云南騰沖臘萊河鎢多金屬礦花崗巖地球化學(xué)特征及成因探討*

翟建軍 趙獻(xiàn)昆

（1.云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)有限公司；2.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司）

臘萊河矽卡巖型鎢多金屬礦床行政區(qū)劃隸屬云南騰沖縣滇灘鎮(zhèn)，大地構(gòu)造位置位于岡底斯—念青唐古拉褶皺系（II）伯舒拉嶺—高黎貢山褶皺帶古永北緣棋盤石—騰沖大斷裂西側(cè)。礦床所屬的騰沖地塊地處怒江和密支那縫合帶的交匯部位，受印支—燕山運(yùn)動的影響而發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形，伴隨著頻繁的巖漿活動，其形成的碳酸鹽巖沉積地層和復(fù)雜的褶皺、斷裂構(gòu)造格局為區(qū)內(nèi)提供了優(yōu)越的成礦條件。區(qū)內(nèi)礦床（點）展布嚴(yán)格受構(gòu)造、巖漿控制，以棋盤石—騰沖大斷裂為界，東、西兩側(cè)分別發(fā)育木梁河、小龍河、凍冰河、臘萊河鎢錫礦床及滇灘、銅廠山、老廠坪子鐵銅鉛鋅銀多金屬礦床（點），共同組成了滇西地區(qū)重要的多金屬礦田［1］。自上世紀(jì)80年代探明區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)以來，前人對區(qū)內(nèi)各成礦巖體巖石學(xué)、地球化學(xué)、年代學(xué)及礦床成因等開展了大量研究，累積了豐碩的地質(zhì)成果，但臘萊河鎢礦床受限于礦床規(guī)模，前期工作成果較少。筆者在前人研究和詳實野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，對臘萊河礦區(qū)花崗巖體進(jìn)行巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)特征研究，以期獲得礦床成因機(jī)制。此外，通過區(qū)域成礦條件的深入剖析、對比，厘定礦床成礦規(guī)律，為騰沖地塊燕山晚期巖漿成礦作用研究提供新的佐證。

1 地質(zhì)背景

騰沖地塊總體位于青藏高原東南緣，區(qū)域大型走滑構(gòu)造變形域即是由騰沖地塊等次級構(gòu)造單元組合而成［2-10］（圖1（a））。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造—巖漿活動，為騰沖地塊的累積提供了優(yōu)越條件。地塊基底由早元古界變質(zhì)角閃巖變質(zhì)巖、綠片巖相構(gòu)成，巖性以角閃巖、大理巖、混合巖、片巖、片麻巖組成［11］，晚古生代—中生代沉積地層則零散上覆于變質(zhì)基底之上，其中泥盆—三疊紀(jì)以出露碳酸鹽巖為特征，侏羅—白堊紀(jì)地層鮮少出露［12］，特殊的構(gòu)造位置亦為騰沖巖漿巖帶的形成提供了優(yōu)越條件［13］（圖1（b）），與金沙江結(jié)合帶、班公—怒江結(jié)合帶共同組成一組近SN向的垂直巖漿巖分帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造與巖漿巖展布方向基本一致（近SN向），自北（西）向南分別發(fā)育嘉黎斷裂帶、怒江斷裂帶及龍陵—瑞麗斷裂帶，騰沖花崗巖空間展布嚴(yán)格受控于怒江斷裂帶［14］。

礦區(qū)出露地層較單一，主要為上古界石炭系上統(tǒng)丁家寨組，可進(jìn)一步劃分上、下2段，巖性為灰紫～青灰色鈣質(zhì)粉砂巖、巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，還含部分炭泥質(zhì)粉砂巖夾白云質(zhì)灰?guī)r（透鏡狀灰?guī)r）、含泥質(zhì)條帶灰?guī)r、灰?guī)r、大理巖等，在燕山期受花崗巖侵入影響，廣泛發(fā)育角巖化、矽卡巖化、大理巖化等蝕變現(xiàn)象。礦區(qū)構(gòu)造繼承了區(qū)域構(gòu)造特征，褶皺、斷裂發(fā)育。礦區(qū)總體地處大西山倒轉(zhuǎn)傾伏向斜的中段，軸向呈NNE向（35°），兩翼地層較陡且變化較大（40～70°），其核部、兩翼地層分別由丁家寨組上段、丁家寨組下端構(gòu)成，礦（化）體集中賦存于褶皺轉(zhuǎn)折端NW翼和巖漿巖沿核部侵入部位；斷裂構(gòu)造以NE向為主，以F1、F3最為典型，沿斷裂發(fā)育數(shù)米厚的擠壓破碎帶，局部地段發(fā)育1～10 m寬的硅卡巖體，偶見細(xì)?；◢弾r脈侵入。據(jù)統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂均屬控巖、控礦構(gòu)造。礦區(qū)范圍內(nèi)廣泛出露巖漿巖，種類繁多，成礦巖體以左家寨單元二長花崗巖為主，隸屬于古永群小團(tuán)山巖序，出露面積大于2 km2（圖2）。

