胡升奇,周國發(fā),彭松柏,張先進(jìn),易順華*,唐國勝

1)中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430074;2)廣西地質(zhì)勘查總院,廣西南寧 530023

大瑤山銅鉬鉛鋅錫金銀成礦區(qū),大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子板塊和華夏板塊結(jié)合部位,是南嶺金屬成礦帶的主要成礦區(qū)域之一。其豐富的礦產(chǎn)資源一直為地質(zhì)學(xué)家所關(guān)注,前人研究主要涉及金礦(劉騰飛,1992a,1992b,1994;曾崇義,1996;胡楚雁,1999,2000;蔡明海等,2000;盛志華,2005;朱桂田等,2006)、金銀礦(崔彬等,2000;農(nóng)毅平等,2000)、鉛鋅礦(趙東軍等,2001;張科等,2005;雷良奇等,2006);而對(duì)銅鉬礦的研究則極為匱乏(鐘立峰等,2010)。

大黎銅鉬礦由廣西地質(zhì)六隊(duì)于2010年發(fā)現(xiàn),屬于大瑤山隆起的中西部,位于廣西壯族自治區(qū)藤縣大黎鎮(zhèn)之南大約2.0 km一帶。該礦床除了進(jìn)行基本的勘察工作之外,科研工作開展較少。經(jīng)過野外調(diào)研,發(fā)現(xiàn)該銅鉬礦床成因與礦區(qū)出露的中酸性花崗巖類關(guān)系密切。本文通過對(duì)與銅鉬礦成礦關(guān)系密切的石英二長(斑)巖的基礎(chǔ)地質(zhì)、主量元素、微量元素和同位素年代學(xué)研究,論述了區(qū)域構(gòu)造演化,探討該巖體的基本屬性、成因、形成環(huán)境,分析有利成礦條件,推測斑巖型銅鉬礦的成礦時(shí)代。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)出露的地層是下寒武統(tǒng)培地組(?1p)、中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組(?2x)、上寒武統(tǒng)黃洞口組下段(?3h1)及中段(?3h2)(圖1a)。下寒武統(tǒng)培地組:由灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖、頁巖夾多層硅質(zhì)巖組成,復(fù)理石韻律發(fā)育。中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組:主要為灰綠色塊狀雜砂巖、巖屑砂巖、長石砂巖與頁巖互層。黃洞口組下段:主要為灰綠色石英砂巖與頁巖互層。黃洞口組中段:主要為灰綠色石英砂巖、粉砂巖、中粒砂巖與頁巖互層夾炭質(zhì)頁巖。

巖漿巖為大黎巖體,呈巖株產(chǎn)出,出露面積3.5 km2。具有相帶分布特征,西南邊緣為斑巖體(圖 1a、b)。

礦區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂均發(fā)育。印支期與加里東期的疊加褶皺,為主要控巖構(gòu)造。巖體邊部的構(gòu)造破碎帶為主要控礦構(gòu)造。

銅鉬礦體僅出現(xiàn)在大黎礦區(qū)的西南部位,產(chǎn)出于斑巖體和寒武系砂頁巖內(nèi)、外接觸帶附近的構(gòu)造破碎帶中(圖 1b)。其走向?yàn)?NW,傾向 SW,傾角較陡。其總體長度為350 m左右,寬度25～35 m,延深30～40 m。據(jù)悉其中包括2～3條礦脈。礦體呈石英網(wǎng)脈狀產(chǎn)出,銅鉬礦、黃鐵礦等金屬礦物在石英脈中主要呈不連續(xù)脈狀。礦石主要呈細(xì)脈狀、浸染狀構(gòu)造,半自形或它形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)等。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、金紅石、磁黃鐵礦、白鐵礦、輝鉬礦和褐鐵礦等。其中黃鐵礦普遍存在;黃銅礦呈不規(guī)則粒狀零星分布,與磁黃鐵礦共生;輝鉬礦呈片狀分布在充填物的硅質(zhì)石英中,粒徑0.05 mm。礦物生成順序?yàn)?石英—黃鐵礦—金紅石—磁黃鐵礦—黃銅礦—輝鉬礦—褐鐵礦。主要圍巖蝕變類型有硅化、絹云母化,局部見有綠泥石化。西南部巖體與圍巖的內(nèi)外接觸帶上有銅鉬礦化,為石英網(wǎng)脈型礦化。

