滇西北拉巴斑岩-矽卡岩型铜钼矿床:蚀变-矿化特征及成矿模式

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滇西北香格里拉拉巴铜钼矿床是一个与燕山晚期花岗类岩石有关的超大型岩浆热液矿床,位于扬子板块北西缘与中甸弧南段的结合部位,而靠近扬子板块一侧。含矿岩体侵位于中三叠统北衙组滨–浅海相碳酸盐岩及其下伏的上二叠统黑泥哨组浅–半深海相火山岩–碎屑岩组合中。该矿床同时大规模发育斑岩型矿体和接触带矽卡岩型矿体,目前对其成因关联及成岩成矿机制认识的薄弱,限制了对区域成矿作用的理解和找矿勘查工作的部署。本学位论文在整理分析前人研究成果资料的基础上,详细开展了系统的野外地质调查、钻孔及坑道编录工作,采用岩石地球化学、矿物地球化学、同位素年代学、矿床地球化学及区域成矿学的理论和方法,揭示含矿岩体的岩石成因、动力学背景,查明不同类型的矿化、蚀变特征及其时空联系,探讨成矿物质来源以及岩浆热液–成矿流体的演化过程,进而建立了该矿床的成岩成矿模型。本研究成果可为深入认识区域成矿规律和指导矿区深边部及外围地区找矿勘查提供支撑依据。本次研究主要取得了以下成果与认识:(1)查明了矿区的地层岩性、构造、含矿岩体以及矿体的空间分布等基本地质特征。含矿岩体为高钾钙碱性至钾玄岩系列的花岗斑岩,矿体以钼矿化为主,主要分布于花岗斑岩及其接触带脉状石榴子石–透辉石矽卡岩中,少量的铜矿化分布于接触带脉状石榴子石–透辉石矽卡岩和接触带外围的似层状绿泥石–绿帘石–磁铁矿矽卡岩中。矿区北东向的F1和F2断裂为控岩控矿构造,斑岩体和矿体均具向北侧伏趋势。(2)剖析了矿床蚀变–矿化的空间分布规律和时间演化序列。发现钼矿化以斑岩体为中心分布,而铜矿化主要发育于矽卡岩中。斑岩型矿化的蚀变类型主要有钾硅酸盐化、青磐岩化、绿泥石–绢英岩化和泥化等四种。其中,钾硅酸盐化分布于花岗斑岩及其围岩中,青磐岩化分布于钾硅酸盐化的外侧,绿泥石–绢英岩化叠加于部分钾硅酸盐化带和大部分的青磐岩化带之上,泥化则主要分布在浅地表及构造薄弱部位的围岩中。而矽卡岩型矿化的蚀变带分布范围窄,主要沿花岗岩体与碳酸盐岩接触部位产出,自岩体向外依次表现为(透闪石–)透辉石–石榴子石矽卡岩带、透闪石–绿帘石–绿泥石–磁铁矿矽卡岩带的空间分带性。钼矿化主要分布在钾硅酸盐带,而铜矿化主要分布在绿泥石–绢英岩化带。与碰撞型斑岩矿床相比,拉巴矿床并不存在较大范围的钾硅酸盐化带,但具有较大范围的绿泥石–绢英岩化带。还发现,早期发育钾硅酸盐化、青磐岩化带被绿泥石–绢英岩化叠加,泥化则可叠加于上述所有类型的蚀变带之上。其中,早期钾硅酸盐化、青磐岩化与矽卡岩化过程的湿矽卡岩化阶段、氧化物化阶段和石英–硫化物矿化阶段同步,绿泥石–绢英岩化与石英–硫化物矿化阶段同期,泥化则与碳酸盐化阶段有关;钾硅酸盐化与辉钼矿的大量沉淀密切有关,绿泥石–绢英岩化与辉钼矿、黄铜矿的沉淀均有关。据此,可将金属成矿作用分为成矿前期和热液成矿期。其中,热液成矿期可分为钾长石–黑云母–辉钼矿矿化阶段、绿帘石–绿泥石–磁铁矿矿化阶段、绿泥石–绢云母–石英–硫化物矿化阶段、碳酸盐–粘土矿物矿化阶段等四个阶段。这一成矿演化模型与已有碰撞型斑岩矿床较为相似。