浙江常山里山岭斑岩型铜矿床成岩时代及岩浆源区

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王科强, 张德会, 朱玉娣, 等 . 浙江常山里山岭斑岩型铜矿床成岩时代及岩浆源区[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 736-748 复制到剪切板

Wang Keqiang, Zhang Dehui, Zhu Yudi, et al . Petrogenic Age and Magma Source of Granite Porphyry in Lishanling Porphyry Cu Deposit in Changshan Area, Zhejiang Province[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2016, 46(3): 736-748. 复制到剪切板

浙江常山里山岭斑岩型铜矿床成岩时代及岩浆源区

王科强^1,2,3, 张德会^1,2, 朱玉娣⁴, 付芬^1,2, 印贤波⁵, 王晨昇⁶

1. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083 ;
2. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083 ;
3. 北京东方燕京矿山工程设计有限责任公司, 北京 100070 ;
4. 西南石油大学地球科学与技术学院, 成都 610500 ;
5. 西藏金龙矿业股份有限公司, 拉萨 850000 ;
6. 中国有色金属矿产地质调查中心, 北京 100012

收稿日期: 2015-10-12

作者简介: 王科强(1967-),男,博士研究生,主要从事矿床学、成矿区划和地球化学研究,E-mail:wkq32639832@sina.com。

通信作者: 张德会(1955-),男,教授,博士生导师,主要从事矿床地球化学和流体包裹体研究,E-mail:zhdehui@cugb.edu.cn

基金项目: 国土资源部项目（201411024）；国家自然科学基金项目（41373048）

摘要: 浙江是非金属矿大省，金属矿特别是斑岩型矿床的研究亟待进行。本文以里山岭斑岩型铜矿床为研究对象，首次采用SHRIMP U-Pb对该岩体侵位时代进行精确限定，利用Sr-Nd同位素示踪含矿岩体的岩浆源区，不仅为浙江斑岩型矿床成因的深入研究增加了新资料，还对浙西下一步找矿勘探具有重要意义。浙江常山里山岭斑岩型铜矿床位于钦杭成矿带东段，受球川-萧山深断裂带控制。该矿床铜矿化主要赋存于花岗斑岩体中。含矿花岗斑岩为高硅、富碱、高分异、过铝质S型花岗岩。岩体的稀土分布型式右倾，整体呈“海鸥型”，有明显负Eu异常。岩石亏损Sr、Ba等大离子亲石元素，富集Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Y、Yb等高场强元素。含矿花岗斑岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为（131±2）Ma，为早白垩世构造-岩浆活动的产物，形成于中国东部岩石圈减薄背景。岩浆岩（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.679 95~0.721 08，平均0.701 14。ε_Nd（t）值为-8.4~-5.8，平均-6.7。Sr-Nd同位素特征表明含矿花岗斑岩源区主要为地壳，兼有少量地幔物质的混染。

关键词: 斑岩型铜矿花岗斑岩 Sr-Nd同位素 SHRIMP锆石U-Pb年龄浙江常山里山岭

Petrogenic Age and Magma Source of Granite Porphyry in Lishanling Porphyry Cu Deposit in Changshan Area, Zhejiang Province

Wang Keqiang^1,2,3, Zhang Dehui^1,2, Zhu Yudi⁴, Fu Fen^1,2, Yin Xianbo⁵, Wang Chensheng⁶

1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China ;
2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China ;
3. Beijing Oriental Yanjing Mining Design Co., Ltd., Beijing 100070, China ;
4. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China ;
5. Tibet Jinlong Incorporated Co., Ltd., Lasa 850000, China ;
6. China Non-Ferrous Metal Resource Geological Survey, Beijing 100012, China

Supported by Supported by the Ministry of Land and Resources(201411024) and National Natural Science Founda of China(41373048)

