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    摘要

    老挝Sepon地区是东南亚Truongson褶皱带中重要的铜金钼矿集区,区内出露Thengkham、Khanong和Padan等多个英安斑岩岩体。以往针对Thengkham和Khanong两个成矿岩体开展了系统研究和找矿勘查评价,基本厘定了成矿时代、蚀变类型、岩石地球化学组成和成矿特征。Padan是矿集区内同一构造带中出露的又一个重要的英安斑岩岩体,但其成岩时代、蚀变特征以及岩浆岩属性还不清楚,制约了找矿勘查的部署。文章针对目前尚未获得找矿突破的Padan英安斑岩开展了年代学和岩石地球化学分析,获得了锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄为(283.1±1.7) Ma (MSWD=0.006,n=10),代表了其结晶年龄。Padan英安斑岩的w(SiO2)为69.4%~74.0%,w(K2O)为5.02%~5.46%,w(MgO)为0.45%~0.81%,具有高硅、富钾、低镁的特征。英安斑岩的A/CNK > 1.1,为过铝质岩石;富集Rb、K、Ba、Th和U等大离子亲石元素,而亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素;稀土元素总量低、轻稀土元素相对重稀土元素富集,δEu的变化范围在0.53~0.94,平均值为0.78。岩石地球化学特征表明,Padan英安斑岩为钾玄岩系列至高钾钙碱性系列的I型岛弧花岗岩,母岩为受上地壳物质混染的地幔楔部分熔融的产物,并经历了较高程度的岩浆结晶分异作用。基于Padan岩体与区内其他成矿岩体具有相似的成岩年龄、矿化蚀变组合、物质组成以及构造演化历史,文章认为Padan岩体具有良好的斑岩型矿床成矿潜力。

    Abstract

    The Sepon district in the Truongson fold belt is an important Cu-Au-Mo ore cluster in Laos, where several rhyodacite porphyritic intrusions, including the Thengkham, Khanong and Padan, are exposed within the area. Previous scientific studies and exploration evaluations focusing on the mineralization associated-Thengkham and Khanong intrusions have revealed their magma ages, alteration assemblages and host rock geochemical compositions. The Padan rhyodacite is another intrusion in Sepon district but underwent limited study, which hinder further evaluation on its mineralization potential. This study focuses on the Padan rhyodacite porphyry, which is spatially close to the mineralized rhyodacite porphyritic intrusions but has yet to be discovered for significant resources, for geochronology and bulk geochemical composition analysis. Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating yielded a concordia age of (283.1±1.7) Ma (MSWD=0.006,n=10), representing the crystallization age of the rhyodacite porphyry. The Padan intrusion is characterized by elevatedw(SiO2) andw(K2O) but depletedw(MgO) compositions, varying from 69.4% to 74.0%, 5.02% to 5.46%, and 0.45% to 0.81%, respectively. The rhyodacite porphyry have A/CNK ratios greater than 1.1, showing the characteristics of peraluminous rocks. In addition, the rhyodacite porphyry is enriched in large-ion-lithophile-elements (e.g., Rb, K, Ba, Th, and U) but depleted in high-field-strength elements (e.g., Nb, Sr, P, and Ti). Total rare earth element compositions are low, withδEu anomalies varying from 0.53 to 0.94 with an average of 0.78. The chondrite-normalized REE distribution patterns show enrichment of LREE compared to the HREE. In summary, geochemical compositions suggest that the Padan rhyodacite porphyry is I-type granite belonging to the shoshonite series or high-K calc-alkaline series. Magma was derived from the partial melting of UCC-involved mantle wedge and subjected to a high degree of crystallization differentiation. Based on the similarities in mineralization age, alteration assemblage, bulk geochemical composition, and magma evolution history between the Padan intrusion and other ore-bearing intrusions in the area, we infer that the Padan intrusion has good potential for economic porphyry type mineralization.

