厄瓜多爾Beroen侵入巖體的年代學(xué)與地球化學(xué)及其地質(zhì)意義

席 振，李 斌，高光明，郭小冬

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厄瓜多爾Beroen侵入巖體的年代學(xué)與地球化學(xué)及其地質(zhì)意義

席 振1, 2，李 斌1, 2，高光明1, 2，郭小冬3

(1. 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙410083；2. 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；3. 桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，桂林541004)

對位于厄瓜多爾中新世金屬成礦帶的Beroen金銀礦床不同位置的英云閃長巖和花崗閃長巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年及地球化學(xué)研究。結(jié)果表明：加權(quán)平均年齡分別為(15.92±0.4) Ma和(34.73±0.7) Ma。結(jié)合兩個巖體的地球化學(xué)特征對比，認(rèn)為由于俯沖洋殼板片脫水后，交代軟流圈地幔楔形成相似的母源巖漿在后期演化過程中差異化，漸新世的花崗閃長巖母源巖漿在區(qū)域伸展應(yīng)力背景下上侵，傾向發(fā)育斜長石的結(jié)晶分異。而英云閃長巖是深層熔漿在上侵過程中受到擠壓應(yīng)力作用影響造成停滯形成的，熔體在中下地殼層進(jìn)行以角閃石(±榍石)為主的結(jié)晶分異作用。構(gòu)造背景的改變與Beroen絹云母蝕變形成時間都在中新世，成礦作用與中新世巖漿侵位有密切關(guān)系。

厄瓜多爾；Beroen礦床；鋯石U-Pb年齡；埃達(dá)克型；成巖；成礦

厄瓜多爾地殼是由白堊紀(jì)以來增生的大洋地體和原生大陸地體拼接而成。在厄瓜多爾南部發(fā)育大量熱液貴金屬和斑巖銅鉬礦床。這些礦床成礦基本在中新世，與秘魯北部、哥倫比亞南部的中新世金屬礦床一起構(gòu)成中安第斯西部的中新世金屬成礦帶[1?4]。成礦帶區(qū)域發(fā)育大面積的新生代巖漿巖，年齡從晚始新世到早上新世都有。對于中新世礦化和圍巖的相互關(guān)系，前人分析大量礦床和巖漿巖圍巖、秘魯北部灰?guī)r形成時代、厄瓜多爾南部板塊俯沖會聚模型重建以及圍巖和礦石的地球化學(xué)分析等角度入手，認(rèn)識到中新世成礦與洋脊和南美板塊的碰撞、俯沖板塊的變淺、應(yīng)力背景的轉(zhuǎn)變有密切聯(lián)系[5?10]。

Beroen礦床是一個賦存在火山巖地層中的低硫型(絹云母?冰長石型)淺成低溫?zé)嵋旱V床[11]。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育兩期不同巖性的侵入巖體，本文作者以兩個巖體年代學(xué)和地球化學(xué)特征為依托，深入探討B(tài)eroen礦床成巖與成礦背景，為區(qū)域成礦規(guī)律研究提供參考。

1 地質(zhì)背景

Beroen礦床位于厄瓜多爾南部外來白堊紀(jì)到始新世的Macuchi大洋地體和原地Chaucha陸殼地體的接觸部位，靠近兩者之間北北東方向Calacali- Pallatanga-Pujili(CPP)斷層帶的南部延伸Bulubulu斷層[12](見圖1(a))。區(qū)域上發(fā)育大面積的漸新世?中新世Saraguro群中酸性熔巖，凝灰?guī)r層，有Chaucha巖基侵位。該巖基主要位于礦床西側(cè)和南側(cè)，超過數(shù)百平方公里大小。為多期多次侵入體，其中較晚期的閃長巖、花崗斑巖侵位到早期的花崗閃長巖到英云閃長巖組合中(見圖1)。礦體賦存于Saraguro群安山巖，安山質(zhì)火山礫凝灰?guī)r中。火山巖區(qū)北部發(fā)育閃長巖、花崗閃長巖，南西部發(fā)育英云閃長巖、花崗閃長巖等。礦區(qū)構(gòu)造以北東為主，且有右旋作用特征，在礦區(qū)脈體和溝谷發(fā)育中有所體現(xiàn)。還有一組東西向構(gòu)造存在，表現(xiàn)為巖層邊界、節(jié)理、褶皺等，Saraguro火山巖層在礦區(qū)北部向北傾，在礦區(qū)南部向南傾，形成一個寬廣東西向的褶皺構(gòu)造，其軸部位于Alejandra Sur區(qū)域(見圖2)。

