姚 磊，呂志成，于曉飛，龐振山，蔡煜琦，劉 鵬，劉長城，王鳳蘭

1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 1000832.國土資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心，北京 1000343.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 1000374.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 1000295.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 6100596.云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)有限公司，昆明 6500017.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000

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青海祁漫塔格地區(qū)虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的成巖時(shí)代、地球化學(xué)特征和成因

姚 磊1,2，呂志成2,3，于曉飛2,3，龐振山2,3，蔡煜琦4，劉 鵬5，劉長城6，王鳳蘭7

1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 1000832.國土資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心，北京 1000343.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 1000374.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 1000295.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 6100596.云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)有限公司，昆明 6500017.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000

利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法，測得與成礦有關(guān)的青海祁漫塔格地區(qū)虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的成巖年齡為(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)。地球化學(xué)特征顯示：花崗巖屬高鉀鈣堿性、弱過鋁質(zhì)花崗巖；樣品的稀土元素組成以總體右傾，輕、重稀土分異明顯和具明顯的負(fù)銪異常為特征；微量元素具有富集Rb、Th、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Sr、Nb、P、Ti等元素的特點(diǎn)。Sr-Nd同位素組成特征顯示，花崗巖的源區(qū)可能是富集巖石圈地幔。初步研究認(rèn)為，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖可能形成于中、晚三疊世碰撞--后碰撞的構(gòu)造背景下。

花崗巖；鋯石U-Pb年齡；Sr-Nd同位素；虎頭崖礦床；祁漫塔格；青海

0 前言

東昆侖造山帶是青藏高原內(nèi)可與岡底斯帶相媲美的一條巨型巖漿巖帶[1]，亦是我國一個頗具規(guī)模的多金屬成礦帶[2]。區(qū)內(nèi)花崗巖的形成共有4個階段，即前寒武紀(jì)、寒武紀(jì)--晚泥盆世、晚泥盆世--晚三疊世和早侏羅世--新生代[1]。其中，以三疊紀(jì)花崗巖分布最廣，占整個東昆侖造山帶花崗質(zhì)巖石總出露面積的42%*莫宣學(xué)，鄧晉福，喻學(xué)慧，等. 東昆侖中段成礦地質(zhì)背景與找礦方向框架研究：地質(zhì)礦產(chǎn)部定向基金報(bào)告.北京：國土資源部，1998.，并伴有大規(guī)模的多金屬成礦作用。青海祁漫塔格地區(qū)位于東昆侖造山帶西段，是我國西部最重要和最有找礦潛力的多金屬成礦帶[3]。近年來，該區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量與三疊紀(jì)花崗質(zhì)巖石有關(guān)的矽卡巖型或斑巖-矽卡巖型多金屬礦床，如虎頭崖、卡而卻卡、野馬泉和尕林格等。因此，通過對三疊紀(jì)花崗質(zhì)巖石開展研究，探討其成巖時(shí)代、巖石成因和地球動力學(xué)背景，對于深入認(rèn)識青海祁漫塔格地區(qū)多金屬成礦作用和成礦規(guī)律具有重要意義。

虎頭崖Pb-Zn多金屬礦床是區(qū)內(nèi)典型的矽卡巖型多金屬礦床。該礦床可分為Ⅰ-Ⅸ共9個礦帶，其中，Ⅵ礦帶是少數(shù)幾個產(chǎn)于巖體與圍巖接觸帶的矽卡巖型Zn礦帶之一。前人對該礦帶的成礦巖體進(jìn)行研究后認(rèn)為，與虎頭崖礦床Ⅵ礦帶有關(guān)的巖體為晚三疊世的二長花崗巖[4]，但本次野外研究發(fā)現(xiàn)花崗巖與成礦亦具有十分密切的關(guān)系。然而，到目前為止，關(guān)于花崗巖的研究尚未開展。這直接制約著對該礦帶乃至整個礦床成巖成礦作用過程的認(rèn)識。因此，筆者選擇虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖開展鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)和Sr-Nd同位素研究，在結(jié)合礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對巖體的成巖時(shí)代和成因進(jìn)行探討，以期為建立該礦床合理的成礦模式提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

a圖據(jù)文獻(xiàn)[5]修改; b圖據(jù)腳注①修改; b圖中三疊紀(jì)巖體的年齡數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[3-4, 7-18] 。圖1 東昆侖地區(qū)地質(zhì)簡圖(a)和青海祁漫塔格地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)簡圖(b)Fig.1 Geological map of the East Kunlun(a) and Qimantag area of Qinghai Province(b)① 青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院. 青海省祁漫塔格整裝勘查區(qū)綜合研究.西寧：青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2013.

