西藏當雄地區(qū)拉屋礦床二長花崗巖地球化學特征及構造背景

蘭雙雙，李光明，馬東方，董 磊

(1.四川省冶金地質勘查院，四川 成都 610051；2.中國地質調查局成都地質調查中心，四川 成都 610081)

西藏當雄地區(qū)拉屋礦床二長花崗巖地球化學特征及構造背景

蘭雙雙1，李光明2，馬東方2，董 磊2

(1.四川省冶金地質勘查院，四川 成都 610051；2.中國地質調查局成都地質調查中心，四川 成都 610081)

西藏拉屋礦床位于岡底斯銅鉛鋅多金屬成礦帶東段。通過對拉屋礦區(qū)出露的二長花崗巖地球化學研究表明，巖石中SiO2、Al2O3和CaO等的含量均高、貧Fe和低Na2O；w(SiO2)含量為65.40%～74.43%，A/CNK值在1.41～2.20之間，為強過鋁質花崗巖。巖石稀土總量ΣREE(不含Y)較低，為(5.08～80.38)×10-6，LaN/YbN值為2.43～5.65，ΣLREE/ΣHREE為1.63～3.64，稀土元素配分型式為右傾型，具負銪異常。Nb、Ti、Zr、Ce等高場強元素和Ba明顯的虧損，K、Rb、Sr等大離子親石元素明顯的富集。綜合研究認為，本區(qū)花崗巖的物質來源于上部陸殼，巖漿源區(qū)巖石成分為泥質巖；該巖體為形成于同碰撞構造環(huán)境、地殼加厚階段的過鋁質花崗巖。

過鋁質花崗巖；地球化學；構造環(huán)境；拉屋；西藏

引言

西藏拉屋礦床是位于岡底斯東段的銅鉛鋅多金屬礦床[1]。近年來，隨著對岡底斯帶研究程度的加強，前人對拉屋礦床進行了構造、穩(wěn)定同位素、稀土元素、巖礦相學、流體包裹體和年代學等方面的研究，試圖解釋其礦床成因。杜欣等[2]曾報道拉屋礦床白云母二長花崗巖K-Ar 全巖年齡為109±1.3Ma，認為拉屋礦床是燕山期形成的矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床；何國朝等[3]對拉屋礦區(qū)進行了構造方面的研究，認為拉屋礦床為噴流沉積后期熱液疊加改造型礦床；連永牢等[4]對拉屋礦區(qū)進行穩(wěn)定同位素和稀土元素方面的研究，也認為拉屋礦床礦體為典型的噴流沉積-巖漿熱液疊加改造型礦床；崔玉斌等[5]對礦體中磁黃鐵礦進行Re-Os同位素測年，測年結果為309±31Ma，提出拉屋礦床為噴流成因矽卡巖型礦床。從拉屋礦床的研究成果來看，前人都注重于研究解釋拉屋礦床的成因，對拉屋礦床大面積出露的與成礦有關的二長花崗巖的研究甚少。

本文通過對與成礦有關的二長花崗巖進行巖石學和地球化學特征的研究，希望能夠為拉屋礦區(qū)乃至于岡底斯東段花崗巖、構造背景以及古特提斯演化分析提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

1 礦區(qū)地質背景

西藏岡底斯成礦帶經歷了晚古生代—中生代特提斯演化和喜山期陸內匯聚兩個重要的構造演化階段，帶內侵入巖漿活動類型復雜并具多期侵入的特點和不同的構造-巖漿活動階段，形成了岡底斯地區(qū)不同的礦化類型及其相應的礦床。李光明等[6]根據(jù)成礦條件和礦產分布特點進一步劃分為3個成礦亞帶：班戈-那曲銅鉻銀鉛鋅成礦亞帶、申扎-旁多銅銀鉛鋅金成礦亞帶和謝通門-墨竹工卡銅鐵鉛鋅金成礦亞帶。拉屋礦床位于申扎-旁多銅銀鉛鋅金成礦亞帶內(圖1)。

