成永生

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廣西大廠礦田巖體地球化學(xué)特征及其成礦意義

成永生1, 2, 3

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙，410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙，410083；3. 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽，550002)

通過對廣西大廠礦田侵入巖體的主量元素、微量元素以及稀土元素的系統(tǒng)分析和綜合研究，探討巖體的成因、演化以及成巖成礦的構(gòu)造環(huán)境。研究結(jié)果表明：輕稀土元素(LREE)相對富集，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)(LREE)=(28.25~144.85)×10?6，重稀土元素相對虧損，(HREE)=(4.28~14.75)×10?6，總稀土(REE)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ΣREE)=(32.53~159.6)×10?6，(LREE)/(HREE)=6.22~12.33，δ(Eu)=0.29~0.71，δ(Ce)=0.94~0.97，(Gd)/(Yb)為1.61~2.31，(Sm)/(Nd)為0.16~0.23，(Eu)/(Sm)為0.10~0.24，(La)/(Sm)為6.06~9.41，輕、重稀土元素分餾程度較高。大廠礦田侵入巖體略貧硅，屬于過鋁質(zhì)－強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石系列。大離子親石元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對穩(wěn)定，非活動(dòng)性元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，高場強(qiáng)元素(HREE)相對虧損。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式一致性較好，表明不同侵入體可能具有相同或相似的巖漿來源及其歷史演化。巖體包含地殼以及上地幔的成分來源，巖漿活動(dòng)受上地幔和地殼的影響，屬殼－幔聯(lián)合作用的產(chǎn)物。巖體可能由部分熔融作用形成，是殼?；烊鄣慕Y(jié)果，主要形成于碰撞造山以及板內(nèi)構(gòu)造時(shí)期，特別是碰撞造山向板內(nèi)環(huán)境的轉(zhuǎn)換時(shí)期以及拉張性質(zhì)的構(gòu)造環(huán)境中。

侵入巖體；地球化學(xué)；巖石成因；構(gòu)造環(huán)境；廣西大廠

大廠錫多金屬礦床位于廣西南丹縣境內(nèi)，是我國乃至世界上最大的錫石硫化物礦床之一。大廠礦田礦產(chǎn)資源十分豐富，具有礦體規(guī)模大、儲量集中、礦床類型復(fù)雜的特征，主要礦產(chǎn)為錫、鋅、鉛、銻、銅、鎢、銀、銦、硫、砷等，其中以錫石硫化物型礦床最重要，其次為矽卡巖型鋅銅礦床和石英脈型銻鎢礦 床[1?2]。根據(jù)大廠礦田的礦產(chǎn)分布特征、構(gòu)造組合形式以及龍箱蓋復(fù)式巖體的產(chǎn)出特點(diǎn)，通常將大廠礦田劃分為西、中、東3個(gè)礦帶。西礦帶和東礦帶均以錫多金屬礦床為主，中礦帶以鋅銅銻鎢礦床為主[3]。長期以來，國內(nèi)外針對大廠礦田開展了大量研究工作，積累了詳實(shí)的研究資料且取得了許多研究成果。然而，關(guān)于礦床的成因一直存在著多種不同觀點(diǎn)如巖漿熱液成因、充填?交代成因、噴流?沉積成因、沉積?熱液疊加成因以及層控成因等[1,4?7]。巖體特征及其所蘊(yùn)含的信息對于探討礦床的形成機(jī)制及其成因具有十分重要的指示作用，目前，關(guān)于大廠礦田的巖體研究資料也較豐富。蔡明海等[8]認(rèn)為，大廠礦田不同期次花崗巖形成于由后造山向板內(nèi)環(huán)境變化的轉(zhuǎn)化階段，區(qū)內(nèi)成巖的主體構(gòu)造環(huán)境為較穩(wěn)定的區(qū)域拉張，這是區(qū)內(nèi)超大型礦床形成的有利條件。范森葵等[9]通過對大廠礦區(qū)的花崗斑巖和閃長玢巖脈巖的地球化學(xué)特征研究發(fā)現(xiàn)，脈巖來源于地殼的重熔且沿南北向斷裂充填形成，礦床分帶特征與脈巖的成巖環(huán)境一致，脈巖提供了成礦物質(zhì)或者其所充填的斷裂曾是礦液運(yùn)移通道，石英閃長玢巖具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征，認(rèn)為底侵的玄武質(zhì)下地殼熔融形成的巖漿參與了巖脈旁側(cè)多金屬礦床的成礦作用。這些研究成果對于揭示大廠礦床的成因機(jī)制具有重要的作用，本文作者在這些研究成果的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充采集并分析研究最近新開采地段所揭露的巖漿侵入體的代表性樣品。通過對巖體的主量、微量以及稀土元素進(jìn)行綜合分析，探討巖漿的成因與演化歷史、成巖成礦的構(gòu)造環(huán)境等，以便為解析大廠礦田錫多金屬礦床的成礦動(dòng)力學(xué)背景以及礦床的成因機(jī)制提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

