-Pb-Zn(CuMo Au)为研究对象,在野外地质调查的基础上,通过详细室内观察分析,系统总结了3个典型矿床的地质特征和成矿地质条件。通过对矿区内林子宗群火山岩及次火山岩开展锆石U-Pb年代学、岩石地球化学、全岩Sr-Nd-Pb同位素及锆石Hf同位素等分析,结合矿相学、矿物地球化学、流体包裹体、透明矿物H-O同位素、硫化物S-Pb同位素、辉钼矿Re-Os年代学等研究,初步取得以下认识:1、分析冈底斯东西段林子宗群典中组火山岩的岩石成因差异性,认为地壳属性不同是造成其成因差异的一个重要原因尽管冈底斯东段和西段林子宗群典中组火山岩均显示了典型的陆缘弧岩浆岩特征。但是,不同于冈底斯东段林子宗群典中组火山岩以钙碱性、准铝质的安山质火山岩为主。冈底斯西段林子宗群典中组火山岩以分布大面积的高硅、氋钾过铝质酸性火山岩为特征,其形成与新特提斯洋壳板片脱水交代地幔楔部分熔融产生的初始幔源岩浆底侵诱发古老地壳重熔有关(负的εHf(t)值、古老的Hf模式年龄(中元古代-晚太古代)),具有高分异I型花岗岩特征。分布极少的中性火山岩以准铝质、钙碱性为主,主要为部分熔融幔源玄武质岩浆形成,并混然~20%的古老地壳和伴有一定的结晶分异作用,与东段典中组中性火山岩混染少量的新生下地壳并发生了广泛的结晶分异作用不同。以上特征不仅佐证了冈底斯西段(84-88°E)南拉萨地体存在古老地壳,也表明了地壳属性不同是造成其成因差异的一个重要原因。2、限定冈底斯西段典中组火山岩的成岩时代到晚白垩世,侧面验证印亚碰撞初始时限具有东西穿时性,提出冈底斯西段晚白垩世成岩动力学演化新模式冈底斯西段典中组火山岩年龄主要集中在~82-60Ma,火山岩喷发的起始时间比东段要早13 Ma左右,火山喷发与构造演化的时间范围也更长,揭示了冈底斯带典中组火山岩的形成时代在东西方向具有一定的差异性。众所周知,典中组火山岩形成于陆缘弧背景,而年波组火山岩形成于陆缘弧向陆内过渡环境,根据典中组火山喷发结束时间和年波组火山喷发起始时间,结合不同学者对印亚大陆碰撞研究成果,将冈底斯西段(~84-88°N)的印亚碰撞初始时限定于~60 Ma,而冈底斯东段定于~55 Ma,侧面验证了印亚碰撞在东西方向上具有一定的穿时性。由于冈底斯西段广泛发育晚白垩世林子宗群典中组火山岩及次火山岩,且冈底斯西段典中组火山岩的成岩年龄具有自北向南呈逐步递减趋势,这可能与印亚碰撞作用之前俯冲的新特提斯洋壳板片发生了回撤作用有关。3、深入解剖冈底斯西段林子宗群火山岩区三个典型矿床成因,探讨其成矿机制诺仓矿床矽卡岩具有明显的分带性:近端矽卡岩富集Si、Al、Ti、K、Na、P等元素,矿物组合主要为钙铝榴石和透辉石,远端矽卡岩富集Ca、Fe、Mn、Pb、Zn特征,主要以钙铁辉石和钙铁榴石为主,具有典型的岩浆热液接触交代成因。多数矽卡岩矿物具有相对富Mn特征,而闪锌矿富集Fe、Co、Mn元素而贫In、Sn元素,Fe-Mn和Fe-Cd也分别具有负相关和正相关的特征,揭示了其为典型的矽卡岩型Pb-Zn矿床。流体包裹体以及含矿脉体的H-O同位素特征显示早阶段成矿流体来自于岩浆热液,随着大气降水不断混入,温度盐度呈线性降低特点,反应了流体混合作用是矿质沉淀的关键。S-Pb同位素特征显示成矿物质主要来自上地壳岩浆源,而花岗斑岩、火山岩围岩均贡献了成矿物质,由于花岗斑岩与火山岩形成时代一致(71-74 Ma),空间共存,说明诺仓矿床主要为林子宗火山作用晚阶段的次火山热液交代灰岩形成的矽卡岩型Pb-Zn多金属矿床。北纳矿床多数矿体呈脉状产在典中组火山岩内的构造破碎带中,少量呈细脉状产于斑岩岩石裂隙内。其蚀变主要是硅化、萤石化、碳酸盐化(方解石和锰铁碳酸)、绢云母化等。流体包裹体以及含矿脉体的H-O同位素特征显示早阶段成矿流体来自于岩浆热液,后期以大气降水为主,且具有从早到晚温度盐度逐步降低趋势,说明流体混合作用在成矿中扮演了重要角色。而成矿晚阶段中发育大量的叶片状方解石和沸腾包裹体群均指示了沸腾作用的发生,说明沸腾作用也在成矿中起着重要作用。S-Pb同位素特征显示成矿物质主要来自古拉萨地体上地壳,且其分布范围与花岗斑岩和酸性火山岩围岩部分重合,说明它们均为成矿提供了部分物质。由于花岗斑岩形成时代略晚于火山岩,因此,北纳矿床属于典型的浅成低温热液型Pb-Zn(Cu)多金属矿床,其形成与林子宗群火山作用晚期的次火山热液活动密切相关。打加错矿床Pb-Zn(Cu)矿化体主要产于矽卡岩带,品位较低。主要的Ag-Pb-Zn(MoAu)矿体多以脉状产于晚白垩世典中组火山岩内的构造破碎带中或者远端板岩中。H-O同位素特征显示,早期主要来自岩浆热液体系,晚阶段大气降水为主。S-Pb同位素特征显示,主体以上地壳岩浆源为主,可能有少量幔源物质混入。辉钼矿Re-Os特征显示,成矿年龄略晚于成岩年龄,属于典型的林子宗火山作用的次火山热液成矿。因此,打加错矿床为典型的矽卡岩型+浅成低温热液型Ag-Pb-Zn-(CuMoAu)复合型矿床。4、总结矿床时空分布特征和成因类型,建立区域成矿模式,分析冈底斯西段林子宗群火山区的找矿潜力冈底斯成矿带林子宗群火山岩区目前发现的矿床主体产于典中组火山岩内,矿床类型包括浅成低温热液型Ag-Pb-Zn(Au)矿床(包括隐爆角砾岩型+热液脉型)、矽卡岩型Pb-Zn-(Cu)矿床以及斑岩型Mo矿床。因此,建立区域成矿模式:晚白垩世以来(~82 Ma),俯冲的新特提斯洋壳洋壳板片发生回撤作用,幔源岩浆底侵古诱发老地壳重融产生了大量的成矿母岩浆。其后,岩浆结晶过程中分异出来的成矿流体在多种沉淀机制作用下,在次火山岩顶部以及与围岩的接触带等部位沉淀形成了斑岩型Mo矿床。含矿流体在热动力和构造应力驱动下向上运移,由于上覆围岩的阻挡,流体在断裂前缘位置充分汇集并隐爆围岩,形成隐爆角砾岩筒型Ag-Pb-Zn(Au)矿体。部分含矿热液继续沿着断裂向更远端方向运移。而继续运移的含矿热液,当遇到石炭-二叠系碳酸盐地层,交代灰岩形成矽卡岩型Pb-Zn-(Cu)矿床。当遇到断裂构造发育的地质条件时,主要包括火山机构次级断裂构造及外围地层的构造裂隙,由于物化条件的改变,矿质发生沉淀形成脉状Ag-Pb-Zn矿体。综合地质、物探、化探等信息分析:认为冈底斯西段林子宗群火山岩区具有寻找斑岩型Mo(W)矿床、矽卡岩型W-Mo-Pb-Zn-Ag(Cu)多金属矿床、浅成低温热液型(隐爆角砾岩型+热液脉型)AgAuPbZn Sn(Cu)多金属矿床。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.2
【图文】：

