林彬 方向 王藝云 楊歡歡 賀文

1. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所,自然資源部成礦作用與資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 1000372. 中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心, 成都 6100811.

班公湖-怒江成礦帶(簡稱“班-怒成礦帶”)是青藏高原最為重要的成礦帶之一(Linetal., 2018)，其中，多龍礦集區(qū)是整個(gè)班-怒成礦帶最為突出的代表，其資源儲(chǔ)量占整個(gè)班-怒成礦帶的80%以上。截止目前，多龍礦集區(qū)共計(jì)探獲超大型礦床1個(gè)(鐵格隆南)、大型礦床4個(gè)(波龍、多不雜、拿廳、拿若)、中-小型礦床3個(gè)(拿頓、地堡那木崗、尕爾勤)以及多個(gè)找礦前景區(qū)(賽角、色那、鐵格隆山、東窩東等)(林彬等，2017a)。累計(jì)探獲銅資源量超過2000萬噸，金資源量超過450噸，銀資源量超過3400噸(唐菊興等，2016)。年代學(xué)證據(jù)表明，礦集區(qū)內(nèi)成礦作用主要與早白堊世(120Ma左右)中酸性侵入巖有關(guān)，礦化類型主要為斑巖-淺成低溫?zé)嵋?隱爆角礫巖型銅(-金-銀)礦化。如此超大規(guī)模的成礦作用事件，一直是國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。盡管，諸多學(xué)者已經(jīng)對部分典型礦床的成巖成礦年代學(xué)(方向等，2015；Linetal., 2019)、礦物學(xué)(Heetal., 2018)、礦化蝕變特征(林彬等，2018)、成礦流體、勘查找礦模型(唐菊興等，2016；Wangetal., 2017；Songetal., 2018)及巖漿演化(Weietal., 2017, 2018)等方面有較為豐富的研究成果和理論認(rèn)識(shí)，但卻對含礦斑巖巖石成因研究薄弱，認(rèn)識(shí)尚不清晰；同時(shí)對多龍礦集區(qū)早白堊世成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制也存在多種迥然不同的觀點(diǎn)，如：1)傳統(tǒng)的洋陸俯沖-陸緣弧環(huán)境(Lietal., 2011, 2013, 2016a)；2)地幔柱及熱點(diǎn)環(huán)境(Fanetal., 2014; Zhangetal., 2014)；3)板片折返(Fanetal., 2015a, b; Zhuetal., 2016)；4)洋脊俯沖環(huán)境(Xuetal., 2017)；和5)碰撞后伸展環(huán)境(曲曉明和辛洪波，2006)。對于斑巖成礦系統(tǒng)而言，深部成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制的科學(xué)厘定既能一定程度的影響礦化作用類型的判定，也可以左右勘查找礦的方向和思路。

本文基于礦床地質(zhì)基礎(chǔ)，利用巖石學(xué)“探針”，以鐵格隆南礦床超大型礦床為核心，綜合分析多龍礦集區(qū)含礦斑巖巖石成因，并結(jié)合深部巖石源區(qū)探究及區(qū)域巖漿演化歷史，揭示多龍礦集區(qū)早白堊世成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制，并為整個(gè)班-怒成礦帶成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制研究及勘查找礦方向提供理論參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

多龍礦集區(qū)位于改則縣北側(cè)，隸屬于羌南-保山地層區(qū)的羌南地層分區(qū)，區(qū)內(nèi)及外圍主要的地層單元，由老至新依次為：上三疊統(tǒng)日干配錯(cuò)組(T3r)結(jié)晶灰?guī)r、結(jié)晶碎屑巖；中下侏羅統(tǒng)曲色組(J1q)和色哇組(J1-2s)長石石英砂巖、粉砂巖(二者巖石組合十分相似，前人曾統(tǒng)一稱為雁石坪群)；下白堊統(tǒng)美日切錯(cuò)組(K1m)安山巖、英安巖和上白堊阿布山組(K2a)礫巖、含礫砂巖，以及新近系的康托組(N3k)復(fù)成分礫巖(圖1)(林彬等，2017b)。各地層詳細(xì)信息見圖2。

礦集區(qū)內(nèi)主要發(fā)育明顯的斷裂構(gòu)造，由早到晚，可細(xì)分為三組：1)近東西向斷裂構(gòu)造，F(xiàn)1、F2、F3、F4；2)北東向斷裂構(gòu)造，F(xiàn)10、F11、F12、F13；3)北西向斷裂構(gòu)造，F(xiàn)5、F6、F7、F8。上述斷裂構(gòu)造將多龍礦集區(qū)切割成“菱塊狀”構(gòu)造格架(圖1)。同時(shí)，第一組和第二組斷裂則明顯控制著礦集區(qū)內(nèi)成巖成礦作用，二者交匯處常為有利找礦靶區(qū)。而第三組斷裂，則可能略晚于區(qū)域成礦作用，甚至能破壞早期礦化體。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較為強(qiáng)烈，主要以基性、中酸性、酸性巖漿活動(dòng)為主，多以巖枝、巖脈的形式侵入于侏羅系海相沉積地層中，或以裂隙式、溢流式噴發(fā)覆蓋于淺地表。出露的地表或淺地表巖體常呈串珠狀或帶狀分布，受早期斷裂構(gòu)造控制作用明顯，有多期活動(dòng)特征，形成時(shí)間多為燕山期。主要的巖石類型可細(xì)分為4類：1)蛇綠巖殘片，即枕狀、塊狀玄武巖巖塊，常與硅質(zhì)巖、侏羅世海相沉積巖組成陸緣增生體；2)基性巖脈，指近東西向分布的基性輝長巖脈，以侵入體的形式侵位于侏羅系地層中，多呈脈狀、巖墻狀斷續(xù)分布；3)中酸性-酸性侵入體，指礦集區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育的閃長巖、花崗閃長斑巖、石英二長閃長巖、花崗斑巖等。這類侵入體局部蝕變較強(qiáng)，發(fā)育明顯的銅礦化，是主要的含礦斑巖；4)基性-中酸性陸相火山巖，主要指沿北東向或北西向斷裂分布的安山巖、英安巖等噴出巖，是成礦后火山活動(dòng)的重要產(chǎn)物。

多龍礦集區(qū)內(nèi)主要以斑巖型銅多金屬礦床為主，部分礦床發(fā)育高硫型淺成低溫?zé)嵋旱V體和隱爆角礫巖型礦體，局部還可能存在獨(dú)立的金礦化。礦集區(qū)內(nèi)詳細(xì)的礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征見表1。

