西藏甲瑪銅多金屬礦含礦斑巖黑云母和角閃石礦物化學(xué)特征

張忠坤，陳國良，楊征坤，唐 攀，高福太，焦海軍，王志超，祁 婧，吳純能

(1． 西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司， 西藏 拉薩 850200； 2. 西南交通大學(xué) 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院， 四川 成都 611756； 3. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 北京 100083； 4. 成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 四川 成都 610059)

岡底斯成礦帶是特提斯成礦域內(nèi)的一個世界級斑巖-矽卡巖-淺成低溫?zé)嵋盒豌~鉬鉛鋅多金屬成礦帶，目前帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)評價(jià)了多個大型-超大型礦集區(qū)，包括雄村銅金礦集區(qū)、廳宮-沖江銅礦集區(qū)、甲瑪-驅(qū)龍-邦鋪銅鉬多金屬礦集區(qū)等(唐菊興等， 2010， 2019； 唐攀等， 2016a)。甲瑪銅多金屬礦床作為岡底斯成礦帶東段斑巖成礦系統(tǒng)的典型代表，備受礦床學(xué)家或礦床勘查學(xué)家的關(guān)注，特別是在礦床地質(zhì)特征(唐菊興等， 2010； Zhengetal., 2016； 唐攀等， 2017a)、成礦元素分布規(guī)律(鄭文寶等， 2010)、成巖成礦年代學(xué)(應(yīng)立娟等， 2011)、成礦物質(zhì)來源(鄭文寶等， 2012)、成礦流體來源與演化(周云等， 2011a； 王藝云等， 2017)、控巖控礦構(gòu)造(鐘康惠等， 2012； Duanetal., 2014)以及矽卡巖分帶特征(Zhengetal., 2016)等方面取得了一系列顯著的研究成果，構(gòu)建了“四位一體”勘查模型(唐菊興等， 2011)，為指導(dǎo)深部及外圍勘查找礦發(fā)揮了巨大作用(唐菊興等， 2013)。目前，已探明各種類型礦體總的銅金屬量已超過900萬噸，共伴生的鉬鉛鋅金銀資源量均達(dá)大型以上規(guī)模。

黑云母作為斑巖礦床中重要的鎂鐵質(zhì)礦物以及指示礦物，其復(fù)雜的化學(xué)成分可以示蹤巖漿、熱液過程的物化條件，并指導(dǎo)斑巖銅、鉬、金等礦床的找礦勘查(Abdel-Rahman, 1994； Webster， 2004； Siahcheshmetal., 2012； 唐攀等， 2017b； Tangetal., 2019a, 2019b)。角閃石也是斑巖礦床侵入巖中較為常見的鎂鐵質(zhì)礦物，能夠在寬泛的溫壓范圍內(nèi)穩(wěn)定存在(Nandedkaretal., 2014)，其主量成分特征不僅可以制約巖漿溫度、壓力、氧逸度等條件，又能提供巖漿源區(qū)等重要成巖信息(姜常義等， 1984； Ridolfietal., 2010； 吳歡歡等， 2019)。雖然前人對甲瑪?shù)V床的研究頗為成熟，但在對甲瑪重要的鎂鐵質(zhì)造巖礦物學(xué)研究方面較為薄弱，僅有王葳平等(2012)和唐攀等(2016b)重點(diǎn)對甲瑪?shù)V床的熱液黑云母展開了礦物學(xué)及礦物化學(xué)研究，反演了成礦流體的物理化學(xué)條件，但對巖漿黑云母的指示意義研究較少。本文通過對甲瑪?shù)V床含礦巖體中的巖漿黑云母和角閃石開展了礦物化學(xué)研究，以制約其成巖成礦過程。

1 礦床地質(zhì)特征

甲瑪?shù)V床位于西藏自治區(qū)拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉(xiāng)境內(nèi)。區(qū)內(nèi)出露地層簡單，主要為多底溝組灰?guī)r大理巖(J3d)、林布宗組變質(zhì)巖(碳質(zhì)板巖、角巖)(K1l)和第四系殘坡積物(圖1)。其中，多底溝組灰?guī)r大理巖作為礦床的底板分布在礦體下部，與下覆地層為不整合接觸，主要分布于礦區(qū)銅山-鉛山一帶以及北西部的牛馬塘一帶。林布宗組碳質(zhì)板巖和角巖作為礦床的頂板分布在礦體上部，與下覆多底溝組呈整合接觸，主要分布于礦區(qū)的中-北部廣大區(qū)域。第四系主要是一些殘坡積層、沖積層，由砂、礫石、粉質(zhì)粘土、亞粘土組成，多分布于礦區(qū)北西部的夏工普溝等山前坡地、沖溝及低洼處。