Abstract: Zhejiang is well known for its abundant non-metallic mineral resource, whereas is lack of research data on metallic deposits, especially on the porphyry deposits. The Lishanling porphyry Cu deposit has been chosen as a study object, the SHRIMP zircon U-Pb dating is applied to restrict the emplacement age of Lishanling granite porphyry. Sr-Nd isotope tracing is completed to study the origin of granite porphyry. The research result not only can enhance the study on ore genesis of porphyry deposits in Zhejiang, but also is vital important for further ore exploration in western Zhejiang. The Lishanling porphyry Cu deposit is located in the east of Qinzhou-Hangzhou suture zone, and the copper mineralization occurs within the granitic porphyry. The ore-bearing porphyry is classified as the S-type granite with high silica, alkaili content, strong fractionation, and peraluminous characteristics. In the chondrite-normalized diagram, the REE patterns lean to the right, appears as a seagulls, the enrichment of LREE and negative Eu anomalies are abvious. The porphyry is rich in Nb, Ta, Zr, Hf, Ti, Y, Yb; and depleted of LILEs such as Sr and Ba. Zircon SHRIMP U-Pb age of ore-bearing granite porphyry is (131±2) Ma, which proves that the porphyry was resulted from the Early Cretaceous tectonic-magmatic activity and formed in the tectonic background of lithospheric thinning in Eastern China. The ore-bearing porphyry has relative high value of I_Sr(0.679 95 to 0.721 08) and low ε_Nd(t) value (-8.4 to -5.8), with the average value of 0.701 14 and -6.7 respectively. The ore-bearing granite porphyry mainly origin from crustal rock with a small amount of mantle contamination, which can be proved by the Sr-Nd isotopic characteristics.

Key words: porphyry Cu deposit granite porphyry Sr-Nd isotopes zircon SHRIMP U-Pb age Lishanling in Changshan area of Zhejinag Province

0 引言

钦—杭结合带被认为是扬子地块和华夏地块之间的构造单元边界^[1-4]，在华南大地构造格局中占有重要地位^[5]。钦(州)—杭(州) 成矿带是华南地区最为重要的CuAuPbZnAg多金属成矿带，分布着一大批特大型铜金铅锌钽铀矿床^[6]，随着被列入中国重点找矿区带，在其东段的浙西地区掀起了新一轮的基础地质研究与找矿工作高潮。

浙江常山里山岭小型斑岩型铜矿床位于常山县球川镇里山岭村，构造上位于钦(州)—杭(州) 成矿带东段，受球川—萧山深断裂带控制。中心点坐标：118°17′50″E，28°54′55″N。矿区由叶溪岭、里山岭、桃树坞3个块段组成，面积约36 km²。其外围尚分布塘岭、双源岭铅锌矿区，构成以里山岭为中心的铜铅锌热液成矿系统(图 1)。

1.中志留统泥岩夹细砂岩；2.上志留统细砂岩与粉砂岩互层；3.上奥陶统文昌组泥岩、粉砂质泥岩；4.上奥陶统长坞组中厚层状钙质泥岩；5.斑状花岗岩；6.花岗斑岩；7.脉岩；8.断层；9.铅锌矿点；10.铜矿化点；11.年龄样品采集位置图 1 里山岭铜矿区地质图 Figure 1 Geological map of Lishanling porphyry Cu deposit

图选项

里山岭铜矿床在浙西地区具代表性，前人对该矿区的研究工作着重于矿床地质特征、岩体岩性等方面^[7]，在与成矿有关的斑岩体的岩石地球化学、成岩年代学研究仍属空白。本文在前人工作的基础上，对矿区与成矿有关的花岗斑岩开展了系统的岩石学、岩石地球化学、SrNd同位素与锆石SHRIMP UPb年代学研究，进而探讨成岩成矿的岩浆源区，研究成果对深入研究矿床成因和指导浙西地区下一步的找矿勘查工作具有重要意义。

1 矿区及矿床地质概况

矿区出露地层主要为奥陶系长坞组(O₃c)、文昌组(O₃w) 和志留系中统(S₂)、上统(S₃) 一套碎屑岩。岩层为向NW倾斜的单斜层，地层倒转，走向50°~80°，花岗斑岩体北侧地层倾角15°~35°，花岗斑岩体南侧地层倾角25°~70°(图 1)。

矿区位于球川—叶家塘复式向斜NW翼，发育NE、NW向两组断裂。NE向断裂历经多期活动，以张扭性为主，次为压扭性，多被中酸性脉岩充填，为控岩控矿构造。NW向断裂构造走向310°～330°，张性、张扭性，规模较小，为成矿后构造。