圖1 多龍礦集區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)Lin et al., 2017a)1-第四系；2-上白堊統(tǒng)阿布山組礫巖、砂礫巖；3-下白堊統(tǒng)美日切錯(cuò)組安山巖、英安巖；4-中下侏羅統(tǒng)色哇組砂巖、粉砂巖；5-下侏羅統(tǒng)曲色組砂巖、粉砂巖；6-上三疊統(tǒng)日干配錯(cuò)組灰?guī)r；7-枕狀玄武巖；8-輝長巖； 9-花崗斑巖； 10-石英閃長玢巖； 11-花崗閃長斑巖； 12-蝕變區(qū)域；13-地質(zhì)界線； 14-不整合地質(zhì)界線； 15-斷層及編號；16-推測斷層及編號； 17-工程控制礦體范圍；18-遙感解譯環(huán)形構(gòu)造；19-礦區(qū)位置；20-U-Pb/Re-Os年代學(xué)結(jié)果. JS-金沙江縫合帶; BNS-班公湖-怒江縫合帶; IYS-印度-雅魯藏布江縫合帶; SJMB-三江成礦帶; GDMB-岡底斯成礦帶; BNMB-班公湖-怒江成礦帶; NHMB-北喜馬拉雅成礦帶Fig.1 Regional geological map of Duolong ore concentrated area (after Lin et al., 2017a)1-Quaternary; 2-Upper Cretaceous Abushan Fm. conglomerate and sand conglomerate; 3-Lower Cretaceous Meiriqiecuo Fm. andesite and dacite; 4-Middle-Lower Jurassic Sewa Fm. sandstone, siltstone; 5-Lower Jurassic Quse Fm. sandstone, siltstone; 6-Upper Triassic Riganpeicuo Fm. limestone; 7-pillow basalt; 8-gabbro; 9-granite porphyry; 10-quartz diorite porphyry; 11-granodiorite porphyry; 12-alteration zone; 13-geological boundary; 14-uncomformity geological boundary; 15-fault and number; 16-inferred fault and number; 17-controlled ore-body area; 18-ring structure from remote sensing; 19-deposit location; 20-U-Pb/Re-Os dating Age (Ma). JS-Jinsha suture; BNS-Bangongco-Nujiang suture; IYS-Indus-Yarlung zangbo suture; SJMB-Sanjiang metallogenic belt;GDMB-Gangdese metallogenic belt; BNMB-Bangongco-Nujiang metallogenic belt; NHMB-North Himalayan metallogenic belt

圖2 多龍礦集區(qū)及外圍地層層序柱狀圖(據(jù)林彬等，2017b)Fig.2 Histogram of regional strata in Duolong district and its periphery area (after Lin et al., 2017b)

2 礦區(qū)地質(zhì)

其中，鐵格隆南礦區(qū)位于多龍礦集區(qū)北部，東部與拿若礦區(qū)毗鄰。礦區(qū)內(nèi)出露地層簡單，由老到新，分別為早-中侏羅世色哇組(J1-2s)、早白堊世美日切錯(cuò)組(K1m)、晚白堊世阿布山組(K2a)(圖1、圖2)。其中，色哇組出露于礦區(qū)東部，主要為細(xì)粒粉砂巖、砂巖，礦物成分以長石、石英為主，有弱絹云母化蝕變，有少量細(xì)粒黃鐵礦；美日切錯(cuò)組出露于礦區(qū)中部，主要為安山巖、安山玢巖、英安巖，部分發(fā)育弱綠泥石化、碳酸鹽化蝕變；阿布山組少量出露于礦區(qū)西部，主要為暗紫色、紫色中厚層狀至巨厚層狀細(xì)礫巖、角礫巖、砂巖。礦區(qū)由于火山巖覆蓋面積較大，構(gòu)造痕跡并不明顯，主要以隱伏斷裂的形式存在(圖3)。其中，F(xiàn)10斷裂在區(qū)域尺度上可能隱伏呈北東南西向穿過礦區(qū)，并對礦區(qū)巖漿侵位有一定的控制作用。而礦區(qū)南側(cè)榮那溝可能是隱伏的F8斷裂，對已有的礦體存在明顯的破壞性(唐菊興等，2016)。鐵格隆南礦床巖漿活動(dòng)較為發(fā)育，其中與成礦密切相關(guān)的次火山侵入巖，在地表出露較少，多為隱伏巖脈，主要受深部鉆孔揭露(圖3)。

表1多龍礦集區(qū)主要礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征

Table 1 Geological characteristics of major deposits or prospection in Duolong ore concentrated area

礦區(qū)礦床類型規(guī)模簡要礦體地質(zhì)特征參考文獻(xiàn)波龍斑巖型大型主礦體主要賦存于花崗閃長斑巖及砂巖圍巖中,發(fā)育鉀硅酸鹽化、絹英巖化、高嶺石化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等.銅金屬量大于220萬噸,平均品位為0.43%,伴生金100噸,平均品位0.20g/t李玉彬等,2012a;楊毅等,2015多不雜斑巖型大型主礦體主要賦存于花崗閃長斑巖及砂巖圍巖中,發(fā)育鉀硅酸鹽化、絹英巖化、青磐巖化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦等.銅金屬量為270萬噸,平均品位為0.46%,伴生金89噸,平均品位0.15g/t李玉彬等,2012b;張志等,2014鐵格隆南斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒统笮椭鞯V體主要賦存于花崗閃長斑巖、閃長玢巖及砂巖圍巖中,發(fā)育弱鉀硅酸鹽化、絹英巖化、青磐巖化和高級泥化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦等.銅金屬量大于1000萬噸,平均品位為0.53%,伴生金大于37噸,平均品位0.13g/t,伴生銀2600噸,平均品位1.8g/t唐菊興等,2016;方向等,2015;本文拿若斑巖-隱爆角礫巖型大型主礦體主要賦存于花崗閃長斑巖及砂巖圍巖中,發(fā)育弱鉀硅酸鹽化、青磐巖化和弱絹英巖化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等.銅金屬量大于250萬噸,平均品位為0.38%,伴生金80噸,平均品位0.19g/t,伴生銀870噸,品位品位2.2g/tDing et al.,2017;高軻等,2016;拿廳斑巖型大型主礦體主要賦存于花崗閃長斑巖及砂巖圍巖中,發(fā)育硅化、絹英巖化、黏土化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等.銅金屬量大于100萬噸,平均品位為0.32%,伴生金80噸,平均品位0.2g/t李玉彬等,2012b;李光明等,2015拿頓斑巖-隱爆角礫巖型小型礦體主要產(chǎn)于隱爆角礫巖筒中,與花崗閃長斑巖侵位有關(guān).發(fā)育硅化、絹英巖化、黏土化蝕變,金屬礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、藍(lán)輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等Li et al., 2016a色那斑巖型礦點(diǎn)礦化主要產(chǎn)于石英二長閃長巖、花崗閃長斑巖中,發(fā)育硅化、絹云母化、碳酸鹽化、黏土化蝕變,金屬礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦等段志明等,2013;韋少港等,2016賽角斑巖型礦點(diǎn)礦化主要產(chǎn)于花崗閃長斑巖中,發(fā)育硅化、絹云母化、弱黏土化蝕變,金屬礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦以及少量磁鐵礦李興奎等,2015地堡那木崗斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒托⌒偷V體主要產(chǎn)于花崗斑巖、花崗閃長斑巖及砂巖圍巖中,發(fā)育強(qiáng)泥化蝕變、絹英巖化和弱硅化蝕變,發(fā)育大量石膏脈。金屬礦物主要有黃鐵礦、少量黃銅礦、磁鐵礦林彬等,2016尕爾勤斑巖型小型礦化主要產(chǎn)于花崗閃長斑巖中,發(fā)育強(qiáng)硅化、絹云母化、弱黏土化蝕變,金屬礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦張志等,2017鐵格隆山斑巖型礦點(diǎn)礦化主要產(chǎn)于花崗閃長斑巖中,發(fā)育強(qiáng)硅化、絹云母化、黏土化蝕變,金屬礦物主要有黃鐵礦、少量黃銅礦唐菊興等,2016

圖3 鐵格隆南礦區(qū)地質(zhì)圖(a)及東西向剖面圖(b)和南北向剖面圖(c)Fig.3 Geological map of Tiegelongnan deposit (a) and its W-E (b) and S-N (c) geological sections

礦區(qū)主要的巖漿巖巖石類型為閃長玢巖(DP)和花崗閃長斑巖(GDP)，而成礦后的火山巖主要為安山(玢)巖(AP)等，其詳細(xì)的巖石學(xué)特征如下：

