青海虎頭崖—肯德可克礦區(qū)地球化學(xué)特征及其噴流成礦作用

李 歡, 奚小雙

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083；3.九州大學(xué) 工學(xué)府地球資源系，福岡 819-0395)

Sedex 型礦床是指以沉積巖容礦的噴流沉積型礦床(Sedimentary exhalative deposit)，是近代礦產(chǎn)勘查所發(fā)現(xiàn)的很重要的一類礦床，在世界范圍內(nèi)分布廣泛，是Zn和Pb等金屬的重要來源，分別超過世界儲量的50%和60%。海底沉積－噴流(Sedex)礦床也泛指成礦水熱流體(不同成因)噴溢出海底，液態(tài)狀通過不同方式，將所攜帶的成礦組分在噴口上下或附近沉積富集而形成的礦床。海底噴流沉積礦床具有明顯的層控及時控特征，往往成群產(chǎn)出，形成整個噴流沉積成礦系統(tǒng)。綜合研究大區(qū)域中的噴流礦床，查明噴流沉積成礦作用，研究其噴流沉積地球化學(xué)特征，探明其噴流旋回及其與火山巖之間的關(guān)系，對整個礦區(qū)的礦產(chǎn)勘查有著重要的現(xiàn)實(shí)及理論意義。例如，楊竹森等[1]探討了安徽銅陵礦集區(qū)海西期噴流沉積系統(tǒng)，查明了噴流沉積旋回，建立了流體系統(tǒng)時空結(jié)構(gòu)。蒙義峰等[2]劃分了滇東南蘆柴沖大型銀多金屬礦床的海底噴流成礦作用沉積旋回，探明了海底噴流成礦的含礦流體運(yùn)移的通道，指出成礦作用具周期性振蕩運(yùn)動的特點(diǎn)。彭潤民等[3]研究了內(nèi)蒙古狼山—渣爾泰山礦集區(qū)海底噴流成礦特征，指出這些礦床具有鮮明的層控及巖控特征，并指明了深部及外圍的找礦方向。噴流沉積礦床的地球化學(xué)研究也得到許多研究者的重視，通過對Sedex型噴流沉積礦床礦石及與其有關(guān)的火山巖的常量、微量、稀土及同位素研究，可以探知成礦流體來源，建立噴流成礦作用沉積旋回，從而指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查[4?5]。

青海海西茫崖地區(qū)的虎頭崖和肯德可克等礦床已有多年開采歷史，為了擴(kuò)大礦床規(guī)模，近年來中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院開展了新的找礦勘探工作，并獲得了新的找礦成果。為了在找礦勘探中加強(qiáng)礦區(qū)和外圍的成礦地質(zhì)的研究、提高礦區(qū)和區(qū)域地質(zhì)成礦的認(rèn)識程度，本文作者對祁漫塔格區(qū)帶虎頭崖—肯德可克礦區(qū)中的虎頭崖鉛鋅礦、肯德可克多金屬礦、景仁銅礦及北溝鐵礦等礦床進(jìn)行成礦地球化學(xué)特征研究，探討其噴流成礦作用，配合礦區(qū)的找礦勘探工作進(jìn)行，以求獲得更好的找礦效果。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及礦床研究現(xiàn)狀

虎頭崖—肯德可克礦區(qū)眾多礦床產(chǎn)于東昆侖祁漫塔格弧后裂陷構(gòu)造帶中，隸屬于著名的祁漫塔格成礦帶。祁漫塔格地區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，近年來，地質(zhì)找礦有重要發(fā)現(xiàn)，銅、鐵、鎢、錫、鉛鋅、金和鉑族金屬礦產(chǎn)有巨大找礦潛力，已成為西北地區(qū)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦重大突破最有希望的地區(qū)之一。自20世紀(jì)90年代以來，祁漫塔格及相鄰地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了 50余處礦(床)點(diǎn)，特別是近年肯德可克鐵?多金屬礦床、迪木那里克鐵礦、白干湖鎢錫礦床、維寶鉛鋅礦及卡爾卻卡銅礦等的發(fā)現(xiàn)，使得該區(qū)域找礦工作取得歷史性突破，引起了地學(xué)界廣泛關(guān)注和重視[6?7]。

