彭勃 李寶龍** 劉海永 秦廣洲 龔福志 周磊
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重點實驗室,北京 1000372. 西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,拉薩 8500003. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,成都 6100594. 西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊,拉薩 8500035. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊,德陽 6180001.
圖1 西藏班公湖-怒江成礦帶主要礦床分布圖(據(jù)Wang et al., 2018;Zhu et al., 2016;Geng et al., 2016修改)Fig.1 The distribution of main deposits in Bangong-Nujiang metallogenic belt (modified after Wang et al., 2018; Zhu et al., 2016; Geng et al., 2016)
近年來,班公湖-怒江成礦帶(后簡稱班-怒帶)的多龍礦集區(qū)已經(jīng)成為我國重要的銅多金屬資源儲備基地,該成礦帶內(nèi)一大批重要的礦產(chǎn)相繼被發(fā)現(xiàn)和評價,已經(jīng)確立了班-怒帶北緣的多龍銅金礦集區(qū)以及南緣的尕爾窮-嘎拉勒銅金礦集區(qū)(唐菊興等, 2017)。目前積累了大量的成礦年代學(xué)資料,其中北緣多龍礦集區(qū)的成礦時代集中在123~116Ma,包括多不雜(~120.9Ma, 佘宏全等, 2009)、鐵格隆南(~118.5Ma, 方向等, 2015; Songetal., 2018)、波龍(121~118Ma, 祝向平等, 2013)、拿若(~121.6Ma, Linetal., 2019)等銅金礦(圖1);而南緣尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)的成礦時代集中在89~86Ma,包括尕爾窮(~87Ma, 姚曉峰等, 2013)、嘎拉勒(~88Ma, 張志等, 2017)等銅金礦(圖1)。但在最新的勘查工作中,發(fā)現(xiàn)并證實了班-怒帶首例斑巖型鉬礦(榮嘎礦床),初步的勘查工作已探明鉬金屬總量達(dá)11940.44噸,礦床平均品位為0.091%。鄭有業(yè)等(2017)首次報道了榮嘎礦床輝鉬礦Re-Os年齡為~99Ma,該成礦年齡明顯晚于北緣多龍銅金礦集區(qū)的成礦時代,與南緣尕爾窮-嘎拉勒銅金礦集區(qū)的成巖成礦時代基本一致。因此,榮嘎礦床的礦化類型及其成礦時代在班-怒帶上具有特殊性,相對于帶內(nèi)其它以銅金成礦元素為主的礦床,以榮嘎鉬礦為代表的晚白堊世早期鉬成礦作用的研究幾乎空白,僅在成礦時代上進(jìn)行過報道,但對含礦二長花崗斑巖的起源、演化、 形成時代,成礦物質(zhì)來源以及成巖成礦作用等方面的研究尚不清楚,成礦動力學(xué)背景仍不明確。本文在對榮嘎礦床進(jìn)行礦床地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上,開展了含礦二長花崗斑巖的巖石地球化學(xué)、Sr-Nd-Pb-Hf同位素以及成巖成礦年代學(xué)的系統(tǒng)研究,深入探討成巖成礦的地球動力學(xué)過程及富Mo機制,進(jìn)一步確立班-怒帶晚白堊世鉬成礦期,從而完善區(qū)域成礦系列,對總結(jié)班-怒帶成礦規(guī)律及構(gòu)造演化的研究具有重要的指示意義。
圖2 區(qū)域巖漿巖分布圖(據(jù)四川省地質(zhì)調(diào)查院, 2003[注]四川省地質(zhì)調(diào)查院. 2003. 1:250000革吉縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告修改)
1-蛇綠巖;2-火山角礫巖;3-安山玄武巖;4-英安巖;5-流紋巖;6-粗面巖;7-早白堊世閃長巖;8-早白堊世石英閃長巖;9-早白堊世花崗閃長巖;10-晚白堊世花崗巖;11-晚白堊世黑云母花崗巖;12-晚白堊世二長花崗巖;13-晚白堊世堿長花崗巖;14-古近紀(jì)花崗斑巖;15-古近紀(jì)白崗巖;16-中新統(tǒng)雄巴組;17-始-漸新統(tǒng)邦巴組;18-中上侏羅統(tǒng)拉貢塘組;19-早白堊統(tǒng)多尼組;20-早白堊統(tǒng)捷嘎組.F1-納屋錯斷裂帶;F2-鹽湖斷裂帶;F3-嚇拉錯斷裂帶;F4-聶耳錯斷裂帶;F5-邦巴斷裂帶
Fig.2 Geological map showing the distribution of magmatic rock in Rongga area
榮嘎礦床大地構(gòu)造位置處于西藏班-怒帶西段南緣的拉薩地塊北部(圖1),區(qū)內(nèi)巖漿-構(gòu)造活動強烈,成礦條件優(yōu)越。區(qū)域地層從石炭-二疊系到古近系均有出露,最新1:50000的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作對該區(qū)地層進(jìn)行了重新劃分,主要包括拉貢塘組(J2-3l),多尼組(K1d)、郎山組(K1l)、及竟柱山組(K2j)(圖2)。 區(qū)域構(gòu)造以大型斷裂帶形式產(chǎn)出,多呈北西西至近東西向展布,由北向南分別為納屋錯斷裂帶、鹽湖斷裂帶、嚇拉錯斷裂帶、聶耳錯斷裂帶以及邦巴斷裂帶(圖2)。榮嘎鉬礦就夾持于北部的鹽湖斷裂帶以及南部的嚇拉錯斷裂帶之間(圖2),兩條斷裂帶控制了區(qū)內(nèi)的陸緣火山-巖漿巖及巖漿熱液礦床的產(chǎn)出。區(qū)域巖漿巖發(fā)育,受斷裂帶控制,主要為早白堊世-晚白堊世的火山巖及中酸性侵入巖等,主要包括昂龍崗日、阿翁錯、怕阿、革吉、鹽湖和邦巴等大型復(fù)式巖體(圖2)。
圖3 榮嘎鉬礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)西藏地勘局第二地質(zhì)大隊, 2015[注]西藏地勘局第二地質(zhì)大隊. 2015. 西藏阿里革吉縣榮嘎銅鉬多金屬礦預(yù)查報告修改)
Fig.3 Geological map of Rongga molybdenum deposit
礦區(qū)出露地層較為簡單,主要為中上侏羅統(tǒng)拉貢塘組及第四系。其中拉貢塘組為一套海相碎屑巖,以長石石英砂巖、巖屑長石砂巖、深灰色頁巖和粉砂質(zhì)頁巖為主。礦區(qū)巖漿巖較為發(fā)育,以侵入巖為主,多呈巖株、巖脈狀產(chǎn)出,巖性包括二長花崗斑巖、花崗斑巖、花崗巖、閃長巖及閃長玢巖等(圖3)。
