西藏弄如日金礦床花崗斑巖年代學(xué)與巖石成因*

鐘婉婷 多吉 李明禮 黃勇 黃瀚霄 李光明 張林奎 董隨亮

1. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 6100592. 中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 6100813. 西藏地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，拉薩 8500004. 西藏地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室，拉薩 8500001.

弄如日地區(qū)位于青藏高原南部岡底斯巖漿帶東段，該區(qū)廣泛發(fā)育燕山晚期-喜馬拉雅期花崗巖，并產(chǎn)出有與花崗巖漿作用密切相關(guān)的中型金銻礦床(杜光樹等，1993；馮孝良和杜光樹等，1999；李光明等，2005；劉云飛等，2012)。李光明等(2005)對礦區(qū)內(nèi)二長花崗斑巖和鉀長花崗巖進行了黑云母K-Ar法定年，獲得中-粗粒鉀長花崗巖和中-細粒二長花崗斑巖的年齡分別為75.7±2.5Ma和25.6±1.5Ma，前者屬于晚白堊世，后者屬于漸新世。劉云飛等(2012)利用SHRIMP鋯石U-Pb定年法獲得二長花崗斑巖形成于18.8±0.3Ma，鉀長花崗巖形成于66.6±0.7Ma。目前，對弄如日地區(qū)二長花崗斑巖的形成構(gòu)造背景存在二種認識，一種認為其形成于碰撞后伸展環(huán)境，是25Ma以來青藏高原經(jīng)歷主碰撞期(65～41Ma)、晚碰撞期(40～26Ma)后，巖石圈拆沉和地殼伸展階段的產(chǎn)物(Kay and Kay，1993；侯增謙等，2003a, b，2004，2005，2006a, b, c, d, e, 2012；Houetal., 2004；Leechetal.，2005)；二是依據(jù)岡底斯巖基最新的年代學(xué)、巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)研究，認為地殼加厚從62Ma持續(xù)至25Ma，弄如日地區(qū)花崗斑巖形成于地殼加厚背景(Moetal., 2007；Chungetal., 2009；Guanetal., 2012；Jietal.,2012；Jiangetal., 2014; Zhuetal., 2015)。目前，對岡底斯構(gòu)造帶的深入研究認為，自晚三疊世與印度板塊分離以來，岡底斯地區(qū)相繼經(jīng)歷了印支期島弧造山、白堊紀陸緣弧疊加、古近紀碰撞造山、新近紀巖漿-變形等4期構(gòu)造-巖漿事件，形成了現(xiàn)今達70～80km的巨厚地殼和長達1500km的構(gòu)造巖漿帶(Yin and Harrison，2000；侯增謙等，2005，2006b, c, d, e，2012)，伴隨形成了大量斑巖型礦床，包括驅(qū)龍、甲瑪、雄村、廳宮、沖江等大型-超大型的斑巖銅、銅多金屬礦床(曲曉明等，2001，2003；侯增謙等，2004；楊志明等，2005a, b，2006，2008a, b, c，2011；唐菊興等，2010，2011；尹青等，2015)。曲曉明等(2002)首次提出了岡底斯地區(qū)與成礦作用最為密切的巖漿巖具有埃達克巖的地球化學(xué)特點，其他學(xué)者隨后開展的研究也提出過相同的認識(Chungetal., 2003；Gaoetal., 2003，2007；侯增謙，2003a, b，2004，2005，2006a, b, c, d, e；孟祥金等，2003；莫宣學(xué)等，2003； Houetal.,2004；Quetal., 2004；楊竹森等，2006；Guoetal., 2007；楊志明等，2008d)。因此，前人在岡底斯區(qū)域巖漿作用與成礦作用研究，弄如日地區(qū)二長花崗斑巖的形成時代、巖石地球化學(xué)特征與形成的構(gòu)造背景等方面研究取得重要進展，研究成果對于認識弄如日地區(qū)淺成花崗斑巖的成因及與成礦作用關(guān)系有重要意義。相對來講，前人對區(qū)內(nèi)侵入巖漿作用的演化過程，侵入巖期次及其與金礦成礦關(guān)系等研究尚顯薄弱。

在前人研究的基礎(chǔ)上，筆者通過詳細的野外調(diào)查研究，在前人劃分的二長花崗斑巖體內(nèi)解體出花崗閃長斑巖體，表明弄如日地區(qū)存在花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖兩種淺成花崗巖體。與前人研究重點不同的是，本次研究著重于花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖的成因關(guān)系，進一步深入探討兩種花崗斑巖體成因及對弄如日礦床的制約。該研究有望進一步深化弄如日地區(qū)乃至整個岡底斯地區(qū)淺成斑巖體的研究，為探討岡底斯成礦帶淺成斑巖體成因與成礦的關(guān)系提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。因此，本文將以弄如日地區(qū)花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖為研究對象，厘定其形成時代，分析巖石成因上的相互關(guān)系，探討形成構(gòu)造環(huán)境及花崗巖巖漿演化對成礦作用制約。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于岡瓦納北緣岡底斯構(gòu)造復(fù)合巖漿帶東段中部，位于青藏高原岡底斯山脈中段東部的恩瑪日-錯弄朗EW向向斜的南翼。

研究區(qū)屬岡底斯-騰沖地層區(qū)拉薩-察隅地層分區(qū)，主要出露上中生界和下新生界，分布較廣的巖石地層單位由老到新有中侏羅統(tǒng)葉巴組、上侏羅-下白堊統(tǒng)林布宗組、下白堊統(tǒng)楚木龍組、塔克拉組和古近系林子宗群，其次是前奧陶系松多群(米拉山以北)和上侏羅統(tǒng)多底溝組。上侏羅-下白堊統(tǒng)林宗布組、楚木龍組、塔克拉組等晚中生代地層出露厚度較大，主體為一套碎屑巖組合。古近系林子宗群巖性為一套雜色陸相安山質(zhì)、英安質(zhì)和流紋質(zhì)火山巖類與火山-沉積巖類，與下伏林布宗組等中生代地層呈斷層或角度不整合接觸，中侏羅統(tǒng)葉巴組為一套島弧環(huán)境火山-沉積巖系(劉云飛等，2012)。

巖漿活動包括晚三疊世-白堊紀、古新世-始新世(65～41Ma)和漸新世-中新世(33～13Ma)三期(曲曉明等，2001，2003；侯增謙等，2004；楊志明等，2005a, b，2006，2008a, b, c，2011；唐菊興等，2010，2011；尹青等，2015)，以晚白堊世花崗巖漿作用最為強烈，伴隨大規(guī)?；鹕綆r漿噴發(fā)；古新世-始新世(65～41Ma)，形成了著名的林子宗群火山巖系(莫宣學(xué)等，2003；周肅等，2004；Moetal.，2008)。漸新世-中新世是區(qū)內(nèi)巖漿活動的另一重要時期，發(fā)育岡底斯帶內(nèi)最年輕的一期巖漿作用(侯增謙等，2005，2006b, c, d, e，2012)，與該期巖漿作用相伴的是散布在岡底斯巖帶中數(shù)量眾多的斑巖銅/銅多金屬礦床的形成(唐菊興等，2010)。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造變形強烈，發(fā)育大量東西向-近東西向斷裂、褶皺、層間滑動破碎帶和剪切帶等脆塑性多期次變形構(gòu)造。

1.2 弄如日地區(qū)地質(zhì)概況

弄如日地區(qū)內(nèi)出露地層主要為上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)林布宗組和第四系(圖1)，林布宗組廣泛出露于北東東向日多大斷裂以南至岡底斯主脊之間的區(qū)域，總體呈近東西向展布，在金礦區(qū)內(nèi)的出露面積為2.5km2，約占礦區(qū)總面積的69.2%，主要為一套潮坪-陸棚環(huán)境灰色-黑色碎屑巖系，包括灰黑色板巖、砂泥質(zhì)板巖、千枚巖、變質(zhì)長石石英砂巖、石英砂巖及少量綠泥石片巖、絹云母片巖與石墨片巖夾層等。在南部地區(qū)，由于中生代花崗巖和新生代花崗斑巖的先后侵位，林布宗組遭受到熱接觸變質(zhì)作用疊加，形成了紅柱石角巖、紅柱石黑云母角巖、黑云母碳質(zhì)斑點角巖和紅柱石長英質(zhì)角巖等。

