川西西康群酸性侵入巖地質(zhì)、地球化學(xué)特征及找礦意義

田光昊 侯紅星 邵興坤 孫 肖 胡新茁 馬永君 王曉陽

（中國地質(zhì)調(diào)查局廊坊自然資源綜合調(diào)查中心）

研究區(qū)位于三江成礦帶中北段東部的雅江殘余盆地，三江成礦帶位于青藏高原東北緣，是中國重要的鉛—鋅—銅—銀金屬成礦帶，通過近些年礦產(chǎn)勘查工作推進(jìn)，在三江成礦帶先后找到了斑巖型Mo-Cu礦床礦集區(qū)、碳酸鹽巖容礦礦集區(qū)等多個(gè)礦集區(qū)及礦床點(diǎn)，找礦成果突出［1-5］。對比三江成礦帶，臨區(qū)的雅江殘余盆地礦產(chǎn)勘查工作相對薄弱。本研究在對理塘地區(qū)開展1∶50 000區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，在四川省甘孜州雅江縣柯拉鄉(xiāng)新發(fā)現(xiàn)4616高地酸性侵入體，該巖體侵位于三疊系西康群兩河口組砂板巖中，具砷多金屬礦化特征［6］。通過分析研究4616高地酸性侵入巖巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)特征，查明了酸性侵入巖巖石成因演化、構(gòu)造背景與成礦的關(guān)系，對區(qū)域成礦規(guī)律研究和促進(jìn)礦產(chǎn)勘查實(shí)踐具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于印度板塊與歐亞板塊結(jié)合部位的特提斯構(gòu)造域［7］，西南三江多島弧盆系的東段，自東向西橫跨揚(yáng)子陸塊西緣的雅江殘余盆地、甘孜—理塘蛇綠混雜巖帶和義敦—沙魯里島弧帶3個(gè)主要構(gòu)造單元［7-8］（圖1）。區(qū)域構(gòu)造變形期次復(fù)雜，先后經(jīng)歷了古特提斯構(gòu)造體系的演化形成了完整的“溝—弧—盆體系”、新生代陸內(nèi)走滑伸展運(yùn)動(dòng)以及青藏高原的整體抬升過程，使得區(qū)域地層混雜堆積，恢復(fù)困難。

根據(jù)野外調(diào)查工作，研究區(qū)內(nèi)地層主要為三疊系上統(tǒng)兩河口組（T3lh）、雅江組（T3y），兩河口組（T3lh）巖性主要為變質(zhì)巖屑石英砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖夾變質(zhì)巖屑石英砂巖的巖石組合，雅江組（T3y）巖性為變質(zhì)巖屑石英砂巖夾粉砂質(zhì)板巖。本文討論的具砷多金屬礦化特征的4616高地酸性侵入巖侵入在雅江殘余盆地三疊系西康群上統(tǒng)兩河口組變質(zhì)石英砂巖和粉砂質(zhì)板巖中。

本次工作在4616高地酸性侵入巖礦點(diǎn)施工3條探槽（圖2）。探槽中所見巖性主要為酸性侵入巖，圍巖為角巖化粉砂質(zhì)板巖（見于探槽兩端），巖體與圍巖均較破碎，發(fā)育共軛石英脈，石英脈走向都為近東西向，寬3～10 cm?？梢姸旧?、黃鐵、黃銅及褐鐵礦化。粉末狀褐鐵礦在酸性侵入巖及圍巖中均有分布。毒砂呈集合體狀分布于石英脈中，黃鐵礦、黃銅礦呈立方體狀沿石英脈的裂隙與兩側(cè)分布，石英脈與礦化多見于酸性侵入巖體，少見于圍巖（圖3）。酸性侵入巖的蝕變?yōu)楣杌?、高嶺土化，圍巖呈現(xiàn)硅化、綠泥石化蝕變。

基本分析樣品分析了金、銀、砷、銻、鉍、銅、鉛、鋅8種元素，并采取11件樣品進(jìn)行巖礦多元素分析，其中金含量最高值為764×10-9，銻含量最高值為3 280×10-6，銀含量最高值134×10-6，銅含量最高值為4 800×10-6，鎢含量最高值為1 420×10-6，鉍含量最高值為1 040×10-6。根據(jù)基本分析樣品分析結(jié)果，3條探槽共揭露了4條砷礦脈（圖2）。1號砷礦脈砷平均品位為6.79×10-2，真厚度為1.99 m。2號砷礦脈中砷平均品位為5.79×10-2，真厚度為2.25 m。3號砷礦脈砷平均品位為3.95×10-2，真厚度為1.54 m。4號砷礦脈砷平均品位為11.09×10-2，真厚度為2.25 m。此外，個(gè)別樣品的鎢品位達(dá)到其邊界品位，其它元素也多有顯示。

