东昆仑拉陵灶火钼多金属矿床含矿岩体地质地球化学特征及其成矿意义

陈 静，谢智勇，李 彬，李善平，谈生祥，任 华，张启梅

(1.青海省地质调查院，青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海西宁 810012;2.青海省有色地质矿产勘查局地质八队，青海西宁 810012;3.青海省电力设计院地质勘测室，青海西宁 810008)

东昆仑作为中国中央造山带西段的重要组成部分，其地质构造位置与成岩成矿作用突出显赫，历来都是有关地学工作者重点关注的地区之一。近年来，在东昆仑地区发现并确认了多处印支期铜钼多金属矿床(点)，如乌兰乌珠尔(含矿花岗斑岩锆石SHR IMP U－Pb年龄为215±5 Ma，佘宏全等，2007)、鸭子沟(辉钼矿化钾长花岗斑岩锆石SHRIMP U－Pb年龄224±1.6Ma;辉钼矿Re－Os等时线年龄224.7±3.4Ma，(李世金等，2008))、卡尔却卡(与矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿化具有密切成因联系的花岗闪长岩锆石SHRIMP U－Pb年龄为237±2Ma，(王松等，2009))等，引起了人们广泛关注。拉陵灶火钼多金属矿床是2011年度青海省地质调查院在祁漫塔格东段发现的一个矽卡岩－斑岩型矿床，该矿床仅发现一年多，目前主要通过钻探和槽探进行勘查，矿床地质和形成条件研究刚刚开始。前期勘查成果表明，该矿床的形成是在古元古代金水口群白沙河岩组斜长角闪岩夹碳酸盐岩地层的基础上叠加的印支期的构造－岩浆活动形成的矽卡岩－斑岩型钼多金属矿床，矿床成因类型以矽卡岩型为主，斑岩型为辅，是东昆仑成矿带内印支期Cu－Mo－Au－Fe成矿系统中较为典型的一员。因此，了解该矿床主要含矿岩体的形成时代、地球化学特征，查明岩体成因及起源的可能源区无疑会帮助我们理解拉陵灶火钼多金属矿床的成因及其形成的构造背景，并对该区正在开展的普查工作进行有益的指导，具有重要的理论与现实意义。

1 成矿地质背景

东昆仑造山带位于青藏高原北部，南邻巴颜喀喇，北邻柴达木盆地，其西端被阿尔金大型走滑断裂所截，带内矿产资源丰富，成矿条件良好。东昆仑基底主要形成于古元古代晚期，金水口群被认为是东昆仑最老的变质岩系，变质基性辉长岩的锆石UPb年龄为2468±46Ma(陆松年等，2002)。该区至少经历了两次造山作用，分别与原特提斯构造域(新元古代－早泥盆纪)和古特提斯构造域(石炭纪－侏罗纪)密切相关(Pan et al.，1996;Bian et al.，2004)。新生代印度－欧亚大陆的碰撞，使东昆仑造山带又卷入了青藏大陆碰撞造山系统，但对东昆仑的影响是一种远程效应。孙丰月等①认为东昆仑造山带是由北向南不断拼贴、增生，具有多期次边缘造山作用的边缘造山带，以昆北、昆中、昆南、阿尼玛卿南缘四条断裂为界，由北向南依次划为昆北加里东弧后裂陷带(祁漫塔格弧后盆地)、昆中基底隆起花岗岩带、昆南复合拼贴带、阿尼玛卿蛇绿混杂岩带和北巴颜喀拉造山带。拉陵灶火矿区大地构造位置即处于昆中岩浆弧北缘，以昆北断裂为界与祁漫塔格弧后盆地区相临(图1)。

图1 拉陵灶火钼多金属矿区地质略图Fig.1 Geological sketch map of the Lalingzaohuo Mo polymetallic deposit in Qinghai Province

矿区出露的地层较简单，主要为古元古代金水口岩群白沙河岩组(Pt1b)及第四纪地层(Q)。其中，金水口群白沙河岩组是区内出露的主要地层，多被后期花岗岩体、断层所侵蚀、支解破坏，为一套有层无序的中高级变质岩系，镁质碳酸岩占一定比例。其下部以混合岩和黑云斜长片麻岩为主夹白云石大理岩，中部以混合岩为主夹黑云斜长片麻岩、大理岩、变粒岩及片岩，上部以混合岩化黑云斜长片麻岩为主夹白云石大理岩、混合岩。第四纪堆积物主要分布在诸多大小不等形状各异的河谷两侧及盆地边缘，时代上从中－晚更新世均有发育。该区由于受子曲深大断裂影响，形成次一级构造较发育，按其展布方向分为北西向、北东向、东西向、北北西向四组断裂，北西向逆断层为区内主干断裂，基本控制了区内地层和侵入岩的分布(图1)。

