内蒙古巴彦都兰铜矿地质特征及矿床成因——岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素证据

巴彦都兰铜矿是内蒙古二连浩特—东乌旗成矿带近年来新发现的一处中—高温热液脉型铜多金属矿床。通过对矿区内与成矿关系密切的花岗岩岩体开展同位素年代学、岩石地球化学和Hf同位素测试,据此探讨了该矿床的成因机制。分析结果显示,黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(300.2±2.2)Ma和(300.0±2.0)Ma;具有富硅、高钾钙碱性、弱过铝质,富集轻稀土元素及Rb、K等大离子亲石元素,亏损Sr、Nb、Ta等高场强元素的特征;锆石Hf同位素εHf(t)=6.1~10.7,TDM2=632~924 Ma,表现出洋壳俯冲形成的新生下地壳部分熔融的特征。综合研究认为,巴彦都兰铜矿形成的大地构造背景处于晚石炭世—早二叠世二连—贺根山洋盆闭合、区域构造环境逐渐由挤压转为后碰撞的伸展环境,在此期间碰撞后的岩石圈拆沉作用以及拉张机制下上涌的地幔物质使得新生下地壳得到再活化,产生的混合有基性幔源物质的酸性岩浆体系为成矿系统提供了主要成矿物质与流体。

内蒙古东乌旗巴彦都兰铜矿床地质和地球化学特征及其意义

内蒙古巴彦都兰铜矿床位于二连—东乌旗成矿带,该矿区出露下泥盆统泥鳅河组粉砂岩和海西中期黑云母花岗岩体,铜矿体呈脉状产出于泥鳅河组粉砂岩中,严格受断裂控制。主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等,脉石矿物主要为石英和碳酸盐岩等。矿区黑云母花岗岩La-ICP-MS锆石^(206)Pb/^(238) U加权平均年龄为303.5 Ma±1.1 Ma,铜矿床属于晚古生代构造-岩浆作用的产物。岩石地球化学特征反映黑云母花岗岩属准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列,A/CNK值介于0.99~1.04之间,高碱(w(K_2O+Na_2O)=7.36%~8.73%),富钾(w(K_2O)/w(Na_2O)=1.08~1.66),其形成具有岛弧或后碰撞环境I型花岗岩特征;微量元素特征显示岩体可能形成于后碰撞伸展阶段早期的构造环境中。黄铜矿硫同位素组成介于0.1×10^(-3)~2.1×10^(-3)之间,反映成矿所需的硫可能来自于岩浆,巴彦都兰铜矿区花岗岩很可能是成矿硫的提供者。