拉屋礦區(qū)出露的地層很簡單，由老至新主要有石炭統(tǒng)旁多群和第四系全新統(tǒng)(圖1)。旁多群在礦區(qū)內廣泛分布，主要巖性為大理巖、砂板巖、泥質板巖、石英砂巖、長石石英砂巖、矽卡巖等。全新統(tǒng)主要分布于溝谷及其兩側山坡，多為松散的粗碎屑堆積物，主要為殘坡積物，次為沖積物、洪積物。

圖1 拉屋礦床花崗巖地質簡圖

Ⅰ.班戈-那曲銅鉻銀鉛鋅成礦亞帶；Ⅱ.申扎-旁多銅銀鉛鋅金成礦亞帶；Ⅲ.謝通門-墨竹工卡銅鐵鉛鋅金成礦亞帶

Fig.1 Simplified geological map of the Lawu ore deposit

礦區(qū)構造主要有日音拿背斜和拉屋斷裂(F3斷裂)，二者均與成礦關系密切。礦區(qū)發(fā)育的北東向次級斷裂F7、F8、F9、F10等為成礦期后的剪切性斷裂。日音拿背斜位于礦區(qū)東部、拉屋斷裂帶以北。背斜兩翼地層主要為旁多群，其被拉屋斷裂切割，沿背斜核部及拉屋斷裂有燕山晚期二長花崗巖侵位，為區(qū)內銅鉛鋅等多金屬礦產的形成創(chuàng)造了有利條件。拉屋斷裂分布于拉屋河以北，呈北西—南東向展布并延出區(qū)外，礦區(qū)內斷裂帶寬60～80m，出露長度6.6 km。主斷裂面總體傾向北北東，局部反轉南傾，斷層具有由北向南逆沖性質。

礦區(qū)內巖漿活動較為發(fā)育，主要為燕山晚期日音拿巖體，巖性為二長花崗巖。巖體沿拉屋斷裂呈條帶狀分布，東西延伸出區(qū)外，呈巖株狀產出。與二疊系呈侵入接觸和斷層接觸關系，在接觸帶形成矽卡巖和矽卡巖化大理巖，與成礦關系密切。

2 樣品采集和分析方法

筆者在參加拉屋礦區(qū)工作期間，在露頭和鉆孔中均發(fā)現(xiàn)了兩種不同的花崗巖，即粗粒二長花崗巖和細粒二長花崗巖，于是對鉆孔ZK800-7、ZK792-7、ZK800-8、ZK780-3、ZK784-7和ZK788-7中的這兩種花崗巖進行取樣(圖1)。研究所用的樣品取自于鉆孔中無風化的巖心，鉆孔深度均在200m以上。常量元素由國土資源部西南礦產資源監(jiān)督檢測中心采用AXIOS-X-熒光光譜儀測定；稀土元素和微量元素由國家地質實驗測試中心采用等離子質譜儀(X-series)測定。

3 花崗巖地球化學特征

3.1 主要元素地球化學特征

拉屋礦區(qū)兩種花崗巖樣品的主要元素分析結果見表1。

表1 拉屋花崗巖主要元素分析結果(wB/%)

從表1可以看出，粗粒二長花崗巖SiO2的含量很高，變化范圍為71.28%～74.43%，屬于酸性花崗巖類。w(Na2O+K2O)含量為5.04%～8.40%；w(Al2O3)在14.47%～15.60%之間；w(CaO)為0.65%～1.78%；w(Fe2O3+FeO)變化范圍為0.64%～0.81%，與中國二長花崗巖相比高Al2O3、CaO，貧Fe，低K2O和Na2O。

細粒二長花崗巖SiO2的含量相對偏低，變化范圍為65.40%～66.69%，屬于中酸性花崗巖類。w(Na2O+K2O)含量在6.05%～9.03%之間；w(Al2O3)含量比粗粒二長花崗巖高，為15.47%～17.01%；w(CaO)為2.16%～4.95%；w(Fe2O3+FeO)變化范圍為0.84%～1.19%，與中國二長花崗巖相比高Al2O3、CaO、K2O，貧Fe，低Na2O。

