桂北新元古代铜镍硫化物矿床成矿年代学与地质地球化学特征

摘要

本研究主要通过对一洞和清明山矿区的坑道、钻孔及附近地表的系统取样，详细研究其地质地球化学特征及成矿年代学，探讨桂北铜镍矿床的成矿机制。对采自清明山矿区赋矿岩体的岩芯样品ZK30703进行了SIMS锆石U-Pb年龄测试，结果表明赋矿岩体的结晶年龄为843.7±7.2Ma，代表了宝坛地区岩浆铜镍矿床的成矿年龄。本文的最新定年结果精确地限定了宝坛地区铜镍成矿时代为新元古代中期。稀土配分模式上，LREE富集且分异明显，HREE分异不明显。宝坛地区基性-超基性侵入岩的源区可能为四堡运动期间受俯冲流/熔体交代富集的岩石圈地幔。在铜镍硫化物成矿过程中，岩浆对围岩的同化混染被认为对促进S的饱和起到了重要作用，围岩的贡献主要表现为提供壳源硫和/或加入富硅组分。矿石原位硫同位素特征（δ34S介于0.56‰～3.11‰）暗示壳源硫的加入对硫达到饱和状态的贡献很小。与成矿有关的岩浆遭受了四堡群文通组围岩的同化混染（～15%）。已有实验研究证实富含SiO2的地壳物质加入基性岩浆时会降低岩浆中S的溶解度。相对于壳源硫的贡献，围岩中富硅组分的加入才是导致宝坛地区基性岩浆中的硫达到饱和，进而发生硫化物熔离形成矿床的关键因素。