西藏多巴—班戈地区燕山晚期花岗岩的成因与找矿前景

张俊成 汪雄武 雷传扬 彭慧娟 胡志莲

（成都理工大学 地球科学学院，成都610059）

西藏多巴－班戈地区处于冈底斯北带，该地区的昂龙岗日－腾冲构造岩浆亚带内已发现的与燕山晚期花岗岩类岩体有关的矿床包括班戈、东噶的金矿，弄我、拉钦普的铁矿以及雄巴、日拉的铜矿［1－4］。其中与早白垩世花岗岩类岩体有关的矿床主要为金矿和铁矿，而与晚白垩世花岗岩有关的铜矿主要位于研究区西部。那么，研究区中东部的大面积分布的晚白垩世花岗岩的成矿潜力如何呢？本文通过系统分析研究燕山晚期花岗岩类岩体的地质、地球化学特征及其大地构造意义，探讨花岗岩类岩体的成因，并在此基础上分析花岗岩的成矿专属性和蚀变类型等，判别找矿远景，指导科学找矿。

1 区域地质背景

1.1 地质特征

莫宣学等将冈底斯带自北向南大致分为北、中、南3个亚带。昂龙冈日－班戈（扎西则）腾冲构造岩浆亚带相当于北带，大致位于班公错—东巧－怒江缝合带（BNSZ）以南，狮泉河—申扎－嘉黎一线以北［5］。燕山晚期主要岩体有安多康巴、普保、蒙东、那拉玛、崩错、波热错穷、供波纳、达吉聂、青龙及吉岗、罗各东等。据前人研究成果和1∶250 000区调资料，相关岩体的K－Ar法同位素年龄分别是：早白垩世花岗岩为103～130Ma，晚白垩世花岗岩为69～80.5Ma［1，2］。早白垩世花岗岩类岩体分布于研究区南西部，主要受北西－南东向的构造控制；晚白垩世岩体则主要分布于北东部，沿北东－南西向的断裂或者断裂的交汇处产出：反映了燕山晚期花岗岩在空间上的迁移性（图1）。早白垩世花岗岩的岩石组合为花岗闪长岩－英云闪长岩－二长花岗岩，副矿物组合为磁铁矿－锆石－磷灰石型。晚白垩世花岗岩的岩性主要为二长花岗岩，根据结晶程度的差别分为2大类：具细中粒花岗结构的二长花岗岩和具似斑状结构的二长花岗岩，副矿物组合为磁铁矿－榍石－锆石－磷灰石型［1，2］。

图1 研究区燕山晚期花岗岩地质图Fig.1 The geological map of late Yanshanian granites in study area

研究区燕山晚期花岗岩的岩石组合为花岗闪长岩－二长花岗岩－英云闪长岩，暗色矿物主要为黑云母、角闪石；CIPW标准矿物计算中，大部分出现刚玉分子，其质量分数＜1%；稀土含量中等，且轻稀土富集，铕亏损较明显；副矿物有磁铁矿、榍石、锆石。早白垩世花岗岩具有I型花岗岩的大部分特征；而晚白垩世花岗岩则具有S型花岗岩的特征。

1.2 地球化学特征

1.2.1 常量元素

早白垩世花岗岩的岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩和英云闪长岩（图2），属钙碱性－高钾钙碱性系列（图3－B），偏铝质—过铝质（图3－A）。晚白垩世花岗岩的岩性为二长花岗岩（图2），主要为高钾钙碱性系列（图3－B），过铝质（图3－A）。

1.2.2 稀土元素及微量元素

稀土元素配分曲线表现为轻稀土富集型，具弱铕亏损的右倾平滑曲线（图4－A）。汤氏图解中晚白垩世花岗岩富集Rb、Th、Ce、Hf元素而亏损Ba、Nb、Sr（图4－B），w（Rb）N／w（Yb）N＞1，强不相容元素富集型。