圖1 大黎銅鉬礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖(a、b)(據(jù)廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)普查大隊(duì)1:20萬桂平幅修改)Fig.1 Geological sketch map of the Dali Cu-Mo ore district (a,b)(modified after Guiping Sheet of 1:200000 regional survey by Regional Geological Survey Party of Guangxi Bureau of Geology)

2 樣品采集與分析方法

花崗巖鋯石年代學(xué)研究樣品挑樣由河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成,制靶在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)由實(shí)驗(yàn)室人員完成。首先將鋯石樣品置于環(huán)氧樹脂中,進(jìn)行拋光使鋯石核心出露再進(jìn)行陰極發(fā)光顯微照相。同時(shí)結(jié)合反射光和透射光,觀察鋯石結(jié)晶形態(tài)、顏色、內(nèi)部包裹體、透明度、裂隙等,挑選出細(xì)長柱狀、包裹體數(shù)量較少、具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶、直線生長紋的自形巖漿鋯石晶體。

鋯石微量元素含量和 U-Pb同位素定年在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LA-ICP-MS同時(shí)分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005,激光束斑直徑為 32 μm,ICP-MS為Agilent 7500a。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度,二者在進(jìn)入 ICP之前通過一個(gè) T型接頭混合。在等離子體中心氣流(Ar+He)中加入了少量氮?dú)?以提高儀器靈敏度、降低檢出限和改善分析精密度(Hu et al.,2008)。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30 s的空白信號(hào)和50 s的樣品信號(hào)。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及 U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal(Liu et al.,2008a,2010a)完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同 Liu等(2008a,2010a,b)。

鋯石微量元素含量利用多個(gè) USGS參考玻璃(BCR-2G,BIR-1G)作為多外標(biāo)、Si作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算(Liu et al.,2010a)。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn) 91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正,每分析5個(gè)樣品點(diǎn),分析2次91500。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移,利用91500的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行了校正(Liu et al.,2010a).鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù) Wiedenbeck等(1995)。鋯石樣品的 U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3(Ludwig,2003)完成。

主量、微量和稀土元素在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測試完成。全巖主量元素主要檢測儀器為日立180-70原子吸收光譜儀(編號(hào):180-0260)、UV-754紫外可見分光光度計(jì)(編號(hào):SFZ0706010322)。

全巖微量元素含量利用Agilent 7500a ICP-MS分析完成。用于ICP-MS分析的樣品處理如下:(1)稱取粉碎至大約200目的巖石粉末50 mg于Teflon溶樣器中;(2)采用Teflon溶樣彈將樣品用HF+HNO3在195oC條件下消解 48 h;(3)將在120oC條件下蒸干除Si后的樣品用2%HNO3稀釋2000倍,定容于干凈的聚酯瓶。詳細(xì)的樣品消解處理過程、分析精密度和準(zhǔn)確度同Liu等(2008b)所述。

3 分析結(jié)果

3.1 巖性特征

本文所采集的是無明顯蝕變的新鮮巖石。巖體手標(biāo)本為灰白色,塊狀構(gòu)造,粗中-中細(xì)粒二長結(jié)構(gòu)?？梢婇L石、石英、黑云母等礦物。

鏡下鑒定主要組成礦物為斜長石(55%),石英(12%～20%),正長石(15%～20%)。次要礦物(含量8%～10%)為零散分布的黑云母、黃鐵礦及角閃石。副礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、鋯石等。其中,石英為無色透明,無節(jié)理,表面光滑,常呈大小不等的粒狀充填于長石顆粒之間;斜長石為半自形粒狀,表面已絹云母化,有聚生雙晶,正長石大晶粒中包裹細(xì)粒斜長石;黑云母呈片狀,已綠泥石化。綜合定名為石英二長(斑)巖。

3.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡

3.2.1 大黎石英二長巖鋯石U-Pb年代學(xué)