图2 拉陵灶火钼多金属矿区花岗闪长岩中暗色微粒包体和各类矿石照片Fig.2 Photos showing MME in granodiorites and various ore types from the Lalingzaohuo Mo polymetallic deposit

区内中酸性岩浆侵入活动频繁，时代以印支期为主，为成矿提供了重要的岩浆热动力条件甚至物源条件。主要分布有中泥盆世早期二长花岗岩(D2ηγ)，中三叠世石英闪长岩(T2δο)+ 花岗闪长岩(T2γδ)、晚三叠世斑状二长花岗岩(T3ηγ)以及早白垩世钾长花岗岩(K1ξγ)。与矿区内成矿有关的为花岗闪长岩和石英闪长岩，前者是斑岩型钼矿化的成矿岩体，后者与白沙河岩组接触带形成矽卡岩型钼多金属矿体，局部地区两岩体不易区别。同时，区内花岗岩类普遍发育暗色微粒包体(MME)，大多为浑圆状－次浑圆状、长条状、不规则状等，星散状分布(图2A、B)，成分大多数为闪长质包体，也有部分基性 －超基性包体(包体的角闪石含量大于70%)。

拉陵灶火矿区矿化类型主要有两种:(1)矽卡岩型多金属矿化。矿区内共圈出3个矽卡岩型矿体(M1－3)，其中M1矿体形成于SK2矽卡岩斜长角闪岩地层中(图1)，近东西向展布，矿体长200m，产状220°∠39°，Mo平均品位0.05%，被一近南北向平移断层切断，含矿岩石为黑云母化石榴石辉石矽卡岩;矿物成份主要为辉石、铁铝榴石、石英、方解石、磷灰石等，矿石矿物有辉钼矿、黄铁矿少量，辉钼矿呈细脉浸染状、星点状、放射状和团块状。由东向西矽卡岩化逐渐减弱。M2钼矿(化)体形成于SK3矽卡岩化斜长角闪岩带，矿体长550m，钼平均品位0.09%，延伸方向北西 －南东(130°～310°)，产状220°～240°∠35°～45°，受北西 － 南东、北东 － 南西向断层控制，在断层交汇部位矿化较强，岩石类型为全蚀变矽卡岩，矿物有石榴子石、阳起石、绿帘石等，辉钼矿、黄铁矿(少量)，辉钼矿呈星点状、细脉浸染状、团块状，多成片状、放射状集合体(图2C、D)，分布不均匀。M3矿体被第四系风成沙覆盖，主体为一隐伏的盲矿体，产于闪长岩与白沙河岩组接触带内侧(内接触带)闪长岩体中。延伸方向40°，矿体长900m，钼平均品位0.07%，铜平均品位0.84%，含矿岩石为矽卡岩，蚀变矿物有黄钾铁矾、石榴子石、阳起石、绿帘石等;矿化有黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等;黄铜矿呈团块状、细脉状，辉钼矿呈星点状、细脉状。

(2)产于岩体内部的斑岩型钼矿化。矿区内圈出1个斑岩型矿(化)体(M4)，矿(化)体呈透镜状赋存于花岗闪长岩中，岩体在岩相上从里向外为似斑状花岗闪长岩－中细粒花岗闪长岩。矿体呈北西－南东向展布，矿化主要有辉钼矿化、黄铁矿化，局部见有少量孔雀石化。辉钼矿多以片状集合体形式或呈浸染状、星点状分布在花岗闪长岩中及石英脉中(图2E、F)。蚀变类型有绢云母化、硅化、绿泥石化、钾化和高岭土化。其中，绢云母化、硅化、绿泥石化较强地段，钼矿化较强。

2 样品岩相学及测试方法

本文所采样品为矿区内与斑岩型钼矿化(M4)有关的花岗闪长岩(如图1)，选择无矿无蚀变的新鲜岩石作为岩石地球化学分析样品。新鲜岩石呈灰白色、似斑状结构、基质具微细粒花岗结构，块状构造。似斑晶成分为斜长石(约占40%)、石英(约13%)、黑云母(约1%)、微斜长石(约1%)。基质由斜长石(约18%)、石英(约15%)、微斜长石(约12%)、黑云母(约18%)等组成，其中，斜长石呈半自形粒状及板状晶，细粒级晶粒占多数;石英呈它形粒状晶，粒径在0.10～0.66mm间;微斜长石呈它形，半自形粒状晶。

