滇西北松諾斑巖體巖石化學(xué)、鋯石U-Pb年齡、Hf同位素特征及其構(gòu)造背景

王 浩, 余海軍, 3, 4*, 張傳昱, 王 路, 蘇肖宇, 江佳雯

滇西北松諾斑巖體巖石化學(xué)、鋯石U-Pb年齡、Hf同位素特征及其構(gòu)造背景

王 浩1, 2, 余海軍1, 2, 3, 4*, 張傳昱2, 3, 4, 王 路2, 3, 4, 蘇肖宇2, 3, 4, 江佳雯3, 4, 5

(1. 昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院, 云南 昆明 650093; 2. 自然資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650051; 3. 云南省地質(zhì)調(diào)查院, 云南 昆明 650216; 4. 云南省三江成礦作用及資源勘查利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650051; 5. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院, 湖北 武漢 430074)

近年來, 隨著普朗和紅山?紅牛等大型?超大型銅礦的投產(chǎn), 滇西北格咱地區(qū)已成為我國重要的銅資源勘查開發(fā)基地, 在該區(qū)尋找類似“普朗?紅山式”斑巖?矽卡巖型大型?超大型銅多金屬礦床是本區(qū)找礦勘查的熱點(diǎn)。本次在開展松諾地區(qū)銅資源遠(yuǎn)景調(diào)查的基礎(chǔ)上, 對松諾含礦石英閃長玢巖開展了鋯石U-Pb年代學(xué)研究, 結(jié)果顯示石英閃長玢巖體鋯石U-Pb年齡分別為229.7±1.1 Ma和222.3±0.7 Ma, 早于礦區(qū)石英二長斑巖體, 為晚三疊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。石英閃長玢巖和石英二長斑巖巖石地球化學(xué)特征顯示, 為準(zhǔn)鋁?弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性系列I型花崗巖, 稀土元素配分曲線均表現(xiàn)為輕稀土元素富集, 重稀土元素相對虧損, 具弱的負(fù)Eu異常, 富集Rb、Ba等大離子親石元素, 虧損Ta、Nb、Ti等高場強(qiáng)元素。綜合巖相學(xué)、巖石化學(xué)、鋯石Hf同位素和全巖Sr-Pb同位素等特征, 認(rèn)為松諾含礦斑巖體形成于印支期甘孜?理塘洋殼向西俯沖的巖漿弧環(huán)境, 巖漿源區(qū)為俯沖流體交代的巖石圈富集地幔, 巖漿上升過程經(jīng)歷了殼源沉積物質(zhì)混染。礦區(qū)具備弧環(huán)境斑巖型銅多金屬礦床的成礦條件, 且蝕變礦化強(qiáng)烈, 找礦前景良好, 值得進(jìn)一步深入研究和開展勘查工作。

鋯石U-Pb年代學(xué); Hf同位素; 巖相學(xué); 松諾銅礦床; 滇西北

三江特提斯復(fù)合造山帶義敦島弧南段格咱弧是我國重要的銅多金屬礦集區(qū)之一, 分布有印支期普朗、雪雞坪、爛泥塘等大型?超大型斑巖?矽卡巖型銅多金屬礦床, 燕山晚期紅山?紅牛、休瓦促、銅廠溝等大型?超大型斑巖型?矽卡巖型?熱液型礦床, 成礦地質(zhì)背景優(yōu)越, 找礦潛力巨大(李文昌等, 2010a; Deng et al., 2014; Li et al., 2017; 余海軍, 2018;董濤等, 2020)。眾多學(xué)者在該帶開展了大量成巖成礦年代學(xué)、成礦動(dòng)力學(xué)、成礦流體及物質(zhì)來源等方面的研究(曾普勝等, 2003, 2006; 侯增謙等, 2003;李文昌, 2007; 冷成彪等, 2007, 2008; Li et al., 2011, 2017; 李文昌等, 2013; Yu et al., 2014, 2020; Wang et al., 2016; Yang et al., 2018; Cao et al., 2018; 江小均等, 2019)。區(qū)內(nèi)已圈定大小侵入體50余個(gè), 侵入體呈復(fù)式巖基、巖株、巖枝和巖墻狀產(chǎn)出, 以NNW向帶狀集中分布在以紅山?懶中斷裂(或紅山?屬都蛇綠巖帶)為界的東、西兩個(gè)斑巖帶內(nèi)(李文昌等, 2010)。西斑巖帶巖體較為集中, 主要分布于爛泥塘?雪雞坪?春都?阿熱一帶, 活動(dòng)時(shí)限主要集中于220～215 Ma之間(林清茶等, 2006; 董毅等, 2012; 李文昌等, 2013)。東斑巖帶巖體分布較為分散, 分布于欠雖?地蘇嘎?松諾?普朗一帶及其以東地區(qū), 發(fā)育斑巖?矽卡巖銅多金屬礦床。

松諾銅礦床位于東斑巖帶, 研究程度較低, 原來是一個(gè)銅鉛鋅礦化點(diǎn), 近幾年找礦勘查工作中, 根據(jù)填圖資料并結(jié)合少量工程, 圈出2條鉛鋅礦體、2條銅礦體和3條銅礦化體, 礦體規(guī)模不大, 但資源潛力巨大, 是格咱斑巖帶印支期斑巖銅礦最具潛力的找礦靶區(qū), 目前正處于找礦階段。礦區(qū)大面積出露石英閃長玢巖體, 少量蝕變礦化石英二長斑巖體, 共同組成松諾含礦巖體。前人對區(qū)內(nèi)斑巖體開展過年代學(xué)研究, 冷成彪等(2008)獲得松諾含礦石英二長斑巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為220.9±3.5 Ma, 賴安琦等(2016)獲得松諾黃銅礦化石英二長斑巖的鋯石LA-ICP-MS年齡為204.7±1.4 Ma, 兩個(gè)巖體年齡數(shù)據(jù)差異較大。本文以松諾地表蝕變石英閃長玢巖、鉆孔深部含礦的石英閃長玢巖和石英二長斑巖為研究對象, 通過系統(tǒng)的野外調(diào)查和細(xì)致的室內(nèi)巖相學(xué)觀察, 在全巖地球化學(xué)和Sr-Pb同位素分析的基礎(chǔ)上, 重點(diǎn)借助LA-(MC)- ICP-MS等微區(qū)分析技術(shù)開展了鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素研究, 并結(jié)合前人研究成果, 提供更加全面的巖石學(xué)和地球化學(xué)新證據(jù), 以服務(wù)于松諾地區(qū)的銅找礦勘查。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及礦床特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