礦區(qū)目前共圈定出8條原生鉬礦體,明顯受二長花崗斑巖、花崗斑巖及二長花崗巖的控制,礦體產(chǎn)出標(biāo)高在5046m至5413m左右,沿傾向延伸長約320m,沿走向延伸約160m,傾向北西,傾角較緩,單個礦體最大厚度達(dá)170.09m,礦體厚度由南向北逐漸變大(圖4),礦石平均品位也逐漸變高。礦石中金屬礦物主要為輝鉬礦和黃鐵礦,少數(shù)黃銅礦、磁鐵礦等,脈石礦物為石英、方解石、綠泥石、絹云母等。礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造(圖5a, b, d, f)、浸染狀構(gòu)造(圖5c),少數(shù)呈團(tuán)塊狀構(gòu)造(圖5e)。脈狀構(gòu)造可分為四種,1)純硫化物脈,多為輝鉬礦脈,較少見,脈寬1~2mm;2)石英-黃鐵礦脈,較少見,脈寬2~5mm(圖5f);3)石英-輝鉬礦脈或鉀長石-石英-輝鉬礦脈,較多見,脈寬2~5mm(圖5a, b);4)石英-多金屬硫化物脈,較多見,脈寬2~15mm, 硫化物包括輝鉬礦、黃鐵礦以及黃銅礦(圖5d)。
圖4 榮嘎礦區(qū)0號勘探線剖面圖(據(jù)鄭有業(yè)等, 2017)Fig.4 Geological cross section for No.0 exploration line of the Rongga deposit (after Zheng et al., 2017)
圖5 榮嘎礦區(qū)巖心照片F(xiàn)ig.5 Photographs of rock cores from Rongga deposit
圖6 榮嘎含礦二長花崗斑巖顯微照片Qtz-石英;Kfs-鉀長石;Pl-斜長石;Mu-白云母Fig.6 Microphotographs of the Rongga monzonitic granite porphyryQtz-quartz; Kfs-potash feldspar; Pl-plagioclase; Mu-muscovite
礦體圍巖發(fā)育較為典型的斑巖型礦床的蝕變分帶,面型蝕變明顯,由深部向淺部,由內(nèi)向外依次發(fā)育鉀化、硅化→絹英巖化→青磐巖化,泥化的分布范圍較小,不能成帶狀產(chǎn)出,
各蝕變帶之間為漸變關(guān)系,有時相互疊加,總體上蝕變以硅化、絹英巖化為主,發(fā)育在巖體及圍巖地層中。礦化也具有一定的分帶性,輝鉬礦化主要與硅化、鉀化關(guān)系密切,黃鐵礦化多發(fā)育在絹英巖化帶和青磐巖化帶內(nèi)??傮w上,榮嘎礦床礦體圍巖及礦化均具有面型蝕變特征,礦體受斑巖體控制明顯,總體表現(xiàn)為斑巖型礦床特征。
本次研究用于進(jìn)行巖石地球化學(xué)、全巖Sr-Nd-Pb同位素分析及鋯石SHRIMP U-Pb測年、Hf同位分析的二長花崗斑巖樣品以及進(jìn)行Re-Os同位素定年的輝鉬礦樣品均取自榮嘎礦區(qū)鉆孔中(ZK001、ZK002、ZK003、ZK101)。二長花崗斑巖是榮嘎礦床的主要含礦巖體,呈淺灰白色-淺肉紅色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶由斜長石(5%~10%),石英(5%~10%)及鉀長石(2%~5%)組成,粒徑一般0.7~4.5mm(圖6),雜亂分布,部分聚斑狀產(chǎn)出。鉀長石主要為條紋長石,半自形板狀,部分發(fā)育高嶺土化;斜長石主要呈半自形板狀,不同程度高嶺土化、絹云母化、白云母化(圖6b),少數(shù)隱約可見聚片雙晶、環(huán)帶構(gòu)造。石英呈他形粒狀結(jié)構(gòu),熔蝕結(jié)構(gòu)較發(fā)育,多熔蝕成渾圓狀,少棱角狀?;|(zhì)由長石(~55%)、石英(~30%)等礦物組成,粒徑一般達(dá)0.03~0.2mm。其中,長石包括斜長石、鉀長石,半自形板狀,輕高嶺土化,斜長石還發(fā)育絹云母化;石英呈他形粒狀,表面干凈,粒內(nèi)波狀消光。
輝鉬礦樣品多呈細(xì)小鱗片狀、片狀及不規(guī)則粒狀產(chǎn)出,粒度較小,一般為0.067~0.123mm,少有薄板條狀,塊狀構(gòu)造。輝鉬礦集合體呈聚晶團(tuán)塊狀產(chǎn)出,塊徑0.5~3.5cm,或呈細(xì)脈狀穿插在巖體中,含量0.03%~0.1%(圖5a, b)。
用于測年的樣品在河北省地質(zhì)測繪院實驗室進(jìn)行選樣,鋯石U-Pb年齡分析在北京離子探針中心SHRIMP-Ⅱ上完成,相關(guān)樣品靶的制備和實驗流程參見宋彪等(2002)。激光束斑大小為20~30μm。測試中應(yīng)用RSES參考鋯石 TEM(417Ma)進(jìn)行元素分餾校正,具體情況見Blacketal. (2003)。每分析一次標(biāo)準(zhǔn)TEM,然后分析3個待測鋯石點,每個測點記錄采用5次掃描。數(shù)據(jù)處理采用Isoplot軟件(Ludwig, 2003),普通Pb由實測204Pb校正;所有測點的誤差均為1σ,所采用的206Pb/238U加權(quán)平均年齡具95%的置信度。
圖7 榮嘎含礦二長花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡諧和圖及陰極發(fā)光圖像實線圈為鋯石SHRIMP U-Pb年齡,虛線圈為鋯石εHf(t)值Fig.7 Zircons U-Pb concordia diagram and CL images of zircons form monzonitic granite porphyry in the Rongga deposit The solid line is zircon SHRIMP U-Pb age and the dotted line is zircon εHf(t)
輝鉬礦Re-Os同位素的測試分析在國家地質(zhì)實驗中心完成,使用儀器為美國TJA公司生產(chǎn)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀TJA X-series ICP-MS。Re、Os含量的不確定度主要有稱量誤差、標(biāo)定誤差、分餾校正誤差、同位素比值測量誤差(杜安道等, 1994)。樣品的處理、分析方法及流程參照相關(guān)文獻(xiàn)(Shirey and Walker, 1995)。
鋯石原位微區(qū)Hf同位素測試在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室利用Neptune型多接收等離子體質(zhì)譜儀和Geolas Pro型激光剝蝕系統(tǒng)聯(lián)用的方法完成的,詳細(xì)測試流程可參照侯可軍等(2007)。測試束斑直徑為32μm,激光剝蝕的樣品氣溶膠由氦氣作為載氣輸送到質(zhì)譜儀中進(jìn)行測試,為了調(diào)節(jié)和提高儀器靈敏度,氣路中間引入了氬氣和少量氮氣。所有測試位置與U-Pb定年點位相同或靠近。每分析10個樣品測點分析一次鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1作為監(jiān)控,本次實驗GJ-1的測試精準(zhǔn)度為0.282030±40(2δ)。Hf模式年齡的計算公式及計算過程中各種參數(shù)的選擇見相關(guān)文獻(xiàn)(Blichert-Toft and Albarède, 1997; Griffinetal., 2000)。
