0 引言
花岗岩是大陆上分布最广泛的岩石之一,是构成大陆地壳重要的组成部分。东昆仑造山带花岗岩极其发育,为一条巨型花岗岩带,是由加里东期和印支期叠置变形形成的复合造山带[1], 也是中国一条重要的构造岩浆活动带。其中,酸性侵入岩广泛出露[2-3],带内花岗岩形成可以划分为4个时段,分别与4个造山旋回相对应:前寒武纪(元古宙)、早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代,以晚古生代—早中生代(或称华力西—印支旋回)构造-岩浆旋回最为强烈[3]。带内三叠纪的花岗岩最为发育,主要岩石类型为英云闪长岩、花岗闪长岩,其次为闪长岩和二长花岗岩[4]。同时燕山运动、喜马拉雅运动在东昆仑也有不同程度的表现[5],岩浆岩体较为丰富,是一个经历多期构造活动的复杂造山带[6-7],花岗质岩浆活动极其强烈而广泛。
东昆仑造山带古—中生代构造岩浆活动剧烈,并伴随有大规模的成矿作用,带内花岗岩体具多时代、多成因、多旋回演化的特点,不同成因类型与一定的金属矿床有着密切的成因关系,因此东昆仑花岗岩成因与成矿等问题一直是重要的研究课题。东昆仑造山带内多期起主导的构造岩浆活动同岩浆作用与成矿、岩浆岩岩石组合类型与成矿的关系未查阅到相关文献,岩浆岩类成岩与成矿作用的实质联系尚未查明[8-9],区域上针对花岗岩中矿质元素的研究亦极少。2012年新发现与花岗岩浆有关并进行勘查的昆仑河钨矿及二道沟钨矿,为东昆仑地区矿产资源调查提供了新的成果和研究方向。
低山头一带花岗岩体位于东昆仑成矿带伯喀里克—香日德成矿亚带东昆仑造山带中段①,目前研究区花岗岩体缺乏系统的岩石地球化学与成矿关系研究。本次通过较详细的野外地质调查,加强了侵入体间接触关系研究,在花岗岩体剖面测制时采集了岩石地球化学样品,采用连续拣块的方式采集了光谱样品并进行测试分析,从构造岩浆期次及岩石类型的元素质量分数分析花岗岩体与成矿直接、间接关系,判别其是否具备成矿母体有利性质,为在该地区的含矿和非含矿花岗岩体探寻更多和更可靠的成矿信息。
① 易平乾, 陈文林, 张永胜, 等.青海省重要矿种区域成矿规律研究成果报告.西宁:青海省地质矿产勘查开发局, 2013.
1 区域地质背景研究区位于绥拉海沟至大干沟一带,即东昆中与东昆北断裂之间②,大地构造位置归属东昆仑弧盆系北昆仑岩浆弧带,北侧以东昆北断裂为界与柴达木地块断层接触,南侧与康西瓦—南昆仑—玛多—玛沁对接带中段布尔汗布达蛇绿混杂岩带相邻[10](图 1)。
② 邓红宾, 姚波, 钟刚, 等.青海省格尔木市格尔木河西地区J46E023018等五幅1:5万区域地质矿产调查报告.绵阳:四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队, 2016.
2 岩体地质及岩石学特征 2.1 岩体地质特征低山头一带花岗岩体成矿区带位于东昆仑成矿带伯喀里克—香日德成矿亚带,与侵入岩体接触的地层主要为中-新元古界长城系小庙组,岩性以石英岩、石榴石黑云变粒岩、浅粒岩夹石英透辉石岩为主;中-新元古界万保沟群碳酸盐岩组为白云岩和白云质大理岩,偶夹少量细砂岩和硅质条带。下古生界泥盆系牦牛山组以安山岩为主,夹英安岩、火山角砾岩,另见少量砂砾岩;下古生界石炭系大干沟组为粉砂岩、不等粒含砾砂岩,夹复成分细砾岩。中生界侏罗系采石岭组岩性为岩屑长石砂岩、长石粉砂岩,夹少量砾岩、灰岩。侵入岩对地层侵吞殆尽,多见小残块产出。断裂构造NW-NWW向断裂发育,其次为NE向。
研究区岩体基岩裸露(图 2),平面形态长轴方向呈不规则状、楔状、长条状等形态NE-SW向展布,多呈岩基、岩株状产出。不同岩体侵入界线平面与剖面呈弯曲状(图 2a、b、d),石英闪长岩与二长花岗岩和正长花岗岩接触边界偶见少量后期二长花岗岩脉穿插或正长花岗岩包体,为超动接触关系,二长花岗岩与正长花岗岩接触界线呈渐变过渡,为脉动接触关系;侵入地层接触界线不平整(图 2c、e),局部被后期断层改造而呈断层接触,多具角岩化蚀变,边缘泥化强烈。主要出露岩性有正长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩和花岗闪长岩,以石英闪长岩和二长花岗岩为主,其次为正长花岗岩及少量辉长岩体。
① 邓红宾, 姚波, 钟刚, 等.青海省格尔木市格尔木河西地区J46E023018等五幅1:5万区域地质矿产调查报告.绵阳:四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队, 2016.