格咱島弧屬義敦島弧南支, 位于中咱地塊東緣格咱大斷裂以東、甘孜?理塘縫合帶以西, 向南封閉于揚(yáng)子陸塊西緣(圖1a), 是甘孜?理塘洋殼向西俯沖消減形成的晚三疊世島弧(潘桂堂等, 2003)。區(qū)內(nèi)大規(guī)模俯沖作用產(chǎn)出大量與俯沖作用有關(guān)的鈣堿性火山巖系列和淺成、超淺成中酸性侵入巖以及伴隨的斑巖?矽卡巖型銅?鉬?金多金屬礦床(侯增謙等, 2003; 李文昌等, 2013), 構(gòu)成了晚三疊世格咱島弧斑巖及斑巖型成礦帶。地層主要為中?下三疊統(tǒng)雪雞坪組(T1+2)、中?下三疊統(tǒng)尼汝組(T1+2), 以及上三疊統(tǒng)曲嘎寺組(T3)、圖姆溝組(T3)、喇嘛啞組(T3)組成的一套巨厚的碎屑巖?碳酸鹽巖?火山巖建造, 巖性主要為砂板巖夾灰?guī)r、安山玄武巖?安山巖、英安巖等(圖1b)。鈣堿性淺成?超淺成中酸性侵入巖主要以石英閃長玢巖?石英二長斑巖?花崗閃長斑巖?黑云母花崗巖?花崗斑巖為主, 同時(shí)形成一系列與之相關(guān)的大型、超大型斑巖?矽卡巖型以銅為主的多金屬礦床, 如普朗超大型斑巖銅礦床、雪雞坪大型斑巖銅礦床和浪都大型斑巖?矽卡巖型銅多金屬礦床(李文昌, 2007; 余海軍等, 2009; Leng et al., 2012)。

圖a中: Ⅰ. 揚(yáng)子陸塊; Ⅱ. 甘孜?理塘結(jié)合帶; Ⅲ. 義敦島弧帶; Ⅳ. 中咱地塊; Ⅴ. 金沙江結(jié)合帶; Ⅵ. 江達(dá)?維西火山弧。圖b中: 1. 第四紀(jì); 2～9. 三疊系: 2. 哈工組粉砂巖、板巖和砂巖; 3. 喇嘛埡組安山巖、英安巖、流紋巖夾碎屑巖; 4. 圖姆溝組碎屑巖夾玄武巖、火山碎屑巖; 5. 曲嘎寺組碎屑巖、灰?guī)r; 6. 北衙組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾碎屑巖; 7. 尼汝組上部灰?guī)r, 下部碎屑巖夾玄武巖; 8. 雪雞坪組砂板巖、安山巖及安山質(zhì)凝灰?guī)r; 9. 青天堡組泥巖、灰?guī)r, 底部礫巖; 10～12. 二疊系: 10. 聶耳堂刀組碎屑巖夾灰?guī)r、玄武巖; 11. 峨眉山組玄武巖、火山碎屑巖、灰?guī)r; 12. 中村組玄武巖夾泥灰?guī)r、板巖; 13. 古近紀(jì)正長斑巖、閃長玢巖; 14. 白堊紀(jì)二長花崗斑巖; 三疊紀(jì): 15. 石英斑巖; 16. 石英二長斑巖; 17. 石英閃長玢巖; 18. 英安斑巖; 19. 超基性巖/堆晶巖; 20. 地質(zhì)界線/斷層; 21. 構(gòu)造單元界線; 22. 蛇綠巖帶邊界; 23. 礦床及礦種。

1.2 礦床特征

松諾銅礦床位于普朗?紅山銅多金屬成礦亞帶中段, 區(qū)域出露地層主要有: 曲嘎寺組(T3), 巖性主要為灰?guī)r夾板巖; 圖姆溝組(T3), 巖性主要為板巖、變質(zhì)砂巖夾灰?guī)r、安山巖、英安巖和流紋巖。曲嘎寺組與圖姆溝組之間呈斷層接觸, NNW向平行分布(圖2), 靠近斑(玢)巖體廣泛角巖化, 第四系(Q)冰磧物分布于礦區(qū)中部。松諾銅礦床地處紅山復(fù)式背斜之東翼, 礦區(qū)地層總體傾向NE, 傾角40°～60°,次級褶皺為松諾破背斜, 控制了區(qū)內(nèi)巖漿巖及礦體產(chǎn)出。斷裂主要有地蘇嘎斷裂和鐵皮丁斷裂, 均呈NNW向展布, 發(fā)育于礦區(qū)北東部。

圖2 松諾銅礦床地質(zhì)略圖

根據(jù)地表地質(zhì)測量和槽探工程, 在松諾銅礦區(qū)圈出2條斑巖型銅礦體、2條脈狀鉛鋅礦體和3條斑巖型銅礦化體(圖2)。其中KT1銅礦體為斑巖型礦體, 礦體真厚18 m(圖3); 礦體產(chǎn)于石英閃長玢巖及角巖捕虜體中, 含礦巖性為角巖、石英閃長玢巖; 巖石普遍具黃鐵礦、黃銅礦化, 黃銅礦呈稀疏浸染狀、微細(xì)脈狀產(chǎn)出, 黃鐵礦呈稠密浸染狀、細(xì)脈狀; 礦體走向?yàn)镹NW, 傾向SW, 傾角70°, Cu品位0.20%～0.61%, 平均品位0.23%。KT2斑巖型銅礦體產(chǎn)于絹英巖化石英閃長玢巖中, 普遍黃銅礦化和黃鐵礦化, 黃銅礦呈浸染狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出, 黃鐵礦一般呈脈狀和星點(diǎn)狀分布; 該礦體走向NNW,傾向NE, 傾角84°, 礦體中Cu含量為0.21%～0.49%, 平均0.30%。脈狀鉛鋅礦體產(chǎn)于石英閃長玢巖東接觸帶內(nèi)側(cè), 礦體近EW走向, 傾向N, 傾角近于直立, Pb品位0.30%～8.13%、Zn品位0.18%～6.83%, 伴生Ag品位最高可達(dá)63 g/t, 鉛、鋅礦體均呈脈狀和網(wǎng)脈狀分布, 方鉛礦多呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出, 礦化極弱且不均勻。

