沱沱河地區(qū)多才瑪鉛鋅礦晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石SHRIMP年齡及巖石地球化學(xué)特征

楊文龍，李碧樂(lè)，王國(guó)志，彭勃，支宇博

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春　130061)

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沱沱河地區(qū)多才瑪鉛鋅礦晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石SHRIMP年齡及巖石地球化學(xué)特征

楊文龍，李碧樂(lè)，王國(guó)志，彭勃，支宇博

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130061)

摘要：多才瑪鉛鋅礦是近年來(lái)沱沱河地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一處超大型鉛鋅礦床，位于青藏高原東北部的東羌塘地塊。惡劣的氣候條件以及礦床發(fā)現(xiàn)時(shí)間晚，造成該地區(qū)地質(zhì)研究程度極低。筆者重點(diǎn)對(duì)容礦圍巖之一的晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r進(jìn)行了SHRIMP鋯石U-Pb測(cè)年和巖石化學(xué)成分分析。研究表明，晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r中鋯石呈自形-半自形，發(fā)育典型的巖漿鋯石振蕩生長(zhǎng)環(huán)帶，Th/U值較高(0.39～0.69)，為典型的巖漿鋯石。測(cè)得晶屑熔結(jié)凝灰?guī)rU-Pb加權(quán)平均年齡為(254.0±2.9) Ma， MSWD=1.9；諧和年齡值為(254.0±3) Ma，MSWD=1.9，屬海西末期。巖石化學(xué)成分表現(xiàn)為高硅過(guò)鋁、貧鈣和鎂，明顯富集Rb、Th、U等大離子親石元素，強(qiáng)烈虧損P、Ti、Nb、Ta等高場(chǎng)強(qiáng)元素，富集LREE，Nb/Ta值(7.78～8.29)等特征表現(xiàn)為殼源巖漿和弧火山巖特征。綜合分析認(rèn)為，254 Ma±時(shí)期本區(qū)處于深俯沖消減階段。

關(guān)鍵詞：晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；鋯石SHRIMP年齡；地球化學(xué)特征；多才瑪

青藏高原是在新元古代晚期以來(lái)長(zhǎng)期活動(dòng)、多期造山及新生代最后隆升的基礎(chǔ)上形成的造山的高原(許志琴等,2007) 。青藏高原的前身經(jīng)歷了自新元古代晚期以來(lái)由“多陸塊、多島弧”組成的基本格架和(始、古)特提斯洋盆開(kāi)啟和消亡的聚散歷史, 顯示了“多洋(海) 盆、多俯沖、多碰撞和多造山”長(zhǎng)期的動(dòng)力學(xué)作用過(guò)程, 最后構(gòu)筑了由“阿爾金-祁連-昆侖始特提斯造山系”和“松甘-羌塘-拉薩古特提斯造山系”組成的“印度-亞洲前碰撞的”巨型復(fù)合碰撞造山拼貼體(許志琴等, 2007)。

沱沱河地區(qū)位于青海省南部，地處青藏高原中部，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。自2004年以來(lái) ,青海省地勘部門(mén)在區(qū)內(nèi)部署了大量的礦產(chǎn)勘查工作, 相繼發(fā)現(xiàn)了許多規(guī)模和類(lèi)型不一的礦床、礦點(diǎn)，多才瑪鉛鋅礦就是其中的典型礦床之一 (宋玉財(cái)?shù)?2011)，顯示出區(qū)域具有良好的成礦和找礦潛力。通過(guò)對(duì)礦區(qū)內(nèi)鉛同位素的研究，得知鉛的來(lái)源復(fù)雜，金屬成礦物質(zhì)不僅來(lái)自于上地殼和造山帶，還來(lái)源于殼幔混合的俯沖帶(劉長(zhǎng)征等,2015)。然而，由于該區(qū)的自然環(huán)境惡劣, 導(dǎo)致地質(zhì)工作程度較低，對(duì)巖漿作用的時(shí)間年代、巖漿作用序列模糊不清。

筆者在野外調(diào)研基礎(chǔ)上，選取多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，采用SHRIMP U-Pb鋯石測(cè)年法進(jìn)行年齡測(cè)定和巖石地球化學(xué)研究，旨在探索巖石成因，確定巖石形成時(shí)代，為西金烏蘭-金沙江洋的俯沖消減提供新的線索。