閃長玢巖(DP)：呈小巖脈侵位于礦區(qū)西南側(cè)(圖2)。灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶約占40%，主要為中酸性斜長石、角閃石，局部可見少量石英和磁鐵礦，基質(zhì)為閃長質(zhì)(圖4a)。其中斜長石斑晶約為60%～70%，多呈長柱狀，長約1～8mm，常發(fā)育弱泥化、綠泥石化蝕變。角閃石斑晶約占30%～40%，多呈不規(guī)則板狀、長柱狀、針狀或多邊形，長多2～8mm。石英斑晶含量小于5%，多呈不規(guī)則狀、渾圓狀產(chǎn)出，粒徑約1～3mm，少量磁鐵礦斑晶呈規(guī)則粒狀產(chǎn)出，粒徑約1～3mm，常與角閃石斑晶相伴產(chǎn)出。蝕變主要為青磐巖化蝕變，以綠泥石化、碳酸鹽化、弱泥化為特征。閃長玢巖發(fā)育弱黃銅礦化，以脈狀為主，局部呈浸染狀。閃長玢巖中偶見灰黑色暗色“閃長質(zhì)”包體(圖4b)，可能是巖漿混合的產(chǎn)物。

圖4 鐵格隆南礦區(qū)巖漿巖標(biāo)本和及顯微照片閃長玢巖(a)及正交偏光鏡下照片(b)；花崗閃長斑巖(c)及正交偏光鏡下照片(d)；安山玢巖(e)及正交偏光鏡下照片(f)Fig.4 Photos and microphots of major igneous rocks in Tiegelongnan depositPhoto (a) and microphoto under crossed polarizing (b) of diorite porphyry; photo (c) and microphoto under crossed polarizing (d) of granodiorite porphyry; photo (e) and microphoto under crossed polarizing (f) of andesite

花崗閃長斑巖(GDP)：主要呈巖枝或巖脈，侵位于礦區(qū)中東部(ZK0804-ZK4804)(圖3、圖4c)。灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶約占30%～40%，主要為石英(30%～45%)、斜長石(30%～45%)、角閃石(5%～15%)、少量黑云母(3%～10%)，基質(zhì)為長英質(zhì)(圖4d)。其中，石英斑晶，粒徑多3～8mm，呈渾圓狀產(chǎn)出，有明顯的溶蝕港灣，局部可見大顆粒石英斑晶四周圍繞細(xì)粒黃鐵礦。斜長石斑晶，粒徑變化大，2～10mm。角閃石，粒徑多4～8mm，斑晶外形可見多邊形、不規(guī)則狀，常發(fā)育鱗片狀的絹云母化和黑云母化。黑云母斑晶，粒徑較小，多<4mm，斑晶呈鱗片狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，與圍巖接觸帶含量較高。局部花崗閃長斑巖(鉆孔3204深部)中可見熱液角礫巖，斷續(xù)延伸約50～100m，角礫成分為砂巖和花崗閃長斑巖角礫，膠結(jié)物主要為花崗閃長斑巖及熱液脈體。其中，砂巖角礫，多棱角分明，具有一定可拼性，說明未發(fā)生明顯的位移。同時(shí)砂巖角礫發(fā)育有明顯的硅化、弱黑云母化蝕變，花崗閃長斑巖角礫則多呈不規(guī)則狀，部分角礫含有早期黃鐵礦細(xì)脈，且細(xì)脈未切穿晚期花崗閃長斑巖，說明花崗閃長斑巖具有多期活動(dòng)的特征。

安山(玢)巖(AP)：廣泛覆蓋于礦區(qū)。紅棕色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4e)。斑晶約占30%，主要為中酸性斜長石，局部可見少量石英，基質(zhì)為閃長質(zhì)(圖4f)。其中，斜長石斑晶約為70%～80%，多呈長柱狀，長約1～6mm，見少量長柱狀、針狀細(xì)粒角閃石。偶見少量石英斑晶，多呈不規(guī)則狀、渾圓狀產(chǎn)出。安山玢巖整體蝕變較弱，無明顯礦化，代表成礦后火山活動(dòng)的產(chǎn)物。

3 樣品采集及分析方法

通過上述野外地質(zhì)及鏡下巖相學(xué)觀察，將鐵格隆南礦區(qū)巖漿巖類型分為三類，即閃長玢巖、花崗閃長斑巖和安山(玢)巖。在前人已有的年代學(xué)研究基礎(chǔ)上，本次補(bǔ)充對深部花崗閃長斑巖(ZK4004-707.2)進(jìn)行鋯石SHRIMP年代學(xué)分析，以期準(zhǔn)確厘定與成礦作用密切相關(guān)的花崗閃長斑巖侵位時(shí)限。同時(shí)，為進(jìn)一步探究巖漿巖成因，本次對三類巖漿巖進(jìn)行了巖石地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)分析。詳細(xì)的樣品信息見表2。

花崗閃長斑巖鋯石SHRIMP U-Pb測年在北京離子探針中心完成，儀器為SHRIMP Ⅱ，一次離子約為4.5nA，10kV的O2-，單個(gè)鋯石分析二次離子流束斑直徑大小為30μm，質(zhì)量分辨率約5000(1%峰高)。應(yīng)用RSES參考鋯石TEM(417Ma)進(jìn)行元素間的分餾校正，應(yīng)用SL13標(biāo)樣(572Ma)標(biāo)定樣品及TEM的U、Th、Pb含量。具體測試方法及流程參考宋彪等(2002)。對鋯石測年結(jié)果采用 Isoplot 3 程序處理。單個(gè)測試數(shù)據(jù)誤差和206Pb/238U的年齡加權(quán)平均值誤差為1σ，置信度為95%。普通鉛根據(jù)實(shí)測204Pb進(jìn)行校正。

主量、微量元素分析在西南冶金地質(zhì)測試中心和北京核工業(yè)地質(zhì)研究院完成，其中，F(xiàn)eO和燒失量(LOI)采用標(biāo)準(zhǔn)濕化法分析，其他元素用制成的酸堿玻璃片在XRF儀器測定，元素分析誤差小于5%。微量元素在美國的Perkin Elmer公司的Elan 6100DRC ICP-MS上分析，分析精度優(yōu)于5%，詳細(xì)的測試方法參考林彬等(2017a)。

表2鐵格隆南礦區(qū)巖漿巖巖石樣品信息

Table 2 Sample information of igneous rocks in Tiegelongnan deposit

序號巖性(樣品數(shù))采樣位置蝕變與礦化特征1閃長玢巖(5)鉆孔ZK3228(深度:422～424m)發(fā)育明顯青磐巖化和弱黃鐵絹英巖化,礦化弱 2花崗閃長斑巖(2)鉆孔ZK4004(深度:707～708m)發(fā)育弱黃鐵絹英巖化,礦化弱 4花崗閃長斑巖(1)鉆孔ZK2412(深度: 732.9m)發(fā)育弱泥化蝕變,礦化不明顯5花崗閃長斑巖(2)鉆孔ZK5604(深度:820、827.7m)發(fā)育弱硅化,泥化蝕變,礦化弱6花崗閃長斑巖(3)鉆孔ZK3204(深度:972、1065.7、889.1m)發(fā)育弱鉀硅化、弱泥化,礦化弱7安山玢巖(4)地表樣(ZK3204-0m)蝕變?nèi)?無明顯礦化8安山玢巖(5)地表樣(串珠狀火山堆)蝕變?nèi)?無明顯礦化

圖5 鐵格隆南礦床花崗閃長斑巖鋯石陰極發(fā)光圖及SHRIMP U-Pb年齡諧和圖Fig.5 CL image and zircon SHRIMP U-Pb age concordia diagram of the granodiorite porphyry in Tiegelongnan deposit

表3鐵格隆南礦區(qū)花崗閃長斑巖鋯石SHRIMP U-Pb測試結(jié)果

Table 3 SHRIMP zircon U-Pb analytical results of granodiorite porphyry in Tiegelongnan deposit