東昆侖造山帶位于巴彥喀拉--松潘甘孜地體和昆南--阿尼瑪卿斷裂北部，柴達(dá)木盆地南緣，東部與秦嶺相接，西部以阿爾金斷裂為界[5]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向?yàn)榻鼥|西向，從北向南依次發(fā)育有昆北、昆中和昆南3條重要的深大斷裂帶[6]。其中，以昆中斷裂帶為界，可將東昆侖造山帶劃分為東昆侖北地體和東昆侖南地體[5](圖1a)。東昆侖北地體以出露古老變質(zhì)巖系為特征，其中，元古宇由古--中元古界金水口群角閃巖相-麻粒巖相變質(zhì)巖系和中--新元古界冰溝群淺變質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖組成；早古生界地層為震旦紀(jì)--奧陶紀(jì)淺變質(zhì)的濱、淺海碎屑巖和碳酸鹽巖沉積建造；晚古生界地層由晚泥盆世陸相碎屑巖、火山巖和石炭紀(jì)--二疊紀(jì)淺海相和海陸過渡相碎屑巖建造組成；中生界地層以三疊紀(jì)海相沉積建造為主。此外，該地體內(nèi)還廣泛發(fā)育有早古生代和早中生代花崗巖。東昆南地體主要包括：由震旦紀(jì)--寒武紀(jì)片麻巖、片巖、混合巖和角閃巖組成的苦海雜巖基底；晚泥盆世陸相砂礫巖及火山巖；石炭紀(jì)--三疊紀(jì)海相盆地沉積建造。此外，該地體經(jīng)歷了加里東和印支2期構(gòu)造-巖漿旋回，發(fā)育了大量古生界和新生界侵入巖[5-6]。

青海祁漫塔格地區(qū)位于東昆侖造山帶西段、青海省西部，地處東昆北地體(圖1)。區(qū)內(nèi)出露的地層主要有古--中元古界金水口群白沙河組黑云母斜長片麻巖、花崗片麻巖；中元古界長城系小廟組石英片巖、石英巖；中元古界薊縣系狼牙山組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖；奧陶--志留系灘間山群基性--酸性火山巖和碳酸鹽巖[19]；泥盆系牦牛山組砂礫巖、基性--酸性熔巖夾火山碎屑巖及碳酸鹽巖；石炭系大干溝組砂巖、灰?guī)r，締敖蘇組灰?guī)r、砂巖和四角羊溝組灰?guī)r、白云巖；二疊系打柴溝組白云質(zhì)灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及粉砂巖；上三疊統(tǒng)鄂拉山組陸相火山碎屑巖夾火山熔巖。其中，金水口群白沙河組、薊縣系狼牙山組、奧陶系--志留系灘間山群、石炭系締敖蘇組和大干溝組是本區(qū)多金屬礦床的主要賦礦圍巖[3, 15]。區(qū)內(nèi)受昆北和昆中兩斷裂控制，主構(gòu)造線為NW或近EW向，褶皺以NWW向的復(fù)式背斜和向斜構(gòu)造為主，NWW向、NW向和近EW向斷裂的交匯聚合部位是成巖成礦的有利部位。區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動頻繁，主要以泥盆紀(jì)--二疊紀(jì)和三疊紀(jì)為主(圖1b)。泥盆紀(jì)--二疊紀(jì)侵入巖呈NW向展布，巖性包括英云閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖等。三疊紀(jì)侵入巖呈NWW向展布，與區(qū)內(nèi)矽卡巖型多金屬礦床關(guān)系密切[2-3](圖1b)，主要巖性有閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖和花崗斑巖等。

