東昆侖莫河下拉銀多金屬礦床花崗斑巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造背景

許慶林, 孫豐月, 李碧樂(lè), 錢(qián) 燁, 李 良, 楊延乾

(1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 吉林 長(zhǎng)春 130061; 2.青海省地質(zhì)調(diào)查局, 青海 西寧 810001)

東昆侖莫河下拉銀多金屬礦床花崗斑巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造背景

許慶林1, 孫豐月1, 李碧樂(lè)1, 錢(qián) 燁1, 李 良1, 楊延乾2

(1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 吉林 長(zhǎng)春 130061; 2.青海省地質(zhì)調(diào)查局, 青海 西寧 810001)

莫河下拉銀多金屬礦床是東昆侖成礦帶近幾年新發(fā)現(xiàn)的研究程度較低的斑巖型礦床。本文首次采用 LA-ICP-MS技術(shù)對(duì)成礦花崗斑巖進(jìn)行了鋯石 U-Pb 定年分析, 獲得其成巖年齡為 222±1 Ma, 屬印支晚期。莫河下拉花崗斑巖 SiO2含量為 66.62%～70.75%, 富堿((Na2O+K2O)=7.69%～8.69%), K2O/Na2O=1.38～2.38, A/CNK=0.77～0.90, 屬高鉀鈣堿性至鉀玄巖系列的準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖。巖石明顯富集 Rb、Th、U 等大離子親石元素(LILE), 虧損 Nb、Ti、P 等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE); 稀土總量(ΣREE)為 144×10-6～189×10-6, 輕重稀土元素分餾明顯((La/Yb)N=9.15～12.1), 并表現(xiàn)出中等負(fù) Eu 異常(δEu=0.43～0.64)。綜合區(qū)域地質(zhì)背景及年代學(xué)數(shù)據(jù)認(rèn)為, 莫河下拉花崗斑巖為上地殼變質(zhì)雜砂巖部分熔融的產(chǎn)物, 成巖成礦的動(dòng)力學(xué)背景為印支晚期阿尼瑪卿洋閉合以后的后碰撞伸展環(huán)境。

花崗斑巖; 元素地球化學(xué); 鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年代學(xué); 莫河下拉銀多金屬礦床; 東昆侖

0 引 言

近年來(lái), 在我國(guó)重要的金屬成礦帶東昆侖地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了埃坑德勒斯特銅鉬礦、下得波利銅鉬礦、烏蘭烏珠爾銅錫礦、卡而卻卡銅礦、鴨子溝銅鉬礦、加當(dāng)根銅(鉬)礦等多處斑巖型礦床(點(diǎn)), 表現(xiàn)出了巨大的找礦潛力(張梅芬等, 2007; 佘宏全等, 2007; 李世金等, 2008a, b; 何書(shū)躍等, 2009; 豐成友等, 2009, 2012; 李碧樂(lè)等, 2010; 向鵬和熊索菲, 2010; 劉建楠等, 2012)。莫河下拉銀多金屬礦床是東昆侖地區(qū)近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一處較大的斑巖型礦床, 位于格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)西南約 80 km 處, 地理坐標(biāo)為東經(jīng)92°16′42″～92°24′16″; 北緯 36°47′20″～36°50′05″。該礦床是 1997 年青海省地球化學(xué)勘查技術(shù)研究院實(shí)施“柴達(dá)木盆地西南緣 1∶20 萬(wàn)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查”時(shí)圈出的一處異常點(diǎn)。2000 年以來(lái), 青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在區(qū)內(nèi)陸續(xù)開(kāi)展了地質(zhì)、物化探、槽探及鉆探等各種工程驗(yàn)證工作, 在深部發(fā)現(xiàn)了多個(gè)銀多金屬礦體及銅礦體。其中 2011 年施工的11MZK08 鉆孔在孔深 363.10～465.68 m 間見(jiàn)厚達(dá)102.58 m 具黃銅礦化的花崗斑巖, 證明了深部斑巖型銅礦體的存在。前人只是在礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征描述的 基礎(chǔ)上 對(duì)其成 因進(jìn)行 了簡(jiǎn) 要 總結(jié) (李 洪普 , 2010; 拜紅奎等, 2012), 相關(guān)科研工作基本處于空白。本文在野外實(shí)地調(diào)查和已有資料綜合分析的基礎(chǔ)上, 對(duì)隱伏的成礦花崗斑巖體開(kāi)展了年代學(xué)及地球化學(xué)方面的工作, 并探討了花崗斑巖體的成巖時(shí)代、巖漿源區(qū)及其形成的構(gòu)造背景, 以期提高礦床研究程度, 并為區(qū)域成礦規(guī)律和地質(zhì)找礦提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景及樣品巖石學(xué)特征