(LA－ICP－MS)U－Pb同位素分析方法:锆石挑选工作由河北省区域地质调查大队地质实验室完成。在双目显微镜下挑选具有代表性的锆石颗粒粘贴在双面胶表面，制靶后进行反射光照相和阴极发光扫描电镜显微照相(CL)。(LA－ICP－MS)UPb同位素分析在西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室完成，采用ComPex102ArF准分子激光器(波长193 nm)和带有动态反应池的四级杆Elan6100DRC型 ICP－MS进行锆石U和Pb的测定。试验中采用He作为剥蚀物质载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NISTSRM610进行仪器最佳化，采样方式为单点剥蚀，每5点的样品测定，加测标样一次。样品测定时用哈佛大学标准锆石91500作为外部校正。本次实验所采用的激光束斑直径为30μm，能量为80 mJ。同位素测定时，普通铅计算按Andersen(2002)的3D坐标法进行校正，样品的同位素比值和元素含量计算采用GLITTER软件处理、锆石的谐和曲线和加权平均年龄的计算采用Isoplot3.2等程序完成。

主微量元素分析方法:常量元素用XRF法:用0.6g样品和6g四硼酸锉制成的玻璃片在Shimadzu XRF－1500上测定氧化物的含量，精度优于2% ～3%。微量元素采用酸溶法:样品溶液制备好后，在ElementⅡ型ICP－MS上测试，按照GSR－l和GSR－2国家标准，微量元素含量大于10×10－6的精度优于5%，小于10×10－6的元素精度优于10%。

3 分析结果

3.1 锆石阴极发光特征及年龄

这些样品的阴极发光图像均显示锆石形态以长柱状和短柱状为主，颜色明亮，晶体内部可见自形生长环带，多数锆石具有清晰的岩浆型振荡环带，晶面发育，两侧棱锥发育完好，为典型的岩浆锆石。阴极发光图像见图3，U－Pb同位素分析结果见表1－2。

似斑状花岗闪长岩(DYSZ6－1)及细粒花岗闪长岩(DYSZ11－1)分别18个和16个有效点的测试，两岩体锆石Th/U比值均大于0.1，属于典型的

岩浆型锆石。测定数据基本落在谐和线上及其误差范围内，其加权平均年龄分别为242.6±3.4Ma和250.4±4.0Ma，应代表内部似斑状花岗闪长岩和外围细粒花岗闪长岩的侵入年龄，两者形成时间相差约8 Ma。

表1 拉陵灶火钼多金属矿区似斑状花岗闪长岩(DYSZ6－1)锆石LA－ICP－MS U－Pb同位素测试数据Table 1 LA－ICP－MS zircon U－ Pb isotope analyses for the porphyritic granodiorite(DYSZ6－1)from the Lalingzaohuo Mo polymetallic mine

表2 拉陵灶火钼多金属矿区细粒花岗闪长岩(DYSZ11－1)锆石LA－ICP－MS U－Th－Pb同位素测试数据Table 2 LA－ICP－MS zircon U－Pb isotope analyses for the fine－grained granodiorite(DYSZ11－1)from the Lalingzaohuo Mo polymetallic mine

3.2 主微量元素特征

主量元素分析结果表明，矿区含矿岩体的SiO2含量在67.18% ～71.88%之间，Na2O、K2O含量分别为2.11～4.05%和3.25～5.11%，Na2O/K2O比值绝大多数小于1，显示出富钾特征。A12O3含量在14.56% ～16.10%之间，铝指数A/CNK=Al2O3/(Na2O+CaO+K2O)摩尔比在0.95～1.09之间，属于偏铝质岩石系列。里特曼指数［σ=(Na2O+K2O)2/(SiO2－43)］为 1.91～2.51，属钙碱性系列岩石。样品在TAS分类图投影多数落在花岗闪长岩的范围内，在SiO2－K2O图解中，花岗闪长岩从高钾钙碱性系列向钾玄岩系列过渡(图5)。

微量元素分析结果表明，花岗闪长岩稀土总量(ΣREE)中等，介于97.69 ×10－6～148.02 ×10－6之间;在稀土元素球粒陨石标准化图解中，研究区样品表现出右倾趋势(图6)，其中(La/Yb)N=11.41～23.31、LREE/HREE=11.10 ～15.37，说明轻重稀土之间分馏较明显。样品具有微弱的Eu负异常特征(σEu介于0.73～0.93之间)，反映岩浆的源区基本不含斜长石，即使存在，量也很小，并且不能在熔融中残留。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图解上，高场强元素(HFSE)和大离子亲石元素(LILE)有较明显的分异，样品具有明显的 Nb－Ta、P、Ti槽，且 Rb、Th、K等元素较富集(图6)，显示出典型的与俯冲有关的岩浆特征(Miller et al.，1999;Wang et al.，2001)。