礦體主要是Alehandra礦脈和San Luis礦脈。呈脈狀、網(wǎng)脈狀和厚板狀發(fā)育，走向北東約70°，傾向南東，傾角淺部較陡為70°~80°，深部變緩為60°~70°。礦體賦存于石英脈和熱液角礫巖中，發(fā)育殼狀、紋層狀石英。在Alejandra脈的角礫巖中發(fā)育有超高品位金礦體。礦脈經(jīng)歷多個熱液階段，形成殼狀、紋層狀石英，并大多發(fā)育熱液角礫巖化，可能重疊構(gòu)造角礫巖。有葉片狀角礫巖中的空洞局部內(nèi)襯殼狀石英和冰長石，形成雞冠構(gòu)造。殼層狀石英中黑色條帶金品位較高，包含可見的紅銀礦(淡紅銀礦?深紅銀礦)及銀金礦。礦化與硅化、絹云母化蝕變關(guān)系最為密切，主要的礦石礦物包括自然金、銀金礦、黃鐵礦、毒砂、深紅銀礦等，脈石礦物主要有石英、伊利石、方解石、綠泥石、白云母、電氣石和綠簾石等。金主要以銀金礦和自然金形式存在，大部分為顯微金，賦存在石英、黃鐵礦等礦物附近，或被黃鐵礦、磁黃鐵礦等包裹。

圖1 Chaucha地區(qū)地質(zhì)圖及大地構(gòu)造位置圖[9?10, 13?14]

圖2 Beroen礦區(qū)地質(zhì)圖

2 樣品巖相學(xué)特征

英云閃長巖：細(xì)粒結(jié)構(gòu)。主要礦物為斜長石(60%)，輝石5%，角閃石和黑云母，約15%。斜長石呈半自形?自形板片狀，大小為0.1×0.2~1×4 mm。副礦物為石英和堿性長石。石英約20%，作為獨(dú)立結(jié)晶或蠕蟲結(jié)構(gòu)存在。堿性長石約3%，與斜長石共生，也有獨(dú)立的堿性長石存在。

花崗閃長巖：灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，石英含量約20%~30%，大小為0.1×0.5~2×5 mm。斜長石較多，含少量鉀長石，它們共占礦物體積的50%~60%。角閃石占15%左右，輝石和黑云母很少見，它們總含量約5%。可見到綠泥石化，陽起石化。

圖3 Beroen巖體的野外和正交偏光鏡下特征

3 分析方法

本次測試樣品采自礦區(qū)地表，分別是英云閃長巖(RB11，RB12，RB13)和花崗閃長巖(RB21，RB22，RB23，RB24)。鋯石陰極發(fā)光(CL)照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。使用JEOL-JXA-8100電子探針儀，加速電壓15 kV，束電流2×10?8 A。LA-ICP-MS U-Pb定年在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用GeoLas2005完成。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)原理及測試方法見文獻(xiàn)[15]。數(shù)據(jù)處理使用ICPMSDataCal程序，計算同位素比值、年齡和誤差。普通鉛校正采用ANDERSEN[16]提出的方法。圖解采用 ISOPLOT 程序[17]。全巖主量和微量元素在廣州澳實(shí)分析檢測有限公司及南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦產(chǎn)成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。采用X 射線熒光光譜儀XRF?1500 進(jìn)行主量元素測定，分析精度高于優(yōu)于1%。微量元素用ICP?MS測定(儀器型號為Finnigan Element Ⅱ)，分析方法參考文獻(xiàn)[18]。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb同位素測年

本實(shí)驗(yàn)中測試樣品英云閃長巖和花崗閃長巖中的鋯石無色透明，部分略淺黃色。結(jié)晶良好，多呈柱狀，個別錐狀或橢圓狀。絕大部分具有巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，可認(rèn)為是巖漿成因鋯石。鋯石長度為40~300 μm之間，長寬比1.2~5.5。受到熱液流體活動影響，鋯石可能出現(xiàn)一些溶蝕邊。其中RB11中鋯石Th/U值0.27~0.79，RB21中鋯石Th/U值0.52~0.86，均顯示出巖漿成因鋯石特征(見表1)。對于樣品RB11，21個測點(diǎn)結(jié)果在諧和圖上組成密集一簇(見圖5(a))，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(15.92±0.4) Ma (MSWD=1.16)。樣品RB21的22個測點(diǎn)結(jié)果在諧和圖上同樣組成密集一簇(見圖5(b))，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(34.73±0.7) Ma (MSWD=1.17)，加權(quán)平均年齡應(yīng)該分別代表了兩個巖體的侵位年齡(見圖4和5)。

4.2 主元素及微量元素

英云閃長巖和花崗閃長巖樣品的全巖主量和微量元素分析結(jié)果見表2和3。TAS圖解中，英云閃長巖位于閃長巖和花崗閃長巖之間，花崗閃長巖則在閃長巖范圍內(nèi)；堿度率(AR)在1.64~1.83，SiO2-K2O圖解中，分別在高鉀鈣堿性和鈣堿性范圍內(nèi)；A/CNK值為0.91~0.94，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)(見圖6)。稀土元素總含量兩者都較低(76.79×10?6~129.32×10?6)，LREE輕度富集，HREE較為平坦分布，具有弱負(fù)Eu異常，呈平滑右緩傾REE配分模式。富集大離子親石元素和活潑不相容元素，虧損高場強(qiáng)(HFSE)元素，特別是Nb、Ta元素(見圖7)。

