西藏拿若銅礦床安山巖元素地球化學(xué)特征研究?

何陽(yáng)陽(yáng)，溫春齊，劉顯凡

(1.內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川內(nèi)江641112；2．成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059)

西藏拿若銅礦床安山巖元素地球化學(xué)特征研究?

何陽(yáng)陽(yáng)1,2，溫春齊2?，劉顯凡2

(1.內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川內(nèi)江641112；2．成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059)

摘 要：產(chǎn)于拿若礦區(qū)美日切錯(cuò)組地層中的安山巖對(duì)礦床的形成及成因認(rèn)識(shí)具有重要作用，筆者選擇4件安山巖樣品，測(cè)試其主量元素、稀土元素及痕量元素組成．研究表明，拿若安山巖具有大離子親石元素K、Th、Rb相對(duì)富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、Ti相對(duì)虧損，輕稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)虧損的特點(diǎn)，屬于高鉀鈣堿性系列，形成于大陸弧環(huán)境，安山質(zhì)巖漿來(lái)源于MORB型虧損地幔．拿若礦區(qū)出現(xiàn)小巖體成大礦的現(xiàn)象，且具有多不雜銅礦床相似的成巖成礦環(huán)境以及相近的成巖成礦年齡，同樣滿足地幔流體作用成礦的條件，初步揭示出地幔流體作用導(dǎo)致殼幔物質(zhì)混染疊加成礦的成因機(jī)制．

關(guān)鍵詞：安山巖；元素地球化學(xué)；拿若；西藏

1 礦床地質(zhì)特征

拿若銅礦區(qū)出露地層由老至新主要為下侏羅統(tǒng)曲色組（J1q）、中侏羅統(tǒng)色哇組（J2s）、下白堊統(tǒng)美日切錯(cuò)組（K1m）以及第四系（Q）（圖1）．其中，下侏羅統(tǒng)曲色組（J1q）和中侏羅統(tǒng)色哇組（J2s）地層中出露的主要巖石均為石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖等；下白堊統(tǒng)美日切錯(cuò)組（K1m）主要巖性為安山巖、安山質(zhì)火山碎屑巖等．礦區(qū)構(gòu)造主要為礦體西南部位的隱爆角礫巖筒和礦區(qū)東北部位的NW向斷層，主要控礦構(gòu)造為隱爆角礫巖筒．礦區(qū)巖漿巖分為火山巖和侵入巖．火山巖主要為安山巖，近北東南西向展布；侵入巖主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖，以小巖基形態(tài)產(chǎn)出[12]．

礦床地質(zhì)平面圖如圖1所示，主礦體東西向長(zhǎng)度約900 m左右，南北向?qū)挾燃s800 m左右，礦體厚度約406 m，走向及延伸上均未完全控制礦體，Cu的平均品位為0.40%，Au的平均品位為0.21g/t[11]．礦體產(chǎn)于斑巖體、隱爆角礫巖筒及長(zhǎng)石石英砂巖中．浸染狀及細(xì)脈狀礦化為斑巖體的主要礦化類(lèi)型，且不均勻，銅品位低；脈狀及網(wǎng)脈狀礦化常出現(xiàn)在斑巖體與長(zhǎng)石石英砂巖的接觸帶部位，銅品位高．后期斷層未穿切礦體，使得礦體能夠完好保存．從斑巖體中心向外，蝕變分帶依次為鉀化帶→似千枚巖化帶+青磐巖化帶→角巖化帶，礦化程度依次減弱．礦石特征如表1所示．

圖1 拿若銅礦床地質(zhì)平面圖（據(jù)文獻(xiàn)[11]）

表1 拿若銅礦床礦石特征

2 元素地球化學(xué)特征

選擇拿若銅礦區(qū)內(nèi)4件安山巖樣品進(jìn)行化學(xué)組分測(cè)試，測(cè)試單位為西南冶金測(cè)試中心，測(cè)試儀器為DY938 X射線光譜儀、管式燃燒爐，檢測(cè)方法據(jù)GB/T 14506.14-1993,XNCS003，GB6730.17-1986，DZG20-02-1991（P58），DZG93-05-1994-1．主量元素測(cè)試結(jié)果及相關(guān)計(jì)算參數(shù)如表2所示．

