新疆薩熱克輝長輝綠巖類成巖溫度-壓力-氧逸度特征與成巖作用演化趨勢*

杜玉龍 方維萱 魯佳

1. 昆明理工大學國土資源工程學院，昆明 6500932. 有色金屬礦產地質調查中心，北京 1000121.

巖漿演化過程、結晶和成巖條件是全球廣大地質學家長期關注的問題(Tuttle and Bowen, 1960; Yoder, 1979; Pitcher, 1993; Petfordetal., 2000; 徐義剛等, 2013; Tomiyaetal., 2013; Foleyetal., 2013)，而大火成巖省無疑是研究的重點地區。自晚震旦世-晚更新世，塔里木盆地及其周緣強烈火山活動持續不斷(周清杰等, 1990; 李永安等, 1995; 鄒天人等, 1999)，被認為是繼峨眉山大火成巖省后我國西部發現的又一大火成巖省(徐義剛等, 2013, 2017)，而備受關注。塔里木大火成巖省與峨眉山大火成巖省在地球化學特征等方面有很多相似之處，認為有可能來自同一地幔柱活動的參與(厲子龍等, 2008; 余星等, 2009; 徐義剛等, 2013)。地幔柱概念自被提出至今，依然是地學研究前緣和熱點，其彌補了很難用板塊構造理論解釋的大火成巖省、熱點、大陸裂谷、大規模成礦等現象(徐義剛等, 2013)。塔里木大火成巖省是孕育地幔柱活動的產物，為多期多階段噴發，且具有不同的母巖漿，其中第一和第二期巖漿主要是地幔柱-巖石圈相互作用的產物，而第三期巖漿是地幔柱熔融的產物，其活動范圍不局限于塔里木盆地，可能覆蓋了天山及北疆地區(Zhangetal., 2010)。西南天山發育新生代幔源巖漿活動，托云盆地被作為是天山地區最有代表性的火山活動發育區，近年來引起了廣泛研究(周清杰等, 1990; Sobel, 1995; 李永安等, 1995; 韓寶福等, 1998; 鄒天人等, 1999; Sobel and Arnaud, 2000; 王彥斌等, 2000; 徐學義等, 2003; 季建清等, 2006; 梁濤等, 2007; 徐義剛等, 2013; 方維萱等, 2017a)，為探討托云盆地周邊地區新生代構造演變歷史及山(西南天山)-盆(塔里木盆地)-原(帕米爾高原)形成與演化提供了約束。堿性巖一般被認為形成于巖石圈拉張環境，其物質主要來源于上地幔(任康緒, 2003; Ernst and Bell, 2010; 麻菁等, 2015)，是研究大陸巖石圈的有效探針(任康緒, 2003; 陳衍景等, 2008)。而托云盆地火山巖中地幔包體的發現(韓寶福等, 1998; 鄭建平等, 2001)佐證了托云地區巖漿活動具有地幔物質參與，這種具有地幔物質參與深源淺成的堿性巖是深部地球動力學過程在淺部地殼的直接表現和歷史記錄，是探索地球深部信息的重要窗口。薩熱克恰好處于塔里木西北緣一條西起阿圖什市托云盆地，向東延伸到柯坪縣一帶志留-石炭系地層中的堿性巖帶上(鄒天人等, 1999; 麻菁等, 2015)。因而，對薩熱克堿性輝長輝綠巖類研究也是探索西南天山巖漿活動演化的重要窗口。

薩熱克不但發育堿性輝長輝綠巖類巖脈群，還孕育了薩熱克大型砂礫巖型銅礦床。祝新友等(2011)描述了輝長輝綠巖宏觀分布、產狀特征；方維萱等(2018a)認為在晚白堊世-始新世山體隆升過程中，伴隨地幔熱物質上涌發生了輝綠巖脈群侵位；黃行凱等(2017)研究了輝長輝綠巖地球化學特征、探討了巖石成因。但值得注意的是，薩熱克輝長輝綠巖類巖相學、巖漿成巖作用熱演化、巖漿侵位過程、動力學機制等尚不清楚，與托云盆地基性巖漿活動溫壓條件的關系等，這些都值得深入探討。

近年來，礦物地質溫度-壓力計得到廣泛應用，如利用鋯石Ti和金紅石Zr含量地質溫度計(高曉英和鄭永飛, 2011; 張麗娟和張立飛, 2016; 孫紫堅等, 2017)、角閃石-斜長石地質溫壓計(龔松林, 2004; 牛利鋒和張宏福, 2005; Andersonetal., 2008; 汪洋, 2014; 魯佳等, 2017；杜玉龍等，2020)、黑云母地質溫度-壓力計(魯佳等, 2017; 孫紫堅等, 2017)等研究火山-巖漿體系演化溫度、壓力條件的例子很多。在塔里木盆地西北緣，地質溫壓計應用也取得了進展(呂勇軍等, 2006; 陳咪咪等, 2008; 張麗娟和張立飛, 2016)，特別是呂勇軍等(2006)通過托云玄武巖中巨晶輝石、角閃石、長石等的溫壓估算，認為托云盆地玄武質巖漿離開巖漿房后沒有停留，發生了快速上升，這為利用礦物地質溫度-壓力計研究薩熱克基性巖漿成巖作用熱演化提供了可靠的方法和參考。

本文主要研究薩熱克輝長輝綠巖類巖石學特征和鋯石、角閃石、黑云母、長石等礦物地球化學特征，利用礦物地質溫度-壓力計估算基性巖漿演化各個階段的氧逸度、硫逸度特征和溫度、壓力條件，恢復薩熱克巖漿熱演化，探討巖漿侵位過程和地球化學動力學機制。

1 地質背景

1.1 地質特征

托云盆地位于新疆喀什市北約100km處(圖1)。大地構造上處于西南天山復合造山帶-塔里木地塊西端-帕米爾高原北緣等盆-山-原鑲嵌構造區(方維萱等, 2018b)。該盆地現今殘留面積約10000km2，其NW-SE向和SW-NE向為盆地2個長軸方向，明顯受塔拉斯-費爾干納NW向走滑斷裂帶和次級NE向斷裂帶控制，盆地動力學特征為斜切西南天山造山帶的中生代陸內山間拉分斷陷盆地。盆地內分布有侏羅系、白堊系、古近系、新近系等地層，與古生代地層呈清楚的不整合構造接觸關系。

圖2 薩熱克地質(采樣)簡圖及大地構造位置(賈潤幸等, 2017修改) 1-第四系；2、3、4、5-分別為下白堊統克孜勒蘇群第三段、第二段上部、第二段下部、第一段；6、7-分別為上侏羅統庫孜貢蘇組第二巖性段、第一巖性段；8-中侏羅統塔爾尕組；9-中侏羅統楊葉組；10-下侏羅統康蘇組；11-下侏羅統沙里塔什組；12-中志留合同沙拉群；13、14、15-分別為長城系阿克蘇群第六巖性段、第五巖性段、第四巖性段；16-輝長輝綠巖脈群；17-銅礦體；18-煤礦；19-地質界線；20-斷層；21-破碎帶；22-構造縫合帶；23-地名；24-采樣點位Fig.2 Geological (sampling) map of Sareke copper deposit in Xinjiang and tectonic position (modified after Jia et al., 2017) 1-Quaternary; 2, 3, 4, 5-the third member, the upper part of the second member, the lower part of the second member, the first member of Kezilesu Group in Lower Cretaceous, respectively; 6 ,7-the upper member, the lower member of Kuzigongsu Formation in Upper Jurassic, respectively; 8-the Taergai Formation in Middle Jurassic; 9-the Yangye Formation in Middle Jurassic; 10-The Kangsu Formation in Lower Jurassic; 11-the Shalitashi Formation in Lower Jurassic; 12-the Hetongshala Group in Middle Silurian; 13-the sixth member, the fifth member, the fourth member of Akesu Group in Changcheng System, respectively; 16-diabasic dike; 17-copper orebody; 18-coal mine; 19-geological boundary; 20-fault; 21-fracture zone; 22-tectonic suture zone; 23-town; 24-sampling point

新疆維吾爾自治區區域地層表編寫組(1981)最早報道了托云盆地內火山巖。之后，該地區巖漿巖成為研究熱點(周清杰等, 1990; 李永安等, 1995; 韓寶福等, 1998; 鄒天人等, 1999; 王彥斌等, 2000; Sobel, 1995; Sobel and Arnaud, 2000; 徐學義等, 2003; 季建清等, 2006; 梁濤等, 2007; 方維萱等, 2017a)，主要集中在時空分布、地球化學特征、年代學、地球化學動力學等方面，認為巖漿活動時代主要為中-新生代，受到海西期、燕山期和喜馬拉雅期構造運動控制(鄒天人等, 1999)，玄武質巖漿來源于較低熔融程度(10%)的富集地幔，具有明顯的地幔柱物質參與，形成于陸內伸展構造環境等(王彥斌等, 2000; 徐學義等, 2003)。

薩熱克巴依盆地屬于托云盆地的次級盆地，處于塔拉斯-費爾干納斷裂帶西側，呈NE向延伸，受烏魯-薩熱克NE向斷裂帶控制，延伸到薩熱克為盆地兩側的NE向同生斷裂帶(圖1、圖2)，薩熱克砂礫巖型大型銅礦床就位于薩熱克巴依次級盆地中。盆地下基底構造層為中元古界阿克蘇巖群，古生界志留系、泥盆系和石炭系組成盆地上基底構造層(泥盆與石炭系在薩熱克未出露)，侏羅系-下白堊統是盆地主要充填地層體(圖2a)。長城系阿克蘇群分布于薩熱克巴依盆地的南北兩側，與上覆地層呈斷層接觸，主要巖性為一套絹云母石英片巖夾大理巖、和鈣質片巖。中志留統合同沙拉群，巖性上部為白、淺灰色大理巖化灰巖；下部為暗色灰巖與鈣質絹云母千枚巖、綠泥石及硅質巖互層。侏羅系地層主要出露下侏羅統莎里塔什組和康蘇組、中侏羅統楊葉組和塔爾尕組及上侏羅統庫孜貢蘇組等5個組：①莎里塔什組(J1s)，為一套快速堆積的沖積扇相綠灰色礫巖夾砂巖條帶或透鏡體，下部多為褐紅及褐灰色，礫徑較大。②康蘇組(J1k)，與下伏莎里塔什組為連續過渡沉積，為一套湖泊-沼澤相的煤系地層。③楊葉組(J2y)，與康蘇組為連續沉積，為一套濱淺湖相灰、灰黑色泥巖夾砂巖、炭質泥巖及粉砂巖類，在河湖相石英砂巖中含有兩層煤?？堤K組和楊葉組煤層均具有工業開采價值，以烏恰煤礦和疏勒煤礦為主。④塔爾尕組(J2t)，與下伏楊葉組整合接觸，為一套淺-半深湖相紫紅、綠、灰色泥巖、粉砂巖夾砂巖及泥灰巖。⑤庫孜貢蘇組(J3k)，與下伏塔爾尕組假整合接觸或直接超覆于元古界或古生界之上?？蓜澐殖?個巖性段，下段為沖積扇-河流相礫巖、砂巖、粉砂巖互層；上段為一套快速堆積的沖積扇相礫巖夾砂巖透鏡體，為薩熱克銅礦主賦礦層位。下白堊統克孜勒蘇群可劃分出3個巖性段：①第1巖性段(K1kz1)為一套辮狀河相褐紅色粉砂質泥巖，底部發育石英質細礫巖。局部砂巖和礫巖因后期油氣蝕變而呈灰綠-灰白色，發育黃鐵礦和褐鐵礦化。②第2巖性段(K1kz2)為辮狀河相紫灰色、暗褐紅色砂巖與泥巖互層，局部夾有含礫砂巖(巴什布拉克鈾礦的賦礦層位)，在薩熱克銅礦南礦帶，為輝長輝綠巖疊加成礦期，在褪色化砂巖中形成砂巖型銅、砂礫巖中形成砂礫巖型銅鉛鋅。③第3巖性段(K1kz3)為一套辮狀河相灰白色厚層狀含礫砂巖、巖屑砂巖夾少量褐紅色粉砂質泥巖，局部為礫巖。在薩熱克南礦帶局部發育，也是砂礫巖型鉛鋅礦體和砂巖型銅礦層的儲礦層位。

