西秦岭甘加地区达里加花岗岩体地球化学特征及含矿性分析

冯小明

（甘肃省地矿局第二地勘院，甘肃 兰州 730050）

秦岭造山带东连桐柏—大别造山带，西接祁连和昆仑造山带，是中国中央造山带的重要组成部分[1]。开展西秦岭造山带印支期花岗岩的研究工作，不仅为分析和评价西秦岭造山带铜-金-钼多金属矿床的成矿潜力提供思路，也为研究古特提斯洋的俯冲和消亡历史以及华北地块和扬子地块的碰撞造山作用过程提供可靠依据［2，3-5］。

本文在详细的野外地质调查基础上，对达里加岩体进行了系统的岩石地球化学研究，确定其成岩时代、成因类型以及可能的地球动力学背景，以期进一步完善西秦岭造山带中生代早期的岩浆活动、构造演化过程及与成矿的耦合关系。

1 区域地质背景

研究区出露的地层由老到新包括：石炭纪八都组、二叠纪大关山组和石关组、下二叠统果木沟组陆源碎屑岩、下二叠统江里沟组陆源碎屑岩夹火山岩、中二叠统古浪堤组陆源碎屑岩夹灰岩、侏罗纪火山岩、古近纪野狐城组、新近纪甘肃群等［3］。区域地层产状整体为NW—SE向延伸。研究区构造以褶皱和断层为主，其中断裂发育在褶皱两翼；断裂与褶皱构造控制着区内的岩浆活动及矿点分布。甘加地区的岩浆岩主要为燕山期中酸性侵入岩，产状以岩株、岩枝、岩墙及小岩脉为主，地表出露总面积约141km2。

2 岩体地质和岩石学特征

达里加山岩体出露于调查区达里加山地区，是区内规模最大的侵入岩体，侵入位于石炭纪-二叠纪地层中，与围岩呈清晰的侵入接触，围岩具热接触蚀变作用，见明显烘烤边，暗色小包体在岩体边部较发育。

岩体中心主要出露斑状黑云母花岗，似斑状结构、花岗结构，块状构造，岩石的造岩矿物包括斜长石、石英、黑云母、钾长石和副矿物磷灰石、锆石、金属矿物等。斑晶的成分为钾长石，具宽板状的形态，晶体大小在6.0～12.0mm间。基质矿物的粒径多在0.2～5.0mm间，长石的晶体形态相对较规则，以棱边平直的宽板状和短柱状为主，大小连续，斜长石的卡钠聚片双晶发育，具钠长石亮边结构，交代钾长石析出蠕英石，组成蠕虫结构。岩石矿物组成及含量：斜长石＞17%，钾长石55%，石英22%，黑云母5%。

3 结果分析

本次工作在研究区侏罗纪二长花岗岩、斑状二长花岗岩中采集了6件样品，进行岩石化学主量元素、微量元素分析、稀土元素分析。

3.1 主量元素特征

研究区燕山早期达里加花岗岩的SiO2含量为67.98%～74.89%，表明酸性程度较高。全部样品去除烧失量，重新换算为100%后，投点于SiO2-Na2O+K2O图解（图1）中，除1件样品处于石英二长岩与花岗闪长岩交接区域，其余5件样品均落于花岗岩区域。在花岗岩AR-SiO2图解中（如图2所示），研究区燕山早期达里加花岗岩样品全部落入钙碱性系列的区域内；6件样品的A/CNK的比值介于1.1～1.245之间，平均值为1.169，均大于1.1，表现为S型花岗岩；在A/NK-A/CNK图解上，研究区斑状花岗闪长岩样品基本上全部落入过铝质花岗岩区域。综上所述，研究区燕山早期达里加花岗岩为过铝质钙碱性S型花岗岩。

