内蒙古中兴铅锌矿床成矿作用与岩浆活动的关系：年代学和地球化学证据

摘要

我国大兴安岭成矿带岩浆-构造活动频繁，产出有世界级的铅锌银矿资源。该区域发现的大量矿床均与岩浆活动关系密切。大兴安岭岩浆活动主要集中于晚侏罗世（190～160 Ma）和早白垩世（140～130 Ma）两个时期，而区域矿床成矿年龄主要集中于约140 Ma和120 Ma两个时期。前人研究表明，区内多数矿床形成于140 Ma左右，对应早白垩世岩浆活动。本文采用锆石U-Pb定年和全岩地球化学分析手段，对区内典型的中兴铅锌矿床及岩石进行研究。分析结果显示，成矿的发生与研究区的安山玢岩并不具直接的成因关系。流体仅可能在运移过程中通过与安山玢岩的交代作用，使部分Pb、Zn和Ag等成矿物质进入流体。矿区安山玢岩岩石学研究显示其为安山岩-玄武质安山岩。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS） U-Pb定年结果表明其形成于（164.1±3.3） Ma,属于中侏罗世晚期。安山玢岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素，亏损重稀土和高场强元素如Nb和Ba等。La/Nb=3.43～4.09,La/Ta=44.80～54.32,TiO₂含量（0.92%～1.01%,均值为0.95%）,岩浆和构造系列判别分析结果显示为大陆边缘弧高钾钙碱性-钾玄岩，并具有轻微负Eu异常，轻重稀土元素分馏明显，推测其形成主要与蒙古—鄂霍茨克洋向华北板块的南向俯冲有关。矿石与安山玢岩的微量元素在一定程度上相似，指示水岩反应的发生。结合前人区域年代学结果、井下矿体与岩体接触关系及矿石与岩石微量和稀土元素特征，推测中兴铅锌矿床形成于130 Ma左右即早白垩世，晚于安山玢岩的形成。其形成的动力学背景为由挤压向挤压后伸展阶段过渡的岩石圈构造体制转变时期。该转变使岩石圈减薄，软流圈向上底侵，使下地壳部分熔融形成大规模的中酸性岩浆活动。岩浆沿区域断裂上涌，在合适的空间出溶形成成矿流体，导致早白垩世中兴及附近其他矿床的区域集中成矿作用。

关键词

U-Pb定年 / 全岩地球化学 / 中兴铅锌矿床 / 大兴安岭 / 内蒙古

基金资助

国家自然科学基金项目(42122012,42103061); 内蒙古自治区地质勘查基金项目(2022-TZH03)