張 波,徐英豪,王國(guó)棟,崔曉亮,李增勝,蘇尚國(guó)*,陳學(xué)根

(1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,北京 100037; 2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083; 3. 臨沂大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山東 臨沂 276005; 4. 臨沂大學(xué) 山東省水土保持與環(huán)境保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 臨沂 276005; 5. 河北工程大學(xué) 水利水電學(xué)院，河北 邯鄲 056038; 6. 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院 山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250013; 7. 自然資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250013)

0 引 言

高鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖(HMA)是一類分布稀少但具有特殊地球化學(xué)特征和特殊地質(zhì)意義的巖石，通常指MgO含量高于5%、FeOT/MgO值低于1.5、Mg#值不低于45的安山巖/閃長(zhǎng)巖[1-4]。它們的形成可能與俯沖沉積物熔體與地幔橄欖巖相互作用有關(guān)[5-9]，或與地殼、地幔橄欖巖的拆沉有關(guān)[10-12]。研究表明，高鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖形成環(huán)境與斑巖型銅金礦床類似[13]，與斑巖型銅金礦床具有緊密的親和關(guān)系，是大型斑巖型礦床的找礦標(biāo)志[14-19]。探討高鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖的成因及其形成環(huán)境對(duì)于揭示洋殼俯沖作用、區(qū)域構(gòu)造演化以及金屬礦化方面都有非常重要的意義[12,20-23]。

印度尼西亞納比雷地區(qū)位于新幾內(nèi)亞中央造山帶中部偏西北位置，該造山帶形成年齡為3.1 Ma，是世界上最年輕的造山帶[24-26]。前人研究主要集中在大陸碰撞造山和相關(guān)的巖漿作用[27-28]，斑巖型銅金礦床的特征與形成[29-30]，而同樣是位于中央造山帶的納比雷地區(qū)巖漿作用顯著，且銅金礦化較為發(fā)育，暫未發(fā)現(xiàn)與該地區(qū)相關(guān)的研究。課題組在納比雷地區(qū)考察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一套具有類似高鎂閃長(zhǎng)巖特征的閃長(zhǎng)巖發(fā)育，本文通過(guò)對(duì)該地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖的野外地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合巖石學(xué)、地球化學(xué)特征分析，探討納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖成因及其地球動(dòng)力學(xué)背景，為新幾內(nèi)亞中央造山帶的地球動(dòng)力學(xué)演化研究以及尋找斑巖型銅金礦床提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

位于印度尼西亞巴布亞省的納比雷地區(qū)地處新幾內(nèi)亞島西半部分(圖1)[24-26]。新幾內(nèi)亞島處于斜向快速收斂的澳大利亞板塊和太平洋板塊邊界區(qū)域，是世界上最復(fù)雜的構(gòu)造地區(qū)之一，自古生代以來(lái)就一直處于活動(dòng)大陸邊緣和島弧環(huán)境，是澳大利亞克拉通北緣與加洛林板塊、太平洋板塊之間復(fù)雜相互作用的結(jié)果[26,31-32]。該區(qū)域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)始于晚白堊世，向北東發(fā)生大規(guī)模的俯沖碰撞作用至早中新世[33-39]。新幾內(nèi)亞島在多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成了大量構(gòu)造地體，前人將其分為弗萊地臺(tái)、新幾內(nèi)亞中央造山帶、增生島弧地體等3個(gè)不同的構(gòu)造單元(圖1)[26-28,34,37-39]。

圖件引自文獻(xiàn)[26]，有所修改圖1 新幾內(nèi)亞島大地構(gòu)造單元及主要銅金礦床分布Fig.1 Map Showing the Distribution of Tectonic Units and Main Cu-Au Deposits in New Guinea

(1)弗萊地臺(tái)(Fly Platform)，位于新幾內(nèi)亞島西南部與澳大利亞相連接，北部以巴布亞逆沖斷層與巴布亞新幾內(nèi)亞造山帶為界，由澳大利亞克拉通基底和白堊紀(jì)至古近紀(jì)被動(dòng)大陸邊緣碳酸鹽臺(tái)地組成，上覆第四紀(jì)磨拉石建造。弗萊地臺(tái)總體上未遭受區(qū)域上新生代造山活動(dòng)的影響，僅在北部有著較為明顯的變質(zhì)變形作用[40-41]。

