班公湖-怒江成礦帶西段弗野花崗巖體的巖石地球化學(xué)特征及年代學(xué)研究

陳士海， 王 斌， 張健仁， 羅 晛， 牛建忠， 杜昌法， 萬(wàn) 川

(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330201)

班公湖-怒江成礦帶西段弗野花崗巖體的巖石地球化學(xué)特征及年代學(xué)研究

陳士海， 王 斌， 張健仁， 羅 晛， 牛建忠， 杜昌法， 萬(wàn) 川

(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330201)

通過(guò)班公湖-怒江結(jié)合帶西段北麓1∶5萬(wàn)著木拉幅、江龍幅、弗野幅、木實(shí)熱不卡幅地質(zhì)填圖結(jié)合前人1∶25萬(wàn)羌多幅工作成果，對(duì)弗野花崗巖體的地球化學(xué)特征、成因、年代學(xué)提出新的認(rèn)識(shí)。對(duì)其中細(xì)粒黑云角閃二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測(cè)試，結(jié)果為(151.4±1.4) Ma；中細(xì)粒角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測(cè)試，結(jié)果為(157.4±3.1) Ma；弗野巖體屬于鈣堿性系列，為班-怒中特提斯洋向北俯沖作用的產(chǎn)物，為島弧型巖漿巖，物質(zhì)來(lái)源為俯沖帶之上的下地殼與上地幔部分熔融。

班公湖-怒江結(jié)合帶；弗野巖體；地球化學(xué)

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班公湖-怒江成礦帶(后簡(jiǎn)稱(chēng)班-怒帶)橫貫青藏高原中部，呈東西向長(zhǎng)達(dá)2 000 km。由于地處青藏高原，氣候惡劣，工作難度大，地質(zhì)礦產(chǎn)研究程度整體偏低。近年來(lái)國(guó)家第二輪國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目和專(zhuān)題研究發(fā)現(xiàn)，班-怒帶不僅是一條重要的板塊縫合帶，同時(shí)也是重要的多金屬成礦帶(芮宗瑤等，2004；馮曄等，2005；李光明等，2007；李德威，2008；張璋等，2011)。

在1∶25萬(wàn)羌多幅、日土幅、喀納幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中，將班-怒帶西段日土、羌多至改則北部一帶新發(fā)現(xiàn)的巖漿巖厘定為五峰尖-拉熱拉新晚侏羅世-早白堊世陸緣火山-巖漿弧帶(廖六根等，2005)。該巖漿弧帶在弗野、材瑪?shù)貐^(qū)發(fā)現(xiàn)矽卡巖型磁鐵礦、銅銀多金屬礦，在多不雜-波龍地區(qū)發(fā)現(xiàn)大型斑巖銅金礦，在拉熱新地區(qū)發(fā)現(xiàn)磁鐵礦等等，證明該帶有良好的成礦條件。

弗野巖體位于五峰尖-拉熱拉新晚侏羅世-早白堊世陸緣火山-巖漿弧帶東段，在1∶25萬(wàn)羌多幅中被劃入侏羅世，但缺少同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)，筆者在參加西藏1∶5萬(wàn)日土縣弗野地區(qū)4幅區(qū)調(diào)中對(duì)該巖體的巖石類(lèi)型和分布范圍重新圈定，并通過(guò)該巖體的主量元素、微量元素和稀土元素測(cè)試，結(jié)合LA-ICP-MS(激光剝蝕等離子體質(zhì)譜)鋯石原位微區(qū)U-Pb定年分析，以探討弗野巖體的形成機(jī)理和大地構(gòu)造背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及采樣位置Fig.1 Simplified geological map and sampling site in the study area

弗野巖體位于日土縣熱幫鄉(xiāng)布木錯(cuò)北約30 km，大地構(gòu)造位置位于班公湖-怒江結(jié)合帶西段北麓(圖1)，歸屬為喀喇昆侖-南羌塘-左貢陸塊-南羌塘斷隆帶(西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993；潘桂棠 等，2002；劉慶宏等，2004)，巖體呈東西向展布，巖體寬約1.6 km，長(zhǎng)約18.36 km，出露面積42.62 km2。巖體侵入于二疊世曲地組和吞龍共巴組的碎屑巖以及龍格組碳酸巖之中，侵入接觸面波狀起伏，接觸面外傾。巖體內(nèi)接觸帶有輕微的弱絹云母化。圍巖外接觸帶發(fā)育，寬一般300～500 m，外接觸帶最寬可達(dá)1 000 m。蝕變帶特征與圍巖物質(zhì)成分有關(guān):當(dāng)圍巖以碳酸鹽巖為主時(shí)，蝕變帶主要為大理巖-大理巖化灰?guī)r；當(dāng)圍巖成分為泥砂質(zhì)時(shí)，蝕變帶主要為黑云角巖、角巖化砂(板)巖。