昆侖造山帶是中國(guó)中央造山帶的重要組成部分之一, 它被左行走滑的阿爾金斷裂錯(cuò)斷, 分為東、西昆侖兩個(gè)造山帶。東昆侖造山帶北鄰柴達(dá)木盆地,南鄰巴顏喀拉, 西端以阿爾金大型走滑斷裂為界與西昆侖隔開(kāi)。不同學(xué)者根據(jù)不同的構(gòu)造演化觀對(duì)東昆侖造山帶的構(gòu)造劃分提出了各自的劃分方案(姜春發(fā)等, 1992; 古鳳寶, 1994; 許志琴等, 1996; 莫宣學(xué)等, 1998①莫宣學(xué), 鄧晉福, 喻學(xué)惠等. 1998. 東昆侖中段成礦地質(zhì)背景與找礦方向的框架研究. 原地質(zhì)礦產(chǎn)部定向基金項(xiàng)目科研報(bào)告.)。孫豐月等(2003)②孫豐月, 陳國(guó)華, 遲效國(guó), 李碧樂(lè), 趙俊偉. 2003. 新疆青海東昆侖成礦帶成礦規(guī)律和找礦方向綜合研究. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目科研報(bào)告.以東昆北、東昆中和東昆南 3條近 EW 向平行展布的斷裂帶將東昆侖造山帶劃分為東昆北弧后裂陷帶、東昆中基底隆起及花崗巖帶和東昆南復(fù)合拼貼帶, 再往南為巴顏喀拉構(gòu)造帶。莫河下拉銀多金屬礦床位于祁漫塔格山北坡, 大地構(gòu)造位置處于柴達(dá)木陸塊與祁漫塔格陸塊的結(jié)合部位, 位于東昆北弧后裂陷帶內(nèi)(圖 1)。

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有古元古界白沙河巖組、上泥盆統(tǒng)牦牛山組及第四系。白沙河巖組在區(qū)內(nèi)大面積分布, 總體走向 NWW, 傾向 NE, 傾角 20°～45°,巖性主要有條帶狀混合巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、薄層(含黃鐵礦)硅質(zhì)大理巖等。牦牛山組巖性主要有中性-中偏酸性熔結(jié)凝灰?guī)r。區(qū)內(nèi)斷裂作用較強(qiáng)烈, 共發(fā)育有 F1～F5等 5 條規(guī)模較大的斷裂, 走向多為 NWNNW 向, 斷裂帶寬數(shù)米至數(shù)十米, 帶內(nèi)角礫巖、斷層泥發(fā)育。斷裂帶上及其附近發(fā)育有大量中酸性巖漿巖和許多小巖脈, 帶內(nèi)巖石較破碎, 黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化等較發(fā)育。

圖 1 莫河下拉銀多金屬礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院, 2012③青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院. 2012. 青海省格爾木市莫河下拉銀多金屬礦普查 2011 年度工作總結(jié).修改)Fig.1 Geological sketch map of the Mohexiala silver polymetallic deposit

礦區(qū)海西期、印支期和燕山期侵入巖廣泛分布,其中印支期侵入巖與金屬礦化關(guān)系最為密切。印支期侵入巖主要為花崗斑巖、二長(zhǎng)花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及鉀長(zhǎng)花崗巖等。鉀長(zhǎng)花崗巖主要分布于礦區(qū)東部, 呈不規(guī)則巖基產(chǎn)出, 巖體表面節(jié)理發(fā)育,節(jié)理縫被泥灰質(zhì)及鐵質(zhì)充填, 與古元古界白沙河巖組呈侵入接觸, 巖體邊部較多圍巖捕虜體, 亦有輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖捕虜體等。二長(zhǎng)花崗巖主要出露于礦區(qū) 中部 , 呈不 規(guī)則 長(zhǎng)條 狀 , 近 北 東向 展布 , 亦侵 入到古元古界白沙河巖組地層中, 與鉀長(zhǎng)花崗巖呈脈動(dòng)接觸關(guān)系。花崗斑巖主要見(jiàn)于礦區(qū)西南部, 為隱伏巖體, 斑巖體具明顯蝕變分帶特征, 多見(jiàn)黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等礦化現(xiàn)象。此外, 礦區(qū)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)大小不一的脈巖達(dá)百余條, 巖石類型主要為花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖、輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖等。