2.2 岩石学特征研究区花岗岩体岩性分为石英闪长岩、正长花岗岩及二长花岗岩(图 3)。
石英闪长岩呈灰色、灰黑色、灰白色,细粒花岗结构,块状构造,矿物镶嵌接触,杂乱分布。矿物成分包括斜长石(体积分数40%左右)、普通角闪石(40%左右)、黑云母(15%左右)、石英(5%左右)及少量金属矿物。斜长石呈自形—半自形板状,粒径为0.2~1.0 mm,部分颗粒发生绢云母化;普通角闪石呈自形柱状,粒径为0.2~2.0 mm;黑云母自形片状,棕色,粒径为0.3~2.0 mm,颗粒发生绿泥石化;石英为他形粒状,粒径为0.1~0.5 mm;金属矿物粒径为0.1~0.2 mm,黑色,他形粒状,均质体(图 3a)。
正长花岗岩呈肉红色,细—粗粒花岗结构,块状构造,矿物杂乱分布。矿物成分包括斜长石(体积分数15%左右)、钾长石(50%左右)、石英(28%左右)、黑云母(7%左右)及少量金属矿物。斜长石呈半自形—自形板状,粒径主要为2.0~5.0 mm,5.0~7.0 mm次之,少量为0.5~2.0 mm,部分颗粒发生绢云母化;钾长石呈他形粒状,粒径主要为2.0~5.0 mm,5.0~8.0 mm次之,少量为1.0~2.0 mm;石英呈他形粒状,粒径为1.5~6.0 mm;黑云母呈棕色片状,粒径为0.5~2.5 mm,杂乱分布,部分颗粒发生绿泥石化;金属矿物粒径为0.1~0.4 mm,黑色,他形粒状,均质体(图 3b)。
二长花岗岩呈浅肉红—灰白色,中—细粒花岗结构,块状构造,矿物镶嵌接触,杂乱分布。矿物成分包括斜长石(体积分数25%左右)、钾长石(39%左右)、石英(30%左右)、黑云母(6%左右)及少量金属矿物。斜长石呈半自形—自形板状,粒径为2.0~5.0 mm,少量为0.5~2.0 mm;钾长石呈他形粒状,粒径为1.5~5.0 mm,少量为0.3~2.0 mm;石英呈他形粒状,粒径为0.3~4.0 mm;黑云母呈棕色片状,粒径为0.5~2.5 mm,大部分发生绿泥石化;金属矿物粒径为0.1~0.3 mm,黑色,他形粒状,均质体(图 3c)。
3 岩石地球化学特征 3.1 样品采集与测试方法研究区石英闪长岩、正长花岗岩及二长花岗岩的岩石地球化学样品在PM03、PM12、PM13剖面中采集(图 1)。元素分析在自然资源部武汉矿产资源监督检测中心完成。岩石检测温度25 ℃,相对湿度55%,主量元素采用四硼酸锂熔片-XRF法用X荧光光谱仪(Magix_pro2440)进行分析测试,其中FeO采用硫酸-氢氟酸溶矿-重铬酸钾滴定法、H2O+采用高温加热-浓硫酸吸收-重量法、CO2采用非水滴定法,误差范围为0.02%~0.05%;稀土元素分析仪器是质谱仪(Thermoelemental X7),采用HNO3、H2SO4、HClO4、HF熔矿及王水提取,误差范围为0.005×10-6~0.200×10-6; 微量元素中Nb、Ta、Zr、Hf元素用过氧化钠融熔-ICP-MS,分析仪器是质谱仪(Thermoelemental X7), 误差范围为0.1×10-6~1.5×10-6,Sr、V、Ba元素分析仪器是等离子体发射光谱仪(ICAP6300),用四酸溶矿-ICP-OES,误差范围为2.0×10-6~5.0×10-6,Sc、Cr、Li、U、Cs、Th、Rb元素分析仪器是质谱仪(Thermoelemental X7),采用四酸溶矿-ICP-MS,误差范围为0.05×10-6~3.00×10-6。岩石主量元素、微量元素及主要岩石化学参数见表 1。