丹池成礦帶屬于海西－印支期右江被動(dòng)陸緣裂谷盆地北部的1個(gè)斷裂凹陷盆地，大地構(gòu)造位置在元古宙—早古生代屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺南緣，晚古生代至中生代則為右江盆地內(nèi)部的次級裂陷盆地[10?11]。該區(qū)的構(gòu)造演化序列主要經(jīng)歷了3個(gè)歷史階段：元古宙至早古生代的陸內(nèi)—陸緣裂陷階段、泥盆紀(jì)至早二疊世的陸內(nèi)到陸緣裂陷階段以及晚二疊世到三疊紀(jì)的弧后裂陷階段。丹池成礦帶就是海西—印支期右江被動(dòng)陸緣裂谷盆地北部的1個(gè)斷裂凹陷盆地[7,12]。

丹池地區(qū)錫多金屬成礦帶總體呈北西—南東向展布，西北邊自黔桂兩省邊界上的麻陽汞礦床一帶起，東南邊到河池南部的五圩鄉(xiāng)以南，長百余千米，西南邊大致以益蘭汞礦床—南胃一帶為界，東北邊界大致在拉麻—拉易—北香—紅沙[13?14]。廣西大廠錫多金屬礦田是丹池成礦帶中部的主體礦田，位于江南古陸西南緣的丹池褶皺帶北段，主要含礦層位為泥盆系(如圖1所示)，優(yōu)越的成礦條件使該礦帶內(nèi)產(chǎn)有豐富的錫、鉛、鋅、銻、銅、汞、鎢等多種礦產(chǎn)資源。

1—三疊系；2—石炭-二疊系；3—泥盆系；4—背斜軸；5—正斷層；6—逆斷層；7—斷層；8—花崗斑巖

2 礦床地質(zhì)特征

長坡礦床為原生錫多金屬礦床，以規(guī)模巨大而著稱，自上而下礦化類型依次為裂隙脈型、細(xì)脈帶型、似層狀—層狀、似層狀細(xì)脈—網(wǎng)脈浸染型。礦床中有9個(gè)礦物共生組合，礦物達(dá)80種以上，其中具有經(jīng)濟(jì)意義的礦物有10多種，如：

1) 裂隙脈型，發(fā)育于長坡背斜構(gòu)造的軸部和東翼，沿北東向的裂隙帶充填。礦脈的水平長度為50~500 m，一般延深100~250 m。在垂向上，礦脈群的形態(tài)如透鏡體，礦脈群向礦區(qū)外圍延伸有逐漸變大、礦脈變厚、品位增高、埋藏漸深趨勢。

2) 細(xì)脈帶礦體，分布在長坡背斜東翼上次一級縱向背斜軸部，處于橫向裂隙帶的延伸部位。整個(gè)細(xì)脈帶礦體陡傾斜分布，沿走向和傾向基本穩(wěn)定，向兩側(cè)逐漸分支尖滅。

3) 似層狀礦體，以91號和92號礦體為代表。91號礦體位于大廠背斜東翼次一級背斜軸部，錫多金屬礦化沿裂隙構(gòu)造充填、交代，形成了總體順層產(chǎn)出的細(xì)脈浸染型礦體[7]。92號礦體處于北東向的橫向裂隙帶深部，賦存于榴江組硅質(zhì)巖中，礦體產(chǎn)狀與地層基本一致，總體走向東西，傾向北，向北東方向側(cè)伏，礦體厚度穩(wěn)定，礦體由中心向兩側(cè)變薄[7,9,13]。