  • epon斑岩型铜金钼矿集区位于老挝中南部沙湾拿吉省,是老挝境内最大的铜金生产基地,已经探明的铜超过138万吨,金超过134 t(Smith et al., 2005),并且近年来找矿成果显著,金的资源/储量达到200 t。Sepon矿集区内的铜金矿床成矿作用与英安斑岩密切相关,形成了斑岩体内部的斑岩型铜金钼矿化、斑岩体边部的矽卡岩型铜金矿化、斑岩体近端的碳酸盐岩交代型铅锌银矿化以及斑岩体远端的富碳质沉积岩容矿型金矿化等4种矿化类型(朱华平等,2013;Sillitoe, 2010)。前人对Sepon矿集区的基本地质特征、岩石地球化学组成、成岩成矿时代开展了深入研究(Loader, 1999; Manini et al., 2001; Cromie, 2010; Cromie et al., 2018; Wang et al., 2018)。矿集区内发育包括Thengkham、Khanong和Padan在内的多个英安斑岩岩体,找矿勘查成果表明,目前发现的铜金钼矿化主要与Thengkham和Khanong岩体有关,而围绕Padan岩体的找矿勘查工作一直未取得突破。Cromie (2010)通过系统的地质年代学研究,认为矿集区内广泛发育的英安斑岩形成于(280±6) Ma至(297±7) Ma之间,该年龄与Wang等(2018)获得的(302.1±2.9) Ma的成岩年龄在误差范围内一致,反映了该区具有较长的岩浆活动历史,但岩浆活动是否具有多期次多阶段特征并不清楚,尤其是针对Padan岩体的研究比较薄弱,因此,有必要对Padan岩体的形成时代和地球化学组成进行系统研究,并与其他成矿岩体对比,以期进一步探索Padan岩体原生铜金钼矿的成矿潜力。

    基于此,本文在前人研究的基础上,结合详细的野外地质调查和显微镜观察,厘清老挝Sepon矿区Padan岩体的岩相学特征,利用锆石U-Pb同位素测年和全岩地球化学组成分析等手段,探讨Padan岩体的形成时代、岩石成因、成岩物质来源以及大地构造环境等,通过对比Padan岩体和Thengkham、Khanong岩体的侵位年龄和蚀变组合,确定其异同性,为矿集区内的找矿勘查工作提供支撑,并丰富区域铜金成矿理论。

    1Sepon矿集区地质特征

    老挝整体位于印支地块的中北部,由南部的Kontum变质核杂岩、西北部的Sukhothai褶皱带和Loei褶皱带,以及东北部的Truongson褶皱带组成(图1)。Sepon矿集区位于Truongson褶皱带的东南端,该褶皱带从老挝中北部近NW向延伸至越南中部地区(王宏等,2015)。Truongson褶皱带由古特提斯洋演化而来,经历了复杂的演化历史,早期发育由元古宙—寒武纪早期变质杂岩体组成的结晶基底,早古生代发育由高硅铝质花岗岩组成的大陆壳增生,晚古生代—早中生代则经历了马江洋的SW向俯冲、古特提斯洋闭合,以及印支—华南陆块间的汇聚碰撞和之后的印支期构造-变形变质事件。受到晚古生代左旋挤压作用的影响,在Truongson褶皱带发育了一系列整体呈东西走向的拉张性沉积盆地,为后期的矿床的形成奠定了基础。Truongson褶皱带多期强烈的构造-岩浆活动导致了强烈的成岩-成矿作用,形成了老挝境内最为重要的多金属成矿带,包括多个大型-超大型铁、金、铜、锡矿床,如Phu Kham铜金矿、Nam Pathene锡矿和Pha Lek铁矿等(图1)。