(2)新幾內(nèi)亞中央造山帶，發(fā)育有寒武系—志留系頁(yè)巖、志留系—泥盆系白云巖和二疊系—第三系海相沉積。該造山帶是在澳大利亞板塊北部邊緣進(jìn)入增生島弧下方的俯沖帶時(shí)產(chǎn)生的碰撞作用產(chǎn)生的[42]。在澳大利亞板塊斷裂過(guò)程中，軟流圈和巖石圈地幔減壓熔融產(chǎn)生巖漿，并在斷裂帶等構(gòu)造薄弱部位上涌就位。這一短暫的巖漿作用時(shí)期(4.4～2.6 Ma)形成了該地區(qū)大量的斑巖型-矽卡巖型銅金礦床(如Grasberg,Ok Tide,Porgera等)，構(gòu)成了一條新幾內(nèi)亞島斑巖型銅金成礦帶[43-44]。

(3)增生島弧地體，占據(jù)了新幾內(nèi)亞島北部以及新不列顛、新愛(ài)爾蘭和布干維爾島鏈。該地體的巖石類型從新幾內(nèi)亞島強(qiáng)烈變形和斷裂的沉積構(gòu)造單元，到島鏈中的安山巖、玄武巖、凝灰?guī)r和火山碎屑均有發(fā)育。區(qū)域巖漿活動(dòng)具有多期次的特征，主要包括始新世晚期至早中新世Melanesia弧巖漿活動(dòng)(25 Ma)、中新世Marimuni 弧巖漿活動(dòng)(20.9 Ma)、晚中新世—更新世Marimuni 弧巖漿活動(dòng)(<7 Ma)和晚中新世—上新世同碰撞巖漿活動(dòng)(7.5～1.0 Ma)[25,45]。

2 巖體地質(zhì)與巖相學(xué)特征

在印度尼西亞納比雷地區(qū)發(fā)現(xiàn)的高鎂閃長(zhǎng)巖位于新幾內(nèi)亞中央造山帶西北部，毗鄰北部增生島弧地體(圖1)，距東南部的Grasberg礦區(qū)約150 km。區(qū)域主要巖石單元包括由破碎強(qiáng)烈的黑色或綠色蛇紋巖、橄欖巖組成的超基性巖，斜長(zhǎng)角閃巖，閃長(zhǎng)巖和高鎂閃長(zhǎng)巖等。其中，高鎂閃長(zhǎng)巖在閃長(zhǎng)巖體中呈巖株?duì)町a(chǎn)出。此外，研究區(qū)內(nèi)還發(fā)育少量閃長(zhǎng)玢巖脈及石英脈等(圖2)，由于地表覆蓋較厚，基巖露頭主要分布于河谷等沖刷強(qiáng)烈的地區(qū)。本文在高鎂閃長(zhǎng)巖中采集了7件樣品，其中6件新鮮無(wú)蝕變樣品用于主量、微量元素分析，1件礦化蝕變樣品用于化學(xué)分析。樣品采樣位置見(jiàn)圖2。

圖2 納比雷地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Simplified Geological Map of Nabire Area

高鎂閃長(zhǎng)巖呈灰黑色，具細(xì)粒等粒結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，野外常見(jiàn)閃長(zhǎng)玢巖脈侵入其中[圖3(a)、(b)]。主要礦物組成為角閃石(體積分?jǐn)?shù)為45%～50%)、斜長(zhǎng)石(40%～50%)，含少量黑云母(<5%)，副礦物以黃鐵礦、榍石、磷灰石、鋯石為主。礦物粒徑一般低于1 mm，僅斜長(zhǎng)石可達(dá)1.5 mm。角閃石呈半自形粒狀，偶見(jiàn)菱形假象，局部發(fā)生蝕變作用，形成黑云母、綠泥石，具有溶蝕結(jié)構(gòu)；斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，多育聚片雙晶，部分斜長(zhǎng)石具有溶蝕結(jié)構(gòu)和環(huán)帶結(jié)構(gòu)[圖3(c)、(d)]。

礦化蝕變高鎂閃長(zhǎng)巖呈灰褐色，巖石破碎，裂隙中填充黑色鐵錳質(zhì)礦物，巖石表面普遍發(fā)育褐鐵礦化及孔雀石化。鏡下可以觀察到大量黃銅礦和黃鐵礦發(fā)育。黃銅礦呈他形，粒徑一般低于0.1 mm，呈星散狀分布于礦物內(nèi)及礦物顆粒間，體積分?jǐn)?shù)約為10%；黃鐵礦顆粒較大，呈自形—半自形粒狀分布于礦物顆粒間，體積分?jǐn)?shù)約為5%[圖3(e)、(f)]。

