滇西麗江地區(qū)新生代富堿斑巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

黃永高，羅 改，張 彤，熊昌利，賈小川，楊學(xué)俊

(四川省地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610081)

0 引 言

滇西“三江”地處青藏高原東南緣，受印度-亞洲大陸俯沖碰撞的影響，該區(qū)新生代巖漿作用廣泛而強(qiáng)烈。著名的金沙江—紅河富堿侵入巖帶北起唐古拉山，經(jīng)玉樹、巴塘、芒康向南至滇西北，呈南北向沿金沙江斷裂分布，后向北西沿哀牢山斷裂及兩側(cè)延伸，構(gòu)成規(guī)模巨大的構(gòu)造—巖漿—成礦帶[1]散布在青藏高原東南緣，是晚碰撞造山作用在滇西地區(qū)的響應(yīng)[2]。該巨型構(gòu)造-巖漿-成礦帶是我國(guó)重要的多金屬成礦帶，目前在該帶上已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批與富堿斑巖有關(guān)的金、銅、鉬、鉛鋅礦床，如玉龍超大型銅礦床、北衙金多金屬礦床、馬廠箐銅鉬金礦床等。前人研究顯示，該帶的富堿斑巖多數(shù)為鉀玄巖系列，部分為高鉀鈣堿性系列，以高鉀為特征。大量的巖石礦物學(xué)、年代學(xué)及地球化學(xué)研究[3-19]對(duì)富堿斑巖的巖漿起源與成因機(jī)制提供了重要約束。目前對(duì)富堿斑巖巖石性質(zhì)尚有不同認(rèn)識(shí)，LIANG H Y等[20]指出，該帶北段玉龍含礦富堿侵入體具有明顯的埃達(dá)克質(zhì)巖的特征；對(duì)于中段馬廠箐含礦富堿巖體，郭曉冬等[21]認(rèn)為其具有埃達(dá)克質(zhì)巖的性質(zhì)，而畢獻(xiàn)武等[22]則認(rèn)為具有A型花崗巖的特征；對(duì)于南段斑巖體，也有學(xué)者認(rèn)為不具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征，屬于A型花崗巖類[23]。此外，對(duì)富堿斑巖的成因也提出了多種模式，如交代富集地幔部分熔融[24-25]、殼?；旌蠈硬糠秩廴赱26-29]、加厚陸殼下部的(角閃)榴輝巖相巖石部分熔融[8,30]；大陸板片沿紅河斷裂帶向東俯沖[31]或大規(guī)模走滑誘發(fā)“島弧型”地幔部分熔融[32-33]等。

麗江地區(qū)處于“三江”褶皺造山帶與揚(yáng)子板塊西南緣的結(jié)合部位，記錄了大陸構(gòu)造演化及大陸動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵過(guò)程。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，眾多地質(zhì)工作者在該區(qū)開展地質(zhì)研究，發(fā)表了諸多有關(guān)該區(qū)富堿斑巖特征和成礦條件等方面的研究成果[3-19, 34-41]，加深了對(duì)該區(qū)新生代富堿斑巖及其成礦作用的認(rèn)識(shí)。研究多集中于麗江—北衙銅金成礦帶南段，研究區(qū)內(nèi)以往地質(zhì)研究程度相對(duì)薄弱，特別是對(duì)區(qū)內(nèi)富堿斑巖的形成時(shí)代缺乏精確的實(shí)證數(shù)據(jù)，其與金沙江—紅河富堿侵入巖帶的隸屬及空間關(guān)系尚不明朗，制約了對(duì)該區(qū)構(gòu)造屬性、地質(zhì)演化和成礦地質(zhì)條件的正確認(rèn)識(shí)。本文試圖通過(guò)對(duì)麗江地區(qū)富堿斑巖的年代學(xué)和地球化學(xué)特征的研究，探討其巖石成因、構(gòu)造背景及成礦潛力。

1 地質(zhì)背景

麗江地區(qū)新生代富堿斑巖位于麗江市玉龍縣與怒江州蘭坪縣交界處，主體出露于麗江市玉龍縣。大地構(gòu)造位置上，區(qū)內(nèi)斑巖位于金沙江—紅河富堿侵入巖帶南端，該帶受新生代大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)的控制，自北部的囊謙逆沖帶，經(jīng)巴塘—麗江和貢覺(jué)—芒康斷裂帶，向南延入紅河斷裂帶(圖1a)。區(qū)內(nèi)斑巖由二十余個(gè)斑巖體組成，出露面積約136.5 km2，多呈巖株、巖枝狀產(chǎn)出，形態(tài)不規(guī)則，所侵位的最新層位為古近系金絲廠組(圖1b)。

圖1 藏東—滇西地區(qū)新生代斑巖分布簡(jiǎn)圖(a.據(jù)侯增謙等[2])和麗江地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig.1 The distribution diagram of Cenozoic porphyry in the Eastern Tibet-Western Yunnan(a.after HOU et al. [2]) and geological map of the study area(b)1.逆沖帶；2.走滑斷裂；3.剪切帶；4.富堿巖體；5.第三紀(jì)盆地；6.侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)盆地；7.研究區(qū)；8.地質(zhì)界線；9.角度不整合界線；10.巖體脈動(dòng)接觸界線；11.斷層；12.花崗斑巖；13.石英二長(zhǎng)斑巖；14.二長(zhǎng)花崗斑巖；15.正長(zhǎng)巖；16.正長(zhǎng)斑巖；17.粗面斑巖；18.石英閃長(zhǎng)玢巖；19.采樣位置及樣號(hào)；Q.第四系；E.古近系；T.三疊系；Pt.元古界

