西秦岭大水金矿岩浆岩年代学、地球化学特征

闫海卿等
摘 要:西秦岭大水金矿床与其周围伴生的中酸性小岩体的成因关系,直接影响矿床成因的划分和深部资源的开发。中酸性岩浆岩的成因、源区性质及岩体规模对金矿成矿有重要影响。大水金矿岩浆岩地球化学研究结果显示:岩浆系列属于高钾钙碱性系列;岩体球粒陨石标准化稀土元素配分模式具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损、Eu正异常的特征;岩体洋中脊花岗岩标准化微量元素蛛网图显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th等,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr、Sm、Y、Yb等,花岗岩的w(Sr)-w(Yb)分类属于高Sr、低Yb“C”型埃达克岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年获得大水金矿格尔括合岩体和竖井941岩脉的锆石U-Pb年龄分别为(2158±13)、(2029±15)Ma;成矿热液蚀变叠加在脉岩之上,成矿年龄应晚于202.9 Ma的脉岩年龄。Sr-Nd 同位素组成具有高初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值、低εNd的特点,模式年龄为1.29~1.47 Ga。εSr(t)-εNd(t)图解表明岩浆源区为下地壳;εNd(t)初始N(=87Sr)/N(=86Sr)图解暗示西秦岭存在统一的岩浆源区。因此,西秦岭大水金矿在成因上与高Sr、低Yb“C”型埃达克岩密切相关。
关键词:地球化学;岩浆岩;锆石U-Pb年龄;埃达克岩;构造背景;区域成矿;西秦岭
中图分类号:P588.12+1 文献标志码:A
0 引 言
大水金矿是20世纪90年代在甘肃省玛曲县境内发现的大型金矿床,目前仅大水矿田(包括贡北矿床、格尔托矿床和格尔珂矿床)探明储量超过80 t,加上成矿带西部忠曲金矿、恰诺金矿、辛曲金矿床的资源量,大水金矿成矿带远景储量超过百吨,该矿带具有很大的资源开发潜力。大水金矿矿化特征独特,矿石类型较多,控矿因素复杂;但其成因久存争议,其中具代表性的观点有岩溶型[1]、隐爆角砾岩型[2],卡林型[3-4]、卡林型类卡林型[5]、与岩浆热液有关的蚀变岩型[6]、与中酸性岩浆活动有关的隐爆角砾岩型和热泉型[7]等。对矿床成因类型认识和划分的不一致性,除了研究程度、方法手段差异的原因外,同时也受大水金矿床成因的复杂性和特殊性的制约。前人对金的赋存状态、矿石成因类型和成矿流体特征以及大水岩体的岩石化学成分特征均有较一致的认识[1-7]。大水岩浆岩与Au矿床关系、大水金矿的成矿时代至今没有定论,前人普遍认为大水金矿成矿时代与岩浆成岩时代间隔较长,成生关系不紧密,矿体似乎主要受三叠系碳酸盐岩及其碎裂带控制[8-11]。但是,在大水金矿成矿带上的5个矿床中,每一个金矿床边部空间上均有一个中酸性小岩体共生,难道均为巧合?一般而言,中酸性岩体为金矿成矿提供热源、流体和物质来源;大水金矿成矿带上的这种巧合,可能是因为成岩与成矿物质来源具有统一性。岩浆岩成因、源区性质、成岩与成矿顺序以及岩体规模对成矿均有制约[12-19],特别是埃达克岩对Au-Cu成矿关系尤其明显[20]。笔者对大水金矿区的岩浆岩开展岩石化学、年代学以及Sr、Nd同位素研究,以期获得成岩、成矿的地质背景资料,寻求成矿事件与岩浆事件的内在联系,为该成矿带的深部资源勘查提供依据。
1 地质背景及岩石特征
大水金矿区位于西秦岭造山带南亚带、白龙江复背斜西段的西倾山隆起,大地构造上属于南秦岭南部逆冲推覆构造系与白龙江逆冲推覆构造的次级构造——西倾山隆起带[21],南以玛曲—略阳深大断裂与松潘甘孜造山带的若尔盖地块相临。
西倾山隆起由一系列逆冲推覆体由北向南叠瓦状推覆堆叠构成,其中发育一系列褶皱和逆冲断裂。大水金矿床及大水岩体位于玛曲—略阳断裂和大水—忠曲断裂之间(图1)。