里山岭花岗斑岩体东起叶溪岭，经里山岭、桃树坞止于浙赣边界，长约5 000 m，宽150~600 m，呈岩枝产于志留系中，面积约1.5 km²。西南段桃树坞一带岩性为花岗岩，长2 100 m，宽400~600 m，倾向北西，倾角40°~75°，向西渐变为细粒斑状花岗岩，呈枝叉状延伸至浙赣边界。里山岭一带岩性为花岗斑岩，长1 600 m，宽100~350 m，倾向北西，倾角45°~60°。两侧各见1条与主岩体大致平行的花岗斑岩岩脉，脉岩深部与主岩体相连。叶溪岭一带岩性为霏细斑岩、霏细岩，长1 300 m，呈岩脉产出，脉带宽100~400 m，单脉宽几米到20 m不等，倾向北西。

全区脉岩计有100余条，主要走向为NE向，部分走向为NW向。岩性主要有霏细斑岩、花岗斑岩、石英斑岩、闪长岩、闪长玢岩、安山玢岩等，其次为辉绿岩、煌斑岩、英安玢岩、霏细岩等。部分脉体见矿化。

矿化类型主要为矽卡岩型与斑岩型。矽卡岩型矿化分布于里山岭花岗斑岩体南北两侧的矽卡岩中，顺层分布，单个矿体呈透镜状，沿走向不连续。矿石类型为浸染状、条带状、角砾状。主要金属矿物为黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿，次为黄铁矿、方铅矿、辉钼矿、蓝铜矿、褐铁矿(图 2a,b )。

a、b.蓝铜矿化、褐铁矿化矿石；c.花岗斑岩中的细网脉状矿化；d.含矿花岗斑岩。图 2 里山岭矿区矿石类型 Figure 2 Rock types in Lishanling ore district

图选项

斑岩型矿化分布于斑岩体顶部，长260 m，平均厚8.03 m，平面上呈长条状展布，走向60°~70°，倾向NW，剖面上呈楔状。矿石类型以细脉浸染状(图 2c )、胶结角砾状为主。主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿，次为方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、白铁矿、辉钼矿。平均品位：Cu为 0.69%、Ag 为(12~30)×10^-6、Au为(0.05~0.12 )×10^-6。

围岩蚀变类型主要为角岩化、大理岩化、矽卡岩化、硅化、绿泥石化、绢云母化、萤石化、高岭土化、碳酸盐化等。

2 采样位置及分析方法

里山岭铜矿区采集有5件岩石样品，编号分别为LSLRbSr/SmNd6、LSLUPb1、LSL6、LSL7、LSL8。其中，样品LSLRbSr/SmNd6与LSLUPb1为同一件样品，只是编号不同，采集于矿区平硐硐口，地理坐标28°55′16″N，118°18′08″E，岩性为(正长) 花岗斑岩(图 2d)。双源岭铅锌矿区采集有2岩石样品，编号为SYL1、SYL2。

用于岩石地球化学、Sr、Nd同位素分析及锆石SHRIMP UPb法测年的样品新鲜，无风化，局部发育绢云母化。岩石鉴定、样品的加工和单矿物分离以及主微量元素、稀土元素测试由河北省区域地质调查研究院实验室完成。锆石挑选在河北廊坊区域地质与矿产调查所实验室完成。锆石制靶、CL图像和锆石U、Th、Pb同位素组成分析在中国地质科学院北京离子探针中心SHRIMP Ⅱ仪器上完成。实验原理和分析流程，见文献^[8]。数据处理采用SQUID1.02及ISOPLOT程序^[9]。Sr、Nd同位素分析由中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室同位素室完成。

3 花岗斑岩的岩相学与地球化学特征 3.1 岩相学

(正长) 花岗斑岩镜下鉴定的基本特征为：斑晶由斜长石、钾长石、石英和暗色矿物构成，大小一般为0.3~2.5 mm(图 2c、d，图 3a、b)；斜长石半自形板状，被绢云母及少量碳酸盐、不透明矿物交代呈假像，聚片双晶隐约可见；钾长石为正长石，半自形板状，发育高岭土化和轻微碳酸盐化，部分颗粒内见斜长石包体；斜长石、钾长石体积分数为5%～10%；石英呈自形—半自形粒状，局部有熔蚀现象，占3%~5%；暗色矿物主要为少量的黑云母、角闪石，多被绢云母、石英等交代呈假像残留。基质由斜长石、钾长石、石英等组成，多呈似球粒状，具微晶结构，粒径一般小于0.2 mm，个别达0.3 mm；多发生绢云母化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变。长石主要呈半自形板状，少量他形粒状，杂乱分布，亦发生蚀变；斜长石聚片双晶不可见，体积分数约10%；钾长石为正长石，高岭土化，体积分数约55%；石英体积分数为20%~25%，呈他形粒状，填隙状分布，少量粒内嵌布长石微晶。