巴力—龍頭山礦床以100號和105號礦體為主，礦體礦物成分復(fù)雜、種類較多，已知的達(dá)25種以上。金屬礦物除錫石外，以磁黃鐵礦、脆硫銻鉛礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂和白鐵礦為主，含少量黃銅礦、方鉛礦、黝錫礦、硫錫礦、硫銻鐵礦、銀黝銅礦、輝銻銀礦、硫銻鉛礦、硫銻銅銀礦、銻銀礦和自然銻等；少量的脈石礦物包括石英、方解石、螢石和瀝青。礦石結(jié)構(gòu)以他形—半自形、細(xì)粒為主，其次為填隙結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦石以塊狀構(gòu)造為主，另有細(xì)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、生物殘余構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。100號礦體主要呈北西走向，局部產(chǎn)狀變化較大，先向北后向北東側(cè)伏，厚度為5~15 m，平均為14.46 m，中心部位最厚達(dá)33 m，向邊部逐漸變薄，厚度變化系數(shù)為70%。礦體連續(xù)，形態(tài)較簡單，礦體內(nèi)部幾乎沒有夾石存在，僅個(gè)別地段在礦體邊緣偶見“捕虜”礁灰?guī)r巖塊或?yàn)r青團(tuán)塊。105號礦體位于100號礦體東側(cè)之下部，F(xiàn)3斷層的下盤，與100號礦體的地質(zhì)特征基本相同，賦存于中泥盆統(tǒng)生物礁灰?guī)r中，同屬錫石－硫化物型的礦床。礦體上部總體傾向東，下部北段傾向西，下部南段傾向南東，向南西方向側(cè)伏[1,9,13]。

3 巖相學(xué)特征

大廠礦區(qū)巖漿巖于地表出露不多，主要以隱伏巖體的形式產(chǎn)出[1]。地表僅見斷續(xù)的巖脈，隱伏巖體頂側(cè)少量巖枝、巖床等，屬于淺成—超淺成巖漿巖。巖石種類有黑云母花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖、煌綠斑巖、閃長玢巖、白崗巖等[8?9]。巖漿活動(dòng)對礦帶內(nèi)錫多金屬礦床的形成起了關(guān)鍵性作用，大廠礦田的西、中、東3個(gè)礦帶均以龍箱蓋巖體為中心分布，產(chǎn)出許多世界級的超大型特富錫石硫化物礦床，如長坡礦床、銅坑礦床、巴力—龍頭山礦床等[3, 11]。

本次用于分析研究的侵入巖體均為花崗巖，具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要由石英、鉀長石、斜長石、普通輝石以及綠泥石等組成，基質(zhì)成分主要為石英、鉀長石以及斜長石等，斑晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)占15%~30%，基質(zhì)占70%~85%。石英通常以斑晶和基質(zhì)產(chǎn)出，石英斑晶為他形粒狀，常被熔蝕呈港灣狀、渾圓狀。鉀長石也通常以斑晶和基質(zhì)產(chǎn)出，為半自形板狀，高嶺土化發(fā)育，基質(zhì)鉀長石為細(xì)粒板狀。斜長石呈半自形板狀，常具聚片雙晶，絹云母化發(fā)育，常組成三角形，其中充填普通輝石、綠泥石等，基質(zhì)斜長石為細(xì)粒板狀。普通輝石呈半自形短柱狀，綠泥石呈他形不規(guī)則片狀，二者常充填于斜長石組成的三角形孔隙中。

4 分析方法

本次研究樣品的主量元素、微量元素和稀土元素的分析測試由澳實(shí)分析檢測(廣州)有限公司完成，巖體常量元素測試采用ME-XRF06分析方法，檢測13 種元素氧化物，包括SiO2，Al2O3，CaO，Cr2O3，F(xiàn)e2O3，K2O，MgO，MnO，Na2O，P2O5，TiO2，BaO以及SrO；稀土、稀有元素采用ME-MS81法分析，共檢測38種元素。

5 分析結(jié)果

巖石主量元素分析結(jié)果如表1所示。從表1可見：大廠侵入巖體略貧硅，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.97%~71.00%，平均為63.47%，MgO+CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(＞4.00%)，TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞1.00%。巖石K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.08%~3.94%，平均為3.59%；Na2O為0.07%~1.99%，平均為0.57%；K2O+Na2O平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.16%，(K2O)/(Na2O)較高。巖石中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍高，介于13.89%~14.4%之間，均值為14.13%。

