拉拉铁铜矿床成因:来自隐爆角砾岩结构定量化和锆石U-Pb年代学的证据

拉拉铁铜矿床被认为是中国西南地区规模最大的元古代内生金属矿床。该矿床主要赋存于古元古代河口群地层中,传统上被归属为火山喷流-沉积成因。近年来,一些学者陆续发现拉拉铁铜矿床中有Au、REE、Mo等金属的富集,因而将其归属为IOCG矿床。但是,对该区出露的隐爆角砾岩及其与成矿作用的关系缺乏详细报道,因而对矿床成因和成矿时代的判断尚显依据不足。作者对拉拉铁铜矿床的小露天采坑及其邻近地区进行了详细野外地质观察和剖面测量,发现采坑内出露的角砾岩具有隐爆角砾岩的特征。角砾主要来自下伏河口群的细碧-角斑岩建造,呈棱角状-次圆状,由热液物质胶结,且胶结物中见有矿化现象。定量化结构分析表明,隐爆角砾岩中的角砾具有机械破碎成因的特点,其分形特征与火山碎屑岩类似,定向程度和圆度明显不同于断层角砾岩。对角斑岩和隐爆角砾岩分别进行了锆石U-Pb年代学分析。来自角斑岩中的锆石晶体具有典型的岩浆锆石特征,产生了1720±11Ma的锆石U-Pb年龄;而来自隐爆角砾岩的锆石晶体展示了较显著的后期热液改造特征。岩相学观察表明,细碧岩和角斑岩在成矿作用之前经受过强烈构造变形,表现为岩石的片理化,而沿片理面充填的含矿细脉则没有任何变形的迹象。据此可以得出结论:(1)拉拉铁铜矿床的形成时间明显晚于细碧-角斑岩建造,不支持火山喷流-沉积成因的观点;(2)矿区内产有与成矿作用紧密相关的隐爆角砾岩,后者被认为是IOCG型矿床的重要标志之一。前人报道的成矿元素组合特征以及本文提供的新证据支持该矿床为IOCG型矿床的认识。其成矿过程为成矿流体在流体库中膨胀后并由下部上侵,下部流体遇薄弱带侵入成矿,上部流体在密闭空间内形成超压进而发生爆破,并侵入细碧岩的片理中成矿,这种成因过程类似于透岩浆流体成矿模型。

拉拉铁铜矿床成因:来自细碧-角斑岩岩相学和地球化学的证据

拉拉铁铜矿床是康滇铜矿带最大的IOCG矿床之一,过去曾一度被认定为海底喷流成因,现已逐渐被学者摒弃。然而,对于典型IOCG矿床的实例研究尚存在诸多疑问,特别是对拉拉地区广泛分布的钠长岩类与成矿关系的争议颇多。文中通过对拉拉小露天采场细碧角斑岩建造进行岩相学、地球化学和电子探针面扫描研究,发现其成矿期晚于细碧角斑岩建造形成时期,不存在火山喷发沉积成矿期。岩相学研究表明,角斑岩基质中既有原生钠长石呈残余斑晶产出,也有次生钠长石呈它形粒状交代原生钠长石现象,且角斑岩含矿量较细碧岩低;钠长石的电子探针面扫描显示磁铁矿沿钠长石四周分布,且晚期成矿流体具有富K和Al的特点,说明细碧岩受到了晚期构造变动的影响。成矿流体呈脉状侵入到细碧岩的片理中,在片理化带发育大量黑云母、白云母,并富集大量的金属氧化物、金属硫化物。地球化学显示,细碧角斑岩明显富集Nb、Ta、Zr和Hf,强烈亏损Ba、Pb、Sr和Ti,∑REE变化较大,成矿流体的Na含量较低且富含大量的K、Al、CO2和H2O。87Sr/86Sr初始比值为0.701 26～0.762 41,显示其受到了地壳混染影响。5件角斑岩εNd(t)值为-1.09～6.75,暗示流体上升途径亏损地幔—地壳的过程。成矿流体来自地下深处的岩浆房,不断上升至地壳,在上升过程中侵入到薄弱带或片理化岩石成矿,这一成矿过程类似于透岩浆流体模型。