探討高鎂火山巖形成機(jī)制及其與斑巖成礦相關(guān)巖漿作用之間的成因聯(lián)系，可為揭示斑巖礦床深部源區(qū)特征、巖漿演化及動力學(xué)背景提供新的思路。

 

北方造山帶東部自早古生代以來經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋、古太平洋三大構(gòu)造體制的復(fù)合造山及成礦作用，但不同構(gòu)造體制間復(fù)合疊加的表現(xiàn)形式、時空關(guān)系、構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換時限及其與成礦作用間的耦合關(guān)系尚不明確。基于這一科學(xué)問題，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“北方東部復(fù)合造山成礦系統(tǒng)深部結(jié)構(gòu)與成礦過程”的支持下，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生趙超與導(dǎo)師秦克章及合作者，對中亞造山帶東段*古老的黑龍江多寶山斑巖銅礦床的巖漿過程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在扎實(shí)的采坑地質(zhì)填圖基礎(chǔ)上（圖1），他們識別出多寶山斑巖銅礦發(fā)育4期巖漿作用：成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合，近成礦花崗閃長巖及花崗閃長斑巖，成礦后玄武安山巖，以及中生代英云閃長巖。

 

研究人員通過對這4期巖漿作用進(jìn)行系統(tǒng)的年代學(xué)研究，確定了成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合形成于506-485 Ma、近成礦花崗閃長巖-花崗閃長斑巖侵位于479-476 Ma，成礦后玄武安山巖噴發(fā)于～450 Ma，成礦后中生代英云閃長巖侵位于～223 Ma。通過系統(tǒng)的鋯石Hf-O同位素、全巖主量、微量元素以及Sr-Nd同位素綜合分析得到以下結(jié)論：

 

（1）多寶山成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合（506-485 Ma）SiO2含量介于49.33-56.84 wt%，具有高M(jìn)gO含量（6.20–11.23 wt%）及Mg#值（58-67），富集LILEs，虧損HFSEs，具有低的初始Sr同位素（87Sr/86Sr=0.70272-0.70451），高的εNd(t)（4.8-8.7）及鋯石εHf(t)（7.3-15.9）同位素組成，并具有高Sr（平均619.36 ppm）、低Y（平均11.92 ppm）和Yb（平均1.21 ppm）的類埃達(dá)克巖（adakite-like）微量元素組成。通過與全球高鎂安山巖（HMAs）進(jìn)行對比，認(rèn)為多寶山成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合類似于adakitic HMAs或bajaitic HMAs（圖2），形成于經(jīng)俯沖板片熔體交代的地幔楔部分熔融源區(qū)。

 

（2）近成礦花崗閃長巖-花崗閃長斑巖（479-476 Ma）以及成礦后中生代英云閃長巖（～223 Ma）均具有高Sr、低Y及Yb的類埃達(dá)克巖微量元素組成及虧損地幔Sr-Nd及鋯石Hf-O同位素組成，它們可能形成于新生下地殼的部分熔融或形成新生下地殼的幔源巖漿物質(zhì)在殼幔邊界經(jīng)過MASH過程演化而來。

 

（3）成礦后玄武安山巖（～450 Ma）具有與成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合（506-485 Ma）以及近成礦花崗閃長巖-花崗閃長斑巖（479-476 Ma）不同的地球化學(xué)特征（平坦的REE配分，低Sr/Y和(La/Yb)N等），屬拉斑玄武巖系列，具有高的Ba/La（平均37.55）和低的Th/Yb（平均0.38）比，顯示流體交代而非熔體交代的特征，因此可能形成于一次新的俯沖事件下板片脫水交代地幔楔部分熔融源區(qū)。

 

地球化學(xué)綜合分析發(fā)現(xiàn)多寶山成礦前高鎂玄武巖-安山巖組合（506-485 Ma）與近成礦花崗閃長巖-花崗閃長斑巖（479-476 Ma）之間存在演化關(guān)系（圖2），來自俯沖板片熔體交代地幔楔部分熔融形成的高鎂熔體一部分噴發(fā)至地表形成高鎂的玄武巖-安山巖組合，其余大部分底墊至下地殼底部形成新生下地殼的一部分，并通過MASH+AFC過程演化成近成礦花崗閃長巖及花崗閃長斑巖，在持續(xù)俯沖作用下來自地幔的高鎂熔體為上覆斑巖系統(tǒng)提供了成礦必要的金屬、硫、水以及高的氧逸度環(huán)境。

 

通過綜合對比多寶山發(fā)育的4期巖漿作用及區(qū)內(nèi)其他巖漿活動，結(jié)合東北地區(qū)早古生代-中生代構(gòu)造背景，認(rèn)為506–476 Ma多寶山地區(qū)處于古亞洲洋向北的持續(xù)俯沖構(gòu)造背景，～450 Ma左右古亞洲洋開啟了一期新的向北俯沖事件，二疊紀(jì)晚期古亞洲洋在東北地區(qū)完全閉合，自此東北地區(qū)構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變?yōu)槊晒?鄂霍茨克洋和古太平洋構(gòu)造體制，～223 Ma的巖漿活動是蒙古-鄂霍茨克洋南向俯沖作用的產(chǎn)物，因此多寶山斑巖銅礦床的形成是古亞洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋構(gòu)造體制復(fù)合造山作用的結(jié)果（圖3），其后期抬升剝蝕可能與古太平洋的俯沖有關(guān)。

 

該研究首次將高鎂玄武質(zhì)-安山質(zhì)火山巖的成因與新生下地殼及斑巖銅礦的形成相結(jié)合，為理解殼-幔相互作用及俯沖帶斑巖成礦的深部巖漿過程提供新的思路。