巖石地球化學(xué)樣品由河北省地質(zhì)測繪院實驗室粉碎成200目粉末,主量及微量元素的分析由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心測試完成,主量元素測試使用X射線熒光光譜儀(飛利浦PW2404),其中Al2O3、SiO2、MgO、Na2O檢測限為0.015%,CaO、K2O、TiO2檢測限為0.01%,F(xiàn)e2O3T、MnO、P2O5檢測限為0.005%;FeO用容量法完成(檢測限為0.1%)。微量元素及稀土元素使用電感耦合等離子體質(zhì)譜Finingan MAT HR-ICP-MS(Element Ⅰ型)完成,所測數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)控標(biāo)樣GSR-6顯示誤差小于5%,部分揮發(fā)性元素及極低含量元素的分析誤差小于10%。
全巖Sr-Nd-Pb同位素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心測試完成,同位素分析均采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計,其中銣鍶條件為單帶,M+,質(zhì)量分餾用86Sr/88Sr=0.1194校正,標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果:NBS987為0.710250±7,實驗室流程本底:Rb 2×10-10g,Sr 2×10-10g;Sm、Nd條件為三帶,M+,質(zhì)量分餾用146Nd/144Nd=0.7219校正,標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果:JMC為143Nd/144Nd=0.512109±3。全流程本底Sm、Nd 小于50pg。鉛同位素測定用磷酸硅膠將樣品點在錸帶上,用靜態(tài)接受方式測量鉛同位素比值。NBS 981未校正結(jié)果:208Pb/206Pb=2.164940±15,207Pb/206Pb=0.914338±7,204Pb/206Pb=0.0591107±2,全流程本底Pb<100pg。
榮嘎含礦二長花崗斑巖樣品中鋯石陰極發(fā)光圖像(圖7),顯示鋯石多呈長柱狀,長寬比約為2:1,晶體自形程度較好,發(fā)育明顯且狹窄的震蕩環(huán)帶,顯示出巖漿鋯石特征(圖7)。年齡分析結(jié)果(表1)顯示,鋯石中Th、U含量變化較大,Th含量介于125×10-6~1580×10-6之間,U含量介于177×10-6~1620×10-6之間,Th/U比值為0.62~1.86,均大于0.4,為巖漿成因鋯石(Belousovaetal., 2002; Hoskin and Schaltegger, 2003)。通過鋯石陰極發(fā)光、透射光和反射光的研究,選擇了17個測點進(jìn)行了SHRIMP U-Pb分析,分析點較為集中,大多數(shù)落在諧和線及其附近,獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為99.8±1.9Ma (MSWD=2.0) (圖7), 該年齡代表了二長花崗斑巖的侵位時代,屬晚白堊世早期。
表1榮嘎含礦二長花崗斑巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡
Table 1 SHRIMP U-Pb ages of zircons from the ore-bearing monzonitic granite porphyry in Rongga deposit
測點號含量(×10-6)206PbcUThTh/U206Pb?同位素比值(±%)年齡(Ma) ±1σ207Pb/206Pb 207Pb/235U206Pb/238U206Pb/238U208Pb/232Th二長花崗斑巖,取樣經(jīng)緯度N32°28′3″、E82°3′14″RG-4-12.272151370.663.050.0452140.101140.016152.2103.3±2.285.2±7.9RG-4-23.186065500.948.610.039280.085280.016022.4102.5±2.492.1±9.9RG-4-3—5984950.868.060.05144.60.11155.00.015741.8100.7±1.8101.2±3.4RG-4-42.292321780.793.330.0403150.091150.016322.3104.3±2.391.3±7.1RG-4-50.5516209660.6222.70.04654.30.10384.70.016191.7103.5±1.798.5±2.3RG-4-60.2887715801.8611.50.04564.40.09574.70.015221.897.4±1.792.6±2.2RG-4-70.192682611.013.620.0545110.118110.015672.1100.2±2.1104.9±5.8RG-4-81.521771250.732.330.0449140.094140.015112.396.7±2.293.7±7.2RG-4-9—7054320.639.290.04575.80.09676.10.015371.898.3±1.795.8±4.0RG-4-101.853403060.934.660.0378150.082150.015672.0100.2±2.090.0±5.5RG-4-11—3162160.714.340.05694.90.12595.30.016042.0102.6±2.0114.3±4.6RG-4-122.693013321.143.930.0275230.056230.014782.194.6±2.087.0±5.2RG-4-13—3332970.924.520.05867.80.1288.10.015882.0101.6±2.1107.2±5.3RG-4-14—4184071.015.380.06739.30.1419.50.015172.197.0±2.0101.6±5.8RG-4-15—2842690.983.660.070280.146280.015213.297.3±3.1111±17RG-4-16—2261790.822.990.075190.163190.015792.8101.0±2.8129±15RG-4-170.162291780.812.940.057180.118180.014932.595.5±2.3104±10
注:206Pbc和206Pb*分別代表普通鉛和放射性鉛,用實測204Pb校正普通鉛,表中誤差均為1σ
圖8 榮嘎鉬礦輝鉬礦Re-Os等時線(a)及加權(quán)平均年齡(b)Fig.8 Re-Os isochron plot (a) and weighted mean age (b) for molybdenite samples from deposit
輝鉬礦Re-Os年代學(xué)測試結(jié)果列于表2,7件輝鉬礦樣品測試的模式年齡為98.0±1.6Ma~101.8±1.7Ma,加權(quán)平均年齡為99.7±1.1Ma(MSWD=2.5),用ISOPLOT 軟件(Ludwig, 2003)將7件輝鉬礦的187Re-187Os值擬合成一條良好的等時線(圖8),表現(xiàn)為同期成礦作用的產(chǎn)物,說明測試結(jié)果的可靠性。該年齡略小于含礦二長花崗斑巖的形成時代,也符合斑巖型礦床礦石礦物結(jié)晶沉淀時間略晚于斑巖形成時間的事實,所以該年齡可代表榮嘎鉬礦的成礦時代。
對已進(jìn)行U-Pb年齡分析的含礦二長花崗斑巖鋯石樣品進(jìn)行原位Hf同位素測試,結(jié)果列于表3,176Hf/177Hf值變化范圍為0.282472~0.283219,鋯石Hf同位素的初始值εHf(t)為絕對值較大的正值(+12.4~+17.9),對應(yīng)的二階段模式年齡tDM2為31~314Ma。