3 分析方法

全巖主量、微量元素分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。樣品粉末熔成玻璃餅后，主量元素分析采用4000/40 AxiosmaxX射線熒光光譜儀分析完成，F(xiàn)eO含量采用50 mL滴定管滴定完成，灼失量采用P124S電子分析天平測(cè)定完成；稀土、微量元素分析采用X Serise 2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成，實(shí)驗(yàn)流程依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》(GB/T 14506.X—2010)[46]的相關(guān)部分。主量元素分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5%，稀土、微量元素分析精度和準(zhǔn)確度一般優(yōu)于10%。

4 結(jié)果分析

本次研究對(duì)6件高鎂閃長(zhǎng)巖完成了全巖主量、微量元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 高鎂閃長(zhǎng)巖主量和微量元素分析結(jié)果Table 1 Analysis Results of Major and Trace Elements of High-Mg Diorites

4.1 主量元素特征

納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖樣品巖石SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為52.10%～58.52%，Al2O3含量為15.17%～17.64%，K2O+Na2O含量為3.36%～5.82%，K2O含量較低(0.05%～1.44%)，MgO含量為4.51%～10.88%，Mg#值為50.07～72.50，與此同時(shí)，前人已經(jīng)通過(guò)充分的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)模擬的高鎂安山巖[49-50]、Chichijima高鎂安山巖[51]、Setouchi高鎂安山巖[35,52]限定判別高鎂閃長(zhǎng)巖的特征范圍[53]。從圖5可以看出，本文樣品與實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)高鎂安山巖、Setouchi高鎂安山巖具有很強(qiáng)的相似性，可以進(jìn)一步確定納比雷地區(qū)閃長(zhǎng)巖為高鎂閃長(zhǎng)巖。

Pl為斜長(zhǎng)石;Amp為角閃石;Ccp為黃銅礦;Py為黃鐵礦圖3 高鎂閃長(zhǎng)巖野外照片及顯微鏡下圖像Fig.3 Specimen Photos and Micrographs of High-Mg Diorites

圖(a)底圖引自文獻(xiàn)[47];圖(b)底圖引自文獻(xiàn)[48]；圖(c)底圖引自文獻(xiàn)[1]圖4 高鎂閃長(zhǎng)巖Nb/Y-Zr/Ti圖解、FeOT/MgO-TiO2圖解和SiO2-Mg#圖解Fig.4 Diagrams of Nb/Y-Zr/Ti, FeOT/MgO-TiO2 and SiO2-Mg# for High-Mg Diorites

CaO含量為1.89%～8.05%，里特曼指數(shù)為0.82～2.64。在Nb/Y-Zr/Ti圖解中，所有樣品落入安山巖和安山巖/玄武巖區(qū)域[圖4(a)][47];在FeOT/MgO-TiO2圖解中，樣品表現(xiàn)出鈣堿性系列特征[圖4(b)][48];在SiO2-Mg#圖解中，樣品基本落入高鎂安山巖/高鎂閃長(zhǎng)巖區(qū)域[圖4(c)]。

4.2 微量元素特征

納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式[圖6(a)]呈現(xiàn)不明顯的右傾特征。稀土元素總含量為(25.0～71.4)×10-6，輕、重稀土元素比值(LREE/HREE)為1.85～4.60，(La/Yb)N值為0.97～3.58，(Gd/Yb)N值為0.86～1.24。高鎂閃長(zhǎng)巖樣品具有輕微富集輕稀土元素的特征，呈現(xiàn)較為平坦的重稀土元素分布模式和弱的負(fù)Eu異常(0.62～1.24)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖[圖6(b)]中，樣品富集K、Rb、Sr等大離子親石元素，相對(duì)虧損Nb、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，顯示出類似于與俯沖帶相關(guān)的巖漿巖成分的特征[54]。

線段PQ表示高鎂安山巖MgO最低含量;底圖引自文獻(xiàn)[53]圖5 高鎂閃長(zhǎng)巖SiO2-MgO圖解和FeOT/MgO-SiO2圖解Fig.5 Diagrams of SiO2-MgO and FeOT/MgO-SiO2 for High-Mg Diorites