侵入巖內(nèi)部各巖石單元呈脈動(dòng)型接觸，其中花崗閃長(zhǎng)巖侵入于石英閃長(zhǎng)巖之中，二長(zhǎng)花崗巖侵入于花崗閃長(zhǎng)巖之中，侵入接觸面較陡，接觸面呈外傾，局部可見(jiàn)接觸面處早期巖體有絹云母化、綠簾石化。巖體原生構(gòu)造及次生構(gòu)造不發(fā)育，多數(shù)侵入體內(nèi)巖石含少量暗色捕擄體，其成分以角閃石、黑云母為主。該類(lèi)捕擄體多呈渾圓狀、橢圓、次圓狀，少數(shù)不規(guī)則狀產(chǎn)出，與寄主巖石接觸界線明顯，其中石英閃長(zhǎng)巖中捕擄體直徑多為2～30 cm，而花崗閃長(zhǎng)巖及二長(zhǎng)花崗巖捕擄體直徑在2～5 cm。

2 巖石學(xué)特征

通過(guò)野外調(diào)查以及巖體剖面測(cè)量，弗野巖體巖石類(lèi)型主要可劃分為三種:中細(xì)粒黑云石英閃長(zhǎng)巖、角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖和黑云角閃二長(zhǎng)花崗巖。

(1)中細(xì)粒黑云石英閃長(zhǎng)巖(δοJ3):巖石呈灰色、灰白色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要有斜長(zhǎng)石65%，半自形0.7～3 mm，雙晶發(fā)育，具環(huán)帶構(gòu)造，屬An:45號(hào)中長(zhǎng)石；鉀長(zhǎng)石12%，他形晶，粒徑1～2.5 mm，具卡式雙晶，屬正長(zhǎng)條紋長(zhǎng)石；石英8%，他形粒狀，粒徑0.2～1.2 mm；黑云母4%，片狀，半自形晶，片徑0.2～1 mm，多色性黃-暗褐色；角閃石10%，半自形柱狀，長(zhǎng)徑0.5～1.5 mm，多色性綠-黃綠色，屬普通角閃石。磁鐵礦多包于暗色礦物中，粒徑0.1～0.3 mm。磷灰石柱狀，長(zhǎng)徑0.02～0.15 mm。

(2)角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖(γδJ3):呈淺灰-深灰色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分斜長(zhǎng)石59%，半自形板狀，長(zhǎng)徑1～2.5 mm，雙晶和環(huán)帶發(fā)育，屬An:44號(hào)中長(zhǎng)石。弱-中度絹云母化。鉀長(zhǎng)石10%，粒徑0.7～1 mm，泥化明顯，具不發(fā)育的條紋構(gòu)造，屬正長(zhǎng)條紋長(zhǎng)石。石英23%，他形粒狀，粒徑0.2～1.5 mm。角閃石3%，半自形柱狀，長(zhǎng)徑0.8～1.3 mm，多色性綠-黃綠色，屬普通角閃石。黑云母4%，半自形晶，片徑0.5～2.5 mm，多色性暗褐-黃色，多綠泥石化。

(3)黑云角閃二長(zhǎng)花崗巖(ηγJ3):呈淺灰-灰色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。弱鈉長(zhǎng)石化，鈉長(zhǎng)石糖粒狀，以集合體沿邊部交鉀長(zhǎng)石，粒徑0.01～0.03 mm。主要礦物成分斜長(zhǎng)石25%，半自形板狀，長(zhǎng)徑0.4～1.3 mm，弱絹云母化，含較多次生礦物。石英28%，他形粒狀，粒徑0.2～1 mm。鉀長(zhǎng)石43%，他形-半自形板狀，長(zhǎng)徑0.3～1.5 mm，具卡式雙晶，不發(fā)育格子雙晶，條紋構(gòu)造，屬微斜微紋長(zhǎng)石。黑云母3%，片狀，半自形晶，片徑0.3～1.5 mm，已蝕變成白云母，并析鐵。副礦物:磁鐵礦半自形晶，粒徑0.02～0.04 mm。鋯石自形柱狀，長(zhǎng)徑0.01～0.02 mm，包于黑云母中。