圖3 松諾銅多金屬礦區(qū)101號勘探線剖面圖

根據(jù)野外、鏡下觀察, 結(jié)合礦區(qū)礦物共生組合關(guān)系, 將松諾礦區(qū)成礦過程劃分為: 鉀硅酸鹽階段和石英硫化物階段(圖4)。鉀硅酸鹽階段: 最早形成黑云母?鉀長石?石英組合, 其次為黃銅礦?黃鐵礦?石英組合。黃銅礦和黃鐵礦呈細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出, 含少量磁鐵礦。最常見硅酸鹽礦物為長石、石英和黑云母。石英硫化物階段: 為主成礦階段,見于KT1和KT2礦體中, 黃銅礦?黃鐵礦?石英為主要礦物組合, 呈細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出, 為絹英巖化帶的礦物共生組合; 金屬硫化物以黃銅礦、黃鐵礦為主, 少量磁鐵礦為特征; 硅酸鹽礦物(脈石)以長石、石英、絹云母為主, 次有綠泥石、綠簾石、透閃石。晚期形成的黃銅礦?方鉛礦?石英組合見于斑巖體邊部的銅礦體中, 金屬硫化物除黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦外, 有時(shí)可見閃鋅礦。孔雀石?褐鐵礦?石英組合為后期次生氧化階段, 由中、低溫?zé)嵋夯顒?dòng)形成, 銅礦物以孔雀石為主, 多以交代黃銅礦、黃鐵礦的形式出現(xiàn), 呈膠狀或薄膜狀產(chǎn)出。

圖4 松諾銅礦床主要礦物生成順序表

2 侵入體特征

松諾礦區(qū)巖漿巖分布較廣(圖2)。火山巖主要發(fā)育于曲嘎寺組二段(T32)、圖姆溝組二段(T32)中。曲嘎寺組二段(T32)內(nèi)夾中基性玄武巖及火山碎屑巖, 巖石類型主要有變質(zhì)玄武巖、變質(zhì)杏仁狀玄武巖; 圖姆溝組二段(T32)內(nèi)夾中酸性火山巖, 巖石類型有變質(zhì)安山巖、變質(zhì)安山質(zhì)晶屑凝灰熔巖。

松諾礦區(qū)侵入巖主要有石英閃長玢巖(圖5a)、石英二長斑巖(圖5b)、花崗閃長斑巖和石英二長巖, 其巖石學(xué)特征分述如下:

(a) 石英閃長玢巖; (b) 石英二長斑巖; (c) 變余斑狀結(jié)構(gòu), 石英閃長玢巖中的斜長石斑晶發(fā)生絹云母化及綠簾石化; (d) 斜長石斑晶發(fā)生絹云母化、沸石化及綠簾石化; (e) 石英二長斑巖的斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶成分為斜長石、鉀長石和角閃石; (f) 石英二長斑巖中的斜長石斑晶和鉀長石斑晶, 斜長石斑晶絹云母化和黏土化較強(qiáng); (g) 細(xì)斑結(jié)構(gòu), 斑晶以斜長石為主, 次為石英; (h) 花崗閃長斑巖中的原角閃石斑晶發(fā)生纖閃石化; (i) 石英二長巖的中?細(xì)粒結(jié)構(gòu), 斜長石絹云母化; (j) 石英二長巖的中?細(xì)粒結(jié)構(gòu), 微斜長石具格狀雙晶; (k) 石英二長巖的中?細(xì)粒結(jié)構(gòu); (l) 石英自形程度低于斜長石和鉀長石。礦物代號: Ser. 絹云母; Ep. 綠簾石; Pl. 斜長石; Zeo. 沸石; Kfs. 鉀長石; Qz. 石英; Urt. 纖閃石; Amp. 角閃石; Mi. 微斜長石。

(1) 石英閃長玢巖:為松諾礦區(qū)最主要的巖石類型, 原巖具斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為具環(huán)帶構(gòu)造的中性斜長石, 斜長石呈相對自形的板狀, 具不同程度蝕變, 主要為絹云母化, 次為綠泥石化、綠簾石化(圖5c、d), 常見絹云母集合體呈不規(guī)則狀、環(huán)帶狀或沿斜長石聚片雙晶縫呈線狀交代, 部分斜長石呈交代殘余或呈絹云母、綠簾石的交代假象, 也常見斜長石中心多綠泥石化、邊部絹云母化, 且綠泥石化程度不及絹云母化。斑晶除斜長石外, 尚有少量暗色礦物, 原為角閃石, 通常具蝕變, 已多被黃褐色、淺黃色略帶紅色的黑云母交代, 但仍保留角閃石柱狀、六邊形橫切面的外形。黑云母也作為斑晶產(chǎn)出, 且多出現(xiàn)淺色化的特征, 或分解成不透明礦物及少量金紅石, 或沿極完全解理出現(xiàn)綠泥石化、蛭石化。在斑晶礦物中, 斜長石斑晶粒度較大, 而暗色礦物斑晶相對較小, 基質(zhì)部分具顯微粒狀?細(xì)粒狀結(jié)構(gòu), 以長英質(zhì)為主, 斜長石多被絹云母、綠簾石集合體或黏土礦物集合體取代, 顯微粒狀石英和堿性長石蝕變相對弱, 基質(zhì)中還存在少量淺色黑云母。

(2) 石英二長斑巖:巖石具有顯著的斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶以斜長石為主, 次為鉀長石, 少量角閃石, 斑晶含量約20%。鏡下斜長石和鉀長石斑晶粒度較大, 且自形程度均較高, 多呈自形?半自形(圖5e), 大小多為1～3 mm。斜長石斑晶因氈狀絹云母化而渾濁(圖5f), 但依稀可見其保留的雙晶及環(huán)帶構(gòu)造; 鉀長石斑晶多呈自形長方形或正方形, 表面相對清潔, 具低負(fù)突起, 僅發(fā)生弱黏土化, 一級暗灰干涉色, 有時(shí)包裹更小的角閃石和斜長石。少量角閃石斑晶粒度明顯偏小, 均發(fā)生不同程度次閃石化及綠泥石化, 見簡單雙晶。基質(zhì)具它形顯微粒狀結(jié)構(gòu), 基質(zhì)中鉀長石較多(鉀質(zhì)主要賦存在基質(zhì)中), 并伴隨斜長石和石英。

