馮小明，李注蒼，齊建宏

(甘肅省地礦局 第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730000)

西秦嶺處于揚子板塊、華北板塊和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，呈楔形插入祁連和昆侖造山帶內(nèi)部(圖1a)，是秦嶺構(gòu)造帶的西延部分。該區(qū)構(gòu)造-巖漿活動強烈，發(fā)育大量三疊紀巖漿巖以及與這些巖漿巖關系密切的銅金礦床(付長壘等，2016)。不同學者對秦嶺造山帶的構(gòu)造演化歷史進行了研究，表明秦嶺造山帶自新元古代以來，經(jīng)歷了長期復雜的造山活動，于印支晚期發(fā)生板塊匯聚并且碰撞造山，然后轉(zhuǎn)向陸內(nèi)構(gòu)造造山體制(黃雄飛等，2013；徐東等，2014)，形成了現(xiàn)今由華北板塊、秦嶺微板塊、揚子板塊以及商丹縫合帶和阿尼瑪卿-勉略縫合帶組成的復合型造山帶(張國偉等，1995；李金春等，2020)。西秦嶺地區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)背景和成礦地質(zhì)條件，形成了豐富多樣的內(nèi)生金屬礦產(chǎn)，銅、金礦床(點)及其化探異常廣布，構(gòu)成了西秦嶺重要的銅、金多金屬成礦帶(姚書振等，2002，2006；李宏偉，2018；戴帥軍等，2018；史文全等，2018)。前人研究表明，西秦嶺發(fā)育以印支早期(242～237 Ma)和印支晚期(225～210 Ma)為主的兩期巖漿活動(秦江鋒等，2011；徐學義等，2012；靳曉野等，2013；李康寧，2017)。這些巖漿活動及相關礦床的形成與古特提斯洋演化具有密切成因聯(lián)系(閆臻等，2012；付長壘等，2016)。但目前，對于這些侵入巖產(chǎn)出的大地構(gòu)造環(huán)境、巖漿成因、源區(qū)及成礦物質(zhì)與深部巖漿巖物質(zhì)交換的關系等尚存在很多爭議(金維浚等，2005；李婷等，2012)，對西秦嶺地區(qū)印支期侵入巖與區(qū)內(nèi)銅、金成礦關系認識不統(tǒng)一。筆者對西秦嶺印支晚期德烏魯巖體開展了巖石學、巖相學、巖石地球化學和同位素年代學研究，探討該巖體地質(zhì)成因，以期對深入認識夏河-合作一帶巖漿活動與Cu-Au成礦作用的關系以及指導找礦提供支持。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西秦嶺造山帶的西段(圖1)，區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格架由北西西向斷裂構(gòu)造組成，多以脆韌性斷裂為主，具有多期性活動的特點。區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖和礦產(chǎn)的分布與區(qū)域性斷裂展布有密切關系。已發(fā)現(xiàn)的礦床和礦化點與夏河-合作斷裂、力士山-圍當山斷裂和科才-臨潭斷裂等北西向斷裂關系密切。區(qū)內(nèi)出露地層主要有石炭系、二疊系、三疊系、新近系和第四系，下石炭統(tǒng)巴都組(C1b)分布于力士山-圍當山斷裂北部，巖性為砂巖、砂礫巖和灰?guī)r，為濱淺海相沉積巖；下二疊統(tǒng)毛毛隆組(P1m)在區(qū)內(nèi)主要分布于中部，巖性為中細粒砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)板巖，具淺海-半深海沉積特征；三疊系在區(qū)內(nèi)主要分布于南側(cè)，出露地層有下三疊統(tǒng)山尕嶺群(T1)、中上三疊統(tǒng)古浪堤組(T2-3g)和上三疊統(tǒng)華日組(T3hr)。山尕嶺群(T1)巖性為板巖、粉砂質(zhì)板巖，具深海-半深海相沉積特征；古浪堤組(T2-3g)巖性為泥硅質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖和砂巖，具有陸棚斜坡沉積相特征；華日組(T3hr)分布于麥秀-德烏魯一帶，以中酸性火山熔巖為主，火山碎屑巖次之；新近系甘肅群(NG)和第四系在區(qū)內(nèi)呈零星分布。

