冈底斯带驱龙斑岩铜矿埃达克岩的形成及其与矿床形成的关系:来自地球化学的约束

摘要

本文对采自钻孔的含矿和不含矿埃达克岩的主、微量元素，Sr-Nd同位素，锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素进行了系统研究并获得了新的成果。驱龙埃达克岩具有低的Mg0(<2wt%)和高的K2O(2wt%-6wt%)，K2O/Na2O值为0.2-2.0,SiO2通常大于64%。这明显不同于环太平洋带与斑岩铜矿有关的埃达克岩。与矿区贫矿埃达克岩相比，含矿埃达克岩具有较高的SiO2和K2O。含矿和贫矿埃达克岩中的锆石分别获得16.2-17.4Ma和16.7-17.5Ma的U-Pb年龄，在误差范围内可以认为二者具有相同的侵位年龄。该年龄值略老于前人所获得的辉铝矿Re-Os等时线年龄C15.99-16.41Ma)。驱龙斑岩具有典型的埃达克岩特征:Sr=259-1195ppm,Y=1.91-9.12ppm,Yb=0.2-0.92ppm,Sr/Y=49-202ppm,(La/Yb)n=13-49。在Sr/Y-(La/Yb)n图中，绝大多数样品落入环太平洋埃达克岩区的下部，靠近大别埃达克岩区;少量样品落入大别埃达克岩区。含矿埃达克岩中的锆石δ18O值4.5-7.3‰(均值6.3‰),εHf(t)值为1.2-10.4‰，非常接近MORB的值。与此相近，不含矿埃达克岩中的锆石δ18O值为4.0-7.4‰(均值6.2‰),εHf(t)值为-15.9-9.3‰。从锆石原位Hf-O同位素值获得幔源熔体和壳源熔体之问的二端元混合曲线，且以幔源为主。全岩Sr-Nd同位素变化较大，其值分别为:(87Sr/86Sr)i=0.70490-0.705053和εNd(t)=0.512626-0.512659，这暗示了埃达克质岩浆形成过程中存在混合作用。驱龙矿区和环太平洋带埃达克岩的明显差异表明驱龙斑岩铜矿的独特性，或者目前所研究的含矿埃达克岩样品并非成矿埃达克岩。考虑到含矿埃达克岩和贫矿埃达克岩具有相同的地球化学性质，且其锆石U-Pb年龄老于辉铝矿的Re-Os等时线年龄，后一种可能性更加令人信服。