表1 Beroen巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果

圖4 型鋯石的陰極發(fā)光像

圖5 Beroen巖體的鋯石U-Pb年齡諧和及加權(quán)平均圖

表2 Beroen巖體英云閃長巖和花崗閃長巖體中主元素含量

表3 Beroen巖體英云閃長巖和花崗閃長巖體中微量元素含量

5 討論

5.1 成巖年齡

分別位于Beroen南部和北部的英云閃長巖及花崗閃長巖的鋯石U-Pb年齡為(15.92±0.4) Ma和(34.73±0.7) Ma。英云閃長巖體侵位時間為中中新世，花崗閃長巖侵位在早漸新世。從圖1和表4中可見，在Chaucha區(qū)域，侵入巖年齡首先是Beroen礦床的花崗閃長巖成巖年齡為35.773 Ma，然后是Gaby-Papa Grande斑巖金礦的斑巖成巖年齡為19.9~20.3 Ma，Tres Chorreras熱液金礦的長英質(zhì)巖體成巖年齡為17.6~19.9 Ma[22?23]，其后是Beroen的花崗閃長巖成巖年齡為15.92 Ma，Chaucha斑巖銅礦花崗閃長巖體的成巖年齡為14.84 Ma及花崗閃長斑巖的成巖年齡為9.8 Ma?；鹕綆r年齡分為Beroen的成巖年齡為33.45~ 34.67 Ma，Tres Chorreras的成巖年齡為30.7 Ma，Quimsacocha的成巖年齡為7.1 Ma[8]。從晚始新世到晚中新世都有巖漿巖活動。在巖石形態(tài)方面，晚始新世到早漸新世的火山活動和侵入體巖基構(gòu)成了區(qū)域地表露頭基礎(chǔ)。中中新世時期的花崗閃長巖、斑巖以小巖體、巖墻、巖脈等形式出露。晚中新世以閃長巖、花崗閃長斑巖及覆蓋地表的長英質(zhì)熔巖為主。與成巖有時空關(guān)系的礦床中，礦化形成時代以中中新世和晚中新世為主，前者包括Beroen和Gaby-Papa Grande。后者包括Tres Chorreras、Chaucha和Quimsacocha。除了Quimsacocha，其他礦床都以晚始新世到早漸新世的Saraguro群火山巖為主要賦礦圍巖，但成礦年齡與各個礦區(qū)發(fā)育的侵入巖和次火山巖形成年齡相近。

SCH?TTE等[8]對中南厄瓜多爾的第三紀(jì)巖漿弧和斑巖礦床、熱液礦床分別進(jìn)行了大量的鋯石U-Pb、輝鉬礦Re-Os和榍石U-Pb等定年。結(jié)果顯示：厄瓜多爾西科迪勒拉中部和南部的第三紀(jì)巖漿弧是一次集中晚始新世到中新世時期的大規(guī)模的火山/巖漿活動，該時期內(nèi)形成的巖漿巖組合及巖性特征具有相似性和可對比性。Beroen南部的英云閃長巖可以類比緊挨的Chaucha斑巖銅礦中花崗閃長巖體，北部的花崗閃長巖應(yīng)該與區(qū)域火山巖組屬于同期巖漿活動產(chǎn)物[8?9]。

圖6 巖體地球化學(xué)分類圖解

圖7 巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖[21]

表4 Chaucha區(qū)巖/礦石同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)

5.2 形成環(huán)境及大地構(gòu)造意義

英云閃長巖中SiO2含量為63.24%~63.90%，花崗閃長巖中SiO2含量為61.19%~61.81%，為鈣堿性的中酸性巖漿系列。在巖體稀土球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖中，形成LREE到HREE較緩傾斜變平坦，稍微右側(cè)向上的趨勢。同時，虧損高場強(qiáng)元素，Nb和Ta負(fù)異常明顯，富集Th，(Th)/(Ta)＞4時[26]，具有典型的俯沖消減帶相關(guān)巖漿活動的特征。同時，Beroen中酸性侵入體年齡從35.77到15.70 Ma，附近Chaucha區(qū)域內(nèi)的火山巖年齡從34.67到7.1 Ma，侵入巖活動年齡從20.3到9.8 Ma(見表4)，這構(gòu)成了漸新世到中新世火山弧活動的整個系列，屬于厄瓜多爾南部西科迪勒拉漸新世?中新世火山活動爆發(fā)期的一部分。

圖8 Beroen巖體Sr/Y?Y圖解[24?25]