1區(qū)域地質(zhì)概況

青藏高原從北往南由如下地質(zhì)單元組成：東昆侖地塊、巴顏喀拉-松潘-甘孜地塊、東羌塘地塊、西羌塘地塊、拉薩地塊。其間依次被昆侖南緣-阿尼瑪沁縫合帶、西金烏蘭-金沙江縫合帶、雙湖縫合帶、班公湖-怒江縫合帶所分隔。該區(qū)域受印度-歐亞大陸碰撞的影響, 發(fā)生了大規(guī)模逆沖及走滑斷裂活動(dòng), 成為西藏北部最大的新生代逆沖推覆構(gòu)造(侯增謙等, 2008)。

因區(qū)內(nèi)構(gòu)造疊加復(fù)合強(qiáng)烈、地質(zhì)環(huán)境多變和成礦動(dòng)力學(xué)機(jī)制復(fù)雜，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，形成了三江北段獨(dú)具特色的沱沱河鉛鋅多金屬礦集區(qū)，產(chǎn)出的多才瑪超大型鉛鋅多金屬礦床屬于東羌塘地塊(圖1)，西金烏蘭-金沙江縫合帶與雙湖縫合帶之間，在喀剌昆侖-三江成礦省具有典型性(劉長(zhǎng)征，2011)。

區(qū)內(nèi)出露地層較為單一，主要為二疊紀(jì)九十道班組(P2j)、古近紀(jì)沱沱河組(Et)、雅西措組(Eny)、五道梁組(E3N1W)和第四系(Q4)(圖2)。二疊紀(jì)九十道班組(P2j)主要出露于礦區(qū)中部，呈長(zhǎng)條帶狀自西段孔莫隴經(jīng)中段查曲怕查向東段多才瑪展布，為一套淺灰白色結(jié)晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r夾少量長(zhǎng)石巖屑礫巖。目前圈定的具規(guī)模的鉛鋅礦體大多產(chǎn)于該套地層之中。古近紀(jì)沱沱河組(Et)在礦區(qū)內(nèi)分布面積較大，主要出露于查曲怕查礦段，巖性主要為紫紅色礫巖、復(fù)成分礫巖夾泥鈣質(zhì)粉砂巖。該巖段底部的礫巖中常見(jiàn)鉛鋅礦化，但礦體規(guī)模較小，鉛、鋅品位較低。雅西措組(Eny)主要分布于礦區(qū)東部多才瑪一帶，巖性為青灰色-灰綠色長(zhǎng)石石英巖屑砂巖。五道梁組(E3N1W)主要分布于礦區(qū)孔莫隴礦段和多才瑪北部一帶，巖性主要由灰白色灰黃色薄-中厚層狀泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾淺灰色含灰質(zhì)黏土巖、鈣質(zhì)粉砂巖、石膏層及巖屑砂巖和巖屑礫巖等組成。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較發(fā)育，主要為褶皺和斷裂構(gòu)造。礦區(qū)東南部出露多才瑪背斜，軸線在多才瑪山脊一帶，呈NWW向，核部為二疊紀(jì)九十道班組(P2j)，兩翼為第三紀(jì)沱沱河組(Et)，最外為第三紀(jì)五道梁組(E3N1W)。其中北翼地層傾向NE，傾角16°～65°；南翼地層傾向SW，傾角10°～60°；軸部及兩翼斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要分為近EW向和NE向2組。其中，EW斷層為正斷層，規(guī)模大，橫貫3個(gè)礦段并向東西兩側(cè)延伸，總體走向與地層走向幾近一致。近東西向斷裂，局部呈NE，傾向N，傾角60°～68°，沿?cái)嗔研纬蓪?0～400 m不等的破碎帶，呈波狀彎曲，斷裂性質(zhì)為壓-壓扭性。破碎帶由構(gòu)造角礫巖、斷層泥等組成，具明顯的碳酸鹽化、石膏化、泥化及褐鐵礦化。角礫成分主要為灰?guī)r，硅化蝕變較弱，目前地表發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均產(chǎn)于發(fā)生蝕變的構(gòu)造破碎帶中。

圖1　多才瑪?shù)貐^(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1　Tectonic map for Duocaima complex