圖1 甲瑪?shù)V區(qū)地質(zhì)簡圖[據(jù)林彬等(2019)修改]Fig. 1 Geological map of Jiama deposit (modified after Lin Bin et al., 2019)

構(gòu)造對甲瑪斑巖銅多金屬礦系統(tǒng)的形成至關(guān)重要。甲瑪銅多金屬礦床受控于甲瑪-卡軍果逆沖推覆構(gòu)造系和銅山滑覆構(gòu)造。其中，甲瑪-卡軍果逆沖推覆構(gòu)造主要指礦區(qū)由北向南“疊縮式”的逆沖推覆褶皺帶，控制著甲瑪?shù)V區(qū)Ⅰ號矽卡巖主礦體的產(chǎn)出狀態(tài)。而銅山滑覆構(gòu)造屬于整個推覆構(gòu)造體系的重要組成部分，主要指礦區(qū)東南部銅山—布朗溝—莫古郎溝一帶，受推覆形成的銅山高位巖塊，由于重力失穩(wěn)而反向滑覆形成的滑覆構(gòu)造體以及次級褶皺和裂隙，該滑覆構(gòu)造控制著礦區(qū)內(nèi)Ⅱ號矽卡巖礦體的產(chǎn)出狀態(tài)(唐攀等， 2017a)。

甲瑪?shù)V區(qū)巖漿巖地表出露面積較小，以中酸性巖漿活動為主，多呈隱伏巖枝侵位。巖石類型主要為中新世中酸性侵入巖，局部有少量的基性巖脈。其中，中酸性侵入巖主要包括花崗閃長斑巖、二長花崗斑巖、花崗斑巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖。其中，二長花崗斑巖、花崗斑巖與鉬礦化密切相關(guān)，而花崗閃長斑巖、部分石英閃長玢巖則與銅礦化密切相關(guān)?；詭r脈主要為暗色煌斑巖細(xì)脈以及礦區(qū)外圍產(chǎn)出的少量輝綠巖脈。

甲瑪斑巖成礦系統(tǒng)由不同容礦圍巖空間中多種礦體組成，即產(chǎn)在斑巖體頂部的角巖型銅鉬礦體+中部矽卡巖型銅多金屬礦體+深部的隱伏斑巖型鉬銅礦體+礦區(qū)外圍產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中的獨(dú)立金礦體，構(gòu)成特有的“四位一體”礦體組成格局(圖2)。

圖2 甲瑪?shù)V床礦體結(jié)構(gòu)剖面圖[據(jù)鄒兵等(2019)修改]Fig. 2 Profile of orebodies in the Jiama deposit (modified after Zou Bing et al., 2019)

甲瑪?shù)V區(qū)熱液蝕變主要為鉀化、絹英巖化、泥化、青磐巖化和矽卡巖化。鉀化主要為黑云母化，發(fā)育于含礦斑巖體及其接觸部位的角巖中，礦物組合主要為黑云母、石英等。絹英巖化主要發(fā)育角巖中的鉀化蝕變上部以及一些斑巖脈中，礦物組合主要為絹云母、石英、黃鐵礦等。泥化發(fā)育于角巖頂部和一些斑巖脈中，礦物組合主要為高嶺石、絹云母。青磐巖化發(fā)育于鉀化和絹英巖化的外圍，礦物組合主要為綠泥石、方解石、黃鐵礦及少量的綠簾石。矽卡巖化發(fā)育于斑巖體接觸帶、大理巖和角巖中，礦物組合主要為石榴子石、硅灰石、透輝石、綠泥石和綠簾石等。