表1 廣西大廠礦田侵入巖體的主量元素組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

廣西大廠礦田侵入巖體的微量元素組成見表2。從表2可以看出：大廠礦區(qū)侵入巖體的大離子親石元素(包括Rb，Cs和Sr)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較穩(wěn)定，Rb質(zhì)量分?jǐn)?shù)為562×10?6~799×10?6，Cs為130×10?6~ 171×10?6，Sr為108×10?6~310×10?6；而大離子親石元素Ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較大，介于58.8×10?6~841×10?6之間，大離子親石元素(Sr)/(Ba)較低(0.37~1.83)。非活動(dòng)性元素(Nb，Ta，Zr和Hf)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，Nb為69.3×10?6~106×10?6，Ta為11.9×10?6~24.9×10?6，Zr為28×10?6~156×10?6，Hf為1.4×10?6~4.4×10?6。(Nb)/(Ta)為2.78~7.36，遠(yuǎn)低于黎彤[15]所測的地幔平均值(60.00)接近其所測得的地殼平均值(10.00)；(Zr)/(Hf)為20~35.4，接近地殼平均值。侵入體富集Rb，Sr和U等大離子親石元素(LILE)，而Nb和Th等高場強(qiáng)元素(HFSE)相對虧損。

表2 廣西大廠礦田侵入巖體的微量元素組成 (質(zhì)量分?jǐn)?shù))

大廠礦區(qū)侵入巖體的稀土元素組成見表3，稀土元素的統(tǒng)計(jì)特征見表4。從表4可以看出：巖體的輕稀土元素相對富集，(LREE)為28.25×10?6~ 144.85×10?6，而重稀土元素相對虧損，(HREE)為4.28×10?6~14.75×10?6，(LREE)/(HREE)為6.22~ 12.33，稀土總量(ΣREE) 為32.53×10?6~ 159.6×10?6，侵入巖體具有稀土元素總量偏低的顯著特征。δ(Eu)=0.29~0.71，δ(Ce)=0.94~0.97，反映輕、重稀土元素分餾程度的(La/Yb)N較高(6.63~16.54)，表明輕、重稀土元素具有較高的分餾程度，分餾作用較徹底。

表3 廣西大廠礦田侵入巖體的稀土元素組成

表4 廣西大廠礦田侵入巖體的稀土元素特征統(tǒng)計(jì)

根據(jù)巖體CIPW計(jì)算結(jié)果見表5。從表5可見：An，Ab，Or，Hy，Mt，Ap和Zr質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為17.5~27.82，0.69~18.46，19.95~27.18，1.92~14.57，0.65~4.01，0.98~1.31和0.01~0.03，主要造巖礦物為石英、鈣長石、鈉長石、正長石，副礦物為剛玉、紫蘇輝石、磁鐵礦、磷輝石、鋯石、鉻鐵礦等。標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉分子質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高(＞1.00%)，介于0.68~4.41之間，多數(shù)大于1.50，均值為2.57。堿度率(AR)為1.51~1.78，均值為1.59；分異指數(shù)(DI)介于50.78~74.52，平均為66.05，表明巖漿分離結(jié)晶作用進(jìn)行較徹底。固結(jié)指數(shù)(SI)介于7.74~20.31，平均值為14.67。鋁飽和指數(shù)介于0.983~1.292之間，平均值為1.12(＞1.10)，表明巖體屬于過鋁質(zhì)－強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石 系列。

表5 廣西大廠礦田侵入巖體的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

6 討論

6.1 巖漿成因及其演化

微量元素具有地球化學(xué)指示劑的功能，微量元素的含量和分配以及與相近似元素的比值可作為各種成巖成礦物理化學(xué)條件的靈敏指示劑，尤其對指導(dǎo)礦床成因、成礦規(guī)律以及成礦預(yù)測等方面發(fā)揮著重要作用。

