付小錦，李其在，劉 歡，周癸武，張維濤，張長青，張盼盼，鄭瑜林,,5，李 彪

（1中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；2天津華北地質勘查局，天津 300170；3云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司，云南昆明 650200；4合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽合肥 230009；5浙江省有色金屬地質勘查局，浙江紹興 312000；6河北省地礦局第五地質大隊，唐山河北 063000）

金沙江-哀牢山富堿斑巖帶是中國重要的銅、金、鉛、鋅等金屬資源集中區(qū)（Lu et al.，2013；Mao et al.，2017），帶內發(fā)育眾多新生代富堿斑巖。云南北衙富堿斑巖是金沙江-哀牢山新生代富堿斑巖帶的重要組成部分（肖曉牛等，2011；和文言等，2012；2013；Lu et al.，2013；Hou et al.，2015a），其作為滇西北地區(qū)與富堿斑巖有關的金礦床的典型代表之一，一直是學者們研究的熱點。眾多學者從不同角度對北衙金礦進行了深入的研究，發(fā)表過很多北衙地區(qū)富堿斑巖體和金多金屬礦床成礦作用關系的研究成果。徐受民等（2006）通過對萬硐山、紅泥塘和筆架山巖體的主微量元素和稀土元素分析認為，富堿斑巖并非起源于俯沖大洋板片，而是源于加厚地殼底部，源區(qū)為榴輝巖相巖石；薛傳東等（2008）認為北衙富堿斑巖具有埃達克巖石特征，來源于加厚玄武質下地殼底部或上地幔的局部熔融，北衙成巖成礦作用是喜馬拉雅期印亞大陸碰撞造山在東南緣轉換遠程效應的結果；Hu等（2004）通過黃鐵礦He-Ar同位素分析認為，北衙富堿斑巖來自幔源巖漿，但受到地殼巖石水巖相互作用的影響而有別于幔源堿性巖漿；肖曉牛等（2009）對富堿斑巖Sr-Nd-Pb同位素研究認為，富堿斑巖源區(qū)為EMII富集地幔，與區(qū)域上成礦關系密切的富堿斑巖源區(qū)一致（畢獻武等，2005；Lu et al.，2013；2015）；肖曉牛等（2011）、和文言等（2012；2013）認為北衙地區(qū)喜馬拉雅期的走滑斷裂誘發(fā)殼幔相互作用，形成富堿斑巖，巖漿作用不僅為流體上升提供通道，也是成礦物質的主要來源和載體；鮑新尚等（2017）對北衙富礦巖體中的角閃石進行了分析，得出富礦巖體具有較高的含水量和氧逸度，對成礦較為有利。

但北衙地區(qū)富堿斑巖出露數(shù)量較多，外圍斑巖體（白蓮村、馬頭灣、南大坪）由于并未發(fā)現(xiàn)明顯礦化，所以研究較少。年代學研究表明，北衙礦區(qū)外圍的富堿斑巖體形成年代與金礦區(qū)的富堿斑巖相近，但只有主礦段（萬硐山、紅泥塘）的富堿斑巖礦化強烈，礦石礦物含量達到工業(yè)品位，為富礦巖體；其余外圍富堿斑巖體（白蓮村，馬頭灣，南大坪）礦化強度極弱甚至部分未發(fā)現(xiàn)礦化，為貧礦巖體。針對這一問題，本文對北衙地區(qū)貧礦的富堿斑巖體進行了礦物學特征和地球化學特征的研究，從礦物學特征和地球化學特征2個方面，將貧礦巖體與富礦巖體特征進行綜合對比，厘定了北衙地區(qū)富堿斑巖體含礦性特征，并為后續(xù)找礦勘探工作的部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景與礦床地質特征