图 3 里山岭矿区花岗斑岩岩相学特征 Figure 3 Characteristics of Lishanling Cu deposit's petrography

图选项

3.2 岩石主量元素特征

矿区岩体的主量元素分析结果(表 1) 表明，样品w (SiO₂) 为75.62%~79.35%，平均77.51%，偏酸性。w (Na₂O) 为0.07%~2.82%，平均1.49%；w (K₂O) 为4.19%~6.47%，平均5.25%；全碱 w(Na₂O+K₂O) 为5.58%~7.78%，平均6.74%，总体富碱。Na₂O/K₂O值为0.01~0.58，平均0.31， w (Na₂O)＜ w(K₂O) 的原因可能系岩石遭受蚀变的结果。莱特碱度率(AR) 为2.21~3.35，平均2.82。里特曼指数(δ) 为0.85~1.77，为钙碱性岩。w (CaO) 为0.02%~1.15%，平均0.45%，低钙； w (MgO) 为0.09%~0.46%，平均0.22%，TFe₂O₃/MgO值为2.65~10.34，平均5.86。A/NKA/CNK图解(图 4) 中，样品为过铝质，且碱质含量较高。

表 1 里山岭矿区花岗斑岩主量、微量、稀土元素数据 Table 1 Major and trace elements data of ore-boring porphyry from Lishanling ore district

样号	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	MnO	P₂O₅	TiO₂	烧失量	合计	TFe₂O₃	I_D	A/NK	A/CNK	AR	δ
LSLRbSr/ SmNd6	77.33	12.72	0.74	0.55	0.46	0.02	0.07	6.47	0.02	0.00	0.07	1.53	99.98	1.35	90.70	1.79	1.78	3.11	1.24
LSL6	79.35	12.33	0.36	0.16	0.13	0.40	0.10	5.48	0.01	0.00	0.06	1.62	100.01	0.54	90.46	2.02	1.81	2.56	0.85
LSL7	77.20	12.46	0.45	0.44	0.09	0.49	2.82	4.96	0.01	0.00	0.07	0.72	99.72	0.94	70.42	1.24	1.14	2.55	1.77
LSL8	78.27	12.78	0.70	0.47	0.11	0.18	2.44	4.19	0.02	0.00	0.06	0.71	99.94	1.21	72.47	1.49	1.44	2.21	1.25
SYL1	77.26	12.35	0.53	0.71	0.25	0.45	1.81	5.10	0.02	0.01	0.06	1.42	99.96	1.32	76.81	1.45	1.33	3.35	1.39
SYL2	75.62	12.37	0.87	0.33	0.26	1.15	1.71	5.28	0.04	0.00	0.06	2.15	99.86	1.24	75.24	1.45	1.17	3.14	1.49
样号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	ΣREE	LREE	HREE	L/H
LSLRbSr/ SmNd6	5.66	4.13	1.54	6.20	1.88	0.10	2.48	0.72	6.21	1.53	4.96	0.89	5.91	0.86	41.74	43.08	19.52	23.57	0.83
LSL6	16.15	28.88	5.52	22.85	6.47	0.14	6.86	1.38	9.81	2.07	6.24	1.05	6.67	0.95	64.14	115.03	80.01	35.02	2.28
LSL7	16.74	30.82	6.40	30.13	10.28	0.21	12.34	2.36	14.54	2.74	7.33	1.16	7.53	1.05	73.77	143.63	94.57	49.05	1.93
LSL8	26.64	37.83	8.71	35.12	9.43	0.18	8.23	1.47	9.15	1.82	5.41	0.92	5.85	0.83	50.84	151.58	117.90	33.68	3.50
SYL1	44.15	60.78	15.47	64.67	18.27	0.32	17.68	3.01	17.22	3.11	8.21	1.26	8.00	1.08	94.07	263.22	203.66	59.57	3.42
SYL2	71.36	65.21	20.11	89.72	26.47	0.60	32.00	5.37	29.28	5.23	13.43	2.11	13.18	1.80	170.0	375.87	273.46	102.41	2.67
样号	La_N/Yb_N	La_N/Sm_N	Gd_N/Lu_N	δEu	δCe	Rb	Ba	Th	U	K	Ta	Nb	Pb	Sr	P	Zr	Hf	Ti
LSLRbSr/ SmNd6	0.65	1.89	0.36	0.15	0.33	373.30	173.20	25.40	6.26	54 539.73	2.35	33.51	21.73	11.90	21.71	139.20	5.80	397.21
LSL6	1.63	1.57	0.90	0.06	0.73	310.60	130.60	20.20	5.45	46 240.52	1.88	19.64	21.77	13.30	20.83	134.90	5.69	371.31
LSL7	1.50	1.02	1.46	0.06	0.72	220.30	80.90	18.40	4.56	41 581.19	1.83	25.46	26.84	35.90	16.85	125.20	5.43	394.78
LSL8	3.07	1.78	1.24	0.06	0.60	248.80	80.00	22.10	4.81	35 050.94	1.93	26.39	26.82	17.30	20.88	131.40	5.33	391.64
SYL1	3.72	1.52	2.03	0.05	0.56	236.70	124.00	21.60	4.83	42 985.49	1.88	25.91	24.95	19.20	24.40	138.90	5.94	358.55
SYL2	3.65	1.70	2.20	0.06	0.41	246.00	144.30	25.10	5.22	44 874.77	2.17	28.97	30.52	23.20	15.36	145.30	6.34	385.44
注：主量元素质量分数单位为%、微量元素和稀土元素质量分数单位为10^-6；TFe₂O₃为三价铁的全铁。