圖1 西秦嶺夏河-合作一帶區(qū)域構(gòu)造圖(a)和地質(zhì)簡圖(b)(據(jù)李康寧，2017修改)Fig.1 Regional tectonic map (a) and geological map (b) of the Hezuo-Xiahe area in West Qinling (after Li Kangning,2017)1—第四系；2—新近系；3—白堊系；4—三疊系；5—上三疊統(tǒng)華日組；6—二疊系；7—花崗巖類；8—西秦嶺范圍；9—斷裂；10—巖體及年齡1—Quaternary；2—Neogene；3—Cretaceous；4—Triassic；5—Upper Triassic Huari Formation；6—Permian；7—granite；8—West Qinling；9—fracture；10—name and age of rock body

區(qū)內(nèi)印支期巖漿活動頻繁，多以巖基、小巖株、巖枝或者巖脈及火山巖形式出露，呈北西向帶狀分布，與區(qū)域性構(gòu)造線方向基本一致。區(qū)內(nèi)侵入巖由西向東主要有江里溝正長花崗巖體、雙朋花崗閃長巖體、阿姨山黑云母花崗巖體、德烏魯花崗閃長巖體和美武二長花崗巖體等。

西秦嶺地區(qū)礦產(chǎn)豐富，主要以金、鉛、鋅、銻、銅、鐵等為主，其中銅、金為主要特色礦種(圖2)，這些中低溫熱液銅金礦床主要發(fā)育在二疊系和三疊系及阿姨山、德烏魯?shù)葞r體的內(nèi)外接觸帶和巖體之中。在德烏魯巖體中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以地南大型銅金礦床(周俊烈等，2010；黃啟富，2016)、錄斗艘中型金礦床(周杰斌，2011)、拉不在卡金礦點、吉利金礦點及德烏魯銅礦點(劉升有，2015)、南辦銅礦點等。而德烏魯巖體與這些銅金礦床的形成關系密切，德烏魯巖體中SN向銅金礦體明顯受近 SN 向次級斷裂構(gòu)造控制。江志成(2017)在崗岔金礦獲得黃鐵礦Rb-Sr 同位素等時線年齡為229.9±4.7～225.3±3.4 Ma，與西秦嶺地區(qū)銅金多金屬礦成礦高峰期年齡基本一致(毛景文等，2012)，時代為晚三疊世。

2 巖體地質(zhì)及巖石學特征

德烏魯巖體出露于夏河-合作斷裂帶的北側(cè)，走向為NW向，長約8.5 km，寬度為0.8～4.0 km，出露面積約18.9 km2。德烏魯巖體侵入于下二疊統(tǒng)毛毛隆組和上三疊統(tǒng)華日組中(李注蒼等，2016)，巖體邊部具較強的角巖化和矽卡巖化。巖體主要由花崗閃長巖(γδT3)、石英二長閃長巖(ηδοT3)和石英閃長巖(δοT3)組成(圖2)?；◢忛W長巖為主體巖性，在巖體中分布面積最大，石英閃長巖呈近圓狀分布于巖體的東部，而石英二長閃長巖位于巖體的北部，呈不規(guī)則狀產(chǎn)出。在野外調(diào)查中查明在石英閃長巖、石英二長閃長巖和花崗閃長巖中都有大量的暗色微細粒包體(MMEs)(圖2、圖3a、圖3c)，因此，暗色微細粒包體的寄主巖石為石英閃長巖、石英二長閃長巖和花崗閃長巖。暗色微細粒包體大小不一，其形態(tài)多呈不規(guī)則狀(3a)和橢圓狀(圖3c)。

圖2 德烏魯巖體地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of the Dewulu pluton1—新近系甘肅群；2—上三疊統(tǒng)華日組；3—下二疊統(tǒng)毛毛隆組；4—花崗閃長巖；5—石英閃長巖；6—石英二長閃長巖；7—侵入界線；8—不整合地質(zhì)界線；9—脈動侵入界線；10—斷層；11—大型銅金礦；12—中型金礦/金礦點；13—銅礦點；14—同位素年齡及測試方法；15—采樣位置及編號1—Neogene Gansu Group；2—Upper Triassic Huari Formation；3—Lower Triassic Maomao Formation；4—granodiorite；5—quartz diorite；6—quartz monzodiorite；7—intrusive boundary；8—unconformable boundary；9—pulsating intrusion boundary；10—fault；11—large-sized Cu-Au deposit；12—medium-sized Au deposit/Au ore spot；13—Cu ore spot；14—isotope age and test method；15—sampling site and its serial number