關(guān)于祁漫塔格成礦帶的地質(zhì)背景研究成果頗多。祁漫塔格成礦帶分布在柴南緣西部的祁漫塔格山脈北坡，屬于柴南緣的北部帶，即東昆侖北帶，成礦元素主要有鐵、鈷、金、銀、銅、鉛和鋅等。柴南緣在古生代到中生代的漫長時間中基本上是處在南部特提斯大洋的北部邊緣位置，直到中生代發(fā)生洋盆中島嶼地體的拼接，結(jié)束了大陸邊緣的狀態(tài)，洋盆向南轉(zhuǎn)移[8]。其間，南部特提斯洋是向北俯沖，形成島弧帶。島弧帶的類型以拉張型島弧活動為主，形成弧后盆地，這是柴南緣南部隆起帶與北部裂陷帶的構(gòu)造型式的成因，是比較公認(rèn)的意見[9]。這種構(gòu)造性質(zhì)是長期保持的，其中以海西期發(fā)育最為完善，邊緣島弧帶的巖漿巖侵入體十分常見，內(nèi)帶的弧后盆地沉積地層發(fā)育，火山噴出巖也很發(fā)育。燕山期柴南緣已經(jīng)與東昆侖地體拼合，面對南部的巴顏喀拉洋盆(古特提斯洋)的俯沖[10]，轉(zhuǎn)變成擠壓俯沖帶，處于柴南緣內(nèi)側(cè)的祁漫塔格帶成為內(nèi)弧帶，祁漫塔格沉積了三疊系地層，同時有燕山期巖體侵位[11]，說明了島弧性質(zhì)的變化。高永寶等[12]對祁漫塔格地區(qū)成礦地質(zhì)特征及潛力進(jìn)行了分析，認(rèn)為其成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，找礦潛力巨大。尤其是野馬泉口肯德可克一帶經(jīng)后期陸內(nèi)復(fù)合造山(晚華力西－印支期、燕山期)的疊加改造，為鐵及多金屬礦床成礦提供了豐富的Pb、Zn、Au、Co和Bi等物質(zhì)來源，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。潘彤[13]認(rèn)為，祁漫塔格地區(qū)成礦作用主要為噴流－沉積作用，該地區(qū)鐵礦資源具有較大的找礦潛力，應(yīng)重點(diǎn)尋找噴流－沉積型鐵礦床。

虎頭崖礦床是青海省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)在 1979—1981年開展1∶20 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)的，但未做進(jìn)一步檢查評價。2000年后，青海省地質(zhì)調(diào)查院進(jìn)行了普查評價，確定礦床規(guī)模達(dá)到中型。關(guān)于虎頭崖礦床研究的文獻(xiàn)較少，目前，僅有張愛奎等[14]有少量研究成果，他們認(rèn)為，虎頭崖礦床屬于層狀矽卡巖型礦床，是區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦床類型。他們還對虎頭崖礦床的礦體特征進(jìn)行了描述，證明礦區(qū)硅質(zhì)巖成分接近熱水沉積巖，對礦床的找礦方向和礦床成因提出了看法，認(rèn)為該礦床的發(fā)現(xiàn)和礦床類型的初步確定為帶內(nèi)古陸邊緣成礦研究提供了依據(jù)[11]。2007 年至今，湖南有色217地質(zhì)隊(duì)開展了一系列的找礦活動，取得了一些認(rèn)識，確定礦床規(guī)模達(dá)到大型。中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院的研究人員自 2008年以來曾多次到礦區(qū)參加礦區(qū)找礦指導(dǎo)工作，并寫出研究報告，取得了一些研究進(jìn)展，對礦區(qū)地層的劃分和礦床模型的建立有著新的認(rèn)識。

肯德可克多金屬礦床位于茫崖野馬泉口，前人的研究成果較多，對礦床成因、礦床特征和成礦時代都進(jìn)行了較為系統(tǒng)的工作。該礦床系噴流熱水沉積改造型成因，礦體受熱水沉積成因的“角巖”控制。潘彤和孫豐月[15?16]認(rèn)為礦床的形成與火山－噴流地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，與成礦有關(guān)的硅質(zhì)巖具有沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造，稀土元素組成表明含金硅質(zhì)巖由熱水沉積作用形成。王力等[17]確定該礦床為一多期成礦作用疊加的疊生型金?有色金屬礦床。伊有昌等[18]確定肯德可克鐵鈷多金屬礦床屬熱水噴流沉積(改造)型礦床。李宏錄等[19]認(rèn)為，肯德可克鐵、金多金屬礦為熱水噴流沉積－巖漿熱液疊加的疊生型礦床。黃敏[20]研究表明，肯德可克多金屬礦床主要經(jīng)歷了4個成礦期，分別是：熱水噴流?沉積作用期、矽卡巖化熱液活動期、晚期構(gòu)造熱液活動期以及表生氧化作用期。趙財勝等[21]采用高精度40Ar-39Ar中子活化定年法測年，確定肯德可克礦床的主成礦年齡為207.8 Ma左右[21]。