表选项

底图据文献^[10]。图 4 A/NKA/CNK图解 Figure 4 Illustration of A/NKA/CNK

图选项

QAP化学成分分类图中(图 5a)，矿区6个样品中有4个落入碱性长石花岗岩区(2区)，另有2个点分别落入富石英花岗岩(1区) 和普通花岗岩区(3a区)。TAS分类图(图 5b) 中，矿区样品主要投在花岗岩区。结合岩石岩相学特征，确定里山岭矿区岩浆岩类型主要为(正长) 花岗斑岩。

底图据文献^[11-12] 图 5 QAP分类图(a) 和 TAS分类图(b) Figure 5 Classification figure of QAP(a)and classification figure of TAS(b)

图选项

3.3 岩石稀土元素特征

矿区岩石稀土元素分析结果见表 1。含矿岩体的稀土总量(∑REE) 为43.08×10^-6~375.87×10^-6，平均值182.07×10^-6，略高于国内I或S型花岗岩。岩体稀土元素配分型式呈“海鸥型”(图 6a)，轻、重稀土分异不明显，LREE/HREE值为0.83～3.50，平均2.44，La_N/Yb_N为0.65~3.72，平均2.37，轻稀土元素较重稀土元素略微富集。La_N/Sm_N为1.02~1.89，平均值为1.58，Gd_N/Lu_N为0.36~2.20，平均值为1.36，说明轻重稀土元素内部分异特征不明显。δCe为0.33~0.73，平均为0.56，具不同程度的弱负异常，可能系源区存在洋壳沉积物所致。

底图据文献^[13-14]。图 6 里山岭花岗斑岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图解(a) 和微量元素原始地幔标准化图解(b) Figure 6 Chondrite-normalized REE patterns of Lishanling granite porphyry (a)and primitive mantle-normalized spider diagram of trace elements(b)

图选项

δEu变化范围为0.05~0.15，平均值为0.07，强烈亏损，表明岩浆演化过程中发生过斜长石和钾长石的结晶分离作用或在熔融残余体中残留有大量的斜长石^[15]，具S型花岗岩的典型特征。

3.4 岩石微量元素特征

微量元素原始地幔标准化图解(图 6b) 中，含矿斑岩配分模式总体右倾，亲熔体元素含量低，亲固相的元素含量较高，亏损Sr、Ba等大离子亲石元素，富集高场强元素(HFSE：Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Y、Yb) 和Rb、Pb，且Nb、Ta负异常不明显。较大的P、Ti负异常表明岩浆源区可能存在磷灰石和钛铁矿的结晶分离。强负Sr异常暗示斜长石的分离结晶作用较强。

