论文部分内容阅读
研究区位于内蒙古自治区东北部额尔古纳地区,大兴安岭成矿带西坡得耳布干成矿带内东北段,地处中亚造山带东部额尔古纳地块与兴安地块交汇地带的额尔古纳地块东部、得尔布干断裂中段西侧,是我国重要铅锌（银）多金属成矿带之一的得耳布干成矿带的重要组成部分。研究区内从西南至东北沿得耳布干深大断裂依次发育着东珺铅锌银多金属矿床（小型）、下护林铅锌多金属矿床（中型）、二道河子铅锌多金属矿床（大型）、得耳布尔铅锌多金属矿床（大型）、比利亚铅锌多金属矿床（大型）等铅锌多金属矿床。为了深入探讨该区铅锌多金属矿床成因和成矿地球动力学背景,本次研究在前人的工作与科研基础之上,选择研究区重要且具有代表性的二道河子、得耳布尔和比利亚大型铅锌多金属矿床作为主要研究对象,在对矿区、矿床地质调研基础上,系统开展了岩（矿）相学、流体包裹体、矿物同位素年代学、元素和同位素地球化学等方面工作,深入探讨矿床成因、成岩成矿时代和成岩成矿动力学背景与成矿地质过程,并建立了研究区内铅锌多金属矿床的“成岩与成矿地球动力学模型”和“成矿地质模式”,取得的主要进展与成果如下:1.典型矿床地质特征研究揭示,二道河子铅锌多金属矿床赋存于中侏罗世满克头鄂博组酸性火山岩、塔木兰沟组中基性火山岩、晚侏罗世石英斑岩及早白垩世安山玢岩与晚侏罗世石英斑岩接触带附近,矿体主要呈脉状形式产出,其次为透镜状、角砾状,具有膨胀收缩、分支复合和侧方再现特征;得耳布尔铅锌多金属矿床赋矿围岩为中侏罗世塔木兰沟组中基性火山岩、满克头鄂博组酸性火山岩、玛尼吐组安山岩和晚侏罗世石英斑岩中,矿体主要呈脉状形式产出,其次为扁豆状、角砾状,具分支复合和侧方再现特征明显;比利亚铅锌多金属矿床主要赋存于满克头鄂博组酸性火山岩中,矿体主要呈脉状形式产出,具有分支复合和侧向再现特征。整体上,三座铅锌多金属矿床的矿体均赋存于NE向得耳布干深大断裂与NNE向吉尔布干深大断裂交汇处的次一级NW向张扭性断裂体系中;在成矿体系中,发育着石英斑岩、安山玢岩和碱性侵入岩体二长斑岩,前两者与矿体共伴生产出,后者穿切矿体。2.野外地质观察和矿相学研究揭示,二道河子矿床围岩蚀变主要发育硅化、绢云母化、泥化、萤石化、青磐岩化,并可见冰长石、蛋白石、方解石;与二道河子相类比而言,得耳布尔矿床的萤石化、蛋白石化及青磐岩化低温蚀变尤为明显。而比利亚矿床中绢云母化、萤石化、蛋白石化及青磐岩化围岩蚀变相对较为发育;三座矿床与铅锌多金属矿化有密切关系的围岩蚀变为硅化和绢云母化;矿石类型主要为铅锌矿石,其次为银铅锌矿石和铜铅锌矿石;矿石构造主要为脉状构造,其次为团块状、细脉状、角砾状构造等;矿石结构包括自形-半自形粒状结构、交代结构、乳滴状结构等;矿石矿物为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿以及表生金属氧化矿物褐铁矿、铜蓝等,含银矿物主要为辉银矿;脉石矿物主要有石英、方解石、萤石、蛋白石、绿泥石等;其成矿过程可划分为表生期和热液成矿期两个期次,其中热液期为主要的铅锌多金属成矿期次,所对应的矿化阶段划分为3个主成矿阶段和7个亚阶段。综上,研究区内三座铅锌多金属矿床具有浅成低温低硫化型的矿床地质特征。3.对三座铅锌多金属矿区内与成矿有关的火山岩（围岩）、次火山岩或斑岩体和晚期侵入岩的LA-ICP-MS单颗粒锆石U-Pb测年和成矿热液期主阶段的闪锌矿、黄铁矿、方铅矿开展的Rb-Sr同位素测年工作揭示:（1）二道河子矿区内石英斑岩成岩年龄为160.3±1.4Ma,安山玢岩成岩年龄为133.9±0.9Ma,热液期成矿主阶段金属硫化物Rb-Sr等时线年龄为130.5±3.6Ma;（2）得耳布尔矿区内满克头鄂博组流纹质凝灰岩成岩年龄为164.0±1.6Ma,塔木兰沟组中基性火山岩成岩年龄为167.0±2.0Ma;玛尼吐组安山岩成岩年龄为140.2±2.6Ma;穿切矿体的碱性侵入岩体二长斑岩成岩年龄为125.2±1.1Ma;（3）比利亚矿区内满克头鄂博组流纹岩成岩年龄为163.7±1.1Ma,热液期成矿主阶段金属硫化物Rb-Sr等时线年龄为131.3±2.4Ma;（4）研究区内塔木兰沟组中基性岩浆与满克头鄂博组酸性岩浆喷溢发生在167164Ma,两期岩浆活动作用时间相近,限定铅锌多金属矿化时间于晚侏罗世（160Ma）与早白垩世之间（125Ma）,精确成矿时代应发生在早白垩世（130131Ma）,与早白垩世安山质岩浆作用有密切关联。4.