川西西康群酸性侵入岩地质、地球化学特征及找矿意义

2022-01-17田光昊侯红星邵兴坤胡新茁马永君王晓阳

现代矿业 2021年12期

田光昊侯红星邵兴坤孙肖胡新茁马永君王晓阳

（中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心）

研究区位于三江成矿带中北段东部的雅江残余盆地，三江成矿带位于青藏高原东北缘，是中国重要的铅—锌—铜—银金属成矿带，通过近些年矿产勘查工作推进，在三江成矿带先后找到了斑岩型Mo-Cu矿床矿集区、碳酸盐岩容矿矿集区等多个矿集区及矿床点，找矿成果突出［1-5］。对比三江成矿带，临区的雅江残余盆地矿产勘查工作相对薄弱。本研究在对理塘地区开展1∶50 000区域地质矿产调查工作的基础上，在四川省甘孜州雅江县柯拉乡新发现4616高地酸性侵入体，该岩体侵位于三叠系西康群两河口组砂板岩中，具砷多金属矿化特征［6］。通过分析研究4616高地酸性侵入岩岩相学、岩石地球化学特征，查明了酸性侵入岩岩石成因演化、构造背景与成矿的关系，对区域成矿规律研究和促进矿产勘查实践具有现实意义。

1 地质背景

研究区大地构造处于印度板块与欧亚板块结合部位的特提斯构造域［7］，西南三江多岛弧盆系的东段，自东向西横跨扬子陆块西缘的雅江残余盆地、甘孜—理塘蛇绿混杂岩带和义敦—沙鲁里岛弧带3个主要构造单元［7-8］（图1）。区域构造变形期次复杂，先后经历了古特提斯构造体系的演化形成了完整的“沟—弧—盆体系”、新生代陆内走滑伸展运动以及青藏高原的整体抬升过程，使得区域地层混杂堆积，恢复困难。

根据野外调查工作，研究区内地层主要为三叠系上统两河口组（T3lh）、雅江组（T3y），两河口组（T3lh）岩性主要为变质岩屑石英砂岩夹粉砂质板岩、粉砂质板岩夹变质岩屑石英砂岩的岩石组合，雅江组（T3y）岩性为变质岩屑石英砂岩夹粉砂质板岩。本文讨论的具砷多金属矿化特征的4616高地酸性侵入岩侵入在雅江残余盆地三叠系西康群上统两河口组变质石英砂岩和粉砂质板岩中。

本次工作在4616高地酸性侵入岩矿点施工3条探槽（图2）。探槽中所见岩性主要为酸性侵入岩，围岩为角岩化粉砂质板岩（见于探槽两端），岩体与围岩均较破碎，发育共轭石英脉，石英脉走向都为近东西向，宽3～10 cm。可见毒砂、黄铁、黄铜及褐铁矿化。粉末状褐铁矿在酸性侵入岩及围岩中均有分布。毒砂呈集合体状分布于石英脉中，黄铁矿、黄铜矿呈立方体状沿石英脉的裂隙与两侧分布，石英脉与矿化多见于酸性侵入岩体，少见于围岩（图3）。酸性侵入岩的蚀变为硅化、高岭土化，围岩呈现硅化、绿泥石化蚀变。

基本分析样品分析了金、银、砷、锑、铋、铜、铅、锌8种元素，并采取11件样品进行岩矿多元素分析，其中金含量最高值为764×10-9，锑含量最高值为3 280×10-6，银含量最高值134×10-6，铜含量最高值为4 800×10-6，钨含量最高值为1 420×10-6，铋含量最高值为1 040×10-6。根据基本分析样品分析结果，3条探槽共揭露了4条砷矿脉（图2）。1号砷矿脉砷平均品位为6.79×10-2，真厚度为1.99 m。2号砷矿脉中砷平均品位为5.79×10-2，真厚度为2.25 m。3号砷矿脉砷平均品位为3.95×10-2，真厚度为1.54 m。4号砷矿脉砷平均品位为11.09×10-2，真厚度为2.25 m。此外，个别样品的钨品位达到其边界品位，其它元素也多有显示。

2 4616高地酸性侵入岩地质特征

根据野外调查工作，研究区内穿过北西向断裂带，区内次级断裂较为发育。4616高地南部和西部均有酸性侵入岩小岩株出露，出露面积约为1.8 km2。酸性侵入岩具有硅化、高岭土化蚀变，围岩具有硅化、绿泥石化蚀变。

通过岩石野外观察和室内薄片鉴定，从岩浆岩TAS分类图解和SiO2—K2O判别图解（图4（a））来看，研究区酸性侵入岩为花岗岩，属钾玄岩系列。

4616高地花岗岩全岩发生云英岩化蚀变，在内接触带附近见有大量石英网脉发育，并可见有毒砂、黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物。

