西藏多巴—班戈地區(qū)燕山晚期花崗巖的成因與找礦前景

張俊成 汪雄武 雷傳揚(yáng) 彭慧娟 胡志蓮

（成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都610059）

西藏多巴－班戈地區(qū)處于岡底斯北帶，該地區(qū)的昂龍崗日－騰沖構(gòu)造巖漿亞帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的與燕山晚期花崗巖類(lèi)巖體有關(guān)的礦床包括班戈、東噶的金礦，弄我、拉欽普的鐵礦以及雄巴、日拉的銅礦［1－4］。其中與早白堊世花崗巖類(lèi)巖體有關(guān)的礦床主要為金礦和鐵礦，而與晚白堊世花崗巖有關(guān)的銅礦主要位于研究區(qū)西部。那么，研究區(qū)中東部的大面積分布的晚白堊世花崗巖的成礦潛力如何呢？本文通過(guò)系統(tǒng)分析研究燕山晚期花崗巖類(lèi)巖體的地質(zhì)、地球化學(xué)特征及其大地構(gòu)造意義，探討花崗巖類(lèi)巖體的成因，并在此基礎(chǔ)上分析花崗巖的成礦專(zhuān)屬性和蝕變類(lèi)型等，判別找礦遠(yuǎn)景，指導(dǎo)科學(xué)找礦。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)特征

莫宣學(xué)等將岡底斯帶自北向南大致分為北、中、南3個(gè)亞帶。昂龍岡日－班戈（扎西則）騰沖構(gòu)造巖漿亞帶相當(dāng)于北帶，大致位于班公錯(cuò)—東巧－怒江縫合帶（BNSZ）以南，獅泉河—申扎－嘉黎一線以北［5］。燕山晚期主要巖體有安多康巴、普保、蒙東、那拉瑪、崩錯(cuò)、波熱錯(cuò)窮、供波納、達(dá)吉聶、青龍及吉崗、羅各東等。據(jù)前人研究成果和1∶250 000區(qū)調(diào)資料，相關(guān)巖體的K－Ar法同位素年齡分別是：早白堊世花崗巖為103～130Ma，晚白堊世花崗巖為69～80.5Ma［1，2］。早白堊世花崗巖類(lèi)巖體分布于研究區(qū)南西部，主要受北西－南東向的構(gòu)造控制；晚白堊世巖體則主要分布于北東部，沿北東－南西向的斷裂或者斷裂的交匯處產(chǎn)出：反映了燕山晚期花崗巖在空間上的遷移性（圖1）。早白堊世花崗巖的巖石組合為花崗閃長(zhǎng)巖－英云閃長(zhǎng)巖－二長(zhǎng)花崗巖，副礦物組合為磁鐵礦－鋯石－磷灰石型。晚白堊世花崗巖的巖性主要為二長(zhǎng)花崗巖，根據(jù)結(jié)晶程度的差別分為2大類(lèi)：具細(xì)中?；◢徑Y(jié)構(gòu)的二長(zhǎng)花崗巖和具似斑狀結(jié)構(gòu)的二長(zhǎng)花崗巖，副礦物組合為磁鐵礦－榍石－鋯石－磷灰石型［1，2］。

圖1 研究區(qū)燕山晚期花崗巖地質(zhì)圖Fig.1 The geological map of late Yanshanian granites in study area

研究區(qū)燕山晚期花崗巖的巖石組合為花崗閃長(zhǎng)巖－二長(zhǎng)花崗巖－英云閃長(zhǎng)巖，暗色礦物主要為黑云母、角閃石；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算中，大部分出現(xiàn)剛玉分子，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜1%；稀土含量中等，且輕稀土富集，銪虧損較明顯；副礦物有磁鐵礦、榍石、鋯石。早白堊世花崗巖具有I型花崗巖的大部分特征；而晚白堊世花崗巖則具有S型花崗巖的特征。

1.2 地球化學(xué)特征

1.2.1 常量元素

早白堊世花崗巖的巖性為花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和英云閃長(zhǎng)巖（圖2），屬鈣堿性－高鉀鈣堿性系列（圖3－B），偏鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)（圖3－A）。晚白堊世花崗巖的巖性為二長(zhǎng)花崗巖（圖2），主要為高鉀鈣堿性系列（圖3－B），過(guò)鋁質(zhì)（圖3－A）。

1.2.2 稀土元素及微量元素

稀土元素配分曲線表現(xiàn)為輕稀土富集型，具弱銪虧損的右傾平滑曲線（圖4－A）。湯氏圖解中晚白堊世花崗巖富集Rb、Th、Ce、Hf元素而虧損Ba、Nb、Sr（圖4－B），w（Rb）N／w（Yb）N＞1，強(qiáng)不相容元素富集型。