礦區(qū)內(nèi)礦體多呈透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出于大理巖與巖體接觸帶的矽卡巖中，賦礦層位為丁家寨組上段。礦（化）體總體走向NE（38°），傾向SE（130°），傾角變化較大（5～68°），礦體由巖體往外逐漸變陡，形態(tài)復(fù)雜，見分支、復(fù)合現(xiàn)象。礦石礦物較復(fù)雜，金屬礦物以黃銅礦、白鎢礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦為主，脈石礦物種類繁多，多見透輝石、透閃石、綠泥石、石榴石，偶見長石、石英和方解石。礦石組構(gòu)相對單一，多觀察到白鎢礦、黃銅礦等金屬礦物以半自形、他形粒狀呈星點狀、細(xì)脈—浸染狀、團(tuán)塊狀嵌布于礦石中。

2 花崗巖巖石學(xué)特征

礦區(qū)揭露花崗巖為小團(tuán)山巖序左家寨單元二長花崗巖（圖3），淺灰色，細(xì)—粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，主要由斜長石（32%～39%）、鉀長石（35%～40%）、石英（24%～28%）、黑云母（1%～5%）及少量不透明礦物（黃鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦等0.1%）組成，次生礦物發(fā)育少量高嶺土、絹云母、綠泥石等：黑原木多呈片狀，星點狀分布，粒度變化較大（0.2～1 mm），多被綠泥石、絹云母等交代呈假象，偶見少量殘余；斜長石多呈半自形斑狀，粒度多集中于0.2～1 mm，部分達(dá)2～2.5 mm，多見細(xì)?；F(xiàn)象和輕微黏土化；鉀長石以微斜長石為主，呈半自形斑狀～他形粒狀，粒度為0.1～2 mm，局部達(dá)2～3 mm，普遍具輕微高嶺石化，偶見格子雙晶；石英則呈他形粒狀產(chǎn)出，粒度相對?。?.1～1 mm），具波狀消光。

3 樣品及分析方法

本研究中所測花崗巖樣品取自不同鉆孔、不同深度的新鮮巖芯［15］，具體取樣位置及測試結(jié)果見表1。樣品經(jīng)磨片鑒定后，加工成200目分析測試樣。本次研究采用XRF方法對注量元素進(jìn)行測定，其中二價鐵、三價鐵使用化學(xué)法，稀土元素使用ICP—MS方法，與微量元素一并在河北廊坊區(qū)調(diào)所實驗室完成測試，其試驗步驟：將篩選樣置于烤箱中烘干12 h（T=105℃），取出烘干樣品后稱取50±1 mg置于Teflon溶樣器中，此時處理樣處于高壓密閉空間中，緩慢倒入高純度HF（1 mL），將處理樣置于電熱板上加熱（140℃）蒸發(fā)至小體積，隨后緩慢加入高純度HNO3（1.5 mL）、高純度HF（1.5 mL），將旋緊的溶樣器置于烤箱中高溫（190℃）加熱48 h，待冷卻后開蓋，并將溶液置于電熱板上蒸至（140℃）濕鹽狀，隨后添加2～3 mL高純度HNO3（40%），再置于烤箱中。隨后重復(fù)以上步驟提取鹽類，最終將冷卻后的提取液置于PET瓶中密閉保存（達(dá)80 g），分析精度優(yōu)于5%，分析結(jié)果如表1～表3所示。