測點(diǎn)號UTh(×10-6)Th/U206Pb?206Pb/238U(×10-6)(年齡,Ma)±%207Pb?/206Pb?±%207Pb?/235U±%206Pb?/238U±%ZK4004-1122.2 55.060.47 1.97 118.6 3.4 0.0510 37.0 0.1300 37.0 0.01856 2.9 ZK4004-2141.7 67.070.49 2.25 118.5 3.4 0.0549 11.0 0.1410 11.0 0.01855 2.9 ZK4004-3206.0 142.7 0.72 3.48 126.2 2.0 0.0583 4.4 0.1590 4.7 0.01977 1.6 ZK4004-4158.4 75.460.49 2.61 120.6 2.2 0.0373 24.0 0.0970 24.0 0.01889 1.8 ZK4004-5258.2 158.1 0.63 4.15 118.6 1.9 0.0447 18.0 0.1140 19.0 0.01857 1.6 ZK4004-6139.1 75.060.56 2.21 118.2 1.9 0.0580 5.4 0.1480 5.7 0.01851 1.7 ZK4004-7219.3 145.6 0.69 3.68 124.1 1.6 0.0465 7.4 0.1246 7.5 0.01944 1.3 ZK4004-884.9739.390.48 1.37 118.8 3.1 0.0430 33.0 0.1100 33.0 0.01861 2.6 ZK4004-9180.0 112.0 0.64 2.92 122.3 2.3 0.0578 17.0 0.1530 17.0 0.01915 1.9

注：誤差為1σ；Pb*為放射性成因Pb，標(biāo)準(zhǔn)校正值的誤差為0.15%，普通Pb用測量的204Pb校正

Sr-Nd-Pb同位素測試在南京大學(xué)現(xiàn)代分析測試中心完成。測試儀器為英國制造的VG354多接收質(zhì)譜計(jì)(TIMS)，實(shí)驗(yàn)測定的美國NBS987 Sr同位素標(biāo)準(zhǔn)：以86Sr/88Sr=0.1194為標(biāo)準(zhǔn)化值，測得87Sr/86Sr=0.710233±6，對美國La Jolla Nd同位素標(biāo)樣143Nd/144Nd的測定值為0.511860±6。全巖的Pb化學(xué)分離是通過分析級的陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂進(jìn)行的，Pb的同位素質(zhì)譜分析是采樣硅膠-磷酸發(fā)射技術(shù)和單萊帶單接收技術(shù)。測定的206Pb/204Pb=16.941±8,207Pb/204Pb=15.487±11，208Pb/204Pb=36.715±9，測定值均采用NBS標(biāo)樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正。所有Pb同位素分析均被給予精度在95%的置信度下(0.05%)，詳細(xì)的測試方法及流程參考王銀喜等(2007)。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石SHRIMP年齡

ZK4004-707.2m段花崗閃長斑巖中鋯石的陰極發(fā)光圖像(圖5)顯示，鋯石顆粒相對較大，多大于150μm，形態(tài)單一，多為長柱狀，具典型的振蕩環(huán)帶。樣品中鋯石的U、Th含量分別為84.97×10-6～258.2×10-6、39.39×10-6～158.1×10-6，Th/U比值均大于0.4(表3)，屬于典型的巖漿鋯石(Belousovaetal., 2002)。

鋯石的SHRIMP U-Pb測年結(jié)果顯示：9個(gè)測點(diǎn)分析數(shù)據(jù)206Pb/238U年齡值為118.2～126.2Ma(表3)，變化范圍相對較小。在諧和圖上(圖5)，數(shù)據(jù)點(diǎn)較為集中，獲得206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為121.2±2.4Ma(n=9，MSWD=1.3，1σ)，代表ZK4004-707.2段花崗閃長斑巖的侵位時(shí)代。

4.2 主量元素地球化學(xué)

閃長玢巖 SiO2含量變化于48.07%～51.32%，Al2O3含量為16.30%～17.08%，F(xiàn)e2O3含量為3.51%～9.17%，F(xiàn)eO含量為4.05%～9.33%，Na2O含量為0.11%～0.16，K2O含量為2.10%～4.11%，LOI(燒失量)為9.79%～13.11%(表4)。閃長玢巖SiO2含量明顯偏低，F(xiàn)e2O3和FeO含量明顯偏高，且LOI值多大于9%。說明上述閃長玢巖樣品確實(shí)經(jīng)歷明顯青磐巖化蝕變，形成了大量的綠泥石、綠簾石等含鐵硅酸鹽礦物和方解石等碳酸鹽礦物。

花崗閃長斑巖 SiO2含量變化于64.31%～73.98%，平均值為67.94%；Al2O3含量為13.57%～17.17%，平均值為15.65%；Na2O含量為0.07%～0.22%，平均值為0.15%；K2O含量為3.84%～7.43%，平均值為5.05%。LOI為3.43%～4.36%，平均值為3.95%(表4)。上述樣品中，Na2O的含量整體較低，而SiO2和K2O的含量變化較大，說明上述花崗閃長斑巖樣品經(jīng)歷了弱蝕變，與手標(biāo)本現(xiàn)象一致。

安山玢巖 SiO2含量變化于59.61%～61.01%，平均值為60.23%；Al2O3含量為15.98%～17.26%，平均值為16.62%；CaO含量為3.94%～5.17%，平均值為4.59%。Na2O含量為3.46%～3.86%，平均值為3.7%；K2O含量為2.55%～3.19%，平均值為2.81%(表3)。LOI為1.89%～2.76%，平均值為2.27%。上述樣品中，LOI值相對較低，說明上述安山巖樣品蝕變?nèi)趸蛭唇?jīng)歷明顯蝕變。

4.3 稀土及微量元素地球化學(xué)

閃長玢巖 稀土總量變化于48.73×10-6～72.75×10-6，平均值為55.24×10-6，(La/Yb)N為2.99～4.93，輕稀土相對富集，重稀土相對虧損；Eu/Eu*為0.93～1.05，平均值為0.98，無Eu異常(表4)。微量元素蛛網(wǎng)圖中，閃長玢巖明顯富集大離子親石元素(LILE)Rb、K、Th、U，但Ba，Sr輕度虧損，相對虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、Ti(圖6)。

花崗閃長斑巖 稀土總量變化于52.78×10-6～214.8×10-6，平均值為96.34×10-6，(La/Yb)N為3.51～15.2，輕稀土相對富集，重稀土相對虧損；Eu/Eu*為0.62～1.07，平均值為0.83，有弱負(fù)Eu異?；驘o明顯Eu異常(表4)。微量元素蛛網(wǎng)圖中，花崗閃長斑巖明顯富集大離子親石元素(LILE)Rb、K、Th、U，Ba、Sr輕度虧損，相對虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti(圖6)。

圖6 多龍礦集區(qū)巖漿巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)本文樣品：GDP-鐵格隆南礦區(qū)花崗閃長斑巖，DP-鐵格隆南礦區(qū)閃長玢巖，Post-V-成礦后火山巖.引用樣品包括：BL-波龍礦區(qū)含礦斑巖，DBZ-多不雜礦區(qū)含礦斑巖，NR-拿頓礦區(qū)含礦斑巖，TGL-鐵格隆山含礦斑巖，GEQ-尕爾勤礦區(qū)含礦斑巖，ND-拿頓礦區(qū)含礦斑巖，數(shù)據(jù)引自Li et al., 2013, 2016a; 陳華安等, 2013; 段志明等, 2013; 李金祥, 2008; 呂立娜, 2012; 辛洪波等, 2009; 孫嘉, 2015; 佘宏全等, 2009; 祝向平等, 2015.后文圖例縮寫符號同此圖,圖9-圖17數(shù)據(jù)來源同此圖Fig.6 Chrondrite-normalized rare earth elements diagram and primitive mantle-normalized trace elements spider diagram of ore-bearing porphyry from Duolong ore concentrated area (normalization values after Sun and McDonough, 1989)Samples from this study: GDP-granodiorite porphyry in Tiegelongnan; DP-diorite porphyry in Tiegelongnan; Post-V-post-ore volcanic rocks in Tiegelongnan. Other ore-bearing porphyry samples: BL-Bolong; DBZ-Duobuza; NR-Naruo; TGL-Tiegelongshan; GEQ-Ga’erqin; ND-Nadun; data cited from: Li et al., 2013, 2016a; Chen et al., 2013; Duan et al., 2013a; Li, 2008; Lv, 2012; Xin et al., 2009; Sun, 2015; She et al., 2009; Zhu et al., 2015. Abbreviation legends in the following figures and data sources in Fig.9-Fig.17 are same as in this figure