拉屋礦區(qū)兩種二長花崗巖CIPW標準礦物組合均為Q、An、Ab、Or、C、Hy、Il、Mt、Ap，所有樣品中均出現(xiàn)剛玉礦物(C)，且C的值都較高(在2.19%～7.14%之間)，顯示具有強過鋁質的特征。里特曼指數(shù)(δ)主要在0.88～2.19之間，屬于鈣堿性巖。A/CNK值大于1.1(1.41～2.20)，該比值反映在造巖礦物上則表現(xiàn)為出現(xiàn)較高Al的原生礦物，如白云母、電氣石等。在A/NK-A/CNK圖解(圖2)上，數(shù)據(jù)點均位于過鋁質區(qū)域內，該區(qū)的花崗巖為鋁過飽和類型。固結指數(shù)(SI)為0.11～9.86，分異指數(shù)(DI)為72.47～93.14，表明該區(qū)花崗巖形成過程中原始巖漿的結晶分異強烈。

綜上所述，拉屋礦區(qū)的兩種二長花崗巖均屬于鋁和硅過飽和的強過鋁質花崗巖。

圖2 A/NK-A/CNK圖解[7]

Fig.2 A/NK vs. A/CNK diagram(after White and Chappell, 1983)

3.2 稀土元素特征

研究區(qū)稀土元素分析結果見表2。稀土總量ΣREE(不含Y)較低，為(5.08～80.38)×10-6，ΣLREE/ΣHREE為1.63～3.64，LaN/YbN值為2.43～5.65，輕、重稀土之間分餾明顯，輕稀土元素相對于重稀土元素富集，反應出源巖成熟度很高，可能為成熟度較高的泥質巖。稀土元素配分型式(圖3a)為向右傾斜的曲線，Eu處為低谷，具負異常，δEu值為0.29～0.82，虧損明顯，表明經歷了低度到中度的斜長石分離結晶作用。本區(qū)花崗巖具有相似的稀土元素球粒隕石標準化的元素組成模式曲線(圖3a)，表明其具有相似或相同的大地構造環(huán)境及成因。

3.3 微量元素特征

從球粒隕石標準化的微量元素蛛網圖解(圖3b)可以看出，本區(qū)二長花崗巖微量元素具有如下特征：具有較高的Rb/Sr(4.48～13.07)比值(表3)；Nb、Ti、Zr、Ce等高場強元素(HFSE)具有明顯的虧損，Ba也具有明顯的虧損；K、Rb、Sr等大離子親石元素(LILE)具有明顯的正異常。

圖3 a.稀土元素球粒隕石標準化配分曲線(球粒隕石據(jù)Boynton等，1984);b.微量元素比值蛛網圖(球粒隕石據(jù)Thompsom等，1982；Nd來源于McDonough等，1985)

Fig.3 a. Chondrite-normalized REE distribution patterns(chondrite values from Boynton et al., 1984); b. Trace element spidergram(chondrite values from Thompson et al., 1982; Nd values from McDonought et al., 1985)

圖4 a.TiO2-Zr圖解；b.SiO2-A/CNK圖解[8]

Fig.4 a. TiO2vs. Zr diagram; b. SiO2vs. A/CNK diagram(after Chappell and White, 1974)

4 巖漿來源與大地構造環(huán)境

4.1 巖漿來源與源區(qū)巖石類型判別

拉屋礦區(qū)出露的二長花崗巖為過鋁質S型花崗巖(圖4a)，以含白云母、A/CNK>1.1、剛玉(C)標準分子>1%為特征，A/NK-A/CNK(圖2)和SiO2-A/CNK圖解(圖4b)也顯示該區(qū)花崗巖具有S型花崗巖的演化趨勢。Pitcher[9]認為，S型花崗巖是大陸碰撞帶和克拉通韌性剪切帶的產物，是地殼構造加厚使深部溫度升高，地殼物質發(fā)生重熔的產物。