1)鋯石的CL圖像

石英二長巖中的鋯石多呈長柱狀,透明度好,粒度介于80～250 μm之間,個(gè)別可達(dá)300 μm。陰極發(fā)光圖像(圖2)顯示,鋯石大多數(shù)具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu),明顯不同于變質(zhì)鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(吳元保等,2004),顯示了巖漿鋯石的特征。

圖2 大黎石英二長巖(DDY-1)和石英二長斑巖(DDY-2)鋯石陰極發(fā)光圖像(圓圈及圈中數(shù)字分別表示分析點(diǎn)位和測點(diǎn)編號(hào),圈外年齡表示206Pb/238U表面年齡)Fig.2 CL images of zircon crystals from Dali quartz monzonite (DDY-1)and quartz monzonite porphyry (DDY-2),(circle and circled numbers represent locations of analytical points and number of measuring points,age outside the circle is 206Pb/238U surface age of zircon)

2)鋯石的微量元素特征

不同成因的鋯石具有其特征的內(nèi)部結(jié)構(gòu),也具有其特征的微量元素特征組成(吳元保等,2004)。選自石英二長巖中的巖漿鋯石Th和U含量分別為193×10?6～566×10?6和 470×10?6～855×10?6,Th/U比值為 0.38～0.75(表 1),明顯大于變質(zhì)鋯石Th/U比值(＜0.1)(Hoskin et al.,2000;Griffin et al.,2004),顯示了巖漿鋯石的同位素地球化學(xué)特征。根據(jù)鋯石 CL圖像和微量元素綜合分析,確定其為巖漿鋯石。

表1 大黎石英二長(斑)巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS U-Pb data for zircons of Dali quartz monzonite (porphyry)

3)鋯石年齡

石英二長巖 20個(gè)分析點(diǎn)中有 19個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡介于(100±1)～(106±1)Ma(表 1),數(shù)據(jù)點(diǎn)在協(xié)和圖中成群分布在一致曲線上及附近,加權(quán)平均年齡為(102.8±0.9)Ma (MSDW=10.4)(圖 3),代表了石英二長巖的結(jié)晶年齡,形成于燕山晚期早白堊世晚期。DDY-1-09測點(diǎn)206Pb/238U年齡的σ值(17)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它測點(diǎn)(其余都為1),因此將其排除在加權(quán)平均年齡之外。

3.2.2 大黎石英二長斑巖鋯石U-Pb年代學(xué)

1)鋯石的CL圖像

石英二長斑巖中的鋯石多呈長柱狀,個(gè)別為短柱狀,透明度好,粒度介于100～300 μm之間。陰極發(fā)光圖像(圖2)顯示,鋯石大多數(shù)具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu),明顯不同于變質(zhì)鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(吳元保等,2004),顯示了巖漿鋯石的特征。

2)鋯石的微量元素特征

不同成因的鋯石具有其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu),也具有其特殊的微量元素組成(吳元保等,2004)。石英二長斑巖中巖漿鋯石Th和U含量分別為195×10-6～610×10-6和 472×10-6～1623×10-6,Th/U比值為 0.19～0.64(表 1),明顯大于變質(zhì)鋯石Th/U比值(＜0.1)(Hoskin et al.,2000;Griffin et al.,2004),顯示了巖漿鋯石的同位素地球化學(xué)特征。根據(jù)鋯石CL圖像和微量元素綜合分析,確定其為巖漿鋯石。

3)鋯石年齡

石英二長斑巖 20個(gè)分析點(diǎn)中有 14個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡介于(99±1)～(105±1)Ma(表 1),數(shù)據(jù)點(diǎn)在諧和圖中成群分布在一致曲線上及附近,加權(quán)平均年齡為(101.7±1.2)Ma(MSDW=10.4)(圖 3),代表了石英二長斑巖的結(jié)晶年齡,與石英二長巖年齡一致,為燕山晚期早白堊世晚期。DDY-2-14,DDY-2-18這兩個(gè)點(diǎn)分別給出了(118±1)Ma,(180±4)Ma的年齡,該年齡可解釋為捕獲或繼承鋯石的年齡。DDY-2-15,DDY-2-16,DDY-2-17,DDY-2-20,這 4個(gè)點(diǎn)都位于鋯石年齡協(xié)和線的下方,具有明顯的鉛丟失,不計(jì)入巖體的加權(quán)平均年齡。

