印度Alwar盆地古元古代裂谷相关火山作用与伴生矿床成矿机制研究

本研究通过锆石U-Pb定年（1.865±0.021 Ga和1.635±0.017 Ga）和地球化学分析，揭示印度北德里褶皱带（NDFB）Alwar盆地两期裂谷火山活动与Cu-Pb-Zn硫化物成矿的关联，证实了伸展背景下岩浆分异与热液活动的耦合机制，为前寒武纪裂谷成矿理论提供关键案例。

　　

在印度西北部广袤的Aravalli山脉中，隐藏着揭示地球早期演化奥秘的钥匙——Alwar盆地。这片位于北德里褶皱带（North Delhi Fold Belt, NDFB）的区域，保存了距今20-8亿年前火山-沉积序列的完整记录。长期以来，科学家们对这片古老地块的构造背景争论不休：它究竟是碰撞造山的产物，还是大陆裂解的见证？更令人着迷的是，这里广泛分布的铜铅锌矿化究竟与何种地质过程相关？这些谜题不仅关乎地球早期动力学机制的理解，更对全球前寒武纪矿床勘探具有指导意义。

为解开这些谜团，来自印度巴纳拉斯印度大学（Banaras Hindu University）的R. Sajeev团队联合中国学者，在《Geosystems and Geoenvironment》发表了突破性研究成果。他们采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术精确测定火山岩年龄，结合XRF和ICP-MS全岩地球化学分析，系统研究了Alwar盆地火山岩的成因演化与成矿关系。研究团队在Mundiyawas-Khera、Amra Ka Bas等地区采集62件样品，其中6件用于锆石年代学，通过阴极发光成像（CL）鉴别岩浆锆石特征，并运用QAPF图解、稀土元素配分模式等多维度地球化学判别工具，重建了该区古元古代的构造-岩浆-成矿过程。

地质背景与采样策略

研究聚焦Ajabgarh群Thanagazi组火山-沉积序列，该套岩系包含碳质千枚岩、白云质大理岩与火山岩互层。野外调查发现火山岩具块状至凝灰结构，发育石英-碳酸盐脉，含黄铜矿、黄铁矿等硫化物。采样点覆盖Alwar盆地多个关键地段，通过GPS精确定位（如27°21′56.80″N, 76°17′33.86″E），确保样品代表性地层和矿化特征。

火山岩年代学框架

锆石U-Pb定年揭示两期火山活动：早期1865±21 Ma（凝灰岩RS-2）和晚期1635±17 Ma（火山岩RS-1）。值得注意的是，部分锆石显示2500-2739 Ma的捕获晶年龄，暗示太古宙基底的参与。这些年龄数据首次为NDFB的构造演化提供了精确时间锚点，将Alwar盆地火山作用置于全球Columbia超大陆裂解背景下。

岩石成因与构造环境

地球化学分析显示火山岩具钙碱性至碱性趋势，SiO₂含量51.92-85.99 wt%，富集LREE（La_N/Yb_N=3.5-24.1）和LILE（Rb=64-150 ppm），亏损Nb-Ta-Ti。在Nb/Yb-Th/Yb图解中，样品落于大陆裂谷区，Sr/Y比值（12-47）指示岩浆源自交代地幔。特别的是，高Cu含量（最高1336 ppm）与硫化物矿化直接相关，证实了岩浆热液对成矿的贡献。

成矿过程解析

矿相学识别出5期硫化物生成序列：早期高温磁黄铁矿-黄铜矿组合（>300°C）被毒砂-方铅矿替代，随后发育低温胶状黄铁矿，最终形成表生铜蓝-孔雀石。矿化受层间破碎带和石英脉控制，热液活动与火山作用时空耦合。REE分析显示流体可能源自岩浆分异与围岩相互作用的混合来源。

理论模型与找矿意义

研究提出"裂谷-火山-热液"三联成矿模型：1）大陆裂谷引发双峰式火山喷发；2）岩浆房分异驱动金属富集；3）伸展断裂为热液循环提供通道。该模型不仅解释了Alwar盆地Cu-Pb-Zn矿化的成因，更为全球前寒武纪裂谷带矿床勘探提供了新思路——应重点关注1.9-1.6 Ga火山岩与碳酸盐岩接触带。

这项研究将NDFB的地质认识提升到定量化水平，其创新性体现在：首次建立Alwar盆地高精度年代学框架；揭示裂谷岩浆演化与成矿的因果关系；提出硫化物多阶段沉淀机制。未来研究可结合硫同位素和流体包裹体，进一步约束成矿物质来源与运移路径。作为印度地盾研究的典范，该成果对理解全球早前寒武纪大陆裂解与资源形成具有里程碑意义。