表2榮嘎礦床輝鉬礦Re-Os同位素數(shù)據(jù)
Table 2 Re-Os isotopic data of molybdenite from Rongga deposit
編號樣重(g)Re (×10-9)C普Os (×10-9)187Re (×10-9)187Os (×10-9)模式年齡(Ma)測定值不確定度測定值不確定度測定值不確定度測定值不確定度測定值不確定度輝鉬礦,取樣經(jīng)緯度N32°28′24″、E82°3′12″ 161124-110.00501766086050.25360.38214815038079.520.5099.11.4161223-10.005009916994211.720.310062330592104.50.9100.51.6161223-20.0050011900211590.34280.046474795728122.30.998.01.6161223-30.005009448110160.06270.02645938363997.680.7398.71.6161223-40.00500734276280.01960.10934615039578.350.84101.81.7161223-50.00500526694070.01960.10933310325655.370.41100.31.5161223-60.00500661245110.01960.04584156032169.140.4399.81.4
表3榮嘎含礦二長花崗斑巖樣品鋯石的Lu-Hf同位素數(shù)據(jù)
Table 3 Zircon Lu-Hf isotopic data for ore-bearing monzonitic granite porphyry in Rongga deposit
測點號年齡(Ma)176Yb177Hf176Lu177Hf176Hf177Hf2σ176Hf177Hf()iεHf (0)εHf (t)tDM1 (Ma)tDM2 (Ma)fLu/HfRG-4-11030.0774650.0018890.2832190.0000340.28321515.817.94631-0.94RG-4-21030.0654270.0015570.2831550.0000370.28247113.515.7139148-0.95RG-4-31010.0594230.0014770.2832030.0000330.28315215.217.36960-0.96RG-4-101000.0371270.0009320.2830630.0000310.28320010.312.4267314-0.97RG-4-111030.0674320.0016530.2831290.0000310.28306112.614.8175194-0.95RG-4-12950.0542800.0013110.2830970.0000300.28261811.513.5221255-0.96RG-4-131020.0571280.0013370.2831400.0000300.28312613.015.2158174-0.96RG-4-14970.0597850.0014400.2830740.0000290.28309410.712.7255297-0.96
表4榮嘎含礦二長花崗斑巖主量元素含量(wt%)和微量元素含量(×10-6)
Table 4 Major element contents (wt%) and trace elements contents (×10-6) of ore-bearing monzonitic granite porphyry in Rongga deposit
樣品號SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOK2ONa2OTiO2P2O5MnOLOITotalRG-174.7212.970.420.870.450.395.682.860.190.040.021.2599.63RG-275.2313.110.120.790.430.395.622.900.180.040.021.0499.69RG-372.8314.350.100.851.030.304.683.870.270.100.051.4799.89RG-475.4912.800.100.780.770.525.103.020.210.060.040.9799.62RG-573.4713.431.400.320.970.454.973.160.240.070.041.4099.58樣品號GaRbSrYZrNbMoBaLaCePrNdSmRG-113.9026817012.2081.423.0057.9029525.0037.104.3813.902.40RG-213.7025518012.5079.020.6065.3030024.1040.804.6515.802.32RG-315.5020516314.8082.318.5010.6058945.3088.508.9330.704.28RG-412.6023721113.6075.919.20200.032729.2056.205.9822.302.90RG-513.3021716412.2061.218.607.9640231.2060.306.3519.702.97樣品號EuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaThURG-10.411.880.331.960.401.390.231.670.253.012.7918.6011.40RG-20.391.840.352.030.391.280.241.570.252.912.5717.407.14RG-30.813.430.492.920.501.450.281.590.222.501.5215.601.22RG-40.482.570.442.470.491.530.262.010.292.972.3918.703.50RG-50.462.150.352.090.391.340.211.490.232.271.9217.901.89
圖9 榮嘎二長花崗斑巖SiO2-K2O(圖a, 據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)和A/CNK-A/NK(圖b, 據(jù)Maniar et al., 1989)Fig.9 Plot of SiO2 vs. K2O (a, after Peccerillo and Taylor, 1976) and A/CNK vs. A/NK (b, after Maniar et al., 1989) of monzonitic granite porphyry from the Rongga deposit
圖10 榮嘎二長花崗斑巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(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.10 Chondrite-normalized REE patterns (a, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace element multi-variation diagrams (b, normalization values after Sun and McDonough, 1989) for monzonitic granite porphyry from the Rongga deposit