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化處理是判斷稀土分配型式的常用手段，可消除巖石樣品豐度曲線因奇偶效應(yīng)而產(chǎn)生的“鋸齒”狀，且可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化曲線的平滑程度評價(jià)樣品測試豐度的精度。為此，對大廠礦區(qū)侵入巖體稀土元素進(jìn)行球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化處理，球粒隕石處理參見文獻(xiàn)[16]中的數(shù)據(jù)。從圖2可以看出：稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式表現(xiàn)為較強(qiáng)烈的負(fù)銪異常的右傾稀土配分模式。δ(Eu)=0.29~0.71，均值為0.54，具弱負(fù)異常特征；δ(Ce)=0.94~0.97，不具有負(fù)異常特征，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線總體呈“V”字形展布。(LREE)/(HREE)均大于1.00，介于6.22~12.33之間，顯示輕稀土元素(LREE)強(qiáng)烈富集，而重稀土元素(HREE)明顯虧損。表征輕、重稀土元素分餾程度的(La/Yb)N介于6.63~16.54之間，說明輕稀土元素與重稀土元素分餾程度較高。從稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖(見圖2)看：巖體的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式具有較好的一致性與協(xié)調(diào)性，從一定程度上表明不同巖石樣品可能具有相同或相似的巖漿來源及其歷史演化過程。另外，從微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖3)可以看出：Ba，Th和Sr表現(xiàn)為一定程度上的虧損，顯示出具有非造山花崗巖的特征，表明具有強(qiáng)烈分異的分離結(jié)晶作用存在，而Pb和U表現(xiàn)為明顯富集。

圖2 廣西大廠巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布形式圖[16]

圖3 廣西大廠巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖[16]

大廠礦田侵入巖體的稀土元素特征參數(shù)見表6。從表6可以看出：稀土元素的特征參數(shù)(Gd)/(Yb)為1.61~2.31，數(shù)值變化范圍較均一，表明巖石的分異與分餾現(xiàn)象較弱；侵入巖體的(Sm)/(Nd)為0.16~0.23，而地殼的(Sm)/(Nd)一般都小于0.25，地幔的該比值介于0.26~0.38，更小于球粒隕石的(Sm)/(Nd)(0.33)。侵入巖體的(Eu)/(Sm)為0.10~0.24，平均為0.18，而上地幔的(Eu)/(Sm)為0.23，地殼的(Eu)/(Sm)值為0.16~0.20，球粒隕石的(Eu)/(Sm)為0.365，從數(shù)值上看，大廠礦田侵入巖體的(Eu)/(Sm)具有地殼和上地幔的雙重特點(diǎn)。為此，綜合考慮大廠礦田侵入巖體稀土元素的多個(gè)特征參數(shù)，本區(qū)侵入巖體既有地殼成分來源，也具有上地幔的特征，可能屬于殼幔混熔的結(jié)果，巖漿活動(dòng)及其形成與演化的整個(gè)過程受上地幔及地殼的共同影響、聯(lián)合制約，屬殼－幔作用的產(chǎn)物。

表6 廣西大廠礦田侵入巖體的稀土元素特征參數(shù)

由于成巖過程中微量元素在不同相中的分配是可以預(yù)測的，為此，可以利用微量元素的數(shù)據(jù)來定量研究巖石的成巖過程[17]。換言之，一定的成巖過程對應(yīng)于一定形式的協(xié)變圖形，為此，利用微量元素協(xié)變圖形探討巖石的成巖過程是可行的。無疑，利用微量元素的協(xié)變關(guān)系可為巖石的成因研究提供定量化的方法和手段，具有十分重要的意義[18]。(La)－(La)/(Sm)圖解可用來判別基性－超基性巖的巖漿過程，通常投影點(diǎn)排列成一斜線的巖石，即(La)/(Sm)隨La質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大，被認(rèn)為是巖漿部分熔融的產(chǎn)物，而投影點(diǎn)排列成一水平直線的巖石，即(La)/(Sm)隨(La)變化基本保持穩(wěn)定，則被認(rèn)為是巖漿分離結(jié)晶作用的產(chǎn)物[19]。本文對廣西大廠侵入巖體的樣品作(La)－(La)/(Sm)圖解(圖4)，投影點(diǎn)總體表現(xiàn)出線性特征，即投影點(diǎn)基本位于部分熔融線的附近，表明大廠侵入巖體可能系部分熔融作用而形成。然而，對于利用(La)－(La)/(Sm)圖解來判斷巖石的成因，由于應(yīng)考慮到花崗巖巖漿系統(tǒng)中總分配系數(shù)的問題，(La)－(La)/(Sm)圖解具有多解性，必須結(jié)合巖石產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境加以綜合分析，包括野外地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、同位素地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)等資料[20]。微量元素協(xié)變關(guān)系只能給出成巖過程的必要條件而非充分條件，要正確判斷協(xié)變關(guān)系，必須利用多種元素、多種不同協(xié)變圖形進(jìn)行綜合分析[17]。

