李華亮 , 楊 紹 , 李德威 , , 張 碩 , 呂志偉 , 陳桂凡

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)調(diào)查研究院, 湖北 武漢 430074; 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地球科學(xué)學(xué)院, 湖北武漢 430074; 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 青藏高原研究中心, 湖北 武漢 430074)

0 引 言

近十年來(lái), 許多學(xué)者從不同角度對(duì)班公湖-怒江結(jié)合帶的構(gòu)造性質(zhì)、構(gòu)造演化及其巖漿活動(dòng)、成礦作用作了較系統(tǒng)的研究(潘桂棠等, 2004; 朱弟成等, 2006; 史仁燈, 2007; 李德威, 2008; 康志強(qiáng)等,2008, 2010; 曲曉明等, 2009; 謝國(guó)剛等, 2009; 趙元藝等, 2010; 高順寶等, 2011; 杜德道等, 2011; 耿全如等, 2011 )。初步總結(jié)班公湖-怒江結(jié)合帶西段洋陸轉(zhuǎn)換過(guò)程是: 晚三疊世至早侏羅世中特提斯洋盆擴(kuò)張, 中侏羅世洋盆開(kāi)始消減, 晚侏羅世洋盆南北雙向俯沖作用加強(qiáng), 早白堊世洋盆消亡, 出現(xiàn)由郎山組灰?guī)r和多尼組含煤建造所指示的殘余海盆和海陸交互沉積; 晚白堊世沿著班公湖-怒江結(jié)合帶線(xiàn)性分布的竟柱山組陸相沉積的礫巖、含礫砂巖角度不整合覆蓋在蛇綠巖及特提斯海相沉積巖系之上, 表明該帶已經(jīng)完成洋陸轉(zhuǎn)換, 進(jìn)入陸內(nèi)構(gòu)造環(huán)境, 同時(shí)區(qū)域上發(fā)育控制竟柱山組磨拉石建造的近EW向伸展構(gòu)造和控制基性至中酸性巖脈的近 SN向伸展構(gòu)造(李德威, 2008; 張碩, 2014; 周濤等, 2014 )。

近幾年來(lái), 在班公湖-怒江結(jié)合帶中、西段北側(cè)發(fā)現(xiàn)了多不雜超大型斑巖型銅礦床和弗野、材瑪?shù)雀昏F礦床, 在中、西段南側(cè)發(fā)現(xiàn)了尼雄超大型鐵礦床、尕爾窮金(大型)銅(中型)礦床和嘎拉勒金(大型)銅(小型)礦床。最近我們?cè)诎喙睎|側(cè)20 km處的烏魯窮一帶找到出露長(zhǎng)約5 km、寬數(shù)百米的富鐵(含銅)礦床(將另文發(fā)表)。這些礦床宏觀上呈EW向分布,但是從礦田、礦床到礦體卻表現(xiàn)為近SN向分布, 主要受陸內(nèi)熱隆伸展構(gòu)造控制, 不一定受花崗巖及其圍巖接觸帶直接控制。由于礦石中沒(méi)有可靠的定年礦物, 通常以鄰近礦床的花崗巖的成巖年齡代表成礦年齡。一般認(rèn)為這些礦床是班公湖-怒江洋俯沖形成的斑巖型銅礦床或矽卡巖型鐵礦床。然而, 其成礦時(shí)代、成礦構(gòu)造、形成機(jī)理還值得深入的研究和探討。

花崗巖對(duì)于大地構(gòu)造環(huán)境和大陸地殼厚度具有重要的指示意義(張旗等, 2011 )。本文在對(duì)岡底斯西北緣與成礦關(guān)系十分密切的扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖進(jìn)行詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上, 對(duì)石英二長(zhǎng)巖的成巖成礦年代學(xué)、巖石地球化學(xué)和形成環(huán)境進(jìn)行初步的研究, 以期為探討班公湖-怒江結(jié)合帶多金屬礦床的成巖成礦時(shí)代、成礦構(gòu)造環(huán)境和礦床成因提供有益的借鑒。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)特征