厄瓜多爾西科迪勒拉的第三紀(jì)巖漿弧是Farallon/Nazca板塊向南美板塊俯沖活動的產(chǎn)物。其形成過程包括多個步驟，俯沖洋殼板片持續(xù)脫水作用形成流體，交代富集地幔楔部分熔融，地幔橄欖巖經(jīng)歷可能的均衡化，補(bǔ)充地幔楔軟流圈減壓熔融，地幔巖漿上升到中下層地殼熱帶，與深切巖石圈的深大斷裂帶耦合，最終形成上地殼火山弧活動[25, 27]。在簡單二維模型中，到達(dá)地幔楔部分熔融區(qū)域，來源于板片脫水的流體總量以及可以提供揮發(fā)份地幔物質(zhì)，也可能能夠增加地幔楔溫度的軟流圈物質(zhì)回流速率控制了地幔楔熔融物的形成。平坦化的俯沖洋殼板片及其更快的俯沖速率可以提供更多的脫水流體及對軟流圈回流速度可能形成正反饋，因此，能夠增加地幔楔部分熔融物質(zhì)，促使形成大量的地表火山弧巖漿活動[27?29]。

在中始新世到早漸新世，南美海溝向西移動，F(xiàn)arallon板塊以南西?北東方向俯沖到南美大陸下部，其頂部形成Macuchi地體島弧巖漿[30]。在25 Ma左右，F(xiàn)arallon-Pacific擴(kuò)張中心的Farallon板塊開始分裂成Nazca和Cocos板塊，Cocos-Nazca海地擴(kuò)張開始，使得Nazca板塊以更加垂直海溝方向即東西方向俯沖到南美板塊下，俯沖洋殼與水平面夾角變緩，俯沖板塊傾斜度和俯沖角度的變化也伴隨著俯沖速率的增 大[14, 31?34]。這促使俯沖帶下部的軟流圈地幔熔融物質(zhì)及地殼熔融物質(zhì)的增加，這可能是中安第斯普遍的漸新世?中新世火山巖噴發(fā)及侵入體侵位形成的原 因[35]。這也反映在Beroen內(nèi)的火山巖和侵入體活動時間中。

對比中新世英云閃長巖和漸新世花崗閃長巖，在Sr/Y-Y圖解中，新世英云閃長巖具有更加明顯埃達(dá)克型巖漿的特征，Sr/Y的比值高于60，較低的Y(≤9.83×10?6)和Yb(≤1.95×10?6)元素含量，其Eu異常虧損較漸新世花崗閃長巖的程度小，重稀土元素與后者大體相同(見圖7和8)。英云閃長巖的埃達(dá)克型特征不太可能是由于俯沖板片熔融成分的參與導(dǎo)致的，其負(fù)Nb和弱Zr異常與幔源非埃達(dá)克型巖石具有相同的數(shù)量級，英云閃長巖與花崗閃長巖的微量和稀土元素相比，沒有上升到量級的差距，Nb、Ta、Zr等都在十倍差距之內(nèi)。板片熔融參與形成的埃達(dá)克型巖漿一般非常富集Nb和Zr(＞320×10?6)[36?37]。而且，Sr含量大于下地殼平均值348×10?6。Y強(qiáng)烈虧損，在判別埃達(dá)克型特征重要參數(shù)的Sr/Y值中起到?jīng)Q定作用。隨著SiO2含量的增高，Dy/Yb有輕微降低趨勢，Sm/Dy輕微增高，這指示英云閃長巖體母源巖漿演化中發(fā)生以角閃石(±榍石)為主的分異作用[9, 12, 27, 38]，斜長石結(jié)晶分異極為有限。而花崗閃長巖體，根據(jù)其Eu弱異常分布，及與英云閃長巖大體相同的微量元素分布型式，推測花崗閃長巖演化的母源巖漿仍是以角閃石分異為主。但是其Y含量普遍較英云閃長巖中Y含量高，其含量小于13×10?6；而其中Sr含量比后者中的低，這說明花崗閃長巖體母源熔體更加趨向斜長石結(jié)晶分異作用，而角閃石分異強(qiáng)度相對減弱。斜長石在上部地殼層較為穩(wěn)定，角閃石穩(wěn)定區(qū)位于中下地殼層，0.4~0.8 GPa壓力下[25]。因此，英云閃長巖體的母源巖漿演化深度較花崗閃長巖更大，壓力更高。

對于中新世英云閃長巖和漸新世花崗閃長巖的母源巖漿演化差異，可能是源于巖漿演化的構(gòu)造動力背景變化造成的。自25 Ma時，F(xiàn)arallon板塊分裂形成的Nazca板塊以更加垂直厄瓜多爾大陸邊緣的角度向下俯沖，傾斜度、俯沖速率都發(fā)生了變化，應(yīng)力環(huán)境相應(yīng)有所改變，從漸新世巖漿形成的伸展為主變化到中新世以扭壓和主壓應(yīng)力為主[5]。研究者們[10, 34]對厄瓜多爾南部盆地沉積物的變質(zhì)過程進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其記錄了中新世19 Ma和9~10 Ma時期發(fā)生過扭壓應(yīng)力到主壓應(yīng)力的脈沖式應(yīng)力活動。形成于軟流圈地幔楔的漸新世母源巖漿熔體沿海溝斷層、平行海溝的地體縫合帶，連續(xù)被動侵位到中上地殼層，經(jīng)歷更多的斜長石的結(jié)晶分離。而中新世時期，西科迪勒拉地殼以擠壓應(yīng)力為主，平行海溝方向構(gòu)造閉合，阻礙深成巖漿熔體的上侵，母源熔體在更低地殼層，更大的壓力條件下形成巖漿房，發(fā)生角閃石(±榍石)，可能還有石榴石的結(jié)晶分離作用，出現(xiàn)了較為明顯的埃達(dá)克型特征[8, 12]。