圖2 花崗巖類(lèi)An－Ab－Or分類(lèi)圖解Fig.2 An－Ab－Or classification diagram of granitoids

Zr／Hf、Nb／Ta比值是重要的巖漿指標(biāo)和蝕變指標(biāo)，這2組高場(chǎng)強(qiáng)元素在過(guò)鋁質(zhì)花崗巖侵入體的演化過(guò)程中呈現(xiàn)不同的特征。隨著分異程度的增加，Nb／Ta比值降低的同時(shí)Nb和Ta值則表現(xiàn)為顯著的升高［6］。在部分熔融時(shí)，Ta比Nb，Zr比 Hf更易進(jìn)入熔體［7］，早白堊世花崗巖的Zr／Hf比值較小，Nb／Ta較大，說(shuō)明晚白堊世花崗巖類(lèi)熔融程度更高。

1.3 巖漿來(lái)源及演化

圖3 巖石系列及鋁飽和度判別圖Fig.3 Diagrams of rock series and aluminum saturation

圖4 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線及微量元素標(biāo)準(zhǔn)化模式Fig.4 Chondrite－normalized REE patterns and normalized model of trace elements

圖5 La－La／Sm 圖Fig.5 Diagram of La－La／Sm

研究區(qū)花崗巖類(lèi)巖石具有平衡部分熔融的趨勢(shì)（圖5）。早白堊世花崗巖的源巖為閃石巖，主要產(chǎn)生I型花崗巖；晚白堊世花崗巖的源巖為閃石巖、雜砂巖（圖6－A，B），混合源巖，雜砂巖主要產(chǎn)生S型花崗巖。從早白堊世到晚白堊世呈現(xiàn)由I型到S型花崗巖的過(guò)渡。早白堊世與晚白堊世花崗巖的分異程度有所不同，Ba／Sr比值大小與斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用程度成正相關(guān)，早、晚白堊世花崗巖總體的演化趨勢(shì)是Ba／Sr比值增大（圖7），說(shuō)明斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用程度增強(qiáng)。

1.4 大地構(gòu)造背景及地球動(dòng)力機(jī)制

研究區(qū)燕山晚期花崗巖的微量元素（Y＋Nb）－Rb圖解表明，早白堊世花崗巖投影點(diǎn)落于火山弧花崗巖內(nèi)，而晚白堊世花崗巖落于同碰撞花崗巖區(qū)內(nèi)（圖8－A）。在R1－R2多陽(yáng)離子圖解中（圖8－B），早白堊世花崗巖主要集中于板塊碰撞前消減的活動(dòng)板塊邊緣，晚白堊世花崗巖落于同碰撞環(huán)境區(qū)。

圖6 源巖和形成條件判別圖Fig.6 Diagram of source rock and formation conditions

圖7 巖漿演化圖Fig.7 Magmatic evolution diagram

對(duì)研究區(qū)內(nèi)燕山晚期的花崗巖島弧成熟度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)晚白堊世花崗巖成熟度更高（圖9），說(shuō)明晚白堊世花崗巖更加靠近大陸。早白堊世花崗巖主要位于南西向，晚白堊世花崗巖位于北東向，表現(xiàn)為自南西到北東的遷移型（圖1），且時(shí)代由老到新，因而判斷燕山晚期新特提斯洋殼向北俯沖于岡底斯陸殼之下。

2 找礦前景分析

圖8 大地構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.8 Tectonic setting discrimination diagram

