综述:伊朗克尔曼成矿带斑岩簇多期岩浆活动及后续铜-钼(金)矿化的综合地球化学和同位素约束:视角综述

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Solid Earth Sciences 2.0

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  这篇综述系统总结了伊朗克尔曼成矿带(KMB)斑岩铜矿的成矿机制,通过整合地质学、地球化学(Sr-Nd-Pb同位素、U-Pb定年)和稳定同位素(S-O)数据,揭示了从俯冲到碰撞的构造背景下两阶段岩浆活动(~32 Ma和20-10 Ma)与铜钼金矿化的成因联系,特别关注传统认为贫矿的Daralu矿集区的新发现资源潜力。

  

区域地质背景

克尔曼成矿带位于乌尔米耶-多赫塔尔岩浆弧(UDMA)东南段,作为阿尔卑斯-喜马拉雅造山系的组成部分,经历了新特提斯洋俯冲(晚白垩世-始新世)与阿拉伯-欧亚板块碰撞(新生代)的复杂构造演化。该带以发育始新世火山-碎屑岩序列为特征,被渐新世-中新世闪长岩、花岗闪长岩侵入,并受北西-南东向走滑断层(如拉夫桑詹断裂)控制,形成Miduk、Sarcheshmeh和Daralu三大矿集区空间分异格局。

岩浆演化与成矿关系

岩浆活动可划分为三期:

  1. 始新世岩浆爆发期:以钙碱性-钾玄质岩浆为主,形成拉扎克火山岩系,但未伴生显著矿化;
  2. 渐新世Jebal Barez期(33.9-23.03 Ma):发育正常钙碱性岩体(如Daralu矿集区的BondarHanza矿床),铜品位较低(0.3% Cu);
  3. 中新世Kuh Panj期(17-3.6 Ma):高Sr/Y比(>40)的埃达克质(adakitic)岩浆侵入(如Sarcheshmeh花岗闪长岩),形成世界级斑岩铜矿(1.2亿吨,Cu 0.6%)。

地球化学分析显示,埃达克质岩石具有高Sr(>400 ppm)、低Y(<18 ppm)和重稀土亏损(La/YbN

20)特征,指示石榴石稳定化的高压熔融条件。Sr-Nd同位素(87
Sr/86
Sr=0.704-0.709,εNd=-8至+3.7)揭示其源区为俯冲洋壳熔体与交代地幔的混合,而Daralu岩体更高的87
Sr/86
Sr(0.707-0.709)反映更多陆壳物质加入。

关键矿床特征

Sarcheshmeh超大型矿床

  • 岩相学:花岗闪长岩侵入始新世安山岩,发育钾长石化-绢英岩化蚀变分带;
  • 矿化:以黄铜矿-斑铜矿-辉钼矿为主,δ34
    S=0-4‰,δ18
    O=5.9‰,显示岩浆流体主导;
  • 成矿模型:俯冲板片熔体引发金属富集,高氧逸度(ΔFMQ>+2)促进硫化物熔离。

Daralu新兴矿集区

  • 突破性发现:最新钻探揭示357Mt资源量(Cu 0.31%),挑战传统"贫矿"认知;
  • 特殊性:兼具埃达克质(Sr/Y>20)与正常弧岩浆地球化学特征,暗示多阶段熔融过程。

成矿流体与物质来源

硫同位素(δ34
S=-4至+8‰)表明硫主要源自岩浆,但Daralu较高的δ34
S(4-8‰)反映沉积硫混入。铜同位素(δ65
Cu多为正值)进一步证实金属源自分异岩浆热液。氧同位素(δ18
O=4.3-9‰)显示晚期有大气降水参与。

地球动力学模型

  1. 俯冲阶段(始新世-渐新世):新特提斯洋壳俯冲脱水,产生初始含矿流体,形成中小型矿床(如BondarHanza);
  2. 后碰撞阶段(中新世):板片断离引发软流圈上涌,导致交代地幔熔融,形成高氧逸度、富铜埃达克质岩浆,最终造就Sarcheshmeh等巨型矿床。

科学意义与勘探启示

该研究修正了传统"Jebal Barez贫矿"观点,提出Daralu矿集区深部可能存在未探明的高品位矿体。建议结合Cu-Zn同位素与微区矿物分析,进一步约束成矿流体演化路径。构造-岩浆-蚀变三位一体模型为伊朗高原斑岩铜矿勘探提供新思路。

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