5 討 論

5.1 巖石成因

印度尼西亞納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖MgO含量為4.51%～10.88%，Mg#值為50.70～72.50，Ni含量為(8.33～101.32)×10-6，Cr含量為(11.9～204.0)×10-6，表明高鎂閃長(zhǎng)巖的原生巖漿經(jīng)歷了橄欖石和輝石的分離結(jié)晶作用[55-56]。同時(shí)，Mg#值與Ni、Cr含量成正相關(guān)關(guān)系同樣證實(shí)了這一觀點(diǎn)[56-57]。此外，高鎂閃長(zhǎng)巖樣品在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中未出現(xiàn)明顯的Eu異常(0.62～1.24)[圖6(a)]，指示高鎂閃長(zhǎng)巖的原生巖漿未發(fā)生斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異[58]。值得注意的是，樣品D029-1具有異常高的MgO含量(10.88%)、Cr含量(204.0×10-6)和Ni含量(101.31×10-6)以及Mg#值(72.50)，而SiO2含量(52.69%)更接近基性侵入巖，暗示在巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中可能發(fā)生了富鎂礦物(橄欖石或輝石)的堆晶作用[59-60]。

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；同一圖中相同線條對(duì)應(yīng)不同樣品；球粒隕石和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值引自文獻(xiàn)[71]圖6 高鎂閃長(zhǎng)巖樣品球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.6 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram of High-Mg Diorites

納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖富集大離子親石元素(如Rb、Ba、K等)，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(如Nb、Ta、Zr、Hf等)，并出現(xiàn)了明顯的Nb-Ta負(fù)異常[圖6(b)]，說(shuō)明高鎂閃長(zhǎng)巖的原生巖漿可能遭受了明顯的地殼混染[61]。前人研究表明,Nb/La、U/Nb和Th/La值可以作為評(píng)估幔源巖漿受地殼混染的指標(biāo)[62-63]。從圖7可以看出，隨著SiO2含量的升高，Nb/La、U/Nb、Th/La值近乎不變，說(shuō)明原生巖漿在上升過(guò)程中并未發(fā)生明顯的地殼混染，元素的變化主要受巖漿分離結(jié)晶控制[62-64]。

FC為分離結(jié)晶作用趨勢(shì);CC為地殼混染作用趨勢(shì)圖7 高鎂閃長(zhǎng)巖SiO2-Nb/La圖解、SiO2-U/Nb圖解和SiO2-Th/La圖解Fig.7 Diagrams of SiO2-Nb/La, SiO2-U/Nb and SiO2-Th/La for High-Mg Diorites

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)高鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖的研究顯示，其成因機(jī)制主要有：①含水地幔橄欖巖部分熔融[49,65]；②拆沉下地殼部分熔融的熔體與地幔橄欖巖發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物[11,66-67]；③中酸性巖漿與基性巖漿混合[68]；④俯沖沉積物熔體與上覆地幔橄欖巖相互作用的產(chǎn)物[2,5,32,69]。高溫高壓實(shí)驗(yàn)表明干的地幔橄欖巖并不能產(chǎn)生高M(jìn)g的巖漿[70]，但是含水的地幔橄欖巖卻可以產(chǎn)生高M(jìn)g的熔體[49,65]。這些熔體具有低FeOT含量(4.04%～5.36%)和TiO2含量(0.55%～0.70%)、高CaO含量(8.53%～9.99%)和Al2O3含量(17.2%～21.7%)[49]。與之相比，納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖具有更低的Al2O3含量(15.17%～17.64%)和CaO含量(1.89%～8.05%)以及更高的TiO2含量(0.59%～1.11%)。此外，由地幔橄欖巖部分熔融形成的高鎂閃長(zhǎng)巖中一般含有高Fo值橄欖石的純橄巖包體[72]。這也與納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖中缺乏包體的野外地質(zhì)現(xiàn)象矛盾。因此，納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖的原生巖漿不可能由含水地幔橄欖巖部分熔融形成。

納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖樣品具有低的Sr含量((41.89～469.22)×10-6)和偏高的Y含量((11.68～25.09)×10-6)、Yb含量((1.16～2.69)×10-6)，以及較低的Sr/Y值(2.44～29.87)、La/Yb值(1.35～4.99)。高鎂閃長(zhǎng)巖樣品含有大量角閃石等含水礦物，指示巖漿具有較高的水逸度[66-67]。這些特征表明納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖與加厚下地殼拆沉熔融產(chǎn)生的熔體、地幔反應(yīng)產(chǎn)生的埃達(dá)克質(zhì)高鎂閃長(zhǎng)巖巖漿特征(通常具有高Sr，低Y、Yb，高Sr/Y，無(wú)水環(huán)境等特征)[11,66-67,72]存在顯著的區(qū)別，說(shuō)明納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖并非由拆沉下地殼部分熔融的熔體與地幔橄欖巖相互反應(yīng)的產(chǎn)物。