礦區(qū)內(nèi)目前共發(fā)現(xiàn)礦(化)體 17 個(gè), 其中鋅礦體3個(gè)、銅礦體8個(gè)、鉛鋅礦體 3個(gè)、銀多金屬礦體3個(gè)。在地表或鉆孔中近地表發(fā)現(xiàn)的多金屬礦(化)體主要賦存在裂隙面、構(gòu)造破碎帶內(nèi), 深部盲礦(化)體則多產(chǎn)于花崗斑巖體及與其接觸的地層內(nèi), 金屬硫化物多呈細(xì)脈狀或浸染狀產(chǎn)于巖體內(nèi)或節(jié)理、裂隙中,表現(xiàn)出斑巖型礦化的特點(diǎn)。礦區(qū)礦石礦物主要有輝銀礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦等, 脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、絹云母及角閃石等; 礦石結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu), 次為乳滴狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、放射狀或束狀結(jié)構(gòu); 礦石構(gòu)造以稀疏-稠密浸染狀、細(xì)脈狀構(gòu)造為主, 還可見(jiàn)星點(diǎn)浸染狀及團(tuán)塊狀構(gòu)造等。礦床蝕變分帶清楚,自巖體中心向外依次為鉀質(zhì)蝕變帶、石英-絹云母化帶、青磐巖化帶。鉀質(zhì)蝕變帶中蝕變礦物主要為鉀長(zhǎng)石、黑云母, 礦化主要為黃銅礦化; 石英-絹云母化帶中蝕變礦物為石英、絹云母、高嶺土, 礦化主要為黃銅礦化、黃鐵礦化、斑銅礦化; 青磐巖化帶中蝕變礦物為綠泥石、綠簾石、方解石, 礦化主要為黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化及少量黃銅礦化。其中鉀質(zhì)蝕變帶和石英-絹云母化帶為主要的礦化帶。

本文研究的樣品取自莫河下拉礦床 11MZK08鉆孔 370～450 m 的新鮮花崗斑巖(圖 2)。巖石呈肉紅色, 斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。斑晶主要有鉀長(zhǎng)石、石英和斜長(zhǎng)石。鉀長(zhǎng)石呈半自形板狀, 具卡式雙晶及微條紋, 斑晶大小 0.5～3.0 mm, 含量約 10%; 石英呈渾圓狀 或 不規(guī) 則 粒狀, 有 少許 裂 紋, 斑 晶 大小為0.2～1.0 mm, 含量 10%左右; 斜長(zhǎng)石呈自形-半自形板狀, 有連晶, 聚片雙晶發(fā)育, 有的受交代影響, 雙晶紋變模糊, 部分斜長(zhǎng)石發(fā)生絹云母化蝕變, 粒徑為 0.5～4.0 mm, 含量約 5%。基質(zhì)占巖石總量的 72%,成分與斑晶相似, 主要由石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石微晶和少量角閃石組成, 具顯微晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),微晶粒徑為 0.05～0.1 mm, 副礦物為磷灰石、榍石、磁鐵礦等(圖 3)。

圖 2 莫河下拉銀多金屬礦床 15 號(hào)勘探線地質(zhì)剖面圖(據(jù)青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院, 2012 修改③)Fig.2 Geological section along the No.15 exploration line in the Mohexiala silver polymetallic deposit

2 樣品分析方法

2.1 鋯石 U-Pb 定年

圖 3 莫河下拉花崗斑巖手標(biāo)本及顯微照片F(xiàn)ig.3 Photos of the hand specimen and micrographs of the Mohexiala granite-porphyry

鋯石分選在河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。首先將樣品采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎, 并用電磁選方法進(jìn)行分選, 然后在雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好, 無(wú)裂痕和包裹體的鋯石顆粒, 將其粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂表面, 打磨、拋光, 然后對(duì)其進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像的采集。鋯石制靶及陰極發(fā)光(CL)圖像采集均在北京鋯年領(lǐng)航公司完成。