綜上所述，侵入體各巖石類(lèi)型從早期中細(xì)粒黑云石英閃長(zhǎng)巖-角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖-黑云角閃二長(zhǎng)花崗巖，石英、鉀長(zhǎng)石含量明顯遞增、斜長(zhǎng)石、黑云母、角閃石含量明顯遞減，有向富鉀貧鈉方向演化的特點(diǎn)。

3 分析方法

樣品鋯石均在雙目鏡下選取，一般選擇透明、無(wú)裂隙的鋯石并制成環(huán)氧樹(shù)脂靶，然后經(jīng)拋光近二分之一的鋯石達(dá)到鋯石中心部位，再由電子探針上進(jìn)行鋯石陰極發(fā)光觀察并拍攝，最后在以上基礎(chǔ)之下選擇合適的鋯石及相應(yīng)部位進(jìn)行鋯石的U-Pb年齡測(cè)定。

鋯石U-Pb定年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)LA-ICP-MS同時(shí)測(cè)定完成。激光剝蝕系統(tǒng)為 GeoLas 2005，ICP-MS為Agilent 7500a。激光剝蝕過(guò)程中載氣為氦氣，而氬氣作為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，在進(jìn)入ICP之前二種氣體通過(guò)一個(gè)T型接頭混合。少量N2被加入到等離子體中心氣流(Ar+He)中，用以提高儀器的靈敏度、降低檢出限以及改善分析精密度(Hu et al.,2008)。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)中大約包括了50 s左右的樣品信號(hào)段和20～30 s左右的空白信號(hào)段。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal完成(Liu et al.,2008,2010a,2010b)。

4 地球化學(xué)特征

4.1 主量元素特征

該類(lèi)巖石主量元素分析結(jié)果(表1)表明其屬于中酸性巖范圍，與“中國(guó)石英閃長(zhǎng)巖、花崗巖”(黎彤等，1963)相比以高K2O低CaO特征明顯，SiO2，Al2O3，TiO2，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eO，Na2O相當(dāng)。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果顯示Q為13.22%～35.36%，均不含Ol分子，屬于SiO2過(guò)飽和巖石。Or為22.46%～32.5%，Ab為19.61%～28.2%，An為2.17%～16.67%，Hy為0～11.68%。含少量的Mt為0.77%～3.59%，Ilm為0.17%～1.73%，Ap為0.06%～0.6%，巖體總體由中性向酸性及結(jié)晶程度、酸度、堿度向提高的方向演化。AR為1.89%～5.05%，DI為58.79%～94.71%，基本在閃長(zhǎng)巖-花崗巖的范圍內(nèi)，其A/CNK小于或接近于1.1，屬與次鋁質(zhì)花崗巖，里特曼組合指數(shù)(δ=1.84～3.11)小于3.3，屬鈣堿性巖類(lèi)(路風(fēng)香等，2002)，在Ol′-Ne′-Q′圖解(圖2)中，全部樣品屬于亞堿性系列，在FAM圖解中(圖3)，樣品全部屬于高鉀鈣堿性系列。

4.2 微量元素及稀土元素特征

從表1可以看出，一般高于維氏值的元素主要有高場(chǎng)強(qiáng)元素Hf，Sc，Th，Ta，尤其是Hf，Sc，其平均含量高于維氏值3～6倍，呈較強(qiáng)烈的富集趨勢(shì)；一般低于維氏值的元素有Rb，Sr，Cr，Ga，Ni。變化規(guī)律不明顯的元素為Ba，Nb，Zr，V。 Rb/Cs為0.23～0.87，平均值為0.53，與徐克勤所劃分的同融型花崗巖(Rb/Sr=0.52)相似。圖4分布曲線形態(tài)較為相似，推測(cè)其物質(zhì)來(lái)源和巖漿結(jié)晶分異規(guī)律極為相似，為同源巖漿演化的產(chǎn)物。