3.3 地球化學(xué)特征

大黎石英二長(斑)巖的主量微量元素分析結(jié)果見表 2。表中 3個(gè)樣品分析,SiO2含量為60.09%～62.91%,Al2O3含量為 14.46%～14.97%,CaO的含量為 2.90%～3.08%,Na2O和K2O的含量分別為2.9%～3.08%和 4.27%～4.78%,MgO含量變化范圍為2.75%～3.00%,TiO2變化范圍為 0.63%～0.76%,P2O5含量變化為0.42%～0.49%。里特曼指數(shù)σ變化范圍為2.94～3.07,屬于鈣堿性系列。K2O隨著SiO2的含量增加而增加,呈較好的線性關(guān)系,屬鉀玄巖系列(圖4a)。A/CNK變化范圍為 0.83～0.93,均小于 1.1,屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)系列(圖4b)。

稀土元素含量(ΣREE)較高,變化范圍為 (254.74～301.06)×10-6,(La/Yb)N=11.51～16.28,δEu=0.61～0.90,具有弱的負(fù)Eu異常,輕稀土元素富集,輕、重稀土元素之間分餾明顯,總體呈右傾的稀土配分模式(圖5a)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上(圖5b),巖石相對(duì)富集Rb、Th、U、K、La、Ce、Pb等大離子親石元素(LILE),虧損Nb、Ta、P、Ti等高場強(qiáng)元素(HFSE)。

4 討論

4.1 區(qū)域地質(zhì)演化

圖3 大黎銅鉬礦區(qū)石英二長巖(DDY-1)和石英二長斑巖(DDY-2)鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖Fig.3 LA-ICP-MS U-Pb concordia plots for zircon of quartz monzonite (DDY-1)and quartz monzonite porphyry (DDY-2)from the Dali copper-molybdenum deposit

圖4 大黎石英二長(斑)巖的SiO2-K2O圖解(據(jù)Rickwood,1989)和A/CNK-A/NK分類圖解(據(jù)Peccerillo et al.,1976)Fig.4 SiO2-K2O diagram (after Rickwood,1989)and A/CNK-A/NK classification diagram (after Peccerillo et al.,1976)for quartz monzonite (porphyry)from Dali

圖5 大黎石英二長(斑)巖的稀土配分模式圖(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun et al.,1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a)and primitive mantle normalized spider diagram (b)for quartz monzonite(porphyry)from Dali (normalization values from Sun et al.,1989)

大瑤山地區(qū)地處華夏地塊和揚(yáng)子地塊拼貼結(jié)合處。前寒武紀(jì),早元古時(shí)期揚(yáng)子地塊與華夏地塊是兩個(gè)被華南洋所隔開的塊體,到了晚元古時(shí)這兩個(gè)塊體沿江-紹斷裂發(fā)生拼貼。自前寒武紀(jì)以來,經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化。大體分為三大構(gòu)造變動(dòng)時(shí)期:加里東期、印支期、燕山期。

在志留紀(jì)末(410 Ma),發(fā)生了加里東運(yùn)動(dòng),華夏地塊與揚(yáng)子地塊再次相互碰撞。經(jīng)過這次碰撞后,華夏地塊與揚(yáng)子地塊除留下欽州灣一隅以殘余海槽的形式存在外基本上已連為一體。這次運(yùn)動(dòng)是華南一次重要的褶皺造山運(yùn)動(dòng),在大瑤山地區(qū)主要表現(xiàn)為,褶皺構(gòu)造普遍可見,整體為一個(gè)規(guī)模宏大的大瑤山復(fù)式背斜。本期巖漿侵入活動(dòng)在大瑤山地區(qū)普遍發(fā)育,包括灣島巖體(駱靖中,1993)、大寧巖體(朱金初等,2006)等。

