青海牛苦头矿区印支期岩浆岩成矿时代、演化、成因及其成矿作用

Abstract

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牛苦头矽卡岩型多金属矿床位于东昆仑造山带祁漫塔格地区的中段,是该区域近年来发现的大型铅锌多金属矿床之一。先前研究认为,牛苦头矿区成矿以中-晚泥盆世铅锌成矿作用为主,然而近年来在矿区西南部发现了印支期岩浆岩以及与之相关的成矿作用。为查明矿区印支期岩浆岩演化与成矿作用之间的关系,本文通过对印支期岩体岩相学、锆石与石榴子石LA-ICP-MS年代学、全岩主微量元素、锆石Lu-Hf同位素分析,查明矿区印支期岩浆岩年代学、演化特征、岩浆岩成因以及源区性质。结果表明,印支期岩体由辉长闪长岩、闪长岩、花岗闪长岩、斑状花岗岩组成,形成于225.4±1.4Ma~224.0±1.2Ma; 而石榴子石矽卡岩中石榴子石形成于228.9±2.4Ma~219.5±0.9Ma。二者形成时代基本一致,表明成岩与成矿的耦合,进一步证实了牛苦头矿区印支期成矿作用的存在。地球化学特征表明,印支期岩体均属于高钾-钙碱性系列,稀土元素均表现出轻稀土富集,重稀土亏损,均表现出富集大离子元素,亏损高场强元素。(辉长)闪长岩、花岗闪长岩、斑状花岗岩,准铝质,均为I型花岗岩成因。相较于闪长岩类岩石,斑状花岗岩轻重稀土分异程度更明显,<i>δ</i>Eu负异常更明显,主微量元素也显示出更高的分异和演化程度;其<i>ε</i>_Hf(<i>t</i>)值在-4.51~5.55之间,<i>t</i>_DM2为897~1454Ma(平均值为1192Ma)。综合分析认为,印支期岩浆岩为壳幔混合作用成因,印支期斑状花岗岩由(辉长)闪长岩、花岗闪长岩结晶分异而形成,其演化程度更高,为直接成矿岩体。结合区域印支期岩浆岩对比研究,本文认为牛苦头印支期岩体可能在230~220Ma后碰撞背景下由加厚下地壳(古老地壳)部分熔融形成的壳源岩浆与幔源岩浆混合而形成。印支期成矿时代、岩浆岩演化与成因的研究可为牛苦头矿区成矿规律与成矿预测研究提供科学依据,进而为牛苦头矿区找矿打开新的思路。