虎頭崖和肯德可克周邊其他礦床(點(diǎn))，如北溝和景仁等前人研究成果很少。張愛奎等[22]對四角羊—?？囝^礦床的成礦特征進(jìn)行了初步研究，認(rèn)為野馬泉低緩磁異常區(qū)對找礦的指示意義重大。

2 典型礦床的地質(zhì)特征

對虎頭崖—肯德可克礦區(qū)的部分礦床礦點(diǎn)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查的重點(diǎn)為虎頭崖鉛鋅礦、肯德可克鐵多金屬礦、北溝鐵礦和景仁銅礦(見圖1)。

圖1 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖[14]：1—風(fēng)積物；2—三疊系上統(tǒng)鄂拉山組；3—石炭系上統(tǒng)締敖蘇組；4—泥盆系上統(tǒng)牦牛山組；5—早古生界灘間山群；6—狼牙山組；7—元古界金水口群；8—燕山期花崗巖；9—印支期花崗閃長巖；10—印支期斑狀二長花崗巖；11—印支期閃長巖；12—華力西期斑狀二長花崗巖；13—地質(zhì)界線；14—不整合界線；15—斷層；16—褶皺；17—多金屬礦點(diǎn)；18—鉛鋅礦點(diǎn)Fig. 1 Regional geological map of Hutouya—Kendekeke field[14]: 1—Aeolian deposit; 2—Upper Triassic Elashan Formation; 3—Upper Carboniferous Di’aosu Formation; 4—Upper Devonian Maoniushan Formation; 5—Early Paleozoic Tanjianshan Group; 6—Langyashan Formation; 7—Proterozoic Jinshuikou Formation; 8—Yanshanian granite; 9—Indosinian granodiorite; 10—Indosinian porphyritic monzonitic granite; 11—Indosinian diorite; 12—Hercynian porphyritic monzonitic granite; 13—Geological boundary;14—Unconformable boundary; 15—Fault; 16—Fold; 17—Polymetallic mineralized spot; 18—Lead and zinc mineralized spot

圖 2 虎頭崖礦床地質(zhì)圖[14]：1—沖洪積物和風(fēng)積物；2—上石炭統(tǒng)締敖蘇組：生物碎屑灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r和含炭灰?guī)r；3—灘間山群：硅質(zhì)巖、板巖和灰?guī)r；4—元古界狼牙山組：白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和含鐵石英巖；5—含礦帶；6—多金屬礦體；7—多金屬礦化點(diǎn)；8—地質(zhì)界線；9—不整合接觸界線；10—逆斷層Fig. 2 Geological map of Hutouya deposit[14]: 1—Sediment and aeolian deposit; 2—Upper Carboniferous Di’aosu Formation:bioclastic limestone, oolitic limestone and carbonaceous limestone; 3—Tanjianshan Group: siliceous rock, slate and limestone; 4—Proterozoic Langyashan Formation: dolomite, dolomitic limestone and ferruginous quartzite; 5—Ore-bearing zone; 6—Polymetallic orebody; 7—Polymetallic mineralized spot; 8—Geological boundary; 9—Unconformable boundary; 10—Reverse fault