晚二疊世-早三疊世,發(fā)生了以 Sibumasu地塊與印支板塊-華南板塊的碰撞增生為代表的印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng),并造成 245 Ma左右的東特提斯洋關(guān)閉(Carter et al.,2001),它不僅使華南內(nèi)部發(fā)生了以碰撞-擠壓-推覆-隆升為主的印支造山運(yùn)動(dòng),并最終使揚(yáng)子地塊與華夏地塊在三疊紀(jì)中晚期(約210 Ma)拼合形成統(tǒng)一的華南板塊,而且,也推動(dòng)了華北板塊和華南板塊在印支期完成碰撞拼合,并形成中國大陸(任紀(jì)舜等,1999;Lan et al.,2000)。在印支-海西旋回期,泥盆至三疊紀(jì)地層全部褶皺造山,大瑤山地區(qū)出露的花崗巖主要為大 塝 巖體、上洞巖體、杏花巖體等。

在早侏羅世,從大約185 Ma開始,也就是相當(dāng)于燕山期開始的時(shí)間,華南內(nèi)部尤其是南嶺地區(qū)進(jìn)入一個(gè)以巖石圈“伸展-減薄”為主的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境,這也是一個(gè)花崗巖漿活動(dòng)及相關(guān)的金屬成礦作用豐富多彩的新時(shí)期。華南南嶺地區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)可分為 3期(華仁民等,2005):燕山早期(185～170 Ma);燕山中期(170～140 Ma);燕山晚期(139～97 Ma)。華南地區(qū)燕山早期的動(dòng)力學(xué)背景是造山后局部的“伸展-裂解”,并有相應(yīng)的巖漿活動(dòng)發(fā)生。燕山中期南嶺地區(qū)巖石圈的全面伸展-減薄,

地幔上涌產(chǎn)生的玄武質(zhì)巖漿底侵引發(fā)了大規(guī)模的地殼熔融,導(dǎo)致大量的以黑云母二長花崗巖為主體的“改造型”或陸殼重熔型花崗巖類在南嶺及其周邊地區(qū)出現(xiàn),并在160 Ma前后形成高潮。在大瑤山地區(qū),牛廟巖體、花山巖體、姑婆山巖體等都是該階段花崗巖類活動(dòng)的代表(朱金初等,2006)。燕山晚期,華南地區(qū)發(fā)生巖石圈大規(guī)模拉張,引發(fā)了大規(guī)模的火山-侵入活動(dòng)(Zhou et al.,2000)。據(jù)詳細(xì)的應(yīng)力值數(shù)據(jù)分析,從135 Ma開始,中國大陸構(gòu)造應(yīng)力場是以NNE—SSW向近水平擠壓為主要特征,動(dòng)力源來自于西南方向,與印度板塊快速北移及特提斯洋的縮小有關(guān)(萬天豐,2004)。受其影響,晚白堊世古太平洋板塊的俯沖作用可能逐漸被減弱(王強(qiáng)等,2005)并出現(xiàn)反轉(zhuǎn)(Tatsumi et al.,1990;Flower et al.,1998;Ren et al.,2002),導(dǎo)致俯沖角度變大,島弧巖漿變?nèi)?形成一種弧后引張環(huán)境。大瑤山大黎礦區(qū)位于古特提斯與太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位,因此,該地區(qū)花崗巖的同時(shí)侵位,最有可能與印度板塊北向漂移所導(dǎo)致的古太平洋板塊碰撞弧后引張構(gòu)造有關(guān)。大黎巖體在燕山晚期伸展張拉大地構(gòu)造環(huán)境背景之下,伸展構(gòu)造和幔源基性巖漿的底侵很可能是形成區(qū)內(nèi)花崗巖的兩個(gè)最主要的動(dòng)力機(jī)制。

表2 大黎石英二長(斑)巖主量元素(%)和稀土及微量元素(10?6)分析結(jié)果及參數(shù)Table 2 Compositions and parameters of major elements/%,rare earth and trace elements/10-6 in Dali quartz monzonite(porphyry)