    Sepon矿集区出露的地层以古生界碎屑岩和碳酸盐岩建造为主,为一套滨浅海-深海相沉积和陆相河流沉积(朱华平等,2013)。根据岩性和沉积环境,Sepon矿集区地层可分为8个组(Cromie et al., 2018)。其中,下部的中上奥陶统由底部的砂岩以及顶部的砂岩、粉砂岩互层局部夹灰岩组成,总厚度超过1000 m;志留系岩性以钙质页岩、碳质页岩、碳酸盐岩夹安山质火山岩和火山碎屑岩为主;上部的泥盆系岩性主要为生物碎屑灰岩、碧玉岩、页岩、粉砂岩,以及钙质泥岩组成。矿集区内地层总厚度超过3000 m(Bouttathep, 2013; Thassanapak et al., 2017; Cromie et al., 2018)。

    矿集区内的断裂构造非常发育,主要分为NW向和近EW向2组(图2)。其中,NW向断裂总体上与Truongson褶皱带平行,而EW向断裂与Sepon盆地的基底断裂近平行。2组断裂的交汇部位往往是英安斑岩以及一些中基性火山岩的集中产出部位,也是矿集区内矿化最有利的部位。

    英安斑岩是Sepon矿集区内发育最广泛的侵入岩,与铜金钼矿化关系密切,岩体主要沿着断裂呈岩株状或者岩脉状发育(图2)。英安斑岩中的斑晶主要由石英、斜长石和少量钾长石组成,其中石英多呈粒状或者拉长状,粒径一般>5 mm,含量为5%~15%;斜长石呈自形-半自形的板状结构,粒径一般在5~10 mm之间,含量为5%~25%;钾长石多呈半自形粒状结构,粒径一般<5 mm,含量<5%。此外,英安斑岩中还发育少量角闪石,含量一般<2%。除了英安斑岩外,矿集区的南部还发育大规模花岗岩岩基,具有典型的花岗结构,矿物组成除了石英、长石和云母外,还发育大量角闪石,Cromie(2010)利用LA-ICP-MS锆石U-Pb获得花岗岩基的侵入年龄为247~243 Ma。此外,在Sepon矿集区的东部和南部,还发育少量安山岩。安山岩多呈雁列脉状产出,与矿集区内受构造控制的剪切带型金矿密切相关。

    Sepon矿集区内英安斑岩岩体主要发育在矿集区的中部,从东向西总共出露了近10个岩体,其中,斑岩型铜金钼矿化与Thengkham和Khanong岩体密切相关,在斑岩与碳酸盐岩的接触带上还发育矽卡岩型矿化。受到表生作用的影响,原生斑岩型矿体发生次生富集作用,形成辉铜矿和斑铜矿等,在表生氧化环境中被氧化形成大量蓝铜矿和铜蓝等。Thengkham和Khanong岩体具有典型的斑岩型矿床的蚀变特征,形成了钾化、青磐岩化、绢英岩化和泥化的蚀变组合。蚀变岩中发育多期次石英网脉,并形成不同期次的硫化物(图3a)。Padan岩体在地表呈EW向沿区域断裂发育,呈脉状、纺锤状分布,走向长度约700 m,最宽处约150 m。斑晶的主要矿物为石英、斜长石,另外有少量钾长石、云母和角闪石。石英多呈椭圆状或者粒状,粒度在1~5 mm为主(图3b),斜长石以板状为主,多呈自型结构,受到蚀变作用的影响,显微镜下斜长石表面不平整,但整体自形结构清晰可见(图3c)。Padan岩体与Thengkham和Khanong岩体具有相似的蚀变组合,在地表广泛发育孔雀石化(图3d),硅化是Padan岩体中最普遍的蚀变类型,从浅部到深部均有发育,主要以石英网脉的形式产出,脉宽从几毫米到几十厘米,但以毫米级为主(图3e、f)。从地表向下,蚀变逐渐变为绿泥石化、黏土化和钾化。黄铁矿非常发育,多呈中粗粒状与石英脉密切共生(图3g)。

