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延边东部所处的兴蒙造山带东段,古生代以来经历了古亚洲洋和古太平洋两大构造域的演化、叠置与转换。独特的大地构造位置,造就了复杂的构造演化历史和多期次的构造岩浆活动,为区内不同时代的金属成矿作用提供了优越的地质条件。晚古生代-中生代是兴蒙造山带东段构造演化的重要转折期和成矿作用的高峰期,延边东部是诠释兴蒙造山带东段区域构造演化和区域成矿规律的焦点地区。本文根据区内关键地质体的地质、地球化学特征,结合区域构造演化的最新研究资料和成果,讨论了延边东部晚古生代至中生代的构造演化;选择8个代表性的钨矿床(杨金沟、五道沟及四道沟)、金矿床(杨金沟、九三沟及杜荒岭)及金铜矿床(小西南岔及马滴达北山),通过成矿地质条件、矿床地质特征、成矿流体与成矿物质来源、形成时代及构造背景等方面的系统研究,确定晚古生代至中生代区内主要成矿作用类型、期次和时空分布规律,并指出下一步找矿方向。取得的主要进展和成果包括:1.研究总结了延边东部晚古生代-中生代的区域构造演化本文研究发现,二叠纪时期延边东部发育有岛弧钙碱性I型花岗岩类、岛弧钙碱性中基性火山岩及岛弧盆地沉积的碎屑岩系(五道沟群变质岩系的原岩),表明此时延边东部处于古亚洲洋俯冲作用下的活动陆缘背景。在晚二叠世末期至早三叠世初期,延边东部处于古亚洲洋俯冲与闭合转换的挤压背景,为该时期发育的中温热液脉型金和钨矿化作用所记录。五道沟群变质岩系的原岩遭受了早三叠世的绿片岩相-低角闪岩相区域变质作用,吉中至延边东部发育一条近东西向展布的早、中三叠世弱-强过铝质的“同碰撞”花岗岩带,表明早三叠世初期古亚洲洋的俯冲作用已结束;“同碰撞”花岗岩的侵位时代、产出位置及五道沟群变沉积岩碎屑锆石谱系进一步限定了古亚洲洋于中三叠世末期沿西拉木伦河-长春-汪清-珲春缝合带最终闭合。早白垩世晚至晚白垩世初期,延边东部普遍发育岛弧钙碱性岩浆岩和埃达克质侵入岩类,同时产出斑岩型金铜矿床及浅成低温热液型金矿床,上述成岩成矿作用与古太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用密切相关。2.首次在延边东部识别出晚古生代金、钨成矿作用,并精确厘定其形成时代本文识别出的晚古生代金、钨成矿作用均属中温热液脉型,且均产出于五道沟群浅变质岩系、二叠纪中酸性侵入体以及二者的接触带附近。钨矿化作用具体表现为:白钨矿为主要的矿石矿物,矿化特征表现为贫硫化物的白钨矿-石英脉型,矿体呈大脉型(五道沟)或细网脉型(杨金沟),受北西、北北西、近南北向构造裂隙或五道沟群变质岩系中的层间破碎带控制明显,与晚二叠世钙碱性i型英云闪长岩具有密切的时空及成因联系;金矿化作用具体表现为:矿化特征以蚀变岩型为主,石英脉型次之,呈北北东向展布的含金蚀变带,受北北东向构造破碎带控制。白钨矿sm–nd等时线年龄为251.7±2.9Ma,杨金沟钨矿成矿英云闪长岩体的锆石U–Pb年龄为251.9±2.2Ma;杨金沟金矿床的含矿黑云二长花岗岩的锆石U–Pb年龄为262±1Ma,主成矿阶段辉钼矿re–os模式年龄的加权平均年龄为250.6±1.8Ma,热液白云母Ar–Ar坪年龄为241.6±1.2Ma;精确厘定出钨、金矿化作用分别形成于252Ma和250Ma。