西倾山地区主要出露的地层有泥盆系—石炭系—二叠系的一套浅海碳酸盐岩建造,下、中三叠统的浅海—滨海碳酸盐岩细碎屑岩建造,白垩系红色磨拉石建造也有零星出露。
4 讨 论
4.1 岩浆岩的源区
Sr-Nd同位素组成显示大水矿区岩浆岩的源区为下地壳,岩浆源于地壳物质的部分熔融;其Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0.707 421 6~0.708 079 9,εNd(t)=-5.955 8~-7.149 45,TDM=1.29~1.47 Ga)与西秦岭北带花岗岩类Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0706 82~0708 45,εNd(t)=-4.85~-9.17,TDM=1.26~1.66 Ga)[42]相似,揭示了大水矿区岩浆岩源区与西秦岭北带地区的岩浆源区一致。区内岩浆岩模式年龄平均为1.38 Ga,该年龄可简单作为研究区岩石的最老估计年龄。由此推测在西倾山地区乃至整个西秦岭地区广泛存在中—新元古代的含基性火山岩的褶皱基底。岩浆高Sr、低Nd反映的是壳源源区的性质。微量元素构造环境判别图解(图11、12)中[43],样品落入火山弧花岗岩区域,暗示岩浆源区具有火山弧的组分特征。源区原岩富钾、部分熔融程度较低和压力较高等因素导致岩浆富钾[44-45]。
5 结 语
(1)西秦岭大水金矿区竖井941蚀变脉岩与格尔括合岩体属于高钾钙碱性中酸性岩浆岩系列;其锆石U-Pb年龄分别为(202.9±1.5)、(215.8±13)Ma;金矿成矿年龄应晚于202 Ma的脉岩年龄。岩石地球化学特征揭示陆陆碰撞地壳加厚是大水岩浆岩形成时源区的构造背景。
(2)Sr、Nd同位素组成特征表明,大水金矿岩浆岩源于下地壳组分的部分熔融。西倾山地区与西秦岭北带印支期花岗岩具有相似的Sr、Nd同位素组成特征,表明西秦岭地区存在统一的中—新元古代褶皱基底。
(3)“C”型埃达克岩是地壳增厚诱使下地壳底部发生部分熔融的产物,大水金矿成矿带的形成与“C”型埃达克岩带的形成有关,成矿元素 Au源自下地壳火山岩的部分熔融,是区域上金矿床与中酸性小岩体紧密关联的根本原因。
甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院龚全胜教授级高级工程师对项目的开展给予了大力支持,王世武、李真善高级工程师参与了大量野外调研工作,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析测试得到西北大学大陆动力学国家重点实验室柳小明、第五春荣博士的大力支持,在此一并表示感谢!
摘 要:西秦岭大水金矿床与其周围伴生的中酸性小岩体的成因关系,直接影响矿床成因的划分和深部资源的开发。中酸性岩浆岩的成因、源区性质及岩体规模对金矿成矿有重要影响。大水金矿岩浆岩地球化学研究结果显示:岩浆系列属于高钾钙碱性系列;岩体球粒陨石标准化稀土元素配分模式具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损、Eu正异常的特征;岩体洋中脊花岗岩标准化微量元素蛛网图显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th等,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr、Sm、Y、Yb等,花岗岩的w(Sr)-w(Yb)分类属于高Sr、低Yb“C”型埃达克岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年获得大水金矿格尔括合岩体和竖井941岩脉的锆石U-Pb年龄分别为(2158±13)、(2029±15)Ma;成矿热液蚀变叠加在脉岩之上,成矿年龄应晚于202.9 Ma的脉岩年龄。Sr-Nd 同位素组成具有高初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值、低εNd的特点,模式年龄为1.29~1.47 Ga。εSr(t)-εNd(t)图解表明岩浆源区为下地壳;εNd(t)初始N(=87Sr)/N(=86Sr)图解暗示西秦岭存在统一的岩浆源区。因此,西秦岭大水金矿在成因上与高Sr、低Yb“C”型埃达克岩密切相关。