2 4616高地酸性侵入巖地質(zhì)特征

根據(jù)野外調(diào)查工作，研究區(qū)內(nèi)穿過北西向斷裂帶，區(qū)內(nèi)次級斷裂較為發(fā)育。4616高地南部和西部均有酸性侵入巖小巖株出露，出露面積約為1.8 km2。酸性侵入巖具有硅化、高嶺土化蝕變，圍巖具有硅化、綠泥石化蝕變。

通過巖石野外觀察和室內(nèi)薄片鑒定，從巖漿巖TAS分類圖解和SiO2—K2O判別圖解（圖4（a））來看，研究區(qū)酸性侵入巖為花崗巖，屬鉀玄巖系列。

4616高地花崗巖全巖發(fā)生云英巖化蝕變，在內(nèi)接觸帶附近見有大量石英網(wǎng)脈發(fā)育，并可見有毒砂、黃鐵礦、輝鉬礦等金屬硫化物。

3 4616高地花崗巖巖相學(xué)特征

4616高地花崗巖巖石新鮮面呈灰白色，具有中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖5（a））。通過鏡下鑒定（圖5（b）），主要由石英、鉀長石、斜長石、白云母等礦物組成。石英（36%）呈他形粒狀，鏡下觀測較干凈透明，大部分粒度為0.6 mm左右，呈它形充填于長石孔隙中，具花崗結(jié)構(gòu)。另一類石英粒度小于0.2 mm，呈集合體狀，粒間呈緊密接觸，構(gòu)成粒狀變晶結(jié)構(gòu)，分布于石英及長石粒間或其邊部，為云英巖化過程中長石、黑云母等礦物經(jīng)交代蝕變作用形成的新生石英。鉀長石（32%）多呈他形，晶體大小約為1 mm，多見泥化表面混濁不清。斜長石（20%）呈他形—半自形，晶粒大小約為1 mm，因強(qiáng)烈蝕變已基本轉(zhuǎn)化形成絹云母集合體，僅隱約可見其形態(tài)輪廓。白云母（12%）呈片狀或板狀，具鮮艷干涉色，長軸徑多小于0.6 mm，附著于石英長石表面，或無序分布于兩者粒間。

4 4616高地花崗巖巖石化學(xué)與地球化學(xué)特征

4.1 樣品的采集及分析方法

4616花崗巖采取的6件樣品位于雅江縣柯拉鄉(xiāng)東南部4616高地。樣品標(biāo)號FX2217-1～FX2217-6。

樣品主量、微量、稀土元素的測試分析在中國地震局地殼應(yīng)力研究所（地殼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）完成，測試儀器分別為帕納科波長色散儀（Panalytical Axios XRF）和賽默飛世爾等離子體質(zhì)譜儀（Thermo X-series II ICP-MS），精度分別優(yōu)于1%和5%。

4.2 主量元素特征

4616高地巖體花崗巖的SiO2含量較高，為73.54%～75.01%，平均為74.33%，屬花崗巖石類型；Al2O3的含量為11.47%～12.54%，平均為11.93%，表征樣品鋁富集程度的ACNK值基本為0.96～1.15（表1），平均值1.05，呈過鋁質(zhì)的特征；TiO2含量為0～0.03%，平均為0.01%；Na2O含量為0.12%～0.23%，平均值為0.16%，K2O含量為9.44%～11.1%，平均值為10.2%，K2O＞Na2O，富堿；CaO含量為0.03%～0.23%，平均值為0.08%；Fe2O3含 量 為0.59%～1.47%，平 均 值 為0.92%；MgO含量為0.09%～0.15%，平均值為0.14%，低鈣、鐵、鎂、鈦；里特曼指數(shù)（δ）為3.03～3.95，平均值為3.43，屬堿性巖系列。