弄如日地區(qū)主要發(fā)育晚白堊世中-粗粒鉀長花崗巖和中新世中-細粒二長花崗斑巖、細粒花崗閃長斑巖，還有少量細晶巖脈集中分布在金礦區(qū)的中部和西部(圖2a)。

弄如日金礦區(qū)褶皺發(fā)育，主要由巖層在近東西向擠壓應(yīng)力場中發(fā)生塑性變形而形成，疊加有后期近SN向構(gòu)造，金礦化主要受近南北向斷裂的控制(圖1、圖2a)。南北向斷裂的斷層面呈波狀起伏，具有明顯的多期活動特征，早期為張性斷裂，晚期轉(zhuǎn)變?yōu)閴号ば詳嗔?。壓扭性斷裂斷面波狀起伏，擦痕近于直立，沿斷面可見斷層泥，局部為糜棱巖。南北向斷裂切穿了林布宗組和晚白堊世、中新世花崗質(zhì)侵入體，表明其活動時代應(yīng)不早于中新世。弄如日金礦目前已發(fā)現(xiàn)了含金硫化物型、含金細脈浸染型和含金石英脈型3種礦化類型的礦脈，具經(jīng)濟價值的礦石類型主要有破碎蝕變角巖型、破碎蝕變斑巖型和硅化角礫巖型。

2 巖體地質(zhì)與巖相學(xué)

弄如日地區(qū)花崗質(zhì)侵入體發(fā)育(圖2a)，出露有20個大大小小的巖體，較集中分布于金礦南礦段中部，出露面積0.268km2，約占礦區(qū)總面積的7.57%。花崗巖類型較為簡單，可分為兩個期次。晚白堊世侵入體巖石類型主要有中粗粒二長花崗斑巖和鉀長花崗巖，中新世侵入體巖石類型有中細粒二長花崗斑巖和細?；◢忛W長斑巖，兩期侵入體之間為侵入或斷層接觸關(guān)系。中新世中細粒二長花崗斑巖體與細粒花崗閃長斑巖體之間多為涌動接觸關(guān)系，局部可見脈動侵入接觸關(guān)系，細?；◢忛W長斑巖侵入于中細粒二長花崗斑巖中(圖2b)。除此之外，尚有少量花崗細晶巖脈分布。

鉀長花崗巖 主要出露于南礦段中東部，包括4個侵入體，均呈巖株狀產(chǎn)出，出露面積共約0.087km2，約占花崗巖總面積的32%，可以分為中粗粒似斑狀鉀長花崗巖侵入體和中-細粒似斑狀鉀長花崗巖侵入體兩種。最大的巖體為一號金礦化體東側(cè)的鉀長花崗體，東西寬約340m，南北長約420m，該巖體侵位于上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)林布宗組，在地表和平硐內(nèi)均可見其呈巖枝狀侵入圍巖，巖體邊部多見圍巖捕虜體，在巖體外部與林布宗組的接觸帶內(nèi)形成了寬達1～5km的紅柱石長英質(zhì)角巖帶。該套巖體是礦區(qū)圍巖熱接觸變質(zhì)的主要熱源。巖石呈灰白色、淺肉紅色，似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，常見文象結(jié)構(gòu)和蠕蟲結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為鉀長石(8%～10%)、斜長石(2%～5%)和少量石英(5%)；基質(zhì)為半自形粒狀結(jié)構(gòu)，組成礦物主要為鉀長石(40%～55%)、斜長石(4%～8%)、石英(20%～24%)和黑云母(1%～4%)?；|(zhì)中石英呈自半形粒狀，粒徑3～8 mm；鉀長石、斜長石呈半自形柱狀或板狀，黑云母呈細小片狀。副礦物有鋯石、磁鐵礦和榍石等。在斷裂帶及節(jié)理密集帶，鉀長花崗巖發(fā)育高嶺土化、絹云母化、碳酸鹽化、粘土化、綠泥石化和綠簾石化等蝕變。

二長花崗斑巖 主要分布于南礦段中東部的8線～72線之間，計有大小侵入體5個，呈巖株狀產(chǎn)出，出露面積0.085km2，約占花崗巖總面積的31%。最大侵入體東西寬250m，南北長400m，侵位于上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)林布宗組中，與圍巖呈侵入接觸關(guān)系，并在外接觸帶形成紅柱石角巖和長英質(zhì)角巖。巖石呈灰白、淺肉紅色，中-粗粒似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，局部見文象結(jié)構(gòu)和蠕蟲結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶為斜長石和鉀長石，含量10%～18%；基質(zhì)為半自形粒狀結(jié)構(gòu)，由鉀長石、斜長石、石英和黑云母等構(gòu)成，斜長石30%～40%、鉀長石30%～35%、石英25%～30%、黑云母1%～5%，其中鉀長石見卡氏雙晶，斜長石具環(huán)帶構(gòu)造和聚片雙晶。副礦物有鋯石、磁鐵礦和榍石等。巖石節(jié)理和裂隙發(fā)育，具高嶺土化、絹云母化、綠泥石化和泥化等蝕變現(xiàn)象，巖體中普遍含星點狀的黃鐵礦。

圖1 弄如日金礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)成都地質(zhì)調(diào)查中心，2014[注]成都地質(zhì)調(diào)查中心.2014.西藏自治區(qū)墨竹工卡縣弄如日礦區(qū)巖金礦補充詳查報告略有修改)

1-第四系全新統(tǒng)沖洪積物；2-第四系全新統(tǒng)殘坡積物；3-上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)林布宗組；4-中新世二長花崗斑巖；5-晚白堊世鉀長花崗巖；6-中新世花崗閃長斑巖; 7-金礦化帶；8-金礦體；9-構(gòu)造破碎帶；10-斷層及產(chǎn)狀；11-地質(zhì)界線；12-采樣點

Fig.1 Simplified geological map of the Nongruri gold ore district

1-Quaternary alluvium；2-Quaternary residue；3-Upper Jurassic-Lower Cretaceous Linbuzong Formation；4-Miocene monzogranite porphyry；5-Late Cretaceous moyite；6-Miocene granodiorite porphyry；7-limits of Au mineralization；8-Au ore body；9-fracture zone；10-faults；11-geological boundary；12-sample location

中-細粒二長花崗斑巖 主要分布于南礦段中東部和西部，計有大小11個侵入體，呈巖株和巖脈產(chǎn)出，出露面積0.096km2，約占花崗巖總面積的33%。巖體走向有兩組，一是近SN向(或NNE向)，傾向西(或NWW)；二是走向NW，傾向NE。斑巖體露頭寬度介于3～110m之間，長度介于5～1000m之間。最大的一個二長花崗斑巖體位于南礦段西部，走向300°～310°，出露長度約1000m，寬110余米。巖體侵入于林布宗組中，并在圍巖中形成數(shù)米～數(shù)百米的長英質(zhì)角巖帶。在巖體的節(jié)理密集帶有褐(黃)鐵礦和硅化、絹云母化、高嶺土化蝕變。巖石呈灰白、淺肉紅色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為細-微粒結(jié)構(gòu)。斑晶(10%～30%)有斜長石、鉀長石、黑云母和石英；基質(zhì)粒徑0.2～2mm，斜長石30%～40%、鉀長石25%～35%、石英25%～30%、黑云母1%～2%。副礦物有磁鐵礦和磷灰石、鋯石等。斷裂帶附近的二長花崗斑巖蝕變較強，長石普遍發(fā)生絹云母化、高嶺土化及碳酸鹽化，形成了醒目的白色蝕變帶，與金礦化關(guān)系密切，是礦區(qū)內(nèi)主要礦化體之一。