起源于下地殼部分熔融的中酸性熔體可與陸殼內(nèi)部古老造山帶地幔橄欖巖相互作用，形成高鎂閃長(zhǎng)巖[73]。由這種方式產(chǎn)生的高鎂閃長(zhǎng)巖常含有一定數(shù)量的橄欖石捕虜晶或者橄欖巖捕虜體，并且具有與埃達(dá)克質(zhì)高鎂安山巖類相同的地球化學(xué)特征。本文對(duì)納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖的野外地質(zhì)調(diào)查與巖相學(xué)研究中均未發(fā)現(xiàn)橄欖石捕虜晶或者橄欖巖捕虜體，說(shuō)明納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖不可能是中酸性巖漿熔體在地殼深度內(nèi)與古老地幔橄欖巖發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物[15]。

本文樣品具有相對(duì)富集大離子親石元素(K、Rb、Sr等)、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、P、Ti等)的特征，可能與被俯沖相關(guān)流體/熔體交代改造的巖石圈地幔源區(qū)有關(guān)[74]。不同類型的改造特征可以通過(guò)微量元素比值來(lái)區(qū)分，海相沉積物中會(huì)相對(duì)富集Th和Ta，而U和Nb相對(duì)虧損[75]，納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖Th/Nb值(0.36～0.87)變化范圍較大，U/Th值(0.27～0.49)變化范圍較小，在Th/Nb-U/Th圖解中落入板片或沉積物熔體加入的趨勢(shì)上，且位于上地殼(UCC)和全球俯沖帶沉積物(GLOSS)區(qū)間(圖8)[75]，暗示納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖可能是俯沖沉積物熔體與上覆地幔橄欖巖相互作用的產(chǎn)物[76]，而不是由消減板片部分熔融產(chǎn)生的熔體或流體與楔形地幔反應(yīng)形成的產(chǎn)物[11]。

DM為虧損地幔;OIB為洋島玄武巖;LCC為下地殼;UCC為上地殼;GLOSS為全球遠(yuǎn)洋沉積物圖8 高鎂閃長(zhǎng)巖Th/Nb-U/Th圖解Fig.8 Diagram of Th/Nb-U/Th for High-Mg Diorites

5.2 構(gòu)造背景及成礦啟示

納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖主要產(chǎn)出于與洋殼俯沖作用有關(guān)的島弧環(huán)境，主要屬鈣堿性系列，虧損Nb、P、Ti等元素，在Hf/3-Th-Ta圖解(圖9)中投點(diǎn)于島弧玄武巖區(qū)域[77]，說(shuō)明其形成于島弧環(huán)境。再者，巖石成因分析表明，納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖是俯沖沉積物熔體與上覆地幔橄欖巖相互作用的產(chǎn)物，具備這種形成條件的環(huán)境亦為島弧環(huán)境[78]。綜合以上述討論以及前人對(duì)構(gòu)造演化的研究，本文認(rèn)為納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖主要形成于洋殼俯沖作用的島弧環(huán)境，印證了新幾內(nèi)亞島構(gòu)造環(huán)境[28,79]。

N-MORB為普通型洋中脊玄武巖;E-MORB為富集型洋中脊玄武巖;底圖引自文獻(xiàn)[77]圖9 高鎂閃長(zhǎng)巖Hf/3-Th-Ta圖解Fig.9 Diagram of Hf/3-Th-Ta for High-Mg Diorites

高鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖類不僅能反演俯沖環(huán)境下巖石圈地幔的演化過(guò)程，其本身也與Cu、Ni、Au等金屬礦產(chǎn)的形成密切相關(guān)，對(duì)于解決地球動(dòng)力學(xué)演化以及尋找找礦標(biāo)志等重大問(wèn)題具有重要意義[36,53,80-81]。大型—超大型斑巖型銅金礦床和熱液金礦床往往產(chǎn)出于巖漿弧環(huán)境中，這是由于俯沖進(jìn)入地幔中的洋殼具有高的氧逸度，其產(chǎn)生的高氧逸度流體或熔體會(huì)導(dǎo)致地幔釋放出Cu、Au等成礦元素[82-84]。例如，斑巖型銅礦床成礦與板片俯沖過(guò)程中產(chǎn)生的流體或熔體可能攜帶了大量Fe2O3有關(guān)，而富Fe2O3的流體或熔體進(jìn)入地幔楔將導(dǎo)致地幔中氧逸度增高，使地幔中的金屬硫化物被氧化，從而有利于地幔中的親銅元素(如Cu、Au等)進(jìn)入熔體[80,85]。納比雷地區(qū)所在的新幾內(nèi)亞中央造山帶發(fā)育大量斑巖型-矽卡巖型銅金礦床(如Grasberg,Ok Tide等)，構(gòu)成了一條新幾內(nèi)亞島斑巖型銅金成礦帶。納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖發(fā)育區(qū)域有多處巖金采礦點(diǎn)，本文所采集的一件發(fā)育礦化蝕變的高鎂閃長(zhǎng)巖化學(xué)分析樣品(D032-1)[圖2和圖3(e)、(f)]Au含量為1.28×10-6，Cu含量為1.13%。結(jié)合野外地質(zhì)特征和鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，這些成礦元素可能來(lái)自高鎂閃長(zhǎng)巖深部，通過(guò)有利構(gòu)造在淺表富集成礦，暗示納比雷地區(qū)具有斑巖型銅金礦床的找礦潛力。

