西藏岡底斯斑巖成礦帶(圖1)是不同于世界上產于俯沖背景的斑巖成礦帶,它產于獨特的后碰撞背景下。而產于這種背景下的斑巖型銅鉬礦床的成礦物質來源以及成礦巖漿成因還不十分清楚,這引起了中外礦床學家的強烈關注。
中科院地質與地球物理研究所造山帶與成礦作用課題組博士后李金祥及合作者對西藏岡底斯斑巖成礦帶多個礦床的成礦斑巖(二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖)進行了詳細的鋯石U-Pb年代學、鋯石原位Hf同位素以及地球化學的研究,得出岡底斯成礦斑巖形成于中新世(19-14Ma);具有高Sr(394-1106ppm)、低Y含量(6.2-10.3ppm)及高Sr/Y比值(63-158),顯示岡底斯成礦斑巖具有埃達克巖質巖石特征;并富集大離子親石元素(Cs、Rb、Ba等)而虧損高場強元素(Nb等),以及鋯石正εHf(1.4-10)特征,暗示成礦斑巖可能來源于初生島弧基性下地殼石榴石角閃巖相的熔融。而且,高Th/Nb比值的成礦斑巖具有較高87Sr/86Sr、較低εNd和εHf的值,而低Th/Nb比值的成礦斑巖具有較低87Sr/86Sr、較高εNd和εHf的值,顯示成礦巖漿的源區(初生島弧基性下地殼)可能來源于早期島弧階段受俯沖流體和沉積物熔體交代的地幔楔熔融。
本研究同時建立了岡底斯斑巖型礦床的成因模式,即成礦斑巖可能來源于增厚初生島弧下地殼的熔融(圖2);成礦斑巖可能繼承了早期島弧階段巖漿形成斑巖型礦床的能力。
該研究成果近期發表在國際知名的地質學期刊Lithos上(Li et al. Post-collisional ore-bearing adakitic porphyries from Gangdese porphyry copperbelt, southern Tibet: Melting of thickened juvenile arc lower crust. Lithos. 2011, 126: 265-277)。
圖1:青藏高原大地構造簡圖(a)和西藏岡底斯斑巖成礦帶的地質圖以及礦床分布圖(b)
圖2:西藏岡底斯斑巖成礦帶成礦斑巖的成因模式 (a) 印度-歐亞大陸碰撞之前,新特提斯洋片俯沖到拉薩地體深部,發生板片脫水和熔融,攜帶Cu、Au等成礦元素而交代上覆地幔楔;地幔楔熔融形成巖漿上升在殼幔邊界形成基性島弧下地殼。(b) 在20Ma左右,由于印度-歐亞大陸碰撞造成地殼的增厚,基性下地殼發生了石榴石角閃石巖相變質;而后由于軟流圈的上涌加熱造成早期島弧基性下地殼的熔融形成埃達克質成礦斑巖。