3 4616高地花岗岩岩相学特征

4616高地花岗岩岩石新鲜面呈灰白色，具有中细粒花岗结构，块状构造（图5（a））。通过镜下鉴定（图5（b）），主要由石英、钾长石、斜长石、白云母等矿物组成。石英（36%）呈他形粒状，镜下观测较干净透明，大部分粒度为0.6 mm左右，呈它形充填于长石孔隙中，具花岗结构。另一类石英粒度小于0.2 mm，呈集合体状，粒间呈紧密接触，构成粒状变晶结构，分布于石英及长石粒间或其边部，为云英岩化过程中长石、黑云母等矿物经交代蚀变作用形成的新生石英。钾长石（32%）多呈他形，晶体大小约为1 mm，多见泥化表面混浊不清。斜长石（20%）呈他形—半自形，晶粒大小约为1 mm，因强烈蚀变已基本转化形成绢云母集合体，仅隐约可见其形态轮廓。白云母（12%）呈片状或板状，具鲜艳干涉色，长轴径多小于0.6 mm，附着于石英长石表面，或无序分布于两者粒间。

4 4616高地花岗岩岩石化学与地球化学特征

4.1 样品的采集及分析方法

4616花岗岩采取的6件样品位于雅江县柯拉乡东南部4616高地。样品标号FX2217-1～FX2217-6。

样品主量、微量、稀土元素的测试分析在中国地震局地壳应力研究所（地壳动力学重点实验室）完成，测试仪器分别为帕纳科波长色散仪（Panalytical Axios XRF）和赛默飞世尔等离子体质谱仪（Thermo X-series II ICP-MS），精度分别优于1%和5%。

4.2 主量元素特征

4616高地岩体花岗岩的SiO2含量较高，为73.54%～75.01%，平均为74.33%，属花岗岩石类型；Al2O3的含量为11.47%～12.54%，平均为11.93%，表征样品铝富集程度的ACNK值基本为0.96～1.15（表1），平均值1.05，呈过铝质的特征；TiO2含量为0～0.03%，平均为0.01%；Na2O含量为0.12%～0.23%，平均值为0.16%，K2O含量为9.44%～11.1%，平均值为10.2%，K2O＞Na2O，富碱；CaO含量为0.03%～0.23%，平均值为0.08%；Fe2O3含量为0.59%～1.47%，平均值为0.92%；MgO含量为0.09%～0.15%，平均值为0.14%，低钙、铁、镁、钛；里特曼指数（δ）为3.03～3.95，平均值为3.43，属碱性岩系列。

在TAS图解（图4（a））中，6件样品均落入花岗岩区域，在Ir线之上，属于碱性系列；在SiO2—K2O判别图解中（图4（b）），6件样品均落在钾玄岩系列区域。实际上，4616高地花岗侵入岩具强烈云英岩化蚀变作用，这导致该岩体在蚀变过程中，有大量碱质组分加入，即K、Na不全是原始被重熔的岩石所具有的，特别是样品中K的含量均大于9%，而Na的含量均低于0.3，这与典型的花岗岩类明显不符。因此，该类样品高K含量应该是后期蚀变作用导致的。以上研究表明，4616高地花岗侵入岩具有高硅、富钾、富铝、低钙、低铁、低镁、低钛，过铝质钙碱性岩I型花岗岩特征。

4.3 微量元素地球化学特征

在原始地幔标准化的微量元素蛛网图（图6（a））上，明显富集大离子亲石元素Rb、K、Th、U，亏损Ba、Sr；富集高场强元素Ta、Hf，亏损Nb、Ti。微量元素表现在蛛网图上为右倾的锯齿状。明显富集Rb、Hf，而亏损Ba、Sr、Nb、Ti，可能与它们富集矿物磷灰石、钛铁矿或榍石等分离结晶或者残留在源区有关［9-11］。

注：σ为里特曼指数；AR为碱度率；SI为固结指数；DI为分异指数；R1=4Si-11（Na+K）-2（Fe+Ti）；R2=6Ca+2Mg+Al；A/MF=Al2O3/（TFeO+MgO）（mol）；C/MF=CaO/（TFeO+MgO）（mol）；A/CNK为山德指数

4.4 稀土元素地球化学特征

4616高地花岗岩稀土总量∑REE为22.49×10-6～39.47×10-6。LREE/HREE=0.58～1.6，（La/Yb）N=0.36～1.11（表2），轻稀土元素分馏程度低于重稀土元素分馏程度，重稀土元素相对富集，稀土元素配分曲线总体较平缓，分馏不明显。具负Eu异常，δEu为0.3～0.49，属于显著亏损（图6（b）），这暗示源区形成深度较大。稀土元素特征显示花岗岩成因为壳源花岗岩。