研究區(qū)地層出露較為齊全，從元古界到新生界均有發(fā)育。點蒼山變質巖是區(qū)內元古界出露的主要地層，該地層在大理洱海西側出露廣泛，巖性主要為斜長角閃巖、變粒巖、云母片巖、片麻巖以及大理巖等；下古生界主要為志留系和奧陶系，巖性為砂巖、白云巖、頁巖和粉砂巖等；上古生界發(fā)育齊全，以碳酸鹽巖為主；中生界發(fā)育較全，三疊系以碎屑巖和碳酸鹽為主，主要分布于麗江—北衙一帶。其中，三疊系北衙組灰?guī)r與北衙富堿斑巖型金礦關系密切，是本區(qū)主要的賦礦層位。侏羅系、白堊系主要為河湖相紅色碎屑巖，夾碳酸鹽巖，僅出露于程?！e川斷裂以東和紅河斷裂以西的地區(qū)。在北衙地區(qū)，侏羅系、白堊系缺失。區(qū)內新生界出露不完整，主要出露新近系沉積砂泥巖及紅色粗碎屑巖，夾膏鹽、角礫巖層。研究區(qū)位于揚子克拉通西緣，西鄰德格-中甸、蘭坪—思茅陸塊，區(qū)域上被金沙江—紅河斷裂、賓川—程海斷裂和木里—麗江斷裂3個斷裂所夾持（圖1a、b）。區(qū)內巖漿活動強烈，以二疊系玄武巖分布最廣，次為酸性巖，基性巖和堿性巖。巖漿具有多期次活動特征，并受到區(qū)域斷裂構造的控制，并以新生代富鉀堿性火山-巖漿巖活動最為廣泛。新生代巖漿巖沿著金沙江斷裂帶、紅河斷裂帶和哀牢山斷裂帶兩側分布，明顯受斷裂帶控制，巖性復雜，以二長花崗斑巖、花崗斑巖、石英二長斑巖、透輝石正長巖、細晶斑巖、石英正長斑巖和正長斑巖為主（侯增謙等，2015b）。此外，還有與富堿侵入巖分布時空一致的煌斑巖脈和鉀質火山巖，如堿玄巖、安粗巖、粗面巖等（Huang et al.，2010；Lu et al.，2015）。前人測得堿性侵入巖、堿性火山巖、煌斑巖的U-Pb同位素年齡范圍分別為38.4~33.0 Ma、37.3~30.0 Ma、（31.12±0.88）Ma（Xu et al.，2007a；Lu et al.，2013；Yan et al.，2018）。

圖1 揚子克拉通西緣構造格架圖（a）和滇西新生代富堿斑巖分布簡圖（b，據(jù)Lu et al.，2013修改）Fig.1 Tectonic framework of western margin of the Yangtze Craton（a）and distribution of Cenozoic alkali porphyry in West Yunnan（b，modified after Lu et al.，2013）

礦區(qū)地層出露面積較大，地層較完整，由老到新依次為：上二疊統(tǒng)峨眉山組灰綠色玄武巖；下三疊統(tǒng)青天堡組灰黑色砂泥巖、雜砂巖及砂礫巖；中三疊統(tǒng)北衙組灰白色白云巖、白云質灰?guī)r、鐵質砂屑灰?guī)r、泥質灰?guī)r及蠕蟲狀灰?guī)r；第四系更新統(tǒng)蛇山組、更新統(tǒng)與全新統(tǒng)為褐紅色、黃褐色殘坡積砂礫、黏土及含砂礫黏土（巖）。礦區(qū)構造活動強烈，北衙向斜是北衙金多金屬礦區(qū)的主要控礦褶皺，向斜北北東向延伸，最大延伸可達12 km，兩翼寬比較均勻，約1.4 km，兩翼地層主要為三疊系北衙組灰?guī)r和青天堡組砂巖（圖2）。礦區(qū)斷裂構造發(fā)育，其中南北向馬鞍山大斷裂是區(qū)內主要的斷裂構造，延伸距離超過10 km。該斷裂的次級斷裂是萬硐山礦體的主要控礦斷裂，這些斷裂具有多期次、多階段性的特點，區(qū)內可見壓扭性、張扭性斷裂破碎帶。礦區(qū)內主要的巖漿巖為喜馬拉雅期的富堿斑巖體，出露的富堿斑巖體數(shù)量較多，規(guī)模較小，富堿斑巖體的巖性變化不大。其中，巖性為石英正長斑巖的萬硐山巖體與北衙金礦成礦有關；白蓮村、馬頭灣、南大坪正長斑巖中未發(fā)現(xiàn)礦化。徐興旺等（2006）在萬硐山礦段深部發(fā)現(xiàn)存在石英鈉長斑巖，研究表明該石英鈉長斑巖與金多金屬礦床的成礦也有一定的關系。在礦區(qū)外圍廣泛分布的二疊系峨眉山玄武巖呈灰綠色，氣孔構造和杏仁構造及其發(fā)育。此外，紅泥塘礦段還可見隱爆角礫巖。

