西藏拿若銅礦床安山巖元素地球化學特征研究?

何陽陽，溫春齊，劉顯凡

(1.內江師范學院地理與資源科學學院，四川內江641112；2．成都理工大學地球科學學院，四川成都610059)

西藏拿若銅礦床安山巖元素地球化學特征研究?

何陽陽1,2，溫春齊2?，劉顯凡2

(1.內江師范學院地理與資源科學學院，四川內江641112；2．成都理工大學地球科學學院，四川成都610059)

摘 要：產于拿若礦區美日切錯組地層中的安山巖對礦床的形成及成因認識具有重要作用，筆者選擇4件安山巖樣品，測試其主量元素、稀土元素及痕量元素組成．研究表明，拿若安山巖具有大離子親石元素K、Th、Rb相對富集，高場強元素Ta、Nb、Ti相對虧損，輕稀土元素相對富集，重稀土元素相對虧損的特點，屬于高鉀鈣堿性系列，形成于大陸弧環境，安山質巖漿來源于MORB型虧損地幔．拿若礦區出現小巖體成大礦的現象，且具有多不雜銅礦床相似的成巖成礦環境以及相近的成巖成礦年齡，同樣滿足地幔流體作用成礦的條件，初步揭示出地幔流體作用導致殼幔物質混染疊加成礦的成因機制．

關鍵詞：安山巖；元素地球化學；拿若；西藏

1 礦床地質特征

拿若銅礦區出露地層由老至新主要為下侏羅統曲色組（J1q）、中侏羅統色哇組（J2s）、下白堊統美日切錯組（K1m）以及第四系（Q）（圖1）．其中，下侏羅統曲色組（J1q）和中侏羅統色哇組（J2s）地層中出露的主要巖石均為石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖等；下白堊統美日切錯組（K1m）主要巖性為安山巖、安山質火山碎屑巖等．礦區構造主要為礦體西南部位的隱爆角礫巖筒和礦區東北部位的NW向斷層，主要控礦構造為隱爆角礫巖筒．礦區巖漿巖分為火山巖和侵入巖．火山巖主要為安山巖，近北東南西向展布；侵入巖主要為花崗閃長斑巖，以小巖基形態產出[12]．

礦床地質平面圖如圖1所示，主礦體東西向長度約900 m左右，南北向寬度約800 m左右，礦體厚度約406 m，走向及延伸上均未完全控制礦體，Cu的平均品位為0.40%，Au的平均品位為0.21g/t[11]．礦體產于斑巖體、隱爆角礫巖筒及長石石英砂巖中．浸染狀及細脈狀礦化為斑巖體的主要礦化類型，且不均勻，銅品位低；脈狀及網脈狀礦化常出現在斑巖體與長石石英砂巖的接觸帶部位，銅品位高．后期斷層未穿切礦體，使得礦體能夠完好保存．從斑巖體中心向外，蝕變分帶依次為鉀化帶→似千枚巖化帶+青磐巖化帶→角巖化帶，礦化程度依次減弱．礦石特征如表1所示．

圖1 拿若銅礦床地質平面圖（據文獻[11]）

表1 拿若銅礦床礦石特征

2 元素地球化學特征

選擇拿若銅礦區內4件安山巖樣品進行化學組分測試，測試單位為西南冶金測試中心，測試儀器為DY938 X射線光譜儀、管式燃燒爐，檢測方法據GB/T 14506.14-1993,XNCS003，GB6730.17-1986，DZG20-02-1991（P58），DZG93-05-1994-1．主量元素測試結果及相關計算參數如表2所示．