青海祁漫塔格地區(qū)的多金屬礦床常產(chǎn)于三疊紀(jì)中酸性侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶附近[3]。根據(jù)成礦元素組合特點(diǎn)，可將區(qū)內(nèi)多金屬礦床劃分為Fe多金屬礦床、Cu多金屬礦床和Pb-Zn多金屬礦床(圖1b)。Fe多金屬礦床主要為矽卡巖型礦床，包括尕林格、野馬泉、肯德可克和它溫查漢等[3, 20]；Cu多金屬礦床主要為矽卡巖型、斑巖型或熱液脈型礦床，包括卡而卻卡Cu(Mo)礦床、鴨子溝Cu(Mo)礦床(點(diǎn))和烏蘭烏珠爾Cu礦床等[7-8, 21-22]；Pb-Zn多金屬礦床主要為矽卡巖型，代表性礦床有虎頭崖和四角羊--牛苦頭等[3]。

2 礦床地質(zhì)

虎頭崖礦床位于青海祁漫塔格地區(qū)的狼牙山--景忍一帶，西距青海省格爾木市約345 km。該礦床以Pb-Zn為主，伴生Cu、Fe、Sn、W等，是區(qū)內(nèi)一處大型矽卡巖Pb-Zn多金屬礦床[3]。礦區(qū)地層較為復(fù)雜，主要包括：中元古界薊縣系狼牙山組灰?guī)r、硅質(zhì)巖及少量石英砂巖和碎屑巖等；奧陶系--志留系灘間山群大理巖、碎屑巖夾中--基性火山巖；下石炭統(tǒng)大干溝組灰?guī)r；上石炭統(tǒng)締敖蘇組白云質(zhì)灰?guī)r、大理巖及白云巖；上三疊統(tǒng)鄂拉山組晶屑凝灰?guī)r和流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r等。上石炭統(tǒng)締敖蘇組、下石炭統(tǒng)大干溝組和薊縣系狼牙山組灰?guī)r是礦床的有利圍巖。礦區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中，受南北向擠壓作用形成的近東西向壓扭性斷裂組和褶皺是該礦床的控礦構(gòu)造[23]。區(qū)內(nèi)廣泛分布大量三疊紀(jì)花崗質(zhì)巖石，巖性包括：閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、花崗巖等。一般認(rèn)為，與成礦關(guān)系密切的是花崗閃長巖和二長花崗巖[4, 14]。

虎頭崖礦床目前共有約51條礦體，主要呈透鏡狀、似層狀和脈狀分布，并受NW和近EW向斷裂控制。礦床可分為9個礦帶(圖2a)，其中，Ⅵ礦帶以Zn為主，其次為Pb，并含有少量Cu(圖2b)。該礦帶位于虎頭崖礦區(qū)東部(圖2)，長大于3 km，寬10～50 m，呈近EW向展布，主要呈透鏡狀產(chǎn)于花崗質(zhì)巖石與締敖蘇組大理巖的接觸帶附近。研究表明，二長花崗巖[4]、花崗巖(圖2b；圖3)與成礦關(guān)系密切，但二者接觸關(guān)系尚不清楚。該礦帶礦體傾向南，傾角為50°～78°，主礦體厚1.83～4.41 m，Cu品位為0.86%～1.22%，Pb品位為1.86%～3.16%；Zn品位為3.00%～3.09%[4]。礦石礦物主要以閃鋅礦為主，其次為方鉛礦、磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦和白鎢礦等，脈石礦物主要有石榴石、輝石、符山石、綠簾石、金云母、螢石、石英和方解石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為中--細(xì)粒結(jié)構(gòu)、自形--半自形結(jié)構(gòu)和固溶體分離結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造。此外，該礦帶由巖體至圍巖還可見明顯的蝕變分帶現(xiàn)象(圖3)。

圖2 虎頭崖Pb-Zn多金屬礦床地質(zhì)簡圖(a)和19勘探線剖面圖(b)(據(jù)文獻(xiàn)[4, 23]修改)Fig.2 Geological map of Hutouya deposit (a) and sketch of the 19 prospecting line plane section(b) (modified after references[4, 23])