4616高地花岗侵入岩主量、微量及稀土元素特征与川西地区的晚白垩世后碰撞型花岗岩类似（渣龙岩体），表现为高硅贫铝，高Rb，低Ba、Sr，低（La/Yb）N和Eu强烈亏损，其稀土特征与华南地区W、Sn、Nb、Ta矿化相关花岗岩的稀土特征相似，渣龙岩体内部也已发现Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo、Bi矿化现象。同样，本次工作在4616高地花岗岩内接触带也新发现砷多金属矿点1处，伴有W、Bi矿化。

5 讨论

5.1 岩石成因分析

4616高地花岗侵入岩具有高硅、富碱、富铝、低钙、低铁、低镁、低钛等特点，岩石系列为过铝质、钙碱性花岗岩。岩石矿物鉴定可见过铝质花岗岩特征矿物白云母等。微量元素蛛网图表现为右倾的锯齿状，具负Eu异常，富集大离子亲石元素Rb、K等，亏损Ba、Sr；富集高场强元素Ta、Hf，亏损Nb、Ti。暗示源区形成深度较大，推断花岗岩成因为壳源物质重熔，并可能存在幔源物质的加入。根据岩石成因系列的SiO2—Ce及SiO2—Zr图解（图7），4616高地花岗侵入岩投在I型花岗岩。以上特征反映4616高地花岗侵入岩为I型花岗岩。

5.2 构造背景

在构造环境Rb—（Y+Nb）和Rb—（Yb+Ta）（图8）判别图解上，4616高地花岗岩全部落在同碰撞花岗岩范围内。结合样品岩石地球化学特征，并通过与川西地区花岗岩进行对比，4616高地花岗岩可能是晚白垩世后碰撞型花岗岩。自中侏罗世以来，川西地区已经进入陆内碰撞环境，主要受到雅鲁藏布江洋闭合的影响，在已经焊接松潘—甘孜地块南缘产生陆内碰撞（推覆、走滑）导致壳内重熔，可能存在幔源物质的加入，4616高地花岗侵入岩呈点状孤立产出，川西地壳已从早期的陆间碰撞演变为陆内碰撞相关。

5.3 4616高地花岗侵入岩与与成矿的关系

4616高地多金属矿点的矿体即赋存在花岗岩内接触带。该侵入岩目前形成时代尚不明确，但该岩体的岩石地球化学特征与测区西康群内分布的酸性侵入岩脉差别明显，而与华南地区成矿花岗岩类似。同时，该岩体全岩具云英岩化蚀变，并受后期构造热液的叠加成矿。

华南地区热液矿床具有燕山期集中成矿和成矿元素的基底继承性等独特的形成特点，根据前人研究成果，燕山期花岗岩成矿与大陆地壳多旋回熔融或再循环有密切关系，而这一过程可能与下地壳拆沉作用及岩石圈减薄有关［12-13］。4616高地花岗侵入岩在多金属矿化时代及成矿元素等方面与华南地区的钨锡成矿作用具有较高的一致性，具有形成多金属矿的物质基础。

因此，4616高地砷多金属矿化模式可能如下：川西地区中侏罗世的陆内碰撞环境使地壳的钨多金属元素进一步向地壳上部富集，在早白垩世在后碰撞伸展环境下，岩石圈持续减薄，因拆沉作用部分岩石圈下地壳物质回返到地幔中，地幔楔物质发生部分熔融，形成成矿初始岩浆，并进一步不断富集成矿物质，伴随着地幔成矿初始岩浆上涌引发更浅部的且更富集成矿物质的下地壳部分熔融，形成了高硅，高碱和过铝的花岗质岩浆，这些花岗质岩浆就是4616高地花岗侵入岩的原始岩浆，花岗质岩浆随着底辟作用后上升至近地表在工作区4616高地侵入花岗岩，岩浆作用将深部的成矿物质向浅部运移并进一步萃取了部分围岩的成矿元素，成矿物质富集于岩浆热液并在侵入界线附近的围岩的裂隙或构造破碎带中沉淀，形成脉状矿体，引发了本区的第一次的成矿作用。喜山期伴随着造山期后的伸展走滑作用，构造热液作用将砷等成矿物资运移至花岗侵入体的裂隙中，侵入并充填在侵入体围岩顶部附近的断层、破碎带等构造薄弱带中，呈各类石英网脉产出，引发了本区的第二次成矿作用。最终形成4616高地砷多金属矿化。

由此可推测该矿点至少存在两期矿化，一期为以钨为代表的中高温元素岩浆期后热液成矿，一期为以砷为代表的低温元素构造热液成矿。