輝長輝綠巖類主要發育于薩熱克巴依次級盆地南東翼，呈巖脈群出露于上白堊統克孜勒蘇群紫紅色砂巖中(圖2a)，多沿斷裂及裂隙上侵，巖脈群寬一般1～2m，單脈長度100～1000m，巖脈群上下盤砂巖發育明顯褪色化蝕變。在托云地區，報道了大量巖漿巖年齡數據(周清杰等, 1990; 李永安等, 1995; 韓寶福等, 1998; 王彥斌等, 2000; Sobel and Arnaud, 2000; 梁濤等, 2007; 季建清等, 2006)，這些數據主要集中在150～170Ma、100～120Ma、35～70Ma三個年齡段，說明托云地區火山噴發-巖漿侵位具有多期多階段性。但薩熱克尚未見有輝長輝綠巖年齡數據發表，方維萱等(2017b)認為輝長輝綠巖侵位事件可能形成于古近紀-新近紀；黃行凱等(2017)認為輝長輝綠巖成巖晚于早白堊世。薩熱克輝長輝綠巖侵位最高層位為上白堊統克孜勒蘇群，本文推測其形成時代為晚白堊世-古近紀。

圖3 薩熱克銅礦區輝長輝綠巖脈群巖相學特征 (a)輝長輝綠巖脈群順層和切層侵位；(b)輝長輝綠巖脈沿斷裂帶侵位；(c)輝長輝綠巖脈群內石英脈與碎裂化；(d-f)輝長輝綠巖鏡下顯微特征. Pl-斜長石；Afs-堿性長石；Amp-角閃石；Aug-輝石；Chl-綠泥石；Bt-黑云母；Py-黃鐵礦；Rt-金紅石；Ap-磷灰石Fig.3 Petrographic characteristics of gabbro-diabase dike swarm in Sareke copper deposit (a) gabbro-diabase dike swarm of bedding and shear layers invasion; (b) gabbro-diabase dike swarm emplacement along the fault zone; (c) quartz veins and cataclasite in gabbro-diabase dike swarm; (d-f) photomicrograph features of gabbro-diabase dike swarm. Pl-plagioclase; Afs-alkalifeldspar; Amp-amphibole; Aug-augite; Chl-chlorite; Bt-biotite; Py-pyrite; Rt-rutile; Ap-apatite

1.2 巖石學與巖相學特征

輝長輝綠巖類巖脈群以小角度和大角度切層產出，兩者之間具有細頸化(圖3a)，細頸化部位厚度一般0.3～0.5m，無切錯關系，揭示兩種不同產狀的脈體為同期侵入的產物。巖石呈灰綠色，輝長輝綠結構，塊狀構造，主要礦物成分為斜長石(45%)、角閃石(20%)、輝石(2%)(圖3d-f)，次為磷灰石(3%)、黑云母(1%)、鈦鐵礦(5%)等，少量赤鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦等。斜長石，多呈長板狀，粒徑0.2～6.0mm。角閃石呈自形粒狀或長板狀，粒徑0.15～2.0mm，多發生黑云母化、綠泥石化，部分顆粒隱約可見發育細密的解理。輝石呈自形粒狀。角閃石與輝石均被碳酸鹽、綠泥石、白鈦礦完全交代呈假象。黏土類礦物以綠泥石為主，有少量含鐵蒙脫石、蛇紋石。碳酸鹽主要為白云石，呈他形不等粒狀交代角閃石或為白云石脈。黑云母呈針狀或片狀。磷灰石呈細長針狀，多與黏土類礦物一起分布于斜長石、角閃石之間。鈦鐵礦，多與磁鐵礦或赤鐵礦呈出溶連晶，板狀、格子狀、魚骨狀，已經褐鐵礦化、白鈦礦化。輝長輝綠巖脈群邊部出現明顯的蝕變帶，主要為鐵碳酸巖化、硅化脈蝕變帶(圖3c)；邊部發育角礫巖化和碎裂巖化帶(圖3c)，兩側圍巖發生明顯的揉皺，顯示在輝長輝綠巖脈群侵位過程中受到明顯的構造變形；圍巖地層出現明顯灰白色褪色化(圖3b)。

2 測試分析

采集的樣品主要分布于薩熱克礦帶地表(圖1、圖2a)，進行了巖相學研究、全巖和電子探針分析。全巖分析在中國冶金地質總局一局測試中心完成，樣品在研磨成粉末前用去離子水清洗；清洗后研磨至200目以下，主量元素采用荷蘭飛利浦PW2404 X射線熒光光譜儀分析，分析誤差小于0.1%；微量元素和稀土元素分析采用德國Finnigan-MAT公司ELEMENT XR等離子體質譜分析儀分析(ICP-MS)，分析誤差±1×10-6。電子探針分析在中國地質科學院礦產資源研究所探針室完成，測試采用日本JXA-823V型電子探針分析儀，實驗中加速電壓為15kV，束流為2.0×10-8A，束斑大小為5μm。

3 分析結果

3.1 全巖地球化學

3.1.1 主量元素

輝長輝綠巖燒失量在0.97%～7.44%；SiO2含量為43.7%～48.6%，平均45.8%(表1)；TiO2含量在2.39%～3.11%，平均2.70%，屬高鈦系列(>2.00%)；Al2O3含量為15.7%～18.5%，平均17.3%；Fe2O3含量為1.97%～5.40%，平均3.48%；FeO含量為3.28%～7.13%，平均4.82%；MgO含量為5.57%～12.96%，平均8.61%。Di16屬苦橄巖類(MgO>12%)，Di6、Di7、Di13、Di14、Di17等樣品MgO含量為9.27%～10.70%，可歸為苦橄質巖類(8%≤MgO<12%)。Na2O含量為2.30%～5.13%，平均3.62%；K2O含量為0.51%～2.56%，平均1.80%；多數樣品里特曼指數σ>9，平均14.07，且全堿(K2O+Na2O)含量在4.39%～6.66%(>4%)。巖石具有高鈦、鎂，貧硅、富堿特征，屬堿性變基性-堿性變超基性巖系列。

在TAS圖解中(圖4a)，樣品落到似長石輝長巖、二長輝長巖、輝長巖區域，具有堿性輝長巖-堿性似長石輝長巖、堿性輝長巖-堿性二長輝長巖兩個巖石系列演化方向。巖漿系列以鉀玄巖系列為主(圖4b)，具有向高鉀鈣堿性系列和鈣堿性系列演化趨勢。

表1輝長輝綠巖類全巖分析結果(主量元素:wt%；稀土和微量元素:×10-6)

Table 1 The results of whole rock analysis of gabbro-diabase (major elements: wt%; trace elements: ×10-6)

樣品號Di6Di7Di13Di14Di16Di17QD16-1QD16-2QD70QP30-48QP30A-9巖性輝長巖似長石輝長巖二長輝長巖SiO245.145.947.843.744.747.046.744.9445.244.448. 6TiO22.392.692.572.782.612.542.642.863.112.912.56Al2O316.017.917.218.018.517.615.717.318.317.316.8Fe2O34.852.033.653.402.013.945.404.231.972.294.51FeO5.543.405.244.983.364.535.595.513.284.437.13MnO0.110.0950.0490.1000.0700.280.140.160.210.270.09MgO10.3310.249.5011.2212.968.205.896.285.576.567.93CaO6.877.202.954.973.146.7310.310.9313.513.94.84Na2O2.302.845.133.052.742.613.404.354.334.654.44K2O2.192.560.511.342.162.392.001.482.331.421.38P2O50.810.840.980.870.910.950.750.850.910.820.91LOI4.144.675.056.247.443.891.581.181.441.120.97Total100.6100.4100.5100.6100.6100.6100.1100.1100.1100.1100.1Mg#65.0577.7466.5171.3281.7164.4250.1054.5666.2664.3055.82CO25.495.331.994.552.264.934.097.239.029.754.72H2O-0.160.080.110.120.100.160.340.260.430.370.34Li31403971671023030323723Rb15213.19.98.6142419192112K182102128742171113217899198351656712296193361182411429Ba479489108180147563826398348240412Th167.56.35.84.97.45.55.54.94.84.9U5.04.83.33.94.45.22.02.22.42.91.8Nb80941068181935761625166Ta5.146.046.484.995.165.783.183.333.502.823.79Sr93192915014914010921054973733383759P35153676427337833993416532743708398135983985Zr200220233200241223204210212182225Hf7.28.77.96.19.18.07.79.69.8128.2Ti1431416145154271664715652152091583817153186341747515368Cr132101412061103388475013522Co4138456252374038294030Ni52544414667374635319224Cu166225371438356129681916210561Zn82546459578125581486160Pb118.322101115101310131Ag0.130.150.570.180.170.580.160.551.512.500.03Mo7.054.337.122.221.824.243.533.642.912.042.66V209234219255235202190158158157135La4348524146513748414149Ce748590738492871039491103Pr7.38.58.57.38.39.09.410.710.59.710.6Nd3642413742443640423739Sm7.228.478.178.419.038.567.638.3310.38.618.0Eu2.653.142.672.682.833.072.572.863.272.732.8Gd6.838.317.958.158.808.157.378.5210.38.77.6Tb0.931.091.071.091.261.111.021.141.451.181.01Dy4.335.234.995.406.335.125.125.727.165.864.9Ho0.740.890.830.881.070.870.880.981.200.960.84Er1.902.222.042.102.742.192.312.533.052.432.1Tm0.240.270.250.260.340.280.310.320.380.310.27Yb1.491.691.431.512.021.641.851.912.251.791.61Lu0.200.240.210.200.270.210.250.270.310.260.22Y15.318.718.318.723.118.419.021.627.621.717∑REE187216221189215227198235227212231LREE/HREE10.249.8110.778.678.4110.629.378.147.718.8611.39(La/Yb)N20.4420.4026.2019.5416.1822.3614.1718.1213.0516.5121.71(La/Sm)N1.141.131.000.980.961.111.031.030.960.961.06(Ce/Yb)N0.950.950.950.960.980.971.131.061.081.071.06δEu0.820.820.830.820.840.841.091.041.041.051.05