2 黑云母和角閃石礦物學(xué)特征

二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖廣泛發(fā)育巖漿黑云母，礦物學(xué)特征類似。在偏光顯微鏡下，巖漿黑云母呈斑晶產(chǎn)出，自形-半自形，片狀，粒徑為0.2～1 mm，常見一組的極完全解理，多色性顯著，不同光率體方位黑云母晶體顏色變化于深褐色-淺黃色之間，常被后期的綠泥石沿其解理或邊緣交代(圖3)。黑云母自形程度高，單個晶體的干涉色均一，且常包裹早期結(jié)晶的磷灰石、磁鐵礦等礦物，具有巖漿成因特征，區(qū)別于熱液黑云母礦物學(xué)特征(Luanetal., 2014; 向坤等， 2019)。甲瑪?shù)V床熱液黑云母呈極細(xì)-細(xì)的片狀或少量的片狀集合體產(chǎn)出，半自形-它形，粒徑一般小于0.2 mm(王葳平等， 2012； 唐攀等， 2016b)，明顯不同于巖漿黑云母礦物學(xué)特征。

圖3 甲瑪?shù)V床二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中巖漿黑云母鏡下特征Fig. 3 Photomicrographs of magmatic biotite in monzogranite porphyry and granodiorite porphyry from the Jiama deposit

二長花崗斑巖中未見角閃石，花崗閃長斑巖中角閃石含量較少，主要以斑晶形式產(chǎn)出，鏡下觀察縱切面呈長柱狀，粒徑為0.3～1 mm，橫截面可見菱形，呈自形-半自形產(chǎn)出，橫截面易見兩組完全解理，夾角56°，多色性比較明顯，變化于淺綠-淺黃綠之間，常被后期的綠泥石和熱液黑云母交代(圖4)。

圖4 甲瑪?shù)V床花崗閃長斑巖中角閃石鏡下特征Fig. 4 Photomicrographs of hornblende in granodiorite porphyry from the Jiama deposit

3 取樣與分析測試

3.1 樣品采集與實(shí)驗(yàn)方法

本次樣品主要采自24號勘探線ZK2417、ZK2414、ZK2412和ZK2409(1個角閃石樣品采自ZK2010)鉆孔中的花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖，詳細(xì)采樣位置見圖1和表1、表2(樣品編號為鉆孔+采樣深度+測試點(diǎn)號)。黑云母樣品采自花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖；角閃石樣品采自花崗閃長斑巖，二長花崗斑巖未見角閃石。

所采集的花崗閃長斑巖為中粒斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量約30%～50%，主要為石英(0.5～4 mm)和斜長石(0.5～40 mm)，有少量的黑云母(0.2～1 mm)、鉀長石(1～40 mm)和角閃石(0.3～1 mm)；基質(zhì)主要為長英質(zhì)，包括石英、斜長石等。副礦物主要為磷灰石、鋯石、金紅石和榍石。蝕變主要為黑云母化和絹英巖化。

所采集的二長花崗斑巖為中粒斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量約35%～50%，主要為石英(1～3 mm)、斜長石(0.5～40 mm)和鉀長石(1～40 mm)，有少量的黑云母(0.2～1 mm)；基質(zhì)主要為長英質(zhì)，包括石英、斜長石等。副礦物主要為磷灰石、鋯石、金紅石和榍石。蝕變主要為黑云母化和絹英巖化。

通過鏡下光薄片鑒定，選取蝕變較弱的黑云母和角閃石，在天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了電子探針測試。實(shí)驗(yàn)儀器為日本島津公司生產(chǎn)的EPMA-1600型電子探針分析儀，加速電壓15 kV，電流20 nA，束斑直徑10 μm。主量元素的允許相對誤差小于2%。以下天然礦物作為標(biāo)定礦物：磷灰石(P、Ca)、石英(Si)、螢石(F)、硅鈹鋁鈉石(Cl)、硬玉(Na)、鎂鋁榴石(Mn)、磁鐵礦(Fe)、鈦鐵礦(Ti)、鉀長石(K)。