區(qū)內(nèi)出露地層主要包括新元古界石鼓巖群羊坡巖組石榴二云石英片巖、含石榴(白)云石英片巖，分布于研究區(qū)東側(cè)；三疊系攀天閣組流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖，歪古村組巖屑砂巖、礫巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，三合洞組含泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及麥初菁組長(zhǎng)石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖，分布于研究區(qū)西側(cè)；古近系寶相寺組礫巖、雜砂巖，金絲場(chǎng)組砂巖夾鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖，大面積分布于研究區(qū)中部。

2 主要巖石類型與巖相學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)富堿斑巖巖石類型豐富，主要有二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)巖、粗面斑巖及閃長(zhǎng)玢巖。代表性巖體巖性特征的概要描述如下(表1、圖2)。

二長(zhǎng)花崗斑巖呈淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，手標(biāo)本見有明顯的長(zhǎng)石、石英及少量角閃石斑晶，含量35%～70%。薄片中可見斑晶由斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英和角閃石組成，分布不均勻(圖2a)。其中斜長(zhǎng)石呈自形—半自形板狀，聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育(圖2g)，表面多因黏土化而渾濁，粒度為0.2 mm×0.5 mm～2.5 mm×3.7 mm，含量16%～30%；鉀長(zhǎng)石呈自形—半自形寬板狀，見環(huán)帶結(jié)構(gòu)，邊緣呈現(xiàn)灰色黏土化，粒度為0.5 mm×0.8 mm～2.2 mm×4.5 mm，含量5%～25%；石英呈它形粒狀，具熔蝕結(jié)構(gòu)邊，粒度為0.3 mm×0.5 mm～1.8 mm×3.5 mm，含量2%～10%；角閃石呈長(zhǎng)柱狀，多綠泥石化，粒度為0.3 mm×1.5 mm～0.8 mm×2.0 mm，含量1%～3%?；|(zhì)主要由石英和堿性長(zhǎng)石組成，兩者呈微文象交生，構(gòu)成花斑結(jié)構(gòu)。副礦物為磷灰石、鋯石、榍石、磁鐵礦、鈦鐵礦等。

石英二長(zhǎng)斑巖呈灰色—淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，手標(biāo)本可見明顯的石英和長(zhǎng)石斑晶，含量變化較大，從30%到65%不等。薄片中可見斑晶主要為斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石，其次為石英和角閃石(圖2b)。其中斜長(zhǎng)石斑晶呈自形—半自形板狀，聚片雙晶發(fā)育，邊緣常被鉀長(zhǎng)石所包圍，粒度為0.2 mm×0.5 mm～2.0 mm×4.5 mm，含量15%～30%；鉀長(zhǎng)石斑晶呈自形—半自形寬板狀，卡斯巴雙晶發(fā)育，粒度為0.5 mm×1.5 mm～1.5 mm×4.0 mm，含量5%～25%；石英呈它形不規(guī)則粒狀，具熔蝕結(jié)構(gòu)邊，表面見裂紋，粒度為0.2mm×0.5 mm～3.0 mm×5.0 mm，含量1%～7%；角閃石呈長(zhǎng)柱狀，多綠泥石化、綠簾石化，并析出針柱狀磁鐵礦而呈角閃石晶體假象，粒度為0.1 mm×0.3 mm～0.2 mm×1.0 mm，含量1%～4%?；|(zhì)具微晶—隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要由鉀長(zhǎng)石(15%～30%)、斜長(zhǎng)石(20%～30%)、石英(2%～14%)和少量角閃石(約2%)組成。副礦物有磷灰石、鋯石、榍石、電氣石、磁鐵礦等。

表1 研究區(qū)富堿斑巖主要巖石類型特征

圖2 研究區(qū)富堿斑巖顯微特征Fig.2 Microphotographs(crossed nicols) of the alkali-rich porphyry in the study areaa.二長(zhǎng)花崗斑巖；b.石英二長(zhǎng)斑巖；c.輝石正長(zhǎng)巖；d.石英正長(zhǎng)巖；e.透長(zhǎng)粗面斑巖；f.堿長(zhǎng)粗面斑巖；g.二長(zhǎng)花崗斑巖；h.正長(zhǎng)粗面斑巖；i.透長(zhǎng)粗面斑巖；Agt.霓輝石；Bi.黑云母；Cpx.單斜輝石；Di.透輝石；Hbl.普通角閃石；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Or.正長(zhǎng)石；Pl.斜長(zhǎng)石；Qtz.石英；Sa.透長(zhǎng)石(均為正交偏光照片)

輝石正長(zhǎng)巖呈灰色—淺肉紅色，細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由堿性長(zhǎng)石及單斜輝石組成(圖2c)。堿性長(zhǎng)石成分以正長(zhǎng)石為主，呈自形—半自形柱狀，粒度為0.2 mm×1.5 mm～1.2 mm×2.5 mm，正交偏光下卡斯巴雙晶清晰可見，部分發(fā)生黏土化，含量80%～90%；單斜輝石呈大小不等的柱狀—半自形粒狀，粒度0.1 mm×0.5 mm～0.8 mm×1.0 mm，橫切面為正八邊形，分布于正長(zhǎng)石之間，含量約10%；另有少量它形石英分布于正長(zhǎng)石和單斜輝石空隙中。副礦物有鈦鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等。