花崗閃長巖(γδT3)：灰色-灰白色，中細粒結(jié)構(gòu)(圖3a、3d)，塊狀構(gòu)造。主要礦物斜長石呈自形的板條狀、短柱狀和近粒狀形態(tài)，粒徑2～3 mm，含量為49%～52%(體積分數(shù)，下同)，發(fā)育聚片雙晶和環(huán)帶；鉀長石為正長石和條紋長石，條紋長石具不規(guī)則的條紋構(gòu)造，粒徑1～2 mm，含量10%；石英多為不規(guī)則的它形粒狀，粒徑0.2～0.5 mm，含量20%；角閃石為自形的長柱狀，輕微綠泥石化，含量7%～10%，黑云母呈鱗片狀，含量10%。副礦物有磷灰石、鋯石等。

石英閃長巖(δοT3)：灰色，細粒結(jié)構(gòu)(圖3b、3e)，塊狀構(gòu)造。斜長石呈自形的板條狀、短柱狀，粒徑1～2 mm，含量51%～65%；鉀長石卡式雙晶發(fā)育，局部微高嶺土化，粒徑1～2 mm，含量3%～8%；石英多為不規(guī)則的它形粒狀，粒徑小于0.5 mm，含量6%～10%；角閃石呈長柱狀，含量8%～15%；黑云母呈鱗片狀，粒徑在1.0 mm，含量10%～22%。副礦物為鋯石、榍石、磷灰石等。

石英二長閃長巖(ηδοT3)：灰色-灰白色，中細粒結(jié)構(gòu)(圖3c、3f)，塊狀構(gòu)造。斜長石呈板條狀、短柱狀，粒徑2～4 mm，含量43%～61%；鉀長石為他形晶粒狀，粒徑1～3.0 mm，含量10%～20%；石英呈它形粒狀分布于其他礦物的空隙中，含量10%～15%，粒徑0.2～0.5 mm；角閃石呈長柱狀，含量5%～15%；黑云母含量8%～23%。副礦物為榍石、磷灰石等。

圖3 德烏魯巖體的巖相學特征Fig.3 Characteristics of petrography for the Dewulu plutona—花崗閃長巖中的暗色微細粒包體；b—石英閃長巖；c—石英二長閃長巖中的暗色包體；d—中細?；◢忛W長巖；e—細粒石英閃長巖；f—中細粒石英二長閃長巖；Hbl—角閃石；Pl—斜長石；Kfs—鉀長石；Bt—黑云母；Qtz—石英a—dark microgranular enclaves in granodiorite；b—quartz diorite；c—dark microgranular enclaves in quartz monzodiorite；d—medium-fine grained granodiorite；e—fine-grained quartz diorite；f—medium-fine grained quartz monzodiorite；Hbl—hornblende；Pl—plagioclase；Kfs—K-feldspar；Bt—biotite；Qtz—quartz

暗色微細粒包體(MMEs)：巖性為閃長巖，具有似斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶主要為角閃石、斜長石、黑云母和石英，粒徑1～2 mm，其中角閃石含量10%、斜長石含量5%、黑云母含量3%，石英含量5%?；|(zhì)成分為斜長石、角閃石和黑云母，粒徑小于1 mm，為微細粒。斜長石含量45%、角閃石含量10%，黑云母含量20%。MMEs中的黑云母、斜長石、石英斑晶有類似于捕擄晶的結(jié)構(gòu)特點，溶蝕交代結(jié)構(gòu)明顯。角閃石等暗色礦物圍繞石英斑晶結(jié)晶形成眼球狀構(gòu)造，斜長石晶體邊部具有較典型的生長環(huán)帶構(gòu)造。暗色微細粒包體中可見長針柱狀磷灰石，插在其他礦物之間，晶形完好。在暗色微細粒包體顏色較深與寄主巖呈截然的接觸關系，發(fā)育典型的淬冷邊。另外一些暗色微細粒包體顏色較淺，與寄主巖石接觸關系模糊，呈漸變過渡關系，表明此類暗色微細粒包體與寄主巖石之間發(fā)生過較明顯的成分交換。顏色較深暗色微細粒包體在德烏魯巖體占比為4%，顏色較淺的暗色微細粒包體在德烏魯巖體中占比為10%。

