扬子克拉通西缘丹巴—冕宁造山型金矿带成因机制

论文摘要

造山型金矿是多年来矿床学研究的热点,其成因争议主要集中在深成造山型金矿的形成机制上。国际上关于造山型金矿流体来源有两种主流观点。一种是中上地壳岩石绿片岩相到角闪岩相进变质脱水,成矿于变质峰期之前。另一种是来自俯冲洋壳和上覆沉积物液化或交代岩石圈地幔液化,成矿于变质峰期之后。针对这一科学问题,本文对扬子克拉通西缘>1000 km中生代穹窿带上的丹巴—冕宁造山型金矿带进行系统区域地质、矿床地质和矿床地球化学调查。丹巴金矿产在变质核杂岩边部泥盆系角闪岩相沉积变质岩中,围岩顶峰变质发生在193 Ma,温压为650±50°C、6±0.5 kbar;退变质温压为550±50°C、4.5±0.5 kbar。矿床赋存于近顺层脆–韧性剪切带中,矿化蚀变特征为高温而窄的黑云母蚀变带和角闪石-斜长石-钾长石蚀变矿物组合,矿石矿物早阶段以磁黄铁矿为主,晚阶段以与自然金共生的叶碲铋矿为主。辉钼矿Re-Os定年、蚀变矿物温压计算以及低盐度H2O-CO2-CH4包裹体测试表明成矿发生在185±9Ma,温压为500650°C、45kbar。综合表明丹巴金矿为早侏罗高温深成造山型金矿,成矿于区域变质峰期之后的退变质阶段。丹巴金矿的初始高温高压条件,结合其晚变质成矿时限,表明成矿流体不可能来自围岩沉积岩系及其下伏更高级变质岩石的脱水。丹巴成矿流体δ18O值（11.111.9‰）与推测的围岩变质流体δ18O值（10.112.2‰）区别不大。鉴于矿床的高温成矿属性,成矿流体很可能与围岩达到氧同位素平衡。矿石磁黄铁矿δ34S正值（+3.1+9.9‰）与围岩磁黄铁矿δ34S负值（–9.5–6.8‰）明显不同,但与交代岩石圈地幔硫化物值一致。矿石磁黄铁矿Pb同位素展示出地幔与地壳混合来源的特征,其弱放射性和分散的值范围(206Pb/204Pb=17.8518.25;207Pb/204Pb=15.4815.67;208Pb/204Pb=37.8538.51)与泥盆系围岩磁黄铁矿更具放射性和集中的值范围(206Pb/204Pb=18.2818.47;207Pb/204Pb=15.6215.65;208Pb/204Pb=38.5538.83)有显著区别,也与上地壳和下地壳起源的区域花岗岩的值明显不同。矿石磁黄铁矿流体包裹体3He/4He=0.210.38 Ra、40Ar/36Ar=335638,其高3He/36Ar(10-3)和40Ar*/3He（1.25.6×105）表明成矿流体保留有地幔特征。丹巴矿石磁黄铁矿与法国南部和挪威交代地幔楔硫化物的PGE配分型式非常相似,均表现出显著的Pt亏损和中等Pd、Ru富集,表明丹巴成矿流体起源于中等fO2和中-低fS2的交代地幔流体。丹巴强烈的Pt亏损和中等Ru富集与区域煌斑岩脉和全球斑岩Cu-Au矿床的PGE配分型式截然相反,表明丹巴成矿流体不是部分熔融的产物。燕子沟金矿产在穹窿边缘泥盆系绿片岩相沉积变质岩中,矿体受伸展滑脱剪节理构造控制,矿化蚀变以黄铁绢英岩化为主,主要金属矿物为黄铁矿,成矿流体δ18O值（10.211.3‰）和矿石黄铁矿δ34S值（8.510.7‰）均与近邻丹巴金矿的值十分接近,表明可能有相同的成矿流体来源。张家坪子金矿产在穹窿边缘三叠系次绿片岩-绿片岩相沉积变质岩中,矿体受脆–韧性剪切带控制,矿化蚀变包括黄铁绢英岩化和铁白云石化等,金属矿物以早阶段黄铁矿和晚阶段辉铜矿为主,成矿流体晚阶段δ18O值（4.45.2‰）和δ34S值（3.65.1‰）接近地幔值范围。丹巴—冕宁金矿带三例造山型金矿床组成“地壳连续成矿模式”,支持造山型金矿成矿流体的地幔成因模式。在晚三叠纪古特提斯洋的闭合和碰撞后伸展阶段,古特提斯洋北缘的西秦岭和东昆仑造山带均形成了规模巨大的造山型金产出。丹巴金矿与西秦岭金矿形成于区域变质峰期之后,以及东昆仑部分矿床的围岩地层上千个百万年前就已变质脱挥发分,传统的变质流体成因模式无法解释这些金矿床。三个区域金成矿时代均与碰撞后A型花岗岩侵位时代一致。由北向南,西秦岭和东昆仑金成矿从235210 Ma演化到218200 Ma;同时,两个区域矿床δ34S值由产出于弧后盆地的315‰演化到产出于缝合带/弧前增生楔的–5+5‰,后者接近地幔硫同位素范围。成矿构造背景和同位素特征支持这些金矿的成矿流体起源于地幔。符合西秦岭和东昆仑造山型金成矿流体的成因模式是俯冲带地幔流体回返。西秦岭—东昆仑晚三叠造山型金成矿后约15个百万年,185 Ma成矿的丹巴金矿的成因模式是交代富集地幔脱挥发分。最可能的机制是碰撞后转换挤压到伸展过渡阶段岩石圈拆沉引起软流圈上涌,加热再活化K-H2O-CO2交代和金属富集的新元古代岩石圈地幔,使其释放含金H2O-CO2-CH4成矿流体。该深源高温超压流体通过鲜水河深大断裂迁移到穹隆边部近顺层脆–韧性剪切带中成矿。除法国Massif Central金矿田和加拿大Meguma部分矿床外,丹巴金矿可能为全球第三例显生宙高温深成造山型金矿,其研究为造山型金矿地幔流体成因模式提供了关键性证据。

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文章来源

类型: 博士论文

作者: 赵鹤森

导师: 王庆飞

关键词: 深成造山型金矿,显生宙金,角闪岩相变质,交代地幔,穹窿

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家重点基础研究发展计划 973 项目(中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制:2015CB452606),国家重点研发计划项目(青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程:2016YFC0600307)

分类号: P618.51

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000061

总页数: 163

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标签：深成造山型金矿论文;  显生宙金论文;  角闪岩相变质论文;  交代地幔论文;  穹窿论文;