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素特征

花崗巖主量元素測試結(jié)果（表1）顯示，其SiO2含量為75.68%～77.01%，平均76.39%，變化范圍較小，Al2O3含量在12.47%～13.3%，平均12.78%，F(xiàn)e2O3含量在0.12%～0.34%，平均0.22%，F(xiàn)eO含量在0.27%～1.03%，平均0.56%，CaO含量在0.45%～1.25%，平均0.80%，MgO在0.03%～0.15%，平均0.07%，K2O含量在4.2%～5.76%，平均4.92%，Na2O含量在2.45%～4.19%，平均3.41%，TiO2變化范圍較大，介于0.02%～0.15%，平均0.08%，P2O5含量較低，為0.006%～0.02%，平均0.01%，MnO含量在0.016%～0.033%，平均0.02%。各樣品在TAS圖解上多落入花崗巖區(qū)域，屬亞堿性（圖4）。

巖體哈克圖解（圖5）顯示，其Na2O、K2O、CaO、A12O3、MgO、TiO2、P2O5均 與SiO2呈 明 顯 負(fù) 相 關(guān)，TFeO、MnO與SiO2呈正相關(guān)，說明本區(qū)花崗巖為陸殼物質(zhì)部分熔融形成，伴隨巖漿演化斜長石、鐵鎂質(zhì)礦物、磷灰石、鈦和鐵的氧化物等逐漸晶出。

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區(qū)內(nèi)花崗巖總體表現(xiàn)為富硅、堿，SiO2平均含量為76.39%，K2O+Na2O含 量 在7.48%～8.99%，均 值8.328%，且ω（Na2O）＜ω（K2O），K2O/Na2O為1.01～2.05，平均1.51，相對富鉀貧鈉。在K2O—SiO2圖解上（圖6），各樣品主要落入高鉀鈣堿性系列，反映出巖漿原始成分富鉀，屬鈣堿性巖系。鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.92～1.21，平均1.04，大于1，較全球花崗巖平均值（1.10）偏低［17］，在A/CNK—A/NK圖解（圖7）上落入中等鋁飽和—過鋁質(zhì)區(qū)域，固結(jié)指數(shù)為0.33～1.66，均值0.76，表明區(qū)內(nèi)花崗巖為陸殼重熔型，酸性程度較高，反映出巖體經(jīng)歷了較高程度的結(jié)晶分異，與Harker圖解反映情況相符。

4.2 微量元素特征

花崗巖微量元素含量見表1，其W（4.08×10-6～8.95×10-6，平均7.36×10-6）、Pb（26.3×10-6～58.1×10-6，平均40.78×10-6）、Zn（12.9×10-6～22.5×10-6，平均16.4×10-6）、Sn（8.82×10-6～28.1×10-6，平 均17.14×10-6）等成礦元素均有一定程度富集，可見花崗巖為區(qū)內(nèi)主要物質(zhì)來源。由微量元素蛛網(wǎng)圖（圖8）可以看出，巖體微量元素分布形式總體表現(xiàn)為U、Rb、Cs、Pb、La、Th、Zr等LILE強(qiáng)烈富集，Ba、Sr、Ti、P、Eu、Nb、Ce等不相容元素、HFSE相對虧損，可能是磷灰石、鈦鐵礦、斜長石等礦物分離結(jié)晶所致。

礦區(qū)花崗巖Rb較富集，含量為628×10-6～878×10-6，Rb/Sr=18.46～88.24，平均46.27，較地幔平均值（約0.025）顯著偏高。Th/U=1.3～5.33，平均2.95，低于地殼平均值3.8；Nb/Th為0.72～1.34，平均0.96，低于殼源巖石（約為3），與幔源巖（大于15）相差較大；Nb/Ta為2.43～8.14，平均5.70，介于高分異花崗巖相應(yīng)值2.3～9.9［20］，表明其原巖主要為地殼物質(zhì)，經(jīng)歷了較高程度分異演化。