3.2 分析結(jié)果

甲瑪?shù)V床含礦斑巖中巖漿黑云母結(jié)構(gòu)式基于22個氧原子計(jì)算獲得，F(xiàn)e3+和Fe2+采用林文蔚等(1994)方法計(jì)算，OH=4-F-Cl?；◢忛W長斑巖中角閃石的離子數(shù)計(jì)算采用Ridolfi 等(2018)提出的AMFORM——一種新的基于質(zhì)量平衡的角閃石單元式計(jì)算模型，該模型相比以往計(jì)算方法經(jīng)過驗(yàn)證誤差更小，與高精結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果擬合近1∶1，效果更好，并且針對原生和經(jīng)氧化蝕變的角閃石都有對應(yīng)的公式用以計(jì)算不同占位的陰陽離子數(shù)。黑云母和角閃石的化學(xué)成分分析數(shù)據(jù)分別見表1、表2。

表1 甲瑪?shù)V床典型巖漿黑云母電子探針分析數(shù)據(jù) wB/%Table 1 Representative electron microprobe analyses of magmatic biotite at the Jiama deposit

3.2.1 黑云母

甲瑪?shù)V床含礦二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中巖漿黑云母CaO含量大部分檢測為0.00%(1個值為0.01%)，指示樣品未受大氣降水或綠泥石化或碳酸鹽化的影響(Kumar and Pathak, 2010)。另外黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg)值介于0.20～0.36之間，均值0.27，標(biāo)準(zhǔn)差0.04，比較均一，也指示樣品幾乎未受后期的熱液流體改造(Stone， 2000)。唐攀(2018)研究表明，甲瑪?shù)V床熱液黑云母BaO和TiO2含量較低， BaO含量一般小于0.1%，TiO2含量一般小于3%。本研究中黑云母樣品具有較高的BaO和TiO2含量，Ti離子數(shù)為0.37～0.48， TiO2含量為3.26%～4.04%，BaO含量為0.14%～1.71%。甲瑪?shù)V床巖漿黑云母礦物學(xué)特征和成分特征明顯不同于熱液黑云母，巖漿黑云母通常為自形-半自形，粒徑較大(一般大于0.2 mm)，包裹早期結(jié)晶的磷灰石、磁鐵礦等礦物，具有較高的BaO和TiO2含量、較低的CaO含量以及較均一的Fe2+/(Fe2++Mg)值。

根據(jù)國際礦物學(xué)協(xié)會(IMA)對黑云母的分類，甲瑪?shù)V床含礦二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中巖漿

表 2 甲瑪?shù)V床典型角閃石電子探針分析數(shù)據(jù) wB/%Table 2 Representative electron microprobe analyses of hornblende at the Jiama deposit

黑云母樣品均落于鎂質(zhì)黑云母范圍內(nèi)(圖5)。與Kahang、Sarcheshmeh、Dalli、Darreh-Zar、Miduk、拉抗俄、邦鋪、雄村等斑巖銅多金屬礦床一樣(Ayatietal., 2008; Boomerietal., 2009， 2010; Afshoonietal., 2013; Parsapooretal., 2015； 唐攀等， 2017b； Tangetal., 2019b； 肖鴻天等， 2020)，甲瑪?shù)V床巖漿黑云母也具有富鎂的特征。

圖5 甲瑪?shù)V區(qū)含礦斑巖中黑云母分類圖解(底圖據(jù)Foster, 1960)Fig. 5 Mg-(AlⅣ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn) ternary classification of biotites (after Foster, 1960)

黑云母成分與XMg的協(xié)變圖解見圖6。二長花崗斑巖中的黑云母主量成分相對集中，而花崗閃長斑巖中的相對分散；與花崗閃長斑巖中的黑云母相比，二長花崗斑巖中的黑云母的TiO2、FeOT、MgO、MnO和Na2O含量相對較低，而Al2O3和SiO2含量較高?？傮w上，兩種含礦斑巖中的黑云母具有富鎂高鈦、高鋁低硅、富鉀貧鈉的特點(diǎn)。

圖6 甲瑪?shù)V床巖漿黑云母的XMg-SiO2、K2O、TiO2、Al2O3、FeOT、MnO、BaO、Na2O圖解Fig. 6 Composition of magmatic biotite in the Jiama deposit on XMg -SiO2， K2O， TiO2， Al2O3， FeOT， MnO， BaO and Na2O plots