2 巖石學特征

區(qū)內巖體多受北衙向斜兩翼的斷層影響，巖體傾角一般為21°~85°不等。萬硐山富堿斑巖體呈巖株狀產(chǎn)出，白蓮村、馬頭灣和南大坪富堿斑巖呈巖脈產(chǎn)出（和中華等，2013）。其中，萬硐山巖體主要為石英正長斑巖，白蓮村、馬頭灣和南大坪為正長斑巖。

本次采集的貧礦富堿斑巖來自白蓮村、馬頭灣和南大坪，其巖相學特征為：正長斑巖，淺灰白色，具斑狀結構，斑晶含量約35%~50%，斑晶的主要組成礦物是鉀長石、斜長石、石英和少量的角閃石，基質主要是由長石和石英組成（圖3a~h）。鉀長石斑晶含量約15%~20%，呈自形-半自形斑狀或柱狀，粒徑大小約0.5~3.0 mm，可見卡式雙晶，部分鉀長石斑晶包裹已經(jīng)完全綠泥石化的角閃石斑晶；斜長石斑晶含量約5%~10%，呈自形-半自形長柱狀，可見聚片雙晶，粒徑約0.5~2.0 mm，部分斜長石發(fā)生蝕變；石英斑晶含量約5%，呈他形粒狀，具有熔蝕形成的圓滑或港灣狀邊界，石英表面干凈，粒徑約0.3~2.0 mm；角閃石斑晶含量約2%~5%，呈他形-半自形晶型，部分角閃石呈他形，粒徑約0.3~1.5 mm，自形程度高的角閃石可見環(huán)帶構造，2組解理，部分角閃石發(fā)生蝕變，形成綠泥石。副礦物有鋯石和榍石。

圖3 北衙正長斑巖手標本及鏡下照片a、b.正長斑巖手標本照片；c~h.正長斑巖鏡下照片Kfs—鉀長石；Pl—斜長石；Qtz—石英；Ccp—黃銅礦；Ser—絹云母；Bt—黑云母；Am—角閃石Fig.3 Hand specimen and microscopic characteristic of the Beiya syenite porphyry a,b.Hand specimen of syenite porphyry;c~h.Microscopic characteristic of syenite porphyry Kfs—Potassium feldspar;Pl—Plagioclase;Qtz—Quartz;Ccp—Chalcopyrite;Ser—Sericite;Bt—Biotite;Am—Amphibole

3 樣品采集與分析方法

野外避開斷裂破碎帶、蝕變帶等，在露天采坑、鉆孔及少量新鮮露頭，采集新鮮的富堿斑巖體樣品。全巖樣品制備，首先對采集的新鮮樣品進行切片鑒定，進一步選擇新鮮的樣品在實驗室將風化面除去，經(jīng)純水洗凈風干后，在碎樣機上粉碎，研磨至<200目。本次選取白蓮村、馬頭灣和南大坪巖體進行主微量元素分析，鋯石定年及角閃石主量元素分析，取樣位置見圖2。

圖2 北衙礦區(qū)地質簡圖（據(jù)王建華等，2015）Fig.2 Simplified geological map of the Beiya area（after Wang et al.，2015）

巖石樣品全分析是由國家地質實驗測試中心完成測試，將樣品無污染粉碎至200目，主量元素Na2O、MgO、Al2O3、K2O、P2O5、CaO、SiO2、FeOT、MnO、TiO2等采用X熒光法（XRF）在X熒光光譜儀（3080E）上測定，燒矢量（LOI）為高溫加熱后重量和灼燒后重量之差。微量元素和稀土元素采用電感耦合等離子質譜法（ICP-MS）在離子質譜儀（X-series）上完成測試。

LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb分析測試在中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評價重點實驗室完成，測試儀器為Thermo Finnigan Neptune型MC-ICP-MS，具體測試步驟參考侯可軍等（2009）。

角閃石礦物成分分析在中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所電子探針實驗室完成，測試采用日本電子JOEL公司生產(chǎn)的JXA-823V型電子探針分析儀，實驗中的加速電壓為15 kV，束流為2.0×10-8A，束斑大小為5μm，測試的主量元素包括Na2O、MgO、Al2O3、K2O、P2O5、CaO、SiO2、FeOT、MnO、TiO2、NiO、Cr2O3、F、V2O3。

4 測試結果

4.1 全巖地球化學特征

4.1.1 主量元素特征

研究區(qū)內富堿斑巖主量元素測試結果（表1）顯示，該地區(qū)富堿斑巖體w（SiO2）為58.01%~71.96%，平均66.82%，屬于中酸性-酸性巖類；w（Al2O3）為13.39%~15.86%，平均14.78%；w（FeOT）為1.39%~4.22%，平均2.39%；w（K2O+Na2O）為8.18%~10.06%，平均9.39%；里特曼指數(shù)（σ）為3.07~4.51，平均3.67，屬于鈣堿性-堿性巖石；鋁飽和指數(shù)為0.94，屬于偏鋁質巖石。固結系數(shù)（SI）為2.16~13.87，平均5.24，分異指數(shù)（DI）為69.90~93.52，平均85.49，指示巖漿分異程度較高。

在TAS圖解（圖4a）中，所有富堿斑巖侵入體樣品均落到石英正長巖和花崗巖過渡區(qū)，富礦斑巖主要落在花崗巖和石英二長巖區(qū)域，貧礦斑巖主要落在石英二長巖和正長巖區(qū)域，個別貧礦巖體的樣品落在花崗巖區(qū)域；在w(SiO2)-w(K2O)圖解（圖4b）中，所測樣品均落入鉀玄巖系列。Haker圖解（圖5a~f）中可以很清楚地看到，北衙地區(qū)富堿斑巖TiO2、MgO、CaO、FeOT、P2O5的含量隨SiO2含量的減少而增加，而Al2O3的含量隨著SiO2含量的減少而減少，指示巖漿演化過程中發(fā)生了分離結晶作用。

圖4 北衙礦區(qū)富堿斑巖TAS圖解（a）和SiO2-K2O圖解（b）（富礦巖體數(shù)據(jù)引自Xu et al.，2007b；Lu et al.，2013）Fig.4 TAS diagram(a)and SiO2-K2O diagram(b)of alkali-rich porphyries from the Beiya area(data of ore-forming porphyries are after Xu et al.,2007b;Lu et al.,2013)

4.1.2 微量元素特征

微量元素的測試結果如表1所示，在微量元素的原始地幔標準化圖解（圖6a）中，富礦斑巖體與貧礦斑巖體的配分曲線表現(xiàn)出一致的右傾趨勢，暗示了他們具有相同的起源。巖體整體上相對富集大離子石元素（Ba、K、Pb和Sr等），虧損高場強元素（Ta、Ti、P、Th、Nb和HREE等）。但不同的巖體中元素之間具有不同的富集或虧損程度，可能表明不同巖體在巖漿演化過程中具有一定的差異。其中，富礦巖體的Rb、U和K含量略高于貧礦巖體，Nb、Ta和Ti等含量略低于貧礦巖體。

稀土元素見表1，北衙貧礦富堿斑巖體稀土元素總量（ΣREE）為76.57×10-6~113.86×10-6；高w(Sr)（319×10-6~891×10-6），低w(Y)（8.28×10-6~19.4×10-6），高Sr/Y比值（17.16~94.39）；輕、重稀土元素比值（LREE/HREE）=7.62~12.58，(La/Yb)N=9.13~18.32，指示輕、重稀土元素之間有很強的分異程度，屬于輕稀土元素富集型。在稀土元素球粒隕石標準化圖解（圖6b）中，富堿斑巖體配分曲線均為右傾型，δEu=0.76~0.93，平均0.83，表現(xiàn)出輕微的銪負異常，說明在巖漿的分離結晶過程中沒有或有少量的斜長石晶出，導致殘余巖體中形成了弱的銪負異常。稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖（圖6b）中，富礦巖體與貧礦巖體均呈右傾，表明富礦與貧礦富堿斑巖體的演化過程基本一致。

