内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、成因及其与铜矿体的关系.pdf

“ “年月 “ （ “ “）“ 6 “ 6 ; 内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、 成因 及其与铜矿体的关系 皮桥辉 ， ， 刘长征，6， 陈岳龙 “ “，李泳泉， 李大鹏 （中国地质大学地球科学与资源学院，北京 “ “ “ ；6青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 ） ， 指示岩浆成因特征； 岩体中锆石加权平均 “ 1 A ／ 6 6 C 5 D C ） E，表明岩体形成于海西晚期； 锆石的F G （） 值变化范围为H C H “ C “； F G模 式年龄分布于 C ; C 5 I E之间， 其峰值与 J两阶段亏损地幔模式年龄一致， 这说明成岩物质主要来自古老地 壳物质的熔融，并非来自亏损地幔源区； 铜矿体钕模式年龄变化比较大， 变化范围为 C I E， 反映了成矿物 质多来源的特征； 野外地质特征和爆裂测温数据表明铜矿体受后期改造， 与海西期侵入岩有关。认为海西期辉长闪 长岩体应由太古代结晶基底部分熔融并混入少量幔源组分形成， 该岩体对霍各乞铜矿床没有提供大量成矿物质， 但 岩体的形成对矿体局部有明显的富集改造作用。 关键词地球化学； 部分熔融； 铪同位素； 改造； 海西晚期； 内蒙古霍各乞 中图分类号1 b M L ’ J L S E U L ’ O U B L T] E O ] E U L S 8 T L O L ’ .f L O B U J E W T E O 1 A E O 8 G R 6 C 5 D C b E G 8 TF U 8 C 5 I E M T V ‘ S U L W 9 X 本文得到内蒙古自治区院士项目 （Q 3 “ ;） 的资助 第一作者简介皮桥辉，男， 5 6年生，博士研究生，矿床学、 矿床地球化学专业。 ““通讯作者 陈岳龙，男， 5 6年生，教授，博士生导师，地球化学专业。, ] E L 9‘ L f ’ _ “ V L ’ E S 8 ] 收稿日期 “ “ 5 “ 7 * 1 “ * , * - / ’ , ’ 0 - * / “ / ’ , / “ ’ ’ / 1 . 1 / . * 7 1 “ - ’ 3 3 * 6 * 1 0 1 4 . . ’ , 1 “ ’ 1 1 “ 2 7 * 8 5 1 8 5 1 5， 在河北省区域地 质矿产调查研究所实验室 （廊坊） 将样品粉碎至0 目， 按常规方法分选锆石。锆石样品靶的制备在 北京离子探针中心进行， 过程与P 2 Q R F I定年锆石 样品制备方法相同 （宋彪等， ） 。首先将锆石单 矿物粘在双面胶上， 然后用无色透明环氧树脂固定， 待环氧树脂充分固化后抛光至锆石中心露出。锆石 阴极发光 （S H） 图像在中国地质科学院的S ’ C I ; L B G I D C ; B I * I B E D* B J J H I J 1 2 3 / / “ J J G B G J B A B C D E C8 4 9 * “ E D J I G “ E I D，M E H E H G I B B C A I D * D D K B “ J D “ * “ E “（ “） ；J “ B G B G J B A B C D E C1 ; C I E I A G* “ E D A I C E I D，M E H E H G I B B C A I D * D D K B “ J D 1 ; （）F “ J K 图钻孔1 2 3 / /侵入体锆石N O 4 P 4 Q P 9 4 8 4 9 谐和图 5 P 4 Q P 9 4 8 4 9 G I D G I B * “* “ B “ I ; L B G I D ; B I * I B E D* B J J H I J 1 2 3 / / 6 第/ 7卷第-期皮桥辉等内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、成因及其与铜矿体的关系 图钻孔“ 辉长闪长岩中锆石的地壳模式年龄 1 * 8 7 “ * （） （）8 * - 7 8 . 3 9 9 7 8 A ; - 8 7 - 4 1 8 * ; 7 - 2 2 B 8 2 1“ C 地球化学特征 / “ 主量、 稀土元素 图D给出了霍各乞矿田不同成分侵入岩的 E - FA GF和E - FA全碱变异趋势。该图中除一件辉 长A闪长岩 （表H） 外， 其余数据均来自王思源等 （I J J H） 。由图D可以看出， 铝饱和指数变化非常小， 为不饱和或弱饱和， 2 FH 变化范围为I K L M I J K C J M，／N 模式年龄与其E ／ N ;比值呈明显的正相关关系， 即随着样品E ／N ; 比值的升高或降低， 计算的N ;模式年龄一般亦升高 或降低 （沈渭洲等， I J J ） 。 