(3) 花崗閃長斑巖:礦區(qū)分布較少, 成分與產(chǎn)狀上均與石英閃長玢巖呈過渡關(guān)系, 與石英閃長玢巖不同, 花崗閃長斑巖具較高的SiO2含量, 以及出現(xiàn)石英斑晶和少量纖閃石化角閃石斑晶。花崗閃長斑巖具細(xì)斑結(jié)構(gòu)(圖5g、h), 斑晶粒度多≤1mm, 且斑晶含量約10%, 具少斑的特征, 斑晶成分以斜長石為主, 次為石英; 基質(zhì)組分主要有斜長石、石英, 少量角閃石及堿性長石。斜長石斑晶邊緣通常出現(xiàn)暗化物質(zhì)環(huán)邊, 而石英斑晶則出現(xiàn)被基質(zhì)熔蝕的現(xiàn)象。

(4) 石英二長巖:巖石主要由斜長石、鉀長石、石英組成, 次為角閃石, 副礦物為磷灰石、榍石等, 具中?細(xì)粒結(jié)構(gòu)(圖5i～l)。鏡下斜長石呈半自形?它形, 表面因絹云母化及泥化而略顯渾濁; 鉀長石以微斜長石為主, 亦呈半自形?它形, 蝕變程度不及斜長石, 表面弱泥化, 見明顯格狀雙晶(圖5j、k); 角閃石多呈自形?半自形柱狀分布, 具綠?淡黃色多色性, 橫切面呈六邊形或菱形; 少量黑云母, 多已蝕變?yōu)榫G泥石及不透明鐵礦物。

3 圍巖蝕變特征

松諾復(fù)式巖體及其圍巖蝕變強(qiáng)烈, 與斑巖體和礦化有關(guān)的蝕變類型有: 硅化?綠簾石化、絹英巖化、碳酸鹽化、綠泥石?綠簾石化等。

硅化?綠簾石化: 蝕變巖石主要由顯微粒狀、粒狀綠簾石、陰影狀綠簾石、顯微粒狀石英、少量顯微鱗片狀絹云母組成, 具顯微粒狀變晶結(jié)構(gòu)(圖6a), 原石英閃長玢巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造已不清, 巖石中一般含有硅質(zhì)脈。

(a) 硅化、綠簾石化; (b) 絹英巖化, 顯微鱗片狀的為絹云母, 同時(shí)巖石有弱碳酸鹽化; (c) 斜長石斑晶的白云母化, 基質(zhì)中有硅化; (d) 巖石中碳酸酸鹽細(xì)脈穿切并有金屬礦物出現(xiàn); (e) 石英二長巖中的綠泥石化、綠簾石化(單偏光); (f) 石英閃長玢巖中變余斑狀結(jié)構(gòu), 斜長石被綠簾石集合體所取代。礦物代號: Ep. 綠簾石; Qz. 石英; Cc. 方解石; Mu. 白云母; Pl. 斜長石; Zeo. 沸石; Chl. 綠泥石; Mi. 微斜長石。

絹英巖化: 主要表現(xiàn)為巖石中的長石被絹云母、石英及金屬礦物交代(圖6b); 長石常被白云母交代(圖6c), 同時(shí)基質(zhì)中有硅化。

碳酸鹽化: 主要是后期碳酸鹽呈細(xì)脈狀充填于巖石裂隙中(圖6d), 或是碳酸鹽礦物充填交代早期礦物(圖6b)。

綠泥石?綠簾石化: 分布范圍較廣, 該蝕變主要表現(xiàn)為石英閃長玢巖、石英二長巖中的長石及暗色礦物被綠泥石、綠簾石交代, 最常見的是長石的綠簾石化、綠泥石化、黑云母的綠泥石化、角閃石的黑云母化、綠泥石化、纖閃石化(圖6e、f)。

4 樣品采集及分析方法

4.1 樣品采集

本次研究的15件樣品分別為采自松諾地表露頭的風(fēng)化蝕變石英閃長玢巖(SN1-1)1件, 采自鉆孔DZK0007的含礦石英閃長玢巖5件, 采自鉆孔SZK6202和SNZK6403的石英閃長玢巖6件, 采自鉆孔SNZK2301的石英二長斑巖3件。所有樣品均開展了全巖地球化學(xué)分析, 并對樣品SN1-1和DZK0007-2開展鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析, 對樣品SN1-1、DZK0007-2和DZK0007-3開展全巖Sr、Pb同位素分析。

4.2 分析方法

主量、微量元素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析中心完成, 首先經(jīng)過薄片顯微鏡下鑒定, 然后選取新鮮至弱蝕變的樣品, 去除風(fēng)化面, 手工碎至1 mm, 依次用3%的HCl和去離子水超聲浸泡和清洗, 烘干后用不銹鋼缽粉碎至200目用于化學(xué)分析。主量元素采用硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X射線熒光光譜(飛利浦PW2404X射線熒光光譜儀)法測定。微量元素采用高溫高壓消解, 利用ELEMENT 等離子體質(zhì)譜分析儀分析。主量元素的分析精度優(yōu)于5%, 微量元素的分析精度優(yōu)于10%。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所LA-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成。采用Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及與之配套的Newwave UP 213激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕所用斑束直徑為25 μm, 頻率為10 Hz, 能量密度約為2.5 J/cm2, 以He為載氣。信號較小的207Pb、206Pb、204Pb(+204Hg)、202Hg用離子計(jì)數(shù)器(multi-ion-counters)接收,208Pb、232Th、238U信號用法拉第杯接收, 實(shí)現(xiàn)了所有目標(biāo)同位素信號的同時(shí)接收并且不同質(zhì)量數(shù)的峰基本上都是平坦的, 進(jìn)而可以獲得高精度的數(shù)據(jù)。均勻鋯石顆粒207Pb/206Pb、206Pb/238U、207Pb/235U的測試精度(2s)均為2%左右, 對鋯石標(biāo)準(zhǔn)的定年精度和準(zhǔn)確度在1%(2s)左右。LA-MC-ICP-MS激光剝蝕采樣采用單點(diǎn)剝蝕的方式, 數(shù)據(jù)分析前用鋯石GJ-1進(jìn)行調(diào)試儀器, 使之達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。鋯石U-Pb定年以鋯石GJ-1為外標(biāo), U、Th含量以鋯石M127(U: 923×10?6; Th: 439×10?6; Th/U: 0.475; Nasdala et al., 2008)為外標(biāo)進(jìn)行校正。測試過程中在每測定5～7個(gè)樣品前后重復(fù)測定兩個(gè)鋯石GJ-1對樣品進(jìn)行校正, 并測量一個(gè)鋯石Plesovice, 觀察儀器的狀態(tài)以保證測試的精確度。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal 4.3程序(Liu et al., 2008), 測量過程中絕大多數(shù)分析點(diǎn)206Pb/204Pb>1000, 未進(jìn)行普通鉛校正,204Pb由離子計(jì)數(shù)器檢測,204Pb含量異常高的分析點(diǎn)可能受包體等普通Pb的影響, 對204Pb含量異常高的分析點(diǎn)在計(jì)算時(shí)剔除, 鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序獲得。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)測試過程可參見侯可軍等(2009)。樣品分析過程中, Plesovice標(biāo)樣作為未知樣品的分析結(jié)果為337.8±2.8 Ma(=2, 2σ), 對應(yīng)的年齡推薦值為337.13±0.37(2σ)(Sláma et al., 2008), 兩者在誤差范圍內(nèi)完全一致。