虎頭崖礦區(qū)出露地層主要有薊縣系狼牙山組(Jxl)、早古生界灘間山群(∈OT)和石炭系上統(tǒng)締敖蘇組(也稱大干溝組)(C2d)(見圖2)。與成礦關(guān)系密切的是石炭系上統(tǒng)締敖蘇組(C2d)和薊縣系狼牙山組(Jxl)[18]?；㈩^崖礦床產(chǎn)在石炭紀(jì)地層中，主要為鉛鋅礦化。礦體為層狀和似層狀，礦體走向與地層走向一致，為東西走向，礦區(qū)范圍沿礦床走向分布，東西長大于4 km，南北寬400 m。礦體的圍巖以大理巖為主，次為硅質(zhì)巖層，以薄層狀硅質(zhì)巖為主。礦化蝕變主要有硅化蝕變和矽卡巖化蝕變。特別指出的是，在鉆孔巖芯中觀察到地層中發(fā)育的原生構(gòu)造現(xiàn)象，有原生流動褶皺構(gòu)造、原生角礫構(gòu)造及原生拉斷構(gòu)造。地層的原生流動構(gòu)造顯示，在地層沉積時發(fā)生了同生斷層的活動，未固結(jié)的沉積物在斷層活動時發(fā)生流動變形，形成地層的揉流褶皺，破碎角礫被沉積物膠結(jié)等現(xiàn)象。原生流動構(gòu)造反映有同生斷層的活動，這對于礦區(qū)的成礦活動是重要的條件之一。

肯德可克鐵多金屬礦床處在虎頭崖礦區(qū)的南部，巴音格勒河南岸，距虎頭崖礦區(qū)約3 km。肯德可克礦區(qū)的地層出露有：奧陶紀(jì)鐵石達(dá)斯群，由一套基性到酸性火山巖和碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖組成，分布在礦區(qū)北部，泥盆紀(jì)牦牛山組，是一套火山巖，具有酸性巖和基性巖的雙峰式組合；石炭紀(jì)大干溝組(締敖蘇組)，為砂巖和碳酸鹽巖，分布在礦區(qū)南部，礦床分布在鐵石達(dá)斯群和石炭紀(jì)地層中。肯德可克礦區(qū)為鈷、金、銅、鉍、鎳、鉛、鋅和鐵多金屬礦化，成礦時代是海西期－印支期，礦區(qū)含礦地層主要是一套具有噴流沉積作用的地層，含礦地層中矽卡巖化蝕變強(qiáng)烈，含礦地層下部直接圍巖是中基性火山巖，上部是砂巖和灰?guī)r的沉積巖，礦床具有層控礦床的特點(diǎn)。礦體形態(tài)以似層狀和透鏡體狀為主，勘探發(fā)現(xiàn)了100多個礦體，多數(shù)為單一礦化的礦體，有磁鐵、鉛、鋅、銅、金和硫鐵礦體，也有復(fù)合礦體。

北溝鐵礦點(diǎn)在虎頭崖礦區(qū)的北西側(cè)，距虎頭崖礦區(qū)約2 km，是一個小型鐵礦點(diǎn)。礦點(diǎn)的地層比較簡單，所屬年代與虎頭崖礦床相同。主要有兩個巖性層，上部地層為大理巖，下部地層為火山巖，鐵礦層分布在大理巖與火山巖之間。大理巖底部是紅色鐵礦層，為赤鐵礦。北溝鐵礦點(diǎn)表現(xiàn)了層狀礦體形態(tài)，也是層控礦化。

景仁銅礦在虎頭崖礦區(qū)西部較遠(yuǎn)處，不過兩礦區(qū)的地層層位相同，因此成礦可以對比研究。銅礦石有塊狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、似層狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造及疊加在塊狀構(gòu)造中的細(xì)脈構(gòu)造，其中，塊狀構(gòu)造是主要的。銅礦石品位很高，主要為黃銅礦化。礦床的圍巖是大理巖，圍巖有弱矽卡巖化蝕變。礦體呈似層狀產(chǎn)出，規(guī)模不大，少數(shù)為透鏡體狀，長20～25 m，厚4～6 m。礦區(qū)中還有鉛鋅礦體分布，規(guī)模較小。

對虎頭崖—肯德可克礦區(qū)以上礦床(點(diǎn))的地質(zhì)調(diào)查，初步查明了礦區(qū)地層與礦層的分布關(guān)系，礦區(qū)地層為石炭系上統(tǒng)大干溝組(C2d)，含有4個礦化層位?？系驴煽说V層最下部含礦層，其下部地層為基性?酸性火山巖、火山碎屑巖夾硅質(zhì)巖，礦層上部為大理巖化碳酸鹽巖，往上轉(zhuǎn)變?yōu)橹泻駥踊鹕綆r和火山角礫巖，頂部為北溝礦層，礦層上覆大理巖化灰?guī)r，厚度有限，往上為景仁礦層，虎頭崖礦層處于最上部，與景仁礦層之間地層生物碎屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r和含炭質(zhì)灰?guī)r，虎頭崖礦層上部為硅質(zhì)巖與大理巖互層。