5.3 成巖與成礦關(guān)系

影響安第斯區(qū)域斑巖礦床及熱液礦床的兩個主要地球動力學(xué)因素是俯沖板片的變淺平坦化及海底高地的俯沖[8]。平坦俯沖時期的板片脫水可能引起上覆地殼的強(qiáng)烈水化作用，隨后俯沖板片的再變陡及軟流圈地幔向海溝方向的移動導(dǎo)致流變性變?nèi)醯牡貧じ子谧冃魏腿廴冢@對金屬成礦作用是有利的[29, 39]。ROSENBAUM等[40]的地球動力學(xué)重建也證實(shí)海底高地與南美板塊的碰撞與中新世礦床存在明顯的時空一致性。中段安第斯的中新世金屬成礦帶從秘魯中部，向北經(jīng)厄瓜多爾，延伸到哥倫比亞南部。主要礦床類型包括斑巖銅?鉬?金，高硫型、中硫、低硫型熱液金?銀等礦床，如秘魯超大型Yanacocha金礦、Beroen銅礦，厄瓜多爾的Junin銅礦、Portovelo金礦，哥倫比亞的La Colosa金礦等。成礦時間基本在中新世范圍，圍巖以貫穿整個第三紀(jì)的巖漿巖為主。成礦過程與第三紀(jì)火山弧圍巖具有密切的時空關(guān)系。

在厄瓜多爾南部，中新世的礦化和蝕變發(fā)生在23.5~6.1 Ma期間，這與25 Ma時期厄瓜多爾俯沖板片的變淺化和8 Ma以來Carnegie洋脊的俯沖在時間上相一致。圍巖主要是長英質(zhì)熔巖、凝灰?guī)r及中酸性巖體，還包括角閃石、長石斑巖等次火山巖。除了Quimsacocha外，礦化在空間上主要賦存在漸新世火山巖或年代較大的巖基型巖體內(nèi)，成礦時間常與礦區(qū)侵入巖系統(tǒng)中的較晚期侵入脈動活動相近。與Beroen相似，Tres Chorres、Portovelo等熱液礦床的直接賦礦圍巖是漸新世火山巖，可能與火山巖地?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)育及其異常高的氧逸度和揮發(fā)份有關(guān)。而礦區(qū)內(nèi)的侵入巖系統(tǒng)由相差數(shù)百萬年的不同時期形成的巖體組成。侵入體母源巖漿在地幔楔中形成，并且在下部地殼和上部地殼經(jīng)歷角閃石、斜長石分異，到淺部地殼時可能還會同化混染Macuchi大洋地體基底成分(未發(fā)表同位素數(shù)據(jù)結(jié)論)。對大面積存在的漸新世到早中新世發(fā)育的侵入巖傾向于在上部地殼演化，由于低壓巖漿演化對能引起斑巖相關(guān)礦化的上升熔體的流體出溶動力和對壓力變化敏感的Cl熔融?流體分配系數(shù)有不利影響，所以可能其對成礦有一定的負(fù)作用。而在侵入巖活動的后期，如Beroen礦區(qū)的英云閃長巖體，其巖漿在深部地殼結(jié)晶分異，巖漿熔體補(bǔ)給率下降，這可能代表形成斑巖礦床及熱液礦化有利的擠壓環(huán)境。

Beroen礦床是低硫型(絹云母?冰長石)熱液金銀礦床。對礦體中的絹云母Ar40-Ar39法測年[11]，所得年齡為(18.91±0.49) Ma，指示成礦時絹云母蝕變發(fā)生的時間。圍巖火山巖年齡在33.45~34.67 Ma。與成礦年齡相近的閃長巖體年齡是15.92 Ma。在Beroen礦床西南的Gaby-Papa Grande斑巖金礦有19.9 Ma和20.3 Ma的角閃斜長斑巖活動。Beroen礦床成礦時間與脈動式應(yīng)力環(huán)境變化的時間一致，早于英云閃長巖體的侵位，而稍晚于閃長巖的侵位，可能是同時期的角閃斜長斑巖期巖漿活動驅(qū)動成礦流體在地?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)育的火山巖中成礦。

6 結(jié)論

1) Beroen礦床英云閃長巖、花崗閃長巖的鋯石U-Pb年齡分別是(15.92±0.4) Ma，(34.73±0.7) Ma。英云閃長巖為中中新世，花崗閃長巖為漸新世時期形成。