3 樣品特征和分析方法

3.1 樣品特征

花崗巖樣品主要采于鉆孔ZK1901和鉆孔ZK1903(圖2，3)，其中HTY19-37、HTY19-43、HTY19-44分別采自ZK1901號鉆孔14.8、61.3和79.2 m處；HTY19-106采自ZK1903號鉆孔155.7 m處，皆為近礦巖石。樣品呈淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，主要由石英(25%～30%)、鉀長石(40%～45%)、斜長石(15%～20%)及少量的黑云母組成，副礦物包括鋯石、磁鐵礦和磷灰石等(圖4)。

圖3 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶鉆孔YK1901中的蝕變分帶Fig.3 Zoned skarn in the drillhole YK1901 from the Ⅵ section of Hutouya deposit

a．手標(biāo)本照片; b.顯微照片。Kf.鉀長石；Bi.黑云母；Pl.斜長石；Q.石英。圖4 研究區(qū)花崗巖巖相特征照片F(xiàn)ig.4 Photos of showing petrographic features of the granite

3.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析方法

對所采樣品進(jìn)行詳細(xì)的巖相學(xué)觀察，選擇蝕變較弱的典型樣品，進(jìn)行粉碎工作。運(yùn)用磁選和重選的方法，提取樣品中的高純度鋯石單礦物，并選擇自形程度較好而且未發(fā)生蝕變的鋯石進(jìn)行鋯石制靶工作。制靶完成后，使用偏光顯微鏡在透射光和反射光條件下對鋯石進(jìn)行顯微照相。之后，對鋯石靶上的鋯石進(jìn)行陰極發(fā)光掃描電鏡分析。鋯石陰極發(fā)光掃描電鏡分析完成后，根據(jù)鋯石透射光、反射光和背散射照片，選擇具環(huán)帶、無裂隙和包裹體較少的鋯石，進(jìn)行鋯石U-Pb同位素分析。鋯石U-Pb同位素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院成礦作用與資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，使用的儀器為Finnigan Neptune型MC-ICP-MS和Newwave UP213激光剝蝕系統(tǒng)。儀器能在25 μm的范圍內(nèi)對單顆粒鋯石的不同部位直接進(jìn)行同位素的測定和定年工作，具有準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)。鋯石顆粒的U、Pb同位素比值的測試精度(2σ)均為2%，定年精度和準(zhǔn)確度(2σ)為1%左右。具體實(shí)驗(yàn)流程參見文獻(xiàn)[24]。

3.3 巖體主、微量元素分析方法

將新鮮的巖石樣品進(jìn)行清洗并粉碎至200目之后，送至核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心進(jìn)行巖石的主量元素分析測試。主量元素分析所采用的方法為XRF法(X熒光光譜儀3080E)，F(xiàn)eO和燒失量測試則采用標(biāo)準(zhǔn)濕化學(xué)分析法，所用儀器為飛利浦AB104-L PW2404X射線熒光光譜儀，儀器編號為6735，分析精度為5%左右。

樣品的微量元素分析在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，采用PE Elan 6000 ICP-MS測定，標(biāo)樣為GBPG-1、OU-6、GSR-1和GSR-3，分析精度優(yōu)于5%。

3.4 Sr-Nd同位素分析方法

圖5 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖(HTY19-37)的鋯石陰極發(fā)光典型圖像(a)和鋯石U-Pb諧和圖(b)Fig.5 Zircon cathodoluminescence images (a) and zircon U-Pb concordia (b) diagram of the granite (HTY19-37) from the Ⅵ section of Hutouya deposit

樣品的Sr-Nd同位素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。實(shí)驗(yàn)前，將新鮮樣品粉碎至200目。Rb-Sr和Sm-Nd同位素測試均采用ISOPROBE-T熱電質(zhì)譜計(jì)分析，儀器型號為PHOENIX，編號為9444。其中，Sr同位素比值測定采用87Sr/86Sr=0.119 4作為內(nèi)校正因子，Nd同位素比值采用146Nd/144Nd=0.721 9校正標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果。Sr-Nd同位素測試具體實(shí)驗(yàn)流程見文獻(xiàn)[25]。

