杜保峰,何凱,楊長(zhǎng)青,蔡志超,魯培慶,耿愛(ài)賓
1)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; 2)河南省地質(zhì)調(diào)查院,河南省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州,450001
內(nèi)容提要: 則不嚇鉛鋅礦床位于岡底斯成礦帶西段,西藏謝通門(mén)縣境內(nèi),礦區(qū)發(fā)育大量鉀長(zhǎng)花崗斑巖,其與鉛鋅成礦存在密切聯(lián)系。通過(guò)對(duì)其開(kāi)展巖石學(xué)、LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究,探討區(qū)內(nèi)鉀長(zhǎng)花崗斑巖巖石成因、侵入時(shí)代及其與鉛鋅成礦之間的關(guān)系。巖石地球化學(xué)結(jié)果顯示,鉀長(zhǎng)花崗斑巖具高硅、富鉀而貧鎂特征,A/CNK值介于1.08~1.38之間;REE具有較明顯中等負(fù)Eu異常,總體呈現(xiàn)右傾的輕稀土富集特征,微量元素富集Rb、K、U、Th、Pb等大離子親石元素,而B(niǎo)a、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素相對(duì)虧損。巖石地球化學(xué)研究表明鉀長(zhǎng)花崗斑巖屬分異的S型花崗巖。鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果顯示,鉀長(zhǎng)花崗斑巖侵位年齡為14.18±0.15 Ma,系中新世巖漿作用產(chǎn)物,與印度—亞洲大陸碰撞后伸展背景下的引張構(gòu)造有關(guān),并與岡底斯成礦帶中新世大規(guī)模斑巖侵位時(shí)代和相關(guān)斑巖型銅(鉬)礦化時(shí)代一致,可能具有相同的成巖成礦環(huán)境,這為在該成礦帶西段尋找與斑巖有關(guān)的鉛鋅礦床提供了參考。
岡底斯成礦帶位于拉薩地體中南部,夾于雅魯藏布江縫合帶與獅泉河—納木錯(cuò)蛇綠混雜巖帶之間,是我國(guó)西部重點(diǎn)成礦區(qū)帶之一(黃瀚霄等,2019)。近些年隨著勘查和研究的不斷深入,在該帶已成功發(fā)現(xiàn)驅(qū)龍、甲瑪、沖江、邦鋪、亞貴拉、蒙亞阿、納如松多、龍瑪拉等大型—超大型礦床(圖1),顯示岡底斯是一條資源潛力巨大的銅—多金屬礦帶(李光明等,2006;孟祥金等,2007;唐菊興等,2014)。關(guān)于該帶的成巖—成礦年齡主要集中于62~41 Ma、30~23 Ma和18~12 Ma 3個(gè)階段(費(fèi)光春等,2010;張松等,2012;趙曉燕等,2013;紀(jì)現(xiàn)華等,2014;黃勇等,2015;馬旺等,2020),分別對(duì)應(yīng)于印度—亞洲大陸主碰撞造山成礦、晚碰撞轉(zhuǎn)換成礦和后碰撞伸展成礦時(shí)段(侯增謙等,2006,2012)。在該帶東段發(fā)育的鉛—鋅—銀礦化以矽卡巖型為主,而西段發(fā)育的鉛—鋅—銀礦化多以熱液脈型礦床為主,并有少量隱爆角礫巖型,其中熱液脈型礦體以脈狀產(chǎn)于古生代或新生代地層中的構(gòu)造破碎帶內(nèi),多與新生代侵入的花崗斑巖小巖體有關(guān)(臧文栓等,2007;李光明等,2011;唐菊興等,2016)。
西藏謝通門(mén)縣則不嚇鉛鋅礦床是岡底斯西段新發(fā)現(xiàn)的一受構(gòu)造—巖漿活動(dòng)控制的熱液脈狀鉛—鋅—多金屬礦床(杜保峰等,2019),受限于礦床較低的勘查程度,區(qū)內(nèi)廣泛侵位的鉀長(zhǎng)花崗斑巖脈侵入時(shí)代及形成環(huán)境、與鉛—鋅成礦之關(guān)系等方面的研究較為薄弱。因此,筆者等通過(guò)對(duì)礦區(qū)鉀長(zhǎng)花崗斑巖開(kāi)展巖石學(xué)、地球化學(xué)和鋯石U-Pb年代學(xué)等研究,探討其成巖時(shí)代、形成環(huán)境及與鉛—鋅成礦的關(guān)系,以資區(qū)域地質(zhì)研究和礦產(chǎn)勘查參考。
則不嚇鉛鋅礦床大地構(gòu)造位置位于拉薩地體的南岡底斯火山—巖漿弧帶北部,北臨隆格爾—工布江達(dá)斷隆帶(潘桂棠等,2004)。區(qū)域出露地層主要為石炭系—二疊系及古近系,其中古近系林子宗群大面積分布,與下伏地層呈角度不整合接觸,由中酸性火山巖、火山碎屑巖夾沉積碎屑巖組成;區(qū)域出露侵入巖主要為燕山期和喜馬拉雅期花崗巖類(lèi),并有較多小型斑巖體分布。區(qū)域構(gòu)造線總體呈近東西向,以線性復(fù)式褶皺、壓扭性逆沖推覆構(gòu)造為主;北東向及近南北向構(gòu)造形成較晚,以發(fā)育張性構(gòu)造為主要特征(臧文栓等,2007;趙曉燕等,2013)。