3 礦區(qū)地球化學(xué)研究

3.1 樣品的處理及測試方法

巖石及礦石樣品采自虎頭崖—肯德可克礦區(qū)出露的火山巖地層及部分鉆孔巖芯，確保巖石及礦石樣品新鮮無風(fēng)化。對樣品進(jìn)行切片鏡下觀察之后，挑選出具有代表性的火山巖及礦石樣品，進(jìn)行送樣前預(yù)處理。預(yù)處理過程為：將樣品進(jìn)行初碎，然后將初碎后的樣品放入Tl?100型碳化鎢體碎樣機(jī)中，粉碎至粒徑75μm。每次細(xì)碎前，同樣要對缽體進(jìn)行清理，用自來水沖洗干凈后，用蒸餾水再次沖洗，接著用干凈的紙巾擦拭干，后用蘸有酒精的棉花再次擦洗一遍，最后用吹風(fēng)機(jī)將其吹干，這樣確保樣品之間不互相污染。將細(xì)碎好的樣品裝入袋中編號，置于烘箱中105 ℃下烘烤 2 h，之后將烘干的樣品轉(zhuǎn)入干燥器中，以備后期實(shí)驗(yàn)送樣之用。主量元素、稀土元素和微量元素分析在武漢綜合巖礦測試中心(湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所)完成，主量元素測定采用 X射線熒光(X-ray fluorescence, XRF, RIGAKU2100型)玻璃熔片法，F(xiàn)eO和 Fe2O3的含量單獨(dú)用濕化學(xué)法分析。主量元素測定時，首先測定燒失量，然后加入助熔劑及脫模劑等高溫加熱，最后將玻璃熔片放入XRF自動進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)行測試。各元素測試數(shù)據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值基本小于2%，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度高于 5%。稀土及其他微量元素采用ICP-MS分析方法(美國 Agileni公司生產(chǎn)的Agileni7500a儀器)。將經(jīng)化學(xué)處理、加熱、蒸干、加水稀釋等加工程序后的樣品用ICP?MS溶液法測定微量元素含量，標(biāo)樣為BCR-1，標(biāo)準(zhǔn)參考物測得的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于5%，大部分元素(Rb、Th、U、REE、Nb、Ta、Y、Zr、Hf等)的分析精度高于 5%。稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化采用1982年Taylor球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值。同位素測試工作由武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所(原宜昌同位素測試中心)完成，采用MAT系列固體及氣體同位素質(zhì)譜儀測定，分析精度為±0.2×10?3。硫同位素標(biāo)準(zhǔn)品為美國代阿 布洛大峽谷(Canyon Diablo)鐵隕石中的隕硫鐵(CDT)。所有測試數(shù)據(jù)及處理結(jié)果見表1～5。

表1 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖巖石的化學(xué)成分Table 1 Chemical compositions of volcanic rocks in Hutouya—Kendekeke field

表2 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖及礦石中稀土元素含量及特征值Table 2 REE contents and eigenvalues of volcanic rocks and minerals in Hutouya—Kendekeke field

表3 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖中微量元素含量Table 3 Trace elements contents of volcanic rocks in Hutouya—Kendekeke field

表4 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)礦石微量元素含量Table 4 Trace elements of minerals in Hutouya—Kendekeke field

3.2主量元素地球化學(xué)特征

對景仁、北溝及肯德可克等礦區(qū)出露的火山巖進(jìn)行硅酸巖全分析，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行化學(xué)投影，分析火山巖的地球化學(xué)特征，結(jié)果見圖3。

從以上火山巖的鏡下鑒定和硅酸巖全分析數(shù)據(jù)及化學(xué)圖解可以看出：肯德可克—北溝—景仁的巖漿演化按照從中基性－酸性的規(guī)律發(fā)展?？系驴煽说V區(qū)火山巖含F(xiàn)e、Mn和Ca質(zhì)成分較多，基本屬于中基性安山巖和玄武巖類，其中也不乏酸性巖類；北溝及景仁主要是酸性凝灰?guī)r、酸性侵入巖及噴出巖類。TAS圖顯示這幾個礦區(qū)的火山巖基本屬于亞堿性系列，w(SiO2)—w(K2O)圖顯示大部分火山巖屬于高鉀鈣堿性系列。