石英正長(zhǎng)巖呈灰色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由堿性長(zhǎng)石及少量石英、斜長(zhǎng)石、角閃石組成。堿性長(zhǎng)石成分以正長(zhǎng)石為主，呈自形—半自形柱狀，粒度為0.5 mm×1.5 mm～3.0 mm×5.5 mm，正交偏光下卡斯巴雙晶清晰可見，含量74%～85%；石英呈它形粒狀，粒度為0.3 mm×0.5 mm～0.6 mm×1.0 mm，含量6%～15%；斜長(zhǎng)石呈自形—半自形柱狀，粒度0.1 mm×0.5 mm～0.8 mm×1.5 mm，分布于正長(zhǎng)石之間或嵌于正長(zhǎng)石晶體中，含量4%～10%；角閃石呈柱狀，粒度為0.5 mm×0.6 mm～0.8 mm×1.0 mm，含量<5%。副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、鈦磁鐵礦等。石英正長(zhǎng)巖與輝石正長(zhǎng)巖的區(qū)別是前者含有6%～15%它形粒狀的石英分布于長(zhǎng)石間(圖2d)。

粗面斑巖呈灰—灰白色，多斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為堿性長(zhǎng)石及少量單斜輝石、黑云母組成。斑晶主要由堿性長(zhǎng)石、單斜輝石及黝方石組成(圖2e, f, h, i)。堿性長(zhǎng)石(正長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石)多呈柱狀、長(zhǎng)柱狀、板柱狀和碎屑狀，粒度為0.1 mm×0.5 mm～1.0 mm×4.5 mm，正交偏光下卡斯巴雙晶清晰可見，普遍定向—半定向分布，局部堿性長(zhǎng)石斑晶聚集形成聚斑結(jié)構(gòu)，含量20%～40%；單斜輝石(透輝石、霓輝石)呈半自形—自形短柱狀、粒狀，粒度0.1 mm×0.3 mm～0.5 mm×1.5 mm，柱面裂紋發(fā)育，含量3%～20%；少量黝方石，半自形粒狀，較弱干涉色。基質(zhì)由條狀半定向—定向微晶堿性長(zhǎng)石組成，在長(zhǎng)石顆粒之間分布少量單斜輝石、透輝石等礦物，構(gòu)成粗面結(jié)構(gòu)。副礦物主要有磷灰石、鋯石、霓石、磁鐵礦、鈦鐵礦等。

3 分析方法

3.1 鋯石U-Pb定年分析

本文鋯石的分選、制靶及陰極發(fā)光圖像觀察工作在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室完成。單礦物分選采用常規(guī)方法，即經(jīng)粉碎后采用傳統(tǒng)的重力和磁選的方法分選和富集，再在雙目鏡下提純，將鋯石嵌于環(huán)氧樹脂樣靶中，經(jīng)打磨、拋光后在陰極發(fā)光(CL)下觀察、記錄顯微結(jié)構(gòu)，以查明鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于準(zhǔn)確選點(diǎn)。鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(LCD)進(jìn)行，采用激光等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)微區(qū)原位法分析完成，分析儀器為聯(lián)機(jī)的193 nm(ArF)激光器和Agilent 7500a ICP-MS。測(cè)量過(guò)程中采用的激光斑束直徑為32 μm，用91500鋯石標(biāo)樣的測(cè)量值進(jìn)行未知樣品的同位素比值分餾校正，并用NIST610作為外標(biāo)對(duì)樣品的U、Th和Pb等元素含量進(jìn)行校正。分析數(shù)據(jù)采用Glitter軟件進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)的表面年齡和諧和曲線圖用Isoplot 3.0進(jìn)行計(jì)算和繪制。詳細(xì)的分析流程參見LIU等[42]。

3.2 全巖化學(xué)

對(duì)區(qū)內(nèi)代表性斑巖體分別進(jìn)行了主量元素、微量元素測(cè)試分析。野外采集樣品主要選擇具有代表性的新鮮樣品；對(duì)于部分表面風(fēng)化的樣品，切除表面風(fēng)化層選取內(nèi)部新鮮部分。將挑選的新鮮樣品完全粉碎至<200 μm，為了盡量使樣品均勻，具有代表性，每個(gè)樣品粉碎量約1 kg。將樣品粉末分為3份，一份用于主量元素分析，一份用于微量及稀土元素分析，剩下留作備份。測(cè)試工作在國(guó)土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心(武漢綜合巖礦測(cè)試中心)完成，H2O采用重量法，CO2采用沸水滴定法分析，其余氧化物由X熒光光譜法測(cè)定，分析誤差為1%～5%，詳細(xì)步驟見GAO等[43]。微量及稀土元素則用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS進(jìn)行測(cè)試，分析精度一般優(yōu)于5%，詳細(xì)的分析流程參見劉穎等[44]。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb定年

