新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质:来自He—Ar同位素证据

摘要

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床.前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识.本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究.研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25～3. 19 Ra(平均0. 97 Ra),无矿伟晶岩与外围伟晶岩n( 3He) /n( 4He) 为0. 13～5. 32 Ra(平均1. 13 Ra),均介于壳源与幔源He之间.根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算:含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3. 55% ～ 48. 92%,平均值为14. 67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为 1. 70% ～ 81. 79%,平均值为 17. 13%.含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n( 36Ar) 为552. 50～13353. 00,n(40Ar?)相对含量为46. 52% ～ 97. 79%,平均值为87. 25%,大气的Ar贡献平均为12. 75%.分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少.值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融.新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体.