3 樣品采集與分析方法

采集主量元素、微量元素和稀土元素樣品共9件，其中石英閃長巖1件，石英二長閃長巖2件，花崗閃長巖3件，暗色微細粒包體3件，鋯石U-Pb同位素測試樣品1件，Sr-Nd同位素測試樣品2件。具體采集位置詳見圖2所示。用于鋯石U-Pb同位素測定的樣品為新鮮花崗閃長巖，在河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室分選出鋯石單礦物。鋯石樣品的制靶、鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像照相及鋯石U-Pb同位素組成分析在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。詳細的分析過程和參數(shù)見相關文獻(Hornetal.，2000；王順安等，2016)。樣品的同位素比值和元素含量數(shù)據(jù)處理采用 GLITTER 4.0軟件，并采用Andersen(2002)軟件對測試數(shù)據(jù)進行普通鉛校正，年齡計算及諧和圖利用Isoplot 3.0軟件處理分析數(shù)據(jù)(Ludwig，2003)，得到諧和曲線。主量元素、微量元素和稀土元素分析由國土資源部蘭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心實驗室完成。其中主量元素采用X射線熒光光譜儀分析，儀器型號為ZSX PrimusⅡ。X射線熒光光譜分析，相對誤差小于2%。微量元素及稀土元素的分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)完成，儀器型號為Agilent 7500a，微量元素分析相對誤差小于5%。對石英閃長巖和花崗閃長巖2件樣品進行Sr-Nd同位素測試，樣品在國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心采用 Phoenix 熱表面電離質(zhì)譜儀測定完成。

4 分析結(jié)果

4.1 花崗閃長巖鋯石U-Pb定年

德烏魯巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡樣品TW-1的采樣點地理坐標為北緯35°04.55′、東經(jīng)102°59.01′。鋯石晶體為淺黃色-無色，大部分顆粒較大，呈自形-半自形晶，個別顆粒較小，呈渾圓狀。鋯石CL圖像顯示(圖4)，生長環(huán)帶清晰發(fā)育明顯的巖漿振蕩環(huán)帶和明暗相間的條紋，為巖漿成因鋯石(胡振華等，2020)，該巖漿巖鋯石的U-Pb同位素體系保持完全封閉，未受后期變質(zhì)作用擾動。16個測點數(shù)據(jù)諧和度較好(表1)，數(shù)據(jù)點在諧和圖上整體落在諧和曲線上。16個測定數(shù)據(jù)點擬合的直線與諧和曲線的交點年齡為226.0±5.2 Ma，其206Pb/238U年齡加權平均值為225.9±1.3 Ma(95%置信度；MSWD=0.75)(圖5)，代表了其結(jié)晶年齡，形成時代為晚三疊世，為西秦嶺印支晚期大規(guī)模巖漿活動產(chǎn)物。

表1 德烏魯巖體花崗閃長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測年數(shù)據(jù)Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb data for granodiorite from the Dewulu pluton

圖4 德烏魯雜巖體鋯石的陰極發(fā)光圖像Fig.4 Zircon CL images of the Dewulu pluton

圖5 德烏魯花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和206Pb/238U加權年齡圖(b)Fig.5 Diagrams of LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia age (a) and weighted average age (b) for the Dewulu pluton