图D霍各乞矿田侵入岩岩石化学分类 / E - FA GF图解 （底图据0 - W X 8 7 ;，I J J；U 1 3 - 4 7 1 1 4 3 2 /，I J J） ； / Y E图解 （底图据X - 2 8 3 * 4 1 7[ - 2 8 同位 素体系非常稳定， 即使在麻粒岩相变质作用下也保 持其同位素组成不变 （D T 3 6 5 6 5 6 9 2， * * ） 。因此， B 同位素组成可以示踪源区特征 （N 5 0 0 ’6 9 2 ， J F F J） ， 特别是两体系相结合， 成为揭示岩浆过程和 示踪岩浆源区的最有效手段 （U 8 6 0 ’6 9 2， * * *； 4 6 6 9 2 ， J F F F） 。 除V W J 点外 （捕获锆石） ， 霍各乞海西期岩体 中主体锆石 （ J ,L 9） 的 B （） 值变化于X, G X F G F之间， 在B 同位素特征图解上分布于球粒 陨石B 同位素演化线与太古代演化区域之间 （图 ） 。产生这样的B （） 值范围暗示岩浆可能是古老 的太古代结晶基底部分熔融的产物并混入了基性幔 源物质。V W J 点 （捕获锆石） 的年龄为 J , YL 9， 暗 示在中元古时代发生过岩浆热构造事件。 综上所述， 幔源岩浆参与了霍各乞侵入体的成 岩作用。那么， 幔源物质占多大比例呢 Z 9 3 ’等 （J F F F） 根据出露于中亚造山带不同位置 花岗岩类的E 4同位素数据系统地计算了显生宙中 亚造山带内各地区深成岩类增生组分所占的比例。 根据不同地壳端员 E 4分别为X J （中国东北） ， X H F （中蒙古） ， X O （阿尔泰和哈萨克斯坦） ， X , （准 图霍各乞矿田侵入闪长岩体锆石 B （） 随年龄 演化关系图 （底图据V 9 ’ 1 6 9 2， J F F Y） / 0 1 2 0 ’ B （）[ 0 39 1 6 ; 0 5 T ’ 0 ’ 3 6 0 ’ 5 5 8 3 6B 1 6 C 0 5 6 0 6 4 ,, 第J *卷第H期皮桥辉等内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、成因及其与铜矿体的关系 噶尔） ， “ （天山） ； 地幔端员 ； 刘义堂等， ;） 。这种铜矿体并不围绕岩体分布的特 征， 表明矿体形成与海西期岩体没有直接关系。 尽管成矿期次非常复杂， 成矿时代仍存争议， 但 越来越多的证据表明霍各乞铜多金属矿主体形成于 中新元古代 （彭润民等， - 7， 两者年龄相差甚远， 说明岩 体和矿体是不同时代的产物。 ’ 9 9 成因关系 （“）稀土元素特征 铜矿石具有正铕异常 （ ） ， 稀土元素配 分曲线总体向右倾， 左较平缓 〔 （A 7／ B C） ／ “ ; ; L 7 6 I 2M 5 L N N I 4 M 5 L N 5 O 2 4 6 5 4 6 0 2 L M 7 L I 2 N L 2 O P N 7 4 2 L 5 2 Q I 4 6 3 5 / 2 J 5 R I 2 L 5 0 I 5 8 造迹象， 这种改造是变质热液改造还是海西期岩浆 热液改造， 关系着该区的找矿方向。 近 年来， 许多学者运用爆裂法测温为成矿流 体的来源、 成矿阶段划分等提供重要信息 （谢弈汉 等， “；S L 8 I 4 N 2 45 67 8 9 ， “ ） 。爆裂法测温是一 种经济、 有效、 可信， 并已在矿床地质学研究中得到 普遍应用并取得了明显成效的方法。 本研究样品采自/ F - “钻孔’ C深处， 野外 观察可知为明显受热液改造的矿石。为了加强对 比， 选取区域变质岩石 云母片岩中的石英做爆 裂法测温， 样品的用量为 C J， 使用的仪器为中国 科学院地质与地球物理研究所谢奕汉研究员改进的 T U G ’型爆裂仪。由谢奕汉研究员完成， 爆烈曲线见 图“ 。 从图“ 可直观地看出 （“）霍各乞矿床黄铜矿 （/ - “ G -） 的起爆温度 为 * V， 保留喷流沉积成矿信息。改造成矿期起爆 温度为 ; V， 与东升庙矿床 （彭润民等， - 7） ;个 样品黄铜矿的起爆温度 （ “ “ ’ V） 相当接近， 反 映两矿床有相似的改造作用。 （）云母石英片岩 （/ - G ） 中石英内包裹体 的起爆温度为 ; V， 与狼山地区绿片岩变质程度 （“ V） 相吻合。 （）根据石英爆裂曲线的强度和拐点分出个 ;; 矿床地质 “ 年 图 “霍各乞矿田铜多金属矿石英和黄铜矿样品爆裂曲线 0 . 4 . * 3 8 6 爆裂期， 第一期低温爆裂区间为 ）石英爆裂曲线出现强烈的“ 转变峰， 反映 样品为同熔型或重熔型花岗岩派生的高温石英脉， 这与海西期岩体性质一致 （王思源等， C C A； 谢弈汉 等， “ “ ） ， 而与变质热液派生的石英脉不同。说明 海西期岩体侵入对铜矿体有明显的局部改造作用。 