图2 花岗岩类An－Ab－Or分类图解Fig.2 An－Ab－Or classification diagram of granitoids

Zr／Hf、Nb／Ta比值是重要的岩浆指标和蚀变指标，这2组高场强元素在过铝质花岗岩侵入体的演化过程中呈现不同的特征。随着分异程度的增加，Nb／Ta比值降低的同时Nb和Ta值则表现为显著的升高［6］。在部分熔融时，Ta比Nb，Zr比 Hf更易进入熔体［7］，早白垩世花岗岩的Zr／Hf比值较小，Nb／Ta较大，说明晚白垩世花岗岩类熔融程度更高。

1.3 岩浆来源及演化

图3 岩石系列及铝饱和度判别图Fig.3 Diagrams of rock series and aluminum saturation

图4 稀土元素球粒陨石标准化曲线及微量元素标准化模式Fig.4 Chondrite－normalized REE patterns and normalized model of trace elements

图5 La－La／Sm 图Fig.5 Diagram of La－La／Sm

研究区花岗岩类岩石具有平衡部分熔融的趋势（图5）。早白垩世花岗岩的源岩为闪石岩，主要产生I型花岗岩；晚白垩世花岗岩的源岩为闪石岩、杂砂岩（图6－A，B），混合源岩，杂砂岩主要产生S型花岗岩。从早白垩世到晚白垩世呈现由I型到S型花岗岩的过渡。早白垩世与晚白垩世花岗岩的分异程度有所不同，Ba／Sr比值大小与斜长石的分离结晶作用程度成正相关，早、晚白垩世花岗岩总体的演化趋势是Ba／Sr比值增大（图7），说明斜长石的分离结晶作用程度增强。

1.4 大地构造背景及地球动力机制

研究区燕山晚期花岗岩的微量元素（Y＋Nb）－Rb图解表明，早白垩世花岗岩投影点落于火山弧花岗岩内，而晚白垩世花岗岩落于同碰撞花岗岩区内（图8－A）。在R1－R2多阳离子图解中（图8－B），早白垩世花岗岩主要集中于板块碰撞前消减的活动板块边缘，晚白垩世花岗岩落于同碰撞环境区。

图6 源岩和形成条件判别图Fig.6 Diagram of source rock and formation conditions

图7 岩浆演化图Fig.7 Magmatic evolution diagram

对研究区内燕山晚期的花岗岩岛弧成熟度进行比较，发现晚白垩世花岗岩成熟度更高（图9），说明晚白垩世花岗岩更加靠近大陆。早白垩世花岗岩主要位于南西向，晚白垩世花岗岩位于北东向，表现为自南西到北东的迁移型（图1），且时代由老到新，因而判断燕山晚期新特提斯洋壳向北俯冲于冈底斯陆壳之下。

2 找矿前景分析

图8 大地构造环境判别图Fig.8 Tectonic setting discrimination diagram

判别花岗岩成矿潜力有以下几个标准：花岗岩类型，成分演化程度、分异程度和氧化状态。该标准是基于经验和理论总结出来并很好地解释了已知的与花岗岩有关的矿点分布［14］。从首要原则来判别花岗岩成矿潜力的方法：首先考虑源岩区岩浆熔融时的温度和压力，其次考虑主岩的成分影响［15］。通过上述研究区花岗岩的成因得出的花岗岩类型，成分演化、分异程度和氧化状态等参数，可以判别成矿的可能性及成矿元素组合，认识找矿前景。①强烈结晶分异的花岗岩套更可能发生矿化作用，如演化愈强的花岗岩类wK／wRb比值愈小（图10－B）。wK／wRb值在高分异的熔体会显示一种急剧降低的趋势。岩相和成分特征与分离结晶过程的一致性往往与重大的矿化有关［16］。早白垩世花岗岩分布集中于石英闪长岩和异常花岗岩区，分异程度不高，可能的成矿类型为Fe－Cu－Au矿床；晚白垩世花岗岩分异程度较高，可能的成矿类型为 W－Sn－Mo矿床（图7）。亲花岗岩元素与富硅的花岗岩有关，而Cu与中等含硅的花岗岩有关。晚白垩世花岗岩类SiO2含量高，往往与Sn、Mo、U以及相关的金矿化有关；而早白垩世SiO2含量低与Cu有关。②岩浆的氧化状态决定了许多成矿元素的相容或不相容性质，而氧化状态很大程度上决定于源岩。从岛弧环境－大陆边缘环境－陆内环境［14］，由不同源岩形成的岩浆氧化状态由低到高，I型、S型分别为氧化性和还原性。岩浆氧化状态系数ΔOx＝lg（wFe2O3／wFeO）＋0.3＋0.03 wFeO＊，wFeO＊＝0.9（wFe2O3＋wFeO）。早白垩世花岗岩的ΔOx平均值为－0.193 17，晚白垩世花岗岩ΔOx平均值则为－0.054 91。Cu、Mo和Au矿床通常与磁铁矿型花岗岩有关，而Sn矿床则与钛铁矿型花岗岩有关［17，18］。研究区花岗岩类主要为中等还原和中等氧化状态。