圖4 廣西大廠礦田侵入巖體的w(La)－w(La)/w(Sm)圖解

6.2 成巖成礦構(gòu)造環(huán)境

1979年P(guān)itcher[21]指出花崗巖與構(gòu)造環(huán)境的成因聯(lián)系，提出了安第斯型、海西型與阿爾卑斯型3種類型?；◢弾r構(gòu)造巖漿組合主要反映花崗巖的巖漿類型與大地構(gòu)造環(huán)境之間的關(guān)系[22]?；◢弾r形成與大地構(gòu)造環(huán)境的關(guān)系實(shí)際上反映了大地構(gòu)造演化某一階段與殼幔相互作用的聯(lián)系。不同的構(gòu)造環(huán)境由于物質(zhì)組成、溫壓條件及構(gòu)造變動(dòng)的差異，巖漿在形成機(jī)制、混染程度、分異類型、運(yùn)移過程和侵位方式及其以后的變質(zhì)、變形等地質(zhì)作用也必然有不同的表現(xiàn)形式，并形成一定的巖石類型和巖漿巖組合，這些特征可作為花崗巖形成時(shí)構(gòu)造環(huán)境的判別標(biāo)志，可為研究區(qū)域大地構(gòu)造演化提供依據(jù)[23]，特別是巖體的微量元素對構(gòu)造環(huán)境的判斷具有很好的指示作用。將侵入巖體微量元素分別按(Y+Nb)?(Rb)，(Yb+Ta)－(Rb)，(Yb) ?(Ta)以及(Y)?(Nb)進(jìn)行投圖[24]，如圖5所示。從圖5可以看出：(Y+Nb)?(Rb)構(gòu)造環(huán)境判別圖中，4個(gè)巖體樣品均落入syn?COLG區(qū)域；(Yb+Ta)?(Rb)圖中，2個(gè)樣品落入syn?COLG區(qū)域，另2個(gè)樣品落入WPG區(qū)域；(Yb)?(Ta)判別圖中，4個(gè)樣品均落入WPG區(qū)域；而(Y)?(Nb)判別圖中，2個(gè)樣品落入WPG區(qū)域，另2個(gè)投影點(diǎn)落入VAG+syn?COLG區(qū)域。總體而言，大廠礦田侵入巖體微量元素主要落入板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境與同碰撞構(gòu)造環(huán)境，碰撞造山時(shí)期以及板內(nèi)構(gòu)造時(shí)期應(yīng)該是大廠侵入巖體的主要活動(dòng)時(shí)期，更可能為碰撞造山向板內(nèi)環(huán)境的轉(zhuǎn)換時(shí)期。蔡明海等[25]認(rèn)為，燕山晚期的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換是導(dǎo)致大廠礦區(qū)巖漿活動(dòng)和大規(guī)模成礦作用的重要原因，也為丹池成礦帶乃至華南地區(qū)發(fā)生大規(guī)模的成礦作用提供了十分有利的動(dòng)力學(xué)條件。

(a) w(Rb)與w(Y+Nb)的關(guān)系；(b) w(Rb)與w(Yb+Ta)的關(guān)系；(c) w(Ta)與w(Yb)的關(guān)系；(d) w(Nb)與w(Y)的關(guān)系