3.2 主量元素特征不同岩性岩石的SiO2质量分数存在一定差异性,石英闪长岩的SiO2质量分数为57.64%和58.47%,全碱质量分数为4.54%和6.07%,碱饱和指数(NK/A)为0.26和0.37,Na2O/K2O值均为2.57,总体显示富钠特点;正长花岗岩的SiO2质量分数为75.45%~75.99%,全碱质量分数为7.54%~8.68%,碱饱和指数集中在0.58~0.69之间,Na2O/K2O值为0.74~0.94,总体显示富钾特点;二长花岗岩的SiO2质量分数为66.80%~73.45%,全碱质量分数为5.75%~6.29%,碱饱和指数集中在0.35~0.41之间,Na2O/K2O值为1.50~2.13,总体显示富钠特点。在w (K2O)-w (SiO2)图解(图 4a)中,石英闪长岩及二长花岗岩均属钙碱性系列岩石,正长花岗岩属高钾钙碱性系列岩石;TAS分类图解(图 4b)中,12件样品落于Irvine分界线下方的4、5、6区域,属花岗岩类岩石,与矿物名称总体较为一致。
3.3 微量元素和稀土元素特征在微量元素原始地幔标准化蛛网图解(图 5a)上,花岗岩体中显示大离子亲石元素(LILE)富集Rb、K、Ba、Th、Sr、Nd,仅正长花岗岩Sr亏损,高场强元素(HFSE)富集Zr、Hf、Ce,而Nb、P、Ti明显亏损,显示花岗岩体总体上具有岛弧火山岩岩浆作用形成并具有大陆地壳物质参与的微量元素地球化学特点。在稀土元素球粒陨石标准化配分图(图 5b)中,轻稀土元素显示富集,轻重稀土比值(LREE/HREE)为5.72~16.98;δEu为0.20~1.03,属于铕亏损型;δCe为0.94~1.00,显示铈为弱负异常;(La/Yb)N为5.09~28.35,反映岩浆岩体轻稀土元素相对重稀土元素富集;铕负异常特征较明显,所有数据表现为右倾缓倾斜型,轻稀土元素较陡,重稀土元素部分趋于平缓,不同岩石类型存在少量差异,岩浆分异特征明显。
4 岩石成因与构造环境 4.1 岩石成因研究区12件样品主量元素铝饱和指数(A/CNK)9件集中在0.85~0.99之间,为准铝质饱和指数,3件在1.03~1.05之间,为弱铝质饱和指数,总体铝饱和指数<1.00,为准铝质岩浆岩(图 6a);碱饱和指数集中在0.26~0.69之间,均小于0.90,属钙碱性岩石[16]。所有样品里特曼组合指数(σ43)在1.18~2.31之间,属里特曼划分的钙碱性岩石类型[17]。花岗岩体岩石CIPW标准矿物组合中主体样品含刚玉标准分子,含刚玉标准分子的范围为0.01~1.44,大于0.01的8件,小于0.01的4件,含透辉石标准分子样品3件,范围为0.21~4.03。在w (P2O5)-w (SiO2)图解(图 6b)中,样品的P2O5质量分数随着SiO2质量分数增加而降低,与I型花岗岩变化趋势相一致。这些特征与典型的S型花岗岩相区别[20-21]。在花岗岩成因类型ACF图解(图 6c)中,二长花岗岩及正长花岗岩样品投入在I型花岗岩中,石英闪长岩落入S型花岗岩内;在花岗岩成因类型w (Na2O)-w (K2O)图解(图 6d)中,低山头花岗岩体二长花岗岩及石英闪长岩样品投入在I型花岗岩中,而正长花岗岩样品投入A型花岗岩中。综上,岩体整体显示以I型花岗岩为主的特点。
