中国中东部含矿与不含矿高镁埃达克质岩源区及氧逸度特征对比研究

Numerous studies revealed that there are some kinds of relationship between adakites and porphyry Cu-Au deposits, however, that is not always to be.Recently，Liu et al.(2010) contrasted ore-bearing and ore-barren high Mg# adakites from the central eastern China by whole-rock major-trace and Sr-Nd-Pb isotopic geochemistry and got the conclusion that ore-bearing adakite from the Lower Yangtze river belt were from subducted altered-oceanic crust and ore-barren adakites from the South Tan-Lu fault were from delaminated old-thickened lower continental crust. This study will check this conclusion from two new ways:(1)Constrasting magmatic zircon O-Hf isotopes between these two kinds of adakites to constrain the magma sources. (2) Based on the theory that evolved high Lu/Hf garnet of old-thickened lower continential crust could decouple Nd-Hf isotopes of adakites from terrestrial Nd-Hf array, we will check the whole-rock Nd-Hf isotope relations of these two kinds of adakites to verify their magma sources. Moreover, systematic contrasting research on oxygen fugacitie （fo2） of these adakites are absent, which make the genetic link between adakite and Cu-Au mineralization obscure. This project will analyse magmatic zircon trace elements of adakites systematically, and calculate zircon Ce4+/Ce3+ to verify the fo2 of magma sources of these two kinds of adakites, to explore how high fo2 formed and its importance for adakite mineralization.

大量研究表明埃达克岩与斑岩型铜金矿床存在着某种成因联系，但是并非所有的埃达克岩都含矿。近年来Liu et al(2010)对比研究了中国中东部含矿与不含矿高镁埃达克岩全岩主微量和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征，指出含矿埃达克岩来自于俯冲洋壳，而不含矿高镁埃达克岩来自拆沉的古老下地壳。本项目拟从两个新的途径验证这一结论。（1）通过对比两类埃达克岩岩浆锆石原位O-Hf同位素制约它们源区的性质。（2）利用古老加厚下地壳高Lu/Hf石榴石的时间效应导致Hf-Nd同位素解耦的原理，观测两类埃达克岩全岩Hf-Nd同位素组成及其解耦特点，以约束其源区性质。此外，由于两种成因埃达克岩氧逸度特征目前尚缺乏系统对比研究，因此埃达克岩与铜金矿床的内在联系尚不明确。本项目拟系统对比分析两类埃达克岩锆石微量元素，计算Ce4+/Ce3+获得其源区氧逸度特征，并探讨高氧逸度形成机制和对埃达克岩成矿的贡献。

项目背景：大量研究表明埃达克岩与斑岩型铜金矿床存在着某种成因联系，但是并非所有的埃达克岩都含矿。近年来Liu et al(2010)对比研究了中国中东部含矿与不含矿高镁埃达克岩全岩主微量和Sr-Nd-Pb 同位素地球化学特征，指出含矿埃达克岩来自于俯冲洋壳，而不含矿高镁埃达克岩来自拆沉的古老下地壳。本项目拟通过对比两类埃达克岩岩浆锆石原位O-Hf 同位素制约它们源区的性质。本项目拟系统对比分析两类埃达克岩锆石微量元素，计算Ce4+/Ce3+获得其源区氧逸度特征，并探讨高氧逸度形成机制和对埃达克岩成矿的贡献。.通过系统采集长江中下游地区成矿埃达克岩与郯庐断裂带南段不含矿埃达克质岩，进行锆石原位氧-铪同位素和稀土元素特征分析，我们结果发现：（1）长江中下游(LYRB)埃达克岩中锆石具有高度变化的Hf同位素；而郯庐断裂南段(STLF)埃达克岩锆石则具有高度富集的Hf同位素特征，锆石二阶段Hf模式年龄与华南板块一个重要陆壳增长时间相一致；（2）长江中下游锆石具有较地幔重且变化范围较大的氧同位素特征；而郯庐断裂南段锆石表现为接近于地幔且均一的氧同位素特征；（3）长江中下游锆石具有比郯庐南段锆石显著更高的Ce4+/Ce3+和Eu/Eu*，表明前者具有较高的氧逸度；（4）锆石Ti温度计和Eu/Eu*异常显示长江中下游埃达克岩源区相对富水，而郯庐南段埃达克质岩源区贫水。以上结果表明长江中下游含矿埃达克岩源于俯冲洋壳熔融，而郯庐南段埃达克岩则是扬子下地壳拆沉-熔融的产物。长江中下游含矿埃达克岩锆石氧同位素与Ce4+/Ce3+显示出明显的正相关性，表明沉积物的加入可能是导致长江中下游埃达克岩具有高氧逸度特征的一个重要原因，而其富水的源区提供了岩浆演化晚期金属迁移和富集成矿所需要的大规模流体来源。因此这种洋壳成因具有高氧逸度、富水的埃达克岩成矿潜力较大，而拆沉成因低氧逸度特征、贫水的埃达克岩成矿潜力较小。.通过对长江中下游最东段宁镇地区含矿岩体锆石U-Pb年龄、O-Hf同位素和稀土元素分析，我们发现：（1）宁镇地区含矿岩体主要形成时代为109-100Ma，明显晚于目前长江中下游成矿带其他含矿岩体时代；（2）宁镇地区含矿斑岩具有高氧逸度、富水等特征。结合野外地质和室内研究我们认为宁镇地区含矿埃达克质岩可能形成于俯冲环境，不支持拆沉模型，是交代地幔楔与古老下地壳熔融的熔体混合形成。