圖4 輝長輝綠巖類TAS分類圖解(a, 據Wilson, 1989)和SiO2-K2O圖解(b, 實線據Peccerillo and Taylor, 1976; 虛線據Middlemost, 1985)Fig.4 The classification of gabbro-diabase using the total alkali versus silica (TAS) diagram (a, after Wilson, 1989) and SiO2 vs. K2O diagram (b, solid line after Peccerillo and Taylor, 1976; dot line after Middlemost, 1985)

圖5 輝長輝綠巖類球粒隕石標準化稀土元素配分曲線(a)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and MacDonough, 1989)Fig.5 Chondrite-normalized rare earth element patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagram (b) for gabbro-diabase (normalization values after Sun and MacDonough, 1989)

3.1.2 稀土和微量元素

∑REE為187×10-6～235×10-6(表1)，平均214×10-6；(La/Yb)N=6.18～26.20，平均17.91；(Ce/Yb)N=0.95～1.25，平均1.03，顯示輕稀土富集特征(圖5a)。(La/Sm)N=0.75～1.14，大部分>1.00，平均1.01，說明巖漿來源于富集型地幔(或與地幔熱柱有關)；Eu負異常不明顯(δEu=0.82～1.22，平均0.95)，Ce異常不明顯(δCe=0.97～1.02，平均1.00)。

本區巖漿巖Cr含量為22×10-6～206×10-6(表1)，平均88×10-6；Co含量為29×10-6～62×10-6，平均41×10-6；Ni含量為24×10-6～146×10-6，平均57×10-6，Cr、Ni含量小于Wilson (1989)給出的原始巖漿值(Ni=400×10-6～500×10-6，Cr>1000×10-6)，暗示本區巖漿經分離結晶作用演化而成，曾發生了橄欖石和單斜輝石分離結晶作用，并非原始巖漿直接形成。大離子親石元素Ba、Sr(個別樣品)出現相對明顯的負異常。高場強元素P具有較明顯的正異常，Zr有弱的負異常(圖5b)，Nb/Ta=15～18，平均17，相當于原始地幔的含量(Nb/Ta=17.5±2.0)(Anders and Greresse, 1989)。Ti出現弱的負異常，Pb具有強正異常。

3.2 礦物地球化學

3.2.1 鋯石和金紅石

鋯石呈黃粉色，具有晶核和清晰的同心韻律環帶，呈次渾圓-渾圓狀、粒狀，個別半自形雙錐柱狀，透明，金剛光澤，個別晶內可見黑色固相包體，表面受熔蝕，大部分晶棱、晶面模糊不清，個別棱角鈍化，伸長系數1.0～2.5，粒徑0.03～0.22mm，暗示鋯石可能經過了搬運。輝長輝綠巖類中金紅石與鋯石共生，呈橙黃色粒狀、板狀，主要有兩種產狀，一是呈粒狀，與鈉長石、歪正長石和正長石等發生交代；另一類產于黑云母、鈦鐵礦、磁鈦鐵礦周緣(圖3d)，可能是這些礦物析出的Ti氧化形成金紅石。

3.2.2 角閃石

角閃石以暗褐色為主，干涉色較為均一，多呈長柱狀和自形粒狀，粒徑0.2～3mm，發育細密殘留的解理，推測為輝石經過早期角閃石化蝕變而形成，含量為20.0%～40.0%，形成嵌晶含長結構。角閃石充填于自形晶斜長石三角空隙中，常被白云石、綠泥石完全交代呈假象，其次發生黑云母化，周邊常析出磁鐵礦、黃鐵礦等礦物。電子探針分析表明(表2)，MgO含量為7.09%～10.20%、CaO含量為10.68%～11.06%、FeOT含量為12.65%～18.14%、K2O含量為0.87%～1.33%、Na2O含量為2.89%～3.42%、TiO2含量為2.07%～3.61%、Al2O3含量為11.22%～12.99%，角閃石具有富鈣、鈉和貧鉀、鎂特點。

根據角閃石化學分子式計算參數(林文蔚和彭麗君, 1994)，角閃石陽離子特征為，CaB=1.49～1.65，(Na+K)A=0.49～0.84，Ti=0.24～0.41。按國際礦物學協會角閃石專業委員會提出的命名原則和條件(王立本, 2001)，投影Si-Mg/(Mg+Fe2+)圖解(Leakeetal., 1997)，角閃石種屬為鐵淺閃石(Di15-1-14和Di15-3-6)、淺閃石(Di15-1-10和Di15-1-13)和鈣鎂閃石(圖6)。角閃石具深部幔源巖漿成因特征(圖7)。

3.2.3 黑云母

黑云母呈亮黃色-褐色，片狀、鱗片狀、針狀，為多期次形成，①早期黑云母與角閃石-斜長石共生，為褐色-褐綠色，以細小的針狀居多，少部分為片狀，分布于斜長石和角閃石之間；②中期黑云母多與長石發生交代，或與綠泥石等黏土類礦物相伴產出。在黑云母周邊，常發育鈦鐵礦與磁鐵礦或鈦鐵礦與赤鐵礦的出溶連晶，呈棒狀，已經被白鈦礦完全交代，揭示黑云母形成于高氧化環境；③晚期黑云母與黏土礦物伴生，多已經發生水化作用，形成了水解黑云母(水云母化)，為殼源黑云母。不同其次黑云母具有不同的巖相學和礦物地球化學特征(表3)，黑云母礦物地球化學投圖(圖8a, b)為原生鐵質黑云母、原生鎂質黑云母，揭示形成于不同的成巖過程和環境。

圖6 角閃石成分分類圖解(據Leake et al., 1997)Fig.6 Diagram of amphibole composition classification (after Leake et al., 1997)

圖7 角閃石Al2O3-TiO2成因判別圖解(據姜常義和安三元, 1984)Fig.7 Al2O3 vs. TiO2 genetic discriminant diagram of amphibole (after Jiang and An, 1984)

3.2.4 長石

長石多呈長板狀，少量為柱狀，正低突起，可見鈉長石雙晶和卡鈉復合雙晶，含量為30.00%～60.00%(表4)，粒徑0.1～1.0mm，常形成三角架，多與白云石、角閃石交代產出。由電子探針分析、牌號計算、投圖(圖9)可看出，輝長輝綠巖類中長石具有較完整演化系列，發育鈉長石、歪長石、Na-正長石、正長石和斜長石系列的更長石、中長石、拉長石。正長石SiO2含量約65.60%，Al2O3含量約17.42%，K2O含量約15.18%，屬于鉀長石端元。鈉長石SiO2含量為64.12%～68.84%，平均66.68%，Al2O3含量為19.85%～22.58%，平均20.95%，Na2O含量為9.48%～11.13%，平均10.20%，屬于鈉長石端元。中長石-拉長石代表了鈣質斜長石端元的演化趨勢。結合巖相學研究顯示，本區長石演化方向為鈣長石→鈉長石→鉀長石， 鉀鈉長石交代鈣長石。完整的長石演化

表2輝長輝綠巖類中角閃石電子探針分析數據(wt%)及參數

Table 2 The EPMA data (wt%) and parameter of amphibole of gabbro-diabase

測點號Di15-1-10Di15-1-11Di15-1-13Di15-1-14Di15-3-1Di15-3-3Di15-3-5Di15-3-6Di15-3-7Di15-3-8SiO243.2442.1043.5642.8643.0842.6442.5643.0943.1442.06TiO22.582.762.522.373.113.043.472.073.612.64Al2O311.4911.4611.6511.3712.2912.2412.0411.2212.9911.70FeOT14.3614.2515.2415.9413.6914.5913.8018.1412.6514.41MgO9.659.849.068.6510.209.879.697.098.919.65MnO0.280.190.250.210.200.180.100.260.200.17CaO10.7910.7310.8410.6810.8810.7811.0610.9410.8510.99Na2O3.113.203.373.083.183.423.143.262.893.39K2O0.981.051.000.981.031.101.001.330.871.01F0.130.150.000.030.230.110.120.190.070.00Cl0.000.010.010.010.010.010.000.000.010.01Total96.1896.3096.3897.2296.5095.7596.9897.5896.1996.03XAb0.860.860.460.460.600.600.680.680.680.68XAn0.100.100.010.010.370.370.250.250.250.25以23個氧原子為基準計算的陽離子數SiT*6.5226.4296.5276.5356.4016.3646.3896.5716.4566.404AlⅣT1.4781.5711.4731.4651.5991.6361.6111.4291.5441.596AlⅥC0.5640.4910.5840.5790.5540.5160.5190.5890.7480.505Fe3+C0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000TiC0.2930.3170.2840.2710.3470.3410.3920.2370.4060.303MgC2.1692.2382.0241.9662.2582.1952.1671.6111.9882.188Fe2+C1.8111.8201.9102.0331.7011.8201.7332.3141.5831.835MnC0.0350.0240.0320.0280.0250.0230.0120.0340.0250.022Fe2+B0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000CaB1.6161.6461.5751.6221.6191.6191.6021.5731.4891.646NaB0.3840.3540.4250.3780.3810.3810.3980.4270.5110.354CaA0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000NaA0.5250.5930.5530.5310.5360.6100.5150.5350.3290.645KA0.1880.2050.1920.1900.1940.2090.1910.2580.1660.196O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000OH1.9401.9281.9981.9841.8901.9461.9431.9071.9641.998F0.0600.0710.0000.0140.1080.0510.0570.0930.0330.000Cl0.0000.0020.0020.0020.0030.0030.0010.0000.0030.002Fe3+/(Fe2++Fe3+)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000Fetol/(Fetol+Mg)0.4550.4480.4850.5080.4300.4530.4440.5900.4430.456Mg/(Mg+Fetol)0.5450.5520.5150.4920.5700.5470.5560.4100.5570.544Mg/(Mg+Fe2+)0.5450.5520.5150.4920.5700.5470.5560.4100.5570.544Si/(Si+Ti+Al)0.7360.7300.7360.7380.7190.7180.7170.7450.7050.727Al/Si0.3130.3210.3150.3130.3360.3380.3330.3070.3550.328Mg/(Fetol+AlVI)0.5630.5760.5100.4820.5860.5530.5610.3720.5130.556T (℃)636666546545777796738701676748ΔNNO-1.35-1.32-1.59-1.65-1.33-1.46-1.56-2.14-1.81-1.41P (kbar)7.136.927.437.335.234.706.087.946.265.71H (km)26.325.627.527.119.417.422.529.423.221.1種屬淺閃石鈣鎂閃石淺閃石鐵淺閃石鈣鎂閃石鈣鎂閃石鈣鎂閃石鐵淺閃石鈣鎂閃石鈣鎂閃石

