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喀喇昆仑明铁盖地区地处麻扎-康西瓦缝合带以南,班公湖-怒江缝合带以北,中生代中酸性岩浆作用强烈,伴有铜铅锌及钨锡矿化。区内花岗岩的成因与成矿作用未能进行系统深入的研究。本文在花岗岩与成矿最新研究进展的基础上,以板块理论为指导,运用岩石学、岩石地球化学及同位素地球化学等学科,以喀喇昆仑明铁盖地区花岗岩成岩成矿的动力学过程及模式为研究目标,取得以下几点认识:
1)获得两期高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄
对喀拉果如木铜矿赋矿围岩开展高精度锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,测得年龄为189.3±2.8Ma,首次在该区获得早侏罗世岩浆岩的年代学证据,表明在晚三叠-早侏罗世存在一次重要的伸展构造岩浆事件。同样对瓦我基里岩体的锆石测得U-Pb年龄为196±1.5Ma,该成岩时间与喀拉果如木铜矿赋矿围岩的年龄相近,两者岩石学和岩石地球化学特征相似,表明该时期喀喇昆仑明铁盖一带经历了相同或相似的构造岩浆事件,结合区域构造地质演化认为,晚三叠世-早侏罗世成岩作用与古特提斯洋消减闭合,喀喇昆仑-甜水海地体与昆仑联合地体的碰撞造山作用有关。
对托克满素岩体进行高精度锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,测得年龄为101.2±0.8Ma。表明在晚白垩世晚期喀喇昆仑明铁盖一带存在一期构造岩浆演化事件,结合区域构造演化,认为与班公湖-怒江洋的俯冲消减作用有关。
通过开展岩体锆石年代学研究,获得该区存在两期构造岩浆事件,对构建该区地质演化事件提供了重要的年代学信息。
2)对区内花岗岩开展了矿物学、岩石学、地球化学和同位素地球化学研究:
喀拉果如木铜矿赋矿围岩为二长花岗斑岩,主要由斜长石、钾长石、石英、黑云母及蚀变的暗色矿物组成。岩石具有高的SiO2、Al2O3含量,富K2O、Na2O,低CaO、TiO2等特点,属于高钾钙碱性系列准铝质-过铝质岩石。微量元素富集大离子亲石元素(LILE),具有Rb、Th、U、Pb等明显的正异常,亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素,具有Nb、Ta负异常,显示陆缘弧岩浆岩的地球化学亲缘性。δEu=0.39~0.73,岩浆结晶分异作用较强,源区具有斜长石的分离结晶作用。(87Sr/86Sr)i=0.70571~0.70929,(143Nd/144Nd)i=0.51204~0.51210,εNd(t)=-6.89~-5.78,TDM=1478~1787Ma,表明源区存在有古元古代晚期-中元古代早期新生下地壳,原岩高度富集地壳物质,源区残留相为斜长石。
瓦我基里二云二长花岗岩主要有钾长石、斜长石、石英、白云母、黑云母及暗色矿物组成。岩石具有高SiO2、Al2O3含量,富K2O、Na2O,低CaO、TiO2等特点,属于高钾钙碱性过铝质S型花岗岩。微量元素富集大离子亲石元素(LILE),显示Rb、Th、Ta、U、Pb等明显的正异常,亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素,显示Nb、Zr负异常,岩石具有较强铕负异常δEu(0.28~0.45),表明源区经历了斜长石分离结晶作用,岩石具有岛弧花岗岩的特征。
托克满素花岗闪长岩主要有斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母以及少量暗色矿物组成及少量磁铁矿和锆石等副矿物。岩石具有高MgO、Al2O3含量,富K2O、Na2O、CaO,低TiO2等特点,属于钾玄岩-高钾钙碱性系列准铝质Ⅰ型花岗岩。微量元素富集大离子亲石元素(LILE),显示Rb、Th、、Pb等明显的正异常,亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素,显示Nb、Ta、Zr、Hf负异常,具有与俯冲带岩浆岩类似的地球化学特征。(87Sr/86Sr)i=0.70615~0.70673,(143Nd/144Nd)i=0.51229~0.51234,εNd(t)=-4.33~-3.27,TDM=1145~1253Ma,表明研究区存在有中元古代新生下地壳。
3)通过野外地质考察结合前人研究成果,本文认为喀喇昆仑明铁盖一带属于喀喇昆仑-甜水海联合地体的西段,北部为苏巴士-康西瓦-瓦恰缝合带,南部为班公湖-怒江缝合带,区内中酸性岩的成岩成矿作用受两构造带的控制。
4)与花岗岩有关的矿床研究
喀拉果如木铜矿产于二长花岗斑岩岩体中,矿化规模较大,铜矿化赋存在二长花岗斑岩中,矿石呈细脉浸染状、斑点状。矿石矿物主要为黄铜矿,少量黄铁矿、斑铜矿和毒砂。围岩蚀变有硅化、绢云母化和青磐岩化,具有与斑岩铜矿类似的蚀变组合。初步厘定喀拉果如木铜矿为斑岩型铜矿床。
卡拉其古石英脉型钨矿,矿石为中粗粒自形-半自形晶结构和交代结构,块状构造、浸染状构造和细脉状构造。矿石中结晶程度较高的黑钨矿呈团块状产于石英脉中。石英脉赋存在自形-半自形粒状结构的托克满素花岗闪长岩中,外围岩体与围岩接触带部位发育石英脉型辉钼矿,伴有少量黄铜矿。
5)研究区中生代至少发生两次重要的挤压-伸展构造转换事件(分别为晚三叠世-早侏罗世和早白垩世晚期),并伴随着中酸性岩浆的成岩成矿作用。晚三叠世-早侏罗世的二长花岗岩,具有弧岩浆地球化学的亲缘性,为挤压向伸展拉张转换,软流圈物质上涌引发下地壳物质熔融形成。物质来源于加厚的下地壳,并具有壳幔混合的特点,具有Cu-Au矿的成矿潜力;晚白垩世晚期,花岗闪长岩为下地壳物质在底侵玄武质岩浆加热作用下发生部分熔融形成,具有W-Sn成矿潜力。初步建立了该区中酸性岩浆成岩成矿模式。