    2样品和分析测试方法

    本次研究采集了总计15件Padan英安斑岩样品用于岩石地球化学分析,其中1件样品(编号:R324501)用于开展锆石U-Pb年龄分析。为保证样品具有代表性,所有样品间距均超过100 m。另外,样品采自深挖掘的探槽中,未发生风化作用,所有样品清洗后晒干,避免第四纪浮土的污染。

    2.1锆石LA-ICP-MS年代学

    本次采集英安斑岩样品R324501新鲜样品15 kg。锆石挑选过程为:首先将样品破碎,去除粉尘后用铝质淘砂盘富集重矿物,通过磁选、电磁选分离出非电磁部分,再通过淘洗获得锆石精矿,最后在双目镜下挑选出用于定年的锆石颗粒。

    锆石LA-ICP-MS地质年代学分析在中国地质科学院矿产资源研究所“自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室”完成。将待测锆石样品、标样锆石(GJ-1)和人工合成的NIST612硅酸盐玻璃用胶粘在载玻片上,置入PVC环,然后用环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中,固化后从载玻片上取下样品座并进行抛光。用脱脂棉蘸取酒精擦拭样品表面,除去灰尘油渍,利用Finnigan Neptune型多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)和Newwave UP-213激光剥蚀系统对锆石进行微区U-Pb定年分析。激光剥蚀系统参数见侯可军等(2009)。等离子体质谱仪参数为冷却气流速(Ar)15 L/min,辅助气流速0.6 L/min,射频发生器功率为1200 W,束斑直径30 μm,空白采集时间为27 s。年龄权重计算及谐和图绘制均采用Isoplot 3.0(Ludwig, 2003)完成。

    2.2全岩地球化学分析

    全岩主、微量元素分析在澳大利亚布里斯班澳实分析检测中心完成。主量元素测试采用X射线荧光光谱法(XRF),所使用的仪器型号为PW4400。主量元素测试包括玻璃熔制样和烧失量测定2个步骤。首先称取岩石粉末(200目以下)0.7 g与7.0 g助熔剂搅拌均匀装入铂金坩埚中,再加入适量LiBr,然后在1200℃加入20 min,经过充分振荡,将熔融样品倒入模具,冷却后制成玻璃样片待测,检测精度优于5%。烧失量的计算方法为:利用电子天平称取坩埚重量W1,加入约1 g样品后再称取总质量W2,将样品在马弗炉中900℃灼烧3 h后取出,冷却后称取总质量W3。烧失量(LOI)通过公式LOI=(W2-W3)/(W2-W1)计算得出。

    微量元素和稀土元素测试在等离子质谱仪(PE300D)上完成,分析过程如下:称取50 mg 200目以下样品放入坩埚中,加入1 mL HF放在电热板上蒸干去掉大部分SiO2,再加入1 mL HF和1 mL HNO3 充分混合,盖上盖放入烘干箱中,在200℃的环境下分解12 h以上,取出冷却后放在电热板上低温蒸干,然后再加入1 mL HNO3并再次蒸干,上述程序重复一次。最后加入2 mL HNO3和5 mL去离子水,盖上盖子后在130℃溶解残渣3 h,冷却后加入500 ng的Rh内标溶液,转移至50 mL的离心管中。溶液的成分测定在电感耦合等离子体质谱仪上完成,以GSR-5作为标样,分析精度优于5%,本文稀土元素球粒陨石标准化数据采用Boynton (1984),其他微量元素原始地幔标准化值采用Sun等(1989)推荐值。

    3分析结果
    3.1锆石U-Pb年代学

    结合锆石样品的透射光、反射光和阴极发光图像,本研究选择锆石颗粒表面无裂痕,无包裹体,内部环带清晰的锆石进行测年工作。本次实验共选择94个点进行分析,其中36个点和谐度超过90%(表1)。英安斑岩中的锆石CL图像显示大部分呈长柱状,粒径在100~200 μm之间,可见明显的震荡生长环带,部分锆石CL图像具有清晰的核边构造(如图4中锆石19、26,57)。