4件樣品的鋯石U-Pb同位素組成測(cè)量值和表面年齡列于表2。石支花崗斑巖樣品(SZ2)中所分析的20粒鋯石為淺黃色，多呈長(zhǎng)柱狀，自形程度較高，長(zhǎng)寬比為1.2～4.5，粒長(zhǎng)185～190 μm。陰極發(fā)光(CL)圖像顯示出清晰的同心振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3a)，為典型巖漿鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[45]。絕大多數(shù)分析點(diǎn)均具有較中等的Th、U含量和相對(duì)較高的Th/U比值，除5個(gè)點(diǎn)外，Th/U比值均大于0.1，與典型的巖漿成因鋯石類似[46]。在鋯石U-Pb諧和圖(圖4a)上，13個(gè)測(cè)點(diǎn)顯示的206Pb/238U年齡變化范圍為34.4～38.0 Ma；除分析點(diǎn)SZ2-9、SZ2-13、SZ2-15、SZ2-20外，其余9個(gè)分析點(diǎn)的207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U等3個(gè)表面年齡依次變小，均呈正向不一致性，位于諧和曲線的下方。在95%置信度下，不一致曲線與一致性曲線的上交點(diǎn)年齡為(35.60±0.58) Ma(MSWD=1.2,n=13)，WETHERILL[47]將這種現(xiàn)象解釋為鉛的幕式丟失，認(rèn)為不一致曲線與一致性曲線的上交點(diǎn)對(duì)應(yīng)于這些礦物的形成時(shí)間，因此35.60 Ma可以代表石支花崗斑巖的形成時(shí)代。結(jié)合陰極發(fā)光結(jié)果和原始測(cè)試資料分析，余下7個(gè)點(diǎn)中除SZ2-15、SZ2-16、SZ2-17、SZ2-18這4個(gè)點(diǎn)存在信號(hào)差或年齡混合現(xiàn)象外，其余3個(gè)點(diǎn)年齡值介于226.9～2 130.3 Ma之間，應(yīng)代表了繼承性鋯石的年齡。

喇叭山粗面斑巖樣品(LBS1)所分析的20粒鋯石與SZ2具有相似的特征，為淺黃色，多呈長(zhǎng)柱狀，自形程度較高，長(zhǎng)寬比為1.4～4.5，粒長(zhǎng)90～175 μm。在CL圖像(圖3b)下，鋯石顯示出相對(duì)較低的灰度，多數(shù)發(fā)育明顯的同心振蕩環(huán)帶。絕大多數(shù)分析點(diǎn)具有較中等的Th、U含量和相對(duì)較高的Th/U比值，除一個(gè)點(diǎn)外，Th/U比值均大于0.1，同樣具有巖漿成因鋯石的典型特征。在諧和圖上，有9個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在諧和線上集中分布(圖4b)，206Pb/238U年齡變化范圍為33.1～36.5 Ma，加權(quán)平均值為(34.74±0.70) Ma(MSWD=1.15,n=9)，代表了喇叭山粗面斑巖的結(jié)晶年齡。結(jié)合陰極發(fā)光結(jié)果和原始測(cè)試資料分析，余下11個(gè)點(diǎn)中除LBS1-6、LBS1-14、LBS1-18、LBS1-19、LBS1-20點(diǎn)存在信號(hào)差或年齡混合現(xiàn)象外，其余6個(gè)點(diǎn)年齡值在249.7～530.3 Ma之間，應(yīng)代表了繼承性鋯石的年齡。

圖3 富堿斑巖中代表性鋯石CL圖像及測(cè)年點(diǎn)位Fig.3 Cathode luminescence(CL) images and LA-ICP-MS analytic spots of representative zircons in alkali-rich porphyrya.石支花崗斑巖；b.喇叭山粗面斑巖；c.溫路坡粗面斑巖；d.老君山正長(zhǎng)巖

分析點(diǎn) Th/10-6U/10-6Th/U同位素比值207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ同位素年齡/Ma206Pb/238U1σSZ2?1?851351102501572000298495901896039160008321303384SZ2?2790849601000678000410054100033000580000137209SZ2?31330879901600768000420059600032000560000136109SZ2?4560419301401071000820086200064000580000237511SZ2?5?13887027020004870002102441001050036300008229950SZ2?6951547001800749000610061000049000590000238011SZ2?7?12674257031004900002502421001270035800008226951SZ2?81431979301500440000420033200031000550000135209SZ2?9138630700200551000440042000033000550000135509SZ2?10781665901200738000590054500043000540000234409SZ2?11592739900800543000420041200032000550000135409SZ2?12753951100800439000340034200027000570000136309SZ2?132624635204200482000500036500038000550000135309SZ2?1420411041102000470000470035300035000550000135109SZ2?15?928602901600702000680052000049000540000234510SZ2?16?957766701300554000660043700051000570000236811SZ2?17?785680801200560000470042900036000560000135809SZ2?18?1421482903000861000810067800062000570000236812SZ2?19450656600700474000360035500027000540000135008SZ2?20619816500800605000410047800032000570000136909LBS1?11094347803200331000540023500038000520000233110LBS1?2?29514716064004930001402760000830040600008256351LBS1?3?4203446012004780002102666001210040400009255654LBS1?4?141030670470058800013069570016900857000175303102LBS1?5971287803500396000600029000043000530000234210LBS1?6?1079327403400652000970050300073000560000236013LBS1?7?2143451006005190001702827000970039500008249750LBS1?82824885903300502000320037500024000540000134808LBS1?91566371104300481000480036300036000550000135209LBS1?102559481705400512000510038700038000550000235209LBS1?11?68647370150066000015077860019900856000175292103LBS1?121517354304400528000530038900039000540000234410LBS1?132089624403400618000380045400028000530000134208LBS1?14?1730561503200472000450034500032000530000134109LBS1?15?22964887048005020001802802001020040500009255753LBS1?165118763406900519000300040600024000570000136508LBS1?172209814102800491000290037000022000550000135108LBS1?18?3216631705200446000290032600021000530000134108LBS1?19?1744463803900995000760081300061000590000238111LBS1?20?1835428604400652000580047700042000530000234109WLP2?1?7081586046006000001905853001640070700007440141WLP2?23375293011800592000750046800059000570000136806WLP2?3?6114192015006700001411822001730127900010775755WLP2?4?13264827028007250001912096002640120900011735865