圖1 西藏岡底斯成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖(底圖據(jù)臧文栓等,2007修改)Fig. 1 Sketch showing geological and mineral resources of Gangdise metallogenic belt(modified after Zang Wenshuan et al.,2007&)JSS—金沙江縫合帶; BNS—班公湖—怒江縫合帶; SNMZ—獅泉河—納木錯(cuò)蛇綠混雜巖帶;LMF—洛巴堆—米拉山斷裂帶;YTS—雅魯藏布江縫合帶;N—新近系;E—古近系; Mz—中生界;Pz2—上古生界;γ6—喜馬拉雅期花崗巖;γ52-3—燕山期花崗巖JSS—Jinsha River suture zone;BNS—Bangong Lake—Nujiang River suture zone;SNMZ—Shiquanhe—Nam Lake ophiolite mélange zone;LMF—Luobadui—Mila Mountain fault zone;YTS—Yarlung River suture zone;N—Neogene;E—Paleogene;Mz—Mesozoic;Pz2—Upper Paleozoic;γ6—Himalayan granite;γ52-3—Yanshanian granite
則不嚇鉛鋅礦區(qū)出露地層主要為下二疊統(tǒng)昂杰組(P1a)、古近系林子宗群典中組(E1d)及第四系(Q)(圖2)。昂杰組出露較多,主要巖性為石英砂巖、粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖;典中組廣泛分布于礦區(qū),主要巖性為安山質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)(巖屑)晶屑凝灰?guī)r和含角礫凝灰?guī)r組成;第四系主要沿溝谷及河流兩側(cè)發(fā)育,以砂礫石堆積為主,為含泥礫石層、含砂礫石層。侵入巖主要為始新世似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖及鉀長(zhǎng)花崗斑巖出露;其中鉀長(zhǎng)花崗斑巖數(shù)量眾多,廣泛發(fā)育,其以巖脈、巖枝狀呈NE—NNE向展布,少量呈近SN向(圖3a)。礦區(qū)發(fā)育NNE—NE、近SN和NWW向三組脆性斷裂,其中以NNE—NE向斷裂較為發(fā)育,與成礦關(guān)系最為密切,其與NW向斷層交匯部位嚴(yán)格控制了鉛鋅礦(化)體的展布。
圖2 岡底斯成礦帶西段則不嚇鉛鋅礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig. 2 Simplified geological map of Zebuxia Pb—Zn deposit in western Gangdese metallgenic belt
圖3 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖特征Fig. 3 Characteristics of K-feldspar granite porphyries from the Zebuxia Pb—Zn deposit in western Gangdese metallgenic belt(a) 鉀長(zhǎng)花崗斑巖野外產(chǎn)出特征;(b) 斷裂帶內(nèi)產(chǎn)出的鉀長(zhǎng)花崗斑巖和鉛鋅礦體;(c) 鉀長(zhǎng)花崗斑巖近照;(d) 鉀長(zhǎng)花崗斑巖顯微照片及絹云母化;(e) 鉀長(zhǎng)花崗斑巖內(nèi)副礦物磷灰石;(f) 鉀長(zhǎng)花崗斑巖內(nèi)零星分布的黃鐵礦和方鉛礦;Kf—鉀長(zhǎng)石;Qz—石英;Ser—絹云母;Ap—磷灰石;Py—黃鐵礦;Gn—方鉛礦(a) Field characteristics of K-feldspar granite porphyry;(b) K-feldspar granite porphyry and Pb—Zn orebody in fault zone;(c) close-up of K-feldspar granite porphyry;(d) micrograph of K-feldspar granite porphyry and its sericitization;(e)apatite of K-feldspar granite porphyry;(f) scattered pyrite and galena of K-feldspar granite porphyry. Kf—K-feldspar;Qz—quartz;Ap—apatite;Ser—sericite;Py— pyrite;Gn—galena
礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的7條鉛鋅礦(化)體呈不規(guī)則扁透鏡狀和脈狀產(chǎn)出,均賦存于典中組NE—近SN向展布的斷層破碎帶內(nèi),且基本與相鄰產(chǎn)出的鉀長(zhǎng)花崗斑巖走向一致,個(gè)別礦體與鉀長(zhǎng)花崗斑巖一起產(chǎn)于NE向斷裂帶內(nèi)(圖3b),反映其可能受構(gòu)造—巖漿活動(dòng)的雙重控制。各礦體Pb品位變化于0.24%~19.42%,Zn品位為0.32%~5.46%,伴生Ag品位為2.7×10-6~125×10-6。礦石中主要金屬礦物為方鉛礦、黃鐵礦和閃鋅礦,局部見(jiàn)黃銅礦,表面和裂隙發(fā)育氧化礦物孔雀石和褐鐵礦;方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦等主要以集合體形式呈浸染狀、細(xì)脈狀分布于碎裂凝灰?guī)r中,少量呈致密塊狀。礦石具自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形填隙結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、脈狀充填結(jié)構(gòu)等,構(gòu)造類(lèi)型發(fā)育角礫狀、細(xì)脈狀和塊狀構(gòu)造(杜保峰等,2019)。礦體圍巖為典中組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、含角礫凝灰?guī)r及鉀長(zhǎng)花崗斑巖,靠近礦體的圍巖中亦可見(jiàn)不同程度的黃鐵礦化,局部可見(jiàn)零星方鉛礦化。圍巖蝕變發(fā)育硅化、絹云母化、高嶺石化、碳酸鹽化,鉛鋅礦化主要與硅化和絹云母化密切相關(guān)。
本次研究的鉀長(zhǎng)花崗斑巖均位于鉛鋅礦體周?chē)?,巖石呈灰紅色,斑狀結(jié)構(gòu)(圖3c),基質(zhì)呈微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶礦物主要由鉀長(zhǎng)石(12%~18%)、石英(3%~6%)和黑云母(1%~3%)等組成(圖3d)。其中鉀長(zhǎng)石斑晶,半自形—自形板狀,粒徑0.6~4.5 mm,多數(shù)大于1 mm,可見(jiàn)卡式雙晶和微條紋;石英斑晶呈不規(guī)則狀,部分呈渾圓狀,個(gè)別發(fā)育溶蝕孔洞,粒徑0.3~1 mm;黑云母呈片狀,發(fā)育綠泥石化?;|(zhì)礦物主要由微隱晶長(zhǎng)英質(zhì)礦物(75%~82%)組成,副礦物主要為磁鐵礦、鋯石和磷灰石等(圖3e)。巖石多蝕變較強(qiáng),表現(xiàn)為斑晶鉀長(zhǎng)石發(fā)育絹云母化、硅化和高嶺土化,局部可見(jiàn)黃鐵礦化和零星方鉛礦化沿長(zhǎng)石邊緣分布(圖3f)。
用于U-Pb測(cè)年的1件樣品(ZB/2)采自礦區(qū)Pb5礦體邊部的鉀長(zhǎng)花崗斑巖內(nèi)。鋯石的樣品破碎及挑選由河北廊坊區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)室完成。室內(nèi)將樣品粉碎至120目以下,后用磁法和重力方法挑選,再在雙目鏡下挑選用于測(cè)年的鋯石。將待測(cè)試的鋯石顆粒采用環(huán)氧樹(shù)脂固定,之后拋磨至鋯石核部露出,最后對(duì)待測(cè)鋯石進(jìn)行鏡下透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相,鋯石制靶和照相均在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。樣品測(cè)年工作在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成,采用LA-MC-ICP-MS進(jìn)行鋯石U-Pb定年測(cè)試,ICP-MS為Agilent 7500a,分析采用直徑為35 μm的激光束斑,剝蝕物質(zhì)的載氣為氦氣,分析流程詳見(jiàn)耿建珍等(2012),采用Glitter4.0軟件對(duì)同位素比值等數(shù)據(jù)處理,普通鉛校正則使用Anderson(2002)的方法,并通過(guò)Isoplot3.0程序進(jìn)行鋯石諧和圖繪制。