細?；◢忛W長斑巖 主要分布于礦區(qū)的中東部，呈巖株狀產(chǎn)于二長花崗斑巖之中，二者的接觸帶可見清晰的涌動接觸關(guān)系，局部見花崗閃長斑巖的細脈穿插于二長花崗斑巖之中。目前在研究內(nèi)二長花崗斑巖中發(fā)現(xiàn)兩個小的細粒花崗閃長斑巖侵入體，出露面積很小，寬度介于30～100m，長度約50～100m，面積約0.01 km2左右，約占花崗巖總面積3%。局部可見巖體侵入于林布宗組之中。巖石呈灰白色(圖2c)，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為微粒結(jié)構(gòu)。斑晶主要為斜長石和少量石英，斜長石(10%)呈板柱狀晶體，石英(5%～8%)為粒狀，粒徑約為2～4mm?；|(zhì)主要為斜長石(30%～40%)、石英(20%)、角閃石(8%～10%)，含有少量黑云母(0.5%～1%)和鉀長石(<5%)。副礦物有鈦鐵礦、磷灰石、鋯石、獨居石、金紅石、褐簾石等。

3 樣品描述與分析方法

本次野外樣品主體沿著40勘探線方向采集了新鮮淺成花崗斑巖樣品15件，包括4件細?；◢忛W長斑巖樣品，11件中細粒二長花崗斑巖樣品。同時，采集了1個細?；◢忛W長斑巖和2個中細粒二長花崗斑巖大樣進行鋯石單礦物分選和鋯石U-Pb定年。

圖3 花崗閃長斑巖(NRR-16)和二長花崗斑巖(NRR-17、NRR-TW1)鋯石陰極發(fā)光圖Fig.3 Cathodoluminescence images of zircon grains of granodiorite porphyry (NRR-16) and monozogranite porphyry (NRR-17 and NRR-TW1)

用于鋯石礦物分選的巖石大樣質(zhì)量約20kg，先破碎至40～80目，用水淘洗粉塵后，先用磁鐵除去磁鐵礦等磁性礦物，再用重液選出鋯石，最后在雙目鏡下人工挑出鋯石。鋯石的分選由中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心完成。將鋯石和標樣一起粘在玻璃板上，用環(huán)氧樹膠澆鑄，制成薄片、拋光，并拍照反射光和陰極發(fā)光照片。鋯石的陰極發(fā)光圖像在掃描電子顯微鏡Quanta 400 EFG上完成。鋯石熔解采用1.5mL HNO3+1.5mL HF+0.02ML HClO4混合酸在Teflon高壓溶樣彈(bomb)中進行，最后在激光剝蝕電感耦合等離體質(zhì)譜(LA-ICPMS)上測定鋯石的U、Th、Pb含量及同位素組成。樣品的定年由作者在中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)實驗室完成。鋯石U-Pb原位定年分析所采用的ICP-MS為 Elan 6100DRC，激光剝蝕系統(tǒng)為德國Lamda Physik公司生產(chǎn)的Geolas 200M深紫外(DUV)193nmArF準分子(excimer)激光剝蝕系統(tǒng)，該剝蝕系統(tǒng)相對常規(guī)的266nm或213nmNd: YAG剝蝕系統(tǒng)具有較小的元素分餾效應(yīng)。分析所采用的激光束斑直徑為30μm。每進行5～7個樣品分析就分析一次哈佛大學(xué)標準鋯石91500。U-Th-Pb含量計算以Si為內(nèi)標、NIST610為外標進行，并用91500標準鋯石作為外標進行元素和同位素分餾校正，詳細分析方法如袁洪林等的描述(Yuanetal., 2004)。

206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值誤差為95%置信度誤差。U/Pb比值數(shù)據(jù)處理使用軟件LaDating@Zrn，校正Pb同位素使用軟件ComPb corr#3-18(Andersen, 2002)，校正后的數(shù)據(jù)使用美國Berkeley地質(zhì)年代學(xué)中心編制的ISOPLOT和SQUID程序進行處理并得出年齡(Ludwing, 2001，2003)。

圖4 花崗閃長斑巖(NRR-16)和二長花崗斑巖(NRR-17和NRR-TW1)鋯石U-Pb年齡測試結(jié)果Fig.4 Zircon U-Pb age concordia plots of granodiorite porphyry (NRR-16) and monozogranite porphyry (NRR-17 and NRR-TW1)

用于主量和微量元素分析的15個較新鮮的樣品，先在剛玉鄂式破碎機進行粗碎縮分后，用日本CMT公司生產(chǎn)的T1-100型碳化鎢細碎機碎至200目以下，再進行化學(xué)全分析。分析單位是國家地質(zhì)實驗測試中心。氧化物用X熒光光譜儀3080E測試，執(zhí)行標準分別為：Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、FeO，按GB/T 14506.28—1993標準；LOI按LY/T 1253—199標準；稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和微量元素Pb、Th、U、Hf、Ta、Sc、Cs、V、Co、Ni用等離子質(zhì)譜Excell測試，執(zhí)行標準為DZ/T0223-2001；微量元素Sr、Ba、Zn、Rb、Nb、Zr、Ga用X熒光光譜儀2100測試，執(zhí)行JY/T016-1996標準。主量元素分析精度優(yōu)于5%，微量元素分析精度優(yōu)于10%。

4 鋯石U-Pb定年和元素地球化學(xué)特征

4.1 鋯石U-Pb定年

細粒花崗閃長斑巖 對細?；◢忛W長斑巖(NRR-16)進行了LA-ICPMS鋯石U-Pb定年和鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)陰極發(fā)光(CL)觀察，鋯石的U-Pb同位素比值和不同表面年齡測試數(shù)據(jù)列于表1，陰極發(fā)光圖像照片見圖3。雙目鏡下顯示，所測鋯石均無色透明，自形程度好，為長柱狀晶體，兩端可見雙錐，反映鋯石主要結(jié)晶晶形為四方雙錐。長柱狀鋯石長度多在100～150μm，寬度一般在40～80μm左右，長寬比多在2.5:1～2:1左右。代表性鋯石陰極發(fā)光圖像顯示鋯石大多發(fā)育CL強度差異較明顯的韻律環(huán)帶，明顯為巖漿結(jié)晶鋯石(Corfuetal., 2003)。依據(jù)鋯石陰極發(fā)光內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，可將鋯石分為二種結(jié)構(gòu)類型。第一種鋯石從中心至邊部發(fā)育均一的韻律環(huán)帶，環(huán)帶間寬度適中，具有花崗巖漿溫度環(huán)境下結(jié)晶鋯石的特點，如1、12、18號鋯石；第二種鋯石中心為CL強度均一，不顯環(huán)帶，邊部過渡為典型的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，如3、6～9、11、13、15、17、19、20號鋯石。從表1可知，第一類鋯石206Pb/238U表面年齡為20.2～21.5Ma, Th/U比值介于0.44～0.68；第二類鋯石206Pb/238U表面年齡亦為17.5～22.3Ma, Th/U比值介于0.41～1.15?？傮w上，上述鋯石的206Pb/238U表面年齡主體介于20.1～21.5Ma，在誤差范圍內(nèi)一致，Th/U比值介于0.41～1.15之間，反映它們均為巖漿事件結(jié)晶的鋯石(Corfuetal., 2003)。

表2弄如日金礦區(qū)二長花崗斑巖體LA-ICPMS鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果(樣品NRR-17)

Table 2 LA-ICPMS zircon U-Pb data for monozogranite porphyry from the Nongrurigold deposit(Sample NRR-17)

測點號Th/U同位素比值表面年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ208Pb232Th1σ206Pb238U1σ207Pb235U1σ208Pb232Th1σN17-32.120.045640.006930.020340.003070.003170.000090.00080.0000320.40.5620.43.0616.20.56N17-41.000.049380.001540.021770.000660.003340.000030.000890.0000121.50.221.90.6518.10.22N17-60.740.05120.001440.022270.00060.003280.000030.000930.0000121.10.1922.40.5918.70.23N17-90.610.043990.002760.018940.001170.003020.000040.000990.0000319.40.2719.11.17200.51N17-111.130.050190.001080.021140.000430.003150.000030.000910.0000120.30.1721.20.4318.40.15N17-130.760.045390.001270.018040.000490.002880.000030.000760.0000118.50.1718.20.4915.30.19N17-140.970.048560.003440.018630.00130.002920.000050.000870.0000218.80.3118.71.317.50.48N17-150.170.047180.002120.022380.000980.003350.000040.000830.0000421.60.2522.50.9816.80.87N17-161.240.044970.001170.021350.000530.003510.000030.000850.0000122.60.221.50.5317.20.17N17-170.980.046130.00120.019270.000480.003070.000030.000810.0000119.80.1819.40.4816.40.17N17-210.810.048560.001270.021390.000540.00330.000030.000940.0000121.20.221.50.54190.22N17-220.640.049160.001670.021510.000710.003270.000030.000870.00001210.2221.60.7117.70.3N17-240.770.046460.002040.021130.000910.003260.000040.000910.00002210.2521.20.9118.30.35N17-260.730.048750.001360.020580.000560.003180.000030.000880.0000120.40.220.70.5517.70.23N17-270.690.045350.001210.020080.000520.003220.000030.000870.0000120.70.220.20.5217.60.22N17-280.480.046540.00330.021720.001520.003330.000060.001060.0000421.40.3721.81.5121.50.82N17-290.620.04510.00160.018520.000640.003110.000030.000830.00001200.2118.60.6416.80.29N17-300.750.047460.001180.019920.000480.003120.000030.00090.0000120.10.19200.4818.30.21