关键词:地球化学;岩浆岩;锆石U-Pb年龄;埃达克岩;构造背景;区域成矿;西秦岭
中图分类号:P588.12+1 文献标志码:A
0 引 言
大水金矿是20世纪90年代在甘肃省玛曲县境内发现的大型金矿床,目前仅大水矿田(包括贡北矿床、格尔托矿床和格尔珂矿床)探明储量超过80 t,加上成矿带西部忠曲金矿、恰诺金矿、辛曲金矿床的资源量,大水金矿成矿带远景储量超过百吨,该矿带具有很大的资源开发潜力。大水金矿矿化特征独特,矿石类型较多,控矿因素复杂;但其成因久存争议,其中具代表性的观点有岩溶型[1]、隐爆角砾岩型[2],卡林型[3-4]、卡林型类卡林型[5]、与岩浆热液有关的蚀变岩型[6]、与中酸性岩浆活动有关的隐爆角砾岩型和热泉型[7]等。对矿床成因类型认识和划分的不一致性,除了研究程度、方法手段差异的原因外,同时也受大水金矿床成因的复杂性和特殊性的制约。前人对金的赋存状态、矿石成因类型和成矿流体特征以及大水岩体的岩石化学成分特征均有较一致的认识[1-7]。大水岩浆岩与Au矿床关系、大水金矿的成矿时代至今没有定论,前人普遍认为大水金矿成矿时代与岩浆成岩时代间隔较长,成生关系不紧密,矿体似乎主要受三叠系碳酸盐岩及其碎裂带控制[8-11]。但是,在大水金矿成矿带上的5个矿床中,每一个金矿床边部空间上均有一个中酸性小岩体共生,难道均为巧合?一般而言,中酸性岩体为金矿成矿提供热源、流体和物质来源;大水金矿成矿带上的这种巧合,可能是因为成岩与成矿物质来源具有统一性。岩浆岩成因、源区性质、成岩与成矿顺序以及岩体规模对成矿均有制约[12-19],特别是埃达克岩对Au-Cu成矿关系尤其明显[20]。笔者对大水金矿区的岩浆岩开展岩石化学、年代学以及Sr、Nd同位素研究,以期获得成岩、成矿的地质背景资料,寻求成矿事件与岩浆事件的内在联系,为该成矿带的深部资源勘查提供依据。
1 地质背景及岩石特征
大水金矿区位于西秦岭造山带南亚带、白龙江复背斜西段的西倾山隆起,大地构造上属于南秦岭南部逆冲推覆构造系与白龙江逆冲推覆构造的次级构造——西倾山隆起带[21],南以玛曲—略阳深大断裂与松潘甘孜造山带的若尔盖地块相临。
西倾山隆起由一系列逆冲推覆体由北向南叠瓦状推覆堆叠构成,其中发育一系列褶皱和逆冲断裂。大水金矿床及大水岩体位于玛曲—略阳断裂和大水—忠曲断裂之间(图1)。
西倾山地区主要出露的地层有泥盆系—石炭系—二叠系的一套浅海碳酸盐岩建造,下、中三叠统的浅海—滨海碳酸盐岩细碎屑岩建造,白垩系红色磨拉石建造也有零星出露。
4 讨 论
4.1 岩浆岩的源区
Sr-Nd同位素组成显示大水矿区岩浆岩的源区为下地壳,岩浆源于地壳物质的部分熔融;其Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0.707 421 6~0.708 079 9,εNd(t)=-5.955 8~-7.149 45,TDM=1.29~1.47 Ga)与西秦岭北带花岗岩类Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0706 82~0708 45,εNd(t)=-4.85~-9.17,TDM=1.26~1.66 Ga)[42]相似,揭示了大水矿区岩浆岩源区与西秦岭北带地区的岩浆源区一致。区内岩浆岩模式年龄平均为1.38 Ga,该年龄可简单作为研究区岩石的最老估计年龄。由此推测在西倾山地区乃至整个西秦岭地区广泛存在中—新元古代的含基性火山岩的褶皱基底。岩浆高Sr、低Nd反映的是壳源源区的性质。微量元素构造环境判别图解(图11、12)中[43],样品落入火山弧花岗岩区域,暗示岩浆源区具有火山弧的组分特征。源区原岩富钾、部分熔融程度较低和压力较高等因素导致岩浆富钾[44-45]。