    LA-ICP-MS测年结果显示,英安斑岩中的锆石具有多组年龄,其中约280 Ma的锆石占主体(图5)。本研究选择该组锆石中和谐度超过96%的锆石(n=10)进行谐和年龄计算,测得的w(Th)和w(U)分别为23×10-6~202×10-6和123×10-6~1111×10-6 ,除了1个点Th/U比值相对较低以外(0.09),其他锆石Th/U比值均超过0.1,变化范围在0.11~0.50。该组锆石具有出较一致的206Pb/238U年龄,介于277~290 Ma,其加权平均年龄为(283.1±3.2) Ma (MSWD=2.5,n=10),谐和年龄为(283.1±1.7) Ma (MSWD=0.006,n=10),代表了英安斑岩的成岩年龄(图6)。

    3.2全岩地球化学

    15件样品全岩主、微量元素分析结果见表2。主量元素组成表明,Padan英安斑岩体具有高硅、富钾、低镁的特征,岩石具有非常一致的w(SiO2),介于69.4%~74.0%,平均为71.8%。TAS图解(图7a)中样品均投点在花岗岩和花岗闪长岩的界线位置。w(SiO2)-w(Zr)/w(TiO2)图解(图7b)中,样品则落入英安岩范围内。铝含量较高,w(Al2O3)介于16.7%~18.7%,平均为17.7%,铝指数(A/NK)的变化范围为3.01~3.22,铝饱和指数(A/CNK)介于3.00~3.20,在A/NK-A/CNK图解(图7c)中,样品均位于过铝质区域内。岩石全碱含量w(Na2O+K2O)变化在5.07%~5.47%之间,平均值为5.28%,其中w(Na2O)和w(K2O)的范围分别为0.005%~0.06%和5.02%~5.46%,w(K2O)-w(SiO2)图解显示(图7d),样品为钾玄岩系列至高钾钙碱性系列。样品具有较低的钙、钛和磷含量,分别为w(CaO)≤0.02%,w(TiO2)介于0.23%~0.29%,w(P2O5)≤0.03%;铁和镁含量相对较低,w(Fe2O3)在1.86%~2.84%之间,w(MgO)在0.45%~0.81%之间。

    Padan岩体稀土元素含量非常低,介于45.5×10-6~106.1×10-6,其中轻稀土元素(LREE)变化范围为40.9×10-6~97.5×10-6,重稀土元素(HREE)变化范围为4.56×10-6~ 8.66 ×10-6。LREE/HREE比值介于8.18~12.0,稀土元素球粒陨石标准化后(La/Yb)N的比值为5.86 ~14.20,表明轻稀土元素较重稀土元素富集,稀土元素配分曲线为右倾型(图8a)。(La/Sm)N和(Gd/Lu)N比值分别介于3.57~6.23和0.53~2.34,说明轻稀土元素分馏程度显著高于重稀土元素。δEu异常值变化范围在0.53~0.94,平均值为0.78,具有较明显的负Eu异常的特征。英安斑岩微量元素原始地幔标准化后显示具有Rb、K、Ba、Th和U等大离子亲石元素富集,Sr、P和Ti等高场强元素相对亏损的特征(图8b)。