4.2 主量元素地球化學特征

從主量元素分析結(jié)果(表2)可以看出德烏魯巖體具有以下特點：① 寄主巖石SiO2含量較高，為63.16%～65.96%，MMEs的SiO2含量較低，為56.28%～58.60%；② 寄主巖石K2O含量較高，為2.69%～3.86%，MMEs的K2O 含量較低，為1.65%～2.98%；③ 寄主巖石TiO2含量較低，為0.50%～0.62%，MMEs的TiO2含量高，為0.59%～0.74%；④ 寄主巖石MgO含量低，為1.68%～3.81%，Mg#為49.76～60.43，而MMEs的MgO含量較高，為4.94%～6.61%，Mg#為60.31～85.24；⑤ 寄主巖石MnO含量低，為0.05%～0.08%，MMEs的MnO含量高，為0.10%～0.15%；⑥ 寄主巖石的里特曼指數(shù)變化范圍不大，σ值(1.58～2.23)<4，為鈣堿性系列巖石，而MMEs的σ值變化較大，為1.36～5.40?？偟膩碚f，寄主巖石的SiO2、K2O含量明顯高于MMEs，而寄主巖石的TiO2、MgO、MnO低于MMEs。

在哈克圖解中(圖6)，TiO2、FeOT、MnO、MgO、CaO、Cr、Ni與SiO2含量之間具有明顯的負相關關系，Co與Th也具負相關關系，而Na2O與SiO2含量之間具正相關關系。

圖6 德烏魯巖體的哈克圖解Fig.6 Harker diagrams for Dewulu pluton

4.3 微量和稀土元素特征

在稀土元素配分曲線圖(圖7a)上，德烏魯巖體總體顯示輕稀土明顯富集、重稀土較為虧損型。稀土總量124.32×10-6～184.87×10-6；LREE/HREE為4.21～9.22，表示巖漿分異程度較弱。MMEs與寄主巖石具有不同的分配模式，都表現(xiàn)為向右傾斜，但重稀土元素部分的曲線較平緩。MMEs曲線區(qū)別不大，稀土元素含量基本一致，輕稀土元素和重稀土元素分餾強烈。寄主巖石(La/Yb)N為13.14～32.22，(La /Sm)N為3.88～4.64，而MMEs的(La/Yb)N為6.46～11.60，(La /Sm)N為2.75～3.56，總體都低于寄主巖石。這表明幔源基性巖漿與酸性巖漿混合后，發(fā)生了較強烈的均一化和輕、重稀土元素的分餾異常，均一化作用使酸性花崗巖中的輕稀土元素帶入基性端員，導致輕稀土元素在MMEs異常富集。同樣，基性端員的重稀土元素帶入花崗巖中，形成了巖漿混合使得暗色微細粒包體和酸性花崗巖中重稀土元素的異常富集。德烏魯巖體的δEu值為0.47～0.98，存在弱的負Eu異常，表明在巖漿分餾結(jié)晶作用中有斜長石分離出來，但是巖漿分異程度相對不高。

從微量元素分析結(jié)果(表2)可以看出，寄主巖石Sr含量262.00×10-6～477.00×10-6，相對較高，MMEs 的Sr含量325.00×10-6～395.00×10-6。而寄主巖石Y 含量較低，為7.40×10-6～16.84×10-6，MMEs的 Y含量較高，為17.07×10-6～26.20×10-6。相容元素 Cr、Ni含量比較高，寄主巖石的Cr、Ni含量分別為18.20×10-6～129.28 ×10-6、5.10×10-6～37.37 ×10-6；MMEs 的 Cr和Ni含量分別為170.01×10-6～378.02×10-6、49.82×10-6～76.30×10-6。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖解(圖7b)顯示：MMEs與寄主巖石具有類似的曲線，都明顯富集大離子親石元素Rb、Th、U和輕稀土元素，虧損Ba、K、Nb、Sr、P和Y，無明顯Zr、Hf異常，具有低Sr、Y的特點。

圖7 德烏魯巖體的稀土元素配分模式圖(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(原始地幔標準化值據(jù)Sun and McDonough，1989；球粒隕石值據(jù)Taylor and McLennan，1985)Fig.7 The REE distribution patterns (a) and trace elements spider diagram (b) for the Dewulu pluton (primitive mantle normalization values after Sun and McDonough,1989;chondrite normalization values after Taylor and McLennan,1985)

