藏南柯月玄武巖地球化學特征及構造環境判別

杜曉飛 程文斌 李葆華 李關清

（①新疆維吾爾自治區人民政府國家305項目辦公室 烏魯木齊830000 ②成都理工大學地球科學學院 成都610059 ③西藏自治區地質礦產勘查開發局區域地質調查大隊 拉薩 851400）

1 引言

柯月鉛鋅銻銀多金屬礦床位于藏南成礦帶上，是繼扎西康礦床之后，又一個成規模的、以富含硫鹽礦物為主要特征的多金屬礦床，Sb、Pb+Zn和Ag達到中型規模。鑒其復雜多樣的地質現象和豐富的礦產資源，吸引了眾多學者的目光，程文斌等[1]通過對柯月礦床Ⅰ號礦體原生暈地球化學分析，推測礦床有多次成礦作用疊加，上部存在剝蝕至尾部的礦體，而深部可能有礦體延伸。杜曉飛等[2]針對柯月礦床流體包裹體研究，查明了成礦流體的性質，闡明了成礦機制?？娙A清等[3]通過對礦石硫化物硫鉛同位素研究，詮釋了成礦物質來源。林彬等[4]根據含礦石英脈絹云母40Ar-39Ar定年，限定柯月礦床成礦熱液活動時限為21.3Ma。然而對于本區內巖漿巖的研究甚少，而巖漿巖又有舉足輕重的作用，在于揭示地球深部信息、區域地質演化及其構造環境的判別等方面意義重大。本文主要研究玄武巖的地球化學特征，初步進行了構造環境的判別，并結合區域上出露的玄武巖進一步確定其產出背景及構造環境。

2 礦區地質特征

從大地構造位置上看，柯月銻多金屬礦床位于北喜馬拉雅構造巖片[6]東段，該巖片位于藏南拆離斷裂和大反向逆沖斷裂之間。礦區內出露地層為下侏羅統日當組（J1r），其可分為兩個巖性段，第一巖性段（J1r1）巖性主要為深灰色鈣質頁巖、薄-中層狀泥灰巖、板巖，夾少量長石砂巖，第二巖性段（J1r2）為深灰色頁巖夾少量薄層狀白云巖、結晶灰巖。該組為主要的賦礦層。

礦區內構造比較發育，以斷裂為主（圖1）。其中較大斷裂有兩條，構造破碎帶多處，主要分布于礦區的中部。斷裂為張性高角度正斷層；F2的工作程度較低。

礦區內巖漿巖較發育，主要為玄武巖和輝綠巖[5]，呈脈狀順層產出。

3 地球化學特征

在鉆孔中采集了9件玄武巖樣品。經鏡下觀察，挑選較新鮮的玄武巖進行了室內分析。樣品由西南冶金地質測試中心完成，其中主量元素采用X 熒光法分析，稀土和微量元素使用ICP-MS測定。主量元素、稀土元素和微量元素分析結果列于表1中。

從表1中可以看出，本區玄武巖H2O含量（LOI）較高（6.99%～14.87%），平均11.97%，表明本區巖石受到明顯的變質和蝕變作用。因此在進行巖石分類判別時，選擇不易活動的穩定痕量元素（Zr、Ti、Nb、Y）較為可靠。在Zr/TiO2-Nb/Y 圖解（圖2）中可以看出，本區7個玄武巖樣品的投影點大部分位于堿性玄武巖內，因此可以初步判定，本區火山巖應屬于堿性玄武巖類。

3.1 主量元素

玄武巖SiO2含量變化范圍較大（39.47%～51.81%），平均為44.94%，有較高的TiO2（0.66%～2.59%），平均1.71%，Al2O3含量中等，變化在11.41%～17.1%之間，T Fe2O3含量高（10.01%～17.53），平均為12.5%，且FeO＞Fe2O3，MgO含量較低，平均為4.49%，貧MnO（0.15%～0.96%）；P2O5含量較高，為0.41%～0.64%，平均為0.5%。本區玄武巖較高的TiO2、T Fe2O3、P2O5的特點與OIB相似[7]。

圖1 柯月礦區地質圖（據西藏地勘局區調隊修編）

圖2 柯月玄武巖Zr/TiO2-Nb/Y圖解（底圖據[8]）

表1 柯月玄武巖主量元素（wt%）和微量元素（×10-6）分析結果

續表

3.2 稀土元素

堿性玄武巖的稀土總量較高（122.66×10-6～220.08×10-6），平均為183.19×10-6，輕重稀土分異顯著（平均（La/Yb）N比值為7.47，平均（Ce/Yb）N比值為6.57）；無明顯Eu 異常（除兩件分別為負異常（0.55）、弱負異常（0.77）外，其余為δEu＝0.89～1.09），無明顯Ce 異常（除一件分別為1.20，表現出正異常外，其余δCe＝0.91～0.96）。在球粒隕石標準化曲線圖上，所有的巖石樣品均具有相似的稀土元素配分模式，輕稀土相對富集，重稀土相對虧損，呈右傾型（圖3a）。這種稀土配分模式和典型洋島玄武巖（OIB）相似[9]。

圖3 柯月玄武巖球粒隕石標準化稀土元素配分模式

3.3 微量元素

微量元素分布圖表明（圖3b），大離子親石元素（LIL）中Rb、Ba、K、Sr 的含量變化較大，其中Rb 較為富集，Ba、Sr 呈負異常。沒有明顯的Nb、Ta 異常，從圖上可知，玄武巖和OIB 的微量元素分布型式總體很相似，僅個別元素（Rb、Ba、Sr）存在明顯差異。