基于以上討論，本文提出納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖和斑巖型銅金礦床的形成過(guò)程(圖10)：①在約50 Ma前，澳大利亞板塊開(kāi)始向北運(yùn)動(dòng)，在約25 Ma北緣洋殼俯沖到太平洋板塊之下[86]；②隨著俯沖深度的增加，溫度和壓力逐漸升高，俯沖沉積物熔體會(huì)發(fā)生脫水變質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生流體/熔體[87]；③這些來(lái)自俯沖帶的流體/熔體上升進(jìn)入地幔楔，誘發(fā)地幔楔中的地幔橄欖巖從干的狀態(tài)進(jìn)入含水狀態(tài)[53]，并發(fā)生部分熔融，產(chǎn)生高鎂閃長(zhǎng)巖巖漿；④巖漿在之后的上侵過(guò)程中經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用，受流體交代的富集大陸巖石圈地幔不僅具有較高的初始Cu含量，而且還釋放大量的H2O和流體，增加了氧逸度，有利于銅金成礦[21-22]；⑤隨著澳大利亞板塊繼續(xù)向北俯沖，在6～3 Ma，碰撞造山活動(dòng)開(kāi)始，新幾內(nèi)亞俯沖帶的碰撞過(guò)程以西巴布亞造山帶的核心發(fā)生大規(guī)模的走滑斷裂為結(jié)束標(biāo)志(4～2 Ma)[88]；⑥而這一走滑事件為高鎂閃長(zhǎng)巖巖漿的上升形成了通道[21,29]，富含Cu、Au等成礦物質(zhì)的熔體在快速上升到地殼淺處時(shí)，由于溫度的降低和壓力的釋放而有利于成礦[22]。上述一系列的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程造就了舉世聞名的新幾內(nèi)亞島斑巖型銅金成礦帶，其主體部分的巖漿-成礦時(shí)期分別集中在中新世(17～10 Ma)和晚中新世—上新世(7.0～2.6 Ma)。

6 結(jié) 語(yǔ)

(1)印度尼西亞納比雷地區(qū)閃長(zhǎng)巖SiO2含量為52.10%～58.52%，Al2O3為15.17%～17.64%，MgO為4.51%～10.88%，Mg#值大于50，富集大離子親石元素K、Rb、Sr等，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、P、Ti等，屬于典型的高鎂閃長(zhǎng)巖。

圖件引自文獻(xiàn)[83]，有所修改圖10 俯沖沉積物熔體與上覆地幔橄欖巖相互作用及成礦過(guò)程示意圖Fig.10 Schematic View of Interaction and Metallogenic Process Between Subduction Sediment Melt and Overlying Mantle Peridotite

(2)納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖是俯沖沉積物熔體與上覆尖晶石地幔橄欖巖相互作用的產(chǎn)物。

(3)納比雷地區(qū)高鎂閃長(zhǎng)巖形成于島弧環(huán)境，具有高氧逸度和高含水量的特征，有利于地幔中Cu、Au元素進(jìn)入到熔體中，形成斑巖型銅金礦床，推測(cè)納比雷地區(qū)可能具有巨大的成礦潛力。

蘇尚國(guó)：

沙海無(wú)垠戈壁長(zhǎng)，

地調(diào)紅旗迎風(fēng)揚(yáng)。

六十春秋功名藏，

綠水青山續(xù)華章。

熱烈祝賀西安地質(zhì)調(diào)查中心組建六十周年！衷心祝愿西安地質(zhì)調(diào)查中心再續(xù)輝煌！