鋯石 U-Pb 定年工作在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成, 使用儀器為 Finnigan Neptune 多接收電感耦合等離子質(zhì)譜儀(LA-MC-ICPMS), 激光剝蝕系統(tǒng)為 Newwave UP213 激光剝蝕系統(tǒng)。采樣方式為單點(diǎn)剝蝕, 數(shù)據(jù)采集采用所有信號(hào)同時(shí)靜態(tài)方式接收,鋯石 U-Pb 同位素測(cè)試采用 30 μm 光斑剝蝕, 使用鋯石 GJ-1 作為外標(biāo), 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用鋯石 M127 (Nasdala L)作為外標(biāo)樣, 詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟見(jiàn)侯可軍等(2009)。樣品的同位素比值和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算采用ICP-MS-DataCal 程序處理(Liu et al., 2008, 2010)。普通 Pb 校正采用 Andersen(2002)方法, 年齡計(jì)算及諧和 圖 的 繪 制 均 采 用 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 程 序 Isoplot(ver3.0) (Ludwig, 2003)完成。

2.2 主量元素、稀土元素和微量元素

樣品的全巖主量元素、稀土元素和微量元素均由澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室測(cè)定, 主量元素分析方法為 X-射線熒光熔片法, 分析儀器為荷蘭 PAN alytical生產(chǎn)的Ax-ios 熒光光譜儀(XRF), 各項(xiàng)元素的分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于 5%; 微量元素和稀土元素分析采用HF+HNO3密封溶解, 加入 Rh 內(nèi)標(biāo)溶液后轉(zhuǎn)化為 1% HNO3介 質(zhì) , 以 ICP-MS 測(cè) 定 , 使 用 的 儀 器 是PEElan6000 型電感耦合等離子質(zhì)譜計(jì)。REE 含量測(cè)試誤差小于 7%, 其余微量元素的誤差小于 10%。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石 U-Pb 定年

花崗斑巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 測(cè)年結(jié)果列于表 1。大部分鋯石為長(zhǎng)柱狀, 長(zhǎng)寬比值較大。在陰極發(fā)光圖像上(圖 4), 鋯石晶體具均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和明顯 的 韻 律 環(huán) 帶 , 為 典 型 的 巖 漿 鋯 石 (Pupin, 1980; Koschek, 1993)。鋯石 Th 和 U 的含量變化范圍較大,分別為 179.9×10-6～816.1×10-6和 412.8×10-6～1655.3 ×10-6, Th/U 比值介于 0.36～0.71 之間, 大部分大于0.4, 也顯示了巖漿鋯石的特征。選擇環(huán)帶結(jié)構(gòu)清晰的 14 個(gè)代表性顆粒進(jìn)行鋯石 U-Pb 年齡測(cè)定, 共分析了 14 個(gè)測(cè)點(diǎn)。鋯石點(diǎn)數(shù)據(jù)基本落在諧和線及其附近(圖 5), 表明巖體沒(méi)有經(jīng)歷過(guò) Pb 丟失事件, 反應(yīng)了鋯石是原生的巖漿鋯石。14個(gè)分析點(diǎn)的加權(quán)平均年齡值為 222±1 Ma(MSWD=0.58), 屬于印支晚期, 該年齡代表了巖體結(jié)晶年齡。

3.2 主量元素

莫河下拉花崗斑巖的主量元素、稀土元素和微量元素分析數(shù)據(jù)列于表 2。6 個(gè)樣品的 SiO2含量為66.62%～70.75%, Al2O3為 13.67%～14.34%, Fe2O3為1.75%～2.17%, 富堿((Na2O+K2O)=7.69%～8.69%, K2O/Na2O=1.38～2.38), 里特曼指數(shù)(δ)為 2.18～3.20 (均 小 于 3.3), 顯 示 鈣 堿 性 系 列 巖 石 特 征 。 MgO (0.68%～1.20%, Mg#=41～52)、CaO(2.92%～4.32% )和TiO2(0.26%～0.39% )含量中等。在 TAS 圖解上, 樣品落入花崗巖區(qū)(圖 6a); 在 AFM 圖解上, 樣品均落入鈣堿性區(qū)(圖 6b)。A/CNK 主要介于 0.77～0.90 之間(均小于 1), 在 A/CNK-A/NK 圖解上, 所有樣品投點(diǎn)均落在準(zhǔn)鋁質(zhì)系列巖石區(qū)域內(nèi)(圖 6c); 在硅鉀圖解上,樣品投影點(diǎn)全部落于高鉀鈣堿性至鉀玄巖系列范圍(圖 6d)。

表 1 莫河下拉花崗斑巖(MHXL-11MZK08-B1)中鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 同位素分析結(jié)果Table1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb analytical results for the Mohexiala granite-porphyry