表2 拿若銅礦床安山巖主量元素分析結果（10?2）

從表2中可見，4件樣品的SiO2含量分布范圍為60.45%～61.75%，平均值為60.08%；K2O含量分布范圍為1.76%～3.01%，平均值為2.58%；全堿（Na2O+K2O）含量分布范圍為4.76%～6.73%，平均值為6.00%；Al2O3含量分布范圍為13.36%～16.68%，平均值為15.63%；TiO2含量分布范圍為0.767%～0.930%，平均值為0.86%；MgO含量分布范圍為2.00%～2.54%，平均值為2.26%；Mg#值分布范圍為38～46．在TAS圖解中[13]，4件樣品的投影點全部落入安山巖區域（圖2a）；在Si2O-K2O圖解中[14]，有3件樣品投影點落入高鉀鈣堿性區域，1件落入鈣堿性區域（圖2b）．安山巖樣品的TiO2含量平均值為0.86%，與島弧區鈣堿性火山巖TiO2含量（0.58%～0.85%）較為接近[15]．以上特征表明拿若銅礦區安山巖具有弧火山巖特征．

圖2 拿若銅礦床巖石類型和系列劃分圖解,（a）TAS圖解；（b）Si2O-K2O圖解

稀土元素測試結果及相關計算參數如表3所示．由表3可見，拿若銅礦床安山巖樣品ΣREE為（93.8～158.59）×10?6，ΣLREE/ΣHREE為6.77～7.24，La/Yb為8.37～11.30，δEu為0.87～1，δCe為0.73～0.98．從稀土（REE）球粒隕石標準化配分圖中（圖3），可以看到各樣品具有相似的稀土配分模式，都呈輕稀土元素相對富集，重稀土元素相對虧損，配分曲線整體向右傾斜的特點，同時呈現出弱的負Ce異?；驘oCe異常以及弱的負Eu異?；驘oEu異常的特征．

表3 拿若銅礦床安山巖稀土元素分析結果（10?6）

痕量元素測試結果如表4所示．在原始地幔標準化微量元素蜘蛛圖中(圖4)，安山巖樣品之間的分布曲線較為一致，具有大離子親石元素(LILE)K、Th、Rb相對富集，Ba相對虧損，高場強元素(HFSE)Zr、Hf、REE相對富集，Ta、Nb、Ti相對虧損的特點．

表4 拿若銅礦床安山巖痕量元素分析結果（10?6）

3 討論

3.1 構造背景判別

安山巖樣品的元素地球化學分析表明，Al2O3含量分布范圍為13.36%～16.68%，平均值為15.63%，TiO2含量分布范圍為0.767%～0.930%，平均值為0.86%，與弧火山巖化學成分相近[15]；具有大離子親石元素(LILE)K、Th、Rb相對富集，Ba相對虧損，高場強元素(HFSE)Zr、Hf、REE相對富集，Ta、Nb、Ti相對虧損的特點，呈現出弱的負Eu異?；驘oEu異常的特征，亦顯示出弧火山巖的特征[18]．在Na2O-K2O圖解中[19]，樣品投影點主要落入鉀質火山巖區域(圖5a)；在Sc/Ni-La/Yb圖解中[20]，樣品投影點均落入大陸島弧型區域(圖5b)．因鉀質火山巖具有特殊的元素地球化學特征，既可以產于大陸島弧環境又可產于板內環境，常用TiO2/Al2O3-Zr/Al2O3圖解[21]來進行區分，本文安山巖樣品投影點均落入大陸弧和后碰撞弧區域(圖5c)；再運用Zr/TiO2-Ce/P2O5圖解[21]進一步區分，樣品投影點均落入大陸弧區域（圖5d）．以上研究表明，拿若銅礦床安山巖形成的構造背景為大陸?。?/p>

圖3 稀土元素球粒隕石標準化配分圖（標準值據文獻[16]）

圖4 微量元素原始地幔標準化蛛網圖（標準值據文獻[17]）

圖5 拿若銅礦床安山巖地球化學判別圖解

3.2 巖漿源區探討

拿若礦區安山巖樣品的La/Nb值介于2.5～2.7之間，高于陸殼端元值（1.2），低于俯沖洋殼端元值（20），與MORB型虧損地幔端元值較為接近（2.1）[22]，顯示其巖漿源區存在Nb、Ta和Ti的虧損，這是導致其原始地幔標準化微量元素蜘蛛圖虧損Nb、Ta和Ti的主要原因．拿若銅礦體絕大部分產于長石石英砂巖中，礦區斑巖體出露范圍很小，運用傳統的斑巖銅礦成礦理論無法合理的解釋小巖體成大礦現象．何陽陽等[23,24]對多龍礦集區的多不雜銅礦床進行研究時，提出了地幔流體作用成礦的成因機制；拿若銅礦床同樣位于多龍礦集區，具有多不雜銅礦床類似的成巖成礦環境，相近的成巖成礦年齡，且巖漿源區均具有MORB型虧損地幔的特征，暗示拿若銅礦床亦滿足地幔流體作用成礦的條件（表5）．