5.4.1 主量元素
榮嘎二長花崗斑巖樣品的地球化學(xué)分析結(jié)果列于表4,樣品SiO2的含量較高,集中在72.83%~75.49%之間,平均值74.35%;K2O含量為4.68%~5.68%,平均值5.21%,Na2O含量為2.86%~3.87%,K2O/Na2O比值在1.21~1.99之間;全堿含量(Na2O+K2O)較高,介于8.12%~8.55%,平均值8.37%;巖體的分異指數(shù)為90.14~92.94,與西藏察隅高分異I型花崗巖(82~92)相似(朱弟成等, 2009)。在SiO2-K2O圖解上(圖9a),樣品點均落入高鉀鈣堿性巖石系列區(qū)域。Al2O3的含量較高,介于12.80%~14.35%之間,平均值13.33%;鋁飽和指數(shù)A/CNK均大于1(1.08~1.13);在A/CNK-A/NK圖解(圖9b)上,樣品點大多落入了弱過鋁質(zhì)巖石系列區(qū)域;CaO含量為0.45%~1.03%,平均值0.73%;MgO含量為0.06%~0.08%,平均值0.41,Mg#值為22.9~36.1,平均值為25.6??傮w上,主量元素的地球化學(xué)特征表明榮嘎二長花崗斑巖為富硅、富堿、弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性巖石系列。
5.4.2 微量元素
榮嘎二長花崗斑巖樣品稀土元素總量為91.29×10-6~189.4×10-6,輕重稀土總量比為10.3~16.4,輕重稀土分異作用較為明顯,(La/Yb)N值介于9.57~18.8之間,具中等程度的負(fù)Eu異常(δEu=0.53~0.63),稀土元素配分曲線呈輕稀土較陡,重稀土較為平坦的右傾型(圖10a)。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖10b)顯示榮嘎二長花崗斑巖樣品明顯富集Rb、K、Th、U等元素,中等虧損Nb、Ta,強烈虧損Ba、Sr、P、Ti等元素。二長花崗斑巖樣品的Rb/Sr=1.12~1.58,平均值為1.34,Nb/Ta=8.03~12.2,平均值為9.23,Th/Nb=0.81~0.97,平均值0.89。
表5榮嘎含礦二長花崗斑巖Sr-Nd-Pb同位素分析結(jié)果
Table 5 Analytic results of Sr-Nd-Pb isotopic compositions of ore-bearing monzonitic granite porphyry in Rongga deposit
樣品號87Rb86Sr87Sr86Sr2σ87Sr86Sr()i147Sm144Nd143Nd144Nd2σ143Nd144Nd()iεNd(t)tDM2(Ma)206Pb204Pb207Pb204Pb208Pb204PbμRG-14.5620.71060.0000150.70420.10440.51260.0000110.51250.0389418.56915.61138.6819.0RG-24.1000.71070.0000210.70500.08880.51260.0000100.51250.1089018.53715.60038.6468.9RG-33.6400.71000.0000170.70490.08430.51260.0000110.51250.6884218.56215.60538.70910.5RG-43.2510.71010.0000130.70550.07860.51260.0000130.51250.4486218.52415.59738.6319.8RG-53.8290.71080.0000180.70540.09110.51260.0000100.51250.0389618.52015.60338.7129.7
圖11 榮嘎二長花崗斑巖 (Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO(a)和(Zr+Nb+Ce+Y)-FeOT/MgO (b)圖解(據(jù)Whalen et al., 1987)及SiO2-P2O5圖解(c)Fig.11 (Zr+Nb+Ce+Y) vs. (Na2O+K2O)/CaO (a), (Zr+Nb+Ce+Y) vs. FeOT/MgO (b) (after Whalen et al., 1987) and SiO2-P2O5 (c) diagrams for Rongga monzonitic granite porphyry
本次研究對榮嘎二長花崗斑巖進(jìn)行了全巖Sr-Nd-Pb同位素分析,測試結(jié)果列于表5,樣品的87Sr/86Sr值變化范圍較小,介于0.7100~0.7108之間,計算的初始值(87Sr/86Sr)i值為0.7042~0.7055;143Nd/144Nd值為0.0786~0.1044,計算的初始值(143Nd/144Nd)i值為0.5125~0.5125;εNd(t)值介于0.03~0.68之間,平均值0.26,Nd同位素虧損地幔的模式年齡tDM2在842~896Ma之間。
榮嘎二長花崗斑巖樣品A/CNK值大多小于1.1,具有較高的SiO2含量(72.83%~75.49%)和全堿(Na2O+K2O)含量(8.12%~8.55%),在(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO(圖11a)以及(Zr+Nb+Ce+Y)-FeOT/MgO圖解中(圖11b),二長花崗斑巖樣品大多落入高分異花崗巖區(qū)域,具有較高的分異指數(shù)(90.14~92.94)。10000Ga/Al值較低(1.86~2.04),未出現(xiàn)堿性的暗色礦物,不具備A型花崗巖的地球化學(xué)特征。實際礦物中未出現(xiàn)角閃石,P2O5的含量很低(小于0.10),且隨著SiO2含量的增加而隨之降低(圖11c),結(jié)合主量元素的地球化學(xué)特征,我們將榮嘎二長花崗斑巖厘定為高分異弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性的I型花崗巖。
目前關(guān)于斑巖型鉬礦成礦物質(zhì)來源,包括成礦巖石及金屬物質(zhì)的來源,主要有三種認(rèn)識:1)俯沖板片,與礦化有關(guān)的斑巖為分異較弱的鈣堿性巖漿巖(英云閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖類)(Rowe, 2005);2)富集的巖石圈地幔,與礦化有關(guān)的巖漿巖為強烈分異的流紋巖和堿性花崗巖(Rowe, 2005);3)陸殼物質(zhì),與礦化有關(guān)的火成巖為高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列的巖石。榮嘎二長花崗斑巖屬高分異的花崗巖,具相對高的SiO2含量(大于70%),表明含礦巖漿不可能是由俯沖板片直接熔融形成的。而富堿花崗巖-流紋巖型鉬礦通常具有高的F含量,相對高的Mo品位(0.30%~0.45%),出現(xiàn)螢石等特征礦物,且同位素以絕對值較大的負(fù)值為特征。本文研究的榮嘎鉬礦平均品位較低(0.091%),未見螢石礦物,含礦二長花崗斑巖的εNd(t)值較高(0.03~0.68),鋯石εHf(t)值為較大的正值(+12.4~+17.9),因此,富集地幔不太可能是成礦巖石和金屬的主要來源。