原生幔源岩浆的Mg#值变化范围为0.68~0.75[24],下地壳岩石部分熔融形成的熔体Mg#值<45[25]。低山头一带花岗岩体Mg#值为8.79~47.19,平均值35.80,表明花岗岩体并非原生幔源岩浆,为下地壳熔融体;低山头一带花岗岩体δEu值10件样品为0.20~0.92,2件样品为1.03,负铕异常明显,可能在岩石部分熔融或分离结晶作用过程中存在大量斜长石及正长石或晶出残留源区,多阶段的分离结晶可形成显著的负铕异常。δCe值为0.94~1.00,铈无异常或略亏损,表明岩浆源于地壳上部的重熔,部分岩石具下地壳或上地幔物质混染的特征。岩石中强烈亏损Nb、P、Ti,说明岩浆结晶分异在演化过程中的主导作用。
Nb/Ta和Zr/Hf值可作为指示壳-幔体系地球化学作用指标[26]。原始地幔Nb/Ta值为17.39,Zr/Hf值为36.25[14],而下地壳Nb/Ta值为8.33,Zr/Hf值为35.79[27]。地幔直接派生的洋岛玄武岩(OIB)(夏威夷、大西洋岩石省)Nb/Ta值接近原始地幔值,但岛弧玄武岩(IAB)、火山弧花岗岩和A2亚型花岗岩由于有陆壳参与熔融或受其混染,此值明显下降,如岛弧玄武岩(IAB)值为8~28,同碰撞花岗岩值为5~12,A2亚型花岗岩值为4.0~9.5,I型花岗岩值为1.5~22.0[26, 28-29]。区内石英闪长岩Nb/Ta值为10.91~12.94,平均为11.93,Zr/Hf值为17.73~27.30,平均为22.51;正长花岗岩Nb/Ta值为6.94~10.20,平均为8.40,Zr/Hf值为24.17~29.38,平均为26.62;二长花岗岩Nb/Ta值为4.45~14.24,平均为9.69,Zr/Hf值为23.89~29.73,平均为25.37。结果显示:石英闪长岩源区Nb/Ta值(11.93)低于原始地幔值(17.39),位于同碰撞花岗岩(5~12)与I型花岗岩值(1.5~22.0)范围,但高于下地壳值(8.33),而Zr/Hf值(22.51)低于原始地幔值(36.25)及下地壳值(35.79),说明其源区物质来源为壳-幔混合物质,受地壳组分影响相对大;正长花岗岩源区Nb/Ta值(8.40)低于原始地幔值(17.39),位于同碰撞花岗岩(5~12)与I型花岗岩值(1.5~22.0)范围,但略高于下地壳值(8.33),而Zr/Hf值(26.62)低于原始地幔值(36.25)及下地壳值(35.79),说明其源区物质来源为壳-幔混合物质,受地壳组分影响相对大;二长花岗岩源区Nb/Ta值(9.69)低于原始地幔值(17.39),位于同碰撞花岗岩(5~12)与I型花岗岩值(1.5~22.0)范围,也略高于下地壳值(8.33),而Zr/Hf值(25.37)低于原始地幔值(36.25)及下地壳值(35.79),说明其源区物质来源为壳-幔混合物质,受地壳组分影响略大。以上特征显示,低山头一带花岗岩体的源区物质来源为壳-幔混合物质,仅受地壳成分的影响不同,属有陆壳参与熔融或受其混染的同碰撞I型花岗岩。
4.2 构造环境在低山头二长花岗岩中获得锆石U-Pb年龄为(225.52±0.76)Ma[11],时代为晚三叠世印支期;以往研究区绥拉海西沟正长花岗岩获得锆石U-Pb年龄为(251±1)Ma①,时代为早三叠世印支期;东侧道班沟石英闪长岩获得黑云母K-Ar法年龄为310 Ma②,时代属晚石炭世华力西期。以上获得的花岗岩体年龄值能代表研究区内岩体年龄。
① 王永文, 保广普, 付军, 等.青海1:5万沙松乌拉山地区J46E023016等四幅区域地质调查报告.西宁:青海省地质调查院,2012.
② 牛富英, 沈宝坪, 马金贵, 等.格尔木市幅、纳赤台幅1:20万区域地质调查报告.西宁:青海省地质矿产局第一区调队, 1981.