图1 燕山早期达里加花岗岩TAS图解

图2 燕山早期达里加花岗岩碱度率图解

3.2 稀土元素特征

稀土配分曲线如图4所示。LREE/HREE=18.96～32.34，平均 25.92，显示轻稀土富集、重稀土弱亏损的特征，大大超过地幔的LREE/HREE值（1.13-1.14，韩吟文，2003）。轻重稀土分馏显著，（La/Yb）N=24.39～45.73，平均为 31.40。Eu 具有轻微的负异常，在图表中均有体现，δEu=0.57～1.08。上述特征在稀土元素球粒陨石标准化配分曲线 （如图3所示）中，表现为具有略微右倾的“V”字形特征，轻重稀土分馏显著，具轻微负铕异常。综上所述，稀土元素地球化学特征较好的说明同源岩浆演化的特征，显示同熔型花岗岩特征。

3.3 微量元素特征

微量元素比值蛛网图（如图4所示）。从表和图中可以看出，不同岩性的微量元素含量略有不同，总体上微量元素呈现富集特征，标准化曲线略向右倾斜，整体呈尖峰型，富集 U，相对富集 Rb、Th、Nb、Sr，亏损 Ba、Zr、Hf，具有后碰撞花岗岩的特征（和钟铧等，2006）。

图3 达里加岩体稀土元素配分图

图4 达里加岩体微量元素蛛网图

4 讨论

4.1 主量元素构造环境判别图解

花岗岩的主量元素可以有效地判断其形成的大地构造环境。研究区燕山早期侵入岩主量元素SiO2-Al2O3判别图解中（如图5所示），其中5件样品主要落入POG区域，表明研究区达里加侵入岩的形成过程主要与造山作用有关。

在花岗岩微量元素Rb-（Y+Nb）判别图解中（如图6所示），研究区燕山早期达里加侵入岩样品大多落入火山岛弧花岗岩区，个别样品处于岛弧花岗岩和碰撞花岗岩交汇处。

图5 达里加侵入岩主量元素构造环境辨别图

图6 达里加侵入岩Rb（Nb+Y）构造判别图解

综合以上分析并结合区域构造背景资料，我们认为研究区达里加侵入岩为燕山早期陆陆碰撞造山的构造环境下形成的，大规模的岩浆活动发生在碰撞后隆起时或造山晚期。

4.2 含矿性分析

微量元素及其比值能反映岩体的含矿性，研究区侏罗纪侵入岩各单元中微量元素的富集系数多小于1，少数几种元素的富集系数大于1，但富集程度均不大。另外，刘英俊教授综合国内外资料，提出Rb/Sr大于4、K/Rb为 78是含矿岩体，广西冶金地质矿产所认为Rb/Sr大于36、K/Rb小于63、103Li/Mg大于98是含矿岩体，研究区 Rb/Sr在 0.21～0.25 之间、K/Rb 在 0.16～0.18间，均显示为不含矿岩体。而在微量元素的SiO2-AI2O3/（Na2O+K2O+CaO）图解中（如图 7 所示），各单元样品均投在了含矿花岗岩区。

图 7 SiO2―AI2O3/（Na2O+K2O+CaO）含矿性图解

以上分析均表明研究区侵入岩体本身不具矿化特征，这与研究区至今未在岩体中找到矿体的实际相符合，但岩浆热液活动可使围岩地层中的元素富集形成矿化或矿体，研究区皮同沟金矿及央曲金矿等就产在岩体外侧的接触蚀变带中。

5 结论

1）达里加岩体侵位于早二叠世果木沟组和江里沟组中，根据研究区岩浆侵位规律，结合区域地质背景，推测达里加岩体侵位时代为侏罗纪。

2）达里加侵入岩为燕山早期陆陆碰撞造山的构造环境下形成的过铝质钙碱性S型花岗岩，大规模的岩浆活动发生在碰撞后隆起时或造山晚期。

3）达里加岩体本身不具矿化特征，但岩浆热液活动可使围岩地层中的元素富集形成矿化或矿体，该岩体接触带皮同沟金矿及央曲金矿等就产在岩体外侧的接触蚀变带中。