1.1 地質(zhì)背景

班公湖-怒江結(jié)合帶位于羌塘地塊與岡底斯地塊之間(圖1)。主要經(jīng)歷了中特提斯洋開(kāi)合演化和陸內(nèi)盆山耦合兩個(gè)不同性質(zhì)的構(gòu)造演化階段, 認(rèn)識(shí)這兩個(gè)不同尺度的動(dòng)力學(xué)過(guò)程的轉(zhuǎn)換期是解決該帶許多重大地質(zhì)礦床問(wèn)題的關(guān)鍵, 也有助于認(rèn)識(shí)成礦大爆發(fā)的地質(zhì)背景(曹圣華等, 2007 )。

班公湖-怒江結(jié)合帶西段蛇綠巖套巖石組合齊全, 構(gòu)造變形強(qiáng)烈, 構(gòu)造-巖石分帶性明顯。根據(jù)蛇綠混雜巖帶巖石形成的構(gòu)造環(huán)境、巖石組合類(lèi)型、產(chǎn)出狀態(tài)及其接觸關(guān)系, 劃分出蛇綠混雜巖帶、蛇綠構(gòu)造混雜巖帶和構(gòu)造混雜巖帶3個(gè)亞帶。蛇綠混雜巖帶由逆(沖)斷層分割的變質(zhì)橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠(玢)巖、火山巖、硅質(zhì)巖等巖片組成, 出露不完整,分布在結(jié)合帶中央; 蛇綠構(gòu)造混雜巖帶由逆(沖)斷層分割的部分蛇綠巖巖片與早侏羅世-中侏羅世木嘎崗日群、晚侏羅世-早白堊世沙木羅組砂巖、板巖等巖(斷)片和少量中二疊世吞龍共巴組、晚三疊世日干配錯(cuò)群灰?guī)r巖塊或飛來(lái)峰組成, 分布在蛇綠混雜巖帶南北兩側(cè); 構(gòu)造混雜巖帶常由不同方向的韌性和脆性構(gòu)造邊界分割的吞龍共巴組和日干配錯(cuò)群灰?guī)r、礫巖等巖塊與早-中侏羅世木嘎崗日群、晚侏羅世-早白堊世沙木羅組碎屑巖基質(zhì)組成, 不對(duì)稱(chēng)分布在蛇綠構(gòu)造混雜巖帶兩側(cè)。班公湖-怒江結(jié)合帶兩側(cè)不同程度地發(fā)育中、晚侏羅世與洋盆俯沖有關(guān)的島弧巖漿組合(耿全如等, 2011)。班公湖SSZ型蛇綠巖中火山巖的鋯石 U-Pb年齡為 163.9±0.7 Ma(MSWD=1.06), 形成于弧前盆地(周濤等, 2014 )。

JSSZ. 金沙江縫合帶; BNSZ. 班公湖-怒江結(jié)合帶; YZSZ. 雅魯藏布江縫合帶; 1. 晚侏羅世-早白堊世灰?guī)r; 2. 南羌塘南緣晚侏羅世火山巖; 3. 北岡底斯晚白堊世侵入巖; 4. 南羌塘南緣晚侏羅世-早白堊世侵入巖; 5. 北岡底斯早白堊世侵入巖; 6. 班公湖蛇綠構(gòu)造混雜巖; 7. 輝綠巖脈; 8.主斷裂; 9. 次級(jí)斷裂; 10. 礦點(diǎn)位置。

晚白堊世在陸內(nèi)熱隆伸展環(huán)境下發(fā)生的構(gòu)造-巖漿-沉積-成礦事件, 形成受拆離斷層和高角度正斷層控制的竟柱山組磨拉石建造、結(jié)合帶內(nèi)部90.7±1.2 Ma和 82.9±1.2 Ma富 K 貧 Na, 低 Cr、Ni的埃達(dá)克質(zhì)花崗巖(張碩等, 2014)、橫跨結(jié)合帶近SN向分布的基性巖脈(85.8±0.9 Ma、88.8±1.2 Ma)(張碩,2014)和花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖巖脈(79.59±0.32 Ma、75.9±1.2 Ma)(江軍華等, 2011)。本文報(bào)道的班公湖-怒江結(jié)合帶西段南側(cè)晚白堊世構(gòu)造-巖漿-成礦事件正是產(chǎn)于這種構(gòu)造背景(圖1)。