3.2.2 角閃石

含礦花崗閃長斑巖中角閃石主要成分顯示以下基本特征： SiO2含量高(53.35%～54.88%)，Al2O3、TiO2含量低(1.29%～2.33%、0.12%～0.22%)，MgO含量高(17.17%～18.57%)，全鐵(FeOT)較低(9.16%～10.49%)，MnO含量為0.11%～0.36%，CaO含量高(11.38%～12.22%)，Na2O、K2O含量低(0.61%～0.77%、0.20%～0.26%)，BaO含量低于檢出限，F(xiàn)、Cl含量分別為0.08%～0.44%、0.03%～0.05%(表2)，總體具有高硅低鋁鈦、富鎂鈣貧鈉鉀等特征。

角閃石(Ca+Na)B值為1.92～2.00，且NaB為0.11～0.17，CaB為1.76～1.89，符合Leake等(1997)提出的角閃石化學(xué)分類原則中鈣質(zhì)角閃石要求[(Ca+Na)B≥l，且NaB<0.50，一般CaB>1.50]，屬于鈣質(zhì)角閃石亞族，進(jìn)一步根據(jù)其(Na+K)A值0.04～0.13(滿足<0.5的要求)，最后結(jié)合Mg/(Mg+Fe2+)-Si圖解(圖7)，判斷含礦花崗閃長斑巖中的角閃石均屬于陽起石。

圖7 甲瑪?shù)V床角閃石分類圖(底圖據(jù)Leake et al., 1997)Fig. 7 Classification of hornblende in the Jiama depsoit (base diagram after Leake et al., 1997)

4 討論

4.1 成巖指示意義

4.1.1 結(jié)晶溫度與氧逸度

基于Henry等(2005)提出的黑云母Ti含量溫度計(jì)公式，計(jì)算出二長花崗斑巖中黑云母結(jié)晶溫度為740.1～783.8℃，平均值為762.4℃(圖8)；花崗閃長斑巖中黑云母結(jié)晶溫度為750.3～766.9℃，平均值為757.2℃(圖8)，與二長花崗斑巖中黑云母結(jié)晶溫度類似。利用Ridolfi 等 (2010)的方法估算花崗閃長斑巖中角閃石的形成溫度為654.1～698.9℃，平均值為680.3℃，略低于黑云母結(jié)晶溫度。黑云母和角閃石結(jié)晶溫度與周云等(2011b)測定的含礦斑巖石英斑晶中熔融包裹體均一溫度(630～880℃)類似。

圖8 甲瑪?shù)V床黑云母的Ti-Mg/(Mg+Fe)圖解(底圖據(jù)Henry et al., 2005)Fig. 8 Plot of Ti-Mg/(Mg+Fe) for biotites in the Jiama depsoit (base diagram after Henry et al., 2005)

Wones和Eugster(1965)研究表明，黑云母的Fe3+-Fe2+-Mg三角圖解可判斷結(jié)晶環(huán)境的相對氧逸度。甲瑪?shù)V床二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的黑云母全部落于HM(Fe2O3-Fe3O4)與NNO(Ni-NiO)氧逸度緩沖劑之間，偏NNO緩沖線一側(cè)(圖9a)，說明了其結(jié)晶環(huán)境具有較高的氧逸度，且logfO2>NNO+1。利用公式logfO2=10.9-2 700/T(K)估算黑云母結(jié)晶氧逸度(David and Hans, 1965)，結(jié)果二長花崗斑巖logfO2=-15.75～-14.65，平均值為-15.18；花崗閃長斑巖logfO2=-15.48～-15.06，平均值為-15.31，二者氧逸度類似。張聚全等(2018)研究表明，氧逸度是影響中酸性巖漿巖中黑云母的Fe/(Fe+Mg)值的主要因素，與全巖的Fe/Mg值無關(guān)。二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的黑云母投于(Fe/Fe+Mg)-Al圖解(圖9b)上，指示其氧逸度范圍為FMQ+2.4

圖9 甲瑪?shù)V床黑云母Fe3+-Fe2+-Mg三角圖解(a， 底圖Wones and Eugster, 1965)和Fe/(Fe+Mg)-Al圖解(b， 底圖據(jù)Anderson et al., 2008)Fig. 9 Plot of Fe3+-Fe2+-Mg for biotites (a, base diagram after Wones and Eugster, 1965) and Fe/(Fe+Mg)-Al(b, base diagram after Anderson et al., 2008) for biotites in the Jiama deposit