图9 火山弧成熟度判别图Fig.9 Diagram of volcanic arc maturity

交代蚀变是岩浆晚期流体饱和出溶以及岩浆期后流体活动的重要标志，对于大致判别区域上是否成矿、成什么矿、多大规模都有重要意义。研究区燕山晚期的花岗岩均有不同程度的蚀变，其中早白垩世角闪黑云花岗闪长岩、角闪石英二长闪长岩存在着较强的斜长石绢云母化、黑云母绿泥石化、绿帘石化；晚白垩世黑云二长花岗岩则岩石蚀变较弱，表现为轻绢云母化、绿泥石化（图11）。绿泥石化、绿帘石化是含镁铁质矿物，如黑云母、普通角闪石或辉石的分解而成，这种蚀变常形成于低温环境下。而绢云母是由长石分解而成，因而会交代斜长石，它指示的是pH值较低的酸性环境。

图10 氧化状态及演化度判别图Fig.10 Diagrams of oxidation state and compositional evolution

不同大地构造背景下及造山作用不同阶段产生不同类型、不同成分的花岗岩，一定类型和成分的花岗岩中产生一定的成矿元素组合（图12），因此，大地构造环境是控制花岗岩成矿元素组合的重要因素。早白垩世花岗岩所代表的岛弧环境主要产生斑岩型、夕卡岩型、浅成低温热液型以及碳酸盐岩交代型矿床，主要的金属元素组合是Cu－Mo、Cu－Au、Sn－W、Au－Ag等；晚白垩世花岗岩代表的同碰撞环境则主要产生夕卡岩型、云英岩型、斑岩型、脉岩型矿床，成矿元素组合为Sn－W－UNb－Be－Sb－Bi［19］。

图12 金属元素组合、与侵入岩有关的矿床与花岗岩类成分以及岩浆氧化状态的关系示意图Fig.12 Generalised scheme that links granitoid compositions and magmatic oxidation state with metal associations and instrusion－related ore deposit types

研究区纳木错北侧班戈县青龙区东嘎乡南部具锡异常以及班戈县附近的钨异常［1，2］，以角闪黑云母粗粒花岗岩为主，高度分异，与 W－Sn－Mo矿化有关（图7），有利于成矿；北西向断裂极其发育，西部上侏罗统灰岩等，可能形成夕卡岩型 WSn矿。

3 结论

多巴－班戈地区燕山晚期花岗岩具有2种不同的成因类型，一种为早白垩世的I型花岗岩，源岩为闪石岩，形成于火山弧环境；另一种为向S型花岗岩过渡的晚白垩世花岗岩，源岩为闪石岩与杂砂岩混源，形成于同碰撞环境。

早白垩世花岗岩的SiO2含量、成分演化度低，中等分异，钛铁矿系列，可能的成矿种类为Fe－Cu－Au矿床；晚白垩世花岗岩的SiO2含量、成分演化度较高，强烈分异，钛铁矿系列，可能的成矿种类为W－Sn－Mo矿床。结合锡、钨异常分布，以及晚白垩世黑云二长花岗岩表现出的绢云母化、绿泥石化蚀变，以及有利的地层、构造、岩浆岩条件，认为晚白垩世花岗岩具生成夕卡岩型钨、锡矿的潜力。

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