5 结 语
(1)西秦岭大水金矿区竖井941蚀变脉岩与格尔括合岩体属于高钾钙碱性中酸性岩浆岩系列;其锆石U-Pb年龄分别为(202.9±1.5)、(215.8±13)Ma;金矿成矿年龄应晚于202 Ma的脉岩年龄。岩石地球化学特征揭示陆陆碰撞地壳加厚是大水岩浆岩形成时源区的构造背景。
(2)Sr、Nd同位素组成特征表明,大水金矿岩浆岩源于下地壳组分的部分熔融。西倾山地区与西秦岭北带印支期花岗岩具有相似的Sr、Nd同位素组成特征,表明西秦岭地区存在统一的中—新元古代褶皱基底。
(3)“C”型埃达克岩是地壳增厚诱使下地壳底部发生部分熔融的产物,大水金矿成矿带的形成与“C”型埃达克岩带的形成有关,成矿元素 Au源自下地壳火山岩的部分熔融,是区域上金矿床与中酸性小岩体紧密关联的根本原因。
甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院龚全胜教授级高级工程师对项目的开展给予了大力支持,王世武、李真善高级工程师参与了大量野外调研工作,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析测试得到西北大学大陆动力学国家重点实验室柳小明、第五春荣博士的大力支持,在此一并表示感谢!
摘 要:西秦岭大水金矿床与其周围伴生的中酸性小岩体的成因关系,直接影响矿床成因的划分和深部资源的开发。中酸性岩浆岩的成因、源区性质及岩体规模对金矿成矿有重要影响。大水金矿岩浆岩地球化学研究结果显示:岩浆系列属于高钾钙碱性系列;岩体球粒陨石标准化稀土元素配分模式具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损、Eu正异常的特征;岩体洋中脊花岗岩标准化微量元素蛛网图显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th等,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr、Sm、Y、Yb等,花岗岩的w(Sr)-w(Yb)分类属于高Sr、低Yb“C”型埃达克岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年获得大水金矿格尔括合岩体和竖井941岩脉的锆石U-Pb年龄分别为(2158±13)、(2029±15)Ma;成矿热液蚀变叠加在脉岩之上,成矿年龄应晚于202.9 Ma的脉岩年龄。Sr-Nd 同位素组成具有高初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值、低εNd的特点,模式年龄为1.29~1.47 Ga。εSr(t)-εNd(t)图解表明岩浆源区为下地壳;εNd(t)初始N(=87Sr)/N(=86Sr)图解暗示西秦岭存在统一的岩浆源区。因此,西秦岭大水金矿在成因上与高Sr、低Yb“C”型埃达克岩密切相关。
关键词:地球化学;岩浆岩;锆石U-Pb年龄;埃达克岩;构造背景;区域成矿;西秦岭
中图分类号:P588.12+1 文献标志码:A
0 引 言
大水金矿是20世纪90年代在甘肃省玛曲县境内发现的大型金矿床,目前仅大水矿田(包括贡北矿床、格尔托矿床和格尔珂矿床)探明储量超过80 t,加上成矿带西部忠曲金矿、恰诺金矿、辛曲金矿床的资源量,大水金矿成矿带远景储量超过百吨,该矿带具有很大的资源开发潜力。大水金矿矿化特征独特,矿石类型较多,控矿因素复杂;但其成因久存争议,其中具代表性的观点有岩溶型[1]、隐爆角砾岩型[2],卡林型[3-4]、卡林型类卡林型[5]、与岩浆热液有关的蚀变岩型[6]、与中酸性岩浆活动有关的隐爆角砾岩型和热泉型[7]等。对矿床成因类型认识和划分的不一致性,除了研究程度、方法手段差异的原因外,同时也受大水金矿床成因的复杂性和特殊性的制约。