表2 拿若銅礦床安山巖主量元素分析結(jié)果（10?2）

從表2中可見(jiàn)，4件樣品的SiO2含量分布范圍為60.45%～61.75%，平均值為60.08%；K2O含量分布范圍為1.76%～3.01%，平均值為2.58%；全堿（Na2O+K2O）含量分布范圍為4.76%～6.73%，平均值為6.00%；Al2O3含量分布范圍為13.36%～16.68%，平均值為15.63%；TiO2含量分布范圍為0.767%～0.930%，平均值為0.86%；MgO含量分布范圍為2.00%～2.54%，平均值為2.26%；Mg#值分布范圍為38～46．在TAS圖解中[13]，4件樣品的投影點(diǎn)全部落入安山巖區(qū)域（圖2a）；在Si2O-K2O圖解中[14]，有3件樣品投影點(diǎn)落入高鉀鈣堿性區(qū)域，1件落入鈣堿性區(qū)域（圖2b）．安山巖樣品的TiO2含量平均值為0.86%，與島弧區(qū)鈣堿性火山巖TiO2含量（0.58%～0.85%）較為接近[15]．以上特征表明拿若銅礦區(qū)安山巖具有弧火山巖特征．

圖2 拿若銅礦床巖石類(lèi)型和系列劃分圖解,（a）TAS圖解；（b）Si2O-K2O圖解

稀土元素測(cè)試結(jié)果及相關(guān)計(jì)算參數(shù)如表3所示．由表3可見(jiàn)，拿若銅礦床安山巖樣品ΣREE為（93.8～158.59）×10?6，ΣLREE/ΣHREE為6.77～7.24，La/Yb為8.37～11.30，δEu為0.87～1，δCe為0.73～0.98．從稀土（REE）球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖中（圖3），可以看到各樣品具有相似的稀土配分模式，都呈輕稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)虧損，配分曲線整體向右傾斜的特點(diǎn)，同時(shí)呈現(xiàn)出弱的負(fù)Ce異?；驘o(wú)Ce異常以及弱的負(fù)Eu異?；驘o(wú)Eu異常的特征．

表3 拿若銅礦床安山巖稀土元素分析結(jié)果（10?6）

痕量元素測(cè)試結(jié)果如表4所示．在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蜘蛛圖中(圖4)，安山巖樣品之間的分布曲線較為一致，具有大離子親石元素(LILE)K、Th、Rb相對(duì)富集，Ba相對(duì)虧損，高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Zr、Hf、REE相對(duì)富集，Ta、Nb、Ti相對(duì)虧損的特點(diǎn)．

表4 拿若銅礦床安山巖痕量元素分析結(jié)果（10?6）

3 討論

3.1 構(gòu)造背景判別

安山巖樣品的元素地球化學(xué)分析表明，Al2O3含量分布范圍為13.36%～16.68%，平均值為15.63%，TiO2含量分布范圍為0.767%～0.930%，平均值為0.86%，與弧火山巖化學(xué)成分相近[15]；具有大離子親石元素(LILE)K、Th、Rb相對(duì)富集，Ba相對(duì)虧損，高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Zr、Hf、REE相對(duì)富集，Ta、Nb、Ti相對(duì)虧損的特點(diǎn)，呈現(xiàn)出弱的負(fù)Eu異?；驘o(wú)Eu異常的特征，亦顯示出弧火山巖的特征[18]．在Na2O-K2O圖解中[19]，樣品投影點(diǎn)主要落入鉀質(zhì)火山巖區(qū)域(圖5a)；在Sc/Ni-La/Yb圖解中[20]，樣品投影點(diǎn)均落入大陸島弧型區(qū)域(圖5b)．因鉀質(zhì)火山巖具有特殊的元素地球化學(xué)特征，既可以產(chǎn)于大陸島弧環(huán)境又可產(chǎn)于板內(nèi)環(huán)境，常用TiO2/Al2O3-Zr/Al2O3圖解[21]來(lái)進(jìn)行區(qū)分，本文安山巖樣品投影點(diǎn)均落入大陸弧和后碰撞弧區(qū)域(圖5c)；再運(yùn)用Zr/TiO2-Ce/P2O5圖解[21]進(jìn)一步區(qū)分，樣品投影點(diǎn)均落入大陸弧區(qū)域（圖5d）．以上研究表明，拿若銅礦床安山巖形成的構(gòu)造背景為大陸?。?/p>

圖3 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)文獻(xiàn)[16]）

圖4 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)文獻(xiàn)[17]）

圖5 拿若銅礦床安山巖地球化學(xué)判別圖解

3.2 巖漿源區(qū)探討

拿若礦區(qū)安山巖樣品的La/Nb值介于2.5～2.7之間，高于陸殼端元值（1.2），低于俯沖洋殼端元值（20），與MORB型虧損地幔端元值較為接近（2.1）[22]，顯示其巖漿源區(qū)存在Nb、Ta和Ti的虧損，這是導(dǎo)致其原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蜘蛛圖虧損Nb、Ta和Ti的主要原因．拿若銅礦體絕大部分產(chǎn)于長(zhǎng)石石英砂巖中，礦區(qū)斑巖體出露范圍很小，運(yùn)用傳統(tǒng)的斑巖銅礦成礦理論無(wú)法合理的解釋小巖體成大礦現(xiàn)象．何陽(yáng)陽(yáng)等[23,24]對(duì)多龍礦集區(qū)的多不雜銅礦床進(jìn)行研究時(shí)，提出了地幔流體作用成礦的成因機(jī)制；拿若銅礦床同樣位于多龍礦集區(qū)，具有多不雜銅礦床類(lèi)似的成巖成礦環(huán)境，相近的成巖成礦年齡，且?guī)r漿源區(qū)均具有MORB型虧損地幔的特征，暗示拿若銅礦床亦滿足地幔流體作用成礦的條件（表5）．