1.第四系坡積物、洪沖積物；2.淺肉紅色石英閃長(zhǎng)玢巖；3.雅西措組:青灰色灰綠色長(zhǎng)石巖屑砂巖；4.夏里組:紫紅色長(zhǎng)石石英砂巖、深灰色生物碎屑灰?guī)r；5.甲丕拉組:青灰色安山質(zhì)角礫熔巖；6.九十道班組上巖段:淺灰白色灰?guī)r；7.九十道班組下巖段:青灰色結(jié)晶灰?guī)r；8.五道梁組:灰白色、灰黃色、青灰色泥晶灰?guī)r；9.沱沱河組:紫紅色礫巖頓號(hào)復(fù)成分礫巖夾泥質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖；10.斷層；11.鉛鋅礦體圖2　多才瑪?shù)貐^(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2　Geological map for Duocaima complex

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露較少，時(shí)間范圍從晚古生代到新生代均有發(fā)現(xiàn)。主要為石英閃長(zhǎng)玢巖，出露在礦區(qū)西南部，在鉆孔中可見(jiàn)晶屑凝灰?guī)r、輝綠巖及花崗巖等。其中，錢(qián)燁(2014)獲得晶屑凝灰?guī)r的LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為257.5 Ma，屬晚二疊世。筆者所述的晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r也產(chǎn)于二疊紀(jì)九十道班組巖層中(圖3)。

1.第四系坡積物、洪沖積物；2.粉砂巖；3.灰?guī)r；4.晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；5.第三系沱沱河組；6.二疊系九十道班組；7.不整合界面圖3　鉆孔1605剖面圖Fig.3　The drill core profile map of KZK1605

2樣品采集及其巖相學(xué)特征

筆者樣品采自多才瑪?shù)貐^(qū)鉆孔(KZK1605)中，巖性為晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r。呈淺灰白色，火山凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由晶屑(石英晶屑占10%，長(zhǎng)石晶屑占10%)和火山灰填隙物(70%～80%)組成。斑晶主要為石英和正長(zhǎng)石。正長(zhǎng)石呈半自形板狀，粒度0.5～1 mm，多絹云母化。

石英呈他形粒狀，發(fā)育典型的熔蝕結(jié)構(gòu)，粒度0.5～1 mm。基質(zhì)為隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，由長(zhǎng)英質(zhì)組成。有明顯的次生變化，強(qiáng)烈的泥化，含有鋯石、磷灰石等副礦物。該樣品未遭受區(qū)域變質(zhì)作用，近礦圍巖蝕變較為強(qiáng)烈。

3分析方法

3.1SHRIMP 鋯石U-Pb年齡

鋯石的挑選在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室利用標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離技術(shù)分選完成。鋯石的制靶、顯微鏡照相、陰極發(fā)光(CL)圖像分析和同位素測(cè)定在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心完成。經(jīng)過(guò)雙目鏡下仔細(xì)挑選表面平整光潔且具不同長(zhǎng)寬比例、不同柱錐面特征、不同顏色的鋯石顆粒，再將這些鋯石粘在雙面膠上，用無(wú)色透明環(huán)氧樹(shù)脂固定，待環(huán)氧樹(shù)脂固化之后對(duì)其表面拋光至鋯石中心。將待測(cè)鋯石和標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM在玻璃板上用環(huán)氧樹(shù)膠固定，拋光到暴露出鋯石的中心面，用反射光和透射光照相，然后鍍金，進(jìn)行陰極發(fā)光照相，以檢查鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(宋彪，2002)。根據(jù)鋯石的光學(xué)圖像和CL圖像，在SHRIMP測(cè)試時(shí)選取合適的分析部位及測(cè)試后對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理解釋(BLACK,et al.，2003)。在分析過(guò)程中，用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM[206Pb/238U年齡為(416.8±1.3)Ma]的測(cè)定值來(lái)進(jìn)行206Pb/238U值的校正；用M257[206Pb/238U年齡為(561.3±0.3)Ma，w(U)為840×10-6進(jìn)行U質(zhì)量分?jǐn)?shù)校正](NASDALAL，2008)。具體實(shí)驗(yàn)原理和流程參見(jiàn)宋彪，2002;COMPOSTON W，1984。束斑直徑約為30 μm，在SHRIMP分析過(guò)程中，對(duì)同一測(cè)點(diǎn)均連續(xù)進(jìn)行5次掃描分析，并以這5次分析的加權(quán)平均值作為該測(cè)點(diǎn)的年齡分析值。在樣品測(cè)試過(guò)程中，盡量選擇無(wú)包裹體及無(wú)裂紋的部位作為一次離子流斑點(diǎn)的目標(biāo)位置。數(shù)據(jù)處理及U-Pb協(xié)和圖繪制采用了Squid程序和Isoplot程序完成。年齡值采用206Pb/238U年齡。單個(gè)點(diǎn)的誤差為1σ，加權(quán)平均年齡值的誤差為95%。