注：Anderson and Smith (1995)基于角閃石-斜長石建立P(kbar)=4.76AlT-3.01-[T(℃)-675]/85×[0.530AlT+0.05294×(T(℃)-675)]；P(kbar)=ρgD，g=9.8m/s2，ρ=2760kg/m3，D是根據壓力估算的侵位(或成巖)深度.Holland and Blundy (1994)計算的角閃石配位參數(按23氧原子計算)，FeOT為全鐵序列說明本區長石成分變化較大，出現了幾乎純的鈉長石和鉀長石，根據相平衡原理，對于一個成分均一的巖漿體系，不可能同時晶出富鈉和富鉀的堿性長石，這兩種堿性長石只有通過低于固相線的固溶體分解才能得到。因而，本區長石系列礦物特征揭示巖漿成巖作用系統具有多期次演化過程，也是復雜的巖漿成巖作用，呂勇軍等(2006)在研究托云盆地玄武巖中巨晶長石時也得到過類似的認識。

表3輝長輝綠巖類中黑云母電子探針分析數據(wt%)及參數

Table 3 The EPMA data (wt%) and parameter of biotite of gabbro-diabase

測點號Di10-2-1Di10-2-2Di5-1-8Di5-1-9Di5-2-1Di5-2-2Di5-2-3Di5-2-4Di5-3-1Di5-3-2SiO238.9438.7538.2038.3437.4637.7138.2438.4139.5238.69TiO23.453.802.822.893.393.502.793.173.193.80Al2O313.8512.8315.5414.6115.0214.7514.7314.3213.6814.09FeO20.9922.0015.7616.1215.9415.6514.8818.1714.3118.23MnO0.200.140.140.090.120.080.090.090.110.18MgO8.167.0912.4911.5611.4111.7112.5410.1813.009.90CaO0.030.000.050.040.050.000.020.030.000.02Na2O1.000.821.461.361.391.311.371.171.331.21K2O7.868.037.867.647.677.547.757.817.587.88Cr2O30.000.010.020.030.000.020.010.000.000.00NiO0.000.000.000.070.000.000.000.020.080.04F0.200.120.070.030.010.160.240.060.190.19Cl0.010.000.010.010.010.010.010.010.000.01Total94.6993.5794.4092.7992.4892.4392.6893.4292.9894.23*H2O1.671.671.591.931.421.481.861.861.941.89*F, Cl=O0.270.270.310.040.480.430.110.110.020.08Si4+5.9106.0145.7125.8365.7265.7575.795.865.955.87AlⅣ2.0901.9862.2882.1642.2742.2432.212.142.052.13AlⅥ0.3880.3610.4510.4580.4310.4120.420.430.370.38Ti4+0.3940.4430.3180.3310.3900.4020.320.360.360.43Fe3+0.4530.2660.1790.1950.1920.1930.330.220.180.22Fe2+2.2112.5901.7921.8571.8461.8061.562.101.622.09Mn2+0.0250.0180.0170.0120.0160.0100.010.010.010.02Mg2+1.8461.6402.7852.6232.6002.6662.832.312.922.24Ca2+0.0060.0000.0080.0060.0090.0000.000.000.000.00Na+0.2950.2450.4230.4020.4110.3870.400.350.390.35K+1.5221.5891.4991.4831.4961.4681.501.521.461.52Cr3+0.0020.0050.0090.0170.0070.0380.000.000.000.00Ni2+0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000.000.000.00F-0.2040.2120.2720.0320.4450.3930.120.030.090.09Cl-0.1020.1450.1000.0140.1110.1030.000.000.000.00*OH-1.6941.6431.6281.9531.4441.5041.881.971.911.91XMg0.450.390.610.590.580.600.650.520.640.52XFe54.5061.2439.1541.4641.5340.3835.4847.5835.7148.31XMf0.900.771.211.171.171.191.291.051.281.03lnTi-0.93-0.81-1.15-1.11-0.94-0.91-1.15-1.01-1.02-0.84(XMg)30.090.060.230.200.200.210.270.140.270.14T(℃)695703697696719726707695724719lgf(O2)-1.07-1.410.250.01-0.18-0.090.35-0.430.40-0.70P(kbar)0.980.581.771.411.671.521.431.270.821.10H(km)3.612.156.545.236.165.605.304.703.034.07

續表3

Continued Table 3

測點號Di5-3-3Di14-1Di14-2Di14-4Di14-8Di16-1Di16-2Di16-3Di17-2Di17-6SiO237.3638.0938.6931.8338.9238.7038.7037.5738.1337.74TiO24.274.494.362.194.833.964.885.055.255.54Al2O313.2514.2014.9713.7815.0414.8014.3114.3314.6215.50FeO17.2618.9417.3819.3118.5718.5317.5919.0017.1216.18MnO0.130.080.140.150.130.180.100.190.090.15MgO8.8710.5212.069.2810.467.5310.439.3010.3311.34CaO0.050.040.061.870.071.720.040.000.030.01Na2O1.130.810.890.220.981.141.021.070.830.99K2O7.277.246.943.766.607.348.078.289.619.42Cr2O30.000.020.020.050.020.030.020.030.030.00NiO0.000.000.000.030.000.020.000.000.050.08F0.220.200.290.260.160.110.130.050.240.19Cl0.010.010.010.000.000.010.010.010.000.01Total89.8094.6395.8082.7495.7694.0495.2994.8896.3197.16*H2O1.781.901.901.891.961.931.931.951.951.94*F, Cl=O0.100.090.090.120.070.050.050.050.070.08Si4+5.925.725.715.525.755.855.785.705.695.56AlⅣ2.082.282.292.482.252.152.222.302.312.44AlⅥ0.390.230.310.340.370.490.300.260.260.25Ti4+0.510.510.480.290.540.450.550.580.590.60Fe3+0.230.430.210.270.230.430.220.220.200.19Fe2+2.061.951.932.532.061.911.982.191.941.81Mn2+0.020.010.020.020.020.020.010.020.010.02Mg2+2.102.352.652.402.301.702.322.102.302.49Ca2+0.010.010.010.350.010.280.010.000.000.00Na+0.350.240.250.070.280.330.300.310.240.28K+1.471.391.310.831.241.421.541.601.831.77Cr3+0.000.000.000.010.000.000.000.000.000.00Ni2+0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00F-0.110.100.140.140.070.050.060.020.110.09Cl-0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00*OH-1.891.901.861.851.931.951.941.981.891.91XMg0.500.550.580.490.530.470.540.490.540.58XFe49.5445.3342.1251.3547.2152.9646.0250.9845.7342.05XMf1.001.091.150.971.050.931.080.971.081.15lnTi-0.68-0.68-0.73-1.25-0.62-0.80-0.60-0.55-0.53-0.49(XMg)30.130.160.190.120.150.100.160.120.160.19T(℃)738745746651749716754751763775lgf(O2)-1.09-0.57-0.180.00-0.84-1.64-0.81-1.17-0.89-0.71P(kbar)0.971.091.362.011.401.461.101.231.261.62H(km)3.584.015.027.425.195.414.084.564.675.99來源殼源區殼?；煸磪^殼源區殼?；煸磪^

注：基于22個氧原子計算黑云母陽離子數及相關參數(*H2O為水的質量分數，*F、*Cl、*OH-分別為黑云母分子中OH位置上F、Cl、OH-的摩爾分數)

表4輝長輝綠巖類中長石電子探針分析數據(wt%)及參數

Table 4 The EPMA data (wt%) and parameter of feldspar of gabbro-diabase

測點號SiO2Al2O3CaONa2OK2OSiAlCaNaKAnAbOr種屬溫度 (℃)Di5-1-165.6017.420.040.3615.183.05000.95450.00190.03200.90060.203.4296.37正長石Di15-1-1564.1518.970.305.599.892.95141.02880.01460.49830.58051.3345.5753.09Na正長石正長石-斜長石Na正長石-斜長石Di10-2-360.0122.515.867.671.002.75641.21880.28820.68300.058527.9966.335.68更長石3721191Di15-1-1264.1221.062.099.950.682.88531.11690.10060.86780.03919.9886.143.88鈉長石348975Di15-3-458.9624.938.157.240.612.64791.31960.39210.63050.035137.0759.613.32中長石3831310Di15-3-960.5522.635.518.281.192.75551.21380.26880.73020.069125.1668.376.47更長石3691161Di5-1-1058.2324.316.498.570.662.66021.30870.31780.75920.038328.5068.073.44更長石3691166Di5-3-458.7123.846.748.430.862.67601.28080.32920.74540.049729.2866.304.42中長石3721192Di14-568.8419.850.0411.130.072.99881.01910.00210.93960.00380.2299.380.40鈉長石336886Di14-665.3822.580.1210.051.132.88531.17460.00560.86020.06360.6192.566.84鈉長石342928Di16-467.9620.910.1110.160.052.97291.07820.00500.86130.00260.5799.130.30鈉長石336888Di17-361.4323.574.737.101.932.76561.25040.22810.61930.111123.8064.6111.59中長石3751218Di17-456.7627.5010.764.650.452.54431.45300.51700.40400.025854.6142.672.72拉長石4211907Di17-864.8520.972.649.481.072.89071.10160.12620.81890.060712.5581.416.04更長石3531014Di17-1867.9221.040.0610.450.112.96461.08210.00260.88420.00610.2999.030.68鈉長石336888Di6-1060.9923.554.357.672.082.75611.25410.21070.67160.120121.0267.0011.99中長石3711181Di6-1156.0127.139.165.291.362.54871.45530.44670.46700.079045.0047.047.96拉長石4091683Di7-156.7927.299.834.920.502.56051.44990.47460.43000.028950.8446.063.10拉長石4121727Di7-1060.6424.216.096.681.242.72731.28340.29340.58270.071130.9761.527.51中長石3801273Di13-665.8620.252.029.481.452.93051.06180.09610.81800.08249.6482.098.27鈉長石3521008Di13-1464.9520.113.619.411.052.90111.05850.17300.81480.059716.5177.795.70中長石3571049Di13-1548.6513.1111.995.560.022.80570.89090.74080.62160.001554.3145.570.11拉長石4131750Di13-1864.9220.442.039.731.972.90421.07750.09710.84420.11229.2180.1410.65更長石3541026