Douce等[10]實驗巖石學研究表明，地殼中碎屑沉積巖類部分熔融可形成偏酸性的過鋁質花崗巖類，只有泥砂質沉積巖類部分熔融才可形成強過鋁質花崗巖。Sylvester[11]通過研究表明，對于w(SiO2)在67%～77%之間的強過鋁質花崗巖，其CaO/Na2O比值可以反映其源區(qū)的成分特征。泥質巖生成的過鋁質花崗巖中，CaO/Na2O比值一般小于0.3。而砂巖生成的過鋁質花崗巖中，CaO/Na2O比值一般大于0.3，由砂巖(或正變質巖)部分熔融形成的花崗質熔體的CaO/ Na2O 比值高于由泥巖部分熔融形成的熔體。拉屋礦區(qū)花崗巖的CaO/ Na2O變化范圍較大，為0.24～23.57之間，其中ZK792-7、ZK788-7、ZK800-7號樣的CaO/ Na2O比值分別為0.28、0.24和0.24，小于0.3，其余樣品均大于0.3，表明本區(qū)花崗巖漿源區(qū)巖石成分可能為砂巖和泥質巖混合。過鋁質花崗巖Rb、Ba、Sr的變化

與其源巖中起作用的泥質巖及砂巖的源區(qū)一致。對本區(qū)花崗巖體Rb、Ba、Sr分析表明，Rb/Sr和Rb/Ba比值偏高，顯然與砂巖派生的花崗巖有區(qū)別，而與粘土巖派生的花崗巖相似。在Rb/Sr-Rb/Ba圖解(圖5)中，本區(qū)花崗巖樣品點全部分布在富粘土源巖的泥質巖區(qū)，揭示本區(qū)花崗巖的源巖主要為泥質巖，是成熟陸塊部分熔融作用的結果。

Taylor[12]研究表明，花崗巖的Rb/Sr比值越高，說明源巖主要來自上部陸殼。據(jù)Taylor[12]的資料計算，上部陸殼Rb/Sr值大約為0.32，大陸殼平均Rb/Sr值為0.24。拉屋花崗巖體的Rb/Sr值遠大于0.32(表3)，據(jù)此可以判斷拉屋花崗巖體的源巖為上部陸殼。

綜上所述，本區(qū)花崗巖物質來源于上部陸殼，其巖漿源區(qū)巖石成分為泥質巖。

圖5 Rb/Ba-Rb/Sr圖解[11]

Fig.5 Rb/Ba vs. Rb/Sr diagram(after Sylvester, 1988)

圖6 微量元素構造環(huán)境判別圖[13]

VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內花崗巖；ORG-大洋脊花崗巖

Fig.6 Trace element discrimination diagram for the tectonic interpretation of granitic rocks(after Pearce et al., 1984)

4.2 大地構造環(huán)境分析

拉屋礦床過鋁質花崗巖地球化學特征表明，其A/CNK值大于1.1，剛玉(C)標準分子大于1%，并且各類巖石樣品的微量元素球粒隕石標準化型式相似(圖3b)，指示其為大陸碰撞構造環(huán)境。拉屋礦床花崗巖巖石化學成分在Pearce等[13]的Rb-(Yb+Nb)和Y-Nb圖解上，其花崗巖樣品的投點均落在同碰撞花崗巖區(qū)域內(圖6)，顯示出巖體形成于同碰撞構造環(huán)境。因此，可以認為拉屋礦床花崗巖體為產生于同碰撞構造環(huán)境和地殼加厚階段的過鋁質花崗巖。