4 分析結(jié)果

4.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果

樣品的鋯石陰極發(fā)光圖像見圖5a，鋯石U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)見表1。由圖5a可知，花崗巖樣品(HTY19-37)中的鋯石主要呈自形-半自形結(jié)構(gòu)、長柱狀晶形，長80～200 μm，寬30～90μm，大部分具明顯的震蕩環(huán)帶，反映其巖漿成因的特點(diǎn)[26]。本次共對17顆鋯石進(jìn)行了17個測點(diǎn)的分析(表1)，結(jié)果顯示：鋯石的Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(511～5 650)×10-6，U質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(971～10 002)×10-6，Th/U值為0.3～0.7；17個測點(diǎn)所得年齡值分布在(230±2)～(241±3) Ma，皆落于206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上的諧和線附近(圖5b)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)，代表了巖漿結(jié)晶的時(shí)間。

4.2 巖石地球化學(xué)分析結(jié)果

樣品主量、稀土和微量元素分析結(jié)果見表2。由表2可知，花崗巖SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.22%～76.27%，K2O為4.54%～5.10%，(Na2O+K2O)為8.07%～8.53%，MgO為0.23%～0.27%，CaO為0.83%～0.92%，TiO2為0.08%～0.12%。在TAS圖解(圖6)中，樣品落入花崗巖區(qū)域，說明其具備典型花崗巖的地球化學(xué)特征。在w(K2O)-w(SiO2)圖解(圖7a)和A/NK-A/CNK圖解(圖7b)中，樣品分別落入高鉀鈣堿性系列和準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)過渡區(qū)域。

圖中黑色方框代表本文所測花崗巖樣品，下同。底圖據(jù)文獻(xiàn)[27]。圖6 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖TAS圖解Fig.6 TAS diagram of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

由表2和圖8a可知，樣品的稀土元素總量w(∑REE)為(133.78～141.26)×10-6，輕稀土元素w(LREE)為(112.57～124.51)×10-6，重稀土元素w(HREE)為(16.75～21.21)×10-6，LREE/HREE值為5.31～7.43，(La/Yb)N為4.18～6.35，δEu值為0.21～0.64，表現(xiàn)出較高的稀土總量、輕稀土富集和明顯負(fù)銪異常的特點(diǎn)。微量元素特征顯示(圖8b，表2)，樣品富集Rb、Th、U、La、Ce、Hf等元素，虧損Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素。

虎頭崖Ⅵ礦帶花崗巖樣品的Sr-Nd同位素分析及計(jì)算結(jié)果見表3。 由表3可知， 所測樣品質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有較高的Rb((266～357)×10-6)、較低的Sr((38.4～89.1)×10-6)以及較高的87Rb/86Sr值(8.663～27.155)，說明巖石形成后隨時(shí)間的演化可能受到某些因素的影響，導(dǎo)致Sr同位素體系變?yōu)殚_放體系。因此，筆者認(rèn)為所測得的Sr同位素初始值數(shù)據(jù)不可使用。所測得的Nd同位素初始值INd為0.512 044～0.512 049，εNd(t)變化范圍較小，為-5.7～-5.6，其二階段Nd同位素模式年齡TDM2為1.46～1.47 Ga。

a.底圖據(jù)文獻(xiàn)[28]；b.底圖據(jù)文獻(xiàn)[29]。圖7 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖w(K2O)/%-w(SiO2)/%圖解(a)和A/NK-A/CNK圖解(b)Fig.7 w(K2O)/%-w(SiO2)/% (a) and A/NK-A/CNK (b) diagrams of the granitesfrom the Ⅵ section of Hutouya deposit

球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)文獻(xiàn)[30]；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)文獻(xiàn)[31]。圖8 虎頭崖Ⅵ礦帶花崗巖稀土元素分布模式圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.8 Chondrite-normalized REE pattern (a)and primitive mantle-normalized element spider diagrams (b)of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

樣號w(Rb)/10-6w(Sr)/10-687Rb/86Sr87Sr/86SrISrHTY1910626689．18．6630．738314±70．7095HTY194335738．427．1550．805307±100．7149樣號w(Sm)/10-6w(Nd)/10-6147Sm/144Nd143Nd/144NdINdεNd(t)TDM2/GaHTY191063．8519．80．117560．512229±60．512049-5．61．46HTY19434．4220．80．128480．512241±60．512044-5．71．47

