青海牛苦头矿区两期岩浆岩及其矽卡岩型成矿作用

摘要

牛苦头矿床位于东昆仑造山带祁漫塔格地区中段,目前已探明Pb+Zn资源量116万吨(推断及以上),为祁漫塔格地区探明的最大矽卡岩型铅锌矿床之一.M1、M4以及M2三个磁异常区(矿段)为牛苦头矿区主要的矿段(点),矿区发育大量与铅锌多金属矿成矿密切相关的花岗质岩体.本文通过对M1、M4以及M2三个矿段典型矿床地质特征、蚀变与矿化分带空间关系的研究,初步确定了 M1和M4矿段钻孔底部的花岗闪长岩、M2矿段钻孔底部的二长花岗岩为成矿岩体.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,牛苦头矿区花岗质岩浆岩主要分为两期:M1和M4矿段的花岗闪长岩,其时代为375～353Ma,对应于海西期;M2矿段钻孔底部的二长花岗岩,其时代为216～212Ma,对应于印支期.全岩主微量元素地球化学研究表明,M1和M4矿段海西期花岗闪长岩为钙碱性系列-高钾钙碱性系列Ⅰ型花岗岩,Mg#值相对较高(平均44.23),含有大量暗色包体,具有弱的δEu负异常(0.68～0.87),以上特征暗示其源区形成过程中存在地慢物质的参与,类似于变玄武质角闪岩源区.其富集LREE和大离子亲石元素,亏损HREE和高场强元素,显示出后碰撞岩浆岩的地球化学性质.M2矿段钻孔底部的印支期二长花岗岩,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列Ⅰ型花岗岩,Mg#值相对较低(平均27.05),不含暗色包体,较为明显的δEu负异常(0.11～0.56),∑REE为113×10-6～512×10-6,富集LREE和大离子亲石元素、亏损HREE和高场强元素,Rb/Sr比值高,代表了较高分异的岩体,其源区类似于变砂岩源区.综合区域构造-岩浆演化地质背景,本文认为牛苦头海西期花岗闪长岩形成于晚泥盆世始特提斯洋闭合后的后碰撞阶段背景下,地幔底侵古老陆壳,由幔源岩浆与壳源岩浆混合而形成.而晚期印支期二长花岗岩则形成于晚古生代古特提斯洋闭合后的后碰撞环境,类似于变砂岩岩性地壳的部分熔融并经历了较强分异演化而成.结合矿床地质及矿物学特征,本文初步将牛苦头矿区划分为两个成矿系统:即M1、M4海西期成矿系统和M2印支期成矿系统,分别对应海西和印支两期岩浆成矿作用.