表5 拿若銅礦床和多不雜銅礦床成因對比

4 結論

（1）拿若銅礦床安山巖具有大離子親石元素K、Th、Rb相對富集，高場強元素Ta、Nb、Ti相對虧損，輕稀土元素相對富集，重稀土元素相對虧損的特點，屬于高鉀鈣堿性系列，形成于大陸弧環境．

（2）拿若銅礦床安山質巖漿來源于MORB型虧損地幔，且具有多不雜銅礦床相似的成巖成礦環境以及相近的成巖成礦年齡，礦區出現小巖體成大礦的現象，初步揭示了地幔流體作用成礦的成因機制．

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Element Geochemical Characteristics in Andesite of the Naruo Copper Deposit，Tibet

HE Yangyang1,2，WEN Chunqi2，LIU Xianfan2

Abstract：The discovery of the Naruo copper deposit in the Duolong ore deposit area of Tibet is another major breakthrough in the geological prospecting work.The andesite in the meiriqiecuo formation of the mining area plays an important role in the formation and genesis of the deposit.4 samples of andesite were selected to test the main elements,rare earth elements and trace elements.The results show that Naruo andesite has the relative enrichment of K,Th and Rb and the relative loss of high fi eld strength elements Ta,Nb,Ti.The relative enrichment of LREE and the relative loss of HREE.It belongs to high-k calc alkaline series and formed in the continental arc environment.Andesitic magma derived from MORB depleted mantle.In the Naruo mining area,a small rock mass becomes a large ore.It is similar to the diagenetic and metallogenic ages of the Duobuza copper deposit.It also satis fi es the conditions of mantle lf uid mineralization,and preliminarily reveals the mechanism of mantle fl uid interaction leading to the crust mantle material mixed and superimposed mineralization.

Key words：andesite;geochemistry of elements;Naruo;Tibet

拿若銅礦床是繼多不雜銅礦床、波龍銅礦床、榮那銅礦床后，多龍礦集區內發現的又一大型礦床，目前探明Cu資源量已突破240萬噸，伴生金已突破76噸[1]．已有學者對該礦床的主要賦礦巖石花崗閃長斑巖及角礫巖、長石石英砂巖進行過巖石地球化學方面的研究[2,3]，對成礦元素的空間分布規律及找礦方向進行過探討[4?6]，但未對拿若礦區美日切錯組地層中的安山巖進行系統的巖石地球化學分析，使得人們對該礦床的成因認識存在局限性．安山巖一直以來都是地質學界研究的熱點[7?10]，它形成的構造背景多種多樣，尤其是產于弧環境的安山質巖漿，因變異過程復雜，對礦床成因的指示意義重大．本文對拿若礦區美日切錯組地層中的安山巖進行研究，測試其化學組成，然后從主量元素、稀土元素、痕量元素來探討其地質意義．

(1.College of Geography&Resource Science,Neijiang Normal University,Neijiang Sichuan 641112,China;2.Geosciences College of Chengdu University of Technology,Chengdu Sichuan 610059,China)

DOI：10.13568/j.cnki.651094.2018.02.002

中圖分類號：P595

A

1000-2839(2018)02-0131-06

?收稿日期：2017-10-20

基金項目：國土資源部公益性行業科研專項項目（201011013）；四川省教育廳科研項目（17ZB0223）.

作者簡介：何陽陽（1984-），男，博士，從事礦物學、巖石學、礦床學方面的研究．

?通訊作者：溫春齊（1945-），男，教授，博士生導師，wcq@cdut.edu.cn.

責任編輯：趙新科