廖忠禮等[14]通過分析西藏過鋁質花崗巖地質學、巖石地球化學特征，認為此類花崗巖的成因是新特提斯洋關閉后印度板塊與歐亞板塊碰撞造山作用的結果，主要屬于同碰撞花崗巖；廖忠禮等[15]對西藏曲珍過鋁花崗巖體進行了研究，其研究表明該花崗巖體是形成于同碰撞構造環(huán)境的花崗巖；毛瓊等[16]通過對西藏南部岡巴-定日過鋁質花崗巖體的地球化學研究表明，其形成環(huán)境也為同碰撞構造環(huán)境。拉屋過鋁質花崗巖體與曲珍過鋁花崗巖和岡巴-定日過鋁質花崗巖體在巖石地球化學方面具有許多相似的性質，這些相似的性質可能暗示它們相同的構造環(huán)境[17]。

由此可見，拉屋礦床花崗巖體形成于同碰撞構造環(huán)境，其定位機制與板片俯沖、碰撞后陸內調整有關。當印度板塊俯沖、碰撞并持續(xù)不斷地向北漂移，在其板塊結合帶后緣印度板塊的喜馬拉雅造山帶產生一系列逆沖斷裂。上部陸殼泥質沉積巖在加熱后抬升減壓過程中發(fā)生部分熔融形成的過鋁質花崗巖漿即沿著這些逆沖斷裂上侵定位。

5 結論

拉屋礦區(qū)的二長花崗巖體巖石化學成分具有富Al2O3和CaO、貧Fe、低Na2O以及強過鋁質特征。稀土元素配分型式顯示輕稀土富集型，負Eu異常明顯。微量元素明顯虧損Nb、Ti、Zr、Ce等高場強元素(HFSE)和Ba，富集K、Rb、Sr等大離子親石元素(LILE)。該巖體為強過鋁質鈣堿性花崗巖。

巖石地球化學特征表明，拉屋礦區(qū)的二長花崗巖物質來源于上部陸殼，巖漿源區(qū)巖石成分為泥質巖；該巖體為形成于同碰撞構造環(huán)境、地殼加厚階段的過鋁質花崗巖，其定位機制與板片俯沖、碰撞后陸內調整有關。

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Geochemical signatures and tectonic setting of monzogranites in the Lawu ore deposit, Damxung,Xizang

LAN Shuang-shuang1, LI Guang-ming2, MA Dong-fang2, DONG Lei2

(1.SichuanInstituteofMetallurgicalGeologyandExploration,Chengdu610051,Sichuan,China; 2.ChengduCenter,ChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,Sichuan,China)

The Lawu ore deposit is located in the eastern part of the Gangdise Cu-Pb-Zn polymetallic metallogenic belt in Damxung, Xizang. The geochemical signatures have revealed that the monzogranites outcropped in the Lawu ore deposit are rich in SiO2(65.40%-74.43%), Al2O3and CaO, and poor in Fe and Na2O. The A/CNK ratios range between 1.41 and 2.20, suggesting the highly peraluminous granites. The ΣREE values vary between 5.08×10-6and 80.38×10-6. The LaN/YbNratios range between 2.43 and 5.65. The ΣLREE /ΣHREE ratios range from 1.63 to 3.64. The REE distribution patterns display the right-leaning curves, and negative Eu anomalies. The high field strength elements such as Nb, Ti, Zr and Ce as well as Ba are markedly depleted while the large ion lithophile elements such as K, Rb and Sr are markedly enriched. It follows that the monzogranites in the Lawu ore deposit were derived from the upper crust, and the source rocks are represented by mudstones. The peraluminous granites cited above are interpreted to be formed in the syn-collisional tectonic settings during crustal thickening.

peraluminous granite; geochemistry; tectonic setting; Lawu; Xizang

1009-3850(2016)03-0001-07

2015-01-18；改回日期： 2015-02-06

蘭雙雙(1989-)，男，碩士研究生，礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)。E-mail：ls890923@126.com

李光明(1965-)，男，博士，研究員，從事區(qū)域成礦研究。E-mail：li-guangming@163.com

國家重點基礎發(fā)展計劃課題(2011CB403106)和中國地質調查局青藏專項(1212010918033)聯(lián)合資助

P588.12+.1

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