表5 拿若銅礦床和多不雜銅礦床成因?qū)Ρ?/p>

4 結(jié)論

（1）拿若銅礦床安山巖具有大離子親石元素K、Th、Rb相對(duì)富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、Ti相對(duì)虧損，輕稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)虧損的特點(diǎn)，屬于高鉀鈣堿性系列，形成于大陸弧環(huán)境．

（2）拿若銅礦床安山質(zhì)巖漿來(lái)源于MORB型虧損地幔，且具有多不雜銅礦床相似的成巖成礦環(huán)境以及相近的成巖成礦年齡，礦區(qū)出現(xiàn)小巖體成大礦的現(xiàn)象，初步揭示了地幔流體作用成礦的成因機(jī)制．

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Element Geochemical Characteristics in Andesite of the Naruo Copper Deposit，Tibet

HE Yangyang1,2，WEN Chunqi2，LIU Xianfan2

Abstract：The discovery of the Naruo copper deposit in the Duolong ore deposit area of Tibet is another major breakthrough in the geological prospecting work.The andesite in the meiriqiecuo formation of the mining area plays an important role in the formation and genesis of the deposit.4 samples of andesite were selected to test the main elements,rare earth elements and trace elements.The results show that Naruo andesite has the relative enrichment of K,Th and Rb and the relative loss of high fi eld strength elements Ta,Nb,Ti.The relative enrichment of LREE and the relative loss of HREE.It belongs to high-k calc alkaline series and formed in the continental arc environment.Andesitic magma derived from MORB depleted mantle.In the Naruo mining area,a small rock mass becomes a large ore.It is similar to the diagenetic and metallogenic ages of the Duobuza copper deposit.It also satis fi es the conditions of mantle lf uid mineralization,and preliminarily reveals the mechanism of mantle fl uid interaction leading to the crust mantle material mixed and superimposed mineralization.

Key words：andesite;geochemistry of elements;Naruo;Tibet

拿若銅礦床是繼多不雜銅礦床、波龍銅礦床、榮那銅礦床后，多龍礦集區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的又一大型礦床，目前探明Cu資源量已突破240萬(wàn)噸，伴生金已突破76噸[1]．已有學(xué)者對(duì)該礦床的主要賦礦巖石花崗閃長(zhǎng)斑巖及角礫巖、長(zhǎng)石石英砂巖進(jìn)行過(guò)巖石地球化學(xué)方面的研究[2,3]，對(duì)成礦元素的空間分布規(guī)律及找礦方向進(jìn)行過(guò)探討[4?6]，但未對(duì)拿若礦區(qū)美日切錯(cuò)組地層中的安山巖進(jìn)行系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)分析，使得人們對(duì)該礦床的成因認(rèn)識(shí)存在局限性．安山巖一直以來(lái)都是地質(zhì)學(xué)界研究的熱點(diǎn)[7?10]，它形成的構(gòu)造背景多種多樣，尤其是產(chǎn)于弧環(huán)境的安山質(zhì)巖漿，因變異過(guò)程復(fù)雜，對(duì)礦床成因的指示意義重大．本文對(duì)拿若礦區(qū)美日切錯(cuò)組地層中的安山巖進(jìn)行研究，測(cè)試其化學(xué)組成，然后從主量元素、稀土元素、痕量元素來(lái)探討其地質(zhì)意義．

(1.College of Geography&Resource Science,Neijiang Normal University,Neijiang Sichuan 641112,China;2.Geosciences College of Chengdu University of Technology,Chengdu Sichuan 610059,China)

DOI：10.13568/j.cnki.651094.2018.02.002

中圖分類(lèi)號(hào)：P595

A

1000-2839(2018)02-0131-06

?收稿日期：2017-10-20

基金項(xiàng)目：國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目（201011013）；四川省教育廳科研項(xiàng)目（17ZB0223）.

作者簡(jiǎn)介：何陽(yáng)陽(yáng)（1984-），男，博士，從事礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)方面的研究．

?通訊作者：溫春齊（1945-），男，教授，博士生導(dǎo)師，wcq@cdut.edu.cn.

責(zé)任編輯：趙新科