圖7 鐵格隆南礦區(qū)花崗閃長斑巖部分元素與LOI關(guān)系圖Fig.7 Relationship plot between several element and LOI of granodiorite porphyry in Tiegelongnan

圖8 多龍礦集區(qū)巖漿巖Sr-Nd-Pb同位素組成(底圖據(jù)Lin et al., 2018)數(shù)據(jù)來源：多不雜礦區(qū)數(shù)據(jù)引自Li et al., 2013, 2016a; 拿若礦區(qū)數(shù)據(jù)引自祝向平等，2015; 雄村數(shù)據(jù)引自 Hou et al., 2015; 安第斯弧巖漿巖引自Rabbia et al., 2017Fig.8 Sr-Nd-Pb isotopic data of igneous rocks in Duolong ore concentrated area (base map after Lin et al., 2018)Data sources: Li et al., 2013, 2016a ; Zhu et al., 2015 ; Hou et al., 2015; Rabbia et al., 2017

圖9 鐵格隆南礦床及多龍礦集區(qū)不同巖石類型Hf同位素組成Fig.9 Hf isotopic data of different igneous rocks in Tiegelongnan deposit and Duolong ore concentrated area

安山玢巖 稀土總量變化于124.1×10-6～148.7×10-6，平均值為139.3×10-6，(La/Yb)N為8.85～13.4，輕稀土相對富集，重稀土相對虧損；Eu/Eu*為0.84～1.06，平均值為0.92，有弱負(fù)Eu異?；驘o明顯Eu異常。微量元素蛛網(wǎng)圖中，安山玢巖明顯富集大離子親石元素(LILE)Rb、Ba、K、U，相對虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti(圖6)。

需要特別注意的是，在斑巖礦床中，強(qiáng)烈的熱液蝕變能明顯改變斑巖體及圍巖的物質(zhì)成分及元素含量。因此，在對巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋之前，應(yīng)首先區(qū)分蝕變作用對巖石中各類元素的影響情況，尤其是對親流體的元素，盡可能避免已經(jīng)“失真”的元素含量對巖石成因的干擾和誤判。對中酸性巖而言，Ca、Na、K以及大離子親石元素(LILE，如Sr、Ba、Rb)受角閃石、長石等硅酸鹽礦物蝕變的影響，容易發(fā)生明顯的變化。通常情況下，高場強(qiáng)元素(HFSE)、稀土元素(REE)、Th以及過渡元素，即使在強(qiáng)烈的熱液蝕變條件下也不活動(dòng)(楊志明，2008)。

從上述鐵格隆南礦床的主量和微量元素特征，可以看出鐵格隆南礦區(qū)閃長玢巖或花崗閃長斑巖均遭受了一定程度的蝕變作用。閃長玢巖極高的LOI值說明其巖石成分中有已形成大量的含水和CO32-的礦物(可能因青磐巖化蝕變形成綠泥石和方解石)。所以，其主量元素已經(jīng)不能用作巖石地球化學(xué)特征討論。花崗閃長斑巖整體經(jīng)歷了一定程度的蝕變，LOI值為3.43%～4.36%。但隨著LOI值增大，主量元素(Al2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2)、LILE元素(Rb、Sr、Ba)并沒有明顯的變化規(guī)律(圖7)，說明熱液蝕變并未對巖石組分有較大影響。

雖然閃長玢巖經(jīng)歷了較強(qiáng)的蝕變作用，但其稀土元素配分曲線形式和微量元素特征依然與花崗閃長斑巖相似(圖6)，不僅應(yīng)證了稀土及微量元素的相對穩(wěn)定性，也說明二者可能屬于同一巖漿源區(qū)演化的產(chǎn)物。

4.4 Sr-Nd-Pb同位素組成

花崗閃長斑巖 由表5可見，其Rb、Sr含量分別為49.85×10-6～230.7×10-6和17.36×10-6～22.98×10-6，87Rb/86Sr比值為8.495～30.18，87Sr/86Sr比值為0.719807～0.756642，通過計(jì)算(年齡值為121.5Ma)獲得初始(87Sr/86Sr)i比值為0.704528～0.705138。Sm、Nd含量分別為2.589×10-6～3.957×10-6、9.986×10-6～19.64×10-6，147Sm/144Nd比值為0.1216～0.1567，143Nd/144Nd比值為0.512407～0.512455，通過計(jì)算獲得εNd(t)值為-3.54～-2.95，均小于0(圖8a)。Pb、Th和U含量分別為4.638×10-6～7.153×10-6、8.146×10-6～8.923×10-6和0.7128×10-6～2.254×10-6，208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為38.697～38.724、15.564～15.632和18.527～18.681，通過計(jì)算獲得初始208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為38.018～38.244，15.557～15.620和18.080～18.436(圖8b)。

安山巖 樣品Rb、Sr含量分別為65.91×10-6～87.53×10-6和361.2×10-6～382.9×10-6，87Rb/86Sr比值為0.5357～0.6819，87Sr/86Sr比值為0.706128～0.706502，通過計(jì)算(年齡值為111.7Ma)獲得初始(87Sr/86Sr)i比值為0.705162～0.705420(表5)。Sm、Nd含量分別為5.847×10-6～6.295×10-6和28.74×10-6～32.17×10-6，147Sm/144Nd比值為0.1116～0.1327，143Nd/144Nd比值為0.512585～0.512608，通過計(jì)算獲得εNd(t)值為0.13～0.55 (DePaolo and Wasserburg, 1976)，略大于0。Pb、Th和U含量分別為23.82×10-6～28.95×10-6、9.531×10-6～10.12×10-6和2.214×10-6～2.526×10-6，208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為23.82～28.95、9.53～10.12和2.21～2.53，通過計(jì)算獲得初始208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為38.654～38.672、15.529～15.538和18.543～18.572。

圖10 多龍礦集區(qū)各礦床(點(diǎn))巖漿活動(dòng)時(shí)間格架Fig.10 Time framework of igneous rocks of different deposits in Duolong ore concentrated area

此外，已有的鋯石Hf同位素分析結(jié)果表明：花崗閃長斑巖鋯石的(176Hf/177Hf)t值比較均一，分布于0.282745～0.282910，平均值為0.282834(n=13)，εHf(t)值為1.8～7.5，平均值為4.9(n=13)，tDM2模式年齡變化于694～1065Ma之間。安山(玢)巖鋯石的(176Hf/177Hf)t值比較均一，分布于0.282752～0.283019，εHf(t)值為1.8～11.2，平均值為5.6(n=13)，tDM2模式年齡變化于455～1056Ma之間。此外，閃長玢巖鋯石的(176Hf/177Hf)t值比較均一，分布于0.282798～0.282928，εHf(t)值為3.7～8.3，平均值為5.4(n=12)，tDM2模式年齡變化于651～944Ma之間(Linetal., 2017a)。在εHf(t)-Age圖中，三者均落入球粒隕石線與虧損地幔線之間(圖9)，說明其巖漿源區(qū)有明顯的幔源組分的加入。