(3)建立了不同矿化阶段成矿流体的演化过程,显示出温度从早到晚阶段逐渐降低,但盐度和密度变化性规律不明显的特征。其中,钾长石–黑云母–辉钼矿矿化阶段温度为291.7459.5℃,盐度为10.3621.61%NaCleqv,密度为1.081.18g/cm3;绿帘石–绿泥石–磁铁矿矿化阶段温度为263.9403.7℃,盐度为8.1222.14%NaCleqv,密度为1.061.19g/cm3;绿泥石–绢云母–石英–硫化物矿化阶段温度为217.9370.8℃,盐度为5.1124.08%NaCleqv,密度为1.041.20g/cm3;碳酸盐–粘土矿物矿化阶段温度为167.2292.5℃,盐度为3.2313.72%NaCleqv,密度为1.021.11g/cm3。对于矽卡岩成矿过程,不同矿化阶段的流体性质也具有类似的演化特征。同时,钾长石–黑云母–辉钼矿矿化阶段和绿泥石–绢云母–石英–硫化物矿化阶段的石英包裹体盐度差别较大,且类型较多,反映辉钼矿、黄铜矿的沉淀与流体的沸腾作用和混合作用有关。与碰撞型斑岩矿床相比,拉巴矿床成矿过程中的大气降水、地层建造水等非岩浆流体的参与度更高。造成这一差异的原因,可能是拉巴地区的矿化主要发生在区域性隆升剥蚀背景所致。(4)拉巴含矿花岗斑岩较高的SiO2,Al2O3,CaO以及总碱(Na2O+K2O)含量,轻重稀土元素分馏明显,具有微弱的负Eu异常,具有高Sr、低Y、低Yb的特点,较高的(87Sr/86Sr)i值,负的εNd(t)和εHf(t)值,显示其源于加厚古老下地壳的部分熔融,该下地壳曾受到岩石圈地幔的改造,其源区经历了石榴子石的分离结晶作用。结合本次测得该岩体侵位年龄为8987Ma,综合分析青藏高原各段同时代侵入岩的空间分布特征,认为拉巴含矿花岗斑岩是新特提斯洋俯冲背景下陆内远程响应的结果。拉巴矿床发育的这类陆内环境,既不同于俯冲型斑岩矿床,也不同于碰撞型斑岩矿床。同时,查明了拉巴含矿花岗斑岩形成的物理化学条件为,其成岩温度为705903℃,成岩压力及深度分别为59449MPa、2.217.0km,氧逸度为-11.8-11.5。岩浆锆石具明显的正Ce异常,也进一步指示花岗斑岩具有较高的氧逸度。恒定的较高氧逸度、较大的岩浆上升侵位范围以及富含F、Cl活化剂的岩浆出溶流体,均时有利于Mo、Cu等矿化元素的富集与沉淀成矿的控制机制。(5)建立了拉巴斑岩–矽卡岩型铜钼矿床的成矿模式,即:起源于加厚被改造下地壳部分熔融的岩浆,侵位至浅地表发生岩浆流体出溶,岩浆热液由多变少,大气降水由少变多,局部围岩参与,最终形成一个超大型斑岩–矽卡岩型铜钼矿床。其中,成矿物质主要来源于岩浆,可能有少量围岩地层物质的参与,成矿流体早阶段以岩浆热液为主,晚阶段有大量大气降水的参与。但是,拉巴矿床形成于俯冲增生阶段的陆内环境,既不同于俯冲型斑岩矿床,也不同于碰撞型斑岩矿床,应划归为俯冲-碰撞复合型斑岩矿床,可能是一种俯冲型与碰撞型的过渡类型。结合矿区实际地质条件,本次还综合提出了矿区下一步找矿勘查的思路和方向。其中,联办村至铜厂坪一带的深部,仍具有寻找隐伏斑岩–矽卡岩型矿床(体)的巨大潜力,可作为矿区重要的勘查靶区。
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