在TAS圖解（圖4（a））中，6件樣品均落入花崗巖區(qū)域，在Ir線之上，屬于堿性系列；在SiO2—K2O判別圖解中（圖4（b）），6件樣品均落在鉀玄巖系列區(qū)域。實(shí)際上，4616高地花崗侵入巖具強(qiáng)烈云英巖化蝕變作用，這導(dǎo)致該巖體在蝕變過程中，有大量堿質(zhì)組分加入，即K、Na不全是原始被重熔的巖石所具有的，特別是樣品中K的含量均大于9%，而Na的含量均低于0.3，這與典型的花崗巖類明顯不符。因此，該類樣品高K含量應(yīng)該是后期蝕變作用導(dǎo)致的。以上研究表明，4616高地花崗侵入巖具有高硅、富鉀、富鋁、低鈣、低鐵、低鎂、低鈦，過鋁質(zhì)鈣堿性巖I型花崗巖特征。

4.3 微量元素地球化學(xué)特征

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6（a））上，明顯富集大離子親石元素Rb、K、Th、U，虧損Ba、Sr；富集高場強(qiáng)元素Ta、Hf，虧損Nb、Ti。微量元素表現(xiàn)在蛛網(wǎng)圖上為右傾的鋸齒狀。明顯富集Rb、Hf，而虧損Ba、Sr、Nb、Ti，可能與它們富集礦物磷灰石、鈦鐵礦或榍石等分離結(jié)晶或者殘留在源區(qū)有關(guān)［9-11］。

注：σ為里特曼指數(shù)；AR為堿度率；SI為固結(jié)指數(shù)；DI為分異指數(shù)；R1=4Si-11（Na+K）-2（Fe+Ti）；R2=6Ca+2Mg+Al；A/MF=Al2O3/（TFeO+MgO）（mol）；C/MF=CaO/（TFeO+MgO）（mol）；A/CNK為山德指數(shù)

4.4 稀土元素地球化學(xué)特征

4616高地花崗巖稀土總量∑REE為22.49×10-6～39.47×10-6。LREE/HREE=0.58～1.6，（La/Yb）N=0.36～1.11（表2），輕稀土元素分餾程度低于重稀土元素分餾程度，重稀土元素相對富集，稀土元素配分曲線總體較平緩，分餾不明顯。具負(fù)Eu異常，δEu為0.3～0.49，屬于顯著虧損（圖6（b）），這暗示源區(qū)形成深度較大。稀土元素特征顯示花崗巖成因?yàn)闅ぴ椿◢弾r。

4616高地花崗侵入巖主量、微量及稀土元素特征與川西地區(qū)的晚白堊世后碰撞型花崗巖類似（渣龍巖體），表現(xiàn)為高硅貧鋁，高Rb，低Ba、Sr，低（La/Yb）N和Eu強(qiáng)烈虧損，其稀土特征與華南地區(qū)W、Sn、Nb、Ta礦化相關(guān)花崗巖的稀土特征相似，渣龍巖體內(nèi)部也已發(fā)現(xiàn)Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo、Bi礦化現(xiàn)象。同樣，本次工作在4616高地花崗巖內(nèi)接觸帶也新發(fā)現(xiàn)砷多金屬礦點(diǎn)1處，伴有W、Bi礦化。

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5 討論

5.1 巖石成因分析

4616高地花崗侵入巖具有高硅、富堿、富鋁、低鈣、低鐵、低鎂、低鈦等特點(diǎn)，巖石系列為過鋁質(zhì)、鈣堿性花崗巖。巖石礦物鑒定可見過鋁質(zhì)花崗巖特征礦物白云母等。微量元素蛛網(wǎng)圖表現(xiàn)為右傾的鋸齒狀，具負(fù)Eu異常，富集大離子親石元素Rb、K等，虧損Ba、Sr；富集高場強(qiáng)元素Ta、Hf，虧損Nb、Ti。暗示源區(qū)形成深度較大，推斷花崗巖成因?yàn)闅ぴ次镔|(zhì)重熔，并可能存在幔源物質(zhì)的加入。根據(jù)巖石成因系列的SiO2—Ce及SiO2—Zr圖解（圖7），4616高地花崗侵入巖投在I型花崗巖。以上特征反映4616高地花崗侵入巖為I型花崗巖。

5.2 構(gòu)造背景

在構(gòu)造環(huán)境Rb—（Y+Nb）和Rb—（Yb+Ta）（圖8）判別圖解上，4616高地花崗巖全部落在同碰撞花崗巖范圍內(nèi)。結(jié)合樣品巖石地球化學(xué)特征，并通過與川西地區(qū)花崗巖進(jìn)行對比，4616高地花崗巖可能是晚白堊世后碰撞型花崗巖。自中侏羅世以來，川西地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入陸內(nèi)碰撞環(huán)境，主要受到雅魯藏布江洋閉合的影響，在已經(jīng)焊接松潘—甘孜地塊南緣產(chǎn)生陸內(nèi)碰撞（推覆、走滑）導(dǎo)致殼內(nèi)重熔，可能存在幔源物質(zhì)的加入，4616高地花崗侵入巖呈點(diǎn)狀孤立產(chǎn)出，川西地殼已從早期的陸間碰撞演變?yōu)殛憙?nèi)碰撞相關(guān)。