圖8 黑云母礦物地球化學特征圖(a, b,據Foster, 1960；c,據Henry et al., 2005；d,據周作俠, 1986)Fig.8 Diagrams of geochemical characteristics of biotite (a, b, after Foster, 1960; c, after Henry et al., 2005; d, after Zhou, 1986)

圖9 長石判別圖(據陳雷等, 2014)Fig.9 Feldspar discrimination diagram (after Chen et al., 2014)

圖10 綠泥石分類圖解(據Deer et al., 1962)Fig.10 Classification diagram of chlorite (after Deer et al., 1962)

3.2.5 綠泥石

綠泥石化蝕變相為本區巖漿成巖系統晚期自蝕變相或輝長輝綠巖類遭受熱液蝕變相特征(方維萱等, 2017b)，因此，綠泥石化蝕變相的礦物地球化學研究，有助于揭示巖漿成巖系統的晚期熱液活動和成巖作用。電子探針分析結果見表5，為避免分析造成綠泥石成分誤差，采用了(Na2O+K2O+CaO)<0.5%作為判別標準，如果(Na2O+K2O+CaO)>0.5%，則表明綠泥石的成分有混染(Foster, 1960; Zang and Fyfe, 1995)。按此判別標準對本次分析結果進行剔除，綠泥石礦物地球化學特征為：SiO2含量為32.75%～39.98%，平均35.53%；TiO2含量為0.00%～4.12%，平均0.33%；Al2O3含量為11.60%～17.30%，平均13.70%；FeOT含量為6.49%～23.10%，平均25.50%；MnO含量為0.00%～0.10%，平均0.04%；MgO含量為16.0%～27.50%，平均20.90%；Na2O含量為0.05%～0.30%，平均0.21%；K2O含量為0.00%～0.14%，平均0.06%。綠泥石具有高鐵、高鎂特點，這與方維萱等(2017b)計算結果一致。

采用Deeretal. (1962)的綠泥石分類圖解進行投圖(圖10)，綠泥石種屬以富鐵的鐵斜綠泥石(輝綠泥石)為主，次為滑石綠泥石。鐵斜綠泥石的形成還可能與流體的沸騰作用有關，流體的沸騰作用會改變成礦流體的溫度、鹽度、氧化還原狀態以及pH值等，降低Cu在熱液體系中的穩定性和溶解度，從而導致Cu的沉淀(Heinrich, 1990)。

3.2.6 方解石-白云石

方解石主要呈脈狀、網脈狀分布于輝長輝綠巖類中，CaO含量為53.90%～54.00%，FeO含量為0.67%～0.76%(表6)。白云石有兩種產狀，一種主要與角閃石、長石交代產出，表現為白云石化；另一類白云石呈脈狀產出，脈寬0.5～2mm。白云石CaO含量為32.70%，MgO含量為20.25%，FeO含量為3.8%和少量氧化錳等。

4 討論

4.1 地幔源區巖漿溫壓條件

本次采用鋯石、與鋯石共生的金紅石及鈣質斜長石溫度對地幔源區巖漿形成溫度進行恢復和約束。研究表明，鋯石中Ti含量和金紅石中Zr含量分別與其溫度有較好線性關系，從而提出了鋯石Ti和金紅石Zr含量這一單礦物微量元素溫度計(Zacketal., 2004; Watson and Harrison, 2005; Watsonetal., 2006)，并引起了廣泛關注(張麗娟和張立飛, 2016; 孫紫堅等, 2017)。該溫度計雖然存在多個形式的計算公式，其應用的壓力條件、地質背景等還沒有統一的認識(高曉英和鄭永飛, 2011)，但其地質應用優勢明顯，值得嘗試和不斷研究。

本文采用Watsonetal. (2006)擬合的鋯石Ti和金紅石Zr含量溫度計公式進行溫度估算，獲得鋯石結晶溫度為651～1081℃(平均826℃)(表7)；估算2件金紅石樣品形成溫度分別為1091℃和400℃(表8)。金紅石中Fe含量高低被認為是區分金紅石是否變質成因的重要指標(Zacketal., 2004)，即變質成因金紅石中Fe含量大于1000×10-6。2件樣品中金紅石Fe含量分別為3171×10-6、7750×10-6，揭示金紅石在巖漿源區結晶形成，溫度為1091℃，與巖漿源區鋯石結晶最高溫度(1081℃)耦合；金紅石在后期遭受了熱液退變作用，熱液蝕變溫度為400℃，與鈉長石化、鉀長石化蝕變溫度耦合。

呂勇軍等(2006)估算托云玄武巖中歪長石巨晶結晶壓力在8.0～10.0kbar，溫度為900℃左右；輝石巨晶溫度為1185～1199℃、壓力約為15.3～16.4kbar，認為輝石巨晶P-T軌跡起自于玄武質巖漿的液相線附近，歪長石與輝石巨晶可能為同源不同條件下的產物。鋯石Ti含量溫度計估算巖漿溫度為651～1081℃(平均826℃)，金紅石Zr含量溫度計獲得巖漿溫度為1091℃，高溫系列長石形成溫度為886～1907℃(平均1211℃)(表4)，總體上巖漿平均溫度與呂勇軍等(2006)估算的輝石巨晶(1185～1199℃)、歪長石巨晶形成溫度(900℃)較為接近。而鋯石的溫度波動比較大，通過鋯石形態學研究發現，鋯石呈次渾圓狀—渾圓柱狀，表面受熔蝕，大部分晶棱、晶面已模糊不清，個別棱角鈍化，暗示鋯石經過了搬運，推測這一時期前巖漿可能發生了移動，或者這些鋯石來自于同源的不同小巖漿房，這與呂勇軍等(2006)認為的輝石巨晶、角閃石巨晶和黑云母巨晶可能來自于同一巖漿源區，而形成于不同條件下(有多個巖漿房？)有類似之處，因此可能造成其溫度范圍大。

總之，通過鋯石、金紅石和高溫系列長石形成溫度，推測薩熱克巖漿地幔源區形成溫度大致應在1081～1211℃以上，為高溫高壓條件下鋯石-金紅石-斜長石-輝石相。

4.2 地幔流體交代作用

從角閃石成因判別圖解(圖7)可得，輝長輝綠巖類中角閃石為幔源巖漿相關的角閃石。這為采用角閃石溫壓計估算的溫度-壓力來恢復和探討本區地幔流體交代作用期巖漿形成的溫度-壓力相信息提供了物質條件。韓寶福等(1998)在托云盆地火山巖中發現了地幔和下地殼角閃石、長石、黑云母等巨晶形成的捕虜體，角閃石、黑云母等含水地幔捕虜體的存在表明地幔發生過強烈地幔流體交代作用(李永安等, 1995)。鄭建平等(2001)發現托云玄武巖中許多礦物化學特征都處于太古代難熔克拉通地慢和顯生宙飽滿地慢之間，認為巖漿發生過地幔交代作用， 而塔拉斯-費爾干納巖石圈深大斷裂在地幔物質上涌中起到了主通道作用。這些充分說明，托云地區巖漿確實發生了地幔流體交代作用，其溫度、壓力條件值得探索。

表5輝長輝綠巖類中綠泥石電子探針分析數據(wt%)及參數

Table 5 The EPMA data (wt%) and parameter of chlorite of gabbro-diabase

測點號Di14-3Di14-11Di14-14Di16-9Di17-10Di17-25Di17-28Di17-29Di6-7Di6-9Di6-13SiO238.3935.6637.1336.5435.0733.0834.1035.7738.9433.2134.96TiO20.000.020.304.120.000.030.040.040.130.120.13Al2O315.3312.5111.8714.0014.8215.0817.2816.0014.6712.7611.62FeO12.7514.6816.087.6417.4116.8519.5918.6711.7015.2423.06MnO0.020.000.050.050.050.090.080.100.000.030.03MgO22.2323.2521.8623.8219.1820.7216.6015.9122.8721.6316.73CaO0.300.050.120.140.250.290.270.300.260.240.11Na2O0.050.030.070.140.060.060.060.050.070.100.10K2O0.120.010.070.110.060.100.090.120.130.080.03Cr2O30.100.030.020.020.040.050.000.000.550.140.05NiO0.010.090.030.040.000.030.050.080.130.080.14F0.150.020.000.100.050.040.000.000.080.000.00Cl0.000.000.010.010.000.000.000.000.000.010.00Total89.5686.4287.6786.9287.0086.4688.2887.0889.5583.7187.07Si4+3.613.543.643.493.493.333.383.563.663.443.60Ti4+0.000.000.020.300.000.000.000.000.010.010.01Al3+1.701.461.371.571.741.792.021.881.631.561.41Fe3+0.110.120.140.070.150.140.160.160.100.130.18Fe2+0.891.091.180.541.301.281.461.390.821.191.80Mn2+0.000.000.000.000.000.010.010.010.000.000.00Mg2+3.123.443.203.392.853.112.452.363.213.342.57Ca2+0.030.000.010.010.030.030.030.030.030.030.01Na+0.010.010.010.030.010.010.010.010.010.020.02K+0.010.000.010.010.010.010.010.010.010.010.00AlⅣ0.390.460.360.510.510.670.620.440.340.560.40AlⅥ1.311.001.011.061.231.121.401.441.291.001.01Fe/(Fe+Mg)0.220.240.270.140.310.290.370.370.200.260.41Mg/(Fe+Mg)0.780.760.730.860.690.710.630.630.800.740.59Al/(Al+Fe+Mg)0.300.240.240.290.300.290.340.330.290.260.24d00114.2814.2614.2714.2714.2514.2414.2414.2614.2814.2514.26a362.04152.41182.925.10486.81516.921164.59701.5434.58274.601652.63a694.66212.41257.878.30675.12673.321589.381001.3453.54364.162049.84lga31.792.182.260.712.692.713.072.851.542.443.22lga61.982.332.410.922.832.833.203.001.732.563.31logK116.0015.4015.8815.6514.9714.1714.2615.2616.3514.8015.07logK2-89.62-93.45-90.33-91.79-96.73-103.98-103.07-94.49-87.78-98.14-95.93M0.780.760.730.860.690.710.630.630.800.740.59Fe2++AlⅥ2.212.092.201.602.532.402.862.832.112.192.81T(℃)102.56115.37105.10110.09124.90143.06140.97118.5095.46128.72122.66lgf(O2)-63.28-61.03-62.94-61.74-59.30-56.23-56.51-60.41-64.64-58.69-59.90