稀土元素總量(ΣREE)為78.75～271.19，總體屬一般酸性巖范圍，原始巖漿稀土元素分餾程度差別較大，LREE/HREE為3.67～13.24，(La/Yb)N為2.26～13.7，銪異常(δEu)為0.33～0.8，數(shù)據(jù)變化范圍大，表明石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖時(shí)重稀土相對(duì)虧損，輕、重稀土分異較明顯、Eu虧損不明顯。δEu>0.7，巖漿主要來(lái)源于下地殼或上地幔的部分熔融，稀土配分曲線略向右傾斜(圖5)，分布曲線形態(tài)極為相似，暗示其物質(zhì)來(lái)源和巖漿結(jié)晶分異規(guī)律極為相似，為同源巖漿演化的產(chǎn)物。

表1 材瑪巖體全巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Whole-rock geochemical data for the Fuye granites

圖2 弗野巖體Ol′-Ne′-Q′圖解Fig.2 Ol′-Ne′-Q′diagram for the Fuye granites

圖3 弗野巖體FAM圖解Fig.3 FAM diagram for the Fuye granites

圖4 弗野巖體原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(Pearce et al.,1982)Fig.4 PM-normalized trace element spider diagram( for the fuye granites)

圖5 弗野巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(Taylor et al.,1985)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns for the fuye granites

5 年代學(xué)

花崗閃長(zhǎng)巖(TW202-10)新鮮樣品取自弗野巖體，由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室借助鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像對(duì)樣品進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析，獲得的鋯石U-Pb年齡諧和圖及206Pb/238U加權(quán)平均年齡圖(圖6，7)。

花崗閃長(zhǎng)巖(TW202-10)中的鋯石共獲得19個(gè)點(diǎn)分析點(diǎn)，從圖6可以看出，來(lái)自花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石分析點(diǎn)大部分都不在諧和線上，推測(cè)可能受后期流體改造而存在一定的蝕變導(dǎo)致部分Pb丟失，但整體所測(cè)數(shù)據(jù)的集中度很高，加權(quán)平均年齡為(157.4±3.1) Ma，代表了該巖體的成巖年齡，時(shí)代為晚侏羅世。

圖6 弗野巖體TW202-10鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.6 Zircon U-Pb Concordia diagram for sample TW202-10 from the Fuye pluton

圖7 弗野巖體TW202-10鋯石U-Pb平均年齡圖Fig.7 Weighted mean ages for sample TW202-10 from Fuye pluton

圖8 弗野巖體TW204-10鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.8 Zircon U-Pb Concordia diagram for sample TW204-10 from the Fuye pluton

圖9 弗野巖體TW204-10鋯石U-Pb平均年齡圖Fig.9 weighted mean age for sample TW204-10 from the Fuye pluton

二長(zhǎng)花崗巖(TW204-10)新鮮樣品同樣取自弗野巖體，由南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室借助鋯石CL圖像對(duì)樣品進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析，該巖石的鋯石U-Pb年齡諧和圖及206Pb/238U加權(quán)平均年齡圖如圖8，9所示。二長(zhǎng)花崗巖(TW204-10)鋯石中共獲得15個(gè)點(diǎn)分析點(diǎn)，從圖8可以看出，所有分析點(diǎn)大都集中在諧和線附近，僅兩個(gè)點(diǎn)偏離，推測(cè)為鋯石受后期流體蝕變破壞所致。整體所測(cè)數(shù)據(jù)的集中度很高，加權(quán)平均年齡為(151.4±1.4) Ma，代表了該巖體的成巖年齡。二長(zhǎng)花崗巖為后期演化所致，其成巖年齡應(yīng)在花崗閃長(zhǎng)巖之后，時(shí)代為晚侏羅世。

6 討論及結(jié)論

圖10 弗野巖體Rb-Yb+Ta圖解Fig.10 Rb vs. Yb+Ta diagram for the Fuye pluton

圖11 弗野巖體Rb-Y+Nb圖解Fig.11 Rb vs. Y+Nb diagram for the Fuye pluton

(1)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖式呈向右緩傾的“V”字型，從蛛網(wǎng)圖的形態(tài)看出輕、重稀土分餾嚴(yán)重，輕稀土富集明顯，重稀土分布平坦，出現(xiàn)虧損。顯示出同熔型花崗巖的特征，二長(zhǎng)花崗巖的的重稀土出現(xiàn)富集，輕、重稀土的分餾相對(duì)減少，負(fù)銪異常更明顯，呈現(xiàn)地殼重熔型的特征?？赡芘c巖漿后期混入地殼物質(zhì)有關(guān)。在Pearce的花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖10，11)上, Rb-Yb+Ta微量元素判別圖顯示1件樣品為板內(nèi)花崗巖與火山弧花崗巖的過(guò)渡類(lèi)型，其他均為火山弧花崗巖。Rb-Y+Nb微量元素判別圖顯示均為火山弧花崗巖。