低山头一带花岗岩体构造判别图解中,在w(Rb)-w (Yb+Ta)判别图解(图 7a)上,样品投点主要在火山弧花岗岩区域,具有火山弧花岗岩的地球化学特征,是一种造山型花岗岩;在w (TFeO+MgO) -w (CaO)(图 7b)及w (FeO)-w (MgO)(图 7c)判别图解上,岩石皆落入IAG+CAG+CCG区,显示为造山环境。区域上东昆仑祁漫塔格中—晚三叠世花岗岩属后碰撞构造阶段花岗岩[32],东昆仑它温查汉西晚三叠世花岗岩形成于碰撞—后碰撞转化阶段[33],沟里地区花岗岩形成于晚三叠世碰撞—后碰撞造山阶段[34],表明东昆仑造山带东段和西段出现大量的中—晚三叠世花岗岩形成于碰撞造山阶段。结合区域上研究成果,低山头一带花岗岩属于挤压应力环境中造山事件的地质体,地壳属不稳定状态,正在以变形作用为特征,形成华力西期—印支期早期具有碰撞造山环境花岗岩。
东昆仑造山带前造山阶段为多岛洋盆,造陆和造山阶段特点为软碰撞、多构造和多旋回[35]。东昆仑区域构造演化原特提斯洋的打开和扩张应发生在早寒武世之前[36-37],此后洋盆持续不断扩张,规模不断变大,且大规模的俯冲消减发生在奥陶纪,吐木勒克西南晚奥陶世蓝闪石片岩与其伴生的辉长岩(Ar-Ar年龄为(445±2)Ma)的出现作为洋盆主体关闭和陆壳俯冲碰撞开始的标志[3, 38];志留纪中晚期东昆仑地区原特提斯洋盆便完成了主体拼合[37],东昆仑地区万保沟岩体(412.6 Ma)、诺木洪南胡晓钦岩体(426.5 Ma)与秦昆接合部存在的志留纪—泥盆纪侵入岩(423~401 Ma)属同一阶段的岩浆活动,代表了洋壳俯冲消减作用的产物[39]。牦牛山组磨拉石建造形成于晚志留世—早泥盆世(锆石U-Pb年龄为423~400 Ma),代表地层沉积形成时限[40],中—晚石炭世开始了板块的俯冲,中—晚二叠世到早三叠世(260~240 Ma)是主要的俯冲造山期[41],这个时期的花岗岩类分布非常广泛,规模宏大,构成东昆仑造山带的主体,该阶段花岗岩清楚地记录了俯冲造山与碰撞造山的时限[3, 42]。构造判别图解(图 7)显示低山头一带花岗岩为碰撞造山环境花岗岩,与区域构造岩浆演化较为一致。
5 花岗岩体矿质元素与成矿作用岩石成矿元素的质量分数反映了岩体的物质基础,是成矿物质的来源、基本要素、浓集机制以及成矿环境问题。矿化往往与特定的岩浆物质中所含的某种成矿元素有关,具丰富矿质元素的花岗岩体为成矿提供了重要的岩浆热动力条件甚至物源条件。痕量元素也是研究成岩成矿环境的指示剂,利用痕量元素的丰度值变化,与区域地球化学场、地质构造背景及已知矿床成果进行对比,可分析探讨花岗岩体的含矿性。野外地质调查期间, 在岩体剖面测制中采集了对应的光谱样品,获得岩石的11种元素分析数据,按构造岩浆期次及主要岩石类型的元素质量分数进行统计(表 2),并与青海全省、东昆仑成矿带及其亚带平均元素丰度值进行对比(表 3),可大致了解华力西及印支构造岩浆期次主要岩石类型平均元素质量分数,判别富集元素。富集系数常用于判断地球化学元素的富集或贫化,一般情况下富集系数<1显示元素的次生贫化,富集系数>1表示该元素次生富集,地质找矿意义相对较大。
构造-岩浆期 | 岩性 | 岩性代号 | 样品数 | Cu | Pb | Zn | Co | W | As | Sb | Sn | Au | La | Y |
印支期 | 二长花岗岩 | T3ηγ | 53 | 7.86 | 20.98 | 40.63 | 4.75 | 0.84 | 1.88 | 0.25 | 1.87 | 0.75 | 24.25 | 19.27 |
正长花岗岩 | T1ξγ | 16 | 13.48 | 20.03 | 67.66 | 6.45 | 1.35 | 4.14 | 0.48 | 1.81 | 1.65 | 31.35 | 24.91 | |
华力西期 | 花岗闪长岩 | P2γδ | 49 | 9.63 | 33.41 | 80.56 | 1.05 | 1.71 | 5.29 | 0.43 | 3.12 | 2.18 | 36.72 | 18.68 |
石英闪长岩 | C2δο | 13 | 13.87 | 24.28 | 101.08 | 10.45 | 1.08 | 4.54 | 0.15 | 2.35 | 0.43 | 29.88 | 29.47 | |
青海全省① | 19.86 | 23.03 | 58.50 | 9.83 | 1.72 | 16.27 | 0.91 | 2.54 | 1.40 | 32.23 | 20.01 | |||
东昆仑成矿带① | 20.40 | 20.66 | 57.21 | 9.53 | 1.94 | 13.94 | 0.97 | 2.78 | 1.47 | 33.29 | 20.96 | |||
伯喀里克—香日德成矿亚带② | 14.16 | 21.25 | 49.07 | 7.08 | 1.65 | 8.00 | 0.56 | 2.77 | 1.05 | 32.48 | 22.67 | |||
注:Au质量分数单位为10-9,其他为10-6。质量分数平均值为样品件数中的平均值。 |
① 许光, 李明喜, 杨晓琴, 等.青海省矿产资源潜力评价地球化学资料应用成果报告.西宁:青海省地质矿产勘查开发局, 2011.