續表5

Continued Table 5

測點號Di7-12Di7-13Di7-14Di7-15Di7-17Di7-21Di13-2Di13-3Di13-4Di13-7Di13-11SiO234.0537.7635.7035.1837.8739.9834.8335.5432.6835.1432.75TiO20.040.020.090.070.000.000.330.400.460.210.09Al2O311.8312.3712.4012.3413.6613.0514.8614.8513.8013.1013.61FeO13.0010.4111.2313.3510.196.4919.3020.0920.7318.4320.14MnO0.040.020.000.000.010.000.020.030.090.010.04MgO21.2425.6226.3524.2226.3027.4618.0118.6016.4617.2016.25CaO0.260.230.150.110.270.200.170.230.180.290.20Na2O0.000.000.030.030.060.030.040.070.070.050.08K2O0.040.020.000.020.060.030.140.100.130.140.15Cr2O30.000.000.000.000.010.000.050.040.080.100.07NiO0.030.020.100.020.070.120.080.070.060.100.10F0.040.080.100.090.140.140.050.000.000.000.00Cl0.000.000.000.010.000.010.010.000.000.000.00Total80.5886.5286.1785.4688.5787.5087.8690.1484.8984.8083.50Si4+3.603.643.503.513.573.733.473.463.433.623.47Ti4+0.000.000.010.000.000.000.020.030.040.020.01Al3+1.471.411.431.451.521.441.741.711.711.591.70Fe3+0.120.090.100.110.090.060.160.160.170.160.17Fe2+1.030.750.821.000.710.451.451.481.651.421.62Mn2+0.000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.00Mg2+3.343.693.853.603.703.822.672.702.572.642.57Ca2+0.030.020.020.010.030.020.020.020.020.030.02Na+0.000.000.010.010.010.010.010.010.010.010.02K+0.010.000.000.000.010.000.020.010.020.020.02AlⅣ0.400.360.500.490.430.270.530.540.570.380.53AlⅥ1.071.050.930.961.091.171.211.171.131.201.18Fe/(Fe+Mg)0.230.170.180.220.160.100.350.350.390.350.39Mg/(Fe+Mg)0.770.830.820.780.840.900.650.650.610.650.61Al/(Al+Fe+Mg)0.250.240.230.240.260.250.300.290.290.280.29d00114.2714.2814.2614.2614.2814.3014.2514.2514.2414.2714.25a3105.6418.8736.8998.2718.501.24847.88907.861602.55585.131413.11a6152.9628.8953.39137.8128.322.021147.301210.992040.69812.261823.29lga32.021.281.571.991.270.092.932.963.202.773.15lga62.181.461.732.141.450.313.063.083.312.913.26logK115.7816.3115.4515.3515.9417.1314.7214.6614.3315.5114.60logK2-90.93-87.95-93.13-93.84-90.00-84.45-98.77-99.32-102.41-92.68-99.89M0.760.830.820.780.840.900.650.650.610.650.61Fe2++AlⅥ2.101.801.761.961.801.612.662.642.782.632.79T(℃)107.296.2114.4116.6103.979.9130.4131.8139.4113.0133.2lgf(O2)-62.49-64.52-61.15-60.80-63.02-67.67-58.37-58.14-56.90-61.48-57.95lgf(S2)-23.01-24.48-21.86-21.62-23.33-26.61-19.66-19.46-18.34-22.29-19.29

注：基于14個氧原子計算其陽離子數及相關參數；d001=14.339-0.1155AlⅣ-0.0201Fe2+；T=(14.339-d001)×1000

表6輝長輝綠巖類中方解石-白云石電子探針分析數據(wt%)及參數

Table 6 The EPMA data (wt%) and parameter of calcareous-dolomite of gabbro-diabase

測點號礦物SiO2TiO2Al2O3FeONa2OCaOFBP30A-9-2方解石0.020.000.000.7560.0253.900.00BP30A-9-3方解石0.050.070.010.670.0054.000.08BP30A-9-1白云石0.050.010.013.800.0332.700.12測點號ClMgOK2OMnOV2O3TotalXCcMg溫度(℃)BP30A-9-20.000.610.000.630.0056.020.0153235BP30A-9-30.010.290.000.550.1256.030.007454BP30A-9-10.0720.250.010.530.0157.39//

表7輝長輝綠類中鋯石Ti含量溫度計估算結果

Table 7 Results of Ti in zircon geothermometers of gabbro-diabase

測點號S1-01S1-02S1-03S1-04S1-05S1-06S1-07S1-09S1-10S1-11S1-12S1-13Ti (×10-6)31.3039.0032.75181.0024.179.8122.4718.1465.109.793.2422.95溫度(℃)8528778571081825739817796938739651820測點號S1-14S1-15S1-16S1-18S1-19S1-20S1-21S1-22S1-24S1-25S1-26Ti (×10-6)25.2426.6713.8418.1819.8928.896.6418.0627.005.16112溫度(℃)8298357707968058447067968366861010

表8輝長輝綠巖類中金紅石Zr含量溫度計估算結果(主量元素:wt%)

Table 8 Results of Zr in rutile geothermometers of gabbro-diabase (major elements: wt%)

測點號Na2OMgOAl2O3FK2OSiO2CaOMnOFeOTiO2Di5-1-20.510.040.340.000.131.430.850.020.4191.97Di14-200.190.090.150.000.050.220.240.051.0097.87測點號P2O5SO3ZrO2ClV2O3Cr2O3NiOTotalZr (×10-6)溫度(℃)Di5-1-20.010.001.640.011.180.190.0498.78121331091Di14-200.000.000.000.010.020.110.0099.995.18400

表9輝長輝綠巖類中磷灰石電子探針分析數據(wt%)

Table 9 The EPMA data (wt%) of apatite of gabbro-diabase

測點號SiO2Al2O3TiO2FeOMgOK2ONa2OCaOMnOP2O5SO3ClFDi5-3-60.950.030.000.520.140.200.0150.980.0634.860.010.0552.20Di5-3-70.820.100.000.440.290.070.2554.810.0240.000.030.0732.35Di7-50.330.020.020.390.200.030.0052.650.0844.740.020.0422.13Di7-60.850.280.050.550.900.030.0052.150.0443.320.000.0162.08

輝長輝綠巖類中磷灰石呈細長針狀或樹枝狀，與角閃石、白云石交代產出，含氟2.08%～2.35%，含氯0.02%～0.07%(表9)。含水(0.56%)的氟磷灰石通常被認為是地幔流體的指示礦物，在我國玢巖型鐵礦中更是將磷灰石作為發生熱流體交代的標志。因此，磷灰石的發育揭示在角閃石結晶分異階段發生了地幔流體交代作用。Wangetal. (2014)認為高含水量可抑制斜長石的結晶，而薩熱克地幔源區巖漿中高溫系列長石(表4)的存在否定了大量水存在的可能性，因而地幔流體交代作用過程中來自于地幔流體的少量水參與了巖漿演化。

4.2.1 角閃石形成的溫壓估算

Blundy and Holland (1990)提出了由角閃石-斜長石礦物對組成的地質溫度計。由此兩種礦物組成的角閃石-斜長石溫壓計較其它礦物溫壓計，具有數據易得、結果可靠等優點，并且該溫壓計在較大的溫度(400～1150℃)、壓力(0.1～2.3GPa)范圍內都比較穩定。Hammarstrom and Zen (1986)首先提出角閃石全鋁(AlT)含量和角閃石結晶壓力(P)之間的關系公式，隨后Hollisteretal. (1987)、Johnson and Rutherford (1989)、Schmidt (1992)、Holland and Blundy (1994)、Anderson and Smith (1995)對角閃石全鋁壓力計進行了多次的修正與完善。近年來，全鋁壓力計在國內外得到了廣泛應用(龔松林, 2004; 牛利鋒和張宏福, 2005; Andersonetal., 2008; 汪洋, 2014; 陳雷等, 2014; 魯佳等, 2017)。因此，角閃石-斜長石溫壓計被廣泛地應用于巖漿巖研究中，以恢復侵入巖結晶時的壓力，進而得到侵入巖體的成巖深度或火山巖巖漿房的深度，探討巖漿成巖作用過程和物理化學環境，對侵入巖剝蝕深度恢復和造山帶的構造熱演化史約束等方面有著重要意義(Andersonetal., 2008)。

本文采用Holland and Blundy (1994)基于淺閃石-透閃石的反應平衡建立的溫度計，Anderson and Smith (1995)修正的角閃石-斜長石全鋁(AlT)壓力計和Ridolfietal. (2008)提出的氧逸度公式(表2下方公式)，進行角閃石結晶溫度、壓力、氧逸度和成巖深度估算(表2)，獲得角閃石結晶溫度為545～796℃，壓力為7.94～4.70kbar，氧逸度為-2.14～-1.32，成巖深度為29.4～17.4km，較呂勇軍等(2006)估算的托云盆地玄武巖中巨晶角閃石結晶溫度(1000℃)低，但壓力(初始壓力7.94kbar)、成巖深度(開始晶出深度29.4km)均與其高度一致(初始壓力8.5kbar、開始晶出深度30km)，佐證了本次角閃石-斜長石礦物對估算的溫度、壓力和成巖深度是可靠的。

4.2.2 角閃石形成的地球化學動力學機制分析

角閃石種屬為鐵淺閃石、淺閃石和鈣鎂閃石(圖6)，鐵淺閃石形成深度分為29.4km(Di15-3-6)、27.1km(Di15-1-14)，淺閃石形成深度分別為27.5km(Di15-1-13)、26.3km(Di15-1-10)(表2)，鈣鎂閃石形成深度為25.6～17.4km。由此看出，幔源巖漿相關角閃石種屬演化與巖漿侵位深度相關，巖漿侵位過程中(29.4km→17.4km)，角閃石種屬演化為鐵淺閃石→淺閃石→鈣鎂閃石；角閃石中FeO含量有降低趨勢，從18.14%～15.94%(鐵淺閃石)→15.24%～14.36%(淺閃石)→14.59%～12.65%(鈣鎂閃石)；Mg含量略有增加，從7.09%～8.65%(鐵淺閃石)→9.06%～9.65%(淺閃石)→8.91%～10.20%(鈣鎂閃石)，這與角閃石從鐵淺閃石(富鐵)向鈣鎂閃石(富鎂)演化相一致。巖漿成巖系統壓力降低，從7.94～7.33kbar(鐵淺閃石)→7.43～7.13kbar(淺閃石)→6.92～4.70kbar(鈣鎂閃石)；溫度略有升高趨勢，從545℃(鐵淺閃石)→546℃、636℃(淺閃石)→666～796℃(鈣鎂閃石)。在角閃石周邊常見有磁鐵礦析出，推測是在壓力降低、溫度升高、角閃石向貧鐵富鎂演化過程中，鐵質活化遷移進入流體所致。角閃石的Mg/(Mg+Fe2+)變化范圍為0.41～0.57(<0.68)(表2)，表明角閃石是巖漿演化結晶分異作用形成，這與季建清等(2006)認為托云盆地巖漿分離結晶是巖漿演化和巖漿系列形成的主要因素相一致。