綜上所述，本次研究測定的花崗閃長斑巖的鋯石代表了巖漿結(jié)晶鋯石，14個測點年齡集中分布在諧和線上及其附近，一致(圖4a)，所有測年鋯石206Pb/238U表面年齡的加權(quán)平均值為20.3±0.8Ma (MSWD=0.93，n=14)，與206Pb/238U-207Pb/235U諧和年齡20.3±0.9Ma(MSWD=0.93)一致，代表了花崗閃長斑巖的形成年齡。

中細粒二長花崗斑巖 對弄如日礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的二長花崗斑巖中的2個樣品進行了LA-ICPMS鋯石U-Pb同位素定年，其中樣品NNR-17和NNR-TW1的同位素定年結(jié)果分別列于表2和表3，鋯石陰極發(fā)光照片見圖3。

NRR-17樣品的鋯石粒度較大，呈長柱狀晶體，鋯石長度多在100～200μm左右，寬度多在50～100μm左右，長度比介于3:1～1:1左右。鋯石的CL圖像顯示鋯石具明顯的核幔結(jié)構(gòu)，核部為CL強度均一，不顯環(huán)帶，或具有較好的扇狀分布特征；幔部發(fā)育明暗相間的韻律環(huán)帶，明顯為巖漿結(jié)晶鋯石(Corfuetal., 2003)。一般來講，核部鋯石多為捕獲、繼承鋯石或早期結(jié)晶鋯石，亦可能為同期巖漿略早結(jié)晶的產(chǎn)物，幔部為巖漿結(jié)晶的鋯石。本次所獲鋯石的核部和幔部Th/U比值介于0.48～2.12, 具巖漿成因鋯石的比值特點。由表2和圖3可知，本次所測鋯石的年齡分布較為集中，核幔鋯石的206Pb/238U表面年齡較為均一，形成年齡介于18.5～22.6Ma，表明鋯石核幔均屬同期巖漿鋯石，只是核部鋯石相對幔部結(jié)晶略早。測年結(jié)果在U-Pb諧和圖上沿諧和線或附近分布(圖4b)，表明各自同位素系統(tǒng)封閉較好。所有測年鋯石206Pb/238U表面年齡的加權(quán)平均值為20.51±0.52Ma(MSWD=1.4，n=18)，代表了該樣品的形成年齡。

NRR-TW1樣品的鋯石粒度較大，呈長柱狀晶體，鋯石長度亦多在100～200μm左右，寬度多在50～100μm左右，長度比介于2:1～3:1左右。由表3和圖3可知，本次所測鋯石的年齡分布較為集中，依照鋯石的CL圖像，該樣品鋯石具有明顯的核幔結(jié)構(gòu)，一般幔部(邊部)主要發(fā)育明暗相間的韻律環(huán)帶，為巖漿結(jié)晶鋯石(Corfuetal., 2003)；核部可分為兩組，一組鋯石核部CL強度均一，不顯環(huán)帶，具扇狀分帶或CL強度具明暗交切，如1、4、6、7、13、15、18、20～22、24～26、27、29號鋯石，核部及幔部Th/U比值介于0.65～2.44, 明顯為巖漿結(jié)晶鋯石(Corfuetal., 2002)，該組鋯石核部及幔部206Pb/238U表面年齡較為均一，介于19.3～22.1Ma；另一組核部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，CL強度呈斑雜狀，具古老捕獲鋯石特點，如2、10、21、23號鋯石的核部，該組鋯石幔部發(fā)育韻律環(huán)帶，Th/U比值介于0.68～3.22，應(yīng)為巖漿成因，幔部206Pb/238U表面年齡為19.4～21.5Ma。第一組鋯石核部、幔部及第二組鋯石幔部測年結(jié)果在U-Pb諧和圖沿諧和線或其附近分布(圖4c)，206Pb/238U表面年齡的加權(quán)平均值為20.20±0.41Ma(MSWD=1.2，n=18)，代表了該樣品的形成年齡。

4.2 元素地球化學(xué)特征

4.2.1 主量元素特征

本次研究對所采的15個花崗質(zhì)斑巖樣品進行了全巖主量和微量元素分析，分析結(jié)果列于表4。由表4及兩者對比可知，花崗閃長斑巖的SiO2含量低，變化于63.37%～66.78%；TiO2、Al2O3、MgO含量高，分別介于0.34%～0.44%、15.14%～16.04%和0.82%～1.00%之間；Na2O和K2O含量低，變化于1.39%～2.34%和2.96%～3.26%；Mg#值較高，介于0.39～0.41。二長花崗斑巖的SiO2含量高，介于70.46%～77.29%之間；TiO2、Al2O3、MgO含量低，分別變化于0.07%～0.23%、12.22%～15.06%、0.06%～0.53%；Na2O和K2O含量高，變化于2.84%～3.76%和3.90%～4.30%；Mg#值較低，為0.14～0.38?？傮w上，花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖的全巖主量元素含量差異非常明顯。

在Al2O3、TiO2、P2O5、MgO與SiO2相關(guān)圖解中(圖5)，花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖投點區(qū)域區(qū)分明顯，成分投點均呈負相關(guān)的線性相關(guān)關(guān)系，即隨SiO2升高，Al2O3、TiO2、P2O5、MgO含量均呈降低趨勢，且呈有趨勢的線性分布。而Na2O+K2O、Fe2O3與SiO2不顯示任何線性相關(guān)關(guān)系。

在TAS圖解中(圖6a)，花崗閃長斑巖落入花崗閃長斑巖區(qū)域，二長花崗斑巖落入花崗巖區(qū)域，均為亞堿性系列。在K2O-SiO2圖解中(圖6b)，二者均屬高鉀鈣堿系列。在R2-R1巖石名稱判別圖中(圖6c)，花崗閃長斑巖主體落入花崗閃長斑巖區(qū)域，二長花崗斑巖主體落入二長花崗斑巖區(qū)域。在(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)花崗巖判別圖解中(圖6d)，花崗閃長斑巖主體落入未分異花崗巖區(qū)，二長花崗斑巖投點落入分異花崗巖區(qū)，兩者投點區(qū)域明顯不同。在K2O-Na2O中(圖6e)，二者均位屬鉀質(zhì)花崗巖。在A/NK-A/CNK 圖解中(圖6f)，二者均屬于過鋁質(zhì)花崗巖，但投點區(qū)域區(qū)分明顯。

4.2.2 稀土及微量元素特征

花崗閃長斑巖稀土總量較高(∑REE=92.20×10-6～100.1×10-6)，Y值變化于6.87×10-6～7.40×10-6,輕重稀土分異明顯(LREE/HREE=13.8～15.4，(La/Yb)N=19.4～22.8, (Tb/Yb)N=1.58～1.78)(圖7a)，具有較弱的銪負異常(δEu=0.85～0.86)。在原始地幔標準化微量元素圖解中(圖7a)，呈右傾負斜率分配型式，大離子親石元素Ba、Th、U、La、Ce等元素富集，Nb-Ta虧損。

表4弄如日金礦區(qū)花崗閃長斑巖及二長花崗斑巖全巖主量元素(wt%)和微量(×10-6)元素成分

Table 4 Major (wt%) and trace (×10-6) element compositions of garnodiorite porphyry and monozogranite porphyry from the Nongruri gold deposit

