铅同位素模式年龄及意义

如题所述

图5-7是研究区不同矿床类型金矿铅同位素模式年龄直方图。在直方图上,石英脉型金矿铅同位素的模式年龄出现三个明显的峰值,其范围分别是150~250 Ma、300~500 Ma和550~850Ma;蚀变岩型金矿铅同位素模式年龄也出现了三个明显的峰值,其范围分别是100~350Ma、400~500Ma和550~800Ma,基本上与石英脉型金矿的三个峰值相对应。爆破角砾岩型金矿铅同位素模式年龄直方图上,仅出现一个峰值,其范围为500~700Ma,基本上对应于石英脉型及蚀变岩型金矿铅同位素模式年龄直方图上最大的一个峰值。也即是说,研究区内所有金矿的铅同位素模式年龄均可基本上归入三个峰值范围内。将对应于三个峰区的铅同位素分析结果投影到铅同位素的构造模式图上(图5-8),结果表明,对应于不同峰区的铅有着不同的源区特征,对应于550~850Ma的样品绝大部分(大约90%±)投影在地幔线上,反映了明显的幔源特征;对应于300~500 Ma的样品虽然有大部分投影在地幔线上,但也有相当部分(约40%±)投影在造山带与地幔线之间,从而反映了其铅的壳幔混合特征。事实上,由于造山带常常与深部作用过程有关,壳幔作用强烈,地幔活动起了很大作用,所以这种落于地幔与造山带之间的铅,亦应反映为深源铅,而对应于150~300Ma的样品投影点相对分散,处于上地壳与下地壳线之间,反映了明显的壳源特征。上述特征说明早期的地幔铅随着构造演化、时代变新,参与地壳的再循环不断加强,因而晚期铅表现出较多的地壳混染特征。

图5-5 小秦岭-熊耳山地区金矿矿石铅同位素卡农三角图解

同时,对比不同矿床类型金矿的铅同位素模式年龄直方图表明,对应于三个峰值铅的样品在不同矿床类型的铅同位素分析样品中所占的比例各不相同。对应于500~850Ma峰区的铅样品,在石英脉型金矿中所占的比例较大,约60%±;在蚀变岩型金矿中所占比例相对较小,约40%±;在爆破角砾岩型金矿中所占比例最高约100%±。而对应于300~500Ma样品在石英脉型金矿中所占比例约30%±;在蚀变岩型金矿中约占30%~35%±。对应于100~300 Ma的铅同位素分析样品在石英脉型金矿中所占比例仅10%±,在蚀变岩型金矿中约占30%±。从而反映了:①区内金矿床中的铅主要来自于地幔,并在成矿作用过程中受到不同程度浅部铅的混染;②与石英脉型及爆破角砾岩型金矿相比,蚀变岩型金矿中的铅受到了相对较多的浅部铅的混染。

图5-6 小秦岭-熊耳山不同地区金矿铅同位素模式年龄直方图

图5-7 小秦岭-熊耳山地区不同类型金矿床的铅同位素模式年龄直方图

图5-8 铅同位素构造模式图

区内金矿床的铅同位素模式年龄直方图的上述特征与区内地层及岩浆岩(花岗岩和酸性岩脉)的铅同位素模式年龄直方图(图5-9)有着明显的差异,区内地层中铅同位素模式年龄直方图表现为较广的分散状态,没有明显的集中区。而岩浆岩(花岗岩和酸性岩脉)中的铅同位素模式年龄相对较小,绝大部分样品的模式年龄小于650 Ma,在直方图上虽然塔式效应不明显,但有集中在400~550 Ma及100~250 Ma的趋势,这与矿石中铅的模式年龄主要集中在550~880 Ma明显不同。这一特征表明,区内金矿成矿过程中的铅虽然不能完全排除受到地层及岩浆岩中铅的影响,但却完全可以肯定,矿石中铅的来源主要应为地幔,而不是区内地层及花岗岩。

图5-9 研究区地层及岩浆岩的铅同位素模式年龄直方图

总之,区内金矿的铅同位素特征表明,小秦岭-熊耳山地区金矿中的铅,虽然也许会受到少量地层及岩浆岩中铅的混染,但主要应起源于地幔。并且,与小秦岭石英脉型金矿相比,熊耳山蚀变岩型金矿受到了相对较多的浅部铅(地层及岩浆岩)的混染,这一特征,实际上与熊耳山蚀变岩型金矿相对于小秦岭石英脉型金矿在相对较浅部成矿的特征是一致的。

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