因此，本區幔源巖漿演化結晶分異作用形成角閃石，與方維萱等(2019)結論一致，他認為早期巖漿作用角閃石相和中期黑云母相均為巖漿結晶分異作用形成。巖漿侵位過程中角閃石由富鐵向貧鐵富鎂方向演化，地球化學動力學機制為減壓增溫熔融。

4.2.3 地幔流體交代作用階段巖漿溫壓條件恢復與巖漿侵位

角閃石相代表了地幔流體交代作用過程，溫度為545～796℃(平均683℃)、壓力為7.94～4.70kbar、成巖深度為29.4～17.4km、氧逸度為-2.14～-1.32，為典型的減壓增溫熔融過程，也是巖漿侵位的地球化學動力學機制，推測薩熱克巴依盆地內幔型斷裂切割巖石圈地幔后，導致并觸發了減壓熔融機制形成，在地幔流體交代作用和減壓熔融機制下，導致巖漿體系熱膨脹使得體積增大，并提供了巖漿體系上升侵位動力源，巖漿體系從大陸深部29.4km處緩慢上升侵位到17.4km。

方維萱等(2019)在對薩熱克超基性-基性巖類原巖恢復和蝕變研究中認為，本區角閃石相和黑云母相分別是早期和中期巖漿結晶分異作用形成，含較高CO2(4.55%～5.99%)和揮發組分(HO-H+、S等)，推測在巖石圈深部經歷了富CO2深部流體交代作用。揮發組分的增加使得巖漿向富水方向演化，在減壓增溫下導致巖漿體系體積膨大，佐證了本文認為地幔流體參與巖漿演化。

4.3 殼?；煸磶r漿作用

本區黑云母為深源巖漿成因的鐵鎂質原生黑云母(圖8a, b)，大多形成于殼?；煸磪^(圖8d)，暗示發生了殼?；煸磶r漿作用。在殼?；煸磶r漿作用期，流體增加導致硅酸鹽類礦物發生水解作用和鉀硅酸鹽化蝕變作用，形成水解鉀硅酸鹽化蝕變相(黑云母相)，以黑云母地球化學巖相學研究和溫壓估算，揭示巖漿體系的溫度-壓力相成巖結構特征。

4.3.1 黑云母形成的溫度-壓力-氧逸度估算

實驗研究表明(Henry and Guidotti, 2002; Henryetal., 2005)，黑云母中Ti含量是其形成溫度的關鍵控制因素，并得到Ti含量地質溫度計計算公式：T={[ln(Ti)+2.3594+1.7283×(XMg)3]/4.6482}0.333。Uchidaetal. (2007)對低壓(P<0.2GPa)條件結晶巖體的角閃石全鋁含量與黑云母全鋁含量進行線性回歸，得到黑云母全鋁壓力計公式：P=0.303×AlT-0.65(P單位為GPa，AlT為黑云母分子式(基于O=22)中Al的摩爾分數，誤差為±0.033GPa)，該黑云母全鋁壓力計不能用來估算巖漿巖的結晶壓力，冒然使用該公式會導致錯誤的結論(汪洋, 2014)，但可以用來估算巖漿熱液蝕變系統的黑云母形成壓力。國內已有學者使用該公式估算巖體的成巖深度(魯佳等, 2017; 孫紫堅等, 2017)。

薩熱克輝長輝綠巖類中黑云母多與鈦鐵礦、鈦磁鐵等含鈦礦物共生，表明達到了鈦飽和狀態，符合黑云母全鋁壓力計估算條件。估算獲得黑云母形成溫度為651～775℃(表3)，與投圖結果一致(圖8c)，壓力為2.01～0.58kbar，氧逸度為-1.64～0.40。黑云母大多數為原生黑云母，形成深度可以代表成巖深度，即黑云母的成巖深度為7.42～2.15km。

4.3.2 黑云母形成的地球化學動力學機制與環境

黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)比值均一性是氧化態巖漿的重要標志，能夠反映其是否遭受后期流體改造，比值均一，則表明其未遭受后期流體的改造(Stone, 2000)。本區輝長輝綠巖類中黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)介于0.35～0.61，均一性稍差，表明黑云母一定程度遭受后期流體改造，反應在黑云母礦物地球化學圖解中(圖8b)，大部分樣品投到原生黑云母區域，Di14-4樣品落到再平衡原生黑云母區域、3個測點樣品(Di5-1-8、Di5-2-3、D5-3-1)落到原生黑云母—再平衡原生黑云母過渡區，推測與殼源流體參與巖漿成巖作用系統有關。馬昌前等(1994)通過統計前人不同產狀的黑云母成分特征后提出，退變質和固相線下交代作用成因的黑云母具有低Ti的特征(Ti<0.20)；進變質成因黑云母Ti的變化范圍較大，且XMg的比值多大于0.55；而巖漿成因的黑云母具有中等的Ti含量(0.200.45代表深源系列巖石。本區輝長輝綠巖類中大多數黑云母Ti在0.29～0.55，僅Di16-3、Di17-2、Di17-6(表3)Ti含量>0.55，XMg在0.39～0.65(平均0.54)，表明大多數黑云母為殼?；旌显磪^(圖8d)巖漿成因黑云母。季建清等(2006)在研究托云盆地及其周邊巖漿巖認為，苦橄質巖石的出現指示了地幔較高溫熔融事件的存在，進而為托云盆地地幔柱的存在提供了有利證據。Roeckeretal. (1993)研究表明在托云盆地玄武巖分布區由異常低速的地幔顯示上地幔和下地殼區域有部分熔融體出現，即托云盆地為熱浮力所托持，王彥斌等(2000)認為這可能是地幔柱或底劈成因的有利依據。多個輝長輝綠巖類樣品MgO含量大于8%，可歸為苦橄質巖類，指示了巖漿源區特征，揭示本區巖漿具有地幔柱物質參與，與托云盆地巖漿有相似性。

總之，本區輝長輝綠巖類中黑云母多為殼?；煸磪^深源巖漿成巖作用形成，晚期在淺部(5～2.15km)有殼源熱流體參與了巖漿成巖作用系統，一定程度遭受后期流體改造，具有減壓增溫趨勢。

4.3.3 殼?；煸磶r漿作用階段巖漿溫壓恢復與巖漿侵位

黑云母成巖深度與溫度、壓力變化趨勢為(表3)，7.42km(651℃、2.01kbar)→6.54km(679℃、1.77kbar)→5.99～4.01km(平均742℃、1.62～1.09kbar)→3.61～2.15km(平均720℃、0.98～0.58kbar)，指示殼?；煸磶r漿作用期巖漿演化總體具有減壓增溫趨勢。黑云母為典型的含水硅酸鹽礦物，本區黑云母形成于殼?；煸磶r漿作用過程，推測下滲殼源流體參與了這一巖漿演化。在壓力驟減(2.01kbar→0.58kbar)、溫度升高和巖漿體系中H2O的增加(殼源流體參與和富CO2等揮發組分)，使得巖漿體系體積膨大而發生緩慢上升侵位，侵位深度從7.42km→2.15km。

薩熱克銅礦最大成礦深度為1.84km(方維萱等, 2017a)，與本次估算的黑云母相最小成巖深度(2.15km)接近，兩者在垂向深度上具有耦合關系(距310m)，推測殼?；煸磶r漿作用為成礦流體的垂向運移提供了熱驅動力。這也與方維萱等(2017b, 2019)在對薩熱克構造-巖漿-熱事件和熱通量恢復時得出的結論相一致，其認為薩熱克深源堿性輝長輝綠巖類巖脈群侵位形成的構造-巖漿-熱事件規模大、熱流密度高，形成了較大規模的區域性古地熱事件，為盆地深部烴源巖大規模生-排烴和流體運移提供了熱驅動力。

4.4 鉀鈉硅酸鹽化相

4.4.1 二長石溫度計

4.4.2 鉀鈉硅酸化蝕變相溫度

本區巖漿在殼?；煸磶r漿作用期后，發生了鉀鈉硅酸鹽化中-高溫熱液蝕變。根據長石演化方向，先發生鈉長石化，而后一部分鈉長石演化為鉀長石。在標本上觀察這類鉀鈉長石多呈細針尖狀、粗晶狀，通過二長石溫度計估算其形成溫度為336～421℃，代表了本區鉀鈉硅酸鹽化巖漿熱液蝕變的溫度。研究發現，本區巖漿中金紅石被鈉長石、歪長石和正長石等堿性長石交代，暗示金紅石后期遭受蝕變，金紅石Zr含量溫度計估算其蝕變溫度400℃(表8)，與二長石溫度計估算的鉀鈉硅酸鹽化蝕變溫度(336～421℃)相當。

總體上看，鉀鈉硅酸鹽化相和共生的金紅石形成溫度仍屬于巖漿成巖作用系統，推測它們為上升侵位到地殼淺部的巖漿高溫熱液自蝕變作用的產物，它們揭示了薩熱克地區輝長輝綠巖脈群侵位事件熱能量供給源區的熱能量結構特征(方維萱等, 2017b, 2018a)。

4.5 黏土化蝕變相與碳酸鹽化蝕變相

4.5.1 綠泥石形成溫度、氧逸度和硫逸度恢復

利用綠泥石礦物成分計算其形成溫度，可探討綠泥石形成機制與成礦的關系，并已在金(銅)、錫、銅鐵等礦床中取了良好的應用效果(Cathelineau and Nieva, 1985; Walshe, 1986; Kranidiotis and MacLean, 1987; Leakeetal., 1997; 魯佳等, 2017; 方維萱等, 2017b)。本文采用Rausell-Colometal. (1991)的公式估算綠泥石形成溫度為80～143℃(表5)，平均117℃，屬于低溫熱液蝕變，揭示了輝長輝綠巖類形成綠泥石化蝕變相的溫度。本區鐵斜綠泥石形成溫度為103～143℃，平均123℃；滑石綠泥石形成溫度80.0～115℃,平均103℃?；G泥石平均溫度明顯低于鐵斜綠泥石溫度，揭示綠泥石從鐵斜綠泥石向滑石綠泥石演化?；G泥石是晚期發生了黏土化蝕變相的綠泥石，表明熱流體最低溫度平均103℃，代表黏土化低溫蝕變相溫度下限。