圖10 甲瑪?shù)V床角閃石Fe2+/(Fe2++Mg)-AlⅣ圖解(底圖據(jù)Dada, 2013)Fig. 10 Plot of Fe2+/(Fe2++Mg)-AlⅣ for hornblendes in the Jiama deposit ( base diagram after Dada, 2013)

4.1.2 巖石成因和構(gòu)造環(huán)境

Abdel-Rahman(1994)研究指出，S、A和Ⅰ型花崗巖中的黑云母分別具有相對高的鋁、鐵和鎂含量；徐克勤等(1984)指出黑云母的MF值[MF=Mg/(Mg+Fe2++Fe3++Mn)]<0.38反映寄主花崗巖為改造型，反之為同熔型(Ⅰ型)； 徐克勤等(1986)提出，Ⅰ型花崗巖中的黑云母Mg#值較高(0.384～0.626)，氧化系數(shù)較高(0.121～0.252)。二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的巖漿黑云母均屬于富鎂黑云母(MgO含量14.07%～16.90%)，MF值為0.64～0.75，均高于改造型，且Mg#值[Mg#=Mg/(Mg+Mn+Fe2+)]和氧化系數(shù)[Fe3+/(Fe3++Fe2+)]均較高，分別為0.64～0.80和0.14～0.21，指示二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖為Ⅰ型花崗巖。張東陽等(2009)研究指出，角閃石的低Ti(離子數(shù)<0.5)、高M(jìn)g/(Mg+Fe)值(0.44～0.70)特征指示寄主巖為Ⅰ型花崗巖。甲瑪?shù)V床花崗閃長斑巖角閃石Ti離子數(shù)較低(0.01～0.02)，Mg/(Mg+Fe)值(0.75～0.78)較高，同樣指示花崗閃長斑巖具有Ⅰ型花崗巖特征。Whalen和Chappell(1988)研究表明S型花崗巖中黑云母的AlⅥ值范圍0.353～0.561，Ⅰ型花崗巖中的AlⅥ值<0.224?；◢忛W長斑巖中的黑云母AlⅥ值均為0，符合Ⅰ型；但是二長花崗斑巖中黑云母AlⅥ值范圍0.33～0.62，并不符合Ⅰ型花崗巖的特征，可能是后期熱液蝕變改造了黑云母中Al成分。

丁孝石(1988)通過對西藏中南部地區(qū)黑云母標(biāo)型的研究指出，幔源巖體中黑云母MgO>15%，而殼源巖體中黑云母MgO<6%。二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中黑云母MgO含量為14.07%～16.90%，指示具有殼?；煸吹奶卣?。二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中黑云母投于FeOT/ (FeOT+MgO)-MgO圖解上的殼?；煸磪^(qū)(圖11a)，同樣指示殼?；煸吹奶卣?。

姜常義等(1984)通過搜集全球具有代表性的271組鈣質(zhì)角閃石成分?jǐn)?shù)據(jù)指出，幔源角閃石的Si/(Si+Ti+Al)值≤0.765。謝應(yīng)雯等(1990)提出角閃石Mg#可用來區(qū)分花崗巖的來源類型，幔源型Mg#>0.7，殼?；旌闲?.7>Mg#>0.5，殼源型Mg#<0.5。甲瑪花崗閃長斑巖中角閃石Si/(Si+Ti+Al)為0.95～0.97，顯示非幔源特征；Mg#值為0.77～0.87，指示幔源特征；投于TiO2-Al2O3圖解的殼源區(qū)域(圖12a)，但在CaB-(Fe2++Fe3+)-Mg圖解的幔源區(qū)域(圖12b)。這可能是后期熱液蝕變改造了角閃石的成分。

圖11 甲瑪?shù)V床黑云母FeOT/ (FeOT+MgO)-MgO圖解(a， 底圖據(jù)Abdel-Rahman, 1994)和FeOT-MgO-Al2O3圖解(b, 底圖據(jù)周作俠，1986)Fig. 11 Plot of FeOT/ (FeOT+MgO)-MgO for biotites (a, base diagram after Abdel-Rahman, 1994) and FeOT-MgO-Al2O3 for biotites (b, base diagram after Zhou, 1986) in the Jiama deposit