鉀長(zhǎng)花崗斑巖樣品的主量-稀土-微量元素的配套分析由西南冶金地質(zhì)測(cè)試中心完成,選擇其中較弱蝕變的5件樣品進(jìn)行測(cè)試。對(duì)樣品清洗烘干,在保證無(wú)污染后粉碎至200目。采用X射線熒光熔片法(XRF)測(cè)定主量元素,分析相對(duì)誤差小于1%,而微量元素和稀土元素分別采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)完成,分析相對(duì)誤差小于5%。
3.1.1 主量元素特征
5件鉀長(zhǎng)花崗斑巖樣品的SiO2含量為69.86%~73.62%,Al2O3為 13.82%~14.14%,K2O+ Na2O為7.32%~8.69%(表1),其中K2O的含量6.22%~6.78%,明顯大于Na2O(含量為1.0%~2.41%),且K2O/Na2O值為2.61~6.32;TFeO(1.28%~1.87%),CaO(0.76%~1.78%),MgO(0.23%~0.29%)和TiO2(0.22%~0.31%)含量較低,鉀長(zhǎng)花崗斑巖總體具高硅、富鉀而貧鎂特征。巖石里特曼指數(shù)σ值介于1.73~2.68之間,均小于3.3,顯示出鈣堿性巖漿巖的特征,在SiO2—K2O圖 (圖4a)中樣品點(diǎn)多落在鉀玄巖系列巖石區(qū)域。A/CNK值介于1.08~1.38之間(平均值1.22),CIPW標(biāo)準(zhǔn)中均出現(xiàn)了剛玉分子(1.27%~3.94%),無(wú)透輝石,基本屬?gòu)?qiáng)過(guò)鋁質(zhì),且在A/CNK—A/NK圖解(圖4b)中均落入過(guò)鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域。巖石分異指數(shù)(DI)為86.41~90.23,顯示巖漿分異程度較高。
圖4 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖SiO2—K2O(a)和A/CNK—A/NK(b)判別圖解Fig. 4 SiO2—K2O diagram (a) and A/CNK—A/NK diagram(b) of K-feldspar granite porphyries from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic belt
表1 岡底斯成礦帶西段則不嚇鉛鋅礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖主量元素(%)、微量和稀土元素(×10-6)分析結(jié)果Table1 Analysis results of major elements (%),Trace elements and REE (×10-6) of K-feldspar granite porphyries in Zebuxia Pb—Zn deposit, western Gangdese metallogenic belt
3.1.2稀土和微量元素特征
則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖稀土元素總含量在223.0×10-6~312.9×10-6之間(表1),輕、重稀土元素比值(LREE/HREE)為19.9~21.7,(La/Yb)N值為27.0~34.1,反映輕、重稀土元素發(fā)生較顯著的分異;在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖中呈現(xiàn)向右傾斜顯著的趨勢(shì) (圖5a),表明輕稀土富集而重稀土虧損,且均具有較明顯的中等負(fù)Eu異常(δEu=0.49~0.60),暗示巖漿形成過(guò)程中可能存在鉀長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用或者源區(qū)部分熔融時(shí)有斜長(zhǎng)石的殘留。鉀長(zhǎng)花崗斑巖富集Rb、K、U、Th、Pb等大離子親石元素,而B(niǎo)a、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素則顯示相對(duì)虧損;在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖5b)中,呈現(xiàn)出顯著的Rb、U、Th等元素正異常和Ba、Sr、Nb、Ti、P等元素的負(fù)異常。
