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位于羌塘板块和松潘-甘孜地体之间的义敦弧,是三江特提斯复合造山带的重要组成部分,形成于晚三叠世甘孜-理塘洋西向俯冲的消减带之上,由北部的昌台弧和南部的中甸弧两部分组成。其经历了印支期洋壳俯冲造山(238~210Ma)、燕山期弧陆碰撞造山(207~189Ma)和造山后伸展(189~73 Ma)以及喜山期陆内走滑(65~15Ma)三个演化阶段。其中在洋壳俯冲造山和造山后伸展阶段,中甸弧内发育有两期重要的岩浆活动,晚三叠世时期发育一系列与俯冲有关的中酸性斑岩及相伴产出的斑岩型-矽卡岩型Cu多金属矿床,白垩纪时期则发育一系列花岗质侵入体及伴随产出的矽卡岩型-热液充填型Mo-Cu多金属矿床等,并且晚三叠世和白垩纪时期,义敦弧南部和北部存在明显的矿化分段性。 普朗超大型斑岩铜矿床位于义敦弧南部的中甸弧内,是目前该区内已勘探的规模最大的斑岩型铜矿床,已探明的铜金属量超过400万吨(平均品位0.52wt.%)。矿区由南部、东部和北部三个矿段组成,出露地层主要为上三叠统图姆沟组(T3t),岩性为灰色-深灰色板岩、变质砂岩,局部夹薄层灰岩;区内构造主要为NW向的黑水塘断裂及近EW向的全干力达断裂,这些断裂构造控制了斑岩体及相关矿体的产出;普朗矿区内岩浆岩是由印支期石英闪长岩、少量闪长岩、石英二长岩及花岗闪长岩等组成的复式岩体,铜矿化主要发生在石英二长岩和花岗闪长岩中,石英闪长岩及闪长岩次之。 锆石U-Pb年代学研究表明,普朗矿区内不同矿段不同岩性含矿斑岩形成时代非常一致,均在~216Ma左右,与中甸弧内其它矿床(雪鸡坪、春都等)含矿斑岩形成时代相近,形成于晚三叠世甘孜-理塘洋西向俯冲消减阶段。与成矿作用有关的闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩和花岗闪长岩具有相似的地球化学特征,SiO2≥60 wt.%,Al2O3在13.7~16.2 wt.%之间(平均15.0 wt.%),MgO在1.7~4.7 wt.%之间(平均2.7 wt.%),K2O/Na2O比值介于0.7~2.1之间(平均1.2),富集大离子亲石元素(Rb, Sr, Ba)而亏损高场强元素(Nb,Ta, Zr),具有较高的Sr/Y(46~144)和La/Yb(18~174)比值,无明显负Eu异常,在Y-Sr/Y和Yb-La/Yb图解中,绝大多数样品落入埃达克岩范围内。角闪石等矿物的分离结晶可能是含矿斑岩埃达克质成分特征形成的主要原因。Sr-Nd-Hf同位素结果显示,含矿斑岩所有样品的(87Sr/86Sr)i变化于0.70427~0.70669之间,(143Nd/144Nd)i变化于0.512168~0.512344之间,εNd(t)在-3.77~-0.33之间,176Hf/177Hf比值分布于0.282582~0.282706,对应的εHf(t)变化于-2.1+2.3之间,由此推断普朗含矿斑岩岩浆可能来自幔源物质和壳源物质的混合。 详细的野外及室内镜下观察表明,普朗矿床的蚀变有三种类型:早期钾硅酸盐化蚀变和青磐岩化蚀变,晚期长石分解蚀变叠加在早期蚀变之上。其中,钾硅酸盐化以钾长石化和黑云母化为主,青磐岩化以绿帘石、绿泥石等矿物的发育为特征,长石分解蚀变以绢云母-绿泥石-粘土等破坏长石类矿物发育为特征。对矿区内发育的3种脉体(A,B,D脉)的观察表明,铜矿化主要呈硫化物D脉的形式产出,即主要形成于晚期长石分解蚀变阶段。 本文对中甸弧内晚三叠世与斑岩铜矿床成矿密切相关的含矿斑岩、白垩纪时期与Mo多金属矿化有关的花岗岩进行了锆石U-Pb定年及Hf同位素分析结果表明,中甸弧内晚三叠世含矿斑岩均形成于~216 Ma左右,同北部昌台弧大面积分布的无矿花岗岩形成时代一致;锆石Hf同位素结果显示含矿斑岩εHf(t)在-2.1~+6.0之间,它们应主要来源于新生下地壳的部分熔融。白垩纪与矽卡岩-斑岩型Mo多金属矿化相关的花岗岩样形成于80~90Ma左右,稍晚于北部昌台弧白垩纪的花岗岩浆活动;锆石Hf同位素结果显示花岗岩的εHf(t)在-7.6-2.4之间,主要来源于古老地壳物质的部分熔融。结合前人对义敦弧北部昌台弧中生代侵入岩的相关研究,本文提出了义敦弧的构造-岩浆-成矿作用模型:晚三叠世在~230Ma左右,随着甘孜-理塘洋西向俯冲消减于中咱微陆块之下,北部昌台弧发生广泛的弧岩浆作用,而中甸弧地区基性弧岩浆底侵于下地壳底部形成新生下地壳;~216 Ma时,板片断离或撕裂,软流圈物质上涌,导致中甸弧新生下地壳的部分熔融,从而形成了中甸弧含矿斑岩;白垩纪时期,进入后碰撞伸展阶段,不同深度及源区地壳物质的部分熔融导致了中甸弧和昌台弧不同花岗岩及矿化的形成。据此,本文认为中甸弧不同于北部昌台弧,其存在上老下新的地壳双层化学结构。