表 5 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖全巖硫同位素分析結(jié)果Table 5 Whole-rock sulfur isotope analysis of volcanic rocks in Hutouya—Kendekeke field

圖3 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖巖石化學(xué)圖解: (a) TAS圖[23]; (b) w(SiO2)—w(K2O)圖[24]; R－堿性系列; Ir－亞堿性系列Fig. 3 Petrochemical diagrams of volcanic rocks in Hutouya—Kendekeke field: (a) TAS diagram[23]; (b) w(SiO2)—w(K2O)diagram[24]; R—Alkaline series; Ir—Sub-alkaline series

3.3 稀土和微量元素地球化學(xué)特征

對虎頭崖、景仁、北溝及肯德可克等礦區(qū)出露的火山巖及礦石進(jìn)行稀土元素及其他微量元素分析(見表2～4)，并繪制稀土元素配分曲線圖和微量元素蛛網(wǎng)圖，結(jié)果見圖4和5。

圖 4 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖(a)及礦石(b)稀土元素配分圖Fig. 4 REE diagram of volcanic rocks (a) and minerals (b) in Hutouya—Kendekeke field

從礦點(diǎn)火山巖的稀土配分曲線來看，除個別樣品(肯德可克)具有Eu正異常外，其余均為Eu負(fù)異常，輕稀土富集，曲線呈右緩傾的平滑線，符合活動大陸邊緣巖漿巖的稀土元素配分形式?；鹕綆r的∑REE值為 23.11×10?6～193.58×10?6，LREE/HREE 值為 2.28～10.23，δ(Eu)值為 0.14～0.75，δ(Ce)值為 0.66～1.00。此外，肯德可克礦點(diǎn)的δ(Eu)平均值比北溝、景仁礦點(diǎn)的平均值大；各礦點(diǎn)的δ(Ce)值相差不大，表現(xiàn)出弱的負(fù)異常?？偟膩砜?，各礦區(qū)火山巖稀土元素特征值相對接近，配分曲線相似度較高。

圖5 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖微量元素蛛網(wǎng)圖Fig. 5 Trace element spider diagram of volcanic rocks in Hutouya—Kendekeke field

從各礦點(diǎn)礦石的稀土特征來看，稀土總量普遍比火山巖的小，配分曲線較為平緩，總體表現(xiàn)為輕稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦的右傾型配分曲線類型。不同礦點(diǎn)礦石的稀土含量相差較大，但均具有 Eu負(fù)異常，配分曲線相似度亦較高?！芌EE值為2.96×10?6～191.91×10?6，LREE/HREE值為3.24～15.76，δ(Eu)值為 0.47～0.80，δ(Ce)值為 0.34～1.23。其中，各礦點(diǎn)的δ(Eu)值相對接近；景仁礦點(diǎn)的黃銅礦石明顯表現(xiàn)為Ce的負(fù)異常(δ(Ce)=0.34～0.37)，北溝礦點(diǎn)的個別磁鐵礦石表現(xiàn)為Ce的正異常(δ(Ce)=1.23)。相同礦點(diǎn)火山巖及礦石之間的δ(Eu)值和δ(Ce)值相近，配分曲線相似度高。

從火山巖微量元素蛛網(wǎng)圖來看，曲線整體呈弧后盆地的配分形式。酸性火山巖具有較低的Sr含量，富集 K、Rb和 Th，具有弱的 Nb負(fù)異常，明顯虧損 P和Ti，對應(yīng)于較強(qiáng)的Eu負(fù)異常。肯德可克安山巖中Ba和Sr含量較高，重元素模式斜率平緩，Rb-Ba-Th具正向梯度。從分析數(shù)據(jù)來看，火山巖 Nb/Ta為4.12～13.42；Zr/Hf較大，為21.5～32.6；Rb/Sr及Sr/Ba比值相差較大，分別分布于 0.03～7.97、0.12～1.56之間，U/Th值均小于1。此外，從肯德可克—北溝—景仁的巖漿序列來看，Nb、Hf、Ta、Rb、U和Th等不相容元素的含量有依次升高的趨勢。

各礦點(diǎn)礦石微量元素含量有較大差別，但普遍具有較高的Ba(最高含量為2 105×10?6)、As(最高含量為 995×10?6)、Sb(最高含量為 149×10?6)、Bi(最高含量為 91.8×10?6)和 Co(最高含量為 282×10?6)等熱水沉積指示元素含量。虎頭崖鉛鋅礦石各微量元素(Ba、Sr、Sb、Bi、V)含量相差很大，景仁黃銅礦石的 U、As和Mo的含量變化也比較大。

