九頂山礦區(qū)斑巖巖石地球化學(xué)特征

九頂山礦區(qū)斑巖巖石地球化學(xué)特征

九頂山礦區(qū)是三礦帶著名的典型礦床，與喜馬拉雅時(shí)期的堿性斑巖有關(guān)。九頂山銅鉬多金屬礦區(qū)地處云南省彌渡縣境內(nèi),位于“三江”成礦帶南段。礦區(qū)受滇西富堿斑巖帶重要組成部分——馬廠箐富堿斑巖體控制,成礦巖體以花崗斑巖為主,次為斑狀花崗巖。礦區(qū)主要的斑巖型銅(鉬)礦化體主要賦存于富堿斑巖體內(nèi)部,矽卡巖型和角巖型銅(鉬)礦化體主要賦存于馬廠箐富堿斑巖體內(nèi)外接觸帶中。綜合研究礦區(qū)斑巖的斑巖體類型及巖漿活動(dòng)期次、化學(xué)特征及其演化與成礦,對(duì)礦區(qū)今后的找礦工作具有重要的實(shí)際意義。1金廠大壩式礦床內(nèi)出露出的地層九頂山礦區(qū)位于洱海-紅河斷裂與程海-賓川斷裂夾持的三角地帶,麗江-鶴慶斑巖型Cu-Mo-Au礦集區(qū)和富堿斑巖集中區(qū)。礦區(qū)全長(zhǎng)15.4km,呈北東向展布,從東向西可分為金廠箐、人頭箐、亂硐山、寶興廠、雙馬槽5個(gè)礦段。礦區(qū)內(nèi)主要出露有第四系、二疊系、下泥盆統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)的地層,區(qū)內(nèi)褶皺主要有向陽復(fù)背斜,金廠箐-人頭箐背斜、寶興廠(銅廠)-亂硐山向斜、鐵廠背斜和雙馬槽向斜。斷裂則主要發(fā)育著北東向的響水?dāng)嗔押途彭斏?梯子水?dāng)嗔?、北東東向的亂硐山斷裂、北西西向的九頓坡-亂硐山斷裂以及東西向白龍?zhí)稊嗔?。礦區(qū)巖漿巖較復(fù)雜,總體上可以分為海西期及喜山期。海西期以輝長(zhǎng)輝綠巖為主,輝綠巖具有輝綠結(jié)構(gòu),巖石由輝石和斜長(zhǎng)石組成,斜長(zhǎng)石具有鈉長(zhǎng)石聚片雙晶,多呈巖脈或巖墻。2巖漿巖和成礦2.1巖脈的組成及巖相分帶礦區(qū)的巖漿活動(dòng)具有多期次疊加的特征,不同期次出露的巖石種類主要包括正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖和煌斑巖。據(jù)野外調(diào)研,其中斑狀花崗巖中見正長(zhǎng)斑巖捕虜體,早期煌斑巖中見正長(zhǎng)斑巖捕虜體。花崗斑巖穿切斑狀花崗巖、角巖、早期的煌斑巖、花崗斑巖穿切正長(zhǎng)斑巖,晚期的煌斑巖將斑狀花崗巖、花崗斑巖、角巖和早期煌斑巖脈穿切或切穿花崗斑巖?；◢彴邘r與角巖呈侵入接觸關(guān)系,花崗斑巖侵入角巖中,接觸帶見冷凝邊現(xiàn)象,自接觸帶至遠(yuǎn)離接觸帶斑巖體出現(xiàn)巖相分帶:邊緣相的細(xì)晶花崗斑巖一中心相的中-粗晶的花崗斑巖,脈側(cè)見明顯銅礦化?；◢彴邘r侵入到石榴石矽卡巖中,花崗斑巖體中見透輝石矽卡巖捕虜體。根據(jù)圖1所示礦區(qū)出露的巖體、巖脈互相間的穿插關(guān)系,巖石類型、巖石組合特征、礦化特征等,礦區(qū)內(nèi)的巖漿活動(dòng)分為4期:I期為正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖;Ⅱ期為斑狀花崗巖和煌斑巖(Ⅰ)組合;Ⅲ期為花崗斑巖和煌斑巖(Ⅱ)組合:Ⅳ期為堿長(zhǎng)花崗巖。與此同時(shí),利用LA-ICP-MS對(duì)礦區(qū)針對(duì)性強(qiáng)的樣品,進(jìn)行鋯石的U-Th-Pb同位素定年分析。從表1所示4期巖漿活動(dòng)期次與巖石年齡數(shù)據(jù)相互關(guān)系可以看出,九頂山礦區(qū)斑巖體的形成時(shí)代總體變化范圍32.4～38.5Ma,平均加權(quán)年齡較為接近,與野外實(shí)際宏觀特征基本吻合。