山东邹平王家庄铜矿成矿机制研究

运用岩石地球化学、流体地球化学、同位素地球化学和计算模拟等方法，及先进的测试技术，开展王家庄铜床成矿机制研究。研究包括：细脉-浸染型矿体地质特征，细脉-浸染型矿石石英中包裹体显微观察和显微分析，各种类型包裹体LA-ICP-MS原位分析，细脉-浸染型矿石S、Pb同位素分析，辉钼矿Re-Os同位素分析，石英二长岩Rb-Sr、Sm-Nd和Pb同位素分析，石英二长岩锆石U-Pb和Hf同位素分析，蚀变岩显微观察，蚀变矿物成分和蚀变岩岩石化学分析。通过研究：了解成矿流体地球化学性状，来源；了解矿石矿物岩相学特征,成矿物质来源，矿床形成时代；了解石英二长岩成岩物质来源、形成时代；了解矿区蚀变分布，蚀变与矿化关系；参照以往成果，开展岩浆热液流体物理化学性质及铜在流体中迁移、富集、沉淀成矿动力学计算模拟，剖析王家庄铜矿成矿机制及与邹平火山岩盆地的形成、演化和岩浆作用的关系，建立王家庄铜矿成矿地球化学模型。

王家庄铜矿床位于山东邹平火山岩盆地北部，是一个中型斑岩-角砾岩型Cu(Mo)矿床。石英二长岩锆石U-Pb年龄为125～128Ma。岩石富碱，LILEs和LREEs富集，HFSEs和HREEs亏损，无明显Eu异常；高的Sr/Y和(La/Yb)N比值，相似埃达克岩。全岩有低的87Sr/86Sr初始比值(0.70549～0.70561), 亏损εNd(t)值(2.58～3.08), 富放射性Pb同位素组成((206Pb/204Pb)i=18.363～18.520, (207Pb/204Pb)i=15.584～15.595, (208Pb/204Pb)i=38.237～38.297)；亏损锆石εHf(t)值(1.9～4.0)和高δ18O值(6.3～7.6‰)。两种矿石的包裹体主要为富液相、富气相和含子晶水溶液包裹体。角砾岩型含矿石英的包裹体均一温度峰值为290～320°C，盐度峰值为5～10wt.%NaCleq.和40～45wt.%NaCleq.；斑岩型含矿石英的包裹体均一温度峰值为230～320°C，盐度峰值为5～10wt.%NaCleq.和55～60 wt.%NaCleq.。包裹体激光拉曼组分以水蒸气为主，原位成分中富含Cu。估算矿床深度1.5～2.5 km。角砾岩型石英中的δD为–63.7～–56.5‰，δ18OH2O为–1.14～1.79‰；斑岩型石英中的δD为–89～–69‰，δ18OH2O为1.26～7.24‰；说明两种矿石的成矿流体主要源于岩浆水，后期混有大气降水。辉钼矿Re-Os年龄为128Ma。角砾岩和斑岩型矿石的δ34S值相似，近于0 (–4.8～2.1‰)；放射性Pb同位素组成较为一致(206Pb/204Pb=18.295～18.402、207Pb/204Pb=15.551～15.574、208Pb/204Pb=38.215～38.331), 与石英二长岩相似，指示成矿物质可能源于石英二长岩或相似的物质。约130Ma，俯冲的古太平洋板片后撤，导致邹平地区岩石圈拉张拆沉，软流圈上涌。被软流圈加热的洋壳及富含Cu、Mo的上覆沉积物发生部分熔融，在上升过程中与上覆地幔橄榄岩反应，之后上侵浅部地壳形成石英二长岩。岩浆演化晚期形成含Cu的成矿流体在沸腾减压降温及与大气降水混合作用下，使流体中的成矿物质沉淀，形成王家庄斑岩-角砾岩型Cu(Mo)矿床。