地、南木林盆地等地（杨辉等，2013；张小强，2013；丁帅，2017；付燕刚，2017）。已有工作显示：冈底斯东段林子宗群火山岩主要为一套中性-酸性火山熔岩及碎屑岩，局部夹凝灰质砂岩、岩屑砂岩组合。与上覆日贡拉组地层、下伏设兴组地层均为角度不整合接触。自下而上分为三个组：典中组、年波组与帕那组。其中典中组以安山质火山岩为主，年波组以流纹质-英安质火山岩为主，帕那组以流纹质-钾玄质火山岩为主。地球化学特征上，由早期典中组的以钙碱性为主的弧火山岩的特征逐渐过渡到年波组的钙碱-氋钾钙碱性的陆缘弧-陆内双重火山岩的特征，到了晚期帕那组，主要为具板内特征的氋钾钙碱-钾玄岩系列的火山岩（Mo et al., 2007,2008；Lee, 2009，2012）。年代学特征显示，典中组火山岩主要集中在 69-60 Ma，年波组主要为 60-54 Ma，帕那组多集中于 53-43 Ma（董国臣，2002，2005； 周肃等，2004；李皓扬等，2007；He et al., 2007；杨辉等，2013；刘安琳等，2015；Zhu et al., 2015）。同位素特征显示，林子宗群火山岩为壳慢作用的产物，且自典中组经年波组到帕那组，壳源成分越来越多(Lee et al., 2009，2012)。

1冈底斯成矿带区域地质简图（据Zhengetal.,2014修编）

图 2.3.1 研究区构造演化图（据潘桂棠等, 2006）.1 特提斯洋-陆构造体制演化冈底斯带地处雅江缝合带和班怒缝合带之间，其形成与南北新古特提斯、俯冲、闭合造山作用的息息相关。通常认为，冈底斯南侧的雅江缝合15

本文编号：2774518