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俯冲带是地球上最重要的岩浆活动区域,在板块俯冲过程中大洋岩石圈进入地球深部,对固体地球演化具有重要作用。同时在板块俯冲过程中发生脱水作用和相关元素的迁移活动,进而产生大量的物质循环与改造,被称为“俯冲工厂”。铜、金矿床的形成与板块俯冲作用关系密切。本文以位于长江中下游地区的安徽铜陵凤凰山矽卡岩型铜金矿床、江南造山带的安徽泾县乌溪斑岩型铜金矿和印尼加里曼丹岛Lamandau地区铁铜金矿为例,对在板块俯冲作用下形成的不同类型Cu-Au矿床的成岩以及成矿机制进行限定,为进一步的矿床勘查工作作出指导。 铜陵凤凰山Cu-Au矿床,是位于中国东部长江中下游成矿带铜陵矿集区的典型的矽卡岩型矿床。凤凰山花岗闪长岩体的锆石U-Pb年龄为143.1±1.6Ma。采自凤凰山矿区的5个辉钼矿样品Re-Os同位素年龄为141.7±0.8Ma,表明凤凰山Cu-Au矿的形成与花岗闪长岩的形成时间是一致的,矿床成因与凤凰山花岗闪长岩体密切相关。凤凰山花岗闪长岩的岩浆锆石的εHf(f)值为-12.0~-28.3,相应的两阶段Hf模式年龄为1.6Ga~2.4Ga。凤凰山花岗闪长岩的元素地球化学与Sr-Nd同位素特征说明该区岩石与埃达克岩石相似,是由向长江中下游地区俯冲的洋壳部分熔融形成的。同时花岗闪长岩中继承锆石的存在表明岩浆在上升过程中受到了古地壳物质的同化混染。黑云母地质温压计和锆石氧逸度计算说明源区岩浆具有中等较高的氧逸度条件,有利于Cu-Au矿化作用。辉钼矿中Re含量以及硫化物矿石中铂族元素(PGEs)含量表明成矿物质来自壳幔混合源区,而且该区硫化物矿石为岩浆成因,并且受到热液蚀变的轻微改造。 皖南乌溪矿床位于安徽省泾县榔桥镇,介于长江中下游多金属成矿带与华南成矿带之间,属于江南造山带。安徽泾县榔桥花岗闪长岩体是泾县乌溪矿床的主要岩浆岩围岩,位于乌溪矿区东南部。锆石定年结果表明榔桥岩体、乌溪隐伏花岗斑岩形成时代一致(135.6±1.8Ma~139.6±1.7Ma),为燕山期早白垩世,同时岩体主要受断裂构造控制,在成岩过程中受到少量早太古代地壳物质的混染。岩体中发育大量的隐爆角砾岩,以及矿化角砾,表明乌溪矿体与花岗斑岩岩体可能同时形成。榔桥岩体、乌溪花岗斑岩元素分析结果说明岩石具有类似岛弧岩浆岩的特征:钙碱性、高钾钙碱性,过铝质,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素以及重稀土元素,轻重稀土显著的分异,且轻微Eu负异常的特征。本文根据全岩Zr含量计算出榔桥岩体与乌溪花岗斑岩具有相似的成岩温度,并且成岩时间一致,因此岩体可能由同一岩浆作用形成。榔桥岩体在岩浆在演化过程中经历斜长石、钛铁矿等单矿物的分离结晶作用,而乌溪花岗斑岩在成岩演化过程中以部分熔融作用为主。磷灰石、锆石成分分析表明岩浆在演化过程中具有较高的氧逸度条件,有利于Cu、Au等成矿元素富集沉淀成矿。乌溪矿区内发育的大量断裂构造为成矿流体提供了充分的运移通道,有利于金矿的形成;进一步的野外勘测以及地球化学工作对乌溪矿区探矿和找矿工作具有重要的指示意义。 印尼加里曼丹岛Lamandau地区位于巽他陆块Adang断裂以南,锆石定年结果为78.7±2.3Ma~82.1±1.7Ma,表明该区闪长玢岩形成于燕山期晚白垩世。前人在加里曼丹岛Kuching构造带发现了一系列新生代浅成低温热液型金矿床,Lamandau地区位于巽他陆块,Kuching构造带南部,因此推测该区铁铜金矿床可能形成于新生代,与晚白垩世-古近纪太平洋板块俯冲作用相关。印尼加里曼丹Lamandau地区闪长玢岩和玄武岩微量元素都显示出岩石具有类似岛弧岩浆岩的特征:岩石呈钙碱性,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素以及重稀土元素,轻重稀土显著的分异。该区岩石形成于板块活动边缘的拉张环境下,与西太平洋俯冲带向大洋方向发生后撤相关。由于西太平洋俯冲带向大洋方向发生后撤使得菲律宾海与欧亚的汇聚速度降到最低谷,东亚陆缘开始大规模裂谷作用,并产生相应的中酸性岩浆活动。对闪长玢岩磷灰石、锆石成分分析表明其形成受到幔源岩浆流体活动的影响,且具有较高的氧逸度,有利于Cu、Au等成矿元素富集沉淀成矿。对磁铁矿的成分分析表明该区磁铁矿为火山成因,属于玢岩型磁铁矿,同时磁铁矿具有低稀土含量,高Cu、Au元素含量,表明该区铁铜金矿床可能为IOCG型矿床。因此本文通过对印尼加里曼丹Lamandau地区闪长玢岩成岩时代、成岩过程、矿化条件、矿化过程的研究,对于该区的进一步勘查工作具有重要的指示意义。 不同类型的铜金矿床其成岩与成矿机制不同,同时在矿床形成过程中板块俯冲作用对其影响也不同,因此通过对不同类型的矿化机制进行对比,可以探讨板块俯冲作用在铜金矿形成过程中对其成矿物质、成矿氧逸度、成矿流体的影响,并且对进一步的找矿工作具有重要的指示意义。