圖12 甲瑪?shù)V床角閃石TiO2-Al2O3圖解(a, 底圖據(jù)姜常義等， 1984)和CaB-(Fe2++Fe3+)-Mg圖解(b, 底圖據(jù)謝應(yīng)雯等， 1990)Fig. 12 Plot of TiO2-Al2O3 for hornblendes (a, base diagram after Jiang Changyi et al., 1984) and CaB-(Fe2++Fe3+)-Mg for hornblendes (b, base diagram after Xie Yingwen et al., 1990) in the Jiama deposit

二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中黑云母投于MgO-FeOT-Al2O3構(gòu)造判別圖解的造山帶鈣堿性巖系(圖11b)?；◢忛W長斑巖中角閃石同樣投于KA-AlⅣ圖解中的鈣堿性區(qū)域(圖13)，與黑云母指示結(jié)果一致。

圖13 甲瑪?shù)V床角閃石KA-AlⅣ圖解(底圖據(jù)Ridolfi和Renzulli, 2012)Fig. 13 Plot of KA-AlⅣ for hornblendes in the Jiama depsoit (base diagram after Ridolfi and Renzulli, 2012)

甲瑪?shù)V區(qū)中酸性巖漿巖的地球化學(xué)特征及Sr-Nd-Pb同位素指示，二長花崗斑巖與花崗閃長斑巖屬于造山帶鈣堿性巖系、Ⅰ型花崗巖，并具有殼?；煸刺卣?秦志鵬， 2010， 2013)。張澤斌等(2019)根據(jù)甲瑪?shù)V床含礦斑巖中的暗色包體主微量及鋯石Hf同位素分析結(jié)果，認(rèn)為含礦斑巖為鎂鐵質(zhì)巖漿與加厚新生下地殼部分熔融形成的中酸性巖漿發(fā)生混合的產(chǎn)物。本文角閃石和黑云母礦物化學(xué)特征指示，含礦二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖屬于造山帶鈣堿性巖系、I型花崗巖，具有殼?；煸吹奶卣?，與前人巖石地球化學(xué)及同位素研究結(jié)果基本一致。

4.2 成礦指示意義

4.2.1 礦物化學(xué)成分指示成礦

黑云母的含鐵指數(shù)f[f=(Fe2++Fe3+)/(Fe2++Fe3++Mg)]與巖體的礦化類型有關(guān)： 低含鐵指數(shù)者(f=0.05～0.15)常見于含金剛石的金伯利巖；中含鐵指數(shù)者(f=0.22～0.42)主要產(chǎn)于銅鉬、金礦化巖體；較高含鐵指數(shù)者(0.28～0.52)與鐵礦化有關(guān)；更高者(0.52～0.92)與鎢礦化有關(guān)(周作俠， 1986)。甲瑪?shù)V床二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的黑云母含鐵指數(shù)f位于0.24～0.39區(qū)間內(nèi)，與實(shí)際銅鉬礦化吻合。

傅金寶(1981)研究指出，含礦巖體的巖漿黑云母特征為：富Mg低Fe，Mg/Fe值一般>0.5；含Ti高， TiO2>3%；具有低鋁特征， Al2O3<15%；高K、低Na和Ca為特點(diǎn)， CaO<0.5%，K/Na值多>10。

甲瑪?shù)V床二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的黑云母富鎂，Mg/Fe值普遍大于1(1.55～3.10)，TiO2含量較高(3.26%～4.04%)，Al2O3含量位于12.12～15.15%區(qū)間內(nèi)，CaO含量極低，K/Na值位于10.69～56.19區(qū)間內(nèi)，指示巨大的成礦潛力。

趙一鳴等(2012)提供了不同礦種的矽卡巖型礦床的巖漿黑云母礦物化學(xué)特征。甲瑪?shù)V床二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的黑云母鋁度為0.16～0.20，堿度為0.65～0.81，均位于矽卡巖型銅礦母巖黑云母對應(yīng)范圍(0.149 8～0.226 4、 0.618 6～0.974 9)內(nèi)(趙一鳴等， 2012)，也指示良好的矽卡巖銅礦成礦潛力。

