粤北大宝山铜多金属矿床中层状铜矿体的成矿时代与成矿物质来源研究

The Dabaoshan Cu-Pb-Zn-Mo-W deposit includes the Dabaoshan Cu polymetallic deposit and the Chuandu Mo-W deposit. The former is made up of stratiform Cu-Pb-Zn orebody, stratiform-like and lenticular siderite orebody, and weathering-infiltration type limonite orebody. The Cu-Pb-Zn orebody lies in Middle Devonian carbonate rocks, the siderite orebody lies in Late Devonian clastic rocks, and the limonite orebody lies on the two orebodies. On stratiform Cu orebody, the submarine volcanic hydrothermal sedimentation or magmatic hydrothermal genesis is the main difference. The reason is short of the precise metallogenic age. Ore-foming mineral sources are tested indirectly and there are not coincident explanations. This study takes stratiform Cu orebody from the Dabaoshan Cu polymetallic deposit in Northern Guangdong Province as an example to study ore-forming material source and metallogenic age. Sulfide micro-area trace element analysis and C, H, O, S, Pb multi-isotope system geochemistry are used to discuss ore-forming fluid source and ore-forming element source. Pyrite Re-Os dating and sericite Ar-Ar dating are used to analyze metallogenic age. Through the two aspects, we compare ore-forming material relationship and evolution history. Meanwhile, combined with previous research results and comprehensive analysis, we discuss the genesis of the stratiform Cu orebody at last.

粤北大宝山铜铅锌钼钨矿床包括大宝山主体铜多金属矿床和船肚钼钨矿床两部分，前者由产于中泥盆世碳酸盐岩中的层状铜铅锌多金属矿体、产于晚泥盆世碎屑岩中的似层状和透镜状菱铁矿体以及这两类矿体之上的风化淋滤型褐铁矿体组成。对于其中的层状铜矿体成因存在两种主要观点，一是海底火山热液喷流沉积成因，二是岩浆热液成因。出现这一分歧的原因是缺乏准确的成矿年龄约束，金属来源是通过间接方法测得而且存在多解性。本项目拟以粤北大宝山铜多金属矿床中层状铜矿体为研究对象，以成矿物质来源和成矿时代为突破口，通过硫化物微区微量元素分析和碳、氢、氧、硫、铅多元同位素体系地球化学研究探讨层状铜矿体的成矿流体和成矿元素来源，采用黄铁矿Re-Os法和绢云母Ar-Ar法等同位素年代学方法厘定层状铜矿体的形成时代，对比成矿物质关联性和演化关系，并结合前人的研究成果，探讨层状铜矿体的成因。

粤北大宝山铜多金属矿床是南岭成矿上带重要的铜、钼、钨、铅、锌大型多金属矿床，对其层状铜矿体成因的认识主要可归为两类，海底火山热液喷流沉积成因和岩浆热液成因。本文以大宝山层状铜矿体为研究对像，主要采用LA–ICP–MS硫化物微区微量元素分析新技术、黄铁矿和辉钼矿Re–Os同位素定年、绢云母Ar–Ar同位素定年、流体包裹体显微测温和拉曼成份分析以及碳、氢、氧、硫、铅多元同位素体系分析技术，确定成矿流体性质、来源和成矿物质来源，厘定成矿时代，探讨层状铜矿体成因。硫化物微区微量元素组成研究，分析黄铜矿、黄铁矿和闪锌矿单矿物微区的微量元素含量、微量元素空间分布特征和规律，通过对比分析确定金属元素的特征与来源。同位素组成研究结果表明成矿流体可能以岩浆水为主，成矿晚期方解石中的流体都具有大气降水发生氧漂移后的特性，即大气降水与岩石进行水/岩反应的特征，从成矿早期流体到成矿期后流体，其氧同位素组成变化范围变大，说明伴随成矿作用的持续，可能在成矿晚期混有一定量的大气降水，硫同位素具有岩浆来源的特征，硫以壳源为主，铅同位素组成说明成矿期流体中相当一部分铅来自岩浆，构造环境主要为壳源。流体包裹体地球化学研究，分析透辉石矽卡岩、含矿石榴石、含矿石英脉、含矿方解石脉的流体包裹均一温度、盐度、成份，确定成矿流体性质，研究表明成矿流体经历了从高温度、高盐度向低温度、低盐度的持续演化过程，与成矿作用阶段基本对应，降温、流体沸腾是导致流体中巨量铜元素卸载的主要因素。成矿时代研究，对层状铜矿体中的黄铁矿和辉钼矿进行Re–Os同位素测年研究，辉钼矿Re–Os同位素年龄为166.0±3.0 Ma，对绢云母进行Ar–Ar同位素测年研究，反等时线年龄为167.0±2.0 Ma和161.7±1.7 Ma，年龄基本吻合，可以厘定大宝山层状铜矿体的年龄，表明斑岩－矽卡岩与层状铜矿体为同一成矿系统，成因上与侏罗纪花岗质岩浆侵位密切关系。