2.2富堿巖漿成礦作用礦區(qū)與成礦有關(guān)的,主要為第Ⅲ期巖漿活動(dòng),主要活動(dòng)期為33～38Ma,這與前人對(duì)三江成礦帶系列中其他地區(qū)成礦期所作的研究具有相似性。曾普勝等表明,印度一亞洲碰撞帶東段富堿巖漿的成礦作用,主要發(fā)生在35～40Ma。侯增謙等表明與青藏高原晚碰撞階段(40～26Ma)大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)有關(guān)的斑巖型Cu-Mo(Au)成礦事件,成礦高峰期集中于36Ma左右。成礦期,據(jù)礦區(qū)資料,寶興廠礦段主要于35.8Ma成礦。因此,寶興廠銅鉬金礦化集中區(qū)成礦年齡與寶興廠小巖體群的侵位年齡一致,屬于同一構(gòu)造-巖漿-成礦系統(tǒng)產(chǎn)物,成礦時(shí)代略晚于成巖時(shí)代,甚至成巖年齡和成礦年齡間存在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期的時(shí)間差滯后。3巖石化學(xué)和成礦3.1巖石類型及巖、堿、堿長(zhǎng)花崗斑巖巖組通過對(duì)礦區(qū)44件斑巖樣品的測(cè)試分析,歸納總結(jié)礦區(qū)斑巖的巖石類型及其化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù),見表2。根據(jù)表2數(shù)據(jù),4期巖漿巖在圖2的AFM圖解中,投點(diǎn)全部落在過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)。同時(shí),用里特曼指數(shù)法來反映巖石和巖系的堿性程度,即用σ=2(K2O+Na2O)/(SiO2-43)值來劃分巖系的方法。經(jīng)計(jì)算,九頂山礦區(qū)斑巖的里特曼指數(shù)正長(zhǎng)斑巖或石英正長(zhǎng)斑巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖以及鉀質(zhì)堿性花崗巖、堿性花崗巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖分別為2.93～6.09(平均為4.15)、1.86～2.55(平均為2.31)、2.26～4.17(平均為2.82)、2.24～3.60(平均為2.87),正長(zhǎng)斑巖屬堿質(zhì)弱的鉀質(zhì)堿性巖系,斑狀花崗巖、花崗斑巖以及鉀質(zhì)堿性花崗巖、堿性花崗巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖屬堿質(zhì)中等的鈣堿性巖系。分異指數(shù)DI正長(zhǎng)斑巖或石英正長(zhǎng)斑巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖以及鉀質(zhì)堿性花崗巖、堿性花崗巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖分別為73.73～86.20(平均為82.37)、84.85～90.47(平均為89.57)、67.00～90.26(平均為84.45)、83.68～93.67(平均為86.51)。分異指數(shù)DI=Q+Or+Ab+Ne+Lc+Kp,其中Q、Or、Ab、Ne、Lc、Kp分別為石英、正長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、霞石、白榴石和六方鉀霞石組分的含量,分異指數(shù)就是這六種標(biāo)準(zhǔn)礦物組分的總和。