榮嘎二長花崗斑巖主量元素的地球化學(xué)特征顯示富硅、富堿、弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性巖石系列,與陸殼巖石特征相似。微量元素上,二長花崗斑巖樣品明顯富集大離子親石元素,虧損高場強元素,多種微量原始比值的平均值(La/Nb=1.58, Th/Nb=0.89, Th/La=0.61, Rb/Sr=1.34),不同于原始地幔的平均值(La/Nb=0.94, Th/Nb=0.177, Th/La=0.125, Rb/Sr=0.034),但是相對接近大陸地殼的平均值(La/Nb=2.2, Th/Nb=0.44, Th/La=0.204, Rb/Sr=0.35; Saundersetal.,1988; Weaver, 1991),暗示了含礦巖漿殼源的巖漿源區(qū)。Re-Os同位素也可以示蹤成礦物質(zhì)來源以及指示成礦過程中不同來源物質(zhì)混入的程度。Re與Mo具有相似的地球化學(xué)性質(zhì),Re在輝鉬礦中呈類質(zhì)同象的形式代替Mo,通常與地幔成礦物質(zhì)有關(guān)的輝鉬礦具有較高的Re含量,而與地殼成礦物質(zhì)有關(guān)的輝鉬礦Re含量較低。通過對比西藏班-怒帶、岡底斯帶的Cu(Au)、Cu(Mo)、Mo(Cu)礦床,結(jié)果表明榮嘎礦床輝鉬礦的Re含量要明顯低于班-怒帶,岡底斯帶Cu(Au)、Cu(Mo)礦床的含量,但與沙讓、邦鋪等斑巖型鉬礦相近(圖12),暗示具有相似的金屬源區(qū),富Mo物質(zhì)可能主要為地殼物質(zhì)的參與。
圖12 班公湖-怒江成礦帶、岡底斯成礦帶Cu-Mo-Au礦床輝鉬礦Re含量對比引用數(shù)據(jù)來源:侯增謙等, 2003; 孟祥金等, 2003; 王亮亮等, 2006; 鄭有業(yè)等, 2007; 佘宏全等, 2009;趙元藝等, 2009; 王保弟等, 2010; 祝向平等, 2011; 黃勇等, 2013; Zhao et al., 2014; Lang et al., 2014; Zheng et al., 2014; Lin et al., 2017; Sun et al., 2017Fig.12 Molybdenite Re contents of Cu-Mo-Au deposits in the Bangong-Nujiang metallogenic belt and Gangdese metallogenic belt
盡管地殼物質(zhì)可能是成礦巖石以及金屬物質(zhì)的主要來源,但Mo是一種稀有元素,在正常陸殼中的豐度僅為0.8×10-6(Rudnick and Gao, 2003),而榮嘎鉬礦Mo的平均品位為0.091%,需要富集1100多倍成礦,表明成礦作用需要經(jīng)歷預(yù)富集的過程或者源區(qū)有富Mo物質(zhì)的參與(胡永斌等, 2015)。目前對于富Mo斑巖型礦床含礦巖漿的形成機制主要有兩種認(rèn)識:1)含礦巖漿經(jīng)歷了更充分的結(jié)晶分異作用,因為Mo是不相容元素,在結(jié)晶分異的過程中,Mo會在殘余熔體中不斷富集(Candela and Holland, 1986; Robb, 2005)。2)含礦巖漿加入了古老地殼物質(zhì)或者直接起源于古老地殼(Houetal., 2012)。
巖石地球化學(xué)特征的研究已經(jīng)表明二長花崗斑巖屬于高分異的巖石系列,表明巖漿的結(jié)晶分異作用應(yīng)該是榮嘎礦床富Mo的原因之一。但巖漿正常的分離結(jié)晶作用僅可富集Mo元素5~20倍(Mustardetal., 2006),不足以形成榮嘎鉬礦,因此含礦巖漿一定存在著某種富Mo物質(zhì)的參與。榮嘎二長花崗斑巖樣品以高εHf(t)值為特征,對應(yīng)了年輕的地殼模式年齡,可將其解釋為源區(qū)直接來自于虧損地幔,或者是虧損地幔源區(qū)來源的新生地殼(Salters and Hart, 1991; Corfu and Stott, 1993; Kinny and Maas, 2003)。然而這樣單一的幔源源區(qū)性質(zhì)并不具備形成鉬礦的條件,同時樣品較為寬泛的εHf(t)值(+12.4~+17.9,變化范圍達(dá)5.5個ε單位)暗示了不均一的源區(qū)體系,可能為更具放射成因Hf的幔源和較少放射成因的Hf的殼源兩種端元的混合作用(朱弟成等, 2009)。而且二長花崗斑巖樣品的(87Sr/86Sr)i值為0.7042~0.7055,εNd(t)值為0.03~0.68,相比之下,全巖Nd同位素體系與全巖所含鋯石的Hf同位素體系發(fā)生了明顯的解耦,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,一方面可能是由于深部巖漿源區(qū)存在大量石榴石,因為Lu主要進(jìn)入石榴石中,而Hf主要進(jìn)入熔體相或其他礦物相中,從而導(dǎo)致176Hf/177Hf相對于143Nd/144Nd偏高(吳福元等, 2007);更為主要的原因可能是因為大量地殼物質(zhì)的加入改變了全巖Nd同位素體系,因為Sr和Nd等親石元素的同位素體系在識別地殼物質(zhì)貢獻(xiàn)方面更敏感,與成礦有關(guān)的熔體會選擇性地結(jié)合地殼中的不穩(wěn)定組分(Pengetal., 2016),而且鋯石具有較高的封閉溫度,使Hf同位素體系受后期地殼物質(zhì)影響較小,更多地反應(yīng)出初始巖漿源區(qū)的性質(zhì)。因此深部源區(qū)可能尚未發(fā)生殼源熔體的混合。
圖13 榮嘎二長花崗斑巖(87Sr/86Sr)i-εNd(t) 圖解(底圖據(jù)Wang et al., 2017)用于混合計算的端元:新生地殼(以~130Ma鹽湖玄武巖為代表; 隋清霖, 2014):(87Sr/86Sr)i=0.7042,εNd(t)=3.8,εHf(t)=12.9,Sr=528×10-6,Nd=13.5×10-6;拉薩基底熔體(以寧中強過鋁花崗巖樣品08DX17為代表;據(jù)Zhu et al., 2011);(87Sr/86Sr)i=0.7402,εNd(t)=-15.4,Sr=131×10-6,Nd=43.40×10-6Fig.13 Plot of (87Sr/86Sr)i vs. εNd(t) of the Rongga monzonitic granite porphyry (after Wang et al., 2017)The compositions of end-members used for mixing calculations are: the juvenile lower crust (represented by ca. 130Ma Yanhu basalts; Sui, 2014): (87Sr/86Sr)i=0.7042, εNd(t)=3.8, εHf(t)=12.9, Sr=528×10-6, Nd=13.5×10-6; the Lhasa basement-derived melt (represented by a strongly peraluminous granite sample of 08DX17; Zhu et al., 2011): (87Sr/86Sr)i=0.7402, εNd(t)=-15.4, Sr=131×10-6, Nd=43.40×10-6