呂志成等(2003)對大興安嶺地區(qū)與兩類不同礦種有關(guān)的巖體中的角閃石特征進(jìn)行了對比研究得出，與銅礦化相關(guān)的巖漿環(huán)境下結(jié)晶的角閃石具有富鎂(MgO平均含量為6.11%)、硅(SiO2平均含量為51.30%)、鈣(CaO平均含量為11.87%)以及相對貧鐵(FeOT平均含量為19.05%)的特征，且Mg#值較高，平均值為0.37。甲瑪?shù)V床花崗閃長斑巖角閃石鎂、硅、鈣含量高，對應(yīng)氧化物平均含量分別為17.97%、54.13%、11.92%；全鐵氧化物相對較低，平均為9.84%；Mg#值平均為0.82，顯示銅礦化特征。

綜上所述，黑云母和角閃石是甲瑪銅多金屬礦床有效的含礦指示性礦物。

4.2.2 水含量、氧逸度與成礦

利用Ridolfi等(2010)提出的角閃石成分估算巖漿水含量方法，甲瑪?shù)V床含礦巖漿水含量為2.79%～3.04%。與驅(qū)龍、拉抗俄等斑巖銅鉬礦床類似，甲瑪?shù)V床含礦斑巖富含黑云母和角閃石等富水礦物，指示其巖漿環(huán)境是相對富水的。巖漿富水是斑巖礦床形成的關(guān)鍵(Luetal., 2015； 侯增謙等， 2020)。富水的巖漿一方面可以降低源區(qū)內(nèi)巖石的熔融溫度，從而使富銅新生下地殼中的含銅硫化物再活化(Wangetal., 2014)，富集進(jìn)入含礦巖漿中；另一方面，巖漿中的大量水可以使源區(qū)母巖漿具有較高的氧逸度(Richards, 2003)。與貧水巖漿相比，富水巖漿更容易達(dá)到水飽和，因此，富水巖漿有利于出溶揮發(fā)分，并與銅、鉬等成礦物質(zhì)形成絡(luò)合物進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)移，在淺地表富集成礦。

甲瑪?shù)V床含礦斑巖的巖漿黑云母投點(diǎn)于NNO與HM緩沖劑之間，氧逸度絕對值估算范圍-15.75～-14.65；角閃石投點(diǎn)于高氧逸度區(qū)域內(nèi)，估算的氧逸度條件ΔNNO≈3，對應(yīng)絕對值范圍-13.78～-13.5，黑云母和角閃石成分均指示甲瑪含礦斑巖具有較高氧逸度。在高氧逸度條件下，銅、鉬等成礦物質(zhì)不易進(jìn)入早期結(jié)晶的礦物相中，而富集于熔體相中，進(jìn)而被后期巖漿出溶的熱液流體萃取富集，形成的富含成礦物質(zhì)的流體，最終在有利的圍巖及容礦空間中形成甲瑪超大型銅多金屬礦床。

5 結(jié)論

(1) 甲瑪?shù)V床含礦二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖中的巖漿黑云母為鎂質(zhì)黑云母，具有富鎂高鈦、高鋁低硅、富鉀貧鈉的特點(diǎn)。含礦花崗閃長斑巖中角閃石屬于陽起石，具有高硅低鋁鈦、富鎂鈣貧鈉鉀等特征。

(2) 含礦二長花崗斑巖中黑云母結(jié)晶溫度為740.1～783.8℃，平均為762.4℃；含礦花崗閃長斑巖中黑云母結(jié)晶溫度為750.3～766.9℃，平均為757.2℃；含礦花崗閃長斑巖中角閃石結(jié)晶溫度為654.1～698.9℃，平均值680.3℃。

(3) 黑云母和角閃石礦物化學(xué)特征指示，二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖為造山帶鈣堿性巖系、Ⅰ型花崗巖，具有殼?；煸吹奶卣?。

(4) 黑云母和角閃石礦物成分可以有效地指示甲瑪斑巖成礦。二長花崗斑巖和花崗閃長斑巖具有較高的氧逸度(NNO以上)及水含量，有利于銅、鉬等成礦物質(zhì)進(jìn)入成礦流體中。