1.2 礦床地質(zhì)特征

扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖位于班公湖-怒江結(jié)合帶南側(cè)近EW向構(gòu)造邊界與近SN向正斷層系及其地塹的交匯部位, 以巖株的形式產(chǎn)出, 并與花崗質(zhì)巖脈共生。扎隆瓊娃磁鐵礦受一系列NNE向階梯狀平行排列的正斷層控制, 與同向分布的花崗巖脈密切相關(guān)(圖 2)。

近南北走向的伸展構(gòu)造帶由6條平行排列的正斷層組成, 斷層破碎帶寬約 1 km, 主斷層被第四紀(jì)洪沖積礫石層和含礦礫石層所覆蓋, 出露的斷層產(chǎn)狀為: 112°~121°∠68°~79°(圖 2)。斷層面上發(fā)育擦痕、階步、磨光鏡面、構(gòu)造薄膜、鐵質(zhì)浸染等標(biāo)志(圖3)。次級(jí)斷層出現(xiàn)多條與斷層活動(dòng)同期的花崗巖脈,脈體不同程度的發(fā)生了礦化(圖2, 3), 并出現(xiàn)鉀化、硅化和綠簾石化, 綠簾石化集中分布在斷層角礫巖帶。因此, 花崗巖脈的結(jié)晶年齡可能代表了成礦年齡。

鐵礦化沿著近南北走向的正斷層分布, 礦體主要呈脈狀產(chǎn)于次級(jí)正斷層中, 少量礦體沿著正斷層伴生的張節(jié)理分布(圖2, 3), 以塊狀礦石為主, 還有角礫狀、細(xì)脈狀礦石。此外, 有些礦體出現(xiàn)在受正斷層控制的花崗巖脈中, 呈網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。礦脈寬0.3~3 m, 長(zhǎng) 3~6 m, 與圍巖界線(xiàn)清晰, 其產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致, 為平行于正斷層的脈狀礦體。絕大部分礦石致密, 品位高。根據(jù) 6個(gè)樣品的分析結(jié)果, 礦石Fe品位為51%~60%, 平均56%。礦石為他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余-假象結(jié)構(gòu)等, 放射狀構(gòu)造、針狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造。礦石中主要金屬礦物為赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦, 少量褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦, 偶見(jiàn)斑銅礦。

2 樣品采集與測(cè)試分析

圖2 班公湖南側(cè)扎隆瓊娃磁鐵礦礦區(qū)地質(zhì)剖面Fig.2 Geological profile of the Zhalongqiongwa magnetite mining area in the southern Bangong Lake area

圖3 扎隆瓊娃斷層帶地質(zhì)礦產(chǎn)野外照片F(xiàn)ig.3 Field photos of the deposits occurring along the Zhalongqiongwa fault zone