② 杨生德, 王彦, 任家琪, 等.青海省第三轮成矿远景区划研究及找矿靶区预测. 西宁:青海省地质矿产勘查开发局, 2003.
元素 | 成矿带 | Cu | Pb | Zn | Co | W | As | Sb | Sn | Au | La | Y | |
华力西期 | 石英闪长岩(C2δο) | a | 0.70 | 1.05 | 1.73 | 1.06 | 0.63 | 0.28 | 0.16 | 0.93 | 0.31 | 0.93 | 1.47 |
b | 0.68 | 1.18 | 1.77 | 1.10 | 0.55 | 0.33 | 0.15 | 0.85 | 0.29 | 0.90 | 1.41 | ||
c | 0.98 | 1.14 | 2.06 | 1.48 | 0.65 | 0.57 | 0.27 | 0.85 | 0.41 | 0.92 | 1.30 | ||
花岗闪长岩(P2γδ) | a | 0.48 | 1.45 | 1.38 | 0.11 | 0.99 | 0.32 | 0.47 | 1.23 | 1.56 | 1.14 | 0.93 | |
b | 0.47 | 1.62 | 1.41 | 0.11 | 0.88 | 0.38 | 0.45 | 1.12 | 1.48 | 1.10 | 0.89 | ||
c | 0.68 | 1.57 | 1.64 | 0.15 | 1.03 | 0.66 | 0.77 | 1.13 | 2.08 | 1.13 | 0.82 | ||
印支期 | 二长花岗岩(T3ηγ) | a | 0.40 | 0.91 | 0.69 | 0.48 | 0.49 | 0.12 | 0.27 | 0.73 | 0.53 | 0.75 | 0.96 |
b | 0.39 | 1.02 | 0.71 | 0.50 | 0.43 | 0.14 | 0.25 | 0.67 | 0.51 | 0.73 | 0.92 | ||
c | 0.56 | 0.99 | 0.83 | 0.67 | 0.51 | 0.24 | 0.44 | 0.67 | 0.71 | 0.75 | 0.85 | ||
正长花岗岩(T3ξγ) | a | 0.68 | 0.87 | 1.16 | 0.66 | 0.79 | 0.25 | 0.52 | 0.71 | 1.18 | 0.97 | 1.25 | |
b | 0.66 | 0.97 | 1.18 | 0.68 | 0.70 | 0.30 | 0.49 | 0.65 | 1.12 | 0.94 | 1.19 | ||
c | 0.95 | 0.94 | 1.38 | 0.91 | 0.82 | 0.52 | 0.85 | 0.65 | 1.57 | 0.97 | 1.10 | ||
注:a. 青海全省;b. 东昆仑成矿带c. 伯喀里克—香日德成矿亚带。富集系数为花岗岩元素质量分数平均值与对应青海全省、东昆仑成矿带、伯喀里克—香日德成矿亚带元素丰度值的比值。 |
研究区石英闪长岩与花岗闪长岩分析元素与各成矿带元素质量分数对比见图 8。图 8显示:石英闪长岩中矿质元素Zn、Y的质量分数相对富集,其次为元素Pb、Co;花岗闪长岩中相对富集的矿质元素为Au、Pb、Zn,其次为Sn、La。
5.2 印支期二长花岗岩、正长花岗岩矿质元素研究区二长花岗岩与正长花岗岩分析元素与各成矿带元素质量分数对比见图 9。图 9显示:二长花岗岩中矿质元素整体含矿性较弱,仅Pb、Y的质量分数略接近富集系数1;正长花岗岩中相对富集的矿质元素为Au、Zn、Y,其次为Pb、La。