前人对金的赋存状态、矿石成因类型和成矿流体特征以及大水岩体的岩石化学成分特征均有较一致的认识[1-7]。大水岩浆岩与Au矿床关系、大水金矿的成矿时代至今没有定论,前人普遍认为大水金矿成矿时代与岩浆成岩时代间隔较长,成生关系不紧密,矿体似乎主要受三叠系碳酸盐岩及其碎裂带控制[8-11]。但是,在大水金矿成矿带上的5个矿床中,每一个金矿床边部空间上均有一个中酸性小岩体共生,难道均为巧合?一般而言,中酸性岩体为金矿成矿提供热源、流体和物质来源;大水金矿成矿带上的这种巧合,可能是因为成岩与成矿物质来源具有统一性。岩浆岩成因、源区性质、成岩与成矿顺序以及岩体规模对成矿均有制约[12-19],特别是埃达克岩对Au-Cu成矿关系尤其明显[20]。笔者对大水金矿区的岩浆岩开展岩石化学、年代学以及Sr、Nd同位素研究,以期获得成岩、成矿的地质背景资料,寻求成矿事件与岩浆事件的内在联系,为该成矿带的深部资源勘查提供依据。
1 地质背景及岩石特征
大水金矿区位于西秦岭造山带南亚带、白龙江复背斜西段的西倾山隆起,大地构造上属于南秦岭南部逆冲推覆构造系与白龙江逆冲推覆构造的次级构造——西倾山隆起带[21],南以玛曲—略阳深大断裂与松潘甘孜造山带的若尔盖地块相临。
西倾山隆起由一系列逆冲推覆体由北向南叠瓦状推覆堆叠构成,其中发育一系列褶皱和逆冲断裂。大水金矿床及大水岩体位于玛曲—略阳断裂和大水—忠曲断裂之间(图1)。
西倾山地区主要出露的地层有泥盆系—石炭系—二叠系的一套浅海碳酸盐岩建造,下、中三叠统的浅海—滨海碳酸盐岩细碎屑岩建造,白垩系红色磨拉石建造也有零星出露。
4 讨 论
4.1 岩浆岩的源区
Sr-Nd同位素组成显示大水矿区岩浆岩的源区为下地壳,岩浆源于地壳物质的部分熔融;其Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0.707 421 6~0.708 079 9,εNd(t)=-5.955 8~-7.149 45,TDM=1.29~1.47 Ga)与西秦岭北带花岗岩类Sr-Nd 同位素组成(初始N(=87Sr)/N(=86Sr)值为0706 82~0708 45,εNd(t)=-4.85~-9.17,TDM=1.26~1.66 Ga)[42]相似,揭示了大水矿区岩浆岩源区与西秦岭北带地区的岩浆源区一致。区内岩浆岩模式年龄平均为1.38 Ga,该年龄可简单作为研究区岩石的最老估计年龄。由此推测在西倾山地区乃至整个西秦岭地区广泛存在中—新元古代的含基性火山岩的褶皱基底。岩浆高Sr、低Nd反映的是壳源源区的性质。微量元素构造环境判别图解(图11、12)中[43],样品落入火山弧花岗岩区域,暗示岩浆源区具有火山弧的组分特征。源区原岩富钾、部分熔融程度较低和压力较高等因素导致岩浆富钾[44-45]。
5 结 语
(1)西秦岭大水金矿区竖井941蚀变脉岩与格尔括合岩体属于高钾钙碱性中酸性岩浆岩系列;其锆石U-Pb年龄分别为(202.9±1.5)、(215.8±13)Ma;金矿成矿年龄应晚于202 Ma的脉岩年龄。岩石地球化学特征揭示陆陆碰撞地壳加厚是大水岩浆岩形成时源区的构造背景。
(2)Sr、Nd同位素组成特征表明,大水金矿岩浆岩源于下地壳组分的部分熔融。西倾山地区与西秦岭北带印支期花岗岩具有相似的Sr、Nd同位素组成特征,表明西秦岭地区存在统一的中—新元古代褶皱基底。
(3)“C”型埃达克岩是地壳增厚诱使下地壳底部发生部分熔融的产物,大水金矿成矿带的形成与“C”型埃达克岩带的形成有关,成矿元素 Au源自下地壳火山岩的部分熔融,是区域上金矿床与中酸性小岩体紧密关联的根本原因。
甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院龚全胜教授级高级工程师对项目的开展给予了大力支持,王世武、李真善高级工程师参与了大量野外调研工作,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析测试得到西北大学大陆动力学国家重点实验室柳小明、第五春荣博士的大力支持,在此一并表示感谢!