圖 4 莫河下拉花崗斑巖中部分鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.4 CL images of zicons from the Mohexiala graniteporphyry

3.3 稀土元素和微量元素

圖 5 莫河下拉花崗斑巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡諧和圖Fig.5 U-Pb concordia diagram of zircons from the Mohexiala granite-porphyry

表 2 莫河下拉花崗斑巖主量元素(%)、稀土元素及微量元素(×10-6)分析結(jié)果Table 2 Major (%), REE and trace element (×10-6) compositions of the Mohexiala granite-porphyry

續(xù)表2：

莫河下拉花崗斑巖的稀土元素總量(ΣREE)為144×10-6～189×10-6, 平均為 163×10-6, 明顯高于地殼平均值(106×10-6, Rudnick and Gao, 2003)。富集輕稀土元素(LREE/HREE=9.38～12.0, 平均為 11.1), 稀土配分模式為輕稀土富集右傾型, 輕重稀土元素分餾明顯((La/Yb)N=9.74～12.9)。δEu 為 0.43～0.64, 平均0.57, 呈現(xiàn)中等程度的 Eu 負(fù)異常(圖 7a), 表明巖漿分異作用不明顯。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖 7b), 樣品明顯富集 Rb、Th、U 等大離子親石元素, 虧損 Nb、Ti、P 等高場(chǎng)強(qiáng)元素。巖石具有一定程度的負(fù) Eu 異常, 強(qiáng)烈虧損 P、Ti 等元素, 表明源區(qū)礦物相中有斜長(zhǎng)石、磷灰石、角閃石、鈦鐵礦的殘留(Lightfoot et a1., 1987)。

圖 6 莫河下拉花崗斑巖分類圖解(a, 據(jù) Wilson, 1989; b, 據(jù) Irvine and Baragar, 1971; c, 據(jù) Maniar and Piccoli, 1989; d,據(jù) Rickwood, 1989)Fig.6 Classification diagrams of the Mohexiala granite-porphyry

圖 7 莫河下拉花崗斑巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(a, 球粒隕石數(shù)值據(jù) Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b, 原始地幔數(shù)值據(jù) Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized rare earth element patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagram (b) of the Mohexiala granite-porphyry

4 討 論

4.1 成巖時(shí)代

前人主要通過(guò)巖石地層對(duì)比方法確定莫河下拉花崗斑巖的形成時(shí)代(青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院, 2012③), 未見(jiàn)精確的年齡數(shù)據(jù)報(bào)道。由于野外地質(zhì)關(guān)系復(fù)雜, 其推測(cè)的年代學(xué)數(shù)據(jù)可信度較低。鑒于此, 本文采用鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 定年法對(duì)其進(jìn)行了年代學(xué)測(cè)定, 獲得了～222 Ma 的年齡,屬印支晚期。

印支期作為東昆侖地區(qū)一個(gè)重要的成礦期已為眾多學(xué)者所論證(王岳軍等, 1999; 袁萬(wàn)明等, 2000;孫豐月等, 2003②; 李大新等, 2003; 張德全等, 2005;何書(shū)躍等, 2008; 吳健輝等, 2010; 李碧樂(lè)等, 2010, 2012)。東昆侖地區(qū)目前已知的斑巖型礦床的年齡相對(duì)比較集中, 如鴨子溝輝鉬礦化鉀長(zhǎng)花崗斑巖鋯石SHRIMP U-Pb 年齡為 224.0±1.6 Ma, 輝鉬礦 Re-Os等時(shí)線年齡為 224.7±3.4 Ma(李世金, 2008b); 卡而卻卡 A 區(qū)含礦似斑狀二長(zhǎng)花崗巖的鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 227±2 Ma(豐成友等, 2009), 礦區(qū)石英閃長(zhǎng)巖鋯石 U-Pb 年齡為 205.7±0.9 Ma 和 223±2.8 Ma(青海省地質(zhì)調(diào)查院, 2005④青海省地質(zhì)調(diào)查院. 2005. 1∶25 萬(wàn)興海幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.); 加當(dāng)根花崗閃長(zhǎng)斑巖鋯石 U-Pb 年齡為 227±2 Ma(另文發(fā)表), 以及本次獲得的莫河下拉花崗斑巖 222±1 Ma 的鋯石 U-Pb 年齡, 這些數(shù)據(jù)表明, 印支晚期為區(qū)內(nèi)斑巖型礦床成礦作用的一個(gè)主要時(shí)期。不僅如此, 由于印支晚期東昆侖發(fā)生強(qiáng)烈的殼-幔相互作用, 為大量的幔源物質(zhì)參與該區(qū)的巖漿活動(dòng)和成礦作用提供了重要基礎(chǔ), 且后期抬升剝蝕程度較小, 有利于礦床的保存,該時(shí)期也是東昆侖地區(qū)除斑巖型礦床外其他類型熱液礦床最重要的成礦期。