4 成岩时代

本次研究利用单颗粒锆石SHRIMP UPb法确定里山岭(正长) 花岗斑岩的形成时代。

光学显微镜下，锆石大多呈半透明双锥柱状自形晶，长50~150 μm，长宽比约为2∶1，晶体柱面平直，内部显示较清晰的韵律环带结构(图 7)，为典型的岩浆结晶锆石^[16]。个别锆石边部存在裂隙或内部发育包裹体，说明岩体形成后经历了复杂的地质过程。测试过程中尽量避开裂隙或包裹体部位。里山岭花岗斑岩锆石的年龄较为一致，分布于130 Ma左右，未发现继承锆石。

图 7 LSLUPb1锆石的CL图像、分析点位及年龄 Figure 7 CL images,analysis points,and ²⁰⁶Pb²³⁸U age of zircon in LSLUPb1 samples

图选项

分析结果(表 2) 表明，样品LSLUPb1中锆石U质量分数为933×10^-6~1 314×10^-6，平均1 053.6×10^-6，Th质量分数为415×10^-6~680×10^-6，平均554.2×10^-6，具较高的Th、U质量分数，Th/U值为0.43~0.67，平均0.54，具岩浆锆石特征。对样品LSLUPb1中的锆石进行了11个点的分析测试，在锆石年龄谐和图(图 8) 上，11个测点组成相关性较好的主锆石组，在谐和图上形成密集一簇并切割一致曲线，得到平均年龄为(131±2)Ma，MSWD=0.39，加权平均年龄为(131.3±1.6)Ma，MSWD = 0.39，表明里山岭的花岗斑岩体形成于早白垩世，为燕山晚期构造岩浆活动的产物。

表 2 LSLUPb1测点数据 Table 2 Dating data of LSLUPb1 zircon SHRIMP UPb

测点	^wB/10^-6			ThU	同位素比值					同位素年龄/Ma
测点	U	Th	Pb	ThU	²⁰⁷Pb /²⁰⁶Pb	±1σ	²⁰⁷Pb /²³⁵U	±1σ	²⁰⁶Pb /²³⁸U	±1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	±1σ
1.1	1 011	505	0.23	0.52	0.049 8	2.4	0.140 6	3.1	0.020 48	1.9	130.7	2.5
2.1	1 158	560	0.53	0.50	0.050 0	3.7	0.143 6	4.5	0.020 84	2.5	133.0	3.3
3.1	1 063	535	0.19	0.52	0.050 4	2.1	0.144 9	2.8	0.020 87	1.9	133.1	2.5
4.1	1 035	644	1.02	0.64	0.049 2	6.4	0.139	6.7	0.020 48	1.9	130.7	2.5
5.1	933	484	3.33	0.54	0.053 4	6.7	0.148 0	7.1	0.020 10	2.4	128.3	3.0
6.1	935	438	0.72	0.48	0.047 0	4.0	0.131 8	4.5	0.020 34	2.2	129.8	2.8
7.1	1 001	415	0.88	0.43	0.050 9	3.1	0.142 1	3.7	0.020 25	2.0	129.2	2.5
8.1	947	557	0.38	0.61	0.049 2	2.1	0.141 5	2.9	0.020 87	2.0	133.1	2.6
9.1	1 314	680	0.62	0.54	0.049 1	2.5	0.141 1	3.1	0.020 85	1.9	133.0	2.5
10.1	1 186	621	0.42	0.54	0.049 1	2.5	0.140 5	4.0	0.020 74	3.1	132.3	4.0
11.1	1 007	657	0.22	0.67	0.049 7	2.4	0.141 1	3.0	0.020 59	1.9	131.4	2.5

表选项

图 8 LSLUPb1锆石SHRIMP UPb年龄谐和图 Figure 8 Concordant age diagram of zircon SHRIMP UPb in LSLUPb1samples

图选项

5 SrNd同位素地球化学特征

LSLRbSr/SmNd6样品RbSr、SmNd同位素测试结果见表 3。采用131 Ma年龄数据(锆石SHRIMP UPb法) 对SrNd同位素参数进行计算。

表 3 里山岭铜矿区花岗斑岩RbSr及SmNd同位素分析结果 Table 3 RbSr and SmNd data of Lishanling porphyry granite