4.2 大黎石英二長(斑)巖基本屬性、成因及其形成環(huán)境

花崗巖據(jù)其源巖可分為I型、S型兩類。I型為未經(jīng)風(fēng)化的火成巖熔融形成的巖漿產(chǎn)物,S型為經(jīng)過風(fēng)化的沉積巖熔融形成的巖漿產(chǎn)物。二者在成分上的區(qū)別(Chappell et al.,1974;邱家驤,1991;Sylverster,1998;周剛等,2007)如下:①SiO2含量:I型大于53%;S型大于65%。大黎石英二長(斑)巖的SiO2的含量分布60.92%～62.91%,與I型花崗巖更為符合。②Na2O、CaO含量:I型較高;K2O/Na2O,S型較高。大黎石英二長(斑)巖N2O+CaO的含量為 6.39%～7.34%,K2O/Na2O的比值為 1.43～1.65,兩者相對(duì)都比較高,既具有I型花崗巖特點(diǎn),又具有S型花崗巖的特點(diǎn)。③ A /CNK:I型多＜1.1;S型多＞1.1。大黎石英二長(斑)巖A/CNK的變化范圍為 0.83～0.93,均小于 1,屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖,顯然屬于I型花崗巖。④100Fe3+/(Fe3++Fe2+):I型為 40～70;S型為 10～30。大黎石英二長(斑)巖的 100Fe3+/(Fe3++Fe2+)的值為37.76～42.93,偏向于I型花崗巖。⑤CIPW礦物:I型常見Di(透輝石),C(剛玉)＜1;S型C＞1,Di不見。大黎石英二長(斑)巖含有透輝石,不含剛玉,與I型花崗巖一致。⑥副礦物:I型常見黑云母、角閃石、榍石、磁鐵礦等;而S型常見白云母、鈦鐵礦、堇青石、紅柱石、石榴石等礦物。大黎石英二長(斑)巖的副礦物為黑云母、角閃石、磁鐵礦、鈦鐵礦,顯示與I型花崗巖更為接近。Eu⑦異常:I型呈弱的負(fù)Eu異常;S型負(fù)Eu異常明顯。大黎石英二長(斑)巖的稀土配分圖顯示弱的負(fù)Eu異常,具有I型花崗巖特征。通過對(duì)比,大黎石英二長(斑)巖與I型花崗巖相似?？傮w上,大黎石英二長(斑)巖為具有高硅、富鈣、富堿、準(zhǔn)鋁質(zhì),里特曼指數(shù)σ=2.94～3.07,鈣堿性,鉀玄巖,I型花崗巖的特點(diǎn)。

大黎石英二長(斑)巖稀土元素具有弱的銪負(fù)異常,配分模式呈一致向右傾斜的曲線(圖 5a),與殼?；旌显赐坌突◢弾r相似(邱家驤,1991)。微量元素表現(xiàn)出虧損Nb、Ta、P、Ti等高場強(qiáng)元素(HFSE),富集Rb、Th、U、K、La、Ce、Pb等大離子親石元素(LILE)的特點(diǎn)。Ti貧化表示巖漿物質(zhì)有地殼物質(zhì)參與,因?yàn)門i不易進(jìn)入熔體而殘留在源區(qū);P虧損反映巖漿幔源的一些特點(diǎn)。Rb、Th、Pb一般在熔體中富集,反映出殼源的特征?？傊?這些特征也指示花崗巖的源巖既有陸殼的特點(diǎn),又有幔源物質(zhì)的參與。

大黎石英二長(斑)巖,屬于殼幔混合源成因的富鉀混染花崗巖類,是在碰撞事件之后松弛階段由于幔源巖漿注入原陸殼而產(chǎn)生的,指示由擠壓狀態(tài)向拉伸狀態(tài)的轉(zhuǎn)變(戰(zhàn)明國,1998)。采用相關(guān)的構(gòu)造環(huán)境判別圖解也表明,大黎巖體的投影點(diǎn)均落在后碰撞抬升(post-collision uplift)或后碰撞伸展(post-collision extension)花崗巖區(qū)(圖 6,圖7),是后碰撞伸展拉張構(gòu)造巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。這與大瑤山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)演化是吻合的。筆者認(rèn)為自燕山晚期以來,由于后造山拉張裂解作用,導(dǎo)致軟流圈上涌和巖石圈伸展減薄,由此誘發(fā)幔源基性巖漿底侵于地殼下部。在斷裂引起的減壓作用和幔源基性巖漿底侵帶來足夠熱量的影響下,促使了地殼物質(zhì)的部分熔融形成長英質(zhì)巖漿。大黎巖體就是在這樣的伸展拉張大地構(gòu)造環(huán)境下形成的。