4.2 巖石成因及巖漿源區(qū)

莫河下拉花崗斑巖以含鉀長(zhǎng)石斑晶的花崗結(jié)構(gòu)為主要特征, 并含少量角閃石, 野外和鏡下均未見(jiàn)白云母, 這些礦物組合與鉀長(zhǎng)石斑狀鈣堿性花崗巖類相似(Barbarin, 1999)。從地球化學(xué)特征來(lái)看, 巖石主量元素中堿質(zhì)含量較高, K2O/Na2O 大于 1, AKI 值及 P2O5、TiO2含量均較低, 富集 LILE, 貧 HFSE, 同樣顯示了富鉀鈣堿性花崗巖類(KCG)的地球化學(xué)特征(Sylvester, 1998)。巖石具有不同程度的 Nb、Ta、P 和 Ti 的虧損(圖 7b), 顯示了它們與火山弧構(gòu)造環(huán)境的親緣性。然而它們具有較低的(La/Yb)N和 Sr/Y比值, 且富集大離子親石元素, 又與典型的島弧花崗巖有明顯差異, 而與后碰撞階段形成的花崗巖相一致, 即巖漿源區(qū)除有新生地殼的加入外, 還有早期消減帶形成物質(zhì)的參與(Liégeois, 1998)。巖石的Rb/Sr 比值(0.63～0.98, 平均為 0.75)和 Rb/Nb 比值(11.6～14.5, 平均為 12.7)均高于全球上地殼平均值(0.32 和 4.5, Taylor and McLennan, 1995), 暗示其巖漿源區(qū)主要為地殼。巖石的 Nb/Ta 比值除一個(gè)樣外(MHXL-11MZK08-B4=10.5), 其余樣品均 小 于地殼平 均 值 (8.3), 也 顯 示 了 殼 源 巖 漿 的 特 點(diǎn) 。 在Rb/Sr-Rb/Ba 圖解中所有樣品點(diǎn)均落在左下方貧黏土區(qū)的雜砂巖范圍內(nèi)(圖 8a), 顯示了沉積巖為主派生的花崗巖特點(diǎn), 巖石的 Al2O3/TiO2比值為 37～53,均小于 100, 反映其巖漿源區(qū)巖石成分可能以砂質(zhì)沉積巖為主(Sylvester, 1998)。在 δEu-(La/Yb)N圖解中(圖 8b), 樣品的投影點(diǎn)均落在殼源型區(qū)域內(nèi)。在樣品成分與實(shí)驗(yàn)熔體成分(Pati?o Douce, 1999)對(duì)比圖解(圖 8c, d)中, 除 1 個(gè)樣品外其他樣品投影點(diǎn)全部落入變質(zhì)雜砂巖部分熔融區(qū), 表明其源區(qū)的化學(xué)組成與變質(zhì)雜砂巖相似。此外, 巖石具有較高的 SiO2和 Al2O3含量, 也暗示其成巖物質(zhì)可能來(lái)源于硅鋁質(zhì)的上 地 殼, 為 上地殼熔 融的產(chǎn)物 (Pati?o Douce, 1999; Altherr et al., 2000)。綜上所述, 莫河下拉花崗斑巖應(yīng)為上地殼變質(zhì)雜砂巖部分熔融的產(chǎn)物。