2) Chaucha區(qū)域大面積覆蓋的巖漿巖形成時代從漸新世到中新世，形成在Farallon洋殼板塊分裂成Nazca和Cocos板塊引起俯沖到厄瓜多爾下的洋殼板片俯沖角度、速率等的改變的背景下，進(jìn)而引起厄瓜多爾南部漸新世?中新世火山弧活動的大爆發(fā)。

3) Beroen中新世英云閃長巖比漸新世花崗閃長巖更加虧損Y元素，富集Sr元素，這是由于花崗閃長巖形成在沿平行海溝和傾斜海溝方向發(fā)育的張性構(gòu)造背景下，母源巖漿連續(xù)被動侵位到淺地殼，進(jìn)行更多的斜長石分異結(jié)晶作用。而英云閃長巖在擠壓應(yīng)力背景下，平行海溝方向構(gòu)造閉合，阻礙深成母源巖漿的上侵，在更低的地殼層，更大的壓力條件下，母源熔體進(jìn)行以角閃石(±榍石)為主的分異作用而演化形成。

4) Beroen礦化形成在俯沖板片地球動力學(xué)變化引起伸展到扭壓、擠壓構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境變化下，巖漿侵位驅(qū)動成礦流體在地?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)育的火山巖中成礦。

致謝：

感謝在野外工作期間，中南大學(xué)彭恩生，莊勝黃金有限公司周運(yùn)順、付曉敏、任志堅、彭詠連，San Luis公司CALVOPI?A Miguel、MORA Alonso等同志的支持和協(xié)助！特別感謝編輯和審稿專家極細(xì)致的批閱，使本文更加完善！

REFERENCES

[1] SILLITOE R H. Epochs of intrusions-related copper mineralization in the Andes[J]. J South Am Earth Sci, 1988, 1(1): 89?108.

[2] PRODEMINCA. Evaluation of mining districts of Ecuador-Epithermal deposits in the Andes[M]. Quito, Ecuador: UCP Prodeminca Proyecto MEM BIRF 36-55 EC, 2000: 13?193.

[3] PRODEMINCA. Evaluation of mining districts of Ecuador- Porphyry and epi-mesothermal deposits with related intrusions in cordillera occidental and real[M]. Quito, Ecuador: UCP Prodeminca Proyecto MEM BIRF 36-55 EC, 2000: 1?291.

[4] SILLITOE R H, PERELLó J. Andean copper province: Tectonomagmatic settings, deposit types, metallogeny, exploration, and discovery[C]// JEFFREY W H, JOHN F H, RICHARD J G, JEREMY P R. Econ Geol 100th Anniversary Volume. Littleton, Colorado: Society of Economic Geologists, 2005: 845?890.

[5] NOBLE D C, MCKEE E H. The Miocene metallogenic belt of central and northern Peru[M] Lima, Peru: Geological Society of Peru, 1997: 155?193.

[6] SPENCER R M, MONTENEGRO J L, GAIBOR A, PEREZ E P, MANTILLA G, VIERA F, SPENCER C E. The Portovelo- Zaruma mining camp, SW Ecuador: Porphyry and epithermal environments[J]. SEG Newsletter, 2002, 49: 8?14.

[7] FONTBOTé L, BENDEZUR. Cordilleran or Butte-type veins and replacement bodies as a deposit class in porphyry systems[C]// WILLIAMS P J. Proceedings of the 10th Biannual Society of Geology Applied to Ore Deposits Meetings. Townsville, Australia: University of Geneva, 2009: 521?523.

[8] SCHüTTE P, CHIARADIA M, BEATE B. Geodynamic controls on Tertiary arc magmatism in Ecuador: Constraints from U–Pb zircon geochronology of Oligocene–Miocene intrusions and regional age distribution trends[J]. Tectonophysics, 2010, 489: 159?176.

[9] SCHüTTE P, CHIARADIA M, BEATE B. Petrogenetic evolution of arc magmatism associated with late Oligocene to late Miocene porphyry-related ore deposits in Ecuador[J]. Economic Geology, 2010, 105: 1243?1270.

[10] SCHüTTE P, CHIARADIA M, BARRA F, VILLAGóMEZ D, BEATE B. Metallogenic features of Miocene porphyry Cu and porphyry-related mineral deposits in Ecuador revealed by Re-Os,40Ar/39Ar and U-Pb geochronology[J]. Mineralium Deposita, 2012, 47: 383?410.

[11] BINELI B T. The low-sulfidation Au-Ag deposit of Rio Blanco(Beroen): Geology, mineralogy, geochronology (U-Pb and Ar-Ar) and isotope (S, Pb, Sr) geochenmistry[M]. Canton de Genève: M.Sc. thesis, University of Geneva, 2007: 6?86.