    4讨论
    4.1Padan岩体的形成时代

    利用锆石U-Pb年代学获得岩体的成岩年龄已经成为地质年代学研究中非常成熟的技术(如张锦煦等,2023;郭志强等,2024;王瑞良等,2024)。Padan英安斑岩中发育大量锆石,锆石粒度可达200 μm,多呈自形-半自形长柱状产出(图4)。阴极发光图像显示,部分锆石发育核边结构,反映了锆石的形成具有复杂的来源和演化历史。这种锆石结构可能反映了2种不同属性岩浆的混合,如部分锆石的内部的环带较宽,具有中基性岩浆中的锆石的环带特征,边部则具有非常密集的细窄环带,与花岗岩中锆石的环带特征一致;另一种可能为核部为继承锆石,边部为增生锆石,继承锆石多呈现灰白色,震荡环带不发育,其来源可能以岩浆上涌的过程中捕掳的围岩中碎屑锆石为主;而增生锆石多发育明显的震荡环带,颜色上也较继承锆石暗,说明具有更高的U、Th含量,具有岩浆锆石的特点。Padan英安斑岩中锆石形态特征也符合浅成次火山岩锆石来源较为复杂的普遍规律。Padan英安斑岩中锆石U-Pb年龄谐和度超过90%的36个年龄点频率分布图显示,大部分年龄位于280 Ma附近,可以代表其结晶年龄,而较老的年龄则为继承锆石年龄。对280 Ma左右的锆石年龄进行进一步分析,其中谐和度超过96%的锆石Th/U比值除了测点76为0.09以外,其他锆石的Th/U比值均超过0.1,进一步证实为岩浆锆石(Allen et al., 1998; Rubatto et al., 2000; Hoskin et al., 2003)。这组锆石的206Pb/238U加权平均年龄为(283.1±3.2)Ma (MSWD=2.5),谐和年龄为(283.1±1.7) Ma (MSWD=0.006,n=10),代表了Padan英安斑岩的成岩年龄,该年龄与矿集区内其他英安斑岩岩体的年龄在误差范围内基本一致(Cromie, 2010;Wang et al., 2018),因此,Padan岩体与矿集区中Thengkham和Khanong等成矿岩体是同一岩浆侵入事件的产物。

    4.2Padan岩体的成因类型

    对于花岗岩的成因分类,目前主要有S-I-M-A型、壳幔同熔型-陆壳改造型-幔源型、磁铁矿系列-钛铁矿系列3种划分方案,其中以S-I-M-A划分方案应用最为广泛(Chappell et al., 1974;2000)。目前,多种方法可用于岩浆岩类型的划分,如通过其中所含的副矿物,角闪石、黑云母、白云母、石榴子石、堇青石以及碱性铁镁质矿物可作为划分I-S-A型花岗岩的矿物学证据(吴福元,2007),而岩石地球化学组成在划分岩浆岩类型方面应用的更加广泛(姚远等,2013;陈希清等,2015;王昱等,2022;刘金宇等,2024)。Sepon矿集区发育大量英安斑岩侵入体,Smith(2003)认为英安斑岩中不发育原生的石榴子石和云母,是I型花岗岩的主要特征。Cromie(2010)利用w(Rb)-w(Y+Nb)图解,认为英安斑岩与火山岛弧岩浆作用形成的I型花岗岩有关。在10 000Ga/Al-w(Y)图解(图9a)中,所有样品均位于I & S型花岗岩范围内。本研究利用w(Rb)-w(Y+Nb)图解(图10a)对Padan英安斑岩进行分析,发现样品落在I型和S型花岗岩的界线处,说明岩浆岩的类型具有过渡性质,可能反映了火山岛弧岩浆逐渐向同碰撞转换过程中的岩浆活动。Padan英安斑岩中不发育原生石榴子石,但发育少量角闪石,综合矿物学和微量元素地球化学证据,认为Padan岩体应为I型花岗岩。I型花岗岩A/CNK一般小于1.1,但Padan英安斑岩的A/CNK的值普遍较高,可能反映了岩体受到一定程度蚀变的影响。