5 討論

5.1 含礦斑巖侵位時(shí)限

已有鋯石年代學(xué)結(jié)果(圖10)表明鐵格隆南礦床主要的巖漿巖類型為含礦的閃長玢巖、花崗閃長斑巖和成礦后火山巖，其侵位結(jié)晶時(shí)代均為早白堊世(123.1～111.7Ma)，這與波龍、多不雜、拿若等多個(gè)礦床(點(diǎn))相似。以多不雜、波龍礦床為例，區(qū)內(nèi)主要的含礦斑巖為花崗閃長斑巖及少量閃長玢巖，成礦后也有玄武質(zhì)安山巖、安山巖等火山巖覆蓋(圖2)。其中，含礦斑巖的侵位時(shí)代多為116.1～122.2Ma(李金祥, 2008; 佘宏全等, 2009; 孫嘉, 2015)；而成礦后火山巖的結(jié)晶時(shí)代為105.7～111.9Ma(李金祥, 2008; Lietal., 2013, 2016a; 陳華安等, 2013)。此外，在多不雜、拿若、賽角等礦區(qū)還出露少量閃長玢巖、石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖等不含礦斑巖體，這類巖體的侵位時(shí)代也為早白堊世(117.2～121.6Ma)(圖10)。

圖11 多龍礦集區(qū)含礦斑巖Nb/Y-Zr/Ti判別圖Fig.11 Nb/Y vs. Zr/Ti plot of ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area

從圖10可以看出，多龍礦集區(qū)所有含礦斑巖結(jié)晶時(shí)代基本一致，均為早白堊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。且?guī)r性相似，主要為中酸性的閃長玢巖-花崗閃長斑巖-花崗斑巖系列，巖石地球化學(xué)特征(圖6)及Hf同位素組成基本一致(圖9)，說明其具有相同的巖漿源區(qū)和巖石成因。為此，在多龍礦集區(qū)，解析成巖作用的關(guān)鍵是對含礦斑巖巖石成因的解析。本次系統(tǒng)總結(jié)整個(gè)多龍礦集區(qū)含礦斑巖的巖石地球化學(xué)特征，探究巖石成因，從而解析其巖漿源區(qū)及多龍礦集區(qū)早白堊成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

圖12 多龍礦集區(qū)含礦斑巖SiO2-K2O (a)和Y-Sr/Y (b)判別圖岡底斯區(qū)域引自Qu et al., 2004Fig.12 SiO2 vs. K2O (a) and Y vs. Sr/Y (b) plots of ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area Gangdese data from Qu et al., 2004

5.2 含礦斑巖巖石類型

首先，從Nb/Y-Zr/Ti判別圖中(圖11)，多龍礦集區(qū)所有含礦斑巖均落入閃長巖和花崗閃長斑巖，部分落入正長巖中，與實(shí)際巖性鑒定結(jié)果一致。同時(shí)，含礦斑巖中鉀含量較高，K2O多介于2%～8%，K2O/Na2O比值多大于10，整體屬于高鉀-鈣堿性或鉀玄巖系(圖12a)。稀土元素總量介于25.10×10-6～276.3×10-6之間，平均值為90.21×10-6，LREE/HREE比值變化較大，介于3.47～14.84之間，平均值為8.31，富集輕稀土元素，虧損重稀土元素。同時(shí)δEu值多介于0.8～1.2，Eu異常較弱或無明顯Eu異常。稀土元素配分曲線為較平緩的右傾曲線(圖6)。此外，在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中。所有含礦斑巖均明顯富集大離子親石元素(LILE)Rb、K、U，輕度虧損Ba、Sr、P，明顯虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、Ti，與岡底斯成礦帶含礦斑巖具有正Sr異常不同，在Y-Sr/Y判別圖中(圖12b)，多落入經(jīng)典島弧巖中，部分落入與埃達(dá)克巖過渡區(qū)域，但明顯有別于岡底斯新生代含礦斑巖(Quetal., 2004)。

5.3 含礦斑巖巖漿源區(qū)

輕稀土和大離子親石元素富集，重稀土及高場強(qiáng)元素虧損，說明其具有弧巖漿特征(圖6)，通常認(rèn)為與俯沖板片流體有關(guān)(楊志明，2008)。其較高的87Sr/86Sr比值，較低143Nd/144Nd比值和εNd(t)(-4～+4)，正的εHf(t)(多大于0)(圖9)，可能代表了多龍礦集區(qū)含礦斑巖來源于富集LILE和LREE元素的俯沖板片流體(或熔體)交代的弧下地幔部分熔融(李金祥，2008)。多龍礦集區(qū)含礦斑巖的Eu異常不明顯或呈弱的負(fù)異常，說明源區(qū)可能存在少量斜長石殘留。Sr的含量變化較大，可能與斜長石結(jié)晶殘留有關(guān)，也有可能是受斜長石蝕變的影響。K、Rb的富集和Ba的虧損可能與金云母的熔融有關(guān)(姜耀輝等, 2006; 吳偉中等, 2013)。Nb、Ta、Ti的虧損可能既可能是因?yàn)樵磪^(qū)中有金紅石、榍石、鈦鐵礦等礦物結(jié)晶殘留，也有可能是因?yàn)樘潛pNb、Ta、Ti的俯沖板片流體或熔體與地幔楔發(fā)生相互作用(王強(qiáng)等, 2003)，從而導(dǎo)致形成的玄武質(zhì)巖漿中虧損Nb、Ti、Ta。含礦斑巖的高鉀含量說明其屬于高鉀質(zhì)巖石。研究表明，俯沖-造山環(huán)境的高鉀質(zhì)巖石，如玉龍、Batu Tara、Roman region等，均起源于與俯沖板片流體(或熔體)有關(guān)的富集地幔(圖13)(Nelson, 1992)。而多龍礦集區(qū)含礦斑巖Sr-Nd同位素組成與玉龍、Batu Tara等地高鉀質(zhì)巖石一致，說明其可能是與俯沖板片流體(熔體)有關(guān)的富集地幔部分熔融的產(chǎn)物(Jiangetal., 2006)。同時(shí)，在Sr-Nd同位素源區(qū)判別圖中，多龍含礦斑巖介于虧損地幔、古老下地殼與富集地幔形成的三角區(qū)域中，與安第斯成礦帶典型的弧巖漿巖，以及青藏高原岡底斯成礦、玉龍銅礦帶含礦斑巖均一致，略靠近于富集地幔EMⅡ(圖8a)。另外，Pb-Pb同位素組成也揭示多龍礦集區(qū)含礦斑巖位于MORB與EMⅡ的演化線之間(圖8b)，與安第斯成礦帶弧巖漿巖相似，說明有板片流體或熔體對富集地幔發(fā)生了混合反應(yīng)和物質(zhì)交換，從而形成了高鉀質(zhì)熔體。

含礦斑巖鋯石的Hf同位素組成中，εHf(t)值均大于0，說明其源區(qū)有幔源組分加入(圖9)，這與Sr-Nd-Pb同位素揭示的結(jié)果不一致。這是因?yàn)樵谘髿じ_過程中，由洋殼和沉積物釋放的流體，其HFSE(Zr、Hf、Na、Ta)元素的活動(dòng)性比LILE元素(Rb、Sr、Ba等)和LREE(La、Ce、Sm、Nd)要小很多(姜耀輝等，2006)，導(dǎo)致Hf與Sr、Nd、Pb同位素組成發(fā)生解耦。另外，多龍礦集區(qū)外圍青草山礦區(qū)等地同時(shí)代中酸性巖漿巖發(fā)現(xiàn)大量負(fù)的εHf(t)的鋯石(圖9)，說明地幔巖漿源區(qū)受到了古老殼源組分的混染。另外，鐵格隆南礦床深部揭露明顯的鉬礦化(鉬主要來源于地殼)，也證實(shí)存在殼源組分的混染。

