The geodynamic setting of Triassic large-scale mineralization event in the West Qinling Orogen: Evidence from high-Mg andesite in the Qiadong copper deposit

Abstract

西秦岭造山带广泛发育与三叠纪岩浆活动密切相关的金、铜、钼等多金属矿床, 表明该地区存在一期三叠纪大规模成矿事件, 但其成矿地球动力学背景一直存在争议。恰冬铜矿是西秦岭造山带内与早三叠世高镁安山岩有关的铜矿床。本文对高镁安山岩开展了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素分析, 对其岩石成因及构造环境进行了探讨, 以进一步约束西秦岭造山带三叠纪大规模成矿作用的地球动力学背景。安山岩的锆石U-Pb年龄为246.1±1.6Ma, 形成于早三叠世。岩石属于高钾钙碱性-钙碱性系列, SiO₂含量为54.60% ~56.21%, 具有较高的MgO含量(3.78%~4.57%)和Mg^#(49.7~62.1), 与日本Setouchi火山岩带中典型赞岐岩相类似。安山岩富集轻稀土元素(LREE)和Cs、Rb、U、Sr等大离子亲石元素(LILEs), 显著亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSEs), 其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值、<i>ε</i>_Nd(<i>t</i>)值和锆石<i>ε</i>_Hf(<i>t</i>)值分别为0.7073~0.7090、-9.72~-11.03和-2.1~-18.6, 是俯冲沉积物熔融产生的熔体与地幔楔发生交代反应的产物, 并经历了一定程度的结晶分异。以上研究表明, 恰冬铜矿高镁安山岩形成于早三叠世古特提斯洋俯冲背景下的活动大陆边缘环境。结合区域成矿资料分析, 西秦岭造山带在早-中三叠世处于洋壳俯冲环境, 发育岩浆-热液成矿系统。