筆者采了 1件與成礦同期的含礦花崗巖脈PM95-15-2和 8件石英二長(zhǎng)巖樣品進(jìn)行分析(圖 2),其中 PM95-25-2用于薄片鑒定, PM95-15-2和PM95-25-1用于年代學(xué)分析，其余樣品用于地球化學(xué)分析。石英二長(zhǎng)巖主量、微量及稀土元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1, 年齡分析結(jié)果見(jiàn)表2。主量元素、微量元素及稀土元素分析均在武漢巖礦綜合測(cè)試中心完成。主量元素采用X熒光光譜法(XRF)分析,微量元素和稀土元素的分析則采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析方法。鋯石單礦物分離在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所完成, 首先清洗樣品表面以防外界雜質(zhì)污染, 然后將樣品粉碎, 進(jìn)行重選和電磁選后再在雙目鏡下挑純。將選出的鋯石貼在雙面膠上, 然后用環(huán)氧樹(shù)脂固定, 最后打磨拋光至鋯石暴露, 鋯石結(jié)構(gòu)圖像應(yīng)用透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)采集, 透射光、反射光在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)礦石學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成, 陰極發(fā)光(CL)在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石 U-Pb 定年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成, 鋯石定年儀器為帶有 Shield Torch 的Agilient 7500a型ICP-MS; 激光剝蝕系統(tǒng)為德國(guó) MicroLas 公司生產(chǎn)的 GeoLas200M, 激光器為 ComPex102 Excimer(工作物質(zhì) ArF, 波長(zhǎng)193 nm)。采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣, 分析采用斑束直徑為 30 μm, 頻率為 10 Hz, 能量為 32~36 mJ, 每個(gè)分析點(diǎn)的氣體背景采集時(shí)間為 20 s,信號(hào)采集時(shí)間為40 s。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程參見(jiàn)Yuan et al.(2004, 2008)。激光剝蝕方式為單點(diǎn)剝蝕, 分析儀器校正采用標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST610進(jìn)行儀器最佳化。ICP-MS 數(shù)據(jù)采集選用質(zhì)量峰采點(diǎn)的跳峰方式。年齡計(jì)算以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石 91500 作為外標(biāo)校正,29Si作為內(nèi)標(biāo), 每測(cè)定6個(gè)分析點(diǎn)插入一次標(biāo)樣測(cè)定。以ICPMSDataCal(Liu et al., 2008, 2010)軟件計(jì)算測(cè)試結(jié)果, 采用Isoplot3.0程序(Ludwig, 2003)繪制諧和圖。

表1 扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖的主量元素(%)和微量元素(×10-6)化學(xué)組成Table 1 Major (%) and trace element (×10-6) compositions of the quartz monzonite and granitic vein in Zhalongqiongwa

表2 扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖和花崗質(zhì)巖脈的鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年結(jié)果Table 2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of the quartz monzonite and granitic vein from Zhalongqiongwa

3 分析結(jié)果

3.1 巖體地質(zhì)、地球化學(xué)特征

石英二長(zhǎng)巖呈灰色、淺灰色, 中-細(xì)粒結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。主要造巖礦物為斜長(zhǎng)石(35%~40%)、鉀長(zhǎng)石(30%~40%)、角閃石(10%~15%)、石英(8%~13%)、黑云母(3%~5%)、輝石(2%~5%)。副礦物包括磁鐵礦、榍石、磷灰石等。斜長(zhǎng)石半自形-自形, 發(fā)育聚片雙晶, 有的發(fā)育環(huán)帶構(gòu)造, An=35~40, 石英呈它形粒狀充填于其他礦物之間。

3.1.1 主量元素特征

6件地球化學(xué)樣品 SiO2的含量為 62.09%~65.54%, 為偏酸性的中性巖, MgO含量為2.58%~3.47%, 具有較高的 Mg#(52.9~56.8)。K2O含量為 3.21%~3.89%, 在 SiO2-K2O圖中主要落在高鉀鈣堿性系列中(圖 4), Al2O3含量為 15.08%~5.92%, 鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為 0.79~0.92, 為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。

3.1.2 稀土元素和微量元素特征

在巖體的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(xiàn)圖中(圖5a), 所有樣品曲線(xiàn)近乎一致, 呈右傾分布, 表現(xiàn)為輕稀土(LREE)富集型, 輕、重稀土分異比較明顯(19.56<(La/Yb)N<26.69, 平均值為22.03), Eu輕微負(fù)異常(0.72<δEu<0.81)。在微量元素蜘網(wǎng)圖上(圖5b),石英二長(zhǎng)巖總體上具有富集不相容元素Rb、Th、U、K、Pb, 而虧損Nb、Ta、Zr、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素的特點(diǎn), 顯示出島弧巖漿巖的特征, 暗示源區(qū)可能存在含鈦礦物相或角閃石殘留相, 并且Sr無(wú)明顯負(fù)異常, 這與其無(wú)明顯的Eu負(fù)異常是一致的。