在大地構(gòu)造位置上,西藏地區(qū)鉬礦均產(chǎn)出在中拉薩地塊的南北緣,沙讓礦床位于北拉薩地塊與中拉薩地塊的交界處,邦鋪礦床位于南拉薩地塊與中拉薩地塊的交界處,前人研究表明南、北拉薩地塊均以新生下地殼為主,中拉薩地塊則廣泛存在著古元古代-古生代的結(jié)晶基底(Zhuetal., 2012),越靠近中拉薩地塊,其地殼厚度越大,可能意味著拉薩地塊古老結(jié)晶基底對鉬礦床產(chǎn)出的控制作用。因此假定中拉薩地塊早侏羅世強過鋁質(zhì)花崗巖作為古老結(jié)晶基底的殼源熔體,鹽湖玄武巖代表榮嘎二長花崗斑巖中的幔源組分,根據(jù)Sr-Nd同位素體系,假定兩者以不同比例混合。模擬結(jié)果(圖13)顯示,榮嘎含礦二長花崗斑巖原始巖漿中混入古老基底熔體的比例不足10%,因此古老地殼物質(zhì)可能并不是源區(qū)主要的富Mo來源。
近年來的研究表明,表生化學(xué)作用強烈的熱帶-亞熱帶地區(qū)以及海盆環(huán)境是Mo富集的有利場所(Lietal., 2012), 顯生宙以來大洋沉積物形成的黑色頁巖中Mo豐度高達(dá)297×10-6(Rimmer, 2004; Scottetal., 2008),因此大洋沉積物可能是巖漿源區(qū)中主要的富Mo物質(zhì)。一般認(rèn)為,鉛同位素計算出的μ值大于9.58,具高放射成因殼源Pb的特征,代表了上地殼的平均值,μ值小于9.58,為低放射成因Pb,而地幔的Pb同位素組成的相應(yīng)μ值為8~9(Doe and Zartman, 1979),本文研究的榮嘎二長花崗斑巖樣品利用H-H單階段鉛演化模式計算出的μ值變化范圍從地幔到上地殼均有體現(xiàn)(8.9~10.5)。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解中(圖14),榮嘎二長花崗斑巖的Pb同位素數(shù)據(jù)均落入了造山帶與上地殼演化線之間,但相對更接近造山帶演化線,而且與拉薩地塊南部的斑巖型鉬礦(如沙讓、邦鋪)具有相似的Pb同位素特征。Sunetal. (2017)通過對比岡底斯帶銅、鉬礦的Pb同位素組成,認(rèn)為中上地殼海相沉積物熔體的加入是拉薩地塊鉬礦Mo富集的關(guān)鍵因素。結(jié)合榮嘎礦床的圍巖主要為中上侏羅統(tǒng)拉貢塘組,是一套典型的半深海-深海環(huán)境下的濁流沉積。因此,含礦二長花崗斑巖中的高放射性Pb很可能為巖漿源區(qū)混入了富Mo的大洋沉積物。
榮嘎鉬礦南部緊鄰蛇泉河蛇綠混雜巖帶(圖1b),多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該蛇綠巖帶具有弧后盆地的構(gòu)造屬性(徐夢婧, 2014; Liuetal., 2018),形成時代為早侏羅世-早白堊世晚期(鄭有業(yè)等, 2004, 2006; Lietal., 2018)。因此榮嘎鉬礦的位置靠近獅泉河弧后海盆邊緣,在早侏羅世-早白堊世晚期拉薩地塊一直處于赤道附近的低緯度地區(qū)(Ali and Aitchison, 2008; Sunetal., 2010; Yietal., 2011),熱帶氣候化學(xué)作用強烈,Mo傾向以MoO4-形式在表面徑流中運移(Lietal., 2012),而獅泉河弧后海盆在該時期很可能處于封閉或半封閉的水體環(huán)境,促使Mo隨表面徑流匯入到海盆中,并在海底的缺氧環(huán)境下沉淀固結(jié)在大洋沉積物中,Mo不斷富集,形成富Mo的大洋沉積物。隨著大洋的最終閉合及碰撞造山作用使富Mo大洋沉積物逐漸深埋并形成海相沉積地層的中上地殼。因此,榮嘎含礦二長花崗斑巖很可能是幔源巖漿誘發(fā)了富Mo洋底沉積物的熔融并與殼源熔體混合形成母巖漿,再經(jīng)歷結(jié)晶分異作用而形成。
班公湖-怒江特提斯洋(后簡稱班-怒洋)的構(gòu)造演化一直以來是國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者研究的熱點,目前區(qū)域上已經(jīng)積累了大量的資料,也存有許多爭議,早二疊世至早侏羅世,班-怒洋開始發(fā)生初始裂解(潘桂棠等, 1983; 曹圣華等, 2006; Metcalfeetal., 2013);中侏羅世,大洋迅速擴(kuò)張,隨后開始俯沖消減,俯沖的極性可分為北向俯沖和南北雙向俯沖兩種觀點,至于班-怒洋閉合的時限也存在著穿時現(xiàn)象,最早可能在晚侏羅世末期-早白堊世早期(Kappetal., 2007; Zhuetal., 2016),閉合的位置在班-怒洋的北側(cè),發(fā)生島弧盆系統(tǒng)的碰撞拼貼;最晚在早白堊世末期-晚白堊世初期(莫宣學(xué)等, 2005; 曹圣華等, 2006; Xuetal., 2014),自東向西,最終在班-怒洋的西段閉合。
圖14 拉薩地塊鉬礦床207Pb/204Pb-206Pb/204Pb (a)和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb (b)(據(jù)Zartman and Doe, 1981)引用數(shù)據(jù)來源:周雄等, 2012; 趙曉燕等, 2015; Wang et al., 2015; Sun et al., 2017Fig.14 207Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb (a) and 208Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb diagrams showing the Pb isotopic composition of the molybdenum deposits in Lhasa terrance (after Zartman and Doe, 1981)
榮嘎鉬礦位于拉薩地塊的北緣西段,區(qū)域上廣泛發(fā)育了早白堊世的陸緣火山-巖漿弧,尕爾窮-嘎拉勒地區(qū)存在著140~110Ma之間比較連續(xù)的火山作用,為班-怒洋南向俯沖的響應(yīng)(張志等, 2015);鹽湖地區(qū)同樣發(fā)育有131~116Ma的鈣堿性安山巖,高鋁玄武巖等(于楓, 2010);阿翁錯-鹽湖復(fù)式巖體中發(fā)育有120~117Ma未分異的I型花崗巖,以上的研究表明,至少在早白堊世晚期之前,拉薩地塊北緣西段仍受到班-怒洋南向俯沖作用的影響。區(qū)域上在110±5Ma期間發(fā)育了一套代表伸展背景的巖石組合(Zhuetal., 2011),Quetal. (2012)在班-怒帶的中部地區(qū)識別出一組A2型花崗巖,形成時代為114~110Ma;Suietal. (2013)獲得鹽湖地區(qū)高鎂玄武巖及雙峰式火山巖的年齡在112~109Ma之間。因此將110±5Ma的形成背景解釋為班-怒洋南向俯沖板片發(fā)生斷離引起上覆巖石圈的伸展背景(Zhuetal., 2011)。