(3)筆者對(duì)弗野巖體樣品進(jìn)行的LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果為151～157 Ma，表明弗野巖體形成于晚侏羅世。

本文資料為江西省地質(zhì)調(diào)查研究院在西藏1∶5萬(wàn)弗野區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，屬集體勞動(dòng)成果。在成文過(guò)程中得到了江西省地調(diào)院凌聯(lián)海教授級(jí)高級(jí)工程師、曹圣華教授級(jí)高級(jí)工程師的幫助，在此表示感謝！

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（3）加強(qiáng)教育培訓(xùn)，提高村干綜合素質(zhì)。針對(duì)南疆農(nóng)村干部文化程度普遍不高，接收能力有限的實(shí)際，按照“缺什么、補(bǔ)什么”的原則，制定有針對(duì)性的培訓(xùn)計(jì)劃，開(kāi)展大規(guī)模培訓(xùn)，把所有村干部至少輪訓(xùn)一遍。

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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型準(zhǔn)晶體

自1982年以色列材料科學(xué)家Daniel Shechtman首次發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體以來(lái)，科學(xué)家目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過(guò)數(shù)百種準(zhǔn)晶體，其中絕大部分是含有2～3種金屬的合金。與傳統(tǒng)晶體原子重復(fù)的規(guī)則模式排列不同，準(zhǔn)晶體的原子排列有規(guī)則，但卻不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)。

現(xiàn)在，一批美國(guó)研究者發(fā)現(xiàn)了全新的準(zhǔn)晶體類(lèi)別，他們?cè)诮鸨砻嫔细郊恿艘粚雍F的被稱(chēng)為“二茂鐵甲酸”的分子。

準(zhǔn)晶體通常以二聚體的方式組合在一起，與此不同的是，新類(lèi)別的準(zhǔn)晶體受其表面與相鄰分子的壓力而相互連接成一個(gè)圓環(huán)，看上去就像是分子花結(jié)，而較大的排列模式還會(huì)呈五角形、星形以及菱形。研究者預(yù)測(cè)這一新發(fā)現(xiàn)將為發(fā)現(xiàn)更多基于小分子結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)晶體打開(kāi)一扇大門(mén)，盡管新發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)晶體不一定有實(shí)際用途。

(摘自2014-3-27 科學(xué)網(wǎng))

LithogeochemicalCharacteristicsandChronologyofFuyeGraniticPlutonfromtheWesternBangong-NujiangMetallogenicBeltinChina

CHEN Shi-hai, WANG Bing, ZHANG Jian-ren, LUO Xian, NIU Jian-zhong, DU Chang-fa, WAN Chuan

(Jiangxi Institute of Geological Survey, Nanchang, JX 330030, China)

By the detailed geological mapping work in Mula, Jianglong, Fuye and Mushirebuka in the north of western segment of the Bangong-Nujiang junction zone, combined with the data from 1:250000 geological mapping of Qiangduo, a new recognition was proposed about the geochemistry characteristics, origin and the chronology of Fuye granitic pluton. Fine grained biotite amphibole monzonitic granite and medium-fine grained amphibole biotite granodiorite from the pluton were taken to have a zircon U-Pb dating by LA-ICP-MS technique. The former yields a weighted mean age of (151.4 ± 1.4) Ma, while the latter gives a weighted mean age of (157.4 ± 3.1) Ma. Fuye pluton represents a calc-alkaline suite of intrusions that formed via a mixed contribution of mantle and crustal melt, resulting of the northward subduction of Bangong-Nujiang Tethys Ocean.

Bangong-Nujiang junction zone; Fuye pluton; geochemistry

2013-10-19

陳士海(1986—)，男，土家族，助理工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作。

10.3969/j.issn.1674-3504.2014.01.006

P588.13+1

A

1674-3504(2014)01-0037-08