圖5 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖稀土配分模式圖(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(球粒隕石及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig. 5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider patterns (b) for K-feldspar granite porphyries from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic belt (The chondrite data and primitive mantle data for normalization after Sun and McDonough,1989)
則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖樣品ZB/2的鋯石多數(shù)為淺黃色,次為無(wú)色,呈自形短柱狀或長(zhǎng)柱狀、粒狀,粒徑長(zhǎng)度在70~200 mm,長(zhǎng)寬比大致為1∶1~3∶1,陰極發(fā)光(CL)圖像顯示鋯石多具清晰且均一的巖漿振蕩環(huán)帶(圖6),其邊部或晶體內(nèi)部常見(jiàn)港灣狀溶蝕,可能為淺成—超淺成侵位造成的溶蝕。本次選擇對(duì)24顆韻律環(huán)帶明顯的巖漿鋯石進(jìn)行了U—Th—Pb同位素分析。分析結(jié)果顯示,鋯石的Th與U含量變化較大,分別為383×10-6~ 1586×10-6和394×10-6~1864×10-6(表2),且二者呈正相關(guān)關(guān)系,對(duì)應(yīng)的Th/U值在0.49~1.76之間,與巖漿鋯石Th/U值(大于0.4)一致(Hoskin and Black,2000;Griffin et al.,2004)。鋯石CL圖像顯示具有清晰巖漿生長(zhǎng)的韻律環(huán)帶,這些特征均顯示鉀長(zhǎng)花崗斑巖中鋯石為典型的巖漿成因鋯石(Hoskin and Schaltegger,2003;Belousova et al.,2002;Moeller et al.,2003;吳元保等,2004;薛傳東等,2010)。
圖6 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖鋯石陰極發(fā)光圖Fig. 6 Cathodoluminescence images from zircon grains of K-feldspar granite porphyry from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic belt
圖7 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 7 U-Pb age concordia plots from zircon grains of K-feldspar granite porphyry from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic belt
鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果顯示(表2),除去異常稍偏高的2個(gè)測(cè)點(diǎn)(12、22號(hào))年齡值,在U-Pb年齡諧和圖中22個(gè)分析點(diǎn)均分布于諧和線上(圖7),表現(xiàn)出良好的諧和性,說(shuō)明鋯石形成之后的U-Pb同位素體系是封閉的,基本無(wú)U或Pb同位素的丟失或加入。22個(gè)鋯石測(cè)點(diǎn)的n(206Pb)/n(238U)年齡范圍在13.69~14.67 Ma之間,其加權(quán)平均年齡值為14.18±0.15 Ma(95%可信度,MSWD=2.2,n=22),代表鉀長(zhǎng)花崗斑巖的冷卻結(jié)晶年齡,表明其形成于中新世。
