研究生知识库

新特提斯成矿域位于欧亚大陆南缘，经历了俯冲增生、碰撞造山、后造山拉伸逃逸等剧烈的构造活动，壳幔物质经历多期改造，是世界上三大成矿域之一。三江地区位于新特提斯构造域东南缘，是新特提斯侧向汇聚的产物，形成了世界上独特的“三江并流”的地理现象。与此同时，三江地区还发育了多阶段、多类型、大规模的铜铅锌金矿化，近年来不断取得找矿新突破。虽然三江地区新生代矿床的时空分布规律已经被逐步揭示，然而造山及深部过程对复合成矿和金属富集的控制机制尚需研究。金腊铅锌银多金属矿田位于临沧市沧源县，云南缅甸交界区域，包括了缅甸金厂矿床和沧源南腊两个矿床，大地构造位置属于三江南段成矿带保山地块之上，与始新世花岗质岩石具有紧密的时空关系，岩体与矿体在地表出露较好。金腊铅锌银多金属矿田的研究不仅对保山地块上同类矿床的成矿规律与矿产勘查具有重要参考价值，对于新特提斯岩浆-成矿内在关系也具有重要启示意义。金腊矿田的科研工作相对薄弱，成矿物质来源、成矿过程、动力学背景等问题亟待解决。我们借鉴前人在矿床地球化学方面的工作，包括了矿相学、流体包裹体、同位素等方面对金腊矿田进行矿床成因研究。矿区范围内的新生代花岗质岩石具有高Sr/Y、La/Yb比值，这种岩石通常来源较深，是高压条件下部分熔融的产物，具有“岩石探针”的作用，我们通过对矿区出露的新生代花岗质岩石的研究来探讨深部动力学过程。本论文在相关资料的收集与分析的基础上，开展了野外踏勘和岩矿学鉴定工作，并利用XRF、ICP-MS、LA-ICP-MS、LA-MC-ICP-MS、TIMS、激光拉曼光谱等现代分析技术对该矿床重点开展了成岩年代学、岩石地球化学、成矿流体演化、同位素示踪等方面的研究，剖析了金腊矿田的成因以及深部动力学机制，主要取得了以下认识：矿区范围内出露始新世花岗质岩体，围岩地层为新元古代浅变质地层，矿体分布于始新世花岗质岩石周边，存在两种矿床类型：一种是以交代浸染状赋存于矽卡岩中，仅分布于金厂矿床龙洞河矿段和南腊矿床南腊矿段V1、V2矿体；一种是以石英脉或方解石脉的形式赋存于矽卡岩带内、围岩构造破碎带、层间裂隙中，沿北西向或北东向断裂分布，是金厂矿床、南腊矿床的主要矿床类型。金腊矿田成矿期次可以划分为矽卡岩期和硫化物期，硫化物期可以划分为石英硫化物阶段和方解石硫化物阶段。矽卡岩期矿化较弱；硫化物期矿石矿物为磁黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和少量黄铜矿，脉石矿物分别是石英和方解石，是矿床主要成矿期。流体包裹体显微测温显示：干矽卡岩阶段的成矿流体温度为462-498℃，等效盐度为54.5-58.4 wt.% NaCl；石英硫化物阶段成矿流体温度在260-397℃，等效盐度1.1-9.5 wt.% NaCl；方解石硫化物阶段成矿流体温度为286-329℃，等效盐度2.4-6.6 wt.% NaCl。成矿流体演化表明：从矽卡岩期到硫化物期，成矿流体经历了沸腾作用和流体混合作用，导致矿质发生沉淀；随着成矿流体的冷却，矿化持续发育。金腊矿田流体包裹体均一温度在260℃到498℃之间，成矿流体的H-O同位素位于岩浆水正下方，成矿流体的S同位素组成集中在-2.3‰到3.2‰之间，金腊矿田的钾长石与硫化物具有相同的铅同位素组成。流体包裹体显微测温、H-O-S-Pb同位素表明金腊矿田的成矿流体、成矿金属和硫来源于矿区的始新世花岗岩体。拉曼以及显微测温表明成矿流体是NaCl-H2O体系，矿区成矿流体的S同位素组成表明成矿流体中的S是以HS-或者S2-而非SO42-形式存在，结合矿物组合（方解石+磁黄铁矿+黄铁矿），我们认为金属更有可能与Cl-，而非HS-或者S2-，形成络合物在成矿流体稳定迁移。矿区内出露的新生代花岗质岩石类型有钾长花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩，岩石锆石U-Pb年龄分别是42.7±1.5 Ma、42.9±2.7 Ma和43.1±2.2 Ma，它们是渐新世同一岩浆事件不同程度部分熔融的产物。矿区铅锌矿化是始新世花岗质岩石岩浆期后热液的产物，因此成岩年龄略早于成矿年龄。矿区花岗质岩石具有I型花岗岩特征：铁镁质矿物为单斜辉石、普通角闪石以及黑云母，含少量岩浆继承锆石，缺失富铝质矿物、碱性暗色矿物、基性暗色包体。岩石主微量数据显示岩石属于碱性、亚碱性，高钾钙碱性、钾玄武系列，准铝质或弱过铝质岩石，MgO含量极低。此外，岩石富集轻稀土，亏损重稀土，具微弱Eu负异常，岩石富集大离子亲石元素，亏损高场强元素Nb、Ta、P以及Ti，矿区花岗质岩石具有较高的La/Yb、Sr/Y比值，较低的Yb、Y含量。岩石具有相对富集的Hf同位素（εHf(t) = -1.1 ~ -7.6）以及Sr-Nd同位素值（εNd(t) = -2.85 ~ -5.87；(87Sr/86Sr)i = 0.706536 ~ 0.708903），钾长石Pb同位素与EMII类似。对比发现，矿区的始新世岩石与冈底斯弧岩浆、西缅甸弧岩浆截然不同，而与金沙江走滑断裂附近的始新世-渐新世埃达克质花岗岩非常类似：稀土配分模式、蛛网图重叠性较好；矿区花岗质岩石的Sr-Nd同位素与后者相互重叠；两者都是形成于后碰撞构造背景下。因此，我们认为矿区始新世岩石与后者具有类似的岩浆源区，是加厚的新生下地壳部分熔融的产物，热源来自于上涌的软流圈。地球化学模拟计算得出岩浆形成时的地壳厚度是40-50km。矿区花岗质岩石与冈底斯东部中新世埃达克岩、玉龙埃达克质岩石存在一定相似性，但同时存在较多差异性：金腊矿田的岩石都是酸性岩，缺乏中性端元，MgO含量最低（<1.66%），含少量岩浆继承锆石，Hf同位素相对富集，V/Sc比值略低，Sr-Nd-Pb同位素反映了更多的地壳信息；后两者为中酸性岩石，MgO略高一些(<2%)，岩石中常含有基性包体，周围伴生钾质超钾质基性、中性熔岩，Hf同位素亏损，V/Sc比值略高，Sr-Nd-Pb同位素反映了更多地幔信息。因此我们认为金腊矿田的花岗质岩石在形成过程中，由于地壳成分更多，氧逸度偏低，形成斑岩铜矿的可能性较低。