江西德兴矿集区成岩成矿作用研究

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德兴矿集区位于江西省上饶市德兴市境内,成矿域上属于钦杭成矿带东段。它包含德兴斑岩铜矿田(简称“德兴铜矿”)、银山铜多金属矿(简称“银山矿床”)和金山金矿田在内的三类矿床。其空间上的紧密联系,引发学者对它们成因上联系的研究,然而并没有达成统一的认识。因此,本文以德兴铜矿、银山矿床的九区矿段和金山金矿田的金山金矿为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb法、岩石地球化学、锆石矿物地球化学以及Pb-Sr-Nd同位素地球化学等方法,整理、对比前人的研究资料,总结了三类矿床的成矿规律、阐释了三类矿床的关系和构建出三类矿床的模式图。本文主要获得了以下六个方面的研究成果:(1)矿集区内德兴铜矿(A/CNK:1.34~1.80)和银山矿床的斑岩(A/CNK:1.89~3.77)的主量元素含量变化特征均显示为过铝质岩性和稀土元素曲线特征(“A”式),共同表明燕山期的斑岩体均为介于I型和S型过渡性花岗岩,均为火山弧环境下形成。同时,Ba、Sr和P的负异常,表明岩浆源区存在一定数量的地壳物质参与,其中,银山斑岩中Sr、P的明显亏损,则进一步表明相比德兴铜矿斑岩,银山斑岩体的形成有更多地壳成分混入。(2)金山金矿花岗质超糜棱岩中的锆石形态、明显的环带以及Th/U比值(0.57~2.04)等特征综合表明是岩浆成因锆石;锆石U-Pb年龄(834.1Ma)表明花岗质岩石形成于晋宁期晚期。花岗质岩石为介于I型和S型过渡性花岗岩,火山弧环境下形成。同时,岩石主微量元素特征、锆石及其年龄一致等特征也论证了“花岗质超糜棱岩”的新认识,即超糜棱岩的原岩为花岗质的岩石。(3)银山矿床英安斑岩全岩中Pb-Sr-Nd同位素特征反应出银山矿区的成矿物质来源为壳幔混源,并且与德兴斑岩铜矿Pb-Sr-Nd同位素特征相近,表明二者可能属于同一岩浆演化体系,但银山矿床Sr的初始值(0.7043~0.7083)和TDM值(782~934Ma)偏大及εNd(t)(-1.5~-0.3)偏小表明岩浆演化过程中受更高比例的地壳物质影响。(4)金山金矿区含金石英脉Pb-Sr-Nd同位素特征表明含金石英脉代表的成矿流体成矿与发生在德兴铜矿和银山矿区的岩浆热液成矿不属于同一期,而是属于晋宁期晚期至末期;成矿物质为壳幔混源,但主要来源于古老地层。(5)德兴铜矿和银山矿床的斑岩主、微量元素(稀土元素)含量(曲线)变化特征相近,锆石微量元素曲线模式图几乎一致,锆石Ti温度相近以及Pb-Sr-Nd同位素特征共同表明两矿区属于统一的岩浆-构造体系,体系内的成岩成矿作用是同一地区的不同热点作用的结果,在银山英安斑岩的下部或矿区深部存在类似德兴铜矿的花岗闪长斑岩。(6)金山金矿不属于燕山期成矿体系,只是受燕山期区域上的岩浆热液影响,其主成矿期仍为晋宁期的岩浆热液成矿。
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