    Padan岩体的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线表明英安斑岩具有显著的负Eu异常(图8a),这种现象可能与斜长石在分离结晶过程中导致原始岩浆中出现Eu亏损有关。分离结晶过程导致岩浆形成负Eu异常的现象在众多高分异花岗岩中都有报道,比如周玉等(2019)报道了川西花岗伟晶岩的δEu在0.12~0.57之间,王昱等(2022)报道了广西镇龙山地区花岗斑岩的δEu在0.35~0.53之间,均认为是斜长石分离结晶作用的结果。Rb/Sr比值可以有效的指示岩浆的演化过程,Rb为不相容元素,倾向于在残留熔体中富集,一般认为,Rb/Sr比值越大,表明岩浆的分异程度越高。Padan岩体具有富集Rb、Th、U和Nd元素,亏损Nb、Sr、P和Ti的特征(图8b),Rb/Sr比值在8.95~29.9之间,平均达21.1,说明英安斑岩形成的过程中,岩浆经历了较高程度的演化。而Nb、Sr、P和Ti的相对亏损,反映了岩体定位之前便发生了斜长石、磷灰石、钛铁矿等矿物的分离结晶过程。Padan岩体英安斑岩的Th/Nb和Th/La平均比值分别为0.61和0.53,高于大陆地壳平均值(分别为0.44和0.21),与大陆地壳相比,幔源岩浆往往更加亏损Nb和La等元素,因此,较高的Th/Nb和Th/La比值反映了英安斑岩岩浆主要来源于地幔。原始岩浆可能起源于地幔楔,在上升的过程中有大量上地壳物质的混入,这一过程也与Padan英安斑岩具有高A/CNK值的特点一致。

    4.3构造环境

    岩浆岩可形成于岛弧、碰撞造山带、稳定克拉通内部以及洋中脊等多种构造环境中。构造环境对岩浆岩的源区和成岩过程具有重要影响,同时也控制着成矿过程。在大地构造上,Truongson褶皱带位于东特提斯构造成矿域,其中发育的岩浆岩受到特提斯构造演化的影响。王天瑞等(2022)通过系统总结Truongson褶皱带中成岩成矿年龄和岩石地球化学组合,认为Truongson褶皱带经历了晚石炭世—中二叠世(317~264 Ma)哀牢山-马江洋的俯冲、中二叠世—晚三叠世(263~235 Ma)华南地体与印支地体的碰撞以及晚三叠世(234~202 Ma)碰撞后伸展三期构造演化过程。Padan岩体形成于(283.1±1.7) Ma,是俯冲环境下的产物。根据大量不同构造背景下花岗岩微量元素组成特征,Pearce等(1984)提出了利用微量元素判别岩浆岩构造环境的方案,该方案随后被广泛应用于岩浆岩的成因研究中。在w(Rb)-w(Y +Nb)构造环境判别图(图10a)中,Padan岩体的所有样品都落入火山岛弧和同碰撞造山环境的边界上。利用相似的判别方法,Cromie (2010)报道了Sepon矿集区中英安斑岩具有相似的微量元素组成,并主要落入火山岛弧区域内。与碰撞形成的花岗岩相比,火山岛弧环境形成的花岗岩往往具有高Yb、低Ta的特征(Pearce et al., 1984),在w(Yb)-w(Ta)图解(图10b)中,Padan英安斑岩均落入火山岛弧花岗岩区域内,反映了Sepon矿集区中的英安斑岩应为岛弧体系下的产物。陆陆碰撞环境和俯冲形成的岛弧环境均是斑岩型矿床的理想产出部位,如目前成矿规模最大的南美安第斯山斑岩型铜金钼成矿带形成于太平洋板块俯冲的陆缘火山弧环境。在中国境内也有大量火山岛弧环境形成斑岩型矿床的实例,如在中国三江地区的义敦岛弧发育大量钙碱性岛弧岩浆岩,并形成了与之相关的斑岩-矽卡岩成矿系统(侯增谦等,2004);在内蒙古及其邻区,则发育了与奥陶纪—志留纪岛弧环境有关的斑岩铜金钼成矿系列(毛景文等,2015)。