5.3 区域花岗岩体对研究区富集矿质元素的启示随着地质调查及科研工作不断深入,东昆仑造山带发现了一大批与成矿有密切关系的中酸性花岗岩体。晚华力西—印支期旋回的侵入岩分布广、规模大,在花岗岩浆-构造事件序列中扮演着非常重要的角色[43-44]。哈西亚图金多金属矿获得石英闪长岩的锆石U-Pb年龄为(246.8±1.8)Ma[45],阿斯哈金矿床获得石英闪长岩锆石U-Pb年龄为(238.4±1.6)Ma[46],与斑岩型铜钼矿床(卡而却卡等)、矽卡岩型铁多金属矿床(尕林格等)、层控矽卡岩型铅锌(维宝、虎头崖等)成矿密切相关的主要为中—晚三叠世(242~212 Ma)花岗闪长岩-石英闪长岩-二长花岗岩-花岗岩类,其以I+A型花岗岩为主[47-48]。祁漫塔格地区花岗岩类成矿专属性中富钾的A型和S型花岗岩类与W、Sn、Nb、Ta和稀土元素等矿化相关性强,富钠的I型花岗岩类与铜、钼矿化关系密切[49];祁漫塔格地区中—晚三叠世以碰撞—后碰撞阶段的垂向增生为主,与成矿有关的岩浆岩主要为中—晚三叠世石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩和花岗斑岩等,以I型、A型花岗岩为主,成矿时代集中于248~210 Ma[50];野马泉铁多金属矿床的富硅富钾过铝质钙碱性、具有壳幔混合特征的I型花岗岩岩石具有良好的成矿性[51]。
华力西及印支期是东昆仑成矿带重要的成矿时期,低山头一带花岗岩体的源区物质来源为壳-幔混合物质,为同碰撞I型花岗岩,岩浆活动过程提供的热源驱动地幔深部岩浆热液及矿物质元素上移,促使岩体中的各类元素活化迁移,并汇聚形成矿质热液,部分矿质元素出露地表并相对富集。通过地球化学勘查获取矿质元素分析数据,元素组合、地化异常突出相对富集元素,可为下一步找矿提供方向。
6 结论1) 研究区花岗岩总体铝饱和指数<1,碱饱和指数集中在0.26~0.69之间,为准铝质钙碱性岩石;大离子亲石元素(LILE)富集Rb、K、Ba、Th、Sr、Nd,仅正长花岗岩Sr亏损,高场强元素(HFSE)富集Zr、Hf、Ce,而Nb、P、Ti明显亏损;整体显示为挤压应力环境中有陆壳参与熔融或受其混染的同碰撞造山I型花岗岩。
2) 低山头一带花岗岩体主要形成于华力西期及印支期,11种矿质元素特征显示Au、Zn、Y、Pb等相对富集,含有与区域成矿背景相似的成矿元素背景值,获取的花岗岩体相对富集的矿质元素与1:5万化探综合异常HS乙2W(Ag、Sn、Mo)、HS乙2Bi、Sn (Mo、Ag、Cd)、HS乙2Bi、Sn (Au、Mo)及HS丙Au (Sn、Zn、Pb)等部分元素重合,且该地区断裂构造极为发育并新发现一些铜金矿化线索,显示出较好的找矿前景。
3) 根据地质背景及地球化学信息,低山头一带花岗岩体初步划分不同岩性、不同类型、不同时代的花岗岩富集矿质元素特征。与区域已知成矿性良好且为I型花岗岩成因相关的成矿事实类比,探索区域上中酸性侵入岩浆作用与成矿的关系,总结不同类型矿床找矿标志,结合已有的地质资料,低山头一带花岗岩体是需重视找矿研究、寻找相似矿床的重要区域。
致谢: 姚波、官云彬、钟刚、徐琳、母永鸿、胡林、张显虎、魏龙、何龙等参与了该项目的野外地质调查工作,在此表示真诚的谢意!
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