广西右江褶皱带东南缘西大明山矿集区燕山期酸性岩浆锆石U-Pb年龄、Hf同位素和Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)特征

广西西大明山多金属矿集区位于右江褶皱带东南缘。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,区内那宁石英斑岩脉、罗维隐伏二长花岗岩和黑云母花岗岩岩体的侵位年龄分别为(93.11±0.64)Ma、(92.92±0.69)Ma和(92.5±1.1)Ma,说明三者都形成于晚白垩世。Hf同位素组成结果显示,石英斑岩中锆石εHf(t)值变化于-18.4^-1.2之间,两阶段模式年龄变化于1 236~2 326 Ma之间。二长花岗岩和黑云母花岗岩锆石εHf(t)值分别为-19.4^+0.3和-12.2^-3.6,两阶段模式年龄分别变化于1 139~2 385 Ma和1 386~1 933 Ma,表明它们主要来源于中元古代末期增生的地壳组分与少量古元古代地壳地质的共同熔融。通过与右江褶皱带周缘岩浆岩带锆石Hf同位素特征对比,认为右江褶皱带周缘岩浆岩可能具有一致的物源。二长花岗岩和黑云母花岗岩中锆石的Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值平均值分别为23.65和33.76,说明罗维隐伏岩体具有较低的氧逸度。通过对比右江褶皱带周缘前人的成矿年代学及同位素研究,显示该区成岩成矿时间较短(92~95 Ma),形成于晚白垩世区域伸展构造体制下,右江褶皱带岩石圈发生松弛和伸展垮塌,导致中元古代和少量古元古代地壳发生部分熔融,形成大规模岩浆作用。结合右江褶皱带周缘岩浆带大地构造位置及成岩时代,认为右江褶皱带燕山期岩浆岩的形成可能受到太平洋构造域和特提斯构造域双重作用,可能以后者为主。

右江褶皱带东南缘西大明山矿集区铅同位素地球化学特征及其地质意义

广西西大明山多金属矿集区是右江褶皱带东南缘近年找矿突破的重要地区,发育凤凰山特大型银矿床、罗维中型钨锌多金属矿床、弄屯大型铅锌矿床及一些中、小型矿床等。其中罗维和弄屯矿床是近年新发现的矿床,矿体分别呈层状赋存于寒武系碎屑岩和呈脉状赋存于寒武系与泥盆系接触界面附近或断裂破碎带中。笔者对矿集区内层状和脉状矿床矿石硫化物铅同位素进行研究,并与赋矿围岩、隐伏二长花岗岩进行对比。铅同位素数据显示:罗维层状矿床矿石硫化物铅同位素组成为:^(206)Pb/^(204)Pb=18.1320~18.5980,^(207)Pb/^(204)Pb=15.5920~15.7988,^(208)Pb/^(204)Pb=38.4041~39.0461;弄屯脉状矿床矿石硫化物铅同位素组成为:^(206)Pb/^(204)Pb=18.3240~18.5060,^(207)Pb/^(204)Pb=15.7321~15.9140,^(208)Pb/^(204)Pb=38.6511~39.2311;二者具有相似的同位素组成,但弄屯矿床矿石硫化物^(207)Pb/^(204)Pb比值略高于罗维矿床矿石硫化物。罗维矿床矿石硫化物铅同位素组成与深部隐伏二长花岗岩铅同位素组成一致;而弄屯矿床矿石硫化物^(208)Pb/^(204)Pb值介于二长花岗岩和地层铅同位同位素组成之间,且矿石^(207)Pb/^(204)Pb比值指示矿石铅可能来源于上泥盆统莲花山组碎屑岩与中寒武统黄洞口组碎屑岩。渌井和大新铅锌矿床显示出异常高的^(207)Pb/^(204)Pb,暗示可能还有其他富铀的地质体为成矿提供放射成因铅,铅同位素特征值(μ值、ω值)揭示矿石硫化物和岩体都具有壳源铅的特征;从垂向上,各矿床距罗维隐伏岩体顶界距离增加,岩浆铅减少,地层铅增加。综合研究认为,西大明山多金属矿集区应属于典型的与深部燕山期岩体侵入有关的岩浆热液充填交代型矿床,成矿物质主要来源于燕山期岩浆和围岩地层。

右江褶皱带东南缘西大明山矿集区燕山期长英质岩浆锆石SHRIMP原位氧同位素组成与地质意义

右江褶皱带晚白垩世岩浆岩的物质来源和成因机制及其相关的大规模Sn-W多金属成矿作用是目前研究的热点和前沿问题之一。本文在已获得锆石U-Pb年龄及Hf同位素基础上,对广西西大明山地区酸性岩浆进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。石英斑岩δ^(18)O_(Zrn)值为5.31‰~9.31‰(平均值为7.61±2.17‰)、绢英岩化黑云母花岗岩δ^(18)O_(Zrn)值为7.11‰~9.79‰(平均值为8.36±1.33‰)、细粒黑云母花岗岩δ^(18)O_(Zrn)值为5.06‰~9.27‰(平均值为7.73±2.23‰)、中粒黑云母花岗岩δ^(18)O_(Zrn)值为5.06‰~9.27‰(平均值为7.73±2.23‰)二长花岗岩δ^(18)O_(Zrn)值为5.48‰~10.99‰(平均值为7.55±2.77‰)。测试结果显示广西西大明山地区酸性岩浆锆石氧同位素普遍具有双峰式分布特征且Hf-O同位素组成构成负相关性,暗示地壳组份和富集地幔两端元混合的特征。Hf-O同位素特征指示酸性岩浆岩源主要来自古老的地壳,并混有部分幔源物质。地幔物质的存在暗示了同时期来自地幔的物质不仅参与右江褶皱带晚白垩世岩浆作用的形成,可能为的地壳部分熔融,花岗岩岩浆的形成提供了热能。西大明山地区酸性岩浆具有高δ^(18)O_(Zrn)值和低ε_(Hf)(t)值且低Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值(即低氧逸度),显示出有利于形成大型以Pb-Zn为主的矽卡岩型矿床特征。本文研究结果表明,锆石O-Hf同位素综合研究能限定幔源岩浆参与花岗岩形成中的作用能帮助更加准确的限定岩浆源区。同时锆石氧同位素可以作为成矿规律研究的有效途径之一。