(續(xù))表2 富堿斑巖中鋯石的LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果

注:帶*代表捕獲鋯石。

溫路坡粗面斑巖樣品(WLP2)所分析的21粒鋯石與SZ2及LBS1特征較為相似，為灰白色，多呈長(zhǎng)柱狀，自形程度較高，長(zhǎng)寬比為1.2～3.5，粒長(zhǎng)65～170 μm。在CL圖像下(圖3c)，鋯石顯示出相對(duì)較低的灰度，多數(shù)發(fā)育明顯的同心振蕩環(huán)帶。絕大多數(shù)分析點(diǎn)均具有較中等的Th、U含量和相對(duì)較高的Th/U比值(0.15～1.91)，同樣具有巖漿成因鋯石的典型特征。在諧和圖上(圖4c)，有8個(gè)分析點(diǎn)的207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U等3個(gè)表面年齡依次變小，均呈正向不一致性，位于諧和曲線的下方。在95%置信度下，不一致曲線與一致性曲線的上交點(diǎn)年齡為(37.07±0.92) Ma(MSWD=1.0，n=8)，WETHERILL[47]將這種現(xiàn)象解釋為鉛的幕式丟失，認(rèn)為不一致曲線與一致性曲線的上交點(diǎn)對(duì)應(yīng)于這些礦物的形成時(shí)間，因此37.07 Ma代表了溫路坡粗面斑巖的結(jié)晶年齡。結(jié)合陰極發(fā)光結(jié)果和原始測(cè)試資料分析，余下13個(gè)點(diǎn)中除WLP2-5、WLP2-6、WLP2-11點(diǎn)存在信號(hào)差或年齡混合現(xiàn)象外，其余10個(gè)點(diǎn)年齡值介于440.1～991.4 Ma之間，應(yīng)為捕獲鋯石。

圖4 研究區(qū)富堿斑巖中鋯石U-Pb年齡諧和曲線Fig. 4 U-Pb concordia diagrams of zircons in alkali-rich porphyry in the study areaa.石支花崗斑巖；b.喇叭山粗面斑巖；c.溫路坡粗面斑巖；d.老君山正長(zhǎng)巖

老君山正長(zhǎng)巖樣品(LJS3)中鋯石顆粒多呈自形晶，個(gè)別呈不規(guī)則狀，顆粒周邊被溶蝕呈港灣狀(圖3d)。多呈長(zhǎng)柱狀至等軸狀，長(zhǎng)寬比為1～2.5，粒長(zhǎng)180～345 μm，粒度明顯大于前三個(gè)樣品。在CL圖像下，鋯石顯示出相對(duì)較低的灰度，多數(shù)發(fā)育明顯的同心振蕩環(huán)帶。這些鋯石都具有較中等的Th、U含量和相對(duì)較高的Th/U比值(0.53～1.14)，同樣具有巖漿成因鋯石的典型特征。在諧和圖上，所有數(shù)據(jù)點(diǎn)在諧和線上集中分布(圖4d)，206Pb/238U年齡變化范圍為33.4～35.8 Ma，加權(quán)平均值為(34.56±0.66) Ma(MSWD=0.46,n=20)，代表了老君山正長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

4.2 元素地球化學(xué)特征

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)各富堿斑巖的主量元素組成及CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果(表3)繪制火成巖TAS(硅-堿)分類圖解(圖5a)，可見富堿斑巖落入二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖及花崗巖范圍內(nèi)；A/CNK=0.64～1.15，A/NK=1.06～1.57，在A/CNK-A/NK圖解(圖5b)上，落入準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域。

圖5 TAS分類圖(a.底圖據(jù)MIDDLEMOST[48])和A/CNK-A/NK圖解(b.底圖據(jù)MANIAR和PICCOLI[49])Fig. 5 TAS classification(a.base map after MIDDLEMOST[48]) and A/CNK-A/NK(b.base map after MANIAR and PICCOLI[49]) diagrams本文投點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)自表3；滇西新生代富堿斑巖數(shù)據(jù)來(lái)自郭曉東[10]、李勇[11]、胡曉佳[12]、洪濤等[41]

圖6 SiO2-K2O圖解(底圖據(jù)COLLINS等[50]，投點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源同圖5)Fig.6 SiO2-K2O diagrams(base map after COLLINS et al.[50]；data sources in accord with Fig.5)