目前花崗巖成因類(lèi)型通過(guò)特征礦物和微量元素來(lái)判定已有大量文獻(xiàn)論述。通常將含鋁指數(shù)用來(lái)區(qū)分I型和S型花崗巖,I型花崗巖的A/CNK通常小于1.1,而S型花崗巖的A/CNK則往往大于1.1(Chappell,1992),則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖屬富硅過(guò)鋁質(zhì)花崗巖,A/CNK為1.08~1.38,平均值1.22,且剛玉分子含量>1%(1.27%~3.94%),具有S型花崗巖特征。在K2O—Na2O圖解中(圖8a),所有樣品均位于S型花崗巖范圍之內(nèi);微量元素Rb—P2O5相關(guān)性趨勢(shì)圖解顯示(圖8b),則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖明顯具有S型花崗巖的特征;另外其Rb/Sr比值為2.1~4.8,遠(yuǎn)大于0.9,亦符合S型花崗巖特征(董旭舟等,2014)。
圖8 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖成因類(lèi)型判別圖解Fig. 8 Geochemical classification diagrams of K-feldspar granite porphyries from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic beltOGT—未分異的I、S、M型花崗巖;FG—分異的長(zhǎng)英質(zhì)花崗巖OGT—unfractionated I-, S- and M-type granite;FG—fractionated felsic granite
則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖富集Rb、K、U、Th、Pb等大離子親石元素,而B(niǎo)a、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素呈現(xiàn)相對(duì)虧損,這些特征反映其形成過(guò)程中應(yīng)存在大量地殼物質(zhì)的混染。趙振華等(2008)研究表明C1型球粒隕石Nb/Ta值為17.3~17.6,大陸地殼的Nb/Ta值卻相對(duì)偏低(10~14),則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖Nb/Ta值為8.4~10.1,比較接近大陸地殼,而Zr/Hf值27.8~31.6(平均30.3)亦接近大陸地殼平均值(33),反映以殼源為主;在(La/Yb)N—Eu/Eu*圖解上(圖8c),投點(diǎn)主要位于靠近殼幔型的殼型范圍內(nèi),指示其主體具有地殼物質(zhì)源區(qū)的特征,可能有地幔物質(zhì)的少量加入。巖石CaO/Na2O值(0.42~0.86,平均0.69)>0.3,與地殼的變砂巖源區(qū)相近,在A/MF—C/MF源巖判別圖解(Alther et al.,2000)上(圖8d),樣品投點(diǎn)主要落入變質(zhì)砂巖部分熔融區(qū)域內(nèi),也反映其成因主要為地殼部分熔融。
圖9 岡底斯成礦帶西段則不嚇礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖(Y+Nb)—Rb(a) (據(jù)Pearce,1996)和(Rb/30)—Hf—(Ta×3)(b) (據(jù) Hairs et al.,1986)判別圖解Fig. 9 (Y+ Nb)—Rb diagram (a) (after Pearce et al.,1996) and (Rb/30)—Hf—(Ta×3) diagram(b)(after Hairs et al.,1986) of K-feldspar granite porphyries from the Zebuxia deposit in western Gangdese metallgenic belt