表3 拉陵灶火钼多金属矿区花岗闪长岩主量、稀土微量元素含量及参数特征表Table 3 Composition of major(wt%)and trace elements(×10－6)of granodiorite samples from the Lalingzaohuo deposit

4 讨论

4.1 岩石成因

大量研究表明(Picher，1983;Bedard，1990;Eby，1992)，花岗岩成因类型既可以反映岩浆源区的性质，而且还可以判别岩浆形成时构造环境。目前为止，M、I、S和A型花岗岩是最常用的花岗岩成因分类方案。不同成因类型的花岗岩都与特定的构造环境有关(Picher，1983)。拉陵灶火矿区含矿花岗闪长岩均不含堇青石，SiO2含量在67.18% ～71.88%之间，具有相对高的钠含量(Na2O含量分别为2.11%～4.05%)，里特曼指数均小于3.3(σ=1.91～2.51)，A/CNK 介于0.95～1.09之间，小于1.1。P2O5含量随着 SiO2含量的增加而降低(图略)，大致与I型花岗岩变化趋势相似(Wolf et al.，1994;Chappell et al.，1999)，这些特征与典型的 I型花岗岩相似(Chappell et al.，1974，2001)，可以判断该岩体为I型花岗岩。

4.2 源区特征

关于I型花岗岩的源岩，存在多种成因解释:可以是地壳深部中基性变火成岩(Chappell，1988)，或受幔源岩浆改造的变沉积物部分熔融(Kemp et al.，2007)，还可以是地壳重熔过程中，源岩中变火成岩等成分的增多引起(Collins and Richards，2008)。通过对拉陵灶火矿区含矿花岗闪长岩的地球化学特征研究发现，该岩体 HFSE和 LILE分异明显，具有Nb、Ta、Ti、P、Ba 等元素亏损，Rb、Th、U、K 等元素富集;Sr含量中等(269～504ppm，平均376ppm)，与下地壳 Sr平均含量(348 ppm，Rudnick and Gao，2004)可进行对比。已有研究表明，LILE相对富集、Nb，Ta，Ti等HFSE相对亏损，暗示岩浆源区可能曾经发生过俯冲板片流体的交代富集作用(Miller et al.，1999;Wang et al.，2001)。当该岩浆富水时可抑制斜长石的结晶分异，使岩浆不出现负Eu异常的现象(Castillo et al.1999)。具有较低的87Sr/86Sr初始值(0.706125～0.706773)和弱亏损到弱富集的Nd同位素组成εNd(t)=～0.25－+2.04(西北大学大陆动力学实验室，3件样品测试，内部资料)，应反映地壳物质与幔源熔体的混合。这些特征揭示出研究区花岗闪长岩并非由单纯的古老地壳物质重熔，其形成有地幔物质的参与，应是壳幔混源的。同时，在野外该期花岗岩类含大量暗色镁铁质包体，具有明显的岩浆底侵和混合的证据(Liu et al，2004;罗照华等，2002;谌宏伟等，2005)。地幔物质的注入在花岗岩类的成因中有重要的作用，也对东昆仑显生宙地壳的形成演化也有重要的贡献(莫宣学等，2007)。

因此，该岩体源区首先被俯冲板片流体交代，壳幔物质混合形成母岩浆，而后经分异演化并最终固结成岩。中三叠世，东昆仑地区正处于洋壳俯冲结束向碰撞造山开始的转换阶段(莫宣学等，2007)，可以很好的解释源区发生过俯冲板片流体的交代富集作用，但壳幔物质混合的产生机制需结合整个区域岩浆的演化序列。