鋯石Lu-Hf同位素在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所激光剝蝕?多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)上測試, 儀器運(yùn)行條件及詳細(xì)測試流程參考侯可軍等(2007)。實(shí)驗(yàn)過程中采用He作為剝蝕物質(zhì)載氣, 根據(jù)鋯石大小, 剝蝕直徑40～60 μm不等, 激光剝蝕點(diǎn)靠近U-Pb年齡測定點(diǎn), 測試時(shí)使用鋯石國際標(biāo)樣GJ-1作為參考物質(zhì), 其176Hf/177Hf測試加權(quán)平均值為0.282015±8(=10), 與文獻(xiàn)報(bào)道值(Elhlou et al., 2006)在誤差范圍內(nèi)完全一致。Hf()計(jì)算采用衰變常數(shù)=1.865′10?11a?1(Scherer et al., 2001), (176Hf/177Hf)CHUR=0.032, (176Hf/177Hf)CHUR, 0=0.282772(Blichert-Toft et al., 1997), 虧損地幔模式年齡(DM1)計(jì)算采用(176Lu/177Hf)DM=0.0384, (176Hf/177Hf)DM=0.28325 (Griffin et al., 2000), 二階段Hf模式年齡(DM2)計(jì)算時(shí), 平均地殼176Lu/177Hf值為0.015(Griffin et al., 2002)。

5 分析結(jié)果

5.1 鋯石U-Pb年齡

松諾2件石英閃長玢巖的鋯石均呈半自形?自形板狀結(jié)構(gòu), 半透明?透明, 晶面較光滑, 長寬比約2∶1。從鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像(圖7)可以看出, 含礦石英二長斑巖中鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶, 未見繼承鋯石核和新生的變質(zhì)鋯石邊, 均具有較典型的巖漿成因鋯石特征。

圖7 松諾石英閃長玢巖鋯石陰極發(fā)光CL圖片

其中地表風(fēng)化蝕變石英閃長玢巖樣品(SN1-1)中獲得11個(gè)有效測試點(diǎn)(表1)。樣品中鋯石Th含量為105×10?6～416×10?6, U含量為454×10?6～968×10?6, Th/U值為0.23～0.43, 顯示為典型的巖漿鋯石特征(Hoskin and Black, 2000; 吳元保和鄭永飛, 2004)。11個(gè)測試點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡介于227～232 Ma之間, 其加權(quán)平均年齡為229.7±1.1 Ma(MSWD=1.9,=11)(圖8a)。

表1 松諾石英閃長玢巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測試結(jié)果

圖8 松諾石英閃長玢巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

含礦石英閃長玢巖(DZK0007-2)樣品共獲16個(gè)有效測試點(diǎn)(表1)。樣品中鋯石Th含量為53.6×10?6～ 254×10?6, U含量為85.0×10?6～315×10?6, Th/U值為0.6～1.0, 顯示為典型的巖漿鋯石特征。16個(gè)測試點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡介于221～223 Ma之間, 其加權(quán)平均年齡為222.3±0.7 Ma(MSWD=0.25,=16)(圖8b)。2件樣品年齡結(jié)果相近, 均為晚三疊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

5.2 巖石地球化學(xué)

松諾(含礦)石英閃長玢巖和石英二長斑巖樣品的主量和微量元素分析結(jié)果見表2。

表2 松諾(含礦)石英閃長玢巖和石英二長斑巖主量(%)和微量元素(×10?6)分析結(jié)果

表3 松諾石英閃長玢巖鋯石LA-MC-ICP-MS Hf同位素分析結(jié)果

所有樣品的SiO2含量為59.25%～66.67%, Na2O含量為3.18%～4.62%; K2O含量較高為1.84%～4.73%, K2O/Na2O值為0.36～1.48, 平均0.81, 總體屬高鉀鈣堿性系列巖石; 樣品的全堿(Na2O+K2O)變化范圍為6.14%～7.95%, 在TAS圖解上(圖9a), 樣品主要落在(花崗)閃長巖和(石英)二長巖過渡區(qū), 與野外、鏡下定名基本一致。所有樣品的Al2O3含量為14.09%～15.86%,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.71～1.17, 在A/NK-A/CNK圖解(圖9b)中, 主要為準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖。樣品的P2O5含量(0.13%～0.39%)較低。

圖9 松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖TAS圖解(a;據(jù)Middlemost, 1994)和A/NK-A/CNK圖解(b;據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)

(含礦)石英閃長玢巖稀土元素總量(ΣREE)為132×10?6～206×10?6, 平均155×10?6; 輕重稀土元素分異顯著, LREE/HREE值平均11.6, (La/Yb)N=10.2～17.3, 含礦石英閃長玢巖具較弱的正Eu異常, 其他幾件較新鮮的樣品Eu異常不明顯。石英二長斑巖的稀土元素總量ΣREE=87.0×10?6～94.7×10?6; LREE富集, HREE虧損, LREE/HREE值平均9.85, (La/Yb)N=9.85～12.5, 具弱的負(fù)Eu異常。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖(圖10a)中, 所有樣品配分曲線基本一致, 均為右傾型, 表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素虧損, 但(含礦)石英閃長玢巖稀土元素總含量稍高于石英二長斑巖。

松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖總體表現(xiàn)出相似的微量元素地球化學(xué)特征(表2, 圖10b), 所有樣品均富集Rb、Ba、K等大離子親石元素(LILE), 而虧損Nb、P、Ta、Ti等高場強(qiáng)元素(HFSE), 呈明顯的“V”形谷。另外, 石英閃長玢巖較石英二長斑巖有更高的Ba、Th、Sr、Pb、P、Nd含量。