樣品號NRR-1NRR-2NRR-4NRR-5NRR-6NRR-7NRR-8NRR-9NRR-10NRR-18NRR-19NRR-20NRR-21NRR-22NRR-27巖性花崗閃長斑巖二長花崗斑巖SiO263.3763.5863.8966.7870.4676.8377.2971.9276.0076.8176.6277.0576.5676.9877.17TiO20.430.440.430.340.200.130.110.230.160.090.080.090.090.070.08Al2O315.8516.0416.0115.1415.0612.6612.2214.5512.7212.7313.0113.2212.8112.6713.44Fe2O31.020.720.580.800.040.240.100.000.070.120.660.650.080.120.19FeO1.651.962.081.291.180.590.631.791.000.470.080.100.530.390.09MnO0.050.050.050.050.050.040.030.060.050.030.090.010.030.030.01MgO1.001.000.990.820.380.260.230.530.380.080.060.080.080.070.06CaO3.863.763.633.592.021.081.201.571.460.870.550.320.920.830.36Na2O2.102.341.571.393.503.423.203.693.343.653.722.843.563.763.58K2O3.232.963.263.073.904.114.004.053.744.184.264.304.204.224.22P2O50.190.200.190.130.050.030.030.070.040.020.010.020.010.010.03LOI6.976.656.966.312.920.470.791.380.820.860.821.281.080.750.72Total99.7299.799.6499.7199.7699.8699.8399.8499.7899.9199.9699.9699.9599.9099.95ALK5.335.304.834.467.407.537.207.747.087.837.987.147.767.987.80K/Na1.541.262.082.211.111.201.251.101.121.151.151.511.801.121.18Rittman1.391.361.120.841.991.681.512.071.521.811.891.51.791.871.78A/NK2.282.272.622.691.511.261.271.391.331.211.211.421.231.181.28A/CNK1.131.151.261.251.11.051.041.091.041.051.111.331.061.031.21La20.20 20.30 20.30 23.50 16.70 14.00 12.30 22.80 19.20 23.30 26.10 19.30 20.40 15.30 11.40 Ce40.00 39.60 39.60 44.00 30.60 27.20 23.40 42.40 35.10 44.60 53.90 36.20 40.10 30.00 24.30 Pr4.77 4.79 4.66 5.02 3.34 3.03 2.63 4.64 3.84 4.85 6.41 4.09 4.35 3.30 2.87 Nd17.90 18.00 17.70 17.80 11.80 10.70 9.37 16.00 13.30 16.60 22.80 13.90 14.70 11.40 9.97 Sm3.08 3.11 3.00 2.90 2.32 2.13 1.99 2.78 2.54 3.02 5.12 2.63 2.76 2.24 2.63 Eu0.81 0.84 0.81 0.78 0.75 0.59 0.57 0.73 0.63 0.54 0.54 0.44 0.45 0.54 0.31 Gd2.62 2.73 2.67 2.57 2.48 2.22 2.21 2.59 2.66 2.79 5.00 2.53 2.31 2.23 2.95 Tb0.28 0.28 0.28 0.27 0.33 0.33 0.32 0.32 0.38 0.40 0.77 0.37 0.34 0.34 0.53 Dy1.39 1.38 1.37 1.31 2.03 2.12 1.97 1.76 2.36 2.33 4.77 2.07 1.91 2.10 3.30 Ho0.25 0.26 0.25 0.25 0.43 0.46 0.42 0.34 0.50 0.49 0.97 0.45 0.38 0.46 0.71 Er0.72 0.72 0.72 0.77 1.32 1.40 1.30 1.01 1.50 1.53 2.96 1.40 1.24 1.48 2.19 Tm0.10 0.09 0.10 0.10 0.19 0.23 0.19 0.14 0.24 0.25 0.47 0.22 0.19 0.23 0.32 Yb0.69 0.71 0.63 0.70 1.36 1.65 1.34 0.99 1.59 1.77 3.49 1.61 1.36 1.74 2.33 Lu0.11 0.10 0.11 0.12 0.22 0.25 0.19 0.16 0.25 0.28 0.54 0.26 0.21 0.27 0.36 REE92.9292.9192.2100.173.8766.3158.296.6684.09102.8133.885.4790.771.6385.74L/H14.08 13.82 14.04 15.44 7.84 6.66 6.33 12.22 7.87 9.44 6.06 8.59 10.42 7.09 4.58 La/Sm6.56 6.53 7.02 6.77 8.10 7.20 6.57 6.18 8.20 7.56 7.72 5.10 7.34 7.39 6.83 δEu0.85 0.86 0.85 0.85 0.95 0.82 0.82 0.82 0.73 0.56 0.32 0.51 0.53 0.73 0.26 (La/Yb)N19.9 19.4 21.9 22.8 8.34 5.76 6.24 15.7 8.20 8.94 5.08 8.14 10.2 5.97 3.60 (Tb/Yb)N1.62 1.58 1.70 1.78 1.54 0.97 0.80 0.96 1.29 0.96 0.90 0.88 0.92 1.00 0.78Rb130 133 130 125 115 114 105 120 103 119 155 150 123 129 140 Ba537 597 887 892 669 687 806 733 757 324 158 325 323 365 348 Th8.45 8.11 8.06 11.40 12.90 10.10 9.53 14.30 11.90 21.90 21.50 23.00 16.80 17.60 19.30 U1.84 1.73 1.90 2.28 3.78 3.29 2.73 3.18 3.89 6.33 8.12 7.04 4.48 6.31 4.19 Nb4.41 5.14 5.29 8.41 7.10 6.21 5.88 6.77 7.00 8.49 12.20 10.30 8.77 10.50 11.20 Ta0.34 0.49 0.49 1.84 0.79 0.95 0.95 0.43 0.97 1.04 2.07 1.39 1.02 1.55 1.22 Sr523 505 359 443 259 174 181 235 217 80 45 62 79 84 44 Zr98.00 91.90 93.20 84.50 65.90 45.00 31.20 71.90 48.30 48.80 59.30 55.00 41.70 50.60 46.60 Hf2.78 2.71 2.65 2.47 2.40 1.68 1.20 2.24 1.77 2.18 2.71 2.29 1.63 2.33 2.45

續(xù)表4

Continued Table 4

樣品號NRR-1NRR-2NRR-4NRR-5NRR-6NRR-7NRR-8NRR-9NRR-10NRR-18NRR-19NRR-20NRR-21NRR-22NRR-27巖性花崗閃長斑巖二長花崗斑巖Y7.01 6.87 7.13 7.40 12.20 12.90 12.00 9.65 14.00 14.60 26.50 12.90 11.80 13.70 20.90 Th/U4.59 4.69 4.24 5.00 3.41 3.07 3.49 4.50 3.06 3.46 2.65 3.27 3.75 2.79 4.61 Y/Nb1.59 1.34 1.35 0.88 1.72 2.08 2.04 1.43 2.00 1.72 2.17 1.25 1.35 1.30 1.87 Yb/Ta2.03 1.45 1.29 0.38 1.72 1.74 1.41 2.30 1.64 1.70 1.69 1.16 1.33 1.12 1.91 Rb/Sr0.25 0.26 0.36 0.28 0.44 0.66 0.58 0.51 0.47 1.49 3.46 2.42 1.55 1.54 3.15 Ba/Rb4.13 4.49 6.82 7.14 5.82 6.03 7.68 6.11 7.35 2.72 1.02 2.17 2.63 2.83 2.49 Ba/Sr1.03 1.18 2.47 2.01 2.58 3.95 4.45 3.12 3.49 4.07 3.53 5.24 4.07 4.36 7.84 Nb/Ta13.0 10.5 10.8 4.57 8.99 6.54 6.19 15.74 7.22 8.16 5.89 7.41 8.60 6.77 9.18 Nb/U2.40 2.97 2.78 3.69 1.88 1.89 2.15 2.13 1.80 1.34 1.50 1.46 1.96 1.66 2.67 Zr/Nb22.22 17.88 17.62 10.05 9.28 7.25 5.31 10.62 6.90 5.75 4.86 5.34 4.75 4.82 4.16 Sm/Nd0.17 0.17 0.17 0.16 0.20 0.20 0.21 0.17 0.19 0.18 0.22 0.19 0.19 0.20 0.26 Sr/Y74.673.5 50.4 59.9 21.2 13.5 15.1 24.4 15.55.45 1.69 4.81 6.73 6.11 2.12 Sr/Yb758 711 570 633 190 106 135 237 137 45.0 12.8 38.5 58.4 48.1 19.1