3.2 年代學(xué)分析結(jié)果

3.2.1 石英二長(zhǎng)巖成巖年齡

石英二長(zhǎng)巖(PM95-25-1)共測(cè)定 24顆鋯石, 鋯石多呈長(zhǎng)柱狀, 少部分呈短柱狀, 或?yàn)椴灰?guī)則的碎粒, 具有平行生長(zhǎng)帶, 粒徑 100~300 μm, 長(zhǎng)寬比值約1~3, 鋯石陰極發(fā)光強(qiáng)度較弱(圖6a)。鋯石Th、U含量平均值分別為690×10-6和613×10-6, Th/U比值介于 0.54~1.42之間, 平均 1.09, 暗示其巖漿成因(Rubatto and Gebauer, 2000)。協(xié)和度高于90%的14顆鋯石測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于 84.3~86.6 Ma之間, 在一致曲線(xiàn)圖中, 數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布(圖6b), 加權(quán)平均年齡為 85.60±0.48 Ma(MSWD=1.3), 代表了石英二長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

圖4 石英二長(zhǎng)巖SiO2-K2O圖解Fig.4 SiO2 vs K2O plot for the quartz monzonite

圖5 石英二長(zhǎng)巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖(a, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams for the Zhalongqiongwa quartz monzonite (b)

圖6 扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖和花崗巖脈鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像(a, c)和U-Pb年齡諧和圖(b, d)Fig.6 Cathodoluminescence (CL) images (a, c) and U-Pb concordia diagrams (b, d) of zircons in the quartz monzonite and granitic vein in Zhalongqiongwa

3.2.2 含礦花崗巖脈成巖年齡

對(duì)含礦花崗巖脈(PM95-15-2)共測(cè)定24顆鋯石,鋯石自形或半自形, 長(zhǎng)柱狀, 粒徑 100~500 μm, 長(zhǎng)寬比值1~5, 鋯石陰極發(fā)光強(qiáng)度較弱, 具巖漿環(huán)帶或平行生長(zhǎng)帶, 內(nèi)部無(wú)殘留核(圖6c), Th、U含量平均值分別為 407×10-6和 397×10-6, Th/U比值介于0.59~1.38之間, 平均值1.07, 為典型巖漿鋯石。部分鋯石由于鉛丟失等原因, 導(dǎo)致協(xié)和度不高,為了數(shù)據(jù)質(zhì)量, 將協(xié)和度小于90%的不予計(jì)算。協(xié)和度高于90%的16顆巖漿鋯石中, 3個(gè)點(diǎn)(18、19、22)與總體年齡不和諧(誤差大于5%), 不參與加權(quán)平均計(jì)算, 其余13顆鋯石測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于 83.33~88.39 Ma之間, 在一致曲線(xiàn)圖中, 數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布(圖 6d), 其加權(quán)平均年齡為85.51±0.77 Ma(MSWD=2.0), 代表了含礦花崗巖脈的結(jié)晶年齡。

4 討 論

4.1 成巖、成礦時(shí)代

從所研究的巖漿巖中鋯石的結(jié)構(gòu)和 Th/U比值來(lái)看, 石英二長(zhǎng)巖和花崗巖脈均為巖漿成因, 所獲得的加權(quán)平均年齡為85.60±0.48 Ma和85.51±0.77 Ma,分別代表了石英二長(zhǎng)巖和花崗巖脈的形成時(shí)代。需要確定成礦作用與成巖時(shí)代、構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系。

野外基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和構(gòu)造分析表明, 扎隆瓊娃磁鐵礦礦體主要受NNE向高角度正斷層控制, 斷層張裂隙中角礫巖的礦化(圖 3e)表明斷層活動(dòng)與成礦同期。主斷層兩側(cè)的多條平行排列的次級(jí)斷層中可見(jiàn)多條花崗巖脈沿次級(jí)斷層侵入, 脈體產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷層控制, 并不同程度的發(fā)生礦化, 說(shuō)明脈體年齡代表了斷層活動(dòng)年齡, 也即代表了成礦年齡。石英二長(zhǎng)巖的成巖年齡與磁鐵礦成礦年齡在誤差范圍內(nèi)近于一致, 為同一連續(xù)的巖漿作用過(guò)程?？傮w上,上述巖脈與斷層、礦體的地質(zhì)關(guān)系反映了同陸內(nèi)伸展構(gòu)造-巖漿-成礦事件, 都是殼幔異常熱活動(dòng)背景下發(fā)生的地質(zhì)作用, 因此花崗巖脈成巖年齡基本上代表了陸內(nèi)伸展構(gòu)造和成礦的年齡。并與陸內(nèi)熱隆伸展形成的近東西走向的線(xiàn)性斷陷盆地(地塹)內(nèi)晚白堊世竟柱山組磨拉石沉積同期。