表1 北衙地區(qū)富堿斑巖主量與微量分析結果表Table1 Major and trace elements compositions of Beiya alkali-rich porphyries

圖6 北衙富堿斑巖微量元素原始地幔標準化分配模式圖（a）與稀土元素球粒隕石標準化分配模式圖（b，微量元素原始地幔和球粒隕石標準化值來自Sun et al.,1989）（富礦巖體數(shù)據(jù)引自Xu et al.，2007b；Lu et al.，2013）Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element pattern of alkali-rich porphyries from the Beiya area(a)and chondrite-normalized rare earth element(REE)patterns(b,chondrite and primitive mantle normalizing value are from Sun et al.,1989)(data of ore-forming porphyries are from Xu et al.,2007b;Lu et al.,2013)

4.2 鋯石U-Pb同位素測年結果

所測試貧礦巖體（白蓮村，馬頭灣和南大坪）的鋯石顆粒均為無色透明，顆粒大小不等，晶型多為自形-半自形，呈長柱狀，鋯石顆粒大小變化較大。從CL圖像（圖7）中可以看到大部分鋯石顆粒具有清晰的震蕩環(huán)帶，平均Th/U比值均大于0.1，表明鋯石具有巖漿結晶鋯石的特征。

鋯石測試結果見表2，白蓮村巖體中鋯石的w（U）為404×10-6~1860×10-6，平均1024×10-6，w（Th）為35×10-6~2835×10-6，平均1174×10-6，Th/U比值介于0.32~2.02，平均1.10，年齡諧和圖（圖7b）顯示，樣品的206Pb/238U年齡加權平均值為（33.96±0.43）Ma(MSWD=0.24，n=19)。馬頭灣巖體中鋯石的w(U)為305×10-6~1603×10-6，平均1017×10-6，w（Th）為69×10-6~1872×10-6，平均820×10-6，Th/U比值介于0.32~1.87，平均0.88，年齡諧和圖（圖7d）顯示，樣品的206Pb/238U年齡加權平均值為（33.26±0.30）Ma(MSWD=0.54，n=18)。南大坪巖體中鋯石的w(U)為333×10-6~2374×10-6，平均1147×10-6，w（Th）為74~8256，平均1228×10-6，Th/U比值介于0.32~5.02，平均0.91，年齡諧和圖（圖7f）顯示，樣品的206Pb/238U年齡加權平均值為（32.80±0.27）Ma(MSWD=0.89，n=13)。

表2 北衙富堿斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定結果Table2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb analytical data of the alkali-rich porphyries from the Beiya area

圖7 北衙富堿斑巖CL圖像(a、c、e)及年齡協(xié)和圖(b、d、f)Fig.7 Zircon Cathodoluminescence photograph(a,c,e)and U-Pb concordia age diagram(b,d,f)

4.3 角閃石成分特征

研究區(qū)角閃石呈自形-半自形晶出現(xiàn)，角閃石電子探針結果顯示（表3），其中貧礦巖體中角閃石斑晶的w（SiO2）為38.68%~42.36%；w（Al2O3）為9.08%~12.64%；w（FeO）為19.15%~24.53%；w（F）為0.79%~1.84%。角閃石陽離子特征，CaB=1.76~1.85，NaA+KA=0.72~0.91。按國際礦物學協(xié)會角閃石專業(yè)委員會提出的命名原則，屬于鈣角閃石（CaB≥1.5，NaA+KA≥0.5）。

本次工作通過對貧礦巖體中角閃石的研究，結合前人對富礦巖體中角閃石的研究，對比發(fā)現(xiàn)，北衙地區(qū)富堿斑巖體中，角閃石有一定差別（圖8），主要體現(xiàn)在角閃石類型方面，富礦巖體中角閃石投點主要落在淺閃石區(qū)和鎂角閃石區(qū)，屬于SiO2飽和類型，其中，富礦巖體中有2個點落在陽起石區(qū)，表明部分樣品已經(jīng)發(fā)生蝕變；而在貧礦巖體中，角閃石投點主要落在綠鈣閃石區(qū)，屬于SiO2不飽和類型。

