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地質所相關研究重塑對狼山-渣爾泰硫化物成礦帶區域成礦作用的基本認識

來源:地調局地質所 作者:高兆富 發布時間:2019-09-23

內蒙古狼山-渣爾泰地區分布著東升廟、炭窯口、甲升盤和獲各琦等一系列多金屬硫化物礦床,是世界上著名的元古宙多金屬硫化物成礦帶。這些硫化物礦床長期以來被認為都屬于華北克拉通北緣元古宙裂谷環境下的熱液噴流-沉積(SEDEX)成礦系統,傳統被劃分為南礦帶(以炭窯口、東升廟、甲升盤等礦床為代表)和北礦帶(以獲各琦礦床為代表)。自然資源部中國地質調查局地質研究所朱祥坤研究員課題組通過多年研究,發現這些礦床并非都是形成于元古宙裂谷環境下的SEDEX成礦系統:北礦帶的獲各琦礦床的形成與中三疊的構造-巖漿熱事件有關,是典型的熱液礦床;南礦帶的三個典型礦床主體都屬于元古宙SEDEX成礦系統,其中狼山地區的炭窯口和東升廟形成于同一個次級盆地, 渣爾泰地區甲升盤礦床形成于相似的構造背景,但混入了更多殼源物質。

鉛(Pb)同位素地球化學為該研究的主要手段。長期以來Pb同位素廣泛地被應用于追溯成礦物質來源,是礦床學研究中一項重要的示蹤技術手段。考慮到各類硫化物U/Pb和Th/Pb比值一般較低,它們的Pb同位素研究對于解決不同硫化物礦床及其不同類型礦化的成因關系具有重要的應用價值。作為礦床主體,層控/層狀礦體中的塊狀礦石是本次調查的主要研究對象。其中位于南帶的層狀硫化物礦床(炭窯口、東升廟和甲升盤)總體上相對富集非放射性成因鉛(206Pb/204Pb=14.9~16.5), 主體屬于元古宙同生或近同生成礦系統(SEDEX礦化)的產物。而位于北帶的獲各琦礦床未見古老礦石鉛(206Pb/204Pb<17.00)的報道,明顯更富集放射性成因鉛(206Pb/204Pb=17.0~18.0),與前人報道的中三疊世角閃輝長巖(~240 Ma)的普通Pb及阿拉善地區顯生宙珠拉扎嘎金礦的礦石Pb同位素組成類似。這些特征指示狼山北帶硫化物礦床與南帶典型礦床屬于不同的成礦系統,即不屬于元古宙裂谷環境下的SEDEX成礦系統。

另外,炭窯口-東升廟礦床的脈狀礦石Pb同位素組成與塊狀礦石有明顯重合,同時脈狀礦石放射性鉛部分又與圍巖中的成巖黃鐵礦的Pb同位素組成一致,表明脈狀礦石是后期區域變質作用過程元古宙礦石鉛和圍巖中的演化鉛混合的產物。同時因與礦區周邊海西期鉀長石的普通Pb同位素組成差別較大,也排除了巖漿疊加成因。前人報道的甲升盤礦床的脈狀礦石與塊狀礦石Pb同位素差別較大,其中脈狀礦石鉛與海西期花崗巖普通Pb同位素組成一致,指示脈狀礦石屬后期巖漿熱液疊加成因。

該研究以Pb同位素為主要研究手段重塑了對狼山-渣爾泰成礦帶區域成礦作用的基本認識,對于厘清這一世界典型元古宙鉛鋅成礦帶不同礦床的成因關系提供了依據, 同時也對該地區區域勘察找礦具有指導意義。

上述研究由地質所朱祥坤研究員主持展開,受國家自然科學基金項目(41803025、41873027)、地質調查項目(DD20190002)及中國博士后科學基金(2018M641433)等聯合資助。相關研究成果發表在期刊《Precambrian Research》和《Journal of Asian Earth Sciences》。

狼山-渣爾泰成礦帶典型硫化物礦床鉛同位素組成特征及不同亞帶(南狼山、北狼山及渣爾泰)之間的鉛同位素組成差異

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