鉀長(zhǎng)花崗斑巖樣品在TFeO/MgO—(Zr+Y+Ce+Nb)圖解(whalen et al.,1987)上顯示其為分異的花崗巖(圖8e);在Bouseily and Sokkary(1975)提出的用于判別普通花崗巖和高分異花崗巖的Rb—Ba—Sr圖中(圖8f),鉀長(zhǎng)花崗斑巖樣品全部落入高分異型的區(qū)間。巖石中副礦物含有磷灰石,鋯石中U、Th含量較高,全巖Zr/Hf值大于25而小于55,屬中等分異花崗巖(吳福元等,2017)。另外,鉀長(zhǎng)花崗斑巖本身分異程度較高(分異指數(shù)DI為86.41~90.23),且稀土配分曲線具較明顯的中等負(fù)Eu異常,同樣指示其發(fā)生了相對(duì)較強(qiáng)的結(jié)晶分異作用。上述綜合判別指示則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖應(yīng)為地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融形成的巖漿,期間可能有少量幔源物質(zhì)加入,后經(jīng)結(jié)晶分異演化形成的S型花崗巖。
中新世,隨著俯沖的印度大陸地殼邊緣的巖石圈板片斷離(Miller et al.,1999;Maheo et al.,2002),深部軟流圈物質(zhì)沿?cái)嚯x板片窗上涌,誘發(fā)了亞歐大陸巖石圈地幔熔融。之后形成的幔源巖漿上侵并加熱增厚的下地殼物質(zhì)而發(fā)生殼—幔巖漿混合(Hou Zengqian et al.,2009),在東西向伸展構(gòu)造背景下形成了岡底斯帶一系列鉀質(zhì)鈣堿性熔巖、超鉀質(zhì)—鉀質(zhì)巖漿事件,以及數(shù)量眾多的含礦斑巖體及中新世大規(guī)模成礦事件(曲曉明等,2002;Hou Zengqian et al.,2004;趙志丹等,2006)。
本次鉀長(zhǎng)花崗斑巖的侵位年齡為14.2±0.2 Ma,指示則不嚇礦區(qū)廣泛分布的鉀長(zhǎng)花崗斑巖應(yīng)屬中新世構(gòu)造—巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。在(Y+Nb)—Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9a)上,則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖數(shù)據(jù)點(diǎn)均投于后碰撞花崗巖區(qū)域(Pearce,1996;Forster et al.,1997);(Rb/30)—Hf—(Ta×3)判別圖解(圖9b)進(jìn)一步確定鉀長(zhǎng)花崗斑巖投影于同碰撞花崗巖與碰撞晚期—碰撞后花崗巖交界處(Harris et al.,1986),但主體偏向后者,具有后碰撞花崗巖的特征。Sylvester(1998)認(rèn)為絕大多數(shù)與碰撞有關(guān)的強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖都是“碰撞后”的,而則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖為鉀玄巖系列的強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖,且鉀玄質(zhì)花崗巖可以形成于板塊碰撞匯集后的松弛或局部伸展階段(Barbarin,1999),表明其形成于碰撞后的張性構(gòu)造環(huán)境。因此,則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖應(yīng)與岡底斯帶同時(shí)代含礦斑巖體構(gòu)造環(huán)境相似,可能與印度—亞洲大陸碰撞后伸展背景下的引張構(gòu)造有關(guān)。
則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖在各鉛—鋅礦體附近均有侵位,少量鉀長(zhǎng)花崗斑巖賦存于含礦構(gòu)造帶內(nèi),走向與礦體大體一致,其內(nèi)局部有星點(diǎn)狀黃鐵礦化和方鉛礦化沿長(zhǎng)石邊緣分布,且與鉛鋅礦體緊鄰的鉀長(zhǎng)花崗斑巖也發(fā)育不同程度的絹云母化和硅化,反映鉛—鋅礦體的形成應(yīng)與鉀長(zhǎng)花崗斑巖的侵位存在較密切的成因聯(lián)系,其應(yīng)屬受構(gòu)造—巖漿活動(dòng)控制的熱液礦床。近年來(lái)的研究表明,與金屬成礦有關(guān)的花崗巖多具高K、高的氧逸度和富含揮發(fā)分特征(Sillitoe,1997;Kelley and Ludington,2002;趙振華等,2002);則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖為鉀玄巖系列,成巖較淺且存在表征高氧逸度的磁鐵礦和富含揮發(fā)分的磷灰石(圖3e),符合上述條件。