结论 通过对霍各乞矿区侵入体的岩石地球化学、 锆 石D E F年代学与; 3同位素地球化学的研究， 可以 得出以下结论 （）根据野外地质特征， 岩石地球化学和年代 学可知， 霍各乞矿区侵入体形成于海西晚期。 （）岩石化学和同位素地球化学表明， 结合G 6 和; 3模式年龄及 ; 3 （） 值， 海西晚期侵入岩原始岩 浆起源于太古代结晶基底部分熔融， 并有少量幔源 组分加入。经验公式计算表明， 幔源组分占 H I左 右。 （A）岩石化学和同位素地球化学分析对比表 明， 矿体与海西期岩体接触带局部热液改造铜矿体 的成矿物质主要是就地取材， 而海西期岩体没有提 供大量成矿物质。但对霍各乞铜矿体有明显的局部 改造作用。这可能是霍各乞铜矿体局部高品位的原 因。这与彭润民等 （ “ “ H F） 的观点不一致。 “ “ “ - 8 8 6 - 9JG- / 6E 6 . /NO / 6 * 2 . /E， 6 8 - 6 - ] 9V ; 1 , B “ J K K L ; M “ 8 2 “ “ , - S C J K K Z ;C “ ’ “ , . “ * “ , / - C “ *0 7 * L’ ,L ; Z ［］; U ，A K L X 8 Z K ; C , /[，S J K K ; N * - O 0 *YO，R /BG * D 0 “ *Y ; J K K K ; * 9 * 8 - ’ 0 *YO，R /BG * D 0 “ *Y ; J K K A ;O - - J K K K ; U ’ / Y / 1 1 ; O F “ ’ , 1 ; _ 7 , Y 1 T Q “ 1 1 ; S J K K P ; 9 0 “ “ ’ , 8 0 “ 6 ’ F “ ’ , 1 , . S “ , 0 S J K K P ; N * - D 0 “ ; “ , 1 ;，J Z XA L 8 L A ; S J K K L ;M “ 8 2 “ ; / ] - 1 S，] , 2 “ .]，U 0 1 ’ “ . . “ \，U 0 , “ * “Y，9 / 2 “ ’ ’O ] * R 0 J K K P ; F 1 “ - , 5 D 0 “ ; “ , 1 ;， J L 8 A Z ; F “ * .IO，V 0 J K K X ; O . a ’ S U 0 “ “ ，D “ , *[S， , 0 * - , *DO，Y “ YS，Y , 5 X ;S / 8 C 7. “ , 0 , * , 1 , . 1 D 0 “ ; “ , 1 ;， L JW A 8 X P ; U 0 “ *RV，S /CF，H /U ，R * .ID，S P ;U 8 ] U U , * .Y，V 0 * .GC * R *GU ; J K K J ;O , / * ’ T “ , 1 ; I “ 5 ;，L P（U / ;） J W 8 A K（ R * .UG * G * .CO; J ; I “ - “ 0 , * “ 7 7 / - R / 0 *D 0 “ , - F “ - - ; 8 W K （ R P ; N . “ * , / - “ ’ , . “ * “ - S , * , *6 1 1 “ *_ \ * Q 8 L K K ; R /BG，S J K K X ; S / 8 C 7 6 ’ F “ ’ , 1 , . H J K K A ; 6 “ ’ 9 “ ’ , * H J K K ;O “ , - ， Z（J） J K J 8 J K L（ G * . C，R /BG，U 0 ,6，R J K K W ; D , * - ’ ’ 0F 1 * “ ’ ; U S “ ’ ’ ;，J L WA A W 8 A Z J ; G * .HO，G * .HG，B *CI， ’Y D 0 V 0 J K K J ;O “ ’ 1 1 , . “ * Y “ F / 2 ; C , / - “ ; 8 A P L（ V 0 /H，V 0 * .，C “GS * V 0 /DC; J K K W ; S “ 6 ’ “ , 1 , . KZL 矿床地质 J K K年 附中文参考文献 费红彩，董普，安国英，肖荣阁 “ 内蒙古霍各乞铜多金属矿 床的含矿建造及矿床成因分析 ［］现代地质， 同位素体系及其岩 石学应用 ［］岩石学报，“ （“） ’ 5 “ “ 谢弈汉，范宏瑞 “ 矿物包裹体的成因矿物学标型意义 ［］现 代地质， 5（“） “ “ “ 杨学明，杨晓明，范宏瑞，郭范，张兆峰，张培善 “ 白云鄂 博海西期花岗杂岩体的稀土元素地球化学 ［］稀土，“ （） 4 翟裕生，邓军，汤中立 “ “ 古陆边缘成矿系统 ［-］北京地 质出版社 ’ 5 第“ *卷第期皮桥辉等内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、成因及其与铜矿体的关系