5 討論

5.1 巖體與成礦的關(guān)系和成巖時(shí)代

張愛奎等[4]指出與虎頭崖礦床Ⅵ礦帶有關(guān)的巖體為二長花崗巖，并利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素法獲得該巖體的成巖年齡為(217.5±1.1) Ma，屬晚三疊世。然而，本次研究在虎頭崖礦床Ⅵ礦帶見礦較好的19線鉆孔的編錄過程中卻發(fā)現(xiàn)，花崗巖與成礦關(guān)系亦十分密切，證據(jù)簡要敘述如下。其一，礦體主要產(chǎn)于花崗巖與大理巖接觸帶附近的矽卡巖中(圖2b，圖3)。其二，矽卡巖明顯分為內(nèi)接觸帶和外接觸帶，內(nèi)接觸帶主要為矽卡巖化花崗巖，矽卡巖礦物主要有符山石、綠簾石、透輝石和螢石等，寬度一般為1.0～1.5 m；外接觸帶主要發(fā)育于大理巖中，寬度從幾米至幾十米不等，主要組成礦物為石榴石、透輝石、符山石、綠簾石、螢石、閃鋅礦、磁鐵礦和黃銅礦等。其三，從花崗巖至大理巖，具有較好的蝕變分帶，例如在鉆孔YK1901中分帶為，花崗巖→符山石綠簾石化花崗巖→含礦石榴石矽卡巖→石榴石透輝石化大理巖→大理巖(圖3)。其四，閃鋅礦主要與透輝石、金云母、磁鐵礦等礦物共生。因此，筆者對虎頭崖礦床Ⅵ礦帶19線與成礦有關(guān)的花崗巖開展了鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測試，并獲得該巖體鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(233.6±1.8) Ma，代表了該巖體的形成年齡。這一年齡明顯早于二長花崗巖的成巖年齡，說明虎頭崖礦床在中三疊世可能發(fā)生了與花崗巖有關(guān)的侵入事件及與其有關(guān)的矽卡巖型Zn成礦作用。

在青海祁漫塔格地區(qū)，許多礦床都與中三疊世的花崗質(zhì)巖石關(guān)系密切。例如，與卡而卻卡礦床B區(qū)矽卡巖型Cu(Mo)成礦作用有關(guān)的花崗閃長巖，其SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(236.9±1.7) Ma[16]；與拉陵灶火斑巖-矽卡巖型Mo礦床有關(guān)的花崗閃長巖,其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(242.0±3.4 Ma)[17]；與尕林格Fe多金屬礦床有關(guān)的石英二長巖,其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(234.4±0.6) Ma[9]；與肯德可克Fe多金屬礦床有關(guān)的二長花崗巖,其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(230.5±4.2) Ma[11]。這些年齡數(shù)據(jù)均說明，中三疊世可能是青海祁漫塔格地區(qū)重要的巖漿活動和成礦作用時(shí)期。本次所測得的花崗巖成巖時(shí)代亦為中三疊世，說明虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖及與之有關(guān)的Zn成礦作用可能是該區(qū)中三疊世成巖成礦作用的產(chǎn)物。

5.2 巖石成因

虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖中的暗色礦物主要為鐵黑云母，副礦物主要為鋯石、磁鐵礦等。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算少見剛玉分子(<1%)和磷灰石分子。樣品的主量元素具有富硅、富鉀、富堿、貧鎂、貧鈣和貧鈦等特點(diǎn)，屬高鉀鈣堿性巖石系列(圖7a)。其A/CNK值為1.01～1.02，A/NK為1.16～1.18，具弱過鋁質(zhì)花崗巖的特征(圖7b)。樣品的稀土元素以總體右傾，輕、重稀土分異明顯和強(qiáng)烈的負(fù)銪異常為特征。在微量元素蛛網(wǎng)圖上，該巖體具有富集Rb、Th、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Sr、Nb、P、Ti等元素的特點(diǎn)。此外，在圖9中，樣品皆投點(diǎn)于分異花崗巖的區(qū)域，說明該巖體具有高分異花崗巖的特點(diǎn)。因此，筆者認(rèn)為虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖屬高鉀鈣堿性、弱過鋁質(zhì)的高分異花崗巖。