样号	⁸⁷Rb/⁸⁶Sr	⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd	¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd	t/Ma	ε_Sr(t)	(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i	ε_Nd(t)	(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i	T_2DM/Ma
LSLRbSr/SmNd1(1)	31.369 75	0.7424 9	0.303 46	0.512 41	131	-287.8	0.684 08	-6.3	0.512 15	1 439
LSLRbSr/SmNd1(2)	31.369 75	0.7614 0	0.303 46	0.512 40	131	-19.3	0.702 99	-6.4	0.512 14	1 449
LSLRbSr/SmNd1(3)	31.369 75	0.7383 5	0.303 46	0.512 43	131	-346.4	0.679 95	-5.8	0.512 17	1 396
LSLRbSr/SmNd1-(4)	31.369 75	0.7760 2	0.303 46	0.512 40	131	188.3	0.717 61	-6.4	0.512 14	1 449
LSLRbSr/SmNd1(5)	31.369 75	0.7794 9	0.303 46	0.512 30	131	237.6	0.721 08	-8.4	0.512 04	1 608

表选项

花岗斑岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.679 95~0.721 08，平均0.701 14。ε_Sr(t) 值为-346.4~237.6，平均-45.5，其中有3个数据为负值。ε_Nd(t) 值均为负值，为-8.4~-5.8，平均-6.7，反映其源区是以古老地幔物质为主，系古老地幔物质的再改造而形成^[17]，也可能反映其由不均一源区熔融形成，抑或形成过程中曾发生过壳/幔物质(或壳内滞留时间短的亏损地幔来源物质) 的混合作用^[18-19]。Nd模式年龄T_2DM主要集中于1 396~1 608 Ma，表明花岗岩源岩可能为中元古代的基底物质。

Sr同位素演化图(图 9a) 上，有效数据投点位于壳源区和壳幔混源区。ε_Nd(t)-(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i图(图 9b) 上，投点位于南扬子变质基底与华南S型花岗岩(地壳重熔型) 之间，表明花岗岩与区域壳幔混源基底有成因联系。

b图中华南S型花岗岩、华南IS型花岗岩数据据文献^[18]。图 9 里山岭铜矿区花岗斑岩SrNd同位素图解 Figure 9 SrNd isotope compositons diagrams of Lishanling ore district

图选项

6 讨论与结论 6.1 岩石成因类型

Frost等^[20]提出花岗岩分类新方法，将FeO^tot/(FeO^tot+MgO) 定义为铁原子数Fe^*，Na₂O+K₂O-CaO定义为MALI(钙碱指数)，可以很好地将A、S、I 3种类型区分开来。在Frost等^[21-22]的判别图解(图 10a，b) 上，I型花岗岩为镁质花岗岩，A型花岗岩为铁质花岗岩，S型花岗岩分布在铁质镁质过渡区。该分类使用全岩的氧化物含量，而氧化物直接对应的是花岗岩组成矿物，与微量元素判别图相比，避免了因蚀变作用易于造成K₂O、Na₂O等物质成分的带入带出而带来的偏差，更适用于花岗岩的分类。

a.FeO^tot/(FeO^tot+MgO)- w(SiO₂) 图解；b. w (Na₂O+K₂O-CaO)- w(SiO₂) 图解。I型花岗岩数据为与北美中生代岩基相关的侵入岩成分，A型花岗岩数据来源于文献^[21]。暗色区域包括每组95%的数据范围，黑色虚线和点线区域包括所有数据范围。直线为铁质和镁质分界线。图a中FeO^tot为亚铁全铁质量分数。图 10 里山岭矿床含矿花岗斑岩分类图解 Figure 10 Classification of ore-bearing granite porphyry in Lishanling deposit

图选项

里山岭花岗斑岩分布在铁质镁质过渡区，主要为S型花岗岩，且具有I型和A型的过渡性质(图 10a)。w (Na₂O+K₂O-CaO)- w(SiO₂) 图解(图 10b) 中，花岗斑岩分布在A型和I型重合过渡区域，向S型漂移，主要分布在钙碱质和钙质过渡区，与铁原子数的FeO^tot/(FeO^tot+MgO)-w(SiO₂) 分类图解结果基本一致。