判別花崗巖成礦潛力有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：花崗巖類(lèi)型，成分演化程度、分異程度和氧化狀態(tài)。該標(biāo)準(zhǔn)是基于經(jīng)驗(yàn)和理論總結(jié)出來(lái)并很好地解釋了已知的與花崗巖有關(guān)的礦點(diǎn)分布［14］。從首要原則來(lái)判別花崗巖成礦潛力的方法：首先考慮源巖區(qū)巖漿熔融時(shí)的溫度和壓力，其次考慮主巖的成分影響［15］。通過(guò)上述研究區(qū)花崗巖的成因得出的花崗巖類(lèi)型，成分演化、分異程度和氧化狀態(tài)等參數(shù)，可以判別成礦的可能性及成礦元素組合，認(rèn)識(shí)找礦前景。①?gòu)?qiáng)烈結(jié)晶分異的花崗巖套更可能發(fā)生礦化作用，如演化愈強(qiáng)的花崗巖類(lèi)wK／wRb比值愈小（圖10－B）。wK／wRb值在高分異的熔體會(huì)顯示一種急劇降低的趨勢(shì)。巖相和成分特征與分離結(jié)晶過(guò)程的一致性往往與重大的礦化有關(guān)［16］。早白堊世花崗巖分布集中于石英閃長(zhǎng)巖和異?；◢弾r區(qū)，分異程度不高，可能的成礦類(lèi)型為Fe－Cu－Au礦床；晚白堊世花崗巖分異程度較高，可能的成礦類(lèi)型為 W－Sn－Mo礦床（圖7）。親花崗巖元素與富硅的花崗巖有關(guān)，而Cu與中等含硅的花崗巖有關(guān)。晚白堊世花崗巖類(lèi)SiO2含量高，往往與Sn、Mo、U以及相關(guān)的金礦化有關(guān)；而早白堊世SiO2含量低與Cu有關(guān)。②巖漿的氧化狀態(tài)決定了許多成礦元素的相容或不相容性質(zhì)，而氧化狀態(tài)很大程度上決定于源巖。從島弧環(huán)境－大陸邊緣環(huán)境－陸內(nèi)環(huán)境［14］，由不同源巖形成的巖漿氧化狀態(tài)由低到高，I型、S型分別為氧化性和還原性。巖漿氧化狀態(tài)系數(shù)ΔOx＝lg（wFe2O3／wFeO）＋0.3＋0.03 wFeO＊，wFeO＊＝0.9（wFe2O3＋wFeO）。早白堊世花崗巖的ΔOx平均值為－0.193 17，晚白堊世花崗巖ΔOx平均值則為－0.054 91。Cu、Mo和Au礦床通常與磁鐵礦型花崗巖有關(guān)，而Sn礦床則與鈦鐵礦型花崗巖有關(guān)［17，18］。研究區(qū)花崗巖類(lèi)主要為中等還原和中等氧化狀態(tài)。

圖9 火山弧成熟度判別圖Fig.9 Diagram of volcanic arc maturity

交代蝕變是巖漿晚期流體飽和出溶以及巖漿期后流體活動(dòng)的重要標(biāo)志，對(duì)于大致判別區(qū)域上是否成礦、成什么礦、多大規(guī)模都有重要意義。研究區(qū)燕山晚期的花崗巖均有不同程度的蝕變，其中早白堊世角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖、角閃石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖存在著較強(qiáng)的斜長(zhǎng)石絹云母化、黑云母綠泥石化、綠簾石化；晚白堊世黑云二長(zhǎng)花崗巖則巖石蝕變較弱，表現(xiàn)為輕絹云母化、綠泥石化（圖11）。綠泥石化、綠簾石化是含鎂鐵質(zhì)礦物，如黑云母、普通角閃石或輝石的分解而成，這種蝕變常形成于低溫環(huán)境下。而絹云母是由長(zhǎng)石分解而成，因而會(huì)交代斜長(zhǎng)石，它指示的是pH值較低的酸性環(huán)境。

圖10 氧化狀態(tài)及演化度判別圖Fig.10 Diagrams of oxidation state and compositional evolution

不同大地構(gòu)造背景下及造山作用不同階段產(chǎn)生不同類(lèi)型、不同成分的花崗巖，一定類(lèi)型和成分的花崗巖中產(chǎn)生一定的成礦元素組合（圖12），因此，大地構(gòu)造環(huán)境是控制花崗巖成礦元素組合的重要因素。早白堊世花崗巖所代表的島弧環(huán)境主要產(chǎn)生斑巖型、夕卡巖型、淺成低溫?zé)嵋盒鸵约疤妓猁}巖交代型礦床，主要的金屬元素組合是Cu－Mo、Cu－Au、Sn－W、Au－Ag等；晚白堊世花崗巖代表的同碰撞環(huán)境則主要產(chǎn)生夕卡巖型、云英巖型、斑巖型、脈巖型礦床，成礦元素組合為Sn－W－UNb－Be－Sb－Bi［19］。

圖12 金屬元素組合、與侵入巖有關(guān)的礦床與花崗巖類(lèi)成分以及巖漿氧化狀態(tài)的關(guān)系示意圖Fig.12 Generalised scheme that links granitoid compositions and magmatic oxidation state with metal associations and instrusion－related ore deposit types

研究區(qū)納木錯(cuò)北側(cè)班戈縣青龍區(qū)東嘎鄉(xiāng)南部具錫異常以及班戈縣附近的鎢異常［1，2］，以角閃黑云母粗?；◢弾r為主，高度分異，與 W－Sn－Mo礦化有關(guān)（圖7），有利于成礦；北西向斷裂極其發(fā)育，西部上侏羅統(tǒng)灰?guī)r等，可能形成夕卡巖型 WSn礦。

