斑岩型Cu-Mo-Au矿床主要产出于典型的岛弧或陆缘弧俯冲背景,如南美的安第斯斑岩成矿带。非俯冲环境下产出的斑岩型矿床则主要集中在大陆碰撞的后碰撞伸展阶段或挤压向伸展转换的阶段,如西藏冈底斯多金属成矿带、秦岭钼矿带等。那么在由俯冲向碰撞转换阶段与大陆碰撞的主碰撞阶段是否存在斑岩型矿床?其形成的深部岩浆过程与俯冲背景、后碰撞伸展背景的斑岩矿床有何不同?其岩浆-热液-剥露过程与青藏高原的隆升过程又有什么联系?
基于以上问题,地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室博士后赵俊兴与其导师秦克章研究员、李光明副研究员以及澳大利亚Curtin University合作者等,选取西藏冈底斯成矿带新近发现的沙让大型斑岩钼矿,利用岩石地球化学、同位素地球化学和多种年代学方法(锆石U-Pb定年、绢云母Ar-Ar及锆石与磷灰石的(U-Th)/He低温热年代学)对上述问题开展研究,获得如下进展:
(1) 结合野外岩相的详细划分,确定沙让钼矿成矿前石英二长岩-石英闪长岩(56-53Ma)、成矿期花岗岩-花岗斑岩-似斑状花岗岩-细粒花岗斑岩(53-51Ma)和成矿后花岗闪长斑岩-英安斑岩-煌斑岩(22-18Ma)三期岩浆作用;不同产状的辉钼矿Re-Os等时线年龄为52.3 Ma;与成矿有关的绢云母化发生在51.1 Ma(Ar-Ar法);联合确定其形成与印亚大陆碰撞的主碰撞阶段有关。
(2)沙让斑岩钼矿岩浆-热液过程持续了约6 Myr (~1.8 Myr 在>750-350°C ,~4.0 Myr 在350-200°C),而邻区亚圭拉大型矽卡岩铅锌银钼矿的岩浆成矿过程持续了1.8 Myr(>500°C),与成矿有关的花岗斑岩形成于66.8Ma,成矿于65.0Ma;两个矿区的与成矿有关的斑状侵入体经历了相似的剥露过程,估算剥蚀速率为0.07-0.09 mm/y (磷灰石(U-Th)/He年龄~37-30 Ma);结合前人的研究发现,拉萨地体东缘的隆升过程是从中拉萨地体(37-30 Ma)向南拉萨地体(15-12 Ma)扩张的,且隆升速率增加。
(3)沙让成矿期岩体为高硅、过铝质、高钾钙碱性岩石,且与冈底斯古新世-始新世的花岗岩相比有较富集的(87Sr/86Sr)i、εNd(t)值和εHf(t)值,说明成矿期高演化-高氧化岩浆其源区可能来自于受新特提斯洋板片俯冲交代的地幔楔部分熔融并混有古老的大陆地壳物质(可能为拉萨地块基底)。
(4)初步总结出中拉萨地体东缘沙让-亚圭拉矿集区的岩浆-热液-剥露过程,区内成矿主要与新特提斯洋俯冲-印亚大陆主碰撞过程有关。结合冈底斯构造-岩浆-矿床研究提出:沙让钼矿的成矿岩浆起源可能受印亚大陆碰撞过程的新特提斯洋壳板片回转过程控制。
该项研究的意义在于:首先,主碰撞阶段形成的斑岩钼矿的确定,有助于丰富斑岩钼矿的成矿理论,完善青藏高原俯冲-碰撞背景下斑岩型矿床成矿规律研究,对促进冈底斯带北缘这一新兴区域同类型矿床的勘查具有重要实际指导意义。其次,研究揭示了与大陆碰撞过程有关的斑岩-矽卡岩矿床的岩浆-热液-剥露历史,提出青藏高原高海拔(>4500m)、浅侵位的斑岩型矿床的剥露时代和过程,对揭示青藏高原区域的抬升-剥蚀程度以及与高原隆升-生长-扩展过程的联系有一定帮助。
图1 沙让-亚圭拉矿集区岩浆-热液-热年代学时间分布,白色充填为文献数据
图2 沙让钼矿侵入体的Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素图解
图3 拉萨地体和藏东地区地质简图,附部分区域热年代学结果
上述研究成果近期分别发表在国际矿床学期刊Ore Geology Reviews(Zhao et al. The exhumation history of collision-related mineralizing systems in Tibet: Insights from thermal studies of the Sharang and Yaguila deposits, central Lhasa. Ore Geology Reviews, 2015, 65: 1043-1061)、Ore Geology Reviews(Zhao et al. Collision-related genesis of the Sharang porphyry molybdenum deposit, Tibet: Evidence from zircon U–Pb ages, Re–Os ages and Lu–Hf isotopes. Ore Geology Reviews, 2014, 56: 312-326)和国际地质期刊Resource Geology上(Zhao et al. Geochemistry and Petrogenesis of Granitoids at Sharang Eocene Porphyry Mo Deposit in the Main-Stage of India-Asia Continental Collision, Northern Gangdese, Tibet. Resource Geology, 2012, 62(1): 84-98)。
原文链接:OGR(2015)、OGR(2014)、RG