4 討論

4.1 構造環境分析

本區玄武巖遭受過一定的蝕變影響，這與野外和鏡下的薄片觀察結果是一致的。這種蝕變作用可能影響到部分活動性元素，由于Ti、Zr、Y、Nb、Th 等元素為不易活動的穩定痕量元素，它們在變質和蝕變作用過程中常常保持穩定，變化不大，因此在進行構造環境判別時應該選擇較穩定的元素[11-14]。

圖4 柯月玄武巖

在Ti/100-Zr-Y*3圖解（圖4a）中，玄武巖大部分落入板內玄武巖（WPB）區域內，在Nb*2-Zr/4-Y 圖解（圖4b）上，所有的樣品落入板內堿性玄武巖（A1＋A2）區域中，進一步證實該區玄武巖屬堿性玄武巖。用Zr-Zr/Y 圖解（圖4c）不僅可以區分不同的構造環境，還可以指示堿性程度（在WPB 和MORB 區域內，最高的Zr/Y 值代表一種堿性特征）[15]，從圖上可知柯月玄武巖屬于板內堿性玄武巖。在TiO2-Zr 構造環境判別圖（圖4d）中，所有樣品均落入板內玄武巖WPB 中。在Ti/1000-V 圖解（圖4f）中玄武巖巖落在洋島玄武巖（OIB＋AB）、洋中脊玄武巖（MORB）區域內，因此，柯月玄武巖為具有OIB 特征的玄武巖，其形成構造環境為板內環境。

Ti/100-Zr-Y*3;A-鈣堿性玄武巖；B-MORB+島弧拉斑玄武巖+鈣堿性玄武巖；C-島弧拉斑玄武巖；D-板內玄武巖；Nb*2-Zr/4-Y 圖解；A1-板內堿性玄武巖；A2-板內堿性玄武巖+板內拉斑玄武巖；B-EtypeMORB；C-板內拉斑玄武巖+火山弧玄武巖；DN-MORB 和火山弧玄武巖；Zr-Zr/Y IAB-島弧玄武巖;WPB-板內玄武巖; MORB-洋中脊玄武巖；TiO2-Zr：VAB-火山弧玄武巖;WPB-板內玄武巖; MORB-洋中脊玄武巖；Th/Yb-Nb/Yb OIB-洋島玄武巖；EMORB 異常洋中脊玄武巖；N-MORB 正常洋中脊玄武巖；Ti/1000-V；IAT-島弧拉斑玄武巖；CFB-大陸溢流玄武巖；OIB＋AB-洋島玄武巖＋堿性玄武巖。

通過對比，可以很明顯的看出柯月玄武巖與OIB型玄武巖的Ti、Zr、Y、Nb元素含量幾乎一致。

表2 柯月玄武巖與典型OIB型玄武巖Ti、Zr、Y、Nb元素特征（單位：ppm）

4.2 巖漿源區地球化學特征

柯月輝綠巖鋯石U-Pb 年齡為138.1Ma±4.5 Ma（MSWD=2.10），侵位于早白堊世[20]。鄰區扎西康礦區內輝綠巖鋯石U-Pb年齡為132.9Ma±2.4 Ma[21]。與洛扎地區基性巖墻群（138.0±3.5Ma）[22]及錯美大火成巖省（130Ma～133Ma）[23，24]的侵位年齡相近，均為早白堊世侵入的火成巖。就年代學而言，存在耦合關系，巖石成因具有可類比性，根據江思宏[25]等對江孜-哲古一帶基性巖脈Pb-Sr-Nd 同位素研究表明，藏南基性巖可能主要來自虧損地幔，部分來自富集地幔。用Th/Yb-Nb/Yb 圖解可以區分地幔源區和巖漿上升過程中流體或熔體對微量元素的貢獻，未受后期過程影響的元素應該投影在地幔序列里[26，27]，本區的玄武巖樣品大部分落入地幔序列（圖4e），基本上說明這些元素主要受巖漿源區控制，后期過程對其影響很弱。

如圖所示，本區玄武巖樣品的投影點介于OIB和E-MORB 之間，結合稀土元素配分模式圖（圖3a）和微量元素蛛網圖（圖3b）所顯示玄武巖樣品與OIB基本一致的特征，及表2 顯示的，本區玄武巖的Ti、Zr、Y、Nb含量與典型OIB型玄武巖很接近，我們認為柯月玄武巖的巖漿來自具有OIB特征的地幔源區。

4.3 堿性玄武巖的成因

與原始地幔起源的初始玄武質巖漿相比，柯月堿性玄武巖具有較低的Cr、Ni、Co等元素含量。本區玄武巖中的Nb 含量（16.91×10-6～45.17×10-6）高于典型島弧的Nb 含量（＜2×10-6），表明該套堿性玄武巖不可能是島弧巖漿作用的產物?？略聣A性玄武巖不發育Nb、Ta 負異常，表明巖石沒有受到明顯的地殼物質的混染。巖石的Ti/V比值（除一件為22.7外，其余為32.8～85.7，圖4f）遠高于典型MORB 的相應值（約25），表明本區堿性玄武巖起源于一個相對富集的地幔源區。堿性玄武巖原始地幔標準化配分型式（圖3b），呈較典型的隆起型（駝峰式）分布型式，以Rb、Th、Nb的較強富集為特征，這一顯著地地球化學特征與島弧火山巖和洋脊玄武巖均有明顯區別，總體顯示為板內火山巖的地球化學特征。

5 結論

（1）柯月玄武巖的稀土元素和微量元素配分模式與洋島玄武巖（OIB）基本一致，其形成構造環境為板內環境。

（2）綜合顯示，柯月玄武巖未受地殼物質的混染，巖漿來自具有OIB特征的地幔源區。

致謝：野外工作期間得到西藏地勘局區域地質調查大隊張興國高級工程師、達瓦次仁高級工程師的支持與幫助，在此表示衷心感謝。