    4.4对勘查的指示意义

    老挝Sepon地区是Truongson褶皱带中重要的铜多金属成矿区之一,区内铜多金属成矿作用受到海西期岩浆活动的影响(Hou et al., 2019)。通过系统总结成岩成矿时代、矿床组合和岩石地球化学研究成果,王天瑞等(2022)将Truongson成矿带的构造演化划分为俯冲、碰撞和伸展等阶段,并认为哀牢山-马江洋(古特提斯洋的分支)洋壳向西南俯冲到印支地块之下发生在317~264 Ma之间。受俯冲板片部分熔融的影响,区域上发育了大量火山岛弧岩浆岩并形成了广泛的斑岩-矽卡岩型矿化体系(Hou et al., 2019)。在Sepon矿集区,英安斑岩广泛发育,Cromie (2010)对其进行地质年代学研究,发现英安斑岩的形成时间在(280 ± 6) Ma至(297 ± 7)Ma之间,其中利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年的方法获得4个Thengkham成矿英安斑岩的加权平均年龄分别为(297.0±4.0)Ma、(283.0±2.0)Ma、(287.8±2.3)Ma和(287.8 ± 2.6)Ma,获得1个Khanong成矿英安斑岩的年龄为(283.0 ± 3.0)Ma。本研究获得的Padan英安斑岩谐和年龄(283.1 ± 1.7)Ma与Cromie (2010)报道的Padan岩体年龄(287.0 ± 2.0)Ma基本一致。基于LA-ICP-MS U-Pb定年方法的精度限制,目前尚不能准确识别出是否存在多期岩浆侵入作用,但相对集中的成岩年龄谱系反映了英安斑岩岩体可能是同一次岩浆作用的产物,但岩浆侵入过程持续了数百万年。这些英安斑岩均形成于火山岛弧环境,具有高度一致的岩石地球化学组成。虽然,目前针对Padan岩体的找矿勘查工作尚未获得突破,但是与Thengkham和Khanong等成矿岩体类似,Padan岩体也发育钾化、青磐岩化和绢英岩化等蚀变,指示了经历相似的流体演化过程。综上所述,Padan岩体和Thengkham、Khanong岩体在构造背景、成岩年龄、物质组成和蚀变组合上具有高度相似性,说明Padan岩体具有良好的成矿潜力。未来还需要从如下几个方面对Padan岩石的找矿潜力和找矿方向进行研究:①进一步分析蚀变组合以及在空间上的变化规律,以确定流体的来源和迁移路径;②针对不同岩体开展剥蚀程度分析,以探讨不同岩体的在矿体保存条件方面的差别;③根据近端斑岩-矽卡岩型、中端浅成低温热液型以及远端剪切带型成矿系统的找矿模型,利用缺位找矿的思想,关注碳酸盐岩接触带、火山岩盖层以及富碳质碎屑岩中的矿化线索,尤其要关注岩性变化带和构造叠加带矿化信息的提取和识别。

    5结论

    (1)老挝Sepon铜金钼矿集区中Padan英安斑岩锆石U-Pb谐和年龄为(283 ± 1.7) Ma,与区内其他英安斑岩形成时代一致,均为海西期岩浆作用的产物,矿集区内的岩浆作用持续了数百万年。

    (2)Padan英安斑岩为高硅、富钾、低镁的钾玄岩系列至高钾钙碱性系列的I型花岗岩,母岩为地幔楔混入上地壳物质部分熔融的产物,并经历了较高程度的岩浆结晶分异作用。

    (3)Padan英安斑岩的形成与古特提斯洋壳向印支地块的俯冲作用有关,岩浆作用发育在火山岛弧构造背景。

    (4)Padan岩体与Thengkham、Khanong等成矿岩体在构造背景、成岩时代、物质组成以及蚀变组合等方面具有高度一致性,指示Padan岩体具有良好的成矿潜力。

    致 谢感谢审稿专家和对本文提出的宝贵修改意见,感谢老挝LXML矿业公司地质勘探部同仁在野外工作过程中给予的大力支持。


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