摘要: 南秦岭是位于商丹缝合带和勉略缝合带之间的一个狭长构造域，广泛发育超镁铁质-镁铁质、铁镁质火山岩、煌斑岩岩脉和花岗岩等深成侵入体。该地区是秦岭构造带内一个非常重要的多金属成矿集中区，发育有多种类型的金属矿床，如穆家庄铜矿、桐木沟锌矿、... 展开 南秦岭是位于商丹缝合带和勉略缝合带之间的一个狭长构造域，广泛发育超镁铁质-镁铁质、铁镁质火山岩、煌斑岩岩脉和花岗岩等深成侵入体。该地区是秦岭构造带内一个非常重要的多金属成矿集中区，发育有多种类型的金属矿床，如穆家庄铜矿、桐木沟锌矿、小镇铜矿等。近年来研究表明，南秦岭地区经历了多期构造-岩浆活动，最终在中新生代发生强烈陆内造山而形成现今复杂的逆冲推覆系构造格局。以往研究多集中在晚元古代和中新生代花岗岩以及晚古生代蛇绿岩研究方面，有关南秦岭南部北大巴山地区早古生代的铁镁质火山岩研究资料很少，明显地制约了对南秦岭大巴山地区岩浆作用和构造演化的认识和理解，同时也制约了对区域成矿地质背景的研究。本文在前人研究的基础上，对北大巴山南侧的岚皋铁镁质火山岩中的玄武岩、火山角砾岩及其辉石斑晶和赋存于本区铁镁质火山岩中的小镇铜矿进行了详细的地质学、岩石学、地质年代学、常量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素和成矿作用相关的C-H-O-S等稳定同位素研究，旨在确定本区的铁镁质岩浆活动特征及成矿作用地质背景和它们之间的相互关系，为进一步了解南秦岭构造域尤其是北大巴山地区在加里东期的构造演化和进一步的矿产资源勘查提供可靠的基础地质方面的依据。 Rb-Sr同位素定年显示，岚皋铁镁质火山岩整体呈现两组不同的等时线年龄395±72Ma(MSWD=0.92)和409±44Ma(MSWD=2.0)，两组等时线年龄在误差范围内一致，说明他们形成于加里东期。SHRIMP锆石U-Pb同位素年代学分析显示，岚皋铁镁质火山岩的形成时代为早志留世(438±4Ma)，与区域性广泛分布的碱质铁镁质岩墙群的形成时间相一致，代表了早志留世一次重要的铁镁质岩浆活动事件。 辉石斑晶矿物学研究表明，辉石斑晶与寄主玄武岩的原始岩浆来自于同一源区，辉石斑晶形成的温度区间为1159℃-1327℃，压力区间为0.14GPa-2.10GPa，岩浆演化曲线在玄武岩液相线附近呈陡直线分布。说明岩浆上升的速度较快，脱离源区后没有作任何停留，岩浆上升到到浅部的过程中发生了分异作用。构造环境判别研究表明，它们形成于稳定板内构造背景。 岩相学、常量、微量和稀上元素分析表明，玄武岩和火山角砾岩同属于碱性玄武岩系列，Nb/U比值高而均-(47±10)，轻重稀土分异明显，Rb、K相对Th、Hf亏损，不具Nb、Ta、Zr、Ti负异常，整体表现出与OIB高度一致的稀上图谱和微量元素特征。岩石成因分析表明，它们为同源岩浆演化序列，其原始岩浆起源于尖晶石-石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩地幔源区的低度部分熔融（1%-15%)，在上升过程中基本未受地壳混染的影响。岩浆演化过程中主要经历了单斜辉石、少量斜长石的分离结晶作用，形成大洋岛构造背景。 Sr-Nd-Pb同位素分析显示，其(87Sr/86Sr)i为0.703745-0.705761,(143Nd/144Nd)i为0.512525-0.512564,(206Pb/204Pb)i=18.775500-20.830466,(207Pb/204Pb)i=15.515964-15.628710,(208Pb/204Pb)i=38.667546-41.178405。源区判别表明其岩浆源区组成以亏损地幔端元和EMII端元混合组分为主，并有少量的HIMU端元组分的加入。结合本区铁镁质火山岩样品的TDM1=853.46Ma-1127.07Ma，与其形成时代(438±4Ma)相差很大，反映出地幔源区形成之前可能经受过一次格里维尔期消减作用的影响。 沉积学研究表明，铁镁质火山岩赋存于下志留统滔河口组地层之中。滔河口组整体表现为下部块状细粒玄武岩或枕状玄武岩，上部为火山碎屑岩或碳酸盐岩和泥岩的二元结构，地层中并没有发现陆源碎屑沉积物，表明其形成于洋盆环境。综合地质学、年代学、矿物学和地球化学证据，可以判定这些铁镁质火山岩应是形成于早志留世的大洋岛构造环境。 SHRIMP锆石U-Pb年代学分析表明，该地区存在印支期和燕山期两期热液活动，小镇铜矿的成矿作用发生于(218±3)Ma，其成矿作用与印支期岩浆活动关系密切。矿区地质背景显示，矿脉主要产于断裂带和裂隙带中，矿体的形态、产状均受断裂带的控制，因而构造成为控制成矿的主要地质因素。硫同位素分析显示，黄铜矿的δ34S为4.784‰-6.513‰，呈塔式分布，落入花岗岩、岛弧火山岩和安山岩的δ34S范围之内；由于黄铜矿主要赋存于铁镁质火山岩内的钠长岩脉之中，因而其成矿物质来源应为铁镁质火山围岩。氢氧同位素分析显示，石英脉石的δD=-87.417,δ18Ow=8.19，与岩浆水的氢氧同位素特征相似，反映其成矿流体来源与岩浆作用关系密切；碳氧同位素分析显示，方解石脉石的δ13C=-9.612‰--9.984‰，指示流体来源与碳酸盐岩或灰岩有关。矿体围岩下志留统中的生物碎屑灰岩、泥页岩内存在大量的有机质，流体起源或者流经这些地层时，其δ13C值会降低，表现出负的δ13C值。因而，成矿流体可能来源于或流经了围岩中的生物碎屑灰岩、泥页岩。综合以上分析，该矿床应属于印支期构造-岩浆作用下的复合热液型矿床。 收起