4.2 巖石成因

扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖具有相對(duì)高的 K2O(3.21%~3.89%)、MgO(2.58%~3.47%)、Mg#(52.9~56.8)、Cr(107×10-6~597×10-6, 均值 314×10-6)和 Ni(60.6×10–6~78.2×10-6, 均值68.5×10-6), 巖石中Cr和Ni含量明顯高于地殼熔融形成的花崗巖的值。據(jù) La-La/Yb圖(圖7), 判斷石英二長(zhǎng)巖主要通過(guò)部分熔融形成。而班公湖蛇綠混雜帶中96 Ma左右的埃達(dá)克質(zhì)花崗巖(張向飛, 2011)和91 Ma左右具埃達(dá)克質(zhì)巖特征的花崗閃長(zhǎng)巖脈(張碩等, 2014 )卻顯示低Mg、低Cr和Ni的特點(diǎn)。說(shuō)明班公湖-怒江結(jié)合帶在96~91 Ma發(fā)生洋陸轉(zhuǎn)換造成地殼加厚, 其后在地幔軟流圈底辟作用下, 地殼發(fā)生線(xiàn)性熱隆伸展及薄化減壓, 從而地幔熱能和物質(zhì)參與了地殼部分熔融和熱隆伸展, 形成扎隆瓊娃含礦的高K、Mg、Cr、Ni石英二長(zhǎng)巖。其形成構(gòu)造環(huán)境類(lèi)似于魯西中生代伸展環(huán)境下形成的高鎂閃長(zhǎng)巖(巫祥陽(yáng)等, 2003; 楊承海等, 2006,2007)。

圖7 扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖La-La/Yb圖(據(jù)Chung et al.,2009 )Fig.7 La vs La/Yb plot for the Zhalongqiongwa quartz monzonite

扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖虧損Nb、Ta、Zr、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素(圖 5b), 指示其母巖漿經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用。隨著結(jié)晶分異的進(jìn)行, 分配系數(shù)非常接近的微量元素的比值, 如 Nb/Ta, 不受結(jié)晶分異的影響, 可以代表原始巖漿特征。扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖的Nb/Ta比值(11.27~12.59)(表 1)與班公湖南側(cè)同期輝綠巖脈(圖1)Nb/Ta比值(12.20~13.20)(張碩, 2014 )近于一致,說(shuō)明兩者可能為同一源區(qū)。元素La和Ce均為典型的不相容元素, 其比值也可反映它們初始巖漿特征(Marjorie, 1993)。石英二長(zhǎng)巖La/Ce比值(0.49~0.53)與班公湖地區(qū)輝綠巖脈的La/Ce比值(0.50~0.53)(張碩, 2014)基本相同, 進(jìn)一步佐證了兩者源區(qū)相同。石英二長(zhǎng)巖與研究區(qū)輝綠巖脈在時(shí)空上均能配套, 在物源上相似, 進(jìn)一步支持陸內(nèi)地幔軟流圈底辟導(dǎo)致陸洋轉(zhuǎn)換帶構(gòu)造薄弱部位地殼熱隆伸展、殼幔相互作用形成扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖的認(rèn)識(shí)。

4.3 陸內(nèi)構(gòu)造-成巖-成礦系統(tǒng)

在研究區(qū)及其周邊地區(qū), 班公湖-怒江縫合帶南北兩側(cè)均發(fā)育晚白堊世礦床(點(diǎn)), 其中以我們?cè)诎喙眰?cè)最新發(fā)現(xiàn)的晚白堊世烏魯窮富鐵(含銅)礦床最為顯著, 近南北向延伸的主礦體長(zhǎng)度超過(guò)3000 m, 寬250~560 m。成礦期與伸展構(gòu)造環(huán)境下的巖漿活動(dòng)同時(shí), 近南北走向的輝綠巖脈成群侵入于班公湖蛇綠巖帶及兩側(cè)陸塊之中(圖1), 地質(zhì)和地球化學(xué)特征均顯示為陸內(nèi)伸展環(huán)境, 其年齡為85.8~88.8 Ma(張碩, 2014), 說(shuō)明成巖成礦作用與地幔軟流圈底辟及其相關(guān)的地殼線(xiàn)性熱隆伸展是一個(gè)機(jī)理關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。