5.3 全巖Sr-Pb同位素

松諾3件石英閃長玢巖樣品的Sr-Pb同位素分析結(jié)果見表4。其中SN1-1樣品的(87Sr/86Sr)i=0.707012; DZK0007-2和DZK0007-3樣品的(87Sr/86Sr)i分別為0.705899和0.705785, 初始208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為38.273和38.386、15.532和15.531、18.080和18.191, 變化范圍較小。

表4 松諾石英閃長玢巖Sr-Pb同位素分析結(jié)果

5.4 鋯石Hf同位素

對松諾2件石英閃長玢巖樣品(SN1-1、DZK0007-2)進(jìn)行原位鋯石Hf同位素測試, 結(jié)果見表3。兩件樣品的176Lu/177Hf值分別為0.000524～0.001581和0.000995～0.001453(表3), 均小于0.002, 顯示鋯石在形成后具有極低的放射成因Hf積累, 因此所測定的176Hf/177Hf值可以代表鋯石結(jié)晶時(shí)體系的Hf同位素組成(吳福元等, 2007)。

SN1-1樣品中鋯石的176Hf/177Hf值為0.282596～ 0.282645,Hf()值為?1.3～0.4, 平均0.4, 分布較集中。單階段Hf模式年齡(DM1)為859～933 Ma, 平均893 Ma,Hf()對應(yīng)的二階段Hf模式年齡DM2為1089～ 1184 Ma, 平均1135 Ma。

DZK0007-2樣品中鋯石的176Hf/177Hf值為0.282473～0.282633;Hf()值為?5.8～?0.2, 平均?4.6, 分布較集中;DM1為881～1102 Ma, 平均1055 Ma;DM2為1117～1422 Ma, 平均1354 Ma。

6 討 論

6.1 格咱島弧晚三疊世巖漿活動(dòng)

義敦島弧南段的格咱島弧晚三疊世中酸性侵入巖主要有閃長玢巖、石英閃長玢巖、石英二長斑巖、花崗斑巖, 侵位于三疊系圖姆溝組和曲嘎寺組中, 受NNW向區(qū)域性大斷裂控制, 巖體整體上呈NNW向展布。綜合區(qū)域印支期巖體成巖年齡和成礦時(shí)代(表5), 格咱斑巖帶中閃長玢巖和石英閃長玢巖侵位時(shí)間要稍早于石英二長斑巖體和花崗斑巖, 且野外露頭侵入接觸關(guān)系清楚。此外, 在紅山?紅牛地區(qū)和休瓦促地區(qū)除晚三疊世石英閃長玢巖體(216 Ma;黃肖瀟等, 2012)和黑云母花崗巖體(200 Ma; 余海軍和李文昌, 2016; Yu et al., 2020), 還發(fā)育晚白堊世酸性花崗巖體。

表5 格咱斑巖帶印支期成巖成礦同位素年齡

前人對松諾中酸性斑巖體年代學(xué)開展過一些研究, 冷成彪等(2008)獲得的松諾含礦石英二長斑巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為220.9±3.5 Ma; 賴安琦等(2016)通過LA-ICP-MS測得松諾黃銅礦化石英二長斑巖鋯石U-Pb年齡為204.7±1.4 Ma, 但這些年齡主要集中在礦化石英二長斑巖, 對礦區(qū)另外一類重要的含礦石英閃長玢巖缺少年代學(xué)限定。本文獲得松諾礦區(qū)地表露頭和鉆孔深部含礦石英閃長玢巖體鋯石U-Pb年齡分別為229.7±1.1 Ma和222.3±0.7 Ma, 稍早于礦區(qū)礦化石英二長斑巖體年齡。且松諾地區(qū)的石英閃長玢巖體總體也要早于帶內(nèi)普朗、雪雞坪、欠雖等其他中酸性斑巖體, 但均為晚三疊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

6.2 巖體性質(zhì)及巖漿源區(qū)

在(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)圖(圖11a)中, 松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖樣品均落入未分異的M、S或I型花崗巖區(qū)域。兩種巖石中暗色礦物多為角閃石, 而未出現(xiàn)堇青石等過鋁質(zhì)礦物, 且大多數(shù)樣品A/CNK<1.1呈現(xiàn)出準(zhǔn)鋁質(zhì)特征, 且在P2O5-SiO2圖解(圖11b)中, SiO2與P2O5呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 主要表現(xiàn)出I型花崗巖特征(Chappell, 1999; Wu et al., 2003; 閆晶晶等, 2017)。結(jié)合主量元素分析結(jié)果顯示, 松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖均屬于高鉀鈣堿系列、準(zhǔn)鋁質(zhì)?弱過鋁質(zhì)I型花崗巖。

圖11 松諾含礦斑巖體巖石成因判別圖解(a底圖據(jù)Whalen et al., 1987; b底圖據(jù)Chappell, 1999、Wu et al., 2003)

石英閃長玢巖稀土元素總量(ΣREE平均155×10?6)高于石英二長斑巖(ΣREE平均90.6×10?6),但二者的稀土元素配分曲線和微量元素蛛網(wǎng)圖具有相似的分布特征(圖10)。稀土元素呈現(xiàn)富集輕稀土元素、虧損重稀土元素的右傾型配分模式, 樣品均富集K、Rb、Ba等大離子親石元素(LILE), 明顯虧損Ta、Nb、P、Ti等高場強(qiáng)元素(HFSF), 呈現(xiàn)出弧巖漿性質(zhì)的高鉀鈣堿性花崗巖特征(Chappell and White, 2001)。

前人根據(jù)初始鍶比值將容礦斑巖分成了三類(芮宗瑤, 2002): ①幔源型, (87Sr/86Sr)i<0.7040, 以土屋和延?xùn)|斑巖銅礦床為代表; ②以幔源為主的幔、殼混源型, (87Sr/86Sr)i在0.7040～0.7060之間, 以德興銅廠和多寶山斑巖銅礦床為代表; ③以殼源為主的殼、幔混源型, (87Sr/86Sr)i在0.7060～0.7086之間, 以玉龍、馬拉松多和烏奴格吐山斑巖銅礦床為代表。松諾地表含礦石英閃長玢巖(SN1-1)樣品由于受風(fēng)化和蝕變影響, (87Sr/86Sr)i=0.7070; 而鉆孔石英閃長玢巖DZK0007-2和DZK0007-3樣品(87Sr/86Sr)i分別為0.7059和0.7058, 且兩件樣品的初始208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb分別為38.273和38.386、15.532和15.531、18.080和18.191, 變化范圍較小, 顯示松諾含礦斑巖體具有比較單一的物質(zhì)來源, 主要來源于富集地幔, 有地殼物質(zhì)混入。