研究区内火山岩和次火山岩或斑（玢）岩体的地质、岩相学、地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析研究揭示:（1）塔木兰沟组中基性火山岩（含矿围岩）具有高铝富碱,明显富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）,亏损高场强元素（HFSE）的特征,且具低的(87Sr/86Sr)i（0.7050070.705240）、εNd（t）值（+0.6+1.7）和较老的Nd模式年龄（699883Ma）,结合其全岩中铅同位素数据,综合认为其成岩岩浆具有下地壳和亏损型地幔混合或造山带混合源区,为新元古代幔源玄武质岩浆底侵下地壳,并由增生中元古界下地壳部分熔融形成;而满克头鄂博组流纹质火山岩则表现为弱负铕异常（δEu平均为0.64）和明显的Sr元素亏损,176Hf/177Hf在0.282721-0.282870,所对应εHf（t）值变化范围在1.7-6.8（均大于0）,所对应锆石二阶段模式年龄TDM2为693-985Ma,指示了其成岩岩浆应为中元古界下地壳物质部分熔融的产物。研究区内酸性火山岩喷发作用是伴随塔木兰沟组火山喷发作用逐渐减弱的过程发生,两者在区域上构成了“双峰式火山岩作用”特征。（2）晚侏罗世石英斑岩属酸性、强过铝质、高钾钙碱性岩系列,早白垩世安山玢岩属中性、强过铝质、钾玄岩系列,富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Th、U、K和LREE,相对亏损HREE和高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Zr、Hf等,亏损Sr、Ba、Ti等元素,成岩岩浆均具有火山弧或者活动大陆边缘岩浆属性。并且它们的εHf（t）特征值分别为5.78.0和3.15.8,二阶段模式年龄TDM2分别为9201130Ma和11061343Ma,176Hf/177Hf值均落于亏损型地幔与下地壳之间,指示了它们成岩岩浆应主要来源于具有亏损型属性的地幔物质部分熔融了中元古界从亏损型地幔新增生的年轻下部大陆地壳（部分熔融作用是不同程度的）,并在岩浆上侵或成岩过程中受到了壳源物质的混染。5.在以上岩石地球化学研究基础之上,区内火山岩、次火山岩或斑（玢）岩体中成矿元素中的Cr、Ni、Co、Cu、Pb、Zn,它们普遍持有相近的元素含量特征值。相对原始地幔标准化元素成分值而言,均普遍亏损亲铁元素或相容元素Cr、Ni、Co,强烈富集亲硫元素或大离子亲石元素Pb,双重属性元素Cu（即亲铁又亲硫）和亲硫元素Zn与原始地幔成分值接近或相同。它们普遍持有≥100数量级以上的Pb元素含量（与Cu和Zn相比）,Cu与Zn元素特征值与原始地幔中成分值相匹配。这可能说明了它们在成岩过程中所持有的岩浆热液均具有提供成矿物质Pb、Zn、Cu或受到成岩后期含Pb、Zn、Cu热液作用的特征,这些分析结果为区域矿化提供了有利的信息。6.对应热液期阶段不同成矿阶段的矿物特征、流体包裹体、金属硫化物中铅-铷-锶同位素、石英脉和萤石脉中氢-氧同位素综合分析表明:（1）区内浅成热液铅锌多金属矿床包裹体类型以气液两相（W型）为主,含少量CO2三相包裹体;初始含矿流体具有中低温、高低盐度共存、中低密度含少量CO2的H2O-NaCl(富含Fe2+、Zn2+、S2-等)以中性还原为主的多相流体体系;主阶含矿流体为有大气降水混入的低温、高低盐度共存、低密度少量CO2的H2O-NaCl±CH4(富含Fe2+、Zn2+、Pb2+等)中性还原流体体系;晚阶段残余含矿流体为以大气降水为主的H2O-NaCl(富含Ca2+、Cl-、F-1等)富液相或纯液相中性还原体系。（2）初步研究认为含矿流体弱沸腾或局部沸腾与不同源流体等温混合或流体不混溶是区内（银）铅锌多金属热液期成矿重要机理。（3）锶-钕-铅-铪同位素以及元素地球化学证据表明,（银）铅锌多金属矿床热液期成矿物质主要来源于中元古界新生下地壳,并有少量亏损型地幔源成矿物质加入,具有壳幔混合来源的特征。7.综合以上分析研究,并与区域上其他（银）铅锌多金属矿床类比分析,我们初步认为究区内三座铅锌多金属矿床是与陆相中酸性火山岩浆作用有关的浅成低温热液低硫化型的金属矿床;区域上与“双峰式火山岩”成岩相关的岩浆可能为铅锌多金属成矿供了部分成矿物质,为区域上的大规模银、铅锌的成矿作用奠定了基础;区内酸性岩浆大规模活动与浅成就位发生在晚侏罗世早期（160Ma）古太平洋俯冲后伸展环境,成岩岩浆起源于亏损型地幔部分熔融了新增生的玄武质下地壳;中性岩浆侵位作用发生在早白垩世早阶段古太平洋板块（伊泽奈奇）俯冲后伸展环境,成岩岩浆起源于增生下地壳拆沉引发的软流圈地幔物质上涌部分熔融新生下地壳过程;成矿动力学背景是在古亚洲洋闭合、新生中元古界玄武质下地壳部分熔融产生流纹质岩浆（160.3Ma±1.4Ma）基础上,转入古太平洋板块（伊泽奈奇）俯冲挤压背景下的弧后伸展环境导致残余新生下地壳拆沉作用,地幔物质上涌与残留新生中元古界下地壳相互作用形成了富含铅锌多金属成矿物质的岩浆热液,可能是该区形成浅成热液铅锌多金属矿集区的根源;基于上述研究,系统建立了研究区内铅锌多金属矿床的“成岩与成矿动力学模型”和“成矿模式”,以期为该领域成矿理论深化和深度找矿提供理论基础