圖6 大黎石英二長(斑)巖R1-R2構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)Batchelor et al.,1985)Fig.6 R1-R2 discrimination diagrams showing tectonic setting of Dali quartz monzonite (porphyry)(after Batchelor et al.,1985)

圖7 大黎石英二長(斑)巖Rb-(Y+Nb)非活動(dòng)性元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)Pearce et al.,1984)Fig.7 Rb-(Y+Nb)diagrams of Dali quartz monzonite(porphyry)(after Pearce et al.,1984)

4.3 大黎石英二長(斑)巖有利成礦條件分析

斑巖銅鉬礦的成礦條件可能存在一定的專屬性。我國大多數(shù)斑巖型銅-鉬礦成礦斑巖的元素地球化學(xué)均呈現(xiàn) I型花崗巖特征(芮宗瑤等,1984;馬鴻文,1992),如玉龍礦帶、德興礦田、長江中下游礦帶、白乃廟礦田、多寶山礦田等成礦斑巖均為 I型花崗巖。大黎礦區(qū)成礦斑巖主要為石英二長斑巖,同屬于 I型花崗巖,這種相似性指示其成礦斑巖是有利的銅、鉬成礦母巖。

礦區(qū)石英二長(斑)巖相對(duì)較高的成礦元素背景值也是成礦的有利條件。我們本次對(duì)3件大黎石英二長(斑)巖樣品測定Cu含量分別為 143×10?6和31.1×10?6,10.7×10?6;而地殼平均豐度為 63×10?6;Mo含量分別為 1.10×10?6和 8.22×10?6,11.3×10?6,而地殼平均豐度為 1.3×10?6;Pb含量分別為 35.4×10?6和 23.5×10?6,26.7×10-6,均高于地殼平均豐度13×10?6;Zn含量分別為 53.0×10?6和 40.3×10?6,34.9×10?6,略低于地殼平均豐度 94×10?6;Sn含量分別為 7.17×10?6和 3.41×10?6,3.18×10?6,均高于地殼平均豐度1.7×10?6(黎彤,1976)。巖體中成礦元素含量較高,除Zn略低于克拉克值以外,其它元素的全部或部分樣品高于克拉克值。

從研究區(qū)域?qū)嶋H地質(zhì)背景角度考慮,也有十分有利的成礦地質(zhì)條件。燕山晚期,華南地區(qū)發(fā)生巖石圈大規(guī)模拉張,并引發(fā)了大規(guī)模的火山-侵入活動(dòng)(Zhou et al.,2000)。大黎石英二長(斑)巖就是在燕山晚期伸展張拉大地構(gòu)造環(huán)境背景之下形成的。伸展拉張作用形成一系列深斷裂,并與古斷裂貫通,形成近EW和SN向構(gòu)成“井”字狀斷裂構(gòu)造系統(tǒng),為幔源物質(zhì)上涌提供了良好的通道,為大規(guī)?；鹕綆r漿作用和成礦作用創(chuàng)造了有利的空間條件,形成了銅、鉬、金、鉛、鋅等多金屬成礦帶,大黎斑巖銅-鉬礦就產(chǎn)出于這種構(gòu)造背景環(huán)境下。因此,研究區(qū)本身的構(gòu)造地質(zhì)背景條件,也利于成礦。