花崗巖中高場強(qiáng)元素Zr為55.4×10-6～175×10-6；Hf為2.54×10-6～8.37×10-6；Nb為42.6×10-6～94.5×10-6，其富集程度相當(dāng)于原始地幔的10倍，高于I型花崗巖，低于典型的A型花崗巖，與S型花崗巖接近。典型的藏南S型花崗巖相對富Ba，Sr/Ba＜0.5，I型花崗巖相對富Sr，Sr/Ba＞0.50［21］，礦區(qū)花崗巖Sr/Ba為0.17～1.04，平均為0.55。因此，本區(qū)花崗巖微量元素體現(xiàn)S型向I型過渡的特征。

大型、超大型礦床的形成往往與S型花崗巖中F、B的含量有關(guān)?；◢徺|(zhì)巖漿中較高的F含量能改變?nèi)垠w結(jié)構(gòu)，降低其固液相線溫度、密度、黏度等。礦區(qū)花崗巖的揮發(fā)性組分B含量為5.01×10-6～11.8×10-6，平均7.92×10-6，F(xiàn)含量在2452×10-6～3654×10-6，平均2960.6×10-6，均較維氏值大，尤其是F含量，可為成礦物質(zhì)的運(yùn)移提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.3 稀土元素特征

稀土元素是遷移性質(zhì)偏惰性的不相容元素，可作為良好的物源示蹤劑，為揭示成巖、成礦機(jī)理及地質(zhì)找礦提供依據(jù)，本次測試花崗巖稀土元素含量如表1所示：稀土總量較高（309.64×10-6～538.92×10-6），變幅較大，均值413.47×10-6；輕稀土含量為99.76×10-6～400.94×10-6，均值為227.94×10-6；重稀土含量為137.98×10-6～221.79×10-6，均值為185.53×10-6，LREE/HREE介于0.48～2.91，均 值為1.37。（La/Yb）N介于0.62～7.38，均值為2.88。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線如圖9所示，可見LREE富集而HREE虧損的犁形曲線，HREE具較為平坦的配分模式。Y/Yb主要集中于6.5～9.2，均值8.2，與球粒隕石值（10）十分接近。

此外，巖體的（La/Sm）N為0.89～4.19，均值2.15，大于1；（Gd/Yb）N為0.43～1.16，平均0.72；（Gd/Lu）N值為0.41～1.15，均值0.71，均反映出輕稀土分餾明顯、重稀土分餾較弱的演化特征，推測在巖漿結(jié)晶分異的過程中，可能存在磷灰石、斜長石、獨居石等富輕稀土元素的礦物結(jié)晶分異。前人通過統(tǒng)計研究認(rèn)為，斜長石是花崗質(zhì)巖漿結(jié)晶分異的重要產(chǎn)物，而Eu異常則是斜長石發(fā)生強(qiáng)烈分異的表征 。本次研究測得巖體δEu為0.01～0.09，均值0.04，表現(xiàn)出顯著的Eu負(fù)異常特征，反映巖漿在演化過程中發(fā)生了較為強(qiáng)烈的斜長石結(jié)晶分離。巖體δCe平均為1.02，未顯示Ce異常?？傮w上，礦區(qū)內(nèi)巖體稀土元素表現(xiàn)出S型花崗巖特征，屬岡底斯中生代產(chǎn)物［21］。

5 討 論

5.1 巖漿源區(qū)性質(zhì)

研究表明，起源于上地殼的巖石其Pb（ωB＞20×10-6）、Th（＞10×10-6）、U（＞2×10-6）相對較高、δEu（＜1.0）相對較低［23］。礦區(qū)花崗巖均具有相似的演化特征，暗示原巖屬殼源。高場強(qiáng)元素Th/Yb—Ta/Yb、Th/Y—Nb/Y圖解（圖10）均能有效判別巖漿巖成因［24］，投圖顯示其均位于上地殼區(qū)域，具結(jié)晶分異趨勢。Zr/Hf介于10.48～28.32，均值18.48；Nb/Ta介于2.43～8.14，均值5.69，明顯低于大陸地區(qū)花崗巖（Nb/Ta約為11）。綜上得出，礦區(qū)花崗巖由地殼物質(zhì)重熔演化而成。

Rb/Sr同樣能有效反映源區(qū)性質(zhì)，當(dāng)Rb/Sr大于0.9時，為S型花崗巖，Rb/Sr小于0.9時，為I型花崗巖［27］。礦區(qū)花崗巖 的Rb/Sr在18.46～88.24，平 均46.27，遠(yuǎn)大于0.9，說明本區(qū)花崗巖原巖主要來源于上地殼。