圖8 北衙地區(qū)角閃石分類圖解（據(jù)Leake et al.，1997；富礦巖體數(shù)據(jù)引自鮑新尚等，2017）Fig.8 Classification diagram for amphiboles from the Beiya area(after Leake et al.，1997;data of ore-forming porphyries are from Bao et al.,2017)

續(xù)表1Continued Table 1

5 討論

5.1 成巖成礦年代

北衙金多金屬礦床位于金沙江-哀牢山富堿斑巖帶上，該地區(qū)產(chǎn)出大量不同巖性的富堿斑巖，前人對北衙礦區(qū)成巖和成礦年齡進行了大量的研究工作。Xu等（2007b）利用北衙萬硐山礦段石英正長斑巖鉀長石Ar-Ar定年，確定成巖年齡為（32.50±0.09）Ma；劉紅英等（2003）利用鋯石SHRIMP U-Pb定年測得馬頭灣透輝石花崗斑巖成巖年齡為（34.1±4.0）Ma；劉博（2014）在萬硐山礦段利用輝鉬礦定年，確定其成礦年齡為（37.47±0.51）Ma；并對紅泥塘石英正長斑巖、筆架山正長斑巖、馬頭灣正長斑巖進行了鋯石U-Pb定年，顯示成巖年齡分別為：（35.06±0.16）Ma、（35.21±0.19）Ma和（35.12±0.13）Ma；Liu等（2012）確定紅泥塘成巖年齡為（35.06±0.16）Ma。本次工作分別對白蓮村、馬頭灣和南大坪巖體進行年代學研究，確定其成巖年齡依次為（33.96±0.43）Ma、（33.26±0.30）Ma和（32.80±0.27）Ma。這與已有的萬硐山、紅泥塘、筆架山和馬頭灣巖體的成巖年限基本一致，顯示北衙地區(qū)富堿巖漿是同一期巖漿活動的產(chǎn)物。

莫宣學（2011）對金沙江-哀牢山富堿斑巖體年齡進行了統(tǒng)計，顯示該帶富堿斑巖的成巖時代在23~62 Ma之間，即形成于印度-歐亞大陸碰撞（65 Ma）之后，高峰期在30~45 Ma之間。鄧軍等（2010；2011），楊立強等（2011）對金沙江-哀牢山-紅河斷裂帶中富堿斑巖的年代學進行研究，認為沿該斷裂帶分布的富礦與貧礦富堿斑巖的成巖年齡基本一致（前者為31~38 Ma，后者為34~39 Ma），都是金沙江-哀牢山-紅河富堿斑巖巖漿活動的高峰期的產(chǎn)物。侯增謙等（2004；2009）提出金沙江-哀牢山多金屬成礦帶成礦時代與成巖時代大致相當，主要落在30~40 Ma之間，并且此期間正是與區(qū)域上大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)有關的斑巖型Cu-Mo-Au成礦時期。北衙地區(qū)成巖成礦年代坐落于大規(guī)模走滑剪切成礦期內，表明北衙金多金屬礦床與該帶具有相同的動力學背景：在晚碰撞大規(guī)模走滑剪切背景下，金沙江-紅河斷裂由壓扭向張扭轉變，加之礦區(qū)外圍印-亞板塊主碰撞期就已形成的鹽源-麗江走滑斷裂和賓川-程海斷裂等深大斷裂的進一步活動，使得北衙所處的斷裂交匯部位形成了局部伸展環(huán)境，該環(huán)境導致地殼拉張減薄，誘發(fā)地幔減壓分熔，形成具有殼幔特征的富堿斑巖巖漿，此時該地區(qū)溝通著金沙江-紅河斷裂和鹽源-麗江斷裂的馬鞍山斷裂構造帶為富堿巖漿的運移提供了通道（鄧軍等，2011；侯增謙等，2015b），于是隨之上侵的巖漿經(jīng)歷地殼物質混染和成礦流體的出溶后定位于淺部環(huán)境，最終構成了區(qū)域斑巖-矽卡巖成礦系統(tǒng)。因此，北衙金多金屬礦床的形成是印-亞板塊碰撞及其導致的深部殼幔巖漿形成演化的綜合結果。

