西秦嶺甘加地區(qū)達里加花崗巖體地球化學特征及含礦性分析

馮小明

（甘肅省地礦局第二地勘院，甘肅 蘭州 730050）

秦嶺造山帶東連桐柏—大別造山帶，西接祁連和昆侖造山帶，是中國中央造山帶的重要組成部分[1]。開展西秦嶺造山帶印支期花崗巖的研究工作，不僅為分析和評價西秦嶺造山帶銅-金-鉬多金屬礦床的成礦潛力提供思路，也為研究古特提斯洋的俯沖和消亡歷史以及華北地塊和揚子地塊的碰撞造山作用過程提供可靠依據(jù)［2，3-5］。

本文在詳細的野外地質(zhì)調(diào)查基礎上，對達里加巖體進行了系統(tǒng)的巖石地球化學研究，確定其成巖時代、成因類型以及可能的地球動力學背景，以期進一步完善西秦嶺造山帶中生代早期的巖漿活動、構(gòu)造演化過程及與成礦的耦合關系。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)出露的地層由老到新包括：石炭紀八都組、二疊紀大關山組和石關組、下二疊統(tǒng)果木溝組陸源碎屑巖、下二疊統(tǒng)江里溝組陸源碎屑巖夾火山巖、中二疊統(tǒng)古浪堤組陸源碎屑巖夾灰?guī)r、侏羅紀火山巖、古近紀野狐城組、新近紀甘肅群等［3］。區(qū)域地層產(chǎn)狀整體為NW—SE向延伸。研究區(qū)構(gòu)造以褶皺和斷層為主，其中斷裂發(fā)育在褶皺兩翼；斷裂與褶皺構(gòu)造控制著區(qū)內(nèi)的巖漿活動及礦點分布。甘加地區(qū)的巖漿巖主要為燕山期中酸性侵入巖，產(chǎn)狀以巖株、巖枝、巖墻及小巖脈為主，地表出露總面積約141km2。

2 巖體地質(zhì)和巖石學特征

達里加山巖體出露于調(diào)查區(qū)達里加山地區(qū)，是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的侵入巖體，侵入位于石炭紀-二疊紀地層中，與圍巖呈清晰的侵入接觸，圍巖具熱接觸蝕變作用，見明顯烘烤邊，暗色小包體在巖體邊部較發(fā)育。

巖體中心主要出露斑狀黑云母花崗，似斑狀結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石的造巖礦物包括斜長石、石英、黑云母、鉀長石和副礦物磷灰石、鋯石、金屬礦物等。斑晶的成分為鉀長石，具寬板狀的形態(tài)，晶體大小在6.0～12.0mm間。基質(zhì)礦物的粒徑多在0.2～5.0mm間，長石的晶體形態(tài)相對較規(guī)則，以棱邊平直的寬板狀和短柱狀為主，大小連續(xù)，斜長石的卡鈉聚片雙晶發(fā)育，具鈉長石亮邊結(jié)構(gòu)，交代鉀長石析出蠕英石，組成蠕蟲結(jié)構(gòu)。巖石礦物組成及含量：斜長石＞17%，鉀長石55%，石英22%，黑云母5%。

3 結(jié)果分析

本次工作在研究區(qū)侏羅紀二長花崗巖、斑狀二長花崗巖中采集了6件樣品，進行巖石化學主量元素、微量元素分析、稀土元素分析。

3.1 主量元素特征

研究區(qū)燕山早期達里加花崗巖的SiO2含量為67.98%～74.89%，表明酸性程度較高。全部樣品去除燒失量，重新?lián)Q算為100%后，投點于SiO2-Na2O+K2O圖解（圖1）中，除1件樣品處于石英二長巖與花崗閃長巖交接區(qū)域，其余5件樣品均落于花崗巖區(qū)域。在花崗巖AR-SiO2圖解中（如圖2所示），研究區(qū)燕山早期達里加花崗巖樣品全部落入鈣堿性系列的區(qū)域內(nèi)；6件樣品的A/CNK的比值介于1.1～1.245之間，平均值為1.169，均大于1.1，表現(xiàn)為S型花崗巖；在A/NK-A/CNK圖解上，研究區(qū)斑狀花崗閃長巖樣品基本上全部落入過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域。綜上所述，研究區(qū)燕山早期達里加花崗巖為過鋁質(zhì)鈣堿性S型花崗巖。