關(guān)于在班-怒帶的西段班-怒洋閉合,拉薩地塊與南羌塘地塊發(fā)生主碰撞的精確時間至今仍未有資料刊出,但Kappetal. (2007)在研究尼瑪?shù)貐^(qū)沉積相的基礎(chǔ)上提出,早白堊世晚期-晚白堊世早期,拉薩地體中北部一直處于陸-陸碰撞的環(huán)境中,直接導(dǎo)致了拉薩中北部下地殼的加厚變形;張志等(2013)在尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)識別出具S型、高鉀鈣堿性I型地球化學(xué)屬性的中酸性侵入巖,其成巖時代為87~83Ma,形成于羌塘地塊與拉薩地塊的碰撞隆升階段;雷鳴等(2015)也獲得革吉縣尕爾窮地區(qū)具埃達(dá)克質(zhì)巖的高鎂閃長玢巖的形成時代為~84Ma,代表了拉薩地體中北部下地殼已經(jīng)加厚到榴輝巖相并發(fā)生拆沉;馬國林和岳雅慧(2010)研究認(rèn)為尼瑪火山巖形成的峰期為晚白堊世早期(90~80Ma);辛洪波和曲曉明(2006)在措勤縣日阿銅礦區(qū)內(nèi)確定出一套時代為~90Ma的雙峰式巖石組合,代表了伸展的構(gòu)造背景。以上研究表明,90~80Ma的拉薩地塊北部地區(qū),既發(fā)育有代表碰撞構(gòu)造背景的中酸性侵入巖,又存在著代表伸展背景的基性火山巖及雙峰式巖石組合,因此我們認(rèn)為~90Ma以后拉薩地塊北部已經(jīng)進(jìn)入到碰撞后局部伸展的構(gòu)造環(huán)境下,可能已經(jīng)發(fā)生了拆沉,班-怒洋閉合后拉薩地塊與南羌塘地塊主碰撞的時限應(yīng)在105~90Ma期間。
本文研究的榮嘎斑巖型鉬礦,含礦巖體屬于高鉀鈣堿性I型花崗巖,該類巖石主要形成在陸緣弧或者板塊碰撞的大地構(gòu)造背景(Roberts and Clemens, 1993)。從成巖成礦時代上分析,榮嘎含礦二長花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡為99.8±1.9Ma,輝鉬礦Re-Os年齡為99.7±1.1Ma,結(jié)合前文區(qū)域構(gòu)造演化的研究,成巖成礦年齡介于班-怒洋南向俯沖板片發(fā)生斷離(113±5Ma)與碰撞后伸展的時限(90~80Ma)之間,綜上我們認(rèn)為榮嘎鉬礦可能形成于主碰撞的大地構(gòu)造背景。
唐菊興等(2009, 2017)提出,按照板塊俯沖、碰撞所對應(yīng)的成礦系列,成礦帶應(yīng)該具有一個比較完整的礦床系列,碰撞前的俯沖階段、主碰撞階段、碰撞后伸展階段都應(yīng)該是重要的成礦期。對于班-怒帶,該帶北緣發(fā)育多龍銅金礦集區(qū),產(chǎn)出典型的陸緣弧礦床,包括多不雜、波龍等斑巖型礦床,拿頓、拿若等隱爆角礫巖筒型礦床,鐵格隆南等淺成低溫型礦床,成礦時代介于123~116Ma之間,為班-怒洋北向俯沖增生事件的成礦響應(yīng)(圖15)。成礦帶南緣發(fā)育尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)的矽卡巖型銅金礦床,日阿礦區(qū)產(chǎn)于含銅雙峰式巖石組合中的矽卡巖銅礦(曲曉明等, 2006),成礦時代為90~86Ma,為南羌塘地塊與拉薩地塊碰撞后伸展事件的成礦響應(yīng)。然而對于班-怒帶巖漿活動強烈的主碰撞期在榮嘎鉬礦發(fā)現(xiàn)之前尚沒有成礦事件的報道,可以說榮嘎鉬成礦作用應(yīng)該是班-怒洋閉合,拉薩地塊與南羌塘地塊碰撞事件的成礦響應(yīng)(圖15),碰撞的動力學(xué)背景直接導(dǎo)致了拉薩地塊北部地殼的垂向增生加厚,在獅泉河弧后盆地邊緣,幔源巖漿誘發(fā)了富Mo洋底沉積物的熔融,產(chǎn)生較多富Mo殼源成礦物質(zhì),又與該殼源熔體混合形成母巖漿,再經(jīng)歷高程度的結(jié)晶分異作用,使成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集,從而形成榮嘎斑巖型鉬礦床及碰撞型花崗巖。
圖15 班公湖-怒江成礦帶西段早白堊世-晚白堊早期巖漿-成礦-構(gòu)造演化序列圖Fig.15 Summary of Cretaceous magmatic, metallogenic and tectonic evolution of the western Bangong-Nujiang metallogenic belt
榮嘎礦床的發(fā)現(xiàn)無疑為班-怒帶南緣增加了新的礦化類型,表明班-怒帶存在與碰撞背景有關(guān)的斑巖型鉬礦床,富Mo大洋沉積物熔體的加入及隨后的結(jié)晶分異是榮嘎含礦巖漿中金屬Mo富集的主要原因,因此在班-怒帶南緣侏羅-白堊紀(jì)海相地層分布的地區(qū),可能為勘查鉬礦床的有利靶區(qū)。同樣位于班-怒帶南緣的尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)礦床成因類型為矽卡巖型銅金礦床。唐菊興等(2013)研究認(rèn)為尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)深部石英閃長玢巖中出現(xiàn)規(guī)模較小的斑巖型鉬礦體, 總體表現(xiàn)出上銅金下鉬的分帶特征,結(jié)合榮嘎富鉬斑巖型礦床的發(fā)現(xiàn),可能意味著班-怒帶南緣存在碰撞背景下的斑巖(-矽卡巖)型銅-金-鉬成礦系統(tǒng)。榮嘎含礦二長花崗斑巖具有相對高的εHf(t)和εNd(t)值,主體為虧損地?;蛐律貧さ脑磪^(qū)性質(zhì),暗示了銅金的成礦潛力(Zhuetal., 2011; Houetal., 2015; Xieetal., 2017)。目前在尕爾窮-嘎拉勒礦集區(qū)的矽卡巖均為近端矽卡巖,未見典型遠(yuǎn)端矽卡巖,表明剝蝕程度較高,礦體出露較多;而榮嘎鉬礦床多為隱伏礦體,并被中上侏羅統(tǒng)拉貢塘組所覆蓋,暗示了剝蝕程度較低,表明榮嘎礦區(qū)外圍仍具有形成銅-金-鉬礦的成礦潛力。綜上所述,除矽卡巖型銅金礦外,斑巖型鉬礦同樣為班-怒帶南緣的重點勘查類型,在班-怒帶南緣侏羅-白堊紀(jì)海相地層分布的地區(qū),應(yīng)重點評價晚白堊世早期高分異中酸性巖體的含礦性,分析其鉬成礦潛力。
(1)榮嘎含礦二長花崗斑巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為99.8±1.9Ma,輝鉬礦Re-Os年齡為99.7±1.1Ma,表明班-怒帶存在著晚白堊世早期的成巖成礦作用。
(2)榮嘎鉬礦的含礦二長花崗斑巖屬于高分異I型花崗巖,很可能是幔源巖漿誘發(fā)了富Mo洋底沉積物的熔融并與殼源熔體混合形成母巖漿,再經(jīng)歷結(jié)晶分異作用而形成。
(3)榮嘎斑巖型鉬礦是拉薩地塊與南羌塘地塊主碰撞事件的成礦響應(yīng)。
(4)班-怒帶南緣侏羅-白堊紀(jì)海相地層分布的區(qū)域,可能是勘查斑巖型鉬礦的有利靶區(qū),應(yīng)重點評價晚白堊世早期高分異中酸性巖體的含礦性。
致謝鋯石樣品制靶、SHRIMP U-Pb測年工作得到北京離子探針中心的各位老師的幫助;輝鉬礦Re-Os 同位素的測試分析在國家地質(zhì)實驗中心完成;巖石地球化學(xué)、Sr-Nd-Pb同位素測試由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成;鋯石Hf同位素由中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室協(xié)助完成;在此一并表示感謝。