鋯石Lu-Hf同位素可準(zhǔn)確地約束巖漿源區(qū)及演化分異過程(吳福元等, 2007; Li et al., 2007; Guo et al., 2015)。一般而言, 具有低的Hf()負(fù)值和相應(yīng)老的模式年齡表明花崗巖可能來源于古老地殼的深融或重融, 而具有較高的Hf()正值和相應(yīng)較年輕的模式年齡表明花崗巖可能來源于地幔熔體高度結(jié)晶分異或者地殼中地幔物質(zhì)的再循環(huán)或者新生地殼的部分熔融(Ben-Bassat, 1980; Kinny and Mass, 2003; Mo et al., 2007)。I型花崗巖可由地殼內(nèi)中基性火成巖或基性變質(zhì)巖部分熔融而來(Chappell and Stephens, 1988), 或地殼重熔過程中有幔源物質(zhì)的加入而形成(Kemp et al., 2007; Collins and Richards, 2008; Zhu et al., 2009a, 2009b)。松諾含礦石英閃長玢巖體鋯石具有較高的176Hf/177Hf值(0.282473～0.282645),Hf()值為?5.8～0.4(圖12a), 均值為?2.5, 而Hf二階段模式年齡(DM2)值為1089～1422 Ma(圖12b), 平均值為1245 Ma, 且所有鋯石Lu/Hf值(為?0.98～?0.95)顯著小于大陸地殼Lu/Hf值(下地殼的Lu/Hf=?0.34, 上地殼的Lu/Hf=?0.72), 表明其源區(qū)為地幔巖石或新生地殼部分熔融。在Hf()-年齡關(guān)系圖(圖13)中, 松諾巖體和區(qū)域上其他印支期巖體及安山巖具有相似的鋯石Hf同位素組成特征, 總體分布在零值附近, 部分巖體完全呈現(xiàn)出正Hf()值特征, 表明在這期成巖作用巖漿源區(qū)總體呈現(xiàn)出富集地幔特征(余海軍, 2018)。其中SN1-1樣品Hf()在零值附近, 而DZK0007-2樣品Hf()值均為負(fù)值, 說明含礦斑巖形成過程中可能有陸殼物質(zhì)的加入。

圖12 松諾石英閃長玢巖鋯石εHf(t)值分布直方圖(a)及二階段Hf模式年齡直方圖(b)

圖13 松諾含礦斑巖鋯石εHf(t)-t關(guān)系圖(底圖據(jù)Lu et al., 2013)

綜上, 松諾含礦斑巖體年代學(xué)、巖石化學(xué)、鋯石Hf同位素和全巖Sr-Pb同位素等特征, 與區(qū)域上印支期含礦斑巖特征相似(侯增謙等, 2003; 李文昌等, 2010, 2013; Li et al., 2017), 顯示松諾含礦斑巖體主要來源于富集地幔部分熔融并混有少量的陸殼物質(zhì)。

6.3 巖石成因及地質(zhì)意義

花崗巖類型與大地構(gòu)造環(huán)境具有密切的關(guān)系, 巖石地球化學(xué)特征對構(gòu)造環(huán)境和地球動(dòng)力學(xué)演化方面有重要的指示意義(Barbarin, 1999)。松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖Rb/Sr值為0.08～0.31, 平均值0.15, 介于上地幔值(0.034)與地殼值(0.35)之間(Taylor and McLennan, 1995), 呈現(xiàn)出殼幔混源的特點(diǎn)。松諾巖體樣品相對虧損P、Ti、Nb、Ta等元素, 且在哈克圖解中, Fe、Mg、Ca等含量與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖略), 表明巖漿可能經(jīng)歷了磷灰石、金紅石、橄欖石、輝石等結(jié)晶分異作用。在Rb-(Y+Nb)構(gòu)造判別圖解(圖14a)中, 石英二長斑巖和石英閃長玢巖樣品全部落在了火山弧花崗巖區(qū); 在(Rb/30)-Hf-3×Ta圖解(圖14b)中, 大部分樣品落在火山弧和靠近火山弧花崗巖區(qū), 顯示研究區(qū)斑巖體具有弧型巖漿巖的地球化學(xué)特征(Taylor, 1985; Sun and Mcdonough, 1989; Kang et al., 2014)。

Syn-COLG. 同碰撞花崗巖; VAG. 火山弧花崗巖; ORG. 洋脊花崗巖; WPG. 板內(nèi)花崗巖。

此外, 松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖均具有較高的Sr(329×10?6～1050×10?6)含量, 較低的Y(均值為15.6×10?6)和Yb(均值為1.66×10?6)含量, 以及較高的Sr/Y(23.3～60.9)、La/Nb(1.82～4.85)(島弧巖漿La/Nb>1; Condie, 1982)、Ba/La(29.4～68.5)和Ba/Nb(56.2～251.4)值, 呈現(xiàn)出埃達(dá)克質(zhì)巖石的部分特征(Defant and Drummond, 1990; Richards and Kerrich, 2007; Castillo, 2012)。在Y-Sr/Y和(La/Yb)N- YbN圖解(圖15)中, 松諾石英閃長玢巖體樣品均落入經(jīng)典島弧巖石域, 3件石英二長斑巖樣品落入埃達(dá)克巖石和經(jīng)典島弧巖石過渡區(qū)靠近埃達(dá)克巖石一側(cè), 表明松諾地區(qū)中酸性侵入巖形成于與板片俯沖有關(guān)的火山弧環(huán)境中。綜合區(qū)域地質(zhì)研究表明, 松諾含礦斑巖體為晚三疊世甘孜?理塘大洋板片向西俯沖, 導(dǎo)致上覆交代地幔楔部分熔融, 巖漿侵位過程中經(jīng)歷結(jié)晶分異作用及少量陸殼物質(zhì)的混染而形成(侯增謙等, 2003; 李文昌等, 2010, 2013; Li et al., 2017)。這些巖石為區(qū)域銅成礦作用提供了重要的成礦物質(zhì)。

圖15 松諾含礦斑巖體Sr/Y-Y圖解(a)和(La/Yb)N-YbN圖解(b)(底圖據(jù)Defant and Drummond., 1990)