[12] CHIARADIA M, FONTBOTé L, BEATE B. Cenozoic continental arc magmatism and associated mineralization in Ecuador[J]. Mineralium Deposita, 2004, 39: 204?222.

[13] LITHERLAND M, ASPDEN J A, JEMIELITA R A. The metamorphic belts of Ecuador[M]. Keyworth, Nottingham: British Geological Survey, Overseas Memoir 11. BGS, 1994: 1?147.

[14] GUTSCHER M A, MALAVIEILLE J, LALLEMAND S, COLLOT J Y. Tectonic segmentation of the North Andean margin: impact of the Carnegie Ridge collision[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1999, 168: 255?270.

[15] 田 健, 廖群安, 樊光明, 聶小妹, 王富明. 東準(zhǔn)噶爾卡拉麥里斷裂以南早石炭世后碰撞花崗巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義[J]. 巖石學(xué)報, 2015, 31(5): 1471?1484.

TIAN Jian, LIAO Qun-an, FAN Guang-ming, NIE Xiao-mei, WANG Fu-ming. The discovery and tectonic implication of Earth Carboniferous post-collisional I-type granites from the south of Karamaili in eastern Junngar[J]. Acta Petrologica Sinica, 2015, 31(5): 1471?1484.

[16] ANDERSEN T. Correction of common Pb in U-Pb analyses that do not report204Pb[J]. Chemical Geology, 2002, 192(1): 59?79.

[17] LUDWIG K. User’s manual for Isoplot 3.00: A geochronological toolkit for Microsoft Excel[M]. Berkeley: Geochronology Center Special Publication, 2003: 4?70.

[18] 李 斌, 趙葵東, 張 倩, 徐耀明, 朱志勇. 福建紫金山復(fù)式巖體的地球化學(xué)特征和成因[J]. 巖石學(xué)報, 2015, 31(3): 811?828.

LI Bin, ZHAO Kui-dong, ZHANG Qian, XU Yao-ming, ZHU Zhi-yong. Petrogenesis and geochemical characteristics of the Zijinshan granitic complex from Fujian Province, South China[J]. Acta Petrologica Sinica, 2015, 31(3): 811?828.

[19] LE BAS M J, LE MAITRE R W, STRECKEISEN A, ZANETTIN B. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram[J]. Journal of Petrology, 1986, 27(3): 745?750.

[20] RICKWOOD P C. Boundary lines within petrologic diagrams which use oxides of major and minor elements[J]. Lithos, 1989, 22(4): 247?263.

[21] SUN S S, MCDONOUGH W F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. SAUNDERS A D, NORRY M J. Magmatism in the Ocean Basins[M]. London: Geological Society, Special Publications, 1989, 42(1): 313?345.

[22] ASPDEN J A, HARRISON S H, RUNDLE C C. New geochronological control for the tectono-magmatic evolution of the metamorphic basement, Cordillera Real and El Oro Province of Ecuador[J]. Journal of South American Earth Sciences, 1992, 6: 77?96.

[23] PRATT W T, FIGUEROA J F, FLORES B G. Geological map of the Western Cordillera of Ecuador between 3°?4°, 1/200000[M]. Quito: CODIGEM-BGS, 1997: 1. (In Spanish)

[24] DEFANT M J, DRUMMOND M S. Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere[J]. Nature, 1990, 347: 662?665.

[25] SCHüTTE P. Geochronology, geochemistry, and isotopic composition (Sr, Nd, Pb) of Tertiary porphyry systems in Ecuador[D]. Canton de Genève, Swiss: M.Sc. thesis, University of Geneva, 2009: 119?178.

[26] 曾仁宇, 賴健清, 毛先成, 艾啟興, 岳斌. 金川銅鎳硫化物礦床兩個主要礦體的目巖漿在巖漿演化過程中的關(guān)系[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2015, 25(3): 761?775.

ZENG Ren-yu, LAI Jian-qing, MAO Xian-cheng, AI Qi-xing, YUE Bin. Relationship between two kinds of parental magma of main orebodies during magma evolution in Jinchuan Cu-Ni(PGE) sulfide deposit, China[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2015, 25(3): 761?775.

[27] 趙振華. 關(guān)于巖石微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解使用的有關(guān)問題[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 2007, 31(1): 92?103.

ZHAO Zhen-hua. How to use the trace element diagrams to discriminate tectonic settings[J]. Geotectonica et Metallogenia, 2007, 31(1): 92?103.

[28] CAMPBELL I H, BALLARD J R, PALIN J M, ALLEN C, FAUNES A. U-Pb Zircon Geochronology of Granitic Rocks from the Chuquicamata-El Abra Porphyry Copper Belt of Northern Chile: Excimer Laser Ablation ICP-MS Analysis[J]. Economic Geology, 2006, 101: 1327?1344.

[29] 曹明堅, 秦克章, 李繼亮. 平坦俯沖及其成礦效應(yīng)的研究進(jìn)展、實(shí)例分析與展望[J]. 巖石學(xué)報, 2011, 27(12): 3727?3748.