3.2巖石地球化學(xué)測(cè)試

主量元素測(cè)定采用熔片X熒光光譜法(XRF),所用儀器為AXIOS, 測(cè)試精度由于5%。微量元素和稀土元素分析在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心等離子質(zhì)譜儀(TJA-PQ-ExCell ICP-MS)和中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Anglient 7500 ICP-MS)上進(jìn)行測(cè)定。稱(chēng)取全巖粉末樣品放入Teflon瓶中，往瓶中加入HF和HNO3混合酸且用Teflon封閉反應(yīng)罐進(jìn)行溶樣,溶解后的樣品在等離子體質(zhì)譜儀上進(jìn)行微量元素和稀土元素的分析測(cè)試。

用組合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以含0.8 mol/L HNO3的高純水得到的計(jì)數(shù)率與內(nèi)標(biāo)計(jì)數(shù)率的比值為低點(diǎn)，以組合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中各元素的計(jì)數(shù)率與內(nèi)標(biāo)計(jì)數(shù)率的比值為高點(diǎn)，得到各元素的兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化直線，然后對(duì)樣品溶液進(jìn)行測(cè)定。分析過(guò)程中以GSR-3為標(biāo)樣，在95%的置信度范圍內(nèi)，RSD優(yōu)于5%。

a.晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鏡下顯微照片(+)；b.晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r的熔蝕結(jié)構(gòu)(+)；Fcy.長(zhǎng)石巖屑；Qcy.石英巖屑圖4　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r顯微照片F(xiàn)ig.4　Micro graphs of Duocaima wafer crumbs ignimbrite

4測(cè)試結(jié)果

4.1晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石SHRIMP年齡

研究區(qū)樣品陰極發(fā)光圖像顯示大部分鋯石形態(tài)長(zhǎng)寬比值不大，為短柱狀，個(gè)別為粒狀或長(zhǎng)柱狀。晶體具均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和明顯的韻律環(huán)帶，具有巖漿鋯石的特點(diǎn)(圖5)。

由于成因不同，鋯石有著不同的Th、U含量及其比值。通常巖漿鋯石的Th、U含量較高且Th/U值較大(一般大于0.4);而變質(zhì)鋯石的Th、U含量低且Th/U值小(通常小于0.07)(HOSKIN et al.，2000)。本次測(cè)試共分析了9個(gè)測(cè)試點(diǎn)，結(jié)果列于表1，顯示較高的U(475.74×10-6～1 151.53×10-6)和Th(295.73×10-6～744.55×10-6)含量及Th/U值(0.39～0.69)，表現(xiàn)為巖漿鋯石的特點(diǎn)。晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r206Pb/238U年齡比較集中，為(246.2±7.7)～(262.2±4.3)Ma。在206Pb/238U-207Pb/235U協(xié)和年齡圖上(圖6)，其中9個(gè)測(cè)點(diǎn)都分布于諧和線附近。表明鋯石顆粒在形成后U-Pb同位素體系是封閉的，也證明了鋯石年齡的可信度。鋯石的諧和年齡值為(254.0±3)Ma，與加權(quán)平均年齡(254.0±2.9)Ma接近，表明晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r形成于晚二疊紀(jì)。

圖5　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石的CL圖像Fig.5　Zircon CL images of sample from Duocaima wafer crumbs ignimbrite

表1　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果表

圖6　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石SHRIMPU-Pb諧和年齡及加權(quán)平均年齡示意圖Fig.6　Sketch Concordia age and weighted mean age of zircons from wafer crumbs ignimbrite in Duocaima