4.3 壳幔混合机制

中三叠世岩石组合形成持续的时间较短，但却是爆发的，是昆中陆块北部祁漫塔格地区最为显著的一个特征。中三叠世强烈的壳幔岩浆混合作用可能是整个东昆仑造山带北侧最为强烈的一次壳幔岩浆混合作用事件。根据王秉璋等②对整个东昆北带岩浆演化的分析表明，至中三叠世东昆仑西段并不具备碰撞造山带加厚大陆岩石圈拆沉作用发生的条件，岩浆作用爆发的深部原因，应与俯冲结束与碰撞开始时的板片断离作用(罗照华等，2002)有关，这种断离也被一些学者(Bird，1978、1979)称为洋壳的拆沉作用，由于洋壳拆沉是由板块俯冲引起的，是地幔对流的产物，地幔对流带动大洋岩石圈地幔沉入地幔深部，并不因陆壳碰撞而停止，因此，是一种快速的主动的拆沉(张旗等，2006)，而区别于下地壳拆沉(慢速而被动的拆沉)。这种解释与中三叠世东昆仑地区(尤其体现在昆中花岗岩带及昆北祁漫塔格地区)发生强烈的壳幔岩浆混合作用的地质事实吻合。大洋岩石圈地幔拆沉进入地幔，所留下的空间被热的软流圈地幔迅速占据，从而引发一系列地质效应，如岩浆活动、地壳抬升以及随后的构造松弛和造山带垮塌(Bird，1978、1979;Nelson，1992;Bonin，2004)。

4.4 成岩成矿关系

图7 w(SiO2)－w(Fe2 O3)/w(FeO)图解(底图据 Lehmann et al.，1990)Fig.7 SiO2－Fe2 O3/FeO diagram(base diagram from Lehmann et al.，1990)

与斑岩型钼矿化(M4矿体)相关的似斑状岗闪长岩体锆石U－Pb年龄为242.6±3.4Ma，同一岩体外围细粒花岗闪长岩年龄为250.4±4.0Ma，同时，本次工作还测定了该斑岩型钼矿体辉钼矿Re－Os等时线年龄为(240.8±4.0)Ma(另文发表)，显然成矿时间与晚期似斑状花岗闪长岩形成时间能很好的吻合。实际上，与斑岩型钼矿成矿有关的岩体一般是复式侵入体(Carten et al.，1995;Shinohara et al.，1995)，如Endako钼矿中至少有三次幕式岩浆活动:～154 Ma，～148 ～146 Ma和 ～145 Ma(Carten et al.，1995)。而大多数斑岩型钼成矿与复式侵入体中最年轻的浅成侵入体有关(Villeneuve et al.，2001)。因此，本区斑岩型钼矿化应与晚期似斑状花岗闪长岩密切相关。Westra and Keith(1981)认为钙碱性系列斑岩型钼矿产出于靠近俯冲带(汇聚大陆板块边缘)的陆缘岩浆弧，钙碱性系列斑岩型钼矿的侵入体一般是高分异、氧化程度高的I型花岗岩。该花岗闪长岩具有高的分异指数(DI为72.8～83.1)，说明岩石经历了较高程度的分异演化(邱检生等，2008;朱弟成等，2009)。同时，M4斑岩型矿化成矿元素以Mo为主，说明岩浆形成深度较大(Candela et al.，1986;Candela，1989，1992，1997)，当岩浆侵位较深时，压力较大，形成相对稳定的岩浆房，岩浆结晶缓慢，挥发分溶解度高，富水挥发分的饱和发生在岩浆结晶的晚期阶段，从而使岩浆高度演化。从图7中可以看出，研究含矿花岗闪长岩属于磁铁矿系列，氧化和分异程度均较高，且含矿岩体位于 Lehmann et al.(1990)统计的Mo矿床集中区。说明本区花岗岩类在分异程度和氧化状态上均有利于形成钼矿。

5 结论

(1)拉陵灶火与斑岩型钼矿体成矿有关的似斑状花岗闪长岩年龄为242.6±3.4Ma，外围细粒花岗闪长岩年龄为250.4±4.0Ma，岩体为多期侵入体，成矿年龄与内部似斑状花岗闪长岩能很好的吻合;

(2)常微量元素分析结果显示，拉陵灶火含矿花岗闪长岩为高钾钙碱性到钾玄岩系列，其成因类型为I型花岗岩，源区经历了明显的流体交代，为壳幔混合源区。

(3)区域上，中三叠世正处于洋壳俯冲结束向碰撞造山开始转换的阶段，可以很好的解释源区发生过俯冲板片流体的交代富集作用，而壳幔物质混合的产生机制应与俯冲板片的断离作用有关，洋壳拆沉作用是一种快速的主动的拆沉，与中三叠世岩浆活动爆发的地质事实吻合。

(4)该矿床成矿岩体显示壳幔混合成因及较高的分异程度，是成钼矿的有利条件。

［注释］

① 孙丰月，陈国华，迟效国等.2003.新疆－青海东昆仑成矿带成矿规律和找矿方向综合研究［R］.中国地质调查局地质调查项目成果报告.

② 青海省地质调查院.2011.青海省东昆仑祁漫塔格火成岩类成矿作用及找矿靶区优选报告［R］.

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