4.4 Sr-Nd同位素分析結(jié)果

德烏魯巖體中的石英閃長巖87Sr/86Sr =0.709 008，143Nd/144Nd=0.512 037；花崗閃長巖87Sr/86Sr=0.711 758，143Nd/144Nd=0.511 932(表3)。它們的87Sr/86Sr>0.708，143Nd/144Nd<0.512 6，暗示其源區(qū)可能以下地殼為主，但有地幔物質(zhì)加入。石英閃長巖和花崗閃長巖的εNd(t)值分別為-11.71、-12.57，均小于0，εSr(t)值分別為63.99、103.02，均大于0，暗示其成因與富鉀的玄武質(zhì)下地殼的部分熔融有關(靳曉野等，2013)。

表3 德烏魯巖體花崗巖類Sr-Nd同位素組成Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of the granitoids in the Dewulu pluton

5 討論

5.1 德烏魯巖體成因

德烏魯巖體中含有大量的MMEs，通常情況下，形成MMEs的可能成因有：鎂鐵質(zhì)巖漿在結(jié)晶過程中形成的同源包體；花崗質(zhì)巖漿在上升過程中夾帶的難熔惰性組分；注入到花崗巖熔體中的鎂鐵質(zhì)熔體(Lowell and Young，1999)。德烏魯巖體中的MMEs和寄主巖石具有相似的稀土元素總量、稀土元素與微量元素配分模式，表明這些MMEs不是堆晶礦物的同源產(chǎn)物或者同源巖漿的早期結(jié)晶產(chǎn)物。

產(chǎn)于德烏魯巖體中的MMEs最常見的形狀為圓形、渾圓狀、橢圓狀、不規(guī)則狀、葫蘆狀等，包圓度良好，而球度變化極大這一事實，恰好說明其最初應該是粥狀的基性巖漿，而寄主巖石是由酸性花崗巖類巖漿形成。由此看來，MMEs是由于基性巖漿混入酸性巖漿之后被攜帶、搬運發(fā)生分裂而形成的，尤如兩種粥狀物質(zhì)混合在一起造成形態(tài)變化一樣，其形態(tài)特征記錄了MMEs被“包裹”時的物理狀態(tài)(賈儒雅等，2019)。

MMEs中的斜長石、石英斑晶有類似于捕擄晶的結(jié)構(gòu)特點，溶蝕交代結(jié)構(gòu)明顯，角閃石等暗色礦物圍繞石英斑晶結(jié)晶形成眼球狀構(gòu)造，斜長石晶體邊部具有較典型的生長環(huán)帶構(gòu)造，MMEs中可見長針柱狀磷灰石，插在其他礦物之間，晶形完好。在巖相學研究中，鏡下觀察到的針狀磷灰石和具有復雜的振蕩分區(qū)和重復吸收表面的斜長石，常被解釋為不平衡的結(jié)構(gòu)證據(jù)，并且表明熔體在晶體生長過程中發(fā)生過化學或熱的變化，很有可能是巖漿混合的結(jié)果(Baxter and Feely，2002；Grogan and Reavy，2002)。在MMEs中有針狀的磷灰石(靳曉野等，2013)，表明其是在淬冷狀態(tài)下結(jié)晶形成的，說明形成MMEs的基性巖漿與寄主酸性巖漿有較大的溫度差，結(jié)晶過程中有快速的放熱現(xiàn)象，這從一個側(cè)面證明了德烏魯巖體有巖漿混合作用?？偟膩碚f，MMEs比寄主巖石具有較低的SiO2含量(56.28%～58.60%)，但具更高的全鐵(6.15%～6.69%)和MgO(4.94%～6.61%)含量，因此，MMEs可能是花崗閃長巖的基性端員。

MMEs和寄主巖石的Nb/Ta值分別為10.13～13.36、7.10～9.51，MMEs的Nb/Ta值比寄主巖石的Nb/Ta值高，寄主巖石接近下地殼值(平均8.3，Rudnick and Gao，2003)。這表明寄主巖石來源于下地殼，而MMEs來源于地幔。此外，這些巖石的Ti2O/Al2O3和Zr/Nb值相似。SiO2/MgO與Al2O3/MgO之間呈現(xiàn)明顯的線性關系(圖8)，表明這些巖石之間發(fā)生了明顯的物質(zhì)交換，說明MMEs可能是鎂鐵質(zhì)巖漿的殘余物，而石英閃長巖、石英二長閃長巖和花崗閃長巖演化與其關系密切。