4.3 構(gòu)造背景

如前所述, 莫河下拉花崗斑巖與富鉀鈣堿性花崗巖類(KCG)相類似(Barbarin, 1999)。研究表明, 富鉀鈣堿性花崗巖類(KCG)一般被認(rèn)為形成于將碰撞事件主峰期分開(kāi)的張弛階段或從擠壓體制轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘報(bào)w制的過(guò)程中(Sylvester, 1998; Barbarin, 1999)。在Rb/30-Hf-Ta×3 三角圖解上樣品點(diǎn)全部落入碰撞后區(qū) 域 (圖 9a), 在 花 崗 巖 類 形 成 環(huán) 境 的 微 量 元 素(Y+Nb)-Rb 判別圖中, 樣品點(diǎn)全部落入后碰撞花崗巖區(qū)(圖 9b)。區(qū)域上同莫河下拉銀多金屬礦床鄰近的卡而卻卡礦區(qū)與矽卡巖多金屬成礦關(guān)系密切的花崗閃長(zhǎng)巖 SHRIMP 鋯石 U-Pb 年齡為 237±2 Ma, 被認(rèn)為形成于同碰撞構(gòu)造背景(王松等, 2009; 李碧樂(lè)等, 2010), 莫河下拉花崗斑巖與之相比, 其礦物組合、稀土配分模式以及微量元素特征等方面基本相似(圖 7), 但由于巖石富堿質(zhì)及準(zhǔn)鋁質(zhì)的特征, 以及巖體的形成時(shí)代 222±1 Ma 晚于卡而卻卡花崗閃長(zhǎng)巖, 推測(cè)其可能形成于后碰撞伸展背景下。

圖 8 莫河下拉花崗斑巖源區(qū)判別圖解(a, 據(jù) Sylvester, 1998; b, 據(jù) Altherr et al., 2000; c、d, 據(jù) Pati?o Douce., 1999)Fig.8 Discriminant diagrams of source regions of the Mohexiala granite-porphyry

圖 9 莫河下拉花崗斑巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a, 據(jù) Harris et al., 1986; b, 據(jù) Pearce et al., 1996)Fig.9 Tectonic setting discrimination diagrams of the Mehexiala granite porphyry

早印支后期, 隨著阿尼瑪卿洋的關(guān)閉, 洋殼俯沖作用停止, 整個(gè)東昆侖地區(qū)轉(zhuǎn)入陸內(nèi)活動(dòng)階段(羅照華等, 1999; 袁萬(wàn)明等, 2000; 孫豐月等, 2003②;楊經(jīng)綏等, 2005)。進(jìn)入印支晚期以后, 開(kāi)始發(fā)生強(qiáng)烈的殼-幔相互作用, 幔源巖漿活動(dòng)廣 泛 (羅照華等, 2002; 劉成東等, 2002, 2004; 莫宣學(xué)等, 2005⑤莫宣學(xué), 羅照華, 喻學(xué)惠等．2005．東昆侖造山帶花崗巖及地殼生長(zhǎng)(原名: 東昆侖造山帶巖漿混合花崗巖及其填圖方法基礎(chǔ)研究). 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目報(bào)告．; 諶宏偉等, 2005; 伍躍中等, 2011; 李碧樂(lè)等, 2012)。羅照華等(2002)在東昆侖中段石灰溝角閃輝長(zhǎng)巖中獲得了約 220 Ma 左右的角閃石40Ar-39Ar 同位素等時(shí)線年齡, 并認(rèn)為以該巖體為代表的印支晚期基性-超基性雜巖體的出現(xiàn)是東昆侖地區(qū)幔源巖漿底侵事件或造山體制向造山后伸展體制轉(zhuǎn)換的標(biāo)志;趙財(cái)勝(2004)在東昆侖西段肯德可克礦區(qū)西側(cè)也獲得 了 一 輝 長(zhǎng) 巖 體 中 斜 長(zhǎng) 石 207.8±1.9 Ma 的40Ar-39Ar 坪年齡。此外, 李世金等(2008b)測(cè)得東昆侖西段鴨子溝鉀長(zhǎng)花崗斑巖鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 224.0±1.6 Ma, 并認(rèn) 為該巖體 為 殼-幔相互 作用的產(chǎn)物。豐成友等(2012)獲得祁漫塔格中-晚三疊世 兩 個(gè) 花 崗 巖 鋯 石 SHRIMP U-Pb 年 齡 分 別 為227.3±1.8 Ma 和 219.9±1.3 Ma, 并認(rèn)為其形成于后碰撞構(gòu)造背景。以上研究均表明印支晚期東昆侖確實(shí)發(fā)生了強(qiáng)烈的殼-幔相互作用, 該時(shí)期是東昆侖地區(qū)構(gòu)造體制從擠壓造山向造山后拉張轉(zhuǎn)換的重要時(shí)期, 這也與全球背景的 Pangaea 超大陸在印支晚期開(kāi)始初始裂解(224 Ma)相一致, 也就是說(shuō)印支晚期在全球范圍內(nèi)也是從擠壓構(gòu)造體制向伸展構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化的重要轉(zhuǎn)折期。東昆侖造山帶在此構(gòu)造背景下發(fā)育了幔源、殼幔混合源及殼源巖漿等強(qiáng)烈而多樣化的巖漿活動(dòng), 并在不同巖石圈層次的斷裂內(nèi)形成了鈣堿性-高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列的巖石。莫河下拉礦區(qū)廣泛發(fā)育大量與花崗斑巖時(shí)空關(guān)系密切的輝長(zhǎng)巖、輝綠玢巖、閃長(zhǎng)玢巖及閃長(zhǎng)巖等幔源脈巖, 它們同屬于印支晚期東昆侖構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物, 莫河下拉銀多金屬礦床成巖成礦的動(dòng)力學(xué)背景與東昆侖印支晚期的動(dòng)力學(xué)背景相一致, 為后碰撞伸展環(huán)境。