A型花崗巖；FG.分異花崗巖；OGT.未分異的M、I和S型花崗巖。底圖據(jù)文獻(xiàn)[32] 。圖9 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的(Na2O+K2O)/CaO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(a)和TFeO/MgO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(b)圖解Fig.9 (Na2O+K2O)/CaO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(a)，TFeO/MgO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(b)diagram of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

5.3 巖漿源區(qū)

虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的εNd(t)值變化范圍為-5.7～-5.6，與東昆侖地區(qū)基底部分熔融形成的花崗質(zhì)巖石的εNd(t)值(-9.0～12.8)[33]明顯不同，但與該區(qū)三疊紀(jì)富集地幔部分熔融形成的鎂鐵質(zhì)侵入巖的εNd(t)值范圍基本一致(-7.6～-4.9)[34-36]。而且，花崗巖中鋯石的εHf(t)值為-1.96～0.77(未發(fā)表數(shù)據(jù))，與東昆侖地區(qū)三疊紀(jì)富集巖石圈地幔來源的鎂鐵質(zhì)巖石具有相似的εHf(t)值范圍(-2.37～+1.07)[36]。以上這些均說明，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的源區(qū)很可能為富集巖石圈地幔。此外，該礦帶花崗巖的εNd(t)值范圍與東昆侖地區(qū)和青海祁漫塔格地區(qū)其他中三疊世花崗質(zhì)巖石的εNd(t)值范圍亦十分接近。例如，卡而卻卡地區(qū)中三疊世花崗閃長巖的εNd(t)值范圍為-6.1～-5.4(t=(236.9±1.7) Ma)[15]；約格魯花崗閃長巖和輝長巖的εNd(t)值分別為-6.2～-5.0(t=243～242 Ma)和-5.2(t=241 Ma)[34]；東昆侖巴隆地區(qū)中三疊世花崗閃長巖、石英閃長巖和正長花崗巖的εNd(t)值分別為-6.7～-4.7(t=252～243 Ma)、-6.4(t=241 Ma)和-5.9(t=231 Ma)[37]；加魯河雜巖體中從輝長巖到正長花崗巖的εNd(t)值范圍為-9.3～-4.6(t=240 Ma)[38]。這說明，東昆侖地區(qū)中三疊世的花崗質(zhì)巖石可能具有相似的源區(qū)特征。

底圖據(jù)文獻(xiàn)[39-40] 。圖10 虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的w(Rb)-w(Yb+Ta)(a)和w(Rb)-w(Y+Nb)(b)圖解Fig.10 w(Rb)-w(Yb+Ta)(a) and w(Rb)-w(Y+Nb)(b) diagrams for the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

5.4 構(gòu)造背景

虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖形成于(233.6±1.8) Ma，具有強(qiáng)烈的負(fù)銪異常，以及Ta弱富集、明顯虧損Sr、Nb等元素的特征，而且在w(Rb)-w(Yb+Ta)和w(Rb)-w(Y+Nb)圖解中，所有樣品均都點(diǎn)于板內(nèi)花崗巖和同碰撞花崗巖之間(圖10a、b)。這些特征與中三疊世形成于俯沖背景下的花崗質(zhì)巖石明顯不同，如東昆侖巴隆地區(qū)的花崗閃長巖、石英閃長巖以及區(qū)內(nèi)拉陵灶火地區(qū)的花崗閃長巖等[17, 37]。然而，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的微量元素地球特征卻與區(qū)內(nèi)晚三疊世花崗質(zhì)巖石的地球化學(xué)特征相接近，如景忍--迎慶溝、長山、卡而卻卡等地區(qū)的花崗質(zhì)巖石[15]。研究表明，中--晚二疊世到中三疊世早期是東昆侖地區(qū)的主要俯沖造山期(240～260 Ma)[1]，形成了許多與俯沖作用有關(guān)的花崗質(zhì)巖石[17, 37, 41]，而中三疊世末期至晚三疊世(237～190 Ma)，東昆侖地區(qū)進(jìn)入了碰撞--后碰撞陸內(nèi)造山階段[1, 42]。因此，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的形成很可能與中、晚三疊世碰撞--后碰撞的構(gòu)造背景關(guān)系密切。