圖1 燕山早期達里加花崗巖TAS圖解

圖2 燕山早期達里加花崗巖堿度率圖解

3.2 稀土元素特征

稀土配分曲線如圖4所示。LREE/HREE=18.96～32.34，平均 25.92，顯示輕稀土富集、重稀土弱虧損的特征，大大超過地幔的LREE/HREE值（1.13-1.14，韓吟文，2003）。輕重稀土分餾顯著，（La/Yb）N=24.39～45.73，平均為 31.40。Eu 具有輕微的負異常，在圖表中均有體現(xiàn)，δEu=0.57～1.08。上述特征在稀土元素球粒隕石標準化配分曲線 （如圖3所示）中，表現(xiàn)為具有略微右傾的“V”字形特征，輕重稀土分餾顯著，具輕微負銪異常。綜上所述，稀土元素地球化學特征較好的說明同源巖漿演化的特征，顯示同熔型花崗巖特征。

3.3 微量元素特征

微量元素比值蛛網(wǎng)圖（如圖4所示）。從表和圖中可以看出，不同巖性的微量元素含量略有不同，總體上微量元素呈現(xiàn)富集特征，標準化曲線略向右傾斜，整體呈尖峰型，富集 U，相對富集 Rb、Th、Nb、Sr，虧損 Ba、Zr、Hf，具有后碰撞花崗巖的特征（和鐘鏵等，2006）。

圖3 達里加巖體稀土元素配分圖

圖4 達里加巖體微量元素蛛網(wǎng)圖

4 討論

4.1 主量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解

花崗巖的主量元素可以有效地判斷其形成的大地構(gòu)造環(huán)境。研究區(qū)燕山早期侵入巖主量元素SiO2-Al2O3判別圖解中（如圖5所示），其中5件樣品主要落入POG區(qū)域，表明研究區(qū)達里加侵入巖的形成過程主要與造山作用有關。

在花崗巖微量元素Rb-（Y+Nb）判別圖解中（如圖6所示），研究區(qū)燕山早期達里加侵入巖樣品大多落入火山島弧花崗巖區(qū)，個別樣品處于島弧花崗巖和碰撞花崗巖交匯處。

圖5 達里加侵入巖主量元素構(gòu)造環(huán)境辨別圖

圖6 達里加侵入巖Rb（Nb+Y）構(gòu)造判別圖解

綜合以上分析并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景資料，我們認為研究區(qū)達里加侵入巖為燕山早期陸陸碰撞造山的構(gòu)造環(huán)境下形成的，大規(guī)模的巖漿活動發(fā)生在碰撞后隆起時或造山晚期。

4.2 含礦性分析

微量元素及其比值能反映巖體的含礦性，研究區(qū)侏羅紀侵入巖各單元中微量元素的富集系數(shù)多小于1，少數(shù)幾種元素的富集系數(shù)大于1，但富集程度均不大。另外，劉英俊教授綜合國內(nèi)外資料，提出Rb/Sr大于4、K/Rb為 78是含礦巖體，廣西冶金地質(zhì)礦產(chǎn)所認為Rb/Sr大于36、K/Rb小于63、103Li/Mg大于98是含礦巖體，研究區(qū) Rb/Sr在 0.21～0.25 之間、K/Rb 在 0.16～0.18間，均顯示為不含礦巖體。而在微量元素的SiO2-AI2O3/（Na2O+K2O+CaO）圖解中（如圖 7 所示），各單元樣品均投在了含礦花崗巖區(qū)。

圖 7 SiO2―AI2O3/（Na2O+K2O+CaO）含礦性圖解

以上分析均表明研究區(qū)侵入巖體本身不具礦化特征，這與研究區(qū)至今未在巖體中找到礦體的實際相符合，但巖漿熱液活動可使圍巖地層中的元素富集形成礦化或礦體，研究區(qū)皮同溝金礦及央曲金礦等就產(chǎn)在巖體外側(cè)的接觸蝕變帶中。

5 結(jié)論

1）達里加巖體侵位于早二疊世果木溝組和江里溝組中，根據(jù)研究區(qū)巖漿侵位規(guī)律，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，推測達里加巖體侵位時代為侏羅紀。

2）達里加侵入巖為燕山早期陸陸碰撞造山的構(gòu)造環(huán)境下形成的過鋁質(zhì)鈣堿性S型花崗巖，大規(guī)模的巖漿活動發(fā)生在碰撞后隆起時或造山晚期。

3）達里加巖體本身不具礦化特征，但巖漿熱液活動可使圍巖地層中的元素富集形成礦化或礦體，該巖體接觸帶皮同溝金礦及央曲金礦等就產(chǎn)在巖體外側(cè)的接觸蝕變帶中。