前人实验表明，P₂O₅可以有效地区别S型和I型花岗岩^[23-24]。在准铝质或弱过铝质花岗岩浆中，磷灰石的溶解度很低，并且随温度的降低和SiO₂的增加而降低；在强过铝质岩浆中则会与A/CNK呈正相关；实验结果表明，I型花岗岩的P₂O₅与SiO₂呈负相关，S型花岗岩的P₂O₅随SiO₂增加而增加或基本不变。里山岭花岗斑岩的P₂O₅质量分数随着SiO₂质量分数的增加基本不变(图 11)，为典型的S型花岗岩。结合岩相学特征、主量元素协变关系及“海鸥型”稀土元素分布型式及强烈的负Eu异常的特征，确定里山岭花岗斑岩岩石类型为S型。

图 11 过铝质和准铝质岩浆中w(P₂O₅)- w(SiO₂) 判别图 Figure 11 Discriminant figure of w(P₂O₅)- w(SiO₂)in aluminum or aluminum magma

图选项

6.2 岩浆源区及构造背景

里山岭含矿斑岩的稀土配分模式与德兴地区^[25]壳幔混合成因花岗岩的稀土模式明显有别，而与华南典型陆壳改造型花岗岩特征的“海鸥型”曲线^[26]非常类似。微量元素特征表明，里山岭含矿斑岩富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，不具NbTa负异常。S型花岗岩被认为是沉积岩原岩重融的产物^[27-28]，而沉积岩所处的深度不可能太大。里山岭含矿斑岩的SrNd同位素特征证实了岩浆源区主要为地壳，可能存在少量地幔物质的混染。有学者认为斑岩铜矿具有多种物质源区^[29-32]，如上地幔、俯冲板片、中下地壳及上地壳等。其中，一般认为成矿物质Cu主要源自俯冲洋壳或俯冲流体交代的地幔。里山岭岩浆岩源区为壳源的特征可能是造成其成矿过程中铜的物质来源不足，铜矿床规模较小的主要原因。

华南地区广泛分布燕山期火山侵入杂岩，此时是燕山期岩浆成矿大爆发时期。为此，地质学家提出了各种成因模式试图解释中生代中国东部的构造背景：一种观点认为与古太平洋板块俯冲无关，包括阿尔卑斯型的大陆碰撞^[33]、地幔柱观点^[34-36]、大陆伸展和裂谷模式^[37]；另一种观点认为华南地区为与古太平洋板块俯冲有关的活动大陆边缘^[38]。侏罗纪前，中国东部岩石圈和地壳厚度分别为200 km和40 km，到了中侏罗世—早白垩世(150~130 Ma) 期间，岩石圈厚度减薄至60~80 km，地壳厚度增加至50~60 km^[39]。里山岭花岗岩形成于早白垩世(~131 Ma)，对应着中国东部岩石圈减薄的大地构造环境。

7 结论

1) 里山岭矿床含矿花岗斑岩为高硅、富碱、高分异、过铝质S型花岗岩。

2) 稀土分布型式右倾，整体呈“海鸥型”，有明显负Eu异常。岩石亏损Sr、Ba等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Y、Yb等高场强元素。

3) 里山岭S型花岗岩的元素、SrNd同位素及SHRIMP锆石UPb年代学特征表明，里山岭含矿花岗斑岩源区主要为地壳，兼有少量地幔物质的混染；含矿花岗斑岩SHRIMP锆石UPb年龄为 (131±2) Ma，属燕山晚期构造岩浆活动的产物；里山岭早白垩世S型花岗岩是中国东部岩石圈减薄背景下的产物。

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王科强, 张德会, 朱玉娣, 付芬, 印贤波, 王晨昇

Wang Keqiang, Zhang Dehui, Zhu Yudi, Fu Fen, Yin Xianbo, Wang Chensheng

浙江常山里山岭斑岩型铜矿床成岩时代及岩浆源区

Petrogenic Age and Magma Source of Granite Porphyry in Lishanling Porphyry Cu Deposit in Changshan Area, Zhejiang Province

吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 736-748

Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2016, 46(3): 736-748.

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收稿日期: 2015-10-12

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