巖石學(xué)和地球化學(xué)特征顯示這些富堿斑巖可分為兩類:堿性巖和堿性花崗巖。前者巖石類型主要有正長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)巖及粗面斑巖；后者巖石類型主要有花崗斑巖、二長(zhǎng)花崗斑巖及石英二長(zhǎng)斑巖。堿性巖的SiO2含量變化于54.54%～67.70%，平均59.98%；Al2O3含量變化于13.46%～18.70%，平均15.32%；K2O含量變化于3.70%～8.24%，平均6.30%；Na2O含量變化于2.40%～5.51%，平均3.79%；全堿(Na2O+K2O)變化于8.49%～11.70%，平均10.09%；K2O/Na2O變化于0.72～3.44，平均1.79%。堿性花崗巖的SiO2含量變化于67.16%～70.66%，平均68.86%；Al2O3含量變化于14.57%～15.29%，平均15.04%；K2O含量變化于3.41%～4.12%，平均3.87%；Na2O含量變化于3.62%～5.12%，平均4.52%；全堿(Na2O+K2O)變化于7.03%～9.30%，平均8.40%；K2O/Na2O變化于0.79～0.94，平均0.86。堿性巖均表現(xiàn)出K2O>Na2O(除兩個(gè)樣品外)，堿性花崗巖均表現(xiàn)出K2O

根據(jù)研究區(qū)各富堿斑巖的微量元素組成數(shù)據(jù)(表4)制圖并對(duì)比，認(rèn)為富堿斑巖具有相似的稀土配分型式，為右傾型(圖7a)，稀土元素含量中等，且堿性巖稀土元素總量明顯高于堿性花崗巖，前者∑REE=159.4×10-6～400.9×10-6，后者∑REE=93.0×10-6～112.8×10-6，均富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，(La/Yb)N=8.91～21.00，重稀土元素較為平緩，僅有輕微負(fù)Eu異?；駿u異常不明顯，δEu=0.74～1.16；微量元素配分型式也十分相似(圖7b)，都顯示富集大離子親石元素(Sr, Ba, K, Pb)和輕稀土元素(LREE)，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb, Ta, Ti)的特征，且具有高Sr(358×10-6～1 974×10-6)、低Y(7.8×10-6～41.0×10-6)以及高Sr/Y(24～169)的特點(diǎn)。

表4 研究區(qū)富堿斑巖微量元素組成(wB/10-6)及相關(guān)參數(shù)

圖7 研究區(qū)富堿斑巖稀土元素和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化模式圖解Fig. 7 REE and trace element distribution patterns of the alkali-rich porphyry in the study areaa.稀土元素配分模式圖解；b.微量元素配分蛛網(wǎng)圖解(本文制圖數(shù)據(jù)來(lái)自表4；滇西新生代富堿斑巖數(shù)據(jù)來(lái)自郭曉東[10]、李勇[11]、胡曉佳[12]、洪濤等[41]；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值引自TAYLOR和MCLENNAN[51]；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值引自SUN和MCDONOUGH[52])

5 討 論

5.1 巖體的形成時(shí)代

毛曉長(zhǎng)等[40]測(cè)定了石支巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡，為(35.9±0.5) Ma(MSWD=2.2,n=14)，萬(wàn)哨凱等[35]獲得了老君山正長(zhǎng)巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡，為(34.8±1.6) Ma(MSWD=0.38,n=11)。本次測(cè)年工作獲得的各巖體年齡數(shù)據(jù)與上述年齡在誤差范圍內(nèi)高度一致(表5)，巖體侵位年齡為35～37 Ma，侵位時(shí)代為喜馬拉雅早期的晚始新世，與整個(gè)藏東—金沙江—紅河富堿斑巖帶的時(shí)代一致[3,6,11]，表明區(qū)內(nèi)富堿斑巖是該帶巖漿活動(dòng)主要時(shí)期的產(chǎn)物。

表5研究區(qū)富堿斑巖年齡

Table5Agesofthealkali-richporphyryinthestudyarea

巖體年齡值/Ma分析方法資料來(lái)源 石支 359±05LA?ICPMS鋯石U?Pb毛曉長(zhǎng)等[40]3560±058LA?ICPMS鋯石U?Pb本文老君山348±16SHRIMP鋯石U?Pb萬(wàn)哨凱等[35]3456±066LA?ICPMS鋯石U?Pb本文小橋頭3547±048LA?ICPMS鋯石U?Pb另文發(fā)表3470±054LA?ICPMS鋯石U?Pb另文發(fā)表喇叭山3474±070LA?ICPMS鋯石U?Pb本文桃花 3635±035SHRIMP鋯石U?Pb洪濤等[41]溫路坡3707±092LA?ICPMS鋯石U?Pb本文