4.2巖石地球化學(xué)特征

4.2.1主量元素特征

多才瑪?shù)貐^(qū)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r主量元素地球化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表2。由于晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r樣品中鈉含量較少，本次測(cè)試鈉元素含量未取得精確結(jié)果。晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r的SiO2含量為74.63%～76.80%，屬于酸性巖石。 K2O含量為2.87%～3.15% ，MgO含量為0.41%～0.58%，CaO含量為2.21%～3.33%，A/CNK值為1.26～1.64，A/NK值為3.54～3.77，為過(guò)鋁質(zhì)。據(jù)SiO2-K2O巖石系列圖解(圖7)判斷，均落入鈣堿性區(qū)域。綜上所述，主量元素特征顯示多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r為過(guò)鋁質(zhì)鈣堿性系列晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r。

4.2.2微量元素特征

多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r微量元素及稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表3。晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r的稀土分配曲線(圖8a)表現(xiàn)出輕稀土富集的稀土配分模式特點(diǎn)， 具有較強(qiáng)的負(fù)Eu異常(δEu為0.28～0.29)，表明該巖體經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶過(guò)程，或者在源區(qū)存留部分斜長(zhǎng)石。晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r的ΣREE范圍為152.49×10-6～225.78×10-6，∑LREE/∑HREE范圍為6.87～7.65, 輕、重稀土分餾明顯。

表2　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r主量元素分析結(jié)果表(%)

圖7　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)rK2O-SiO2圖解Fig.7　K2O-SiO2 diagram of wafer crumbs ignimbrite in Duocaima

表3　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r微量元素分析結(jié)果表(10-6)

續(xù)表3

樣品編號(hào)D-1D-2D-3D-4Nd34.531.925.736.5Sm6.535.744.976.91Eu0.640.580.460.67Gd6.626.354.927.05Tb1.130.970.791.13Dy6.615.644.876.77Ho1.371.150.991.44Er4.343.623.094.46Tm0.670.550.490.68Yb4.523.733.414.64Lu0.640.530.460.63Hf6.644.554.56.23Ta1.571.231.131.44W2.471.922.32Tl0.950.610.690.82Pb54.338.36.1968.9Bi<0.05<0.05<0.05<0.05Th24.319.917.424.2U3.773.032.63.84Ta/Hf0.240.270.250.23Th/Hf3.664.373.873.88Nb/Ta8.038.297.957.78ΣREE203.87194.99152.49225.78LREE177.97172.45133.47198.98HREE25.9022.5419.0226.80LREE/HREE6.877.657.027.42

樣品原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中顯示(圖8b)，晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r微量元素配分模式近一致，富集Rb、Th、U等大離子親石元素，相對(duì)虧損Nb、Ta、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素。Ba、Sr的虧損暗示可能是由于長(zhǎng)石結(jié)晶的影響，而P、Ti的虧損可能是由于磷灰石和鈦鐵礦的分離結(jié)晶造成的。

5討論

5.1巖石年齡及巖漿源區(qū)和成因

筆者獲得的多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r年齡為254Ma±，與區(qū)域內(nèi)茶曲怕查晶屑凝灰?guī)r年齡(257Ma±)相近。多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r富硅，REE含量較高，輕重稀土分餾明顯，富集Th，U，Rb等大離子親石元素，明顯虧損Nb、Ta、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素特征，為典型的弧火山巖。Nb/Ta值為7.78～8.29，明顯低于地幔值的17.5 ± 2，接近地殼值的11～12(GREEN，1995)，表現(xiàn)為殼源巖漿特征。P的明顯虧損，表明巖漿在運(yùn)移過(guò)程中經(jīng)歷了磷灰石的分離結(jié)晶。輕重稀土元素分餾明顯，樣品中具有較強(qiáng)Eu負(fù)異常，表明巖漿可能經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石結(jié)晶分異作用，或者源區(qū)斜長(zhǎng)石殘留少。Nb-Ta-Ti虧損通常表明與俯沖作用有成因聯(lián)系(JIANG et al.，2012)。該樣品中Cr、Ni含量較低(Cr含量2.54～8.84，平均7.69，Ni含量2.57～6.27，平均4.47)，表明了巖漿并非來(lái)源于地幔(曹花花，2010)。Rb/Sr值較大，明顯高于地殼平均值0.35(SUN et al.，1989)， 前人研究認(rèn)為， 巖漿在上侵的過(guò)程中Rb/Sr值會(huì)明顯增大(徐夕生，2007)。由于巖漿在分離結(jié)晶的過(guò)程中，Rb會(huì)優(yōu)先進(jìn)入液相，Sr則隨著長(zhǎng)石的結(jié)晶在殘余液相中的濃度迅速降低，因此在礦化部位該比值最高。通常認(rèn)為，由地幔部分熔融直接生成酸性巖漿的可能性極小。因此，本區(qū)巖漿來(lái)源應(yīng)為地殼的部分熔融。