圖14 多龍礦集區(qū)含礦斑巖La-La/Sm圖解(底圖據(jù)吳偉中等, 2013)Fig.14 La vs. La/Sm plot from ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area (base map after Wu et al., 2013)

俯沖板片流體(或熔體)交代巖石圈地幔發(fā)生部分熔融，是形成高鉀質(zhì)巖石的重要機(jī)制(Jiangetal., 2002, 2005)。因?yàn)楫?dāng)這類板片流體(或熔體)與地幔橄欖巖發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)生成一種富鉀的金云母輝石巖，從而部分熔融形成高鉀質(zhì)巖漿(Wyllie and Sekine, 1982)。在La-La/Sm圖解中，多龍礦集區(qū)含礦斑巖與岡底斯成礦帶斑巖礦床相似，其La/Sm比值整體隨La的增加而明顯增加，局部保持恒定(圖14)，說明主要的巖漿演化形式是部分熔融，有弱的分離結(jié)晶作用。由于單純的大洋板片熔融，其Mg#值較低(多<44)，鈉含量較高(Na2O>4.3%)(Rapp and Watson, 1995)。多龍礦集區(qū)含礦斑巖Mg#值變化較大(3.1～61.5)，鉀含量高(多大于3%)，這也說明板片流體或熔體需要與富集地幔發(fā)生(EMⅡ)相互作用，從而導(dǎo)致含礦斑巖的Mg#值和K2O含量增加(姜耀輝等，2006)。

此外，多龍礦集區(qū)鉀含量較高，且隨SiO2含量增加基本保持恒定(圖7)，說明其源區(qū)存在富鉀礦物(鉀長石、金云母或富鉀角閃巖)。含礦斑巖負(fù)Eu異常較弱或不明顯，則說明源區(qū)鉀長石含量較低或不存在鉀長石殘留。在角閃石平衡的熔體中，通常具有較低的Rb/Sr比值(小于0.06)和較高的Ba/Rb(大于20)比值，而在金云母平衡的熔體中，Rb/Sr較高(多大于0.1)，Ba/Rb比值較低(多小于20)(姜耀輝等，2006)。在實(shí)際Ba/Rb-Rb/Sr圖解(圖15)中，多龍礦集區(qū)含礦斑巖均呈現(xiàn)高Rb/Sr比值，低Ba/Rb比值的特征，說明其源區(qū)存在金云母而非富鉀角閃石。

圖15 多龍礦集區(qū)含礦斑巖Ba/Rb-Rb/Sr圖解(底圖據(jù)Jiang et al., 2006)Fig.15 Ba/Rb vs. Rb/Sr plot from ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area (base map after Jiang et al., 2006)

綜上所述，多龍礦集區(qū)的巖漿源區(qū)應(yīng)該是與俯沖板片流體(或熔體)相關(guān)的富集巖石圈地幔，巖相可能為含金云母的榴輝巖相或角閃榴輝巖相。

5.4 含礦斑巖巖漿演化

加水、升溫或減壓是地幔楔發(fā)生部分熔融的主要因素(Richard, 2003)。對于俯沖-造山環(huán)境下，俯沖大洋板片脫水并交代地幔楔，是地幔楔最主要的熔融方式。但在脫水的過程中，是否也存在大洋板片的熔融(即大洋板片熔體)，也是近年來研究斑巖銅礦深部巖漿演化的熱點(diǎn)(Jiangetal.,2006；Xuetal., 2016；Yangetal., 2016)。Xuetal.(2016)對金沙江-紅河富堿性斑巖銅、金礦床研究表明，含礦斑巖呈現(xiàn)較高的Th/Nb比值，說明其巖漿源區(qū)不僅有板片流體的參與也有板片熔體的加入，并認(rèn)為板片熔體的加入是決定成礦作用關(guān)鍵因素。然而，多龍礦集區(qū)中含礦斑巖的Th/Yb整體較低，但Ba/La比值變化較大(圖16)，明顯大于金沙江-紅河成礦帶的斑巖銅礦，與岡底斯成礦帶斑巖銅礦類似(Yangetal., 2016)，說明其源區(qū)主要受俯沖大洋板片脫水流體影響，與板片熔體無關(guān)。另外，多龍礦集區(qū)含礦斑巖中相對虧損Nb、Ta、Ti，這主要因?yàn)楦_板片釋放的流體交代導(dǎo)致的。含礦斑巖中Nb/U值介于2.35～22.7，平均值為7.55，遠(yuǎn)小于MORB(虧損地幔)(約47，Hofmannetal., 1986)，明顯高于俯沖板片釋放的流體(約0.22)，與全球平均俯沖沉積物相近(約5，Plank and Langmuir, 1998)。在87Sr/86Sr-Nb/U圖解中(圖17)，多龍礦集區(qū)含礦斑巖明顯遠(yuǎn)離全球平均俯沖沉積物，靠近板片釋放流體與虧損巖石圈地幔的混合線。說明板片釋放的流體對地幔交代作用是導(dǎo)致其Nb/U比值降低的主要原因，所以含礦斑巖源區(qū)中主要受俯沖板片釋放的流體影響較大，而受俯沖沉積物影響較小(Jiangetal., 2006)。

圖16 多龍礦集區(qū)含礦斑巖Th/Yb-Ba/La判別圖(底圖據(jù)Xu et al., 2016)Fig.16 Th/Yb vs. Ba/La plot from ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area (base map after Xu et al., 2016)

圖17 多龍礦集區(qū)含礦斑巖87Sr/86Sr-Nb/U判別圖(底圖據(jù)Jiang et al., 2006)Fig.17 87Sr/86Sr vs. Nb/U plot from ore-bearing porphyry in Duolong ore concentrated area (base map after Jiang et al., 2006)

由于F、Cl和水等揮發(fā)分是銅金等成礦元素的重要礦化劑(Müllreretal.,1994; 毛景文等, 2014)，所以，當(dāng)這類俯沖流體加入地幔楔時(shí)，能有效促使地幔楔(含水金云母等)發(fā)生部分熔融，俯沖流體將水、硫、鹵素、金屬以及大離子親石元素輸送到地幔楔，促使巖漿揮發(fā)份和氧逸度的增加(Jiangetal., 2006; 毛景文等, 2014)，從而使地幔中的親銅元素(Cu、Au)釋放出來進(jìn)入熔體，形成富Cu、Au初始巖漿(Mungall, 2002; 姜耀輝等, 2006)。

5.5 成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制探究

羌塘地體南緣大面積中生代中酸性巖漿巖的發(fā)現(xiàn)，說明班公湖-怒江洋(簡稱“班-怒洋”)在中生代存在明顯的北向俯沖(Lietal., 2013, 2016a; Fanetal., 2015a, b; Zhuetal., 2016)。然而，多龍礦集區(qū)早白堊世成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制觀點(diǎn)很多，一直爭議不斷。

圖18 多龍礦集區(qū)及外圍巖漿活動(dòng)情況(底圖據(jù)Li et al., 2016a)Fig.18 Magmatism in Duolong ore concentrated area and periphery (base map after Li et al., 2016a)

圖19 多龍礦集區(qū)及外圍早白堊世成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制模型(據(jù)Richards, 2003)Fig.19 Dynamic model in early Cretaceous of Duolong ore concentrated area and its periphery area (after Richards, 2003)