由于巖漿活動(dòng)受到構(gòu)造環(huán)境的控制，花崗巖與大地構(gòu)造環(huán)境之間存在著成因聯(lián)系[23]。利用巖石的地球化學(xué)特征對巖漿巖形成的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行判別是巖石學(xué)研究的重要領(lǐng)域。吳泰然[23]通過比較拉張環(huán)境和擠壓環(huán)境中花崗巖的稀土元素配分型式發(fā)現(xiàn)，拉張型環(huán)境中花崗巖的(Gd)/(Lu)一般為15.00~20.00，而擠壓環(huán)境中花崗巖的(Gd)/(Lu)一般為8.00~12.00。本次用于研究的大廠侵入巖體的(Gd)/(Lu)介于11.54~16.77之間，總體高于擠壓環(huán)境中花崗巖的相應(yīng)比值，而與拉張環(huán)境中花崗巖的接近，表明大廠礦區(qū)巖體可能主要形成于拉張型的構(gòu)造環(huán)境中。丹池成礦帶成巖成礦的主體構(gòu)造環(huán)境為較穩(wěn)定的區(qū)域拉張，巖體侵位時(shí)代代表了區(qū)內(nèi)構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)折時(shí)期，即由印支期的擠壓造山到后期板內(nèi)拉張的轉(zhuǎn)換期發(fā)生在燕山晚期[25]，尤其是印支－燕山期的地殼變形、重熔巖漿活動(dòng)進(jìn)一步帶出成礦物質(zhì)[26]，更加促進(jìn)了大廠礦田成礦作用的發(fā)生與發(fā)展，是發(fā)生大規(guī)模成礦的有利條件。

7 結(jié)論

1) 侵入巖體略貧硅，巖石酸堿度低于同類巖石平均值，屬于鈣性巖石系列，具有過鋁質(zhì)－強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石系列特征。

2) 巖體輕稀土元素與重稀土元素分餾程度較高，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式基本一致，表明相似的巖漿來源及其演化歷史，巖體可能系部分熔融作用的產(chǎn)物。

3) 侵入巖體為殼?；烊鄣慕Y(jié)果，屬殼－幔聯(lián)合作用的產(chǎn)物，巖漿活動(dòng)及其形成與演化受上地幔以及地殼的共同影響。

4) 巖漿主要活動(dòng)于碰撞造山以及板內(nèi)構(gòu)造期間，更可能為造山環(huán)境向板內(nèi)環(huán)境過渡時(shí)期的拉張構(gòu)造 環(huán)境。

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Geochemical characteristics of intrusion in Guangxi Dachang ore field and its ore-forming significance

CHENG Yongsheng1, 2, 3

(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals,Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China;2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083,China;3. State Key Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002,China)

Based on the analysis of the major elements, trace elements and rare earth elements, the petrogenesis and evolution of intrusion and the tectonic environment of diagenesis and mineralization were discussed. The results show that(LREE),(HREE) and(ΣREE) are (28.25?144.85)×10?6, (4.28?14.75)×10?6and (32.53?159.6)×10?6, respectively. The range of(LREE)/(HREE), δ(Eu), δ(Ce),(Gd)/(Yb)(Sm)/(Nd),(Eu)/(Sm) and(La)/(Sm) varies from 6.22 to 12.33,0.29 to 0.71,0.94 to 0.97,1.61 to 2.31,0.16 to 0.23,0.10 to 0.24 and 6.06 to 9.41,respectively. The intrusions are mainly of aluminum-strongly peraluminous series, characterized by silica poor, relative stable content of the large ion lithophile elements, high content of the inactive elements, low content of the high field strength elements, high concentration of LREE, depleted in HREE and high fractionation for REE. Chondrite-normalized REE patterns with good consistency suggest maybe the same or similar magma source and evolutionary history. The intrusions, whose evolutions are affected by the crust-mantle which supplied the material source, belong to the product of the crust-mantle interaction. The rock may be the result of the partial melting in means of the crust and mantle mixed in the period of collision orogeny and intra-plate, special in the conversion period both of them, in the tensile tectonic environment.

intrusive rock; geochemistry; petrogenesis; tectonic environment; Dachang in Guangxi

P611.1

A

1672?7207(2015)02?0586?09

2014?03?10；

2014?05?22

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41202051)；湖湘青年科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺培養(yǎng)對象人才基金項(xiàng)目(湘科人字[2014]76號)；中國博士后科學(xué)基金特別資助項(xiàng)目(2014T70886)；中國博士后科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目(2012M521721)(Project (41202051) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project ([2014]76) supported by the Platform of Scientific and Technological Innovation for Hunan Youth; Project (2014T70886) supported by the Special Program of the Postdoctoral Science Foundation of China; Project (2012M521721) supported by China Postdoctoral Science Foundation)

成永生，博士，副教授，從事礦床學(xué)和礦床地球化學(xué)方面的科研和教學(xué)工作；E-mail：cys968@163.com

10.11817/j.issn.1672-7207.2015.02.029

(編輯 陳燦華)