固結(jié)指數(shù)SI正長(zhǎng)斑巖或石英正長(zhǎng)斑巖、斑狀花崗巖和花崗斑巖以及鉀質(zhì)堿性花崗巖、堿性花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖分別為0.6～24.92(平均為9.23)、3.92～12.44(平均為9.42)、3.92～12.35(平均為7.37)。DI和SI表明由中酸性(正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖)→酸性花崗巖(斑狀花崗巖、花崗斑巖)→堿性花崗巖,巖漿的分異演化較徹底,酸性程度較高。固結(jié)指數(shù)SI=100w(MgO)/[w(MgO)+w(FeO)+w(Fe2O3)+w((Na2O)+w(K2O)]。巖石類型在巖石化學(xué)方面的總體特征是:w(SiO2)61.37%～74.98%,平均68.97%,低于世界花崗巖的平均值,屬中酸性到酸性巖,以酸性巖為主,表現(xiàn)出高鉀富堿富鋁的特征。并且由I期的正長(zhǎng)斑巖→Ⅱ期斑狀花崗巖→Ⅲ期的花崗斑巖→Ⅳ期的堿長(zhǎng)花崗巖,酸度呈逐漸略增的勢(shì)頭,并按此進(jìn)行演化。與世界A型花崗巖相比,巖體w(SiO2)較低,w(Al2O3)較高,w(K2O+Na2O)相當(dāng),w(K2O)較高,w(K2O)/w(Na2O)較高。在侵入巖分類的TAS圖上,投點(diǎn)分布在正長(zhǎng)巖、花崗巖、堿性花崗巖區(qū),如圖3所示。與野外觀察和鏡下的鑒定結(jié)果吻合。最后,根據(jù)表2及相關(guān)巖石化學(xué)資料,將主量元素含量投在圖4(a)(Na2O+K2O-CaO)-SiO2圖上,正長(zhǎng)斑巖、鉀質(zhì)堿性花崗巖、堿性花崗斑巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖(除兩個(gè)點(diǎn)落在堿鈣性區(qū)外)投點(diǎn)均落在堿性巖區(qū),花崗斑巖、斑狀花崗巖大部分落在堿鈣性巖區(qū),少量的花崗斑巖落在堿性巖區(qū)。在圖4(b)(K2O)-SiO2圖上投點(diǎn)均落在高鉀鈣堿性系列-鉀玄巖系列。3.2成礦物質(zhì)來源按照分析,由I期的正長(zhǎng)斑巖→Ⅱ期斑狀花崗巖→Ⅲ期的花崗斑巖→Ⅳ期的堿長(zhǎng)花崗巖,酸度呈逐漸略增的勢(shì)頭,并按此進(jìn)行演化。根據(jù)九頂山礦區(qū)不同礦體與巖體的對(duì)應(yīng)關(guān)系,礦區(qū)斑巖體與礦化關(guān)系密切的是Ⅱ、Ⅲ期。I期不成礦,角巖、矽卡巖的形成與斑狀花崗巖關(guān)系密切,應(yīng)是斑狀花崗巖與圍巖灰?guī)r或砂巖接觸經(jīng)過接觸變質(zhì)作用形成的,Ⅱ期巖體蝕變較弱,主要形成磁鐵礦、矽卡巖型礦、塊狀硫化物礦。Ⅲ期巖體蝕變較強(qiáng),主要形成與斑巖有關(guān)的銅、鉬、金礦化。成礦巖體主要以花崗斑巖為主,次為斑狀花崗巖,斑巖體的年齡值在33～38Ma。九頂山銅鉬多金屬礦床的賦存位置與花崗斑巖,在空間上緊密相連,其成礦時(shí)代,大多集中于34～36Ma,也與花崗斑巖的成巖時(shí)代非常接近。同時(shí),花崗斑巖中大量發(fā)育的鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體、浸染狀銅、鉬等礦化和各種脈體,為九頂山礦區(qū)成礦提供了豐富的成礦物質(zhì)來源。綜上所述,在九頂山復(fù)式雜巖體中,盡管發(fā)育了多種類型的巖漿巖,但銅鉬金礦化則與34～36Ma侵入的花崗斑巖有關(guān)。4巖、敦煌斑巖巖漿成因九頂山礦區(qū)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦地質(zhì)背景有利。礦區(qū)的斑巖體主要類型有正長(zhǎng)斑巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖、堿長(zhǎng)花崗