5.2 巖漿構造背景與源區(qū)特征

本次對北衙地區(qū)富堿斑巖主微量元素特征研究結果表明，該地區(qū)北衙富堿斑巖在構造背景判別圖解中全部落入火山弧型與同碰撞型區(qū)域內（圖9a、b），前人研究表明印度和歐亞板塊在新生代（60~55 Ma）發(fā)生了碰撞由此形成了喜馬拉雅造山帶，這也對哀牢山-紅河斷裂帶的構造格局造成了重大影響，上述證據(jù)表明北衙地區(qū)富堿斑巖形成于大陸邊緣環(huán)境。

圖9 北衙地區(qū)富堿斑巖構造判別圖解（據(jù)Muller et al.,1992）Fig.9 Discrimination diagram of tectonic settings for alkali-rich porphyries from the Beiya area(base map after Muller et al.,1992)

微量元素測試結果顯示，北衙富堿斑巖全巖樣品的Rb/Sr比值平均為0.48；Nb/Ta比值平均為17.63；La/Nb比值平均為1.82。與此對應的地殼、上地幔Rb/Sr比值分別為0.350、0.034（Taylor et al.,1995）；Nb/Ta比值對應的地殼、地幔比值分別為8.3和17.5（Sun et al.,1989）；La/Nb比值對應的地殼、地幔標準值分別為2.20和0.94（Weaver,1991），暗示北衙地區(qū)富堿斑巖具有地殼和地幔雙重特征。此外，本次測試工作所得富堿斑巖體稀土元素總量（ΣREE）為76.57×10-6~113.86×10-6，與地殼花崗巖平均值（246.5×10-6）和維諾格拉多夫的酸性巖體的平均值（258×10-6）相比明顯偏低。趙振華（2007）總結殼幔花崗巖稀土組成特征提出，具有輕稀土元素富集（即(La/Yb)N＞10），銪虧損不明顯（δEu>0.5）等特征的這類花崗巖，其物質來源為上地?；蛘呦虏康貧す桄V層。本文研究的富減斑巖體稀土元素特征（(La/Yb)N變化范圍9.13~18.32，δEu變化范圍0.76~0.93，與之類似，表明研究區(qū)富堿斑巖的物質來源為上地?；蛳碌貧?。同時，北衙地區(qū)部分斑巖表現(xiàn)出較高的Mg#（＞0.4），和前人實驗證實有地幔組分參與形成的巖漿巖Mg#特征一致。上述微量元素比值、稀土元素含量等地球特征變化于殼源和幔源之間，表明該地區(qū)富堿斑巖具殼?；旌咸卣鳌?/p>

5.3 富堿斑巖含礦差異性

本次工作收集了前人對北衙地區(qū)富礦斑巖體中角閃石斑晶研究成果的基礎上，采集了該地區(qū)白蓮村、南大坪、馬頭灣等貧礦斑巖體樣品，并對其中的角閃石斑晶開展了電子探針實驗，并根據(jù)Ridolfi（2010）公式計算巖體中角閃石斑晶的結晶溫度、壓力和氧逸度等物理參數(shù)（表3）。

