东天山古生代玉海铜矿岩浆成因与成矿过程.pdf

摘 要 新疆东天山造山带地处中亚造山带南缘，具有良好的铜成矿潜力与找矿前景，以大 南湖-头苏泉岛弧带中段的土屋和延东大型铜矿为代表，受到众多地质学者的长期关注。 然而，研究区东段新发现的玉海铜钼矿床尚缺乏深入系统的研究，相关的岩浆活动和成 矿作用认识不足。因此，本文选取玉海铜钼矿床为研究对象，通过详实的野外工作和室 内分析，对矿区各期岩浆岩体开展了年代学、岩石地球化学、Lu-Hf 同位素、Sr-Nd-Pb 同 位素以及矿物电子探针成分分析。玉海铜钼矿主要呈浸染状或脉状分布于钾化和绢英岩 化蚀变带，主要赋存于石英闪长岩和花岗闪长岩中，少量产于正长花岗岩侵入体中。LA- ICP-MS 锆石 U-Pb 年代学数据表明，玉海酸性花岗岩 （正长花岗岩）侵位于石炭纪 （318~320 Ma ），形成时间晚于矿区志留纪 （442~430 Ma ）的中性闪长岩（石英闪长岩和 花岗闪长岩）。岩石地球化学结果表明，玉海中-酸性岩浆岩具较高的Y 、Yb 含量和较低 的Sr/Y 比值，属于正常弧岩浆岩，与该构造带中段大型斑岩铜矿区（如土屋-延东）俯冲 板片来源的埃达克质岩体的地球化学属性明显不同。玉海酸性花岗岩具较高的 SiO2 （≥ # 74.90% ）和K O （≥ 3.48% ）含量，较低的Mg 和相容元素含量（如Cr = 0.65~3.37 ppm; 2 Ni = 0.63~ 1.02 ppm），且明显亏损高场强元素 （如Nb 、Ta 和Ti ）。结合同位素特征，如 87 86 较低的初始 Sr/ Sr （≤ 0.7033 ）、正的εNd （t ）（4.0~5.9 ）和εHf （t ）（≥ 11）值、年轻的 TDMC 年龄，和不均一的Pb 比值（18.549~ 19.465），指示正长花岗岩的母岩浆为新生下地 壳物质的部分熔融，并混有部分古老的地壳组分。相比之下，玉海中性闪长岩较低的SiO2 和K O 含量、较高的Mg# （40~56 ）和不均一的ε （t ）值，指示其起源于板片流体或熔 2 Hf 体交代的亚大陆岩石圈地幔物质的熔融作用。根据玉海岩浆岩的锆石微量和斜长石主量 成分，进一步估算其氧逸度和含水量大小，认为志留纪中性闪长岩的母岩浆为中度氧逸 度 （EuN/EuN * 0.6 ）且富含水（~9 wt.% ），有利于斑岩铜矿化，而石炭纪正长花岗岩的 母岩浆为弱等氧逸度 （Eu /Eu * = 0.3~0.6 ），但也富水（~6 wt.% ）。结合对比区域岩浆活 N N 动和相关斑岩铜成矿作用，提出玉海铜钼区古生代岩浆作用及铜成矿作用形成于岛弧构 造环境，岩浆性质及其源区组分很可能是控制大南湖-头苏泉岛弧带中、东段斑岩铜矿分 布和规模的关键因素。 关键词：地质年代学，地球化学，岩浆作用，玉海铜钼矿床，东天山 Abstract The Eastern Tianshan belt, which is the southern part of the Central Asian Orogenic Belt, has a great ore-forming potential and prospecting potential for porphyry Cu mineralization. Owing to their economic significance, numerous studies focus on the large-scale Tuwu and Yandong deposits located in the middle section of the Dananhu-Tousuquan Arc. However, the porphyry metallogenic system in the eastern section is poorly understood. Based