3 結(jié)論

多巴－班戈地區(qū)燕山晚期花崗巖具有2種不同的成因類(lèi)型，一種為早白堊世的I型花崗巖，源巖為閃石巖，形成于火山弧環(huán)境；另一種為向S型花崗巖過(guò)渡的晚白堊世花崗巖，源巖為閃石巖與雜砂巖混源，形成于同碰撞環(huán)境。

早白堊世花崗巖的SiO2含量、成分演化度低，中等分異，鈦鐵礦系列，可能的成礦種類(lèi)為Fe－Cu－Au礦床；晚白堊世花崗巖的SiO2含量、成分演化度較高，強(qiáng)烈分異，鈦鐵礦系列，可能的成礦種類(lèi)為W－Sn－Mo礦床。結(jié)合錫、鎢異常分布，以及晚白堊世黑云二長(zhǎng)花崗巖表現(xiàn)出的絹云母化、綠泥石化蝕變，以及有利的地層、構(gòu)造、巖漿巖條件，認(rèn)為晚白堊世花崗巖具生成夕卡巖型鎢、錫礦的潛力。

［1］吉林省地質(zhì)調(diào)查院.西藏多巴區(qū)幅（1∶25萬(wàn)）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］.吉林：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2003.

［2］西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院.西藏班戈縣幅（1∶25萬(wàn)）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］.西藏：西藏地質(zhì)調(diào)查研究院，2002.

［3］曲永貴，王永勝，張樹(shù)岐，等.多巴區(qū)幅地質(zhì)調(diào)查成果及主要進(jìn)展［J］.地質(zhì)通報(bào)，2004，23（5／6）：492－497.

［4］陳國(guó)榮，陳玉祿，張寬忠，等.班戈縣幅地質(zhì)調(diào)查新成果及主要進(jìn)展［J］.地質(zhì)通報(bào)，2004，23（5／6）：520－524.

［5］莫宣學(xué)，董國(guó)臣，趙志丹，等.西藏岡底斯帶花崗巖的時(shí)空分布特征及地殼生長(zhǎng)演化信息［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，11（3）：281－290.

［6］Dostal J，Chatterjee A K.Contrasting behaviour of Nb／Ta and Zr／Hf ratios in a peraluminous granitic pluton，Nova Scotia，Canada［J］.Chemical Geology，2000，163：207－218.

［7］李昌年.火成巖微量元素巖石學(xué)［M］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1992.

［8］Allegre C J，Minster J F.Quantitative models of trace element in igneous petrology［J］.Earth Planet Sc，1978，38：1－25.

［9］Alther R，Holl A，Hegner E，et al.Highpotassium，calc－alkaline I－type plutonism in the European Variscides：Northern Vosges （France）and northern Schwarzwald （Germany）［J］.Lithos，2000，50：51－73.

［10］Brown G C，Thorpe R S，Webb P C.the geochemical characteristics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources［J］.Geol SOC London，1984，141：413－426.

［11］Bouseily A M，Sckkary A A.The relation between Rb，Ba and Sr in granitic rock［J］.Chemical Geology，1975，16：207－219.

［12］Pearce J A，Harris N B W，Tindle A G.Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks［J］.Journal of Petrology，1984，25：956－983.

［13］La Roche H，Leterrier J，Grandclaude P，et al.A classification of volcanic and plutonic rocks using R1－R2diagram and major element analysis：its relationships with current nomenclature［J］.Chemical Geology，1980，29：183－210.

［14］Blevin P L.Redox and compositional parameters for interpreting the granitoid metallogeny of eastern australia：implications for gold－rich ore systems［J］.Resource Geology，2004，54（3）：241－252.

［15］Wyborn L A I.Assessing the metallogenic potential of Proterozoic granite suites from first principles［C］／／The Ishihara Symposium：Granites and Associated Metallogenesis.Canberra：Geoscience Australia，2004：149－154.

［16］Blevin P L.Metallogeny of granitic rocks［C］／／The Ishihara Symposium：Granites and Associated Metallogenesis.Canberra：Geoscience Australia，2004：1－4.

［17］Ishihara S.The magnetite－series and ilmenite－series in granitic rocks［J］.Mining Geology，1977，27：293－305.

［18］Ishihara S.The granitoid series and mineralization［J］.Econ Geol，1981，75th Anniv：458－484.

［19］汪雄武，王曉地.花崗巖成礦的幾個(gè)判別標(biāo)志［J］.巖石礦物學(xué)報(bào)，2002，21（2）：119－130.

［20］王潔民，雍永源.西藏班戈花崗巖成因、構(gòu)造環(huán)境及其含錫性［J］.地質(zhì)論評(píng)，1994，40（2）：173－182.