湘东北燕山期动力学背景约束:金井地区花岗质侵入岩年代学和地球化学特征

湘东北地区燕山期岩浆活动频繁,侵入岩广泛发育,但其活动期次和构造背景尚存争议。本文对湘东北金井地区花岗质侵入岩开展了年代学和岩石地球化学研究,厘定了岩浆活动期次、探讨了岩浆活动的构造背景和动力学机制。结果显示侵入岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为165~160 Ma和155~150 Ma,表明岩浆活动(晚侏罗世)可划分为两个期次。侵入岩具有富硅、富铝、富钾、高ASI的特点,总体属高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类,微量元素中Ba、Nb、Sr、P、Ti明显或强烈亏损,Nb相对Ta明显亏损,轻稀土富集且Eu具弱-中等亏损,I_(Sr)值为0.71383~0.72919,ε_(Nd)(t)值为–10.98~–8.47,t_(DM2)为1.64~1.83 Ga,显示源岩主要为中上地壳变质泥质岩和变质杂砂岩,少量为下地壳基性岩,总体属S型花岗岩。结合岩石地球化学特征和区域构造背景,本文提出165~160 Ma的岩浆活动主要与增厚的中上地壳发生减压熔融有关,155~150 Ma的岩浆活动与减压熔融及古太平洋俯冲板块崩塌导致软流圈上涌有关。

湘东北雁林寺矿集区金矿富集机制——流体包裹体与同位素证据

湘东北雁林寺金矿集区是湖南重要的独立金矿产基地之一,一直以来众多学者对于矿集区内金的沉淀富集机制争论不休。本文通过对金矿成矿流体包裹体及同位素组成研究,反演了成矿流体演化过程和流体地球化学条件变化,了解了金富集成矿的关键机制。研究结果表明:矿集区内的金矿床流体包裹体类型有含CO_(2)包裹体(C型)和水溶液包裹体(W型),包裹体均一温度范围主要为143~231℃,盐度主要分布在(2~9)wt%NaClequiv,成矿流体为中低温、低盐度的CO_(2)-H_(2)O-NaCl体系。矿集区的成矿流体δ^(18)O值范围为4.5‰~9.7‰,δD值的变化范围为–66.8‰~–46‰。方解石δ^(13)CVPDB为–4.7‰~–3.7‰,δ^(18)OSNOW为10.6‰~15.0‰。矿集区的C-H-O同位素组成表明成矿流体性质可能为变质水,与流体包裹体特征反应的结果一致。矿集区内Au以Au(HS)_(2)^(-)络合物形式赋存于低温、低盐度的CO_(2)-H_(2)O-NaCl变质流体体系进行迁移,流体的不混溶作用是金矿富集成矿的关键。

湘东北金井地区花岗岩成因及地球动力学暗示:岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素制约

出露于湘东北地区的燕山期花岗质岩岩体,呈岩基或岩株状广泛侵位于中元古界冷家溪群浅变质碎屑沉积岩中, 部分岩体为白垩纪红层覆盖。文章详细研究了金井岩体的岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素特征,并与其围岩冷家溪群进行了对比。该岩体具有较高的SiO2(71．44-74．31wt．％)、K2O(3．86-4．98wt．％)和Na2O(3．24-3．84wt．％),以及较低的 FeO+Fe2O3+MgO+TiO2(均小于3％),结合高含量的Al2O3(13．25-14．89wt．％)及高ASI值(普遍大于1．1),为典型的强过铝质(SP)高钾钙碱性花岗岩。金井花岗岩富硅、碱和高Sr、Ba丰度、高LILE／HSFE和LREE／HREE比值,低镁铁质及REE 含量,表明金井岩体为高度分异的花岗岩,其源区的残留物中黑云母含量高。REE配分图和原始地幔多元素标准化图谱上 Rb、Th、U、K和LREE相对富集,而Ba、Sr和高强场元素(Nb、Ta、P和Ti)相对亏损,Eu可变的负异常(δEu:0．53-0．78),表明存在角闪石、黑云母、堇青石、磷灰石和钛铁矿等分异演化的影响,类似于同碰撞型花岗岩地球化学特征。高Rb／Sr(3-6)、低 Sr／Ba(0．2-0．7)、高P2O5含量(0．09-0．15wt．％)、低Al2O3／TiO2比值(40-70<100)、Zr含量(100-150ppm)以及FeO／MgO 等特征表明该过铝质花岗岩浆可能是在高温(±800℃)高压(-8kbar)奈件下、经中下地壳变质沉积岩黑云母脱水熔融形成。 CaO／Na2O的差异(>0．4和<0．2两组)以及Nd同位素的不同(高Nd和低Nd两组),类似于围岩冷家溪群砂质和泥质沉积岩特征,以及高Sr[(87Sr／86Sr)i=0．72204-0．72540]、低Nd[εNd(145 Ma)=-10--12]等均表明花岗质岩浆主要起源于中元古代冷家溪群变质砂岩(高Ca)和变质泥岩(低Ca)的部分熔融或中下地壳物质的熔融,但有少量地幔物质的加入。结合印支期以来华南及湘东北地区地球动力学演化史,作者认为金井燕山期花岗岩形成于陆内碰撞造山晚期,是160-140Ma 陆内俯冲(A型俯冲)碰撞造山作用增温减压体制达到鼎盛阶段的产物,标志湘东北地区由此全面转入陆内伸展阶段。

湘东北雁林寺金矿构造控矿特征及金成矿ESR测年

针对湘东北雁林寺地区金矿是否存在矿源层、NE向劈理化带和NW向韧性剪切带对金矿的控制作用及其成矿时代等争议性问题进行野外调查和室内分析,研究结果表明:(1)金矿的矿源层是存在的,矿源层为中元古界冷家溪群;(2)NE向劈理化带和NW向韧性剪切带是该区金矿的主要控矿构造;(3)石英脉ESR测年结果表明,NE向金矿脉成矿年龄为214.2Ma,为第一期成矿,形成于印支晚期。NW向金矿脉成矿年龄为177.4～155.0Ma,为第二期成矿,发生在燕山早期。