表3 北衙富堿斑巖角閃石電子探針分析及計算結果Table 3 Composition of the amphiboles from the Beiya area

續(xù)表2Continued Table 2

角閃石氧逸度計算結果表明，北衙地區(qū)與成礦作用有關的富堿斑巖體（萬硐山巖體）的氧逸度（ΔNNO變化范圍為1.12~1.89，鮑新尚等，2017）高于貧礦巖體中角閃石斑晶計算所得的氧逸度（ΔNNO=-0.62~0.12）（圖10a）。富礦巖體中角閃石斑晶的結晶環(huán)境相比于貧礦巖體中的角閃石斑晶結晶環(huán)境具有低溫、低壓的特征（富礦巖體679.98~805.19℃，34.70~70.93 MPa；貧礦巖體860.44~964.57℃，203.60~520.49 MPa）（圖10b、c）。富礦巖體中角閃石斑晶計算巖漿房侵位深度（約1.22~2.50 km）較之貧礦巖體淺（約7.18~18.37 km）（表6）。然而富礦巖體相關的巖漿房的水含量（2.05%~3.82%）明顯低于與貧礦巖體相關的巖漿房的水含量（3.43%~5.19%）（圖10d），暗示與成礦相關的巖漿房具有低水含量的特征。此外，筆者在對比巖體主量元素中發(fā)現(xiàn)，富礦巖體全巖主量元素顯示出極其高的K2O含量，可能是富礦巖體在形成后，有大量幔源鉀質巖漿熔體的加入（侯增謙等，2003），這種幔源鉀質熔體的加入，不僅導致巖體K2O含量的增加，而且還帶來豐富的金屬元素含量。

圖10 北衙富礦與貧礦巖體角閃石結晶溫度（a）、壓力（b）、氧逸度（c）和含水量（d）對比圖解（富礦巖體數(shù)據(jù)引自鮑新尚等，2017）Fig.10 Diagrams of crystallization temperature(a),pressure(b),oxygen fugacity(c)and water content of amphiboles(d)in ore-forming and barren porphyries from the Beiya area(data of ore-forming porphyries are from Bao et al.,2017)

巖漿的氧化性對金元素、銅元素在熔體中的賦存狀態(tài)具有至關重要的作用（Richards，2003；Qiu et al.，2017；Zheng et al.，2021）。金屬元素的溶解遷移需要巖漿具有較高的氧逸度，低的氧逸度環(huán)境下，硫以S2-的形式存在，在巖漿結晶分異過程中，金屬元素會與硫形成硫化物沉淀下來。高的氧逸度情況下，S以的形式存在，有利于金屬元素的在巖漿或流體中的遷移富集。此外，巖漿高含水量是控制斑巖銅礦床形成的另一個重要因素（Richards，2003；Kelley et al.，2009），雖然北衙礦區(qū)貧礦巖體水含量高于富礦巖體的水含量，但是貧礦巖體低的氧逸度使得金屬元素早期就已經(jīng)沉淀無法隨巖漿向上運移，此外，貧礦巖體較深的侵位深度意味著大的圍巖壓力，也難以發(fā)生對成礦有利的流體出溶。

6 結論

（1）本次工作分別對貧礦巖體白蓮村、馬頭灣和南大坪進行年代學研究，與已有的富礦巖體成巖年限基本一致，顯示北衙地區(qū)富堿巖漿是同一期巖漿活動的產(chǎn)物。且北衙富堿斑巖成巖和成礦時與金沙江-哀牢山富堿斑巖帶的巖漿活動時限吻合，表明北衙金多金屬礦床與該帶具有相同的動力學背景和條件，均屬于喜馬拉雅期大規(guī)模巖漿活動的產(chǎn)物。

（2）印度板塊與歐亞板塊發(fā)生造山運動，沿著金沙江-哀牢山一帶形成了大規(guī)模的走滑拉分盆地，使得下部地幔發(fā)生減壓熔融作用，加入地殼物質，形成具有殼?；烊镜膸r漿，該類巖漿沿構造薄弱地帶上侵，并經(jīng)歷了一定程度的結晶分異作用在地殼淺部形成了富堿斑巖體。

（3）本次貧礦巖體中角閃石測試結果與前人富礦巖體中的角閃石對比得出，相比于富礦巖體，貧礦巖體角閃石結晶環(huán)境具有高溫高壓低氧逸度以及更深的侵位深度的特征。貧礦巖體較深的侵位深度意味著大的圍巖壓力，難以發(fā)生對成礦有利的流體出溶；低氧逸度意味著金屬元素早期就已經(jīng)沉淀無法隨巖漿向上運移。且對比全巖主量元素顯示，富礦巖體極高的K2O含量可能是巖漿形成后有幔源鉀質熔體的加入，提高了巖漿的金屬量與氧逸度。因此在北衙礦區(qū)，氧逸度和侵位深度以及富含金屬高氧逸度的幔源鉀質巖漿的注入是巖體含礦差異性的主要控制因素。