圖8　(a)多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r稀土元素(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)BOYNTON，1984)和(b)微量元素配分曲線(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)SUN et al.，1989)Fig.8　(a) REE distribution graph (Standardized valuesare from Boynton，1984)and (b)trace element distribution graph (Standardized valuesare from Sun and Mcdonough，1989)of Duocaima Wafer crumbs ignimbrite

5.2構(gòu)造環(huán)境和動(dòng)力學(xué)意義

通常認(rèn)為(WANG，et al.,1995;MO，et al.,1993;ZHONG，et al.， 1998;PAN，et al.， 2003),古特提斯洋由修溝-瑪沁、龍木錯(cuò)-瀾滄江-昌寧孟連、西金烏蘭-金沙江-哀牢山、甘孜-理塘等幾個(gè)在不同時(shí)期打開(kāi)而近同時(shí)關(guān)閉的洋盆構(gòu)成。而東羌塘地塊位于青藏高原北部，位于西金烏蘭-金沙江縫合帶和雙湖縫合帶之間，地處岡瓦納大陸與歐亞大陸的交匯部位，是研究古特提斯洋俯沖消減和兩大陸碰撞造山過(guò)程的關(guān)鍵地區(qū)(張修政，2014)。自古生代以來(lái)，該區(qū)經(jīng)歷了多期巖漿-構(gòu)造事件，因此具有復(fù)雜的演化歷史。自華力西期本區(qū)進(jìn)入到古特提斯洋演化階段，一致持續(xù)到二疊紀(jì)末至三疊紀(jì)初(楊延乾，2013)。在晚泥盆世—早石炭世，西金烏蘭-金沙江洋處于初始裂解階段(錢(qián)燁，2014)。在西金烏蘭湖蛇綠巖套上部硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)早石炭放射蟲(chóng)化石(邊千韜，1991)，說(shuō)明在早石炭世時(shí)期洋盆已經(jīng)處于擴(kuò)張階段并具有一定規(guī)模。

晚石炭世一早二疊世大洋開(kāi)始消減，導(dǎo)致俯沖板片脫水和熔融，進(jìn)入上覆地慢楔中與地慢楔相互作用，暗示大洋于早二疊世開(kāi)始俯沖，與俯沖有關(guān)的巖漿活動(dòng)有287 Ma尕笛考組島弧火山巖(李善平，2008)、還東河地區(qū)257 Ma的埃達(dá)克質(zhì)巖(朱迎堂，2004)。近年來(lái)，在羌塘地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的藍(lán)片巖和榴輝巖(李才，1987，2006a，2006b；ZHANG，et al.，2006)，被認(rèn)為是金沙江洋縫合帶向南俯沖到羌塘地體下部引起的隆升和伸展剝離作用形成的(KAPP，et al.，2000，2003)。從早三疊世開(kāi)始，大洋由俯沖逐漸轉(zhuǎn)入碰撞閉合階段，與碰撞閉合相關(guān)的巖漿活動(dòng)有飛馬灘240Ma的同碰撞花崗巖(李勇，2003)等。中三疊世—晚三疊世區(qū)內(nèi)進(jìn)入碰撞后伸展階段，晚三疊磨拉石建造不整合覆蓋在縫合帶內(nèi)不同層位的巖石之上，標(biāo)志著縫合帶演化結(jié)束(汪嘯風(fēng)，1999;李勇，2003)。

圖9　多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r巖石大地構(gòu)造環(huán)境Ta/Hf-Th/Hf以及Rb/30-Hf-3Ta判別圖解Fig.9　Ta/Hf-Th/Hf and Rb/30-Hf-3Ta diagrams of tectonic environment for the wafer crumbs ignimbrite in Duocaima