CAO Ming-jian, QIN Ke-zhang, LI Ji-liang. Research progress on the flat subduction and its metallogenic effect, two cases analysis and some prospects[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(12): 3727?3748.

[30] van THOURNOUT F, HERTOGEN J, QUEVEDO L. Allochthonous terranes in northwestern Ecuador[J]. Tectonophysics, 1992, 205: 205?221.

[31] HEY R. Tectonic evolution of the Cocos-Nazca spreading center[J]. Bull Geol Soc America, 1977, 88: 1404?1420.

[32] DALY M C. Correlation between Nazca/Farallon plate kinematics and forearc basin evolution in Ecuador[J]. Tectonics, 1989, 8: 769?790.

[33] SPIKINGS R A, WINKLER W, SEWARD D, HANDLER R. Alongstrike variations in the thermal and tectonic response of the continental Ecuadorian Andes to the collision with heterogeneous oceanic crust[J]. Earth Planet Sci Lett, 2001, 186: 57?73.

[34] HUNGERBüHLER D, STEINMANN M, WINKLER W, SEWARD D, EGüEZ A, PETERSON D E, HGLG U, HAMMER C. Neogene stratigraphy and Andean geodynamics of southern Ecuador[J]. Earth-Science Reviews, 2002, 57: 75?124.

[35] MAMANI M, WORNER G, SEMPERE T. Geochemical variations in igneous rocks of the Central Andean orocline (13°S to 18°S): tracing crustal thickening and magma generation through time and space[J]. GSA Bulletin, 2010, 122: 162?182.

[36] SAMANIEGO P, MARTIN H, ROBIN C, MONZIER M. Transition from calc-alkalic to adakitic magmatism at Cayambe volcano, Ecuador: insights into slab melts and mantle wedge interactions[J]. Geology, 2002, 30: 967?970.

[37] RAPP R P, SHIMIZU N, NORMAN M D, APPLEGATE G S. Reaction between slab-derived melts and peridotite in the mantle wedge: experimental constraints at 3.8 GPa[J]. Chem Geol, 1999, 160: 335?356.

[38] CHIARADIA M, FONTBOTé L, PALADINES A. Metal sources in mineral deposits and crustal rocks of Ecuador (1°N?4°S): A lead isotope synthesis[J]. Economic Geology, 2004, 99: 1085?1106.

[39] JAMES D E, SACKS I S. Cenozoic formation of the central Andes: A geophysical perspective[C]// SKINNER B J. Geology and Ore Deposits of the Central Andes. Boulder: Society of Economic Geologists, Special Publication, 1999, 7: 1?25.

[40] ROSENBAUM G, GILES D, SAXON M, BETTS P G, WEINBERG R F, DUBOZ C. Subduction of the Nazca Ridge and the Inca Plateau: Insights into the formation of ore deposits in Peru[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2005, 239: 18?32.

(編輯 李艷紅)

Geochronology, geochemical characteristics of intrusions in Beroen of Ecuador and their geology implications

XI Zhen1, 2, LI Bin1, 2, GAO Guang-ming1, 2, GUO Xiao-dong3

(1. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;2. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals, Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China;3. College of Earth Science, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)

Beroen gold deposit is part of central Andean miocene metallogenic belt. Zircon U-Pb dating of intrusions of Beroen: tonalite, granodiorite, indicates that tonalite has emplaced in middle Miocene, granodiorite had emplaced in early Oligocene, with weighted average age of (15.92±0.4) Ma and (34.73±0.7) Ma, respectively. Combined with their geochemical characteristics, both intrusions melt derived similarly from slab dehydration fluids fluxing mantle wedge partial melting, then experienced different evolution process. The Oligocene granodiorites were emplaced in a crustal domain extension and emplaced through trench-parallel and trench-normal faults and sutures, through a continuous passive ascent process, with undergoing more plagioclase differentiation. The Miocene tonalite emplaced under compressive stress background with trench parallel structures was sealed. The magmas were thus impeded to rise, ponded and undergone mainly amphibole differentiation at lower crust. The sericite in orebody formed prior to emplacement of tonalite. Maybe Beroen mineralization was resulted from the geodynamic transition of extension condition to compression condition induced by subduction zone’s geodynamic changing.

Ecuador; Beroen deposit; zircon U-Pb; adakite; petrogenesis; metallogeny

Projects(41227803, 41204054) supported by National Natural Science Foundation of China; Project supported by Geological Survey Projects of Institute of Zhuangsheng Mining, Central South University, China

2015-12-11; Accepted date:2016-05-09

LI Bin; Tel: +86-15802577906; E-mail: cutelb@126.com

1004-0609(2016)-12-2613-12

P588.121；P597.3

A

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41227803, 41204054)；中南大學(xué)莊勝礦業(yè)研究院秘魯?厄瓜多爾地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目

2015-12-11；

2016-05-09

李 斌，講師，博士；電話：15802577906；E-mail: cutelb@126.com