3.4 全巖硫同位素地球化學(xué)特征

對虎頭崖、景仁、北溝及肯德可克等礦區(qū)出露的火山巖進(jìn)行全巖硫穩(wěn)定同位素分析(見表5，標(biāo)準(zhǔn)品為美國代阿布洛大峽谷(Canyon Diablo)鐵隕石中的隕硫鐵(CDT))得知，δ(34SCDT)值分布范圍為 2.96×10?3～18.52×10?3，大多集中在 10×10?3～18×10?3。按肯德可克—北溝－景仁的序列，δ(34SCDT)值有逐漸增大的趨勢。δ(34SCDT)值分布范圍基本為古海水硫同位素分布范圍。

4 討論

通過野外調(diào)查得知，虎頭崖—肯德可克礦區(qū)地層為一套連續(xù)的地層，各礦床(點(diǎn))分布于不同巖性的地層中，礦床具有層控性質(zhì)，具有多個層位成礦的特點(diǎn)?？偟牡貙犹攸c(diǎn)如下：下部為火山巖，上部為沉積巖?；鹕綆r地層的下部是火山碎屑巖，上部變成火山熔巖，整體上看是中性巖漿巖類型，火山巖的變化說明本區(qū)從火山活動的邊緣帶轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹕交顒拥闹行膸?，?yīng)該是島弧活動的發(fā)展階段。沉積巖的下部是一套大理巖，上部是一套具有噴流成因的薄層地層，首先表明本區(qū)開始演變成伸展盆地，碳酸鹽巖的沉積是盆地擴(kuò)張的表現(xiàn)，盆地擴(kuò)張后期發(fā)生噴流活動，形成硅質(zhì)巖和礦化，頻繁的噴流活動的間歇性的特征形成了虎頭崖礦區(qū)的薄層地層。從火山巖到沉積巖的變化是本區(qū)構(gòu)造性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，從島弧活動為主的性質(zhì)轉(zhuǎn)變成以弧后擴(kuò)張為主的性質(zhì)，可能表示俯沖帶的變化，比如俯沖帶傾角從緩傾變成陡傾的過程。以上討論與前述的大地構(gòu)造背景演化是對應(yīng)的。

火山巖總體表現(xiàn)為親弧裂谷雙峰式特征，說明火山巖的形成與板塊構(gòu)造的運(yùn)動密切相關(guān)，與前述的弧后伸展盆地大地構(gòu)造環(huán)境一致，深部地質(zhì)作用事件及殼－幔相互作用對本區(qū)的火山巖形成起到了至關(guān)重要的作用?？系驴煽说V點(diǎn)的 δ(Eu)平均值比北溝及景仁礦點(diǎn)的平均值大，反映了巖漿旋回過程中的分異變化。各礦點(diǎn)的δ(Ce)值相差不大，表現(xiàn)出弱的負(fù)異常，說明成巖作用中的海水參與特征?？偟膩砜?，各礦區(qū)火山巖稀土元素特征值相對接近，配分曲線相似度較高，說明本區(qū)各礦點(diǎn)火山巖雖然化學(xué)成分和類型不同，但都具有相似的形成機(jī)制，是火山噴發(fā)噴流成礦作用多旋回的體現(xiàn)，這與前面所述的大地構(gòu)造環(huán)境是一致的。礦石表現(xiàn)的 Ce的正異常，與海洋中熱水沉積金屬物相似，可能說明了熱水噴流成礦作用的存在[25]。相同礦點(diǎn)火山巖及礦石之間的δ(Eu)值和δ(Ce)值相近，配分曲線相似度高，說明火山巖與成礦的關(guān)系非常密切。酸性火山巖具有較低的Sr含量，富集K、Rb和Th，具有弱的Nb負(fù)異常，明顯虧損P和Ti，對應(yīng)于較強(qiáng)的 Eu負(fù)異常，符合弧后盆地的巖石微量元素地球化學(xué)特征。肯德可克安山巖中Ba和Sr的含量較高，重元素模式斜率平緩，Rb-Ba-Th具正向梯度，亦符合弧后盆地安山—玄武巖微量元素特征。此外，從肯德可克—北溝—景仁的巖漿序列來看，Nb、Hf、Ta、Rb、U和 Th等不相容元素的含量有依次升高的趨勢，說明各礦點(diǎn)火山巖符合同一構(gòu)造背景同源巖漿演化序列的規(guī)律。各礦點(diǎn)礦石普遍具有較高熱水沉積指示元素含量，與Sedex型噴流成礦作用對應(yīng)?；㈩^崖鉛鋅礦石和景仁黃銅礦石的微量元素含量變化較大，反映復(fù)雜的成礦環(huán)境及多種成礦作用的疊加。北溝磁鐵礦石各微量元素含量相對穩(wěn)定，可能反映其成礦作用的單一。所以，從北溝—景仁—虎頭崖礦床的序列來看，礦石結(jié)構(gòu)趨向于復(fù)雜，微量元素含量趨向于不穩(wěn)定，其中，U和Mo的含量趨于減少，S的含量趨于增加，可能反映對應(yīng)巖漿演化過程及成礦環(huán)境的變化[26]?；鹕綆r全巖硫同位素數(shù)據(jù)，按肯德可克—北溝—景仁的序列，δ(34SCDT)值呈逐漸增大的趨勢，符合巖漿演化按照從中基性－酸性的發(fā)展規(guī)律，同時也說明噴流成礦作用趨于復(fù)雜。δ(34SCDT)值分布范圍說明巖石硫來源為海水，符合海底噴流成巖成礦模式。