注: A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)；A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)；(La/Yb)N, (Tb/Yb)N為球粒隕石標準化比值(標準化值據(jù)Sun and McDonough, 1989) ;δEu=2×(Eu)N/((Sm)N+(Gd)N)

圖5 花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖SiO2與Al2O3, TiO2, MgO和P2O5變化圖Fig.5 Harker diagrams (Al2O3, TiO2, MgO and P2O5, vs. SiO2 plots) for the granodiorite and monozogranite porphyries

圖6 花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖巖石地球化學(xué)分類圖解Fig.6 Geochemical classification diagrams for the granodiorite and monozogranite porphyries(a) TAS diagram；(b) K2O vs. SiO2 diagram；(c) R1 vs. R2 diagram；(d)(Na2O+K2O)/CaO vs. Zr+Nb+Ce+Y diagram；(e) K2O vs. Na2O diagram；(f) A/NK vs. A/CNK diagram

圖7 花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a、c, 標準化值據(jù)Boynton, 1984)與原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(b、d, 標準化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized rare earth element patterns (a, c, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace element diagrams (b, d, normalization values after Sun and McDonough, 1989) for granodiorite and monozogranite porphyries

二長花崗斑巖稀土總量整體較低(圖7b)，Y值變化于9.65×10-6～26.50×10-6，主體∑REE介于58.20×10-6～96.66×10-6之間，只有2個樣品含量較高，分別為102.8×10-6和133.8×10-6；輕重稀土分異較明顯，但中稀土至重稀土分異不明顯，分配型式較為平坦(LREE/HREE=6.06～10.4，(La/Yb)N=5.08～10.2，(Tb/Yb)N=0.78～1.54)，同樣具有弱至較強的銪負異常(δEu=0.32～0.95)。在微量元素原始地幔標準化圖解中(圖7b)，均呈右傾負斜率分配型式，但從Eu至Lu整體分配型式較為平坦。大離子親石元素Ba、Th、U、La、Ce等元素富集，虧損Nb-Ta、Sr、Zr、Eu等元素。

5 討論

5.1 花崗質(zhì)斑巖形成時代及對金礦床形成時代的制約

花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖LA-ICPMS鋯石U-Pb定年表明，它們均形成于20Ma左右的中新世，這與劉云龍等(2012)報道的二長花崗斑巖年齡(18.8Ma)基本一致，但與李光明等(2005)報道的K-Ar法測年結(jié)果(66.6Ma)則有一定偏差?？紤]到K-Ar法測年對象的封閉溫度及經(jīng)受后期地質(zhì)事件擾動原因，高精度的鋯石測年結(jié)果應(yīng)是代表了花崗質(zhì)斑巖形成的時代。因此，形成20Ma的花崗質(zhì)斑巖巖漿事件，應(yīng)是前人劃分青藏高原三期巖漿事件的第三期，即漸新世-中新世(33～13Ma)期的巖漿事件產(chǎn)物。

從賦礦斷裂穿切二長花崗斑巖體及在斷裂周邊花崗斑巖中中發(fā)育絹云母化、高嶺土化和碳酸鹽化，可知賦礦斷裂的形成晚于花崗質(zhì)斑巖，成礦亦晚于斷裂形成的時代。據(jù)董隨亮等(2010)對金礦成礦階段的研究，認為花崗斑巖在侵位時在其內(nèi)部形成了絹云母-石英-黃鐵礦化；隨后為巖漿期后熱液階段，此時南北向拉張型斷裂已開始發(fā)育，花崗斑巖的巖漿期后熱液為主形成了含金石英-絹云母-黃鐵礦蝕變，為主要成礦期；最后是含金-石英-輝銻礦-雄(雌)黃發(fā)育階段，是金礦化破碎帶中含金富砷、銻的低溫熱液沿開放斷裂貫入形成。因此，雖然金的成礦時代晚于花崗斑巖侵位，但又與巖漿期后熱液密切相關(guān)，金的成礦應(yīng)是略晚于巖漿侵入期(李光明等，2005；董隨亮等，2010；劉云飛等，2012)，因此花崗斑巖形成時代限定金礦成礦時代略晚于20Ma。

5.2 巖石類型與分異特征

花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖全巖主量和微量元素差異明顯，花崗閃長斑巖以低的(Na2O+K2O)/CaO值(1.24～1.41)和FeOT/MgO值(2.45～2.63)，高的Zr+Nb+Ce+Y值(144×10-6～149×10-6)為特征，而二長花崗斑巖以高的(Na2O+K2O)/CaO值(3.66～22.3)和FeOT/MgO值(3.10～8.56)，低的Zr+Nb+Ce+Y值(72.5×10-6～116×10-6)為特征(僅樣品NRR-19含量為152×10-6)。從FeOT/MgO比值來看，花崗閃長斑巖FeOT/MgO比值小于4，位于未分異花崗巖的比值范圍，二長花崗斑巖FeOT/MgO比值多大于4小于16，位于分異花崗巖的比值范圍，均不符合A型花崗巖的數(shù)值特征(FeOT/MgO>16, Zr+Nb+Ce+Y>350×10-6)(Whalenetal., 1987)；兩種斑巖樣品的MgO含量分別變化于0.82%～1.00%和0.06%～0.53%，均不具備A型花崗巖的特征(一般MgO<0.1%, Whalenetal., 1987)。在圖6d中花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖分別投入未分異和分異花崗巖區(qū)，結(jié)合Wangetal.,(2015)對岡底斯帶花崗閃長斑巖和強烈分異的二長花崗斑巖的成因研究，弄如日花崗閃長斑巖應(yīng)為未分異或弱分異花崗巖，而二長花崗斑巖應(yīng)為分異花崗巖。目前，對于分異花崗巖的成因類型判別十分困難，因為其主量元素和微量元素均非母巖漿特點(Kingetal., 1997；Wuetal., 2007)。這種情況下，一般利用P2O5與SiO2的變化關(guān)系(圖8c)來確定其成因類型(Chappell, 1999; Wuetal., 2003; Lietal., 2007), 這是因為在分異的準鋁和過鋁質(zhì)I型花崗巖中，當磷灰石達到飽和時，P2O5的豐度將降低，亦就是在分異花崗巖中，P2O5與SiO2成負相關(guān)關(guān)系(Chappell, 1999; Monteletal., 1998；Lietal., 2007)(圖8c)?；◢忛W長斑巖和二長花崗斑巖的P2O5與SiO2的負相關(guān)性以及二種斑巖中均不含S型花崗巖中特殊的富鋁礦物(如白云母等)，應(yīng)與I型花崗巖的特征相似(Chappell, 1999; Lietal., 2007; Wuetal., 2003)。從地球化學(xué)角度講，二種花崗斑巖具有較高的A/CNK比值，多數(shù)大于1.1，似乎顯示與S型花崗巖具有相似性(Chappell and White, 2001)，但已有對分異花崗巖的巖漿作用過程表明，造成這種分異花崗巖地球化學(xué)特征變異原因是花崗巖漿演化過程中長石的分異結(jié)晶，造成巖石中CaO含量降低的緣故造成(Wangetal., 2015)。因此，綜合分析認為弄如日地區(qū)的二種花崗斑巖主體應(yīng)為I型花崗巖。