4.4 大黎石英二長(斑)巖成礦時(shí)代分析

斑巖型銅鉬礦具有成巖成礦時(shí)間的一致性,成巖與成礦多為同一期構(gòu)造巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物,如東秦嶺-大別山銅鉬成礦帶:東秦嶺南泥湖鉬鎢礦田(李永峰等,2003)、豫西雷門溝斑巖型鉬礦(李永峰等,2006)、東秦嶺東溝超大型斑巖鉬礦(葉會(huì)壽等,2006)、北大別山商城湯家坪銅鉬礦(楊澤強(qiáng),2007,2009)、東秦嶺金堆城輝鉬礦(焦建剛等,2010)、河南新縣大銀尖鉬礦(楊梅珍等,2011);西藏吉如斑巖銅礦(張剛陽等,2008)、玉龍銅鉬礦(王成輝等,2009)、邦鋪銅鉬礦床(王立強(qiáng)等,2011);新疆肯登高爾銅鉬礦(賈志業(yè)等,2011)、西天山萊歷斯高爾3571斑巖銅鉬礦田(薛春紀(jì)等,2011);內(nèi)蒙古太平川銅鉬礦(陳志廣等,2010);滇西馬廠箐斑巖型銅鉬金礦(郭曉東等,2011);蒙古國查干蘇布爾加大型銅鉬礦(侯萬榮等,2010)等。南嶺地區(qū)成巖成礦也普遍具有高度相關(guān)性(譚俊等,2007)。

綜上,我們推測大黎斑巖型銅鉬礦的成礦年齡在100 Ma左右,形成于燕山晚期早白堊世晚期。

5 結(jié)論

1)大黎石英二長巖與石英二長斑巖 LA-ICP-MS鋯石 U-Pb 年齡分別為(102.8±0.9)Ma 和(101.7±1.2)Ma,反映了大黎巖體應(yīng)屬于燕山晚期早白堊世晚期巖漿活動(dòng)成巖的產(chǎn)物。

2)石英二長(斑)巖表現(xiàn)為富硅、富鉀、富堿,準(zhǔn)鋁質(zhì)、鉀玄巖,里特曼指數(shù)σ=2.94～3.07,鈣堿性,具有 I型花崗巖的特點(diǎn);稀土元素分布型式具有弱的負(fù)銪異常向右傾斜的曲線;微量元素蛛網(wǎng)圖表現(xiàn)出虧損Nb、Ta、P、Ti等高場強(qiáng)元素(HFSE),富集Rb、Th、U、K、La、Ce、Pb等大離子親石元素(LILE)的特點(diǎn)。

3)大黎巖體與燕山晚期印度板塊北向漂移所導(dǎo)致的古太平洋板塊碰撞弧后引張構(gòu)造有關(guān),在伸展張拉大地構(gòu)造環(huán)境背景之下形成。由于區(qū)域內(nèi)的近EW向和近SN向疊加褶皺控制,以及大黎斷裂與一系列錯(cuò)斷大黎主干斷裂的近 SN向斷層形成“井”字形斷裂組合控制,為巖漿氣液上升提供通道,在巖體的內(nèi)外接觸帶和破碎帶的石英脈中富集成礦。

4)前人研究斑巖型銅鉬礦具有成巖成礦時(shí)間的一致性。據(jù)此,我們推測大黎斑巖型銅鉬礦的成礦年齡與成巖年齡基本一致,為100 Ma左右的早白堊世晚期。

致謝:本文是在廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局局管科研項(xiàng)目“廣西大瑤山地區(qū)銅鉬多金屬礦成礦預(yù)測研究”(編號(hào):201002)和武漢地質(zhì)調(diào)查中心地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào):2010011408)部分?jǐn)?shù)據(jù)基礎(chǔ)上研究完成的,直接參加項(xiàng)目工作的還有中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)的朱強(qiáng)碩士、吳林波碩士;廣西地質(zhì)六隊(duì)為野外采樣提供了幫助;樣品分析測試均由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成;中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)蔣幸福博士和喬衛(wèi)濤碩士對(duì)鋯石陰極發(fā)光和測年數(shù)據(jù)的處理提供了極大的幫助;中國科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所的符亞洲副研究員為本文的寫作提供了大量的英文原始文獻(xiàn);匿名審稿人和編輯老師對(duì)文稿提出了寶貴的修改意見;在此一并致謝。