地质地球所等研究发现西藏冈底斯斑岩型矿床成因

2011-11-21 15:34 来源: 中国科学院
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  西藏冈底斯斑岩成矿带(图1)是不同于世界上产于俯冲背景的斑岩成矿带,它产于独特的后碰撞背景下。而产于这种背景下的斑岩型铜钼矿床的成矿物质来源以及成矿岩浆成因还不十分清楚,这引起了中外矿床学家的强烈关注。

  中科院地质与地球物理研究所造山带与成矿作用课题组博士后李金祥及合作者对西藏冈底斯斑岩成矿带多个矿床的成矿斑岩(二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩)进行了详细的锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素以及地球化学的研究,得出冈底斯成矿斑岩形成于中新世(19-14Ma);具有高Sr(394-1106ppm)、低Y含量(6.2-10.3ppm)及高Sr/Y比值(63-158),显示冈底斯成矿斑岩具有埃达克岩质岩石特征;并富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba等)而亏损高场强元素(Nb等),以及锆石正εHf(1.4-10)特征,暗示成矿斑岩可能来源于初生岛弧基性下地壳石榴石角闪岩相的熔融。而且,高Th/Nb比值的成矿斑岩具有较高87Sr/86Sr、较低εNd和εHf的值,而低Th/Nb比值的成矿斑岩具有较低87Sr/86Sr、较高εNd和εHf的值,显示成矿岩浆的源区(初生岛弧基性下地壳)可能来源于早期岛弧阶段受俯冲流体和沉积物熔体交代的地幔楔熔融。

  本研究同时建立了冈底斯斑岩型矿床的成因模式,即成矿斑岩可能来源于增厚初生岛弧下地壳的熔融(图2);成矿斑岩可能继承了早期岛弧阶段岩浆形成斑岩型矿床的能力。

  该研究成果近期发表在国际知名的地质学期刊Lithos上(Li et al. Post-collisional ore-bearing adakitic porphyries from Gangdese porphyry copperbelt, southern Tibet: Melting of thickened juvenile arc lower crust. Lithos. 2011, 126: 265-277)。

 

图1:青藏高原大地构造简图(a)和西藏冈底斯斑岩成矿带的地质图以及矿床分布图(b)

 

图2:西藏冈底斯斑岩成矿带成矿斑岩的成因模式 (a) 印度-欧亚大陆碰撞之前,新特提斯洋片俯冲到拉萨地体深部,发生板片脱水和熔融,携带Cu、Au等成矿元素而交代上覆地幔楔;地幔楔熔融形成岩浆上升在壳幔边界形成基性岛弧下地壳。(b) 在20Ma左右,由于印度-欧亚大陆碰撞造成地壳的增厚,基性下地壳发生了石榴石角闪石岩相变质;而后由于软流圈的上涌加热造成早期岛弧基性下地壳的熔融形成埃达克质成矿斑岩。