通常將根據綠泥石礦物成分估算的溫度、氧逸度、硫逸度結合研究其地球化學環境，探討其與成礦的關系(Walshe, 1986; 魯佳等, 2017; 方維萱等, 2017b)。本文采用Walshe (1986) 的公式估算輝長輝綠巖類中綠泥石的氧逸度、硫逸度(表5)。綠泥石lgf(O2)在-56.2～-67.7，lgf(S2)在-17.7～-26.6，屬于低氧逸度、高硫逸度、強還原地球化學環境，是銅沉淀富集成礦的有利地球化學相(魯佳等, 2017; 方維萱等, 2017b)。鐵斜綠泥石和滑石綠泥石的氧逸度、硫逸度有所不同，①鐵斜綠泥石lgf(O2)在-56.0～-63.3，lgf(S2)在-17.7～-23.6；②滑石綠泥石lgf(O2)在-61.1～-67.7，lgf(S2)在-21.9～-26.6。鐵斜綠泥石向滑石綠泥石演化過程中，溫度、氧逸度、硫逸度不斷降低，揭示流體還原性不斷減弱的過程；③結合前述角閃石相和黑云母相氧逸度特征，在綠泥石化蝕變相形成過程中，巖漿熱液成巖作用系統轉變為低氧逸度和高硫逸度的地球化學環境，這種變化趨勢揭示從巖漿成巖作用系統到巖漿熱液成巖作用系統，成巖成礦環境發生了轉變，地球化學相的變化對銅鉛鋅等硫化物富集較為有利(方維萱等, 2017b)。

4.5.2 綠泥石形成機制與成礦的關系

在薩熱克南礦帶，輝長輝綠巖脈群和周邊下白堊統克孜勒蘇群中廣泛發育褪色化-漂白化蝕變帶(方維萱等, 2017b)，揭示經歷了盆地構造-巖漿-熱事件，成巖成礦作用強烈。本區綠泥石化蝕變相為巖漿熱液-熱流體低溫蝕變作用產物，在綠泥石化蝕變相中，①綠泥石呈淡綠色-綠色，鱗片狀(圖3f, g)，主要為輝石、角閃石、黑云母等暗色礦物蝕變而成，可見綠泥石呈黑云母假象，分布于輝石、角閃石、鈉長石邊部；②綠泥石與方解石-白云石等碳酸鹽礦物密切共生，在白云石邊部也形成綠泥石環帶；③綠泥石中Mg/(Mg+Fe)在0.59～0.90，平均0.73，相對較高，指示綠泥石形成與基性巖有關(Zang and Fyfe, 1995)，這與本區堿性變超基性-變基性巖石系列相符合。前人在研究綠泥石過程中發現，若綠泥石是在一次蝕變作用中形成的，其主要陽離子與Mg2+應該呈現良好的線性關系(Xieetal., 1997)，而本區綠泥石的Mg2+-Fe2+具有一定的線性關系(R2=0.75)，但是Mg2+-Si4+、Mg2+-AlⅥ線性關系差，這說明本區輝長輝綠巖類中綠泥石可能為多期熱液蝕變的產物，這與方維萱等(2017b)認為綠泥石是堿性輝長輝綠巖侵位熱事件和后期遭受熱流體蝕變而形成綠泥石相一致的。Al/(Al+Mg2++Fe2+)在0.23～0.34(<0.35)，表明綠泥石主要由鎂鐵質巖石轉化而來，這與綠泥石主要是角閃石、黑云母等暗色礦物蝕變產物相符；④本文綠泥石主要為輝長輝綠巖類中暗色礦物蝕變而來，可能遭受了多期次熱液蝕變，綠泥石化形成于地球化學強還原環境，對銅鉛鋅硫化物富集成礦有利，綠泥石化蝕變相早-中期(鐵斜綠泥石化)是銅等成礦物質沉淀的巖漿熱液疊加主成礦期；⑤薩熱克成礦深度一般為0.75～1.68km(方維萱等, 2017a)，最大深度可達1.84km，與黑云母成巖最小深度(2.15km)在垂向上極為接近(相差310m)，推測殼?；煸磶r漿作用(黑云母形成階段)為本區成礦提供了垂向熱驅動力，對煤系地層中富氫類還原性流體運移有利，在綠泥石化低溫強還原環境下銅沉淀富集成礦。

4.5.3 方解石-白云石形成溫度估算

4.5.4 碳酸鹽化、黏土化蝕變相與成礦關系

圖11 薩熱克輝長輝綠巖脈群熱演化模式Fig.11 Thermal evolution mode of gabbro-diabase dike swarm in Sareke

方解石-白云石化呈網脈狀和浸染狀分布在蝕變輝長輝綠巖類中；黏土化蝕變相呈均勻浸染狀分布在蝕變輝長輝綠巖中；綠泥石化蝕變相呈網脈狀與碳酸鹽化蝕變相共生，或呈均勻浸染狀與黏土化蝕變相共生。它們均為輝綠輝長巖類巖漿熱液蝕變作用形成的產物。①碳酸鹽化蝕變相，以方解石化和白云石化為主，白云石常與長石、角閃石等礦物發生交代，估算方解石形成溫度為235℃，明顯高于圍巖地層正常沉積溫度(54℃，表6)，代表輝長輝綠巖脈群侵位熱事件溫度，在地表圍繞輝長輝綠巖脈群形成褪色化、漂白化蝕變帶為標志；②黏土化蝕變相，以綠泥石為主，次有少量蒙脫石化、伊利石化、蛇紋石化。綠泥石形成溫度80～143℃(平均117℃)，形成于低氧逸度、高硫逸度地球化學還原環境，有利于銅等金屬元素沉淀，本區地表輝長輝綠巖脈群及周邊砂巖中銅鉛鋅礦化的形成可能與綠泥石化密切相關；③碳酸鹽化蝕變相與黏土化蝕變相均在蝕變輝長輝綠巖類中較為發育，磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、淺紅色-淺棕紅色閃鋅礦、方鉛礦等硫化物緊密與碳酸鹽化蝕變相、黏土化蝕變相共生，揭示它們有利于銅鉛鋅硫化物富集成礦；④在輝長輝綠巖脈群邊部褪色化蝕變相帶中，碳酸鹽化蝕變相與黏土化蝕變相與黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦緊密共生，黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦富集在硅化-碳酸鹽化脈體中和兩壁，在南礦帶下白堊統克孜勒蘇群砂礫巖中形成銅鉛鋅礦體，在庫孜貢蘇組砂巖中形成了銅(鉬)礦體。

4.6 巖漿多期次侵位機制與氧逸度-成巖溫度-成巖深度-成巖壓力演化趨勢

呂勇軍等(2006)研究托云玄武巖中輝石等巨晶認為，巖漿脫離源區后沒有做任何停留，亦即沒有中間巖漿房，巖漿發生快速上升。本區地幔源區巖漿溫度應在1081～1211℃以上，巖漿離開巖漿房后并非快速上升沒有停留，而是先后發生了地幔流體交代作用(溫度545～796℃，壓力7.94～4.70kbar，成巖深度29.4～17.4km)、殼?；煸磶r漿作用(溫度651～775℃、壓力0.58～2.01kbar、成巖深度7.42～2.15km)和鉀鈉硅酸鹽化蝕變(421～336℃)、碳酸鹽化蝕變(235℃)、黏土化蝕變(143～80.0℃)，總體溫度、壓力演化趨勢為減壓降溫過程。但在地幔流體交代和殼?；煸磶r漿作用過程中，卻是減壓增溫熔融，這種減壓增溫熔融作用使得巖漿分別從29.4km緩慢上升到17.4km和從7.4km緩慢上升到2.15km。在地幔流體交代作用至殼?；煸磶r漿作用期間，推測巖漿發生快速上升侵位，即從17.4km快速上升到7.42km。這是由于黑云母成巖壓力(2.01～0.58kbar)相比角閃石成巖壓力(7.94～4.70kbar)成倍減少，形成平均溫度卻有所增加(683℃→723℃)，下滲的大量殼源流體與幔源巖漿混合后，導致巖漿系統在減壓增溫熔融地球化學動力學機制下發生了角閃石相→黑云母相的相變作用和巖漿熱膨脹，巖漿體系體積迅速膨脹后沿薩熱克巴依盆地內幔型斷裂帶快速上升侵位，形成南礦帶輝長輝綠巖類巖脈群，也使薩熱克區域山體發生抬升。

可見本區巖漿與托云地區玄武質巖漿快速上升不同(呂勇軍等, 2006)，也不同于傳統的被動、主動侵位，而是在減壓增溫熔融地球化學動力學機制下發生了多期多階段熱演化和上升侵位(圖11)，幔型斷裂帶走滑拉分伸展作用為幔源巖漿提供了主要巖漿上升侵位通道和大陸動力學條件。

5 結論

(1)本區巖漿來源于交代富集型地幔，為橄欖石、輝石發生了低度部分熔融形成原始巖漿，巖漿上升演化過程中經歷了分離結晶作用，形成堿性變基性-堿性變超基性巖石系列，具有堿性輝長巖→堿性似長石輝長巖和堿性輝長巖→堿性二長輝長巖兩個演化方向，巖石具有高鈦、鎂，貧硅、富堿特征。

(2)本區巖漿離開源區(巖漿房)后經歷了三期六個階段的熱演化過程，即巖漿期、巖漿-熱液過渡期和巖漿熱液期，以及地幔巖漿源區、地幔流體交代作用、殼?；煸磶r漿作用、鉀鈉硅酸鹽化、碳酸鹽化和黏土化蝕變等六個熱演化階段。溫度和壓力從地幔源區巖漿形成階段的1081～1211℃→545～796℃、7.9～4.70kbar(地幔流體交代作用)→651～775℃、2.01～0.58kbar(殼?；煸磶r漿作用)→336～421℃(鉀鈉硅酸鹽化)→235℃(碳酸鹽化)→143～80.0℃(黏土化)，總體為減壓降溫，但在地幔流體交代作用至殼?；煸磶r漿作用過程中，為減壓增溫熔融地球化學動力學環境。堿性輝長輝綠巖脈群侵位形成了較大規模的區域性古地熱事件，為盆地深部烴源巖大規模生-排烴提供了熱量，黑云母相為代表的殼?；煸磶r漿作用為成礦流體的垂向運移提供了熱驅動力，綠泥石化為代表的低溫黏土化蝕變相是銅等金屬元素富集的有利地球化學還原環境。

(3)本區巖漿上升侵位不同于傳統的主動侵位、被動侵位，而是經歷了緩慢上升(29.4km→17.4km)、快速上升(17.4km→7.42km)和緩慢上升(7.42km→2.15km)的三階段“氣球膨脹”模式聯合上升侵位過程，減壓增溫熔融為巖漿上侵的地球化學動力學機制，幔型斷裂帶走滑拉分伸展作用為幔源巖漿提供了主要巖漿上侵通道和大陸動力學條件。

致謝在論文的修改過程中，匿名審稿專家、編輯部責任編輯為本文提出了寶貴的意見與建議，在此一并表示衷心的感謝！