5.2 巖石成因

研究區(qū)內(nèi)巖體主要礦物為正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、角閃石、石英、黑云母以及輝石，斑晶成分主要有正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母和角閃石，具有埃達(dá)克質(zhì)巖的礦物組合特征[53]。巖石總體SiO2含量大于56%，Al2O3含量較高，為13.46%～18.70%(平均15.22%)，K2O+Na2O含量高，為7.03%～11.70%，K2O/Na2O 比值高，為0.72～3.44，MgO含量為0.40%～4.07%(平均1.78%)；富集大離子親石元素和輕稀土元素，虧損重稀土元素(Yb為0.70×10-6～4.24×10-6和Y為7.8×10-6～41.0×10-6)，較高Sr(358×10-6～1 974×10-6)，高Sr/Y(24～169)和La/Yb(12.4～29.3)比值，有輕微的負(fù)銪異常，貧高場(chǎng)強(qiáng)元素。從以上數(shù)據(jù)特征可見，區(qū)內(nèi)巖體既有鉀玄質(zhì)巖石地球化學(xué)性質(zhì)，又具有埃達(dá)克質(zhì)巖地球化學(xué)特征。在Y-Sr/Y(圖8a)和YbN-(La/Yb)N圖解(圖8b)中，堿性花崗巖樣品點(diǎn)大都投影在埃達(dá)克巖范圍內(nèi)或埃達(dá)克巖與正常島弧安山巖—英安巖—流紋巖的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，堿性巖則多投影在正常島弧安山巖—英安巖—流紋巖區(qū)域內(nèi)，表明區(qū)內(nèi)巖體具有埃達(dá)克質(zhì)巖的特點(diǎn)，但并非典型的埃達(dá)克巖。與典型的埃達(dá)克巖[54]相比，區(qū)內(nèi)巖體顯著富SiO2、高鉀、富堿(K2O/Na2O值接近或大于1)和低鎂(Mg#<0.5)，其巖石化學(xué)特征更接近C型埃達(dá)克巖[55-56]，具有“大陸型”或鉀質(zhì)C型埃達(dá)克巖的特點(diǎn)[56]。

圖8 研究區(qū)富堿斑巖Y-Sr/Y圖解(a.底圖據(jù)DEFANT等[54])和(YbN-La/Yb)N圖解(b.底圖據(jù)DEFANT和DRUMMOND[57])(投點(diǎn)圖例同圖5，數(shù)據(jù)來(lái)源同圖7) Fig. 8 Y vs.Sr/Y(a.base map after DEFANT et al.[54]) and (YbN vs.La/Yb)N(b.base map after DEFANT and DRUMMOND[57]) diagrams for the alkali-rich porphyry in the study area

圖9 研究區(qū)富堿斑巖La-La/Yb圖解(a.底圖據(jù)CHUNG等[60])和La-La/Sm圖解(b)(投點(diǎn)圖例同圖5，數(shù)據(jù)來(lái)源同圖7)Fig. 9 La vs. La/Yb (a.base map after CHUNG et al.[60]) and La vs. La/Sm (b) diagrams for the alkali-rich porphyry in the study area

在La-La/Yb和La-La/Sm圖解(圖9)中，區(qū)內(nèi)斑巖樣品及滇西新生代富堿斑巖投點(diǎn)沿一定斜率的趨勢(shì)線排列，與部分熔融過(guò)程趨勢(shì)相同。前已述及，區(qū)內(nèi)斑巖具有鉀質(zhì)C型埃達(dá)克巖的特點(diǎn)，與來(lái)自俯沖洋殼部分熔融產(chǎn)生的埃達(dá)克質(zhì)巖漿明顯不同[58-59]，且在后碰撞背景下也不可能產(chǎn)生俯沖洋殼的部分熔融，表明它們的母巖漿應(yīng)起源于加厚下地殼的部分熔融。在SiO2-MgO和SiO2-TiO2圖解(圖10)中，區(qū)內(nèi)斑巖與滇西新生代富堿斑巖一致落入增厚下地殼熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖區(qū)域，同時(shí)與變玄武巖或榴輝巖高壓條件下部分熔融實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的熔體類似，進(jìn)一步佐證了研究區(qū)富鉀C型埃達(dá)克質(zhì)巖石起源于加厚下地殼的底部。

圖10 研究區(qū)富堿斑巖SiO2-TiO2圖解(a.底圖據(jù)HUANG等[61])和SiO2-MgO圖解(b.底圖據(jù)WANG等[62])(投點(diǎn)圖例和數(shù)據(jù)來(lái)源同圖5)Fig. 10 SiO2 vs. TiO2(a.base map after HUANG et al. [61]) and SiO2 vs. MgO(b.base map after WANG et al. [62]) diagrams for the alkali-rich porphyry in the study area

