鲁西中生代高镁闪长岩的成矿作用研究

The formation of high-Mg diorite, which is strongly associated with crust-mantle interaction, indicates mantle metasomatism by oceanic or crustal materials. Therefore, the emplacement of high-Mg diorite could show important implications for lithospheric mantle evolution. In addition, high-Mg diorite is awarded excellent potential to form Cu, Au and Fe deposits due to the strong crust-mantle interaction during its formation. However, high-Mg diorite and related deposits are weakly studied by far，leading to the poor understanding about the genesis of the high-Mg diorite and the related mineralization. High-Mg diorites are widely distributed in the Luxi area of southeastern North China Craton, which also control the development of the important skarn-type Fe, Au and Cu deposits in this area. The petrogenesis of these high-Mg diorites is still being hotly debated, and former studies have contributed a little to reveal the mineralization of these high-Mg diorites. Therefore, in this program, we plan to systematically investigate the petrogenesis of these high-Mg diorites and the mineralization mechanism of the related deposits, with a view to establish a mineralization model fit for high-Mg diorites produced in intra-continental environments and to understand the mineralization processes in intra-continent. Moreover, it should provide useful clues to explore similar ore deposits.

高镁闪长岩的发育代表了强烈的壳幔相互作用过程，在很大程度上指示了洋壳/陆壳对岩石圈地幔的交代作用，因而其对岩石圈的演化有着重要的指示意义。另外，正是受其强烈壳幔相互作用的控制，高镁闪长岩具有形成铁、铜和金等矿床的巨大潜力。但是，相对于其它岩石类型，目前国内外对高镁闪长岩的成矿作用研究得还相当薄弱，系统的成矿理论尚未建立。中生代高镁闪长岩在华北克拉通东南缘的鲁西地区大量发育，并控制了区内重要的夕卡岩型铁、金和铜矿的产出，是研究高镁闪长岩及其成矿作用的理想对象。这些高镁闪长岩的成因目前还存在较大争议，与之相关的成矿作用少有人研究。因此，本项目拟系统地研究这些高镁闪长岩及相关矿床的成因，在厘清岩石成因的基础上,建立高镁闪长岩的成矿模型，从而为深入理解高镁闪长岩的成矿作用提供典型范例，同时为进一步理解陆内岩石圈演化过程及大陆成矿作用提供依据，也为寻找同类型矿床提供方向。

华北克拉通东部的鲁西地区发育了大量中生代高镁闪长岩及相关的铁、金和铜金矿。这些高镁闪长岩是如何形成的以及成矿与不成矿或者形成不同矿种的控制因素是什么？目前这些问题还存在较大争议或者了解得还远远不够。为回答上述问题，本项目选择鲁西地区代表性的成矿与不成矿高镁闪长岩，包括淄博地区的金岭杂岩体（含不成矿或弱成矿的辉长闪长岩、二长闪长岩以及强烈成矿的石英二长岩）以及相关的金岭铁矿，莱芜地区的金牛山、角峪岩体（基本不成矿或弱成矿）和矿山岩体（强烈成矿）以及相关的张家洼铁矿，临朐地区的铁寨杂岩体以及相关的惠源金矿、临朐县金矿和寺头金矿，沂南地区的银山庄岩体（不成矿）和铜井岩体（成矿）以及相关的沂南铜金矿，开展详细的年代学、岩石学及矿床学研究。研究结果表明，鲁西地区的这些高镁闪长岩及相关矿床爆发形成于129~134Ma之间，成岩物质主要来自中生代发生水化的古老的富集岩石圈地幔（富集可能源自长期多次特别是古元古代的交代作用），但受到不同程度的地壳混合/混染，特别是强成矿岩体受到了强烈的上地壳混染。成矿岩体具有更低的H2O含量、更低（铁成矿岩体）或更高（金和铜金成矿岩体）的氧逸度，暗示地壳混染可能促进了成矿物质在流体中的富集以及流体的出溶，同时也存在差异性，铁矿的成矿岩体主要受富含碳酸盐和有机质的地层混染，而铜金矿则可能主要受古老变质岩的混染。铁矿的成矿物质具有明显的地壳来源，显示地层参与的特征，而铜金矿和金矿成矿物质显示更多的地幔特征，可能主要来自地幔。相对于金和铜金矿，铁矿在沉淀过程中发生了更强烈的交代作用及水岩相互作用。古太平洋板块俯冲到研究区地幔过渡带附近并引发软流圈上涌和岩石圈伸展，可能是鲁西高镁闪长岩及相关矿床产生的动力学背景，这不同于典型的弧环境动力学机制