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吉林省中部地区(简称“吉中地区”,下同)地处华北板块北缘与兴蒙造山带东段南缘的交汇部位,晚古生代-早中生代期间,经历了古亚洲洋构造域和古太平洋构造域的演化、叠加和转换。独特的大地构造位置、复杂的构造演化历史以及多期次的构造-岩浆活动,为区内不同期次、不同类型的内生金属成矿作用提供了良好的地质背景和成矿地质条件,也使该区成为诠释兴蒙造山带东段晚古生代-早中生代区域构造演化和成矿规律的焦点地区。与吉林东部的延边地区和吉林南部的通化、桦甸地区等相比,吉中地区的典型矿床、区域成矿理论和成矿规律等方面研究明显薄弱,地质找矿进展缓慢。为此,本论文选择吉中地区研究程度较低的石嘴铜多金属矿床、锅盔顶子铜矿床、小红石砬子铅锌矿床、官马金矿床以及粗榆金矿床为典型矿床,通过成矿地质条件、矿床地质特征、成矿流体来源及演化、成矿物质来源及富集机制、成岩成矿时代及构造背景等方面系统的研究,阐明区内晚古生代-早中生代金铜多金属成矿作用的类型及期次;结合与邻区同时代、同类型金铜多金属矿床的综合对比研究,总结区域成矿规律和找矿标志,指出地质找矿方向,为进一步矿产勘查提供理论依据。取得的主要进展和成果包括:1.在吉中地区首次识别出了早二叠世和早三叠世两期铜多金属成矿事件。早二叠世成矿作用以石嘴矽卡岩型铜多金属矿床为代表,矿床形成于二长花岗岩与晚石炭世石嘴组大理岩接触带附近;成矿二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为277.8±0.93Ma;矿石中辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为278.0±2.7Ma。早三叠世成矿作用以锅盔顶子斑岩型铜矿床为代表,铜矿化与斑状花岗闪长岩体具有密切的时间、空间和成因联系;斑状花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为250.7±2.0 Ma;矿石中辉钼矿Re-Os等时线年龄为247.9±6.9 Ma。2.确定了区内已知矿床的成因类型和成矿机制。将区内代表性矿床分为矽卡岩型(石嘴铜多金属矿床、官马金矿床)、斑岩型(锅盔顶子铜矿床)、中温热液脉型(粗榆金矿床和小红石砬子矿床晚期脉状铅锌矿体)和VMS型(小红石砬子早期层状铅锌矿体)。流体包裹体和同位素特征研究表明,除小红石砬子早期VMS型铅锌矿化以外,区内不同类型代表性矿床的成矿流体来源均以岩浆水为主,且成矿晚期有大气降水的混入;成矿流体的沸腾作用(如石嘴、锅盔顶子矿床)、流体混合作用(小红石砬子晚期脉型矿化、官马矿床)以及流体不混溶作用(粗榆矿床)是引起金属组分富集成矿的主要机制。3.判断了不同期次成矿岩体的成因和构造背景。本文研究表明,石嘴等早二叠世矽卡岩型铜多金属矿床的成矿岩体属于岛弧钙碱性岩石系列,形成于古亚洲洋板块俯冲的构造背景下;与锅盔顶子等早-中三叠世斑岩型铜(钼)矿床具有密切成因联系的浅成-超浅成中酸性岩体具有埃达克质岩石的地球化学特征,初始岩浆来源于加厚下地壳的部分熔融,形成于古亚洲洋闭合、华北板块与兴蒙造山带碰撞向伸展转换的阶段;与官马矽卡岩型金矿床和小红石砬子矿床脉型矿化相关的早侏罗世成矿岩体(脉)具有岛弧钙碱性岩浆岩的地球化学特征,形成于古太平洋板块俯冲的初始阶段;粗榆金矿床和区内众多斑岩型钼矿床的成矿岩体则是古太平洋板块强烈俯冲作用背景下钙碱性岩浆作用的结果。4.厘定了吉中地区晚古生代-早中生代的成矿作用期次。将研究区内晚古生代-早中生代的金铜多金属成矿作用划分为四期。即:(1)早二叠世(280~270Ma)矽卡岩型铜多金属成矿作用(以石嘴矿床为代表);(2)早-中三叠世(250~240Ma)斑岩型铜(钼)成矿作用(以锅盔顶子矿床为代表);(3)早侏罗世(200~190Ma)矽卡岩型-热液脉型金及多金属成矿作用(以小红石砬子矿床脉状矿体和官马矿床为代表);(4)中侏罗世(175~160Ma)热液脉型-斑岩型金、钼成矿作用,形成区域上众多热液脉型金矿床(粗榆、夹皮沟-海沟金矿带上的金矿床)和大型-超大型斑岩型钼矿床(季德屯、大黑山等)。5.总结了区域成矿规律。将吉中地区金铜多金属成矿规律总结为:(1)具有岛弧地球化学特征的晚古生代中酸性侵入岩与石炭系碳酸盐岩接触部位是寻找矽卡岩矿床的重要地质标志;(2)早-中三叠世斑岩型铜钼矿床均与加厚的下地壳部分熔融所形成的埃达克质侵入岩密切相关,空间上具有EW向分布的特点;(3)中侏罗世中温岩浆热液脉型金矿床与夹皮沟-海沟金矿带的金矿床在时间、空间和矿床成因上相似,表明夹皮沟-海沟金矿带向西北方向延伸至磐石境内,空间上呈NW向展布;(4)NW向断裂构造是区内主要控矿构造。基于上述成果,总结了区域找矿标志,进一步明确了地质找矿方向。