5.3 地質(zhì)意義

前人研究認(rèn)為，印度-亞洲大陸約在65 Ma開始發(fā)生碰撞后，青藏高原北東緣進(jìn)入隆升和大規(guī)模的陸內(nèi)變形時(shí)期，形成長(zhǎng)達(dá)3 700余千米的藏東—金沙江—紅河走滑拉分?jǐn)嗔褞?，同時(shí)沿該斷裂帶及其兩側(cè)較寬的范圍內(nèi)，成帶、成群產(chǎn)出超基性、基性和中性鉀質(zhì)堿性淺成巖和火山巖，即藏東—金沙江—紅河富堿斑巖帶。對(duì)于滇西新生代富堿斑巖已經(jīng)進(jìn)行了大量不同方法的同位素年代學(xué)研究，收集已有斑巖鋯石SHRMP U-Pb或LA-ICP-MS U-Pb年齡值[6,8,11,16,19-20,35-37,40-41]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其年齡集中分布在33～37 Ma之間，平均值為35 Ma。本次通過(guò)鋯石U-Pb方法測(cè)定的區(qū)內(nèi)斑巖體侵位年齡與滇西新生代富堿斑巖體形成時(shí)期高度一致，為始新世晚期。研究證實(shí)，41～65 Ma為印度-亞洲大陸的主碰撞階段，此時(shí)研究區(qū)所在的青藏高原東南緣在側(cè)向擠壓的動(dòng)力學(xué)背景下，巖石圈擠壓收縮，地殼開始出現(xiàn)大規(guī)模的逆沖推覆，后期造成陸殼的縮短加厚；26～40 Ma為晚碰撞階段，伴隨著印度板塊持續(xù)向北俯沖，青藏高原發(fā)生了以大規(guī)模走滑/剪切為標(biāo)志的構(gòu)造轉(zhuǎn)換和以鉀質(zhì)及煌斑巖為特征的巖漿活動(dòng)[2]。在青藏高原與揚(yáng)子板塊西南緣交匯的金沙江—紅河斷裂帶區(qū)域，發(fā)生減壓熔融及幔源巖漿底侵，促使增厚下地殼底部達(dá)到榴輝巖相的富鉀巖石發(fā)生部分熔融，造成區(qū)內(nèi)富鉀C型埃達(dá)克質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)(33～37 Ma)，是一種后碰撞弧構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物。本次測(cè)年結(jié)果還表明，有32個(gè)巖漿鋯石老核測(cè)點(diǎn)U-Pb年齡值在77.8～2 130.3 Ma之間，代表了部分熔融巖漿捕獲源區(qū)多種不同時(shí)代原巖鋯石的年齡，表明研究區(qū)存在古金沙江洋西緣東向俯沖形成的古生代弧巖漿活動(dòng)及新生代巖漿事件響應(yīng)[41]。

研究區(qū)構(gòu)造上位于麗江—北衙銅金成礦帶，富堿斑巖成巖峰期年齡與北衙多金屬礦集區(qū)內(nèi)成礦相關(guān)富堿斑巖的時(shí)代相近[13,32]；此外，研究區(qū)已見有桃花鐵銅礦床[63]及桃花鉛鋅多金屬礦床[64]的相關(guān)報(bào)道；新一輪區(qū)域地質(zhì)調(diào)查顯示，研究區(qū)Au、Pb、Zn、Cu、Ag等礦化元素異常呈串珠狀近NW—SE向展布，與金沙江斷裂帶及其次級(jí)斷裂近于平行，且具有以斑巖體與圍巖接觸帶為中心的不對(duì)稱帶狀分布特點(diǎn)，主元素Au與指示元素Sb、Hg等套合情況較好，具有一定的空間分布規(guī)律，并與接觸帶角巖化—硅化—絹英巖化帶呈現(xiàn)一定的對(duì)應(yīng)性。可以認(rèn)為，麗江地區(qū)斑巖-熱液型金多金屬礦床的成礦潛力較大。

6 結(jié) 論

(1)應(yīng)用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年獲得石支花崗斑巖的結(jié)晶年齡為(35.60±0.58) Ma(MSWD=1.2,n=13)；喇叭山粗面斑巖的結(jié)晶年齡為(34.74±0.70) Ma(MSWD=1.15,n=9)；溫路坡粗面斑巖的結(jié)晶年齡為(37.07±0.92) Ma(MSWD=1.0,n=8)；老君山正長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡為(34.56±0.66) Ma(MSWD=0.46,n=20)，認(rèn)定研究區(qū)富堿斑巖侵位年齡集中在35～37 Ma，屬始新世晚期，與滇西地區(qū)新生代富堿斑巖主體侵位時(shí)代一致，是藏東—金沙江—紅河富堿斑巖帶巖漿活動(dòng)主要時(shí)期的產(chǎn)物。

(2)麗江地區(qū)斑巖可分為堿性巖和堿性花崗巖兩類，均富鉀富堿，富集輕稀土和大離子親石元素，虧損重稀土和高場(chǎng)強(qiáng)元素，并具有高Sr、Sr/Y和La/Yb比值及低Y、Yb和鎂值，顯示其既具鉀玄質(zhì)巖石的地球化學(xué)特征，又有C型埃達(dá)克質(zhì)巖石親和性。

(3)區(qū)內(nèi)富堿斑巖侵位于印度-亞洲大陸碰撞造山的后碰撞階段，其形成與減壓熔融及幔源巖漿底侵促使增厚下地殼底部巖石發(fā)生部分熔融有關(guān)，是青藏高原東南緣構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶對(duì)主碰撞帶造山作用過(guò)程的巖漿事件響應(yīng)。巖體中殘留鋯石應(yīng)代表部分熔融巖漿捕獲源區(qū)多種不同時(shí)代原巖的鋯石，表明巖漿物質(zhì)來(lái)源的多樣性。

(4)分析認(rèn)為，研究區(qū)具有較大的斑巖-熱液型金多金屬礦床的成礦潛力。

致謝：西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及武漢綜合巖礦測(cè)試中心的老師在分析測(cè)試中給予了幫助和指導(dǎo)；四川省地質(zhì)調(diào)查院吳鈺及湯晶老師對(duì)本文的薄片鑒定給予了幫助；審稿人提出了寶貴意見；在此一并致謝。

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