5.3 巖石成因

5.3.1 花崗閃長斑巖巖石成因

對于弱分異或未分異的I型花崗巖的成因，前人提出過三種成因模式：1)玄武質(zhì)母巖漿的分離結(jié)晶(Beard and Lofgren, 1991; Groveetal., 1997; Bacon and Druitt, 1998; Sissonetal., 2005)；2)地殼中基性或中性變火山巖部分熔融(Chappell and Stephens, 1988；Petford and Atherton, 1996; Chappell and White, 2001；Lietal., 2007；吳福元等，2007)；3)底侵基性巖漿誘發(fā)地殼物質(zhì)活化，發(fā)生部分熔融形成(Kempetal., 2007；吳福元等，2007；Collins and Richards, 2008)。很顯然，弄如日地區(qū)花崗閃長斑巖不可能由基性巖漿分異而形成，一是研究區(qū)未見大規(guī)模出露的基性巖漿；二是未見玄武質(zhì)巖漿分異演化的形成的SiO2連續(xù)變化的演化巖漿出露，如中性至中酸性巖漿等，亦未見基性巖漿分異形成的堆晶體(Kelleretal., 2015)，均排除了基性巖漿分異形成花崗閃長斑巖漿的可能性。主量和微量元素提供的線索表明，花崗閃長斑巖具有類似于埃達克質(zhì)巖石的地球化學(xué)特點(SiO2=63.37%～66.78%>56%, Al2O3=15.14%～16.04%>15%，MgO=0.82%～1.00%<3%, Yb=0.63×10-6～0.71×10-6<1.9×10-6, Y=6.87×10-6～7.40×10-6<18×10-6, Sr=443×10-6～523×10-6>400×10-6)，在Sr-Yb圖解(圖8a)和Sr/Y-Y圖解(圖8b)中主要投入埃達克巖區(qū)域。目前關(guān)于埃達克巖的成因主要有年輕的溫度較高的俯沖洋脊板片的部分熔融和加厚下殼玄武質(zhì)巖石的部分熔融，兩種情況均不支持是上地殼物質(zhì)部分熔融。區(qū)域地質(zhì)演化研究表明，印度-歐亞大陸碰撞自65Ma開始，至45Ma完成(Yin and Harrison, 2000; Floweretal., 2001; Dongetal., 2005; Moetal., 2005, 2007, 2009; Wenetal., 2008; Jietal., 2009)，因此自45Ma開始就不存在年輕洋脊板片的俯沖作用，在20Ma時更不可能發(fā)生年輕俯沖洋脊板片的部分熔融，最可能的成因只能是加厚下地殼玄武質(zhì)巖石的部分熔融。因此，考慮到中新世的區(qū)域地質(zhì)背景，加厚地殼中變基性或中性火山巖部分熔融是最可能的巖漿形成模式。董國臣等(2011)研究認為，岡底斯帶25Ma后為碰撞后階段，處于碰撞后伸展構(gòu)造環(huán)境，此時不同地區(qū)仍然存在地殼加厚，地幔巖漿作用侵位于地殼底部形成底侵作用，誘發(fā)了下地殼玄武質(zhì)物質(zhì)發(fā)生熔融，形成了20～12Ma的具埃達克特點的花崗斑巖，伴隨形成了一系列大型的斑巖型礦床。因此，弄如日地區(qū)在20Ma時，仍然存在加厚下地殼，具埃達克質(zhì)巖石地球化學(xué)特點的花崗質(zhì)斑巖正是加厚下地殼中玄武質(zhì)物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物。

花崗閃長斑巖的低硅含量(SiO2為 63.37%～66.78%)以及中等分異指數(shù)(DI=80～87)說明其接近母巖漿的組分，因此其稀土和微量元素的一系列特點基本可以反映母巖漿的一些特征?；◢忛W長斑巖的(La/Yb)N為20.5～24.1以及低Yb(<2×10-6)和Y(<19×10-6)，均表明其母巖漿來源于基性源區(qū)的部分熔融，同時源區(qū)殘留有石榴石(Rappetal., 1991)。這是因為在中稀土和重稀土中，Yb和Lu在石榴石中分配系數(shù)最高，而Dy和Ho在角閃石中分配系數(shù)最高(Rollinson, 1993)，當石榴石作為殘留相時，中稀土和重稀土將產(chǎn)生強烈的分異，當角閃石作為殘留相時，中稀土和重稀土分配型式呈“平坦式”或中稀土呈“上凸式”?；◢忛W長斑巖的(Ho/Yb)N=0.36～0.40，中稀土重稀土分異明顯，說明殘留相是以石榴石為主，沒角閃石?；◢忛W長斑巖虧損Nb-Ta，說明殘留相中有金紅石。

綜上所述，花崗閃長斑巖形成于弄如日地區(qū)加厚下地殼中變基性巖的部分熔融，部分熔融后的殘留物以石榴石為主，含金紅石。

圖8 花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖元素地球化學(xué)分類圖解(a) Sr-Yb 圖解；(b) Sr/Y-Y圖解；(c) P2O5-SiO2圖解；(d) Ba-Sr圖解，顯示出從花崗閃長斑巖演化為二長花崗斑巖可能受斜長石和黑云母分離結(jié)晶的制約；(e)Rb/S-Sr圖解；(f)Sc-SiO2圖解Fig.8 Element geochemistry classification diagrams of granodiorite and monozogranite porphyries(a) Sr vs. Nd；(b) Sr/Y vs. Y；(c) P2O5 vs. SiO2；(d) Ba vs. Sr, showing fractionation of plagioclase and biotite which controlled the variation of these elements from granodiorite porphyry to monozogranite porphyry；(e) Rb/Sr vs. Sr；and (f) Sc vs. SiO2

5.3.2 二長花崗斑巖巖石成因

相比花崗閃長斑巖，二長花崗斑巖的硅含量明顯高，Ba、Sr、Nb、P、Ti明顯偏低，Eu負異常更為明顯，顯示后者演化程度更高。從圖5來看，二者的Al2O3、TiO2、P2O5、MgO與SiO2呈較為明顯的負相關(guān)關(guān)系，結(jié)合野外二者局部呈涌動的接觸關(guān)系，反映極有可能兩者具有一定的成因聯(lián)系，即巖漿分異演化的關(guān)系，二長花崗斑巖極有可能是從花崗閃長斑巖巖漿分異而來。本次研究缺乏相應(yīng)的Sr-Nd-Hf同位素示蹤資料，限制了對兩者巖漿源區(qū)的深入探討，但據(jù)相關(guān)研究資料(Wangetal., 2015)得出，岡底斯帶發(fā)育大量的具有成因關(guān)系的花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖，而花崗閃長斑巖、二長花崗斑巖與本次研究的花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖的元素地球化學(xué)特征基本一致(Wangetal., 2015)，以及二長花崗斑巖是花崗閃長斑巖分異演化的產(chǎn)物(Wangetal., 2015)。因此，有理由認為弄如日地區(qū)花崗閃長斑巖可經(jīng)分異演化形成二長花崗斑巖。高場強元素(Nb、Ta、Ti、Zr)和P的虧損表明在巖漿分異過程中有含鈦礦物(如：鈦鐵礦和榍石)和磷灰石的分離結(jié)晶，而Eu負異常則與較為廣泛的斜長石或鉀長石的分離結(jié)晶有關(guān)(Hanson, 1978)。一般來講，Ba-Sr呈正相關(guān)(圖8d)和Rb/Sr-Sr負相關(guān)(圖8e)可能與鉀長石的分異密切相關(guān)，也與斜長石和黑云母的分離結(jié)晶密切相關(guān)(Hanson, 1978)。從前述巖相學(xué)特征上講，花崗閃長斑巖中斑晶主體為斜長石、石英和角閃石，副礦物中含有鈦鐵礦和磷灰石；二長花崗斑巖的斑晶中主體為鉀長石、斜長石、石英和少量黑云母，發(fā)育不同礦物間的聚斑晶，因此，花崗閃長斑巖經(jīng)巖漿演化變?yōu)槎L花崗斑巖漿可能早期為斜長石、鈦鐵礦、磷灰石分離結(jié)晶，隨著巖漿成分變化，斜長石與鉀長石、黑云母等一同均可能成為重要的分離結(jié)晶礦物(Wangetal., 2015)。依據(jù)二長花崗斑巖的Ba、Sr、Rb含量，由SiO2含量最低的花崗閃長斑巖進行初步的分離結(jié)晶定量模擬，顯出花崗閃長斑巖漿經(jīng)過70%左右的分異，即經(jīng)過60%的斜長石分離結(jié)晶，30%的黑云母分離結(jié)晶，可產(chǎn)生二長花崗斑巖巖漿(圖8d)。