6 結(jié)論

1)虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖與成礦關(guān)系密切，其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)。

2)元素地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)特征表明，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖具有富硅、富鉀、富堿、貧鎂、貧鈣和貧鈦等特點(diǎn)，屬高鉀鈣堿性、弱過鋁質(zhì)花崗巖，其源區(qū)可能為富集巖石圈地幔。

3)結(jié)合巖石地球化學(xué)特征和年代學(xué)數(shù)據(jù)可知，虎頭崖礦床Ⅵ礦帶的花崗巖可能形成于碰撞--后碰撞的構(gòu)造背景。

在實(shí)驗(yàn)過程中，筆者得到了中國科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所黃智龍研究員及中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素地球化學(xué)研究室侯可軍、郭春麗副研究員和王倩助理研究員的熱情幫助；野外工作期間，得到了青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院相關(guān)人員的熱情幫助；論文撰寫過程中還得到了中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所江萬研究員、國土資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心張志輝博士的指導(dǎo)和幫助；在此一并致以衷心的感謝！

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Petrogenesis , Geochemistry and Zircon U-Pb Age of the Granite from No.Ⅵ Section of Hutouya Deposit, Qimantag Area, Qinghai Province, and Its Geological Significance

Yao Lei1,2, Lü Zhicheng2,3, Yu Xiaofei2,3, Pang Zhenshan2,3, Cai Yuqi4, Liu Peng5, Liu Changcheng6, Wang Fenglan7

1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2.MineralExplorationTechnicalGuidanceCenter,MinistryofLandandResources,Beijing100034,China3.DevelopmentandResearchCentre,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100037,China4.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,Beijing100029,China5.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China6.YunnanCompany(Ltd)ofExploration&DevelopmentofCuMineralResources,Kunming650001,China7.TheFifthGeologyCompanyofHebeiGeologyandMineralsBureau,Tangshan063000,Hebei,China

Zircon LA-ICP-MS dating of the granite from the No.Ⅵ section of Hutouya deposit yields an emplacement age of (233.6±1.8) Ma (MSWD=1.2,n=17). The geochemical analysis indicates that the granite belongs to the weakly peraluminous granitic rocks, showing the nature of high-K calc-alkalic series. The rock has high REE content, and the chondrite-normalized REE distribution patterns show the characteristics of LREE enrichment, obvious LREE and HREE fractionation, and significant negative Eu anomaly. The trace element composition of the granite is enriched in Rb, Th, U, La, Nd and poor in Ba, Sr, Nb, P, Ti. The Sr-Nd isotope composition and geochemical characteristics indicate that the magma source of the granite mainly derived from enriched lithospheric mantle. The data of this study indicate that the granite from the No.Ⅵ section of Hutouya deposit formed under a collision, and post-collision setting.

granite; zircon U-Pb dating; Sr-Nd isotope composition; Hutouya deposit; Qimantag; Qinghai

10.13278/j.cnki.jjuese.201503109.

2014-10-14

國土資源公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201411024)；中國地質(zhì)調(diào)查局老礦山找礦技術(shù)創(chuàng)新與示范項(xiàng)目(1212011220737)；中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120113090000)

姚磊(1986--)，男，博士研究生，主要從事礦床學(xué)及礦床地球化學(xué)研究，E-mail:lemmon20054255@aliyun.com

呂志成(1966--)，男，研究員，博士，主要從事礦床學(xué)及地球化學(xué)方面的研究工作，E-mail:zhichenglv@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201503109

P59

A

姚磊，呂志成，于曉飛，等.青海祁漫塔格地區(qū)虎頭崖礦床Ⅵ礦帶花崗巖的成巖時(shí)代、地球化學(xué)特征和成因.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(3):743-758.

Yao Lei, Lü Zhicheng, Yu Xiaofei，et al. Petrogenesis，Geochemistry and Zircon U-Pb Age of the Granite from No. Ⅵ Section of Hutouya Deposit, Qimantag Area, Qinghai Province, and Its Geological Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(3):743-758.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201503109.