另外,則不嚇礦區(qū)物化探特征反映其深部可能存在隱伏巖體,地表出露的斷裂構(gòu)造很可能是巖漿侵入在頂部引爆形成的裂隙,而各類(lèi)斑巖脈為深部巖體向上延伸的分支(杜保峰等,2019)。因此,則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖很有可能與鉛鋅礦體為一對(duì)同源分體(汪相等,2022),其侵位年齡可間接代表鉛—鋅礦化的發(fā)生時(shí)間,但其是否為成礦母巖還是僅僅提供成礦熱量或部分成礦物質(zhì)仍有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。
岡底斯成礦帶中新世成礦以斑巖型銅(—鉬)礦化為主,部分伴生同時(shí)期的矽卡巖型、熱液脈型鉛—鋅礦化(李光明等,2011;趙曉燕等,2013),這些礦床在成巖—成礦年齡上具有高度的一致性,集中形成于18~12 Ma,與前述大規(guī)模巖漿事件時(shí)代一致,均為青藏高原經(jīng)歷了強(qiáng)烈碰撞擠壓以及剪切走滑之后而進(jìn)入地殼伸展階段的產(chǎn)物(芮宗瑤等,2004;王立強(qiáng)等,2014)。則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖侵位年齡為14 Ma左右,反映鉀長(zhǎng)花崗斑巖及相關(guān)鉛—鋅礦化系中新世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物,這與岡底斯帶中新世大規(guī)模斑巖侵位時(shí)代和相關(guān)斑巖型銅(—鉬)多金屬礦化時(shí)代亦較一致(李光明等,2011;侯增謙等,2012),尤其相鄰的朱諾銅礦區(qū)含礦花崗斑巖形成年齡為15.6 Ma(鄭有業(yè)等,2007),因此則不嚇鉛鋅礦床與岡底斯成礦帶其它礦床很可能具有相同的成巖成礦環(huán)境,應(yīng)屬于同一構(gòu)造演化階段產(chǎn)物。
(1) 則不嚇鉀長(zhǎng)花崗斑巖屬鉀玄巖系列,巖石總體具高硅、富鉀而貧鎂特征,A/CNK值介于1.08~1.38之間,屬?gòu)?qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖;REE具有較明顯的中等負(fù)Eu異常,總體呈現(xiàn)出向右傾斜的輕稀土富集模式;微量元素富集Rb、K、U、Th、Pb等大離子親石元素,而B(niǎo)a、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素相對(duì)虧損。根據(jù)礦物組成和巖石地球化學(xué)特征,表明其應(yīng)屬分異的S型花崗巖,可能以殼源成分為主。
(2)鋯石U-Pb同位素年代學(xué)顯示,則不嚇鉛鋅礦床鉀長(zhǎng)花崗斑巖形成年齡為 14.18±0.15 Ma,系中新世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物,與印度—亞洲大陸碰撞后伸展背景下的引張構(gòu)造有關(guān),且與岡底斯帶中新世大規(guī)模斑巖侵位時(shí)代和相關(guān)斑巖型銅(—鉬)礦化時(shí)代一致,可能具有相同的成巖成礦環(huán)境,應(yīng)屬于同一構(gòu)造演化階段產(chǎn)物。
(3)則不嚇鉛—鋅礦床位于西藏岡底斯中部驅(qū)龍—邦鋪—朱諾斑巖銅—鉬—鉛—鋅成礦亞帶的西段,且存在與鉛鋅礦化有關(guān)的巖漿活動(dòng),這為在該成礦帶中西段尋找到有工業(yè)價(jià)值的與斑巖有關(guān)的鉛—鋅礦床提供了理論及實(shí)際依據(jù),因此在后續(xù)找礦工作中,應(yīng)該按照成礦系統(tǒng)的思想,注意在熱液脈型鉛鋅礦體深部開(kāi)展隱爆角礫巖型鉛—鋅銀礦和斑巖型銅—鉬—多金屬礦的尋找。
致謝:野外地質(zhì)調(diào)查及成文過(guò)程中得到河南省地質(zhì)調(diào)查院的張彥啟教授級(jí)高級(jí)工程師、董海敏工程師等的大力支持和指導(dǎo),中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心耿建珍在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予了幫助,同時(shí)審稿專(zhuān)家對(duì)論文提出了建設(shè)性意見(jiàn),在此一并表示感謝!