圖8 花崗閃長巖、石英閃長巖、石英二長巖和暗色包體的Al2O3/MgO-SiO2/MgO圖Fig.8 Plots of Al2O3/MgO versus SiO2/MgO of the granodiorites and their MMEs

在FeOT-MgO圖中(圖9)，MMEs、石英閃長巖、石英二長閃長巖以及花崗閃長巖都投在趨勢I的演化線上，表明了寄主巖石(花崗閃長巖)參與了化學的和/或機械的混合作用過程。這也支持了前面的認識，即花崗閃長巖和石英閃長巖、石英二長閃長巖是鎂鐵質(zhì)和長英質(zhì)巖漿的混合產(chǎn)物，其中MMEs代表了鎂鐵質(zhì)巖漿。因此，筆者認為花崗閃長巖中的MMEs是通過混合作用將鎂鐵質(zhì)巖漿組分注入長英質(zhì)巖漿房的產(chǎn)物。

圖9 花崗閃長巖、石英閃長巖、石英二長巖和暗色包體的FeOT-MgO圖Fig.9 Plot of FeOT versus MgO for the granodiorites,quartz diorite,quartz monzodiorite and their enclosed magmatic mafic enclaves (MMEs) Ⅰ—包體的混合演化趨勢；Ⅱ—更偏鎂鐵質(zhì)包體的拉斑玄武質(zhì)演化趨勢(Zorpi et al.,1989)Ⅰ—hybridization trend of the enclaves;Ⅱ—tholeiitic evolutionary trend of the more mafic (less hybridized) enclaves(after Zorpi et al.,1989)

作為最接近酸性端員的寄主巖石，有2件樣品具有高Sr低Y的特征，其Sr和Y的含量分別為466×10-6～477×10-6和7.40×10-6～8.30×10-6，具有埃達克質(zhì)巖的特征(圖10)，表明這些酸性端員的巖石其源巖可能來自加厚的下地殼，這與前人觀點認為區(qū)域上同期巖體主要為下地殼熔融產(chǎn)物相一致(徐學義等，2012)。

圖10 德烏魯巖體Sr/Y-Y圖解(底圖據(jù)Defant and Drummond,1990)Fig.10 Plot of Sr/Y versus Y for Dewulu pluton (base map after Defant and Drummond,1990)

關于MMEs的源區(qū)，前已述及，它來自基性端員，并與酸性端員有混合，只是比例不大而已。從MMEs的微量元素比值上可以看到，其Nb/Ta值為10.13～13.36，低于地幔的Nb/Ta值17.5±2.0(Sun and McDonough,1989)，但是介于下地殼值(8.5，Rudnick and Gao,2003)與地幔值之間。這表明基性端員有可能來自地幔，幔源高溫巖漿底侵至基性下地殼，既能為下地殼的熔融提供足夠的熱量，同時幔源巖漿也與下地殼熔融出來的酸性巖漿發(fā)生了混合作用。

5.2 該期巖漿活動與金銅成礦作用關系

眾多研究結(jié)果顯示，德烏魯巖體周邊的銅、金礦床成礦與巖漿活動關系密切，成礦流體、成礦物質(zhì)主要來源于印支期的巖漿熱液活動(劉升有，2015；宋開瑞，2016；黃啟富，2016；江志成，2017)。就西秦嶺夏河-合作一帶巖漿活動和成礦作用資料顯示：西秦嶺麥秀高鎂安山巖年齡為234±5 Ma(Lietal.，2013)，合作尕日火山巖年齡為226±1.1 Ma(李注蒼等，2019)，甘加火山巖年齡為236±1.2 Ma(劉伯崇等，2018)；大橋金礦區(qū)花崗閃長巖年齡為228±2.4 Ma(陜亮等，2016)，西功卡花崗閃長巖體年齡為227.2 ± 7.3 Ma(楊瀚文等，2018)，江里溝正長花崗巖年齡為214±4 Ma(喻曉，2014)，阿姨山黑云母花崗閃長巖年齡為238±4 Ma(金維浚等，2005)，雙朋花崗閃長巖年齡為242±5 Ma(張濤等，2014)，美武巖體的年齡為237±3.3 Ma(何彤彤等，2020)。就德烏魯巖體而言，其成巖年齡為225.9±1.3 Ma，這與西秦嶺中酸性巖體的主期成巖時代(242～200 Ma)一致，均屬印支中晚期巖漿作用產(chǎn)物(王順安等，2016)。西秦嶺造山帶的早中生代花崗巖體形成于后碰撞伸展環(huán)境(張成立等，2008)。徐學義等(2014)對西秦嶺北緣花崗質(zhì)巖漿作用及構(gòu)造演化的研究認為，地?；顒佑欣诔傻V，而地殼加厚有利于形成金銅礦床。毛景文等(2012)認為這些二疊紀、三疊紀的礦產(chǎn)形成于碰撞造山或后碰撞環(huán)境。