5.2 花崗巖成因分析

目前，多用以花崗巖源區(qū)性質(zhì)進(jìn)行的MISA型分類，但其具體劃分還需綜合考慮地球化學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)等多種因素，其中地球化學(xué)指標(biāo)尤為重要。識別I、S型花崗巖的重要指標(biāo)是A/CNK是否大于1.1［28］，礦區(qū)花崗巖A/CNK為0.92～1.21，平均1.04，小于1.1。在K2O—Na2O、Zr—SiO2圖解（圖11）上，除個別樣品外，多數(shù)樣品落入S型花崗巖區(qū)域內(nèi)。一般而言，I、S型花崗巖原巖成分有所不一，其中S型花崗巖原巖經(jīng)過地表風(fēng)化而失去了Ca、Na等元素。因而，相對Ca、Na而言，S型花崗巖Fe、K含量更高，本區(qū)內(nèi)花崗巖成分也具有類似特征，進(jìn)一步佐證了礦區(qū)花崗巖屬S型花崗巖。

前人通過研究統(tǒng)計，認(rèn)為微量元素可用于判別侵入巖的形成環(huán)境。Pearce［24］將己知花崗巖形成環(huán)境包括同碰撞（Syn—COLG）、板內(nèi)（WPG）、火山弧（VAG）、洋中脊（ORG）在內(nèi)的4種類型［30］。通過將本區(qū)內(nèi)花崗巖Th、Rb、Y、Ta、Nb微量元素投至構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖12），發(fā)現(xiàn)各樣品點均落入板內(nèi)花崗巖范圍內(nèi)。前已述及，區(qū)內(nèi)新特提斯洋至中三疊世打開，騰沖地塊與保山地塊于燕山期內(nèi)發(fā)生碰撞拼貼；至晚白堊世晚期（80～65 Ma），新特提斯洋（密支那洋）進(jìn)入俯沖高峰期。隨后，亞洲陸塊與印度陸塊對接，宣告區(qū)域進(jìn)入陸—陸碰撞造山階段，騰沖地塊與印度板塊的碰撞高峰期集中于喜馬拉雅早期（50～40 Ma）；白堊紀(jì)末～中新世，新特提斯洋俯沖閉合（65～40 Ma）。古永巖群的成巖年齡集中于84～65 Ma，正值新特提斯洋俯沖及陸—陸碰撞造山階段，騰沖地塊在此階段發(fā)生大規(guī)模巖漿侵位，伴隨持續(xù)性、階段性的構(gòu)造運(yùn)動，最終堆疊演化為復(fù)式巖體［31-33］。

羅君烈［33］提出古永巖群是新特提斯洋向東俯沖過程中，巖漿弧后腹地地殼增厚至頂點后，地殼伸展致使中心垮塌而形成的S型花崗巖［33］。由此，可以認(rèn)為臘萊河鎢多金屬礦床成礦巖體為中—細(xì)粒二長花崗巖，其成巖年齡與古永復(fù)式巖體（小龍河巖體）在誤差范圍內(nèi)基本一致（78.6±1.2Ma，MSWD=1.9）［12］，是新特提斯洋、印度板塊向東俯沖過程中，弧后逆沖帶巖漿的底侵與地殼的增厚，致使地殼重熔，而后演化形成弧后花崗巖，這也是燕山晚期—喜馬拉雅早期騰沖地塊由俯沖—碰撞向造山后伸展構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的巖漿活動響應(yīng)。

6 結(jié)論

（1）礦床位于石炭系上統(tǒng)丁家寨組上段碳酸鹽巖地層與小團(tuán)山巖序左家寨單元二長花崗巖接觸帶的矽卡巖內(nèi)。

（2）區(qū)內(nèi)花崗巖具鋁飽和、高鉀鈣堿性特征，各地球化學(xué)特征反映出其屬S型花崗巖，為地殼物質(zhì)部分熔融結(jié)晶分異而成，稀土元素則顯示出重稀土分餾而輕稀土富集的演化特征，具強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常。

（3）巖體LREE富集而HREE虧損，具類型板內(nèi)花崗巖特征，屬岡底斯中生代弧后花崗巖。