在Ta/Hf-Th/Hf以及Rb/30-Hf-3Ta圖解上，樣點(diǎn)落在活動(dòng)大陸邊緣和火山弧區(qū)域內(nèi)，表明該火山巖形成于與洋殼俯沖有關(guān)的構(gòu)造背景。

在Rb/30-Hf-3Ta圖解上，樣點(diǎn)有從火山弧向陸內(nèi)區(qū)域演化的趨勢(shì)，反映此時(shí)已經(jīng)進(jìn)入到深俯沖階段。

通過(guò)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行的鉛同位素研究可知，鉛的來(lái)源不僅來(lái)自于上地殼和造山帶，還來(lái)源于殼?；旌系母_帶(劉長(zhǎng)征等,2015)，也暗示著本區(qū)的火山巖可能為多才瑪鉛鋅礦床提供成礦物質(zhì)來(lái)源。

6結(jié)論

(1)多才瑪晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r所含鋯石具明顯的振蕩環(huán)帶，Th/U值較高，屬典型的巖漿成因鋯石。晶屑熔結(jié)凝灰?guī)rU-Pb加權(quán)平均年齡(254.0±2.9)Ma，MSWD=1.9；諧和年齡值為(254.0±3) Ma。MSWD=1.9，屬華力西末期。

(2)巖石化學(xué)成分表現(xiàn)為高硅過(guò)鋁、貧鈣和鎂，明顯富集Rb、Th、U等大離子親石元素，強(qiáng)烈虧損P、Ti、Nb、Ta等高場(chǎng)強(qiáng)元素，富集LREE，低的Nb/Ta值(7.78～8.29)等特征表現(xiàn)為殼源巖漿和弧火山巖特征，254 Ma±時(shí)本區(qū)處于西金烏蘭-金沙江洋向南深俯沖消減階段，并且可能為多才瑪鉛鋅礦床提供了成礦物質(zhì)來(lái)源。

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收稿日期：2015-01-16；修回日期： 2016-02-27

基金項(xiàng)目：青海沱沱河地區(qū)鉛鋅礦整裝勘查區(qū)專(zhuān)項(xiàng)填圖與技術(shù)應(yīng)用示范(12120114080901)

作者簡(jiǎn)介：楊文龍(1991-)，男，吉林省通化市人，碩士，礦床學(xué)專(zhuān)業(yè)。E-mail：314554846@qq.com

中圖分類(lèi)號(hào)：P618.42; P618.43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-6248(2016)02-0059-11

SHRIMP Zircon U-Pb Ages and Its Geological Significance of CrystalIgnimbrite in the Duocaima Pb-Zn Deposit, Tuotuohe Area

YANG Wenlong, LI Bile, WANG Guozhi, PENG Bo, ZHI Yubo

(College of Earth Science, Jilin University, Changchun 130061,Jilin,China)

Abstract：The DuocaimaPb-Zn deposit, is a super-large scale Pb-Zn deposit found in Tuotuohe area recently, which is located in the East Qiangtang Block of Northeast Qinghai-Tibet Plateau.Because the adverse weather conditions in this exploration area, the researches on this depositare very low,especially magmatic evolution and tectonic setting. In this paper, the zircon SHRIMP U-Pb age and geochemical compositions of crystal ignimbrites from this deposit have beentested.The zircons of crystal ignimbrite mainly show euhedral and hypidiomorphic texture, with clear ring and high Th/U ratios (0.39～0.69), which belong to the typical magmatic zircons.The dating results show that the 206Pb/238U average weighted age of these crystal ignimbrites is(254.0±2.9) Ma (MSWD=1.9), and their concordant agesare (254.0±2.9) Ma (MSWD=1.9). The geochemical data suggest that these crystal ignimbrites are enriched in large ion lithophile elements (LILE)and LREE, strongly depleted in high field-strength element (HFSE). The trace elements ratios, such as Nb/Ta ratio (7.78—8.29), showthat these crystal ignimbrites belong to arc volcanic rocks, which are derived from the crustalmaterials.Combined with regional geological information,the new geochemical and geochronology datareveal that this research area was experienced the consistent subduction stage in 254Ma±.

Keywords：crystal ignimbrite; zircon SHRIMP dating; geochemical characteristics; Duocaima