區(qū)域上, 青藏高原85~90 Ma形成的礦床(點(diǎn))集中分布在岡底斯中北部, 如日阿銅礦床、尕爾窮銅礦床、拔拉扎銅鉬礦床等。措勤日阿銅礦床有關(guān)的晚白堊世含銅雙峰式巖石組合中基性端元的年齡為87.2 Ma(曲曉明等, 2006); 革吉縣尕爾窮銅礦床含礦斑巖成巖年齡為 87.1 Ma(姚曉峰等, 2013), 輝鉬礦模式年齡為86.87~89.7 Ma(曲曉明和辛洪波, 2006;李志軍等, 2011)。Lu-Hf同位素測(cè)定結(jié)果顯示, 尕爾窮銅礦床與成礦關(guān)系密切的石英二長(zhǎng)巖具有幔源源區(qū)特征, 其主要起源于具有幔源印記的初生地殼(姚曉峰等, 2012)。控礦構(gòu)造為NNE向和近SN向斷層;尼瑪縣拔拉扎銅鉬礦床含礦斑巖成巖年齡為88.0~93.8 Ma, 輝鉬礦模式年齡為88.2~89.6 Ma, 同時(shí)具有高M(jìn)g#、Cr、Ni等幔源特征(余紅霞等, 2011;王保弟等, 2013)。

岡底斯中北部晚白堊世可能發(fā)生過(guò)金屬成礦大爆發(fā), 其成礦環(huán)境、成礦條件、控礦構(gòu)造、巖體地球化學(xué)特征等都具有相似性, 可能屬于同一成礦系統(tǒng), 并與班公湖-怒江構(gòu)造帶陸內(nèi)地幔軟流圈沿著構(gòu)造薄弱的結(jié)合帶線(xiàn)性底辟及其相關(guān)的地殼熱隆伸展作用有關(guān), 同期的熱隆伸展作用在地殼淺表層次表現(xiàn)為近東西向地塹及其充填的竟柱山組磨拉石建造。

5 結(jié) 論

(1) 鋯石LA-ICPMS U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果表明,岡底斯西北緣扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡為85.60±0.48 Ma, 成礦年齡為 85.51±0.77 Ma, 成巖成礦為同一連續(xù)的巖漿作用過(guò)程。

(2) 扎隆瓊娃石英二長(zhǎng)巖高 SiO2、Al2O3、Sr、Sr/Y比值, 低Y、Yb, 輕稀土富集, 輕重稀土分異明顯, 弱負(fù)Eu異常, 同時(shí)具有高K、Mg#、Cr、Ni等特征, 可能是班公湖-怒江構(gòu)造帶中特提斯洋陸轉(zhuǎn)換及其地殼加厚之后, 由于地幔軟流圈底辟作用造成先存的構(gòu)造薄弱帶發(fā)生地殼線(xiàn)性熱隆伸展和部分熔融,形成扎隆瓊娃含礦石英二長(zhǎng)巖及同期的磁鐵礦床。

(3) 晚白堊世中期班公湖-怒江構(gòu)造帶及其岡底斯北部陸內(nèi)熱隆伸展成巖成礦系統(tǒng)的新認(rèn)識(shí)對(duì)于進(jìn)一步探討青藏高原中部的構(gòu)造演化、洋陸轉(zhuǎn)換及其成礦作用和找礦方向具有重要的意義。

致謝: 本文是我們1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)礦床調(diào)查團(tuán)隊(duì)共同成果的一部分, 在野外工作期間與中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心耿全如研究員進(jìn)行了有益討論,成文過(guò)程中得到中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所張旗研究員和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所唐菊興研究員富有建設(shè)性的審稿意見(jiàn), 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)廖群安教授提出了修改建議, 在此深表感謝！

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