5 結(jié) 論

(1) 莫河下拉花崗斑巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb年齡為 222±1 Ma, 屬印支晚期, 與區(qū)域上斑巖型礦床成礦巖體年齡基本一致, 表明印支晚期為東昆侖地區(qū)斑巖型礦床成礦作用的一個(gè)主要時(shí)期。

(2) 莫河下拉花崗斑巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性至鉀玄巖系列巖石, 富集 Rb、Th、U 等大離子親石元素, 虧損 Nb、Ti、P 等高場(chǎng)強(qiáng)元素, 其 Rb/Sr、Rb/Nb及 Nb/Ta 比值均表現(xiàn)為殼源特點(diǎn), 顯示巖石為上地殼變質(zhì)雜砂巖部分熔融的產(chǎn)物。

(3) 莫河下拉銀多金屬礦床成巖成礦的構(gòu)造背景為東昆侖地區(qū)印支晚期阿尼瑪卿洋閉合以后的后碰撞伸展環(huán)境。

致謝: 野外工作得到了青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院莫河下拉礦區(qū)工作人員的大力支持, 鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年工作得到了中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所侯可軍博士的幫助, 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心宋忠寶研究員及另一位匿名審稿專家對(duì)本文提出了許多建設(shè)性的意見(jiàn)和建議, 筆者在此一并表示衷心感謝。

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XU Qinglin1, SUN Fengyue1, LI Bile1, QIAN Ye1, LI Liang1and YANG Yanqian2
(1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, Jilin, China; 2. Qinghai Geological Survey, Xining 810001, Qinghai, China)

The Mohexiala silver polymetallic deposit is a new found porphyry deposit in the eastern Kunlun metallogenic belt, and it is far from well documented. In this paper, we first present zircon LA-ICP-MS U-Pb dating for the ore-bearing granite-porphyry, with a concordia age of 222±1 Ma, i.e., Late Indosinian. The granite-porphyry have SiO2of 66.62% -70.75%, high alkali content (Na2O+K2O) of 7.69%-8.69%, K2O/Na2O=1.38-2.38, and A/CNK=0.77-0.90. Chemically, they are metaluminous and belong to high-K calc-alkaline to shoshonite series. Moreover, they are enriched in large ion lithophile elements (LILE; e.g., Rb, Th, and U), and depleted in high field strength elements (HFSE; e.g., Nb, Ti and P). The total rare earth element (ΣREE) contents of the granite-porphyry are 144×10-6-189×10-6, and characterized by enrichment of light rare earth elements (LREE), depletion of heavy rare earth elements (HREE; (La/Yb)N=9.15-12.1), with moderate negative Eu anomalies (δEu=0.43-0.64). Combined with the regional geological background and geochronological data, we consider that the granite-porphyry in the Mohexiala silver polymetallic deposit was derived from primary magmas generated by partial melting of the upper crustal metagreywacke, and the magmatism and mineralization took place in a post-collisional extensional environment following the closure of A’nyemaqen Ocean in the Late Indosinian.

granite-porphyry; elemental geochemistry; zircon LA-ICP-MS U-Pb dating; Mohexiala silver polymetallic deposit; eastern Kunlun

P595; P597

A

1001-1552(2014)02-0421-013

2013-10-18; 改回日期: 2013-12-17

項(xiàng)目資助: 本文受中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212011086020)資助。

許慶林(1986-), 男, 博士研究生, 礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)。Email: xuql10@mails.jlu.edu.cn

孫豐月(1963-), 男, 教授, 博士生導(dǎo)師, 主要從事熱液礦床成礦理論與預(yù)測(cè)、區(qū)域成礦作用研究。Email: sfy@jlu.edu.cn