5.3 4616高地花崗侵入巖與與成礦的關(guān)系

4616高地多金屬礦點(diǎn)的礦體即賦存在花崗巖內(nèi)接觸帶。該侵入巖目前形成時(shí)代尚不明確，但該巖體的巖石地球化學(xué)特征與測區(qū)西康群內(nèi)分布的酸性侵入巖脈差別明顯，而與華南地區(qū)成礦花崗巖類似。同時(shí)，該巖體全巖具云英巖化蝕變，并受后期構(gòu)造熱液的疊加成礦。

華南地區(qū)熱液礦床具有燕山期集中成礦和成礦元素的基底繼承性等獨(dú)特的形成特點(diǎn)，根據(jù)前人研究成果，燕山期花崗巖成礦與大陸地殼多旋回熔融或再循環(huán)有密切關(guān)系，而這一過程可能與下地殼拆沉作用及巖石圈減薄有關(guān)［12-13］。4616高地花崗侵入巖在多金屬礦化時(shí)代及成礦元素等方面與華南地區(qū)的鎢錫成礦作用具有較高的一致性，具有形成多金屬礦的物質(zhì)基礎(chǔ)。

因此，4616高地砷多金屬礦化模式可能如下：川西地區(qū)中侏羅世的陸內(nèi)碰撞環(huán)境使地殼的鎢多金屬元素進(jìn)一步向地殼上部富集，在早白堊世在后碰撞伸展環(huán)境下，巖石圈持續(xù)減薄，因拆沉作用部分巖石圈下地殼物質(zhì)回返到地幔中，地幔楔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成成礦初始巖漿，并進(jìn)一步不斷富集成礦物質(zhì)，伴隨著地幔成礦初始巖漿上涌引發(fā)更淺部的且更富集成礦物質(zhì)的下地殼部分熔融，形成了高硅，高堿和過鋁的花崗質(zhì)巖漿，這些花崗質(zhì)巖漿就是4616高地花崗侵入巖的原始巖漿，花崗質(zhì)巖漿隨著底辟作用后上升至近地表在工作區(qū)4616高地侵入花崗巖，巖漿作用將深部的成礦物質(zhì)向淺部運(yùn)移并進(jìn)一步萃取了部分圍巖的成礦元素，成礦物質(zhì)富集于巖漿熱液并在侵入界線附近的圍巖的裂隙或構(gòu)造破碎帶中沉淀，形成脈狀礦體，引發(fā)了本區(qū)的第一次的成礦作用。喜山期伴隨著造山期后的伸展走滑作用，構(gòu)造熱液作用將砷等成礦物資運(yùn)移至花崗侵入體的裂隙中，侵入并充填在侵入體圍巖頂部附近的斷層、破碎帶等構(gòu)造薄弱帶中，呈各類石英網(wǎng)脈產(chǎn)出，引發(fā)了本區(qū)的第二次成礦作用。最終形成4616高地砷多金屬礦化。

由此可推測該礦點(diǎn)至少存在兩期礦化，一期為以鎢為代表的中高溫元素巖漿期后熱液成礦，一期為以砷為代表的低溫元素構(gòu)造熱液成礦。

6 結(jié)論

（1）4616高地花崗侵入巖，巖石主要由鉀長石、斜長石、石英、白云母等礦物組成，呈花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。屬堿性巖類，具有富堿、Al2O3、Rb、Hf和相對較低的CaO、Fe2O3、MgO、Sr，具有明顯的負(fù)Eu異常，明顯虧損Nb、Ti等高場強(qiáng)元素。

（2）4616高地花崗侵入巖為I型花崗巖，構(gòu)造背景具有后碰撞型花崗巖特征，主體為殼源物質(zhì)重熔，可能存在幔源物質(zhì)的加入。

（3）本區(qū)至少存在兩期礦化，一期為以鎢為代表的中高溫元素巖漿期后熱液成礦，一期為以砷為代表的低溫元素構(gòu)造熱液成礦。本區(qū)成礦地質(zhì)條件有利，找礦潛力較大。主攻礦床類型為巖漿熱液型、構(gòu)造蝕變巖型。