需要提及的是，二長花崗斑巖相比花崗閃長斑巖具有低的REE含量，這似乎與巖漿分異演化相背。巖石物理化學(xué)研究表明，REE含量受長石和黑云母分離結(jié)晶影響很小(除Eu之外)，但受副礦物的分離結(jié)晶影響很大(Ayres and Harris, 1997; Wuetal., 2003)。Wangetal. (2015)曾對岡底斯西部花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖的稀土和微量元素的特征進行副礦物分離結(jié)晶模擬，結(jié)果顯示2%鈦鐵礦、4%榍石和94%磷灰石分離結(jié)晶可形成二長花崗斑巖的稀土元素分配型式。因此，弄如日地區(qū)花崗閃長斑巖分異成二長花崗斑巖應(yīng)存在鈦鐵礦、榍石、磷灰石等副礦物的分離結(jié)晶。另外，二長花崗斑巖中Sc與SiO2不存在負相關(guān)關(guān)系(圖8f)，說明花崗閃長斑巖巖漿分異演化成二長花崗斑巖巖漿的過程中，不存在角閃石的分離結(jié)晶(Davidsonetal., 2007)，二長花崗斑巖中稀土和重稀土分異不明顯應(yīng)是由副礦物的分離結(jié)晶所造成(Wangetal., 2015)。

綜上所述，二長花崗斑巖巖漿極有可能是由花崗閃長斑巖漿通過分離結(jié)晶衍生而來，分離結(jié)晶的礦物最有可能包括斜長石、黑云母、鉀長石、鈦鐵礦、榍石、磷灰石等。

5.3.3 地殼加厚和巖漿起源

加厚地殼和未加厚地殼巖漿源區(qū)的礦物組合明顯不同，前者是一套以角閃石和石榴石為特征的高壓礦物組合，后者是一套以斜長石和單斜輝石為特征的低壓礦物組合，加厚地殼物質(zhì)部分熔融產(chǎn)生獨特地球化學(xué)特征的熔體(如更加富鉀、稀土元素強烈分異及重稀土豐度低，高Sr/Y比值等)(Drummond and Defant, 1990；Haschkeetal., 2002；Moetal., 2007；Jietal., 2012；Jiangetal., 2014)。例如，位于岡底斯巖基北部的林子宗群，為一套高鉀鈣堿性至鉀玄巖系列的火山巖系，指示在50～40Ma的岡底斯北部存在地殼加厚(Moetal., 2007)。同樣，對岡底斯巖基中段和東段的研究亦揭示出加厚地殼發(fā)生的時限從62Ma持續(xù)至25Ma(Moetal., 2007；Chungetal., 2009；紀偉強等，2009；Guanetal., 2012；Jietal., 2012；Jiangetal., 2014)?；谇叭藢姿怪卸魏蜄|段已確認的埃達克巖研究，揭示出巖漿源區(qū)存在石榴石殘留相，不同學(xué)者據(jù)此提出岡底斯中段和東段地殼厚度大于50km, 加厚開始時間大致在30Ma前，不同地區(qū)加厚的時限有差異(Chungetal., 2009；Guanetal., 2012；Jietal., 2012；Jiangetal., 2014；Liuetal., 2018)。

本次研究的花崗閃長斑巖具有埃達克巖的地球化學(xué)特點，在其形成過程中巖漿源區(qū)存在石榴石的殘留(Rappetal., 1991)，這意味著弄如日地區(qū)在20Ma時仍然存在著加厚地殼，亦說明在岡底斯東部存在加厚地殼的時限一直延續(xù)至20Ma。前已述及，二長花崗斑巖是一種高分異的花崗巖，如果20Ma不存在加厚地殼，岡底斯新生地殼部分熔融形成的具埃達克地球化學(xué)特征的花崗閃長斑巖漿很難在地殼存留，亦就不可能發(fā)生大規(guī)模巖漿分異，形成高分異花崗巖的二長花崗斑巖漿(Pearcyetal., 1990；Miller and Christensen, 1994)；相反如果20Ma存在加厚地殼，那么新生地殼部分熔融產(chǎn)物花崗閃長斑巖漿就可能在地殼內(nèi)滯留，發(fā)生廣泛的巖漿分異作用，產(chǎn)生二長花崗斑巖漿(Hildreth and Moorbath, 1988)。

Sandifordetal. (1998) 認為僅靠地溫梯度，加厚下地殼不可能發(fā)生部分熔融，因此一般加厚地殼的部分熔融均需有其他的熱源，而幔源基性巖漿底侵是最重要的一種熱源方式。最新的地質(zhì)學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)綜合研究提出一種被眾多學(xué)者認可的“板片窗”模式：大約在50Ma時俯沖的新特提斯大洋巖石圈板片發(fā)生斷裂，形成“板片窗”，地幔軟流圈沿板片斷裂開口上涌，在下地殼底部形成底侵并提供熱能，軟流圈與經(jīng)受交代作用的巖石圈發(fā)生部分熔融形成基性巖漿，發(fā)生底侵作用。這種基性巖漿的形成過程可以持續(xù)好幾個百萬年，而由地殼重熔形成的巖漿作用可以持續(xù)更長的時間(Van de Zedde and Wortel, 2001)。目前，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究表明在43Ma時，整個岡底斯帶均存在廣泛的地殼加厚，與“板片窗”效應(yīng)對應(yīng)的是整個岡底斯廣泛發(fā)育的43Ma左右的基性和酸性巖漿事件。從本次花崗閃長石研究的結(jié)果講，弄如日地區(qū)20Ma仍然存在著加厚地殼，加厚地殼部分熔融的熱源亦可能是“板片斷裂”的后續(xù)效應(yīng)，但由于時間間隔太久，因此有些牽強。已有研究表明，20Ma時整個岡底斯處于碰撞后伸展階段，局部地區(qū)可能發(fā)生加厚巖石圈的拆沉作用，造成局部的軟流圈物質(zhì)上涌，提供熱源促使弄如日地區(qū)加厚地殼部分熔融，形成花崗閃長斑巖巖漿。花崗閃長斑巖巖漿分異形成二長花崗斑巖巖漿，在伸展環(huán)境下，巖漿快速上侵至地殼淺部形成二長花崗斑巖(Jietal., 2012；Jiangetal., 2014)。

花崗質(zhì)巖漿分異演化理論和岡底斯巖基的研究均表明，分異花崗巖具有更高的揮發(fā)份含量，可使其在伸展環(huán)境下更快速的運移和侵位并提供成礦必需的成礦流體和成礦物質(zhì)，是決定是否成礦的重要因素(吳福元等，2017)。因此，弄如日具埃達克質(zhì)特征的花崗閃長斑巖及其分異的二長花崗斑巖的發(fā)現(xiàn)及研究，揭示出花崗閃長斑巖分異形成二長花崗斑巖過程中，伴隨著揮發(fā)份含量的提高是形成弄如日金礦的重要控制因素。這對區(qū)域上尋找分異花崗巖有關(guān)的金礦時，花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖的伴生侵位應(yīng)該是重要野外巖石學(xué)標志。

6 結(jié)論

(1)弄如日金礦區(qū)花崗閃長斑巖形成于20.3±0.8Ma，二長花崗斑巖形成于20.20±0.41Ma ～20.51±0.51Ma，二者同時侵位，均屬中新世巖漿作用產(chǎn)物。

(2)花崗閃長斑巖為未分異或弱分異花崗巖，二長花崗斑巖為分異花崗巖。二長花崗斑巖可能是由花崗閃長斑巖巖漿通過分離結(jié)晶衍生而來，分離結(jié)晶的礦物包括斜長石、黑云母、鉀長石、鈦鐵礦、榍石、磷灰石等。

(3)花崗閃長斑巖表現(xiàn)出埃達克質(zhì)巖石的地球化學(xué)特點，形成于弄如日地區(qū)加厚下地殼中變基性巖的部分熔融。

致謝感謝中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所唐菊興研究員和中國地質(zhì)大學(xué)(北京)朱弟成教授審閱并提出了具體修改意見，大幅度提升了論文的質(zhì)量。感謝編輯部俞良軍和兩位審稿專家提供了建設(shè)性的意見和建議。