就多龍礦集區(qū)早白堊世巖漿活動(dòng)情況而言，地幔柱及熱點(diǎn)環(huán)境和碰撞后伸展環(huán)境的觀點(diǎn)均無法解釋巖漿巖所普遍具有的巖石組合特征和弧巖漿屬性。

對于傳統(tǒng)陸緣弧的觀點(diǎn)，主要基于多龍礦集區(qū)含礦斑巖有明顯弧巖漿特征，同時(shí)Sr-Nd-Pb同位素組成揭示巖漿源區(qū)源于俯沖大洋板片脫水流體交代上覆地幔楔，發(fā)生部分熔融，從而認(rèn)為多龍礦集區(qū)在170～110Ma，成礦動(dòng)力背景為傳統(tǒng)陸緣弧(洋陸俯沖)環(huán)境(Richard，2003，2009)。但從區(qū)域巖漿活動(dòng)情況來看，多龍礦集區(qū)北部利群山地區(qū)及材瑪、日土地區(qū)的大規(guī)模巖漿活動(dòng)集中為晚侏羅世(150～160Ma)，而多龍礦集區(qū)及外圍則主要發(fā)生于早白堊世(110～130Ma)，二者之間存在約20～30Ma巖漿間歇期。另外，從利群山到多龍礦集區(qū)，巖漿活動(dòng)的時(shí)限有逐漸變新的趨勢(圖18)。就正常的洋陸俯沖而言，很難解釋這個(gè)巖漿間隙期和巖漿活動(dòng)時(shí)限變新的現(xiàn)象。

對于洋脊俯沖的觀點(diǎn)，主要依據(jù)是礦集區(qū)內(nèi)基性巖墻的鋯石測年結(jié)果(126.2～126.6Ma)及巖石地球化學(xué)特征，認(rèn)為這類巖墻富Nb，并通過構(gòu)造判別說明其形成于伸展背景下洋殼部分熔融產(chǎn)生的埃達(dá)克質(zhì)熔體，再交代地幔楔發(fā)生部分熔融形成，強(qiáng)調(diào)俯沖的洋脊為伸展背景下軟流圈上涌提供了通道和窗口。據(jù)此認(rèn)為在128～116Ma多龍礦集區(qū)發(fā)生了洋脊俯沖(Xuetal., 2017)。但洋脊俯沖通常意味著有大規(guī)模幔源物質(zhì)直接上涌，這些大規(guī)模幔源物質(zhì)不僅會(huì)形成大量的基性巖漿，同時(shí)由于幔源高熱的傳遞也會(huì)形成典型的高溫變質(zhì)巖，形成低壓高溫變質(zhì)帶，并形成酸性巖墻(A型花崗巖類)和高鎂安山巖等特征(沈曉明等, 2010)。但多龍礦集區(qū)基性巖墻侵位的色哇組地層中，并未見任何高溫變質(zhì)巖，也無酸性巖性和高鎂安山巖。所以，洋脊俯沖尚缺乏充足的證據(jù)。

基于Zhuetal.(2016)對班公湖-怒江成礦帶白堊世演化過程進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，結(jié)合多龍礦集區(qū)及外圍的實(shí)際情況，班-怒洋北側(cè)的演化歷史可分解為三個(gè)階段：(1)中-晚侏羅世(～160Ma)班-怒洋正常北向俯沖階段：利群山、日土等地區(qū)晚侏羅世(150～160Ma)的巖漿活動(dòng)(Lietal., 2016a)以及SSZ蛇綠巖(167Ma)的出現(xiàn)是早期正常俯沖作用的證據(jù)(史仁燈，2007)；(2)早白堊世早期(150～130Ma)班-怒洋“弧-弧軟碰撞”閉合階段：即班-怒洋南北兩側(cè)通過陸緣弧的形式發(fā)生閉合，閉合過程中會(huì)形成一系列復(fù)雜的沉積作用或變形作用，多龍礦集區(qū)巖性混雜的增生楔以及獅泉河地區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造變形是該階段作用的產(chǎn)物(Kappetal., 2003)；另外，“弧-弧”閉合代表正常俯沖作用的停止，這就導(dǎo)致該階段巖漿活動(dòng)會(huì)減弱，從而出現(xiàn)巖漿活動(dòng)間歇期(Zhuetal., 2016)；(3)早白堊世晚期(130～110Ma)板片折返階段(圖19)：由于班-怒洋南側(cè)冷的高密度大洋板片發(fā)生裂解和斷離，導(dǎo)致北側(cè)大洋板片因重力原因發(fā)生快速下降和折返；大洋板片的折返將進(jìn)一步促使俯沖板片持續(xù)脫水，加速熱的軟流圈持續(xù)上涌；板片流體交代上覆巖石圈地幔發(fā)生部分熔融，形成玄武質(zhì)基性巖漿。當(dāng)熱的基性巖漿底侵到下地殼底部時(shí)，則發(fā)生MASH作用，即同化混染(A)、底侵存儲(chǔ)(S)、部分熔融(M)和混合均一(H)，從而形成安山質(zhì)中酸性巖漿(圖19b)。中酸性巖漿繼續(xù)上侵，并最終定位于中-上地殼形成淺部巖漿房。巖漿房受冷逐步固結(jié)收縮，并分異出溶大量揮發(fā)分及成礦流體。這些流體進(jìn)一步向上運(yùn)移，并最終在巖枝或巖脈頂部形成斑巖型及淺成低溫?zé)嵋盒臀g變與礦化(圖19a)，從而形成多龍礦集區(qū)銅金礦化(Lietal., 2013, 2016a; Dingetal., 2017; Linetal., 2017a, b)。同時(shí)，部分鐵鎂質(zhì)基性巖漿在MASH帶受地殼混染程度較弱，可直接穿透下地殼，侵位于淺地表形成基性巖墻(如富Nb基性巖墻)(Xuetal., 2017)。在成礦作用晚期，當(dāng)深部巖漿房再次活化，巖漿熱液沿火山通道(可能為斷裂交匯處)直接噴出地表，則形成成礦后火山巖。

此外，當(dāng)俯沖板片由正常俯沖到停滯再到由北向南折返，其深部巖漿活動(dòng)的相對位置也從北向南移動(dòng)，淺部巖漿巖的結(jié)晶時(shí)代由北向南逐漸變新(圖18)。另外，折返過程中軟流圈的大規(guī)模上涌促使深部大量幔源物質(zhì)的加入，并導(dǎo)致巖體中鋯石εHf(t)值增加(圖9)。

所以，俯沖板片的折返可能是多龍礦集區(qū)早白堊世銅金成礦作用的深部巖漿形成和侵位的主要?jiǎng)恿W(xué)機(jī)制。

6 結(jié)論

(1)鐵格隆南礦區(qū)深部含礦花崗閃長斑巖侵位時(shí)代為121.2Ma，與多龍礦集區(qū)白堊世成礦時(shí)間巖漿活動(dòng)時(shí)限一致。

(2)多龍礦集區(qū)含礦斑巖具有弧巖漿屬性，其巖漿源區(qū)與俯沖板片流體交代的富集巖石圈地幔部分熔融有關(guān)。

(3)班-怒洋北向俯沖板片的折返可能是多龍礦集區(qū)早白堊世銅金成礦作用的深部巖漿形成和侵位的主要?jiǎng)恿W(xué)機(jī)制。

致謝感謝中鋁西藏金龍礦業(yè)股份有限公司為筆者提供的野外支持，感謝西藏地勘局第五地質(zhì)大隊(duì)對野外工作的幫助；感謝北京離子探針中心對鋯石SHRIMP年齡的測試，感謝南京大學(xué)現(xiàn)代分析測試中心對巖石Sr-Nd-Pb同位素的分析；感謝匿名審稿專家所提出的寶貴修改意見。