前人研究表明, 富水和高巖漿氧逸度是制約斑巖型銅金成礦的重要因素, 且?guī)r漿水的含量和氧逸度存在正相關(guān)關(guān)系(Kelley and Cottrell, 2009; Richards, 2015; Sunet al., 2015)。松諾含礦斑巖體斑晶中見大量含水礦物角閃石, 表明原始巖漿具有較高水含量, 為后期巖漿?熱液過程提供有利條件。且含礦斑巖體中普遍發(fā)育有磁鐵礦, 表明含礦斑巖母巖漿氧逸度較高, 有利于形成斑巖型銅金礦床。松諾含礦斑巖及圍巖的蝕變礦化均顯示出強(qiáng)烈面狀蝕變分布特征, 蝕變類型及其礦物組合具典型斑巖型銅礦化青磐巖化和絹英巖化特征, 外接觸帶圍巖普遍具角巖化蝕變特征。含礦斑巖節(jié)理裂隙發(fā)育, 具細(xì)網(wǎng)脈狀、小團(tuán)塊狀、浸染狀黃鐵礦黃銅礦磁鐵礦化。鉆孔揭露到的礦體垂厚53.54 m、真厚18.22 m, 礦體Cu品位0.20%～0.61%, 平均品位0.23%。因此松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖為含礦巖體, 具有尋找斑巖型銅多金屬礦的潛力, 值得進(jìn)一步開展深入研究和勘查工作。

7 結(jié) 論

(1) 鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示, 松諾含礦石英閃長玢巖的成巖年齡分別為229.7 Ma和222.3 Ma, 為晚三疊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物, 與區(qū)域印支期含礦斑巖體成巖?成礦年齡一致, 屬同一構(gòu)造?巖漿?成礦事件產(chǎn)物。

(2) 松諾石英閃長玢巖和石英二長斑巖具有相似的地球化學(xué)特征, 富集輕稀土元素和大離子親石元素, 虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素, 為準(zhǔn)鋁?弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性系列的具有弧巖漿性質(zhì)的I型花崗巖。松諾含礦石英閃長玢巖鋯石Hf()在零值附近, 顯示來源于交代地幔楔的部分熔融。

(3) 松諾含礦斑巖成巖年齡、巖漿性質(zhì)和源區(qū)等地球化學(xué)特征與區(qū)域上普朗、雪雞坪等大型?超大型斑巖銅礦較為相似, 具備弧構(gòu)造背景斑巖型銅多金屬礦床的成礦條件, 且銅礦化蝕變強(qiáng)烈, 具有較好的找礦前景, 值得進(jìn)一步深入研究和開展勘查工作。

致謝:野外工作得到了云南省地質(zhì)調(diào)查院的大力支持與幫助, 成文過程得到了東華理工大學(xué)冷成彪教授和中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所王新松研究員的指導(dǎo), 兩位審稿人提出的大量建設(shè)性修改意見, 一并表示衷心感謝！

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Petrochemical, Zircon U-Pb age and Hf Isotopic Characteristics of the Songnuo Porphyry in Northwestern Yunnan and Their Geological Significance

WANG Hao1, 2, YU Haijun1, 2, 3, 4*, ZHANG Chuanyu2, 3, 4, WANG Lu2, 3, 4, SU Xiaoyu2, 3, 4, JIANG Jiawen3, 4, 5

(1. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan, China; 2. MNR Key Laboratory of Sanjiang Metallogeny and Resources Exploration and Utilization, MNR, Kunming 650051, Yunnan, China; 3. Yunnan Geological Survey, Kunming 650216, Yunnan, China; 4. Yunnan Key Laboratory of Sanjiang Metallogeny and Resources Exploration and Utilization, Kunming 650051, Yunnan, China; 5. Faculty of Earth Resource, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, Hubei, China)

In recent years, with the built of large and super-large copper deposits such as Pulang and Hongshan- Hongniu, the Geza area in Northwest Yunnan has become an important porphyry copper ore concentration area and copper resource exploration and development base in China, and searching for the “Pulang-Hongshan style” porphyry-skarn type large and super-large copper polymetallic deposits in this area has become a hot spot of ore geological study and prospecting exploration. Based on the prospective survey of copper resources in the Songnuo area, petrological and geochemical investigations were carried out on the mineralized quartz diorite porphyrite in the Songnuo area. Two samples of ore-bearing quartz diorite porphyrites at Songnuo have zircon U-Pb ages of 229.7±1.1 Ma and 222.3±0.7 Ma, respectively, indicating that they are the products of the Late Triassic magmatic activity. The quartz diorite porphyrite and quartz monzonite porphyry show the petrochemical characteristics of pseudoaluminous-weak peraluminous shoshonite-high-potassium calc-alkaline series I-type granite. The rocks show REE patterns characterized by LREE enrichment, relatively depletion of HREE, weak negative Eu anomalies, whereas their trace elements are featured by enrichment of large ion lithophile elements such as K, Rb and Ba, and depletion of high field strength elements such as Ta, Nb, P and Ti. Based on the characteristics of petrology, rock geochemistry, zircon Hf isotope and whole rock Sr-Pb isotopes, it is considered that the Songnuo ore-bearing porphyry was formed in the arc tectonic environment formed by the westward subduction of the Ganzi-Litang oceanic crust during the Indosinian period. The magma source is the enriched lithosphere mantle metasomatized by subducting related fluids, and during ascending process, the magma experienced contamination by crust-derived sedimentary materials. Thus, the pluton has metallogenic conditions of island arc porphyry copper polymetallic deposits, showing strong alteration and mineralization and promising prospecting potential, and thus is worthy of further research and exploration.

zircon U-Pb geochronology; Hf isotopes; petrography; Songnuo copper deposit; Northwest Yunnan

10.16539/j.ddgzyckx.2023.05.007

2022-05-22;

2022-11-04

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(42173026)、云南省基礎(chǔ)研究計(jì)劃專項(xiàng)面上項(xiàng)目(202301AT070019)、云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(202305AT350004-3)和云南省“興滇英才”青年人才項(xiàng)目聯(lián)合資助。

王浩(1996–), 男, 碩士研究生, 資源勘查和地球化學(xué)專業(yè)。E-mail: yh121403227@163.com

余海軍(1985–), 男, 正高級工程師, 主要從事礦床學(xué)和找礦勘查研究。E-mail: 79232816@qq.com

P581; P595; P597

A

1001-1552(2023)05-1040-023