對以上虎頭崖—肯德可克礦區(qū)的常量元素、微量元素(稀土元素)及同位素的分析表明，礦區(qū)礦床的成礦作用以海底噴流為主，礦床基本上為Sedex型礦床。Sedex 型礦床是指以沉積巖容礦的噴流沉積型礦床，Sedex 型礦床有著特殊的產(chǎn)出構(gòu)造背景、地質(zhì)環(huán)境、礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征、礦化流體來源及成礦模式[27?28]?；㈩^崖—肯德可克成礦區(qū)是柴南緣北部的弧后盆地環(huán)境中形成的成礦帶，其總體特征是多期成礦的疊加形成的成礦帶[18]，成礦帶中分布著各時代地層，如早古生代奧陶紀(jì)地層、晚古生代泥盆紀(jì)?石炭紀(jì)地層、中生代三疊紀(jì)地層，此外，還有海西期，印支期和燕山期的侵入巖分布。但筆者的研究說明，礦區(qū)中晚古生代發(fā)生噴流成礦作用，應(yīng)該是最主要的成礦活動，認(rèn)識礦區(qū)的成礦規(guī)律，應(yīng)該更多的從晚古生代的噴流成礦來研究。這樣的認(rèn)識符合礦區(qū)中基礎(chǔ)地質(zhì)的實(shí)際情況，與柴南緣－東昆侖祁漫塔格的弧后盆地的區(qū)域背景也是一致的。從區(qū)域地質(zhì)背景看，不能只強(qiáng)調(diào)奧陶紀(jì)的弧后盆地活動，也應(yīng)該重視泥盆紀(jì)－石炭紀(jì)的弧后盆地活動。從具體礦床的成礦特征看，晚古生代的噴流成礦特征保存清楚，有利于恢復(fù)礦床的成礦地質(zhì)條件，從而建立各礦床的成礦模型。

5 結(jié)論

1) 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)地層為一套連續(xù)的地層，各礦床具有層控性質(zhì)，具有多個層位成礦的特點(diǎn)。礦區(qū)地層的基本巖性特點(diǎn)是：下部為火山巖，上部為沉積巖。地層巖性的轉(zhuǎn)變與區(qū)域島?。『笈璧氐拇蟮貥?gòu)造演化序列一致。

2) 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)火山巖基本屬于含鉀高的亞堿性系列，總體表現(xiàn)為親弧裂谷特征，火山噴發(fā)噴流成礦作用具有多旋回的特點(diǎn)；礦石稀土元素和微量元素分析說明了熱水噴流成礦作用的存在，與Sedex型噴流成礦特征和弧后伸展盆地大地構(gòu)造環(huán)境相符合。

3) 虎頭崖—肯德可克礦區(qū)是多期成礦疊加形成的成礦帶，晚古生代的噴流成礦作用最為重要。正確地認(rèn)識該期的成礦作用有利于恢復(fù)礦床的成礦地質(zhì)條件和建立礦床的成礦模型。

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