陳明輝等(2016)對德烏魯巖體周圍的幾個金礦床進行了硫同位素研究，以地南銅金礦黃鐵礦的δ34S=2.2‰～4.9‰，老豆金礦黃鐵礦的δ34S=-5.9‰～2.9‰，崗岔金礦床黃鐵礦的δ34S值為0.6‰～1.3‰，這些硫同位素值與隕石硫和地幔硫(0～3‰)非常接近，說明這 3個礦床都是在同一構(gòu)造背景下形成的，其硫同位素具有可比性。據(jù)此認為金的成礦物質(zhì)主要來自于印支期的巖漿活動，成礦熱液硫源可能來自混有深源硫(幔源硫)的混合硫源，表明礦石中硫主要來源于深部巖漿期后熱液。

在中三疊世，揚子板塊和華北板塊相向匯聚造山(陳衍景，2004；馬光等，2004；陳衍景，2010)，西秦嶺古特提斯洋盆閉合，海水從秦嶺地區(qū)全面退出。晚三疊世早期，沿秦嶺造山帶的陸陸碰撞，揚子板塊俯沖至華北板塊下使得地殼增厚、地熱梯度增高(閆臻等，2012)，下地殼物質(zhì)由于溫度升高，發(fā)生部分熔融，形成高溫巖漿，指示當時地殼厚度已經(jīng)超過50 km(張成立等，2008；李佐臣等，2013)。前述MMEs的研究揭示可能有幔源巖漿的加入，并從地幔中帶來了Cu和Au等成礦元素(張旗等，2009；瞿泓瀅等，2019)，在巖漿上升演化過程中形成富含 Cu和Au的成礦熱液。在巖漿侵入后期，含礦熱液沿德烏魯巖體中的次級構(gòu)造裂隙充填，形成以地南銅金礦、錄斗艘金礦等與巖漿巖有關的熱液型銅金礦床。

綜上所述，基于德烏魯巖體及MMEs成因、年代學研究和巖石地球化學示蹤研究，表明該期巖漿活動與加厚下地殼的熔融作用有關，且有地幔物質(zhì)的參與，而Cu、Au等成礦元素可能來源于地幔。

6 結(jié)論

(1) 德烏魯巖體花崗閃長巖鋯石LA-ICP-MS 定年結(jié)果表明，其侵位年齡為225.9 ±1.3 Ma，形成于印支晚期，屬于西秦嶺晚三疊世構(gòu)造-巖漿活動產(chǎn)物。

(2) 德烏魯巖體形成于殼源巖漿與幔源巖漿的混合作用，其中的寄主巖巖漿形成于加厚的下地殼部分熔融，而MMEs巖漿則形成于受板塊俯沖作用改造過的富鉀的巖石圈地幔源區(qū)部分熔融，并伴隨有后期鎂鐵質(zhì)礦物的分異，與揚子板塊和華北板塊陸陸碰撞后伸展環(huán)境下發(fā)生的強烈殼-幔相互作用有關。

(3) 在三疊紀，揚子板塊與華北板塊對接的碰撞造山帶，地殼厚度大，巖漿活動頻繁，地幔處于高度活動狀態(tài)，地?；顒佑欣诔傻V，而地殼加厚則形成埃達克質(zhì)熔體，并從地幔中獲取大量的Cu、Au等成礦元素，形成富含銅金等成礦物質(zhì)的巖漿熱液，在德烏魯巖體中形成銅金多金屬礦床，這一認識對夏河-合作一帶的找礦勘查工作具有重要的指導意義。