3.将区内已知金属矿床划分为三种成因类型本文将区内已知金属矿床划分为中温热液脉型、斑岩型及浅成低温热液型三种成因类型。其中,中温热液脉型进一步分为金矿和钨矿两类,前者以杨金沟金矿为代表,后者包括杨金沟、五道沟及四道沟等白钨矿矿床;斑岩型矿床以小西南岔和马滴达北山金铜矿床为代表;浅成低温热液型矿床包括九三沟和杜荒岭两处金矿床。除上述晚古生代成矿作用的年代学研究外,本次研究还获得了四道沟钨矿床的含矿(石英)闪长岩的锆石U–Pb年龄为258±3Ma;九三沟金矿床含矿(石英)闪长玢岩的锆石U–Pb年龄为108.1±1.4Ma。4.示踪了区内不同成矿作用的成矿流体和成矿物质的性质与来源不同成因类型的矿床的流体包裹体显微测温、气相成分的激光拉曼光谱分析、c-h-o同位素测试结果显示,中温热液脉型金、钨矿床的成矿流体为中温的NaCl-H2O-CO2±CH4体系,以岩浆水为主,成矿流体中的碳主要来源于沉积物中的有机质氧化作用;斑岩型金铜矿床的成矿流体为高温、高盐度的NaCl-H2O-CO2±CH4体系,来源于岩浆水与后期大气降水的混合,碳质主要来源于岩浆;浅成低温热液型金矿床的成矿流体为NaCl-H2O±CO2±N2±CH4流体体系,以岩浆水为主,有部分大气降水。S、Pb、Sr及Nd同位素分析表明,热液脉型钨矿床白钨矿的物质来源主要为亏损上地幔分异出的新生下地壳;热液脉型金矿床的成矿物质来源为幔源;斑岩型金铜矿和浅成低温热液型金矿床的物质来源为壳幔混源。5.在典型矿床的成矿构造背景研究基础上,建立了区域成矿模式古亚洲洋俯冲与闭合转换过程中的强烈的挤压作用促使来源于亏损地幔的下地壳发生部分熔融,富含W等成矿物质的钙碱性岩浆侵位,在岩浆结晶作用的晚期阶段,分异出富含W等成矿物质的初始流体,沿断裂构造上移过程中,萃取五道沟群变质岩系中的部分成矿物质,流体体系的不混溶(沸腾)作用使WO42-与Ca2+结合形成白钨矿,从而形成多个中温热液脉型钨矿床;同时还诱发幔源物质上涌,携带Au等成矿物质的深源流体行至北北东向构造破碎带发生不混溶作用并导致成矿物质富集沉淀,形成杨金沟和五道沟等中温热液脉型金矿床。早白垩世晚期,俯冲的古太平洋洋壳的部分熔融、地幔楔的交代及地壳物质的混染等作用叠加形成了富含Au、Cu等成矿物质的埃达克质岩浆,于不同方向深大断裂的交汇部位形成斑岩型金铜矿床,在火山断陷盆地边缘形成了浅成低温热液型金矿床。6.研究了延边东部区域成矿规律,总结出不同成因类型矿床的找矿标志,提出下一步找矿方向延边东部已知的内生金属成矿作用分为两期:1)海西末期(晚二叠世末期,252250 Ma)的中温热液脉型金和钨矿床;及2)燕山晚期(早白垩世晚期,110100Ma)的斑岩型金铜矿床和高硫化型浅成低温热液型金矿床。在空间上,中温热液脉型钨和金矿床主要产出于近南北向大北城—前山断褶带中段;斑岩型金铜矿床主要产出于不同方向深大断裂的交汇部位附近;而高硫化型浅成热液金矿床主要产出于中生代火山断陷盆地的东缘及近东西向深大断裂带的交汇部位,角砾岩筒及不同方向的断裂破碎带控制着金矿体的产出。结合地质、成矿元素地球化学、1/1万土壤及1/5万水系沉积物测量结果,总结金、铜及钨矿找矿的地质及地球化学标志,指出下一步找矿方向。在马滴达—大北城地区圈出9处成矿远景区,其中A级成矿远景区3处。