青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的成岩时代、地球化学特征和成因

姚 磊，吕志成，于晓飞，庞振山，蔡煜琦，刘 鹏，刘长城，王凤兰

1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 1000832.国土资源部矿产勘查技术指导中心，北京 1000343.中国地质调查局发展研究中心，北京 1000374.核工业北京地质研究院，北京 1000295.成都理工大学地球科学学院，成都 6100596.云南铜业矿产资源勘查开发有限公司，昆明 6500017.河北省地矿局第五地质大队，河北 唐山 063000



青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的成岩时代、地球化学特征和成因

姚 磊1,2，吕志成2,3，于晓飞2,3，庞振山2,3，蔡煜琦4，刘 鹏5，刘长城6，王凤兰7

1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 1000832.国土资源部矿产勘查技术指导中心，北京 1000343.中国地质调查局发展研究中心，北京 1000374.核工业北京地质研究院，北京 1000295.成都理工大学地球科学学院，成都 6100596.云南铜业矿产资源勘查开发有限公司，昆明 6500017.河北省地矿局第五地质大队，河北 唐山 063000

利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法，测得与成矿有关的青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的成岩年龄为(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)。地球化学特征显示：花岗岩属高钾钙碱性、弱过铝质花岗岩；样品的稀土元素组成以总体右倾，轻、重稀土分异明显和具明显的负铕异常为特征；微量元素具有富集Rb、Th、U、La、Nd等大离子亲石元素，亏损Ba、Sr、Nb、P、Ti等元素的特点。Sr-Nd同位素组成特征显示，花岗岩的源区可能是富集岩石圈地幔。初步研究认为，虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩可能形成于中、晚三叠世碰撞--后碰撞的构造背景下。

花岗岩；锆石U-Pb年龄；Sr-Nd同位素；虎头崖矿床；祁漫塔格；青海

0 前言

东昆仑造山带是青藏高原内可与冈底斯带相媲美的一条巨型岩浆岩带[1]，亦是我国一个颇具规模的多金属成矿带[2]。区内花岗岩的形成共有4个阶段，即前寒武纪、寒武纪--晚泥盆世、晚泥盆世--晚三叠世和早侏罗世--新生代[1]。其中，以三叠纪花岗岩分布最广，占整个东昆仑造山带花岗质岩石总出露面积的42%*莫宣学，邓晋福，喻学慧，等. 东昆仑中段成矿地质背景与找矿方向框架研究：地质矿产部定向基金报告.北京：国土资源部，1998.，并伴有大规模的多金属成矿作用。青海祁漫塔格地区位于东昆仑造山带西段，是我国西部最重要和最有找矿潜力的多金属成矿带[3]。近年来，该区发现了大量与三叠纪花岗质岩石有关的矽卡岩型或斑岩-矽卡岩型多金属矿床，如虎头崖、卡而却卡、野马泉和尕林格等。因此，通过对三叠纪花岗质岩石开展研究，探讨其成岩时代、岩石成因和地球动力学背景，对于深入认识青海祁漫塔格地区多金属成矿作用和成矿规律具有重要意义。

虎头崖Pb-Zn多金属矿床是区内典型的矽卡岩型多金属矿床。该矿床可分为Ⅰ-Ⅸ共9个矿带，其中，Ⅵ矿带是少数几个产于岩体与围岩接触带的矽卡岩型Zn矿带之一。前人对该矿带的成矿岩体进行研究后认为，与虎头崖矿床Ⅵ矿带有关的岩体为晚三叠世的二长花岗岩[4]，但本次野外研究发现花岗岩与成矿亦具有十分密切的关系。然而，到目前为止，关于花岗岩的研究尚未开展。这直接制约着对该矿带乃至整个矿床成岩成矿作用过程的认识。因此，笔者选择虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩开展锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd同位素研究，在结合矿床地质特征的基础上，对岩体的成岩时代和成因进行探讨，以期为建立该矿床合理的成矿模式提供依据。

1 区域地质背景

a图据文献[5]修改; b图据脚注①修改; b图中三叠纪岩体的年龄数据据文献[3-4, 7-18] 。图1 东昆仑地区地质简图(a)和青海祁漫塔格地区矿产地质简图(b)Fig.1 Geological map of the East Kunlun(a) and Qimantag area of Qinghai Province(b)① 青海省第三地质矿产勘查院. 青海省祁漫塔格整装勘查区综合研究.西宁：青海省第三地质矿产勘查院，2013.

东昆仑造山带位于巴彦喀拉--松潘甘孜地体和昆南--阿尼玛卿断裂北部，柴达木盆地南缘，东部与秦岭相接，西部以阿尔金断裂为界[5]。区内构造线方向为近东西向，从北向南依次发育有昆北、昆中和昆南3条重要的深大断裂带[6]。其中，以昆中断裂带为界，可将东昆仑造山带划分为东昆仑北地体和东昆仑南地体[5](图1a)。东昆仑北地体以出露古老变质岩系为特征，其中，元古宇由古--中元古界金水口群角闪岩相-麻粒岩相变质岩系和中--新元古界冰沟群浅变质碎屑岩和碳酸盐岩组成；早古生界地层为震旦纪--奥陶纪浅变质的滨、浅海碎屑岩和碳酸盐岩沉积建造；晚古生界地层由晚泥盆世陆相碎屑岩、火山岩和石炭纪--二叠纪浅海相和海陆过渡相碎屑岩建造组成；中生界地层以三叠纪海相沉积建造为主。此外，该地体内还广泛发育有早古生代和早中生代花岗岩。东昆南地体主要包括：由震旦纪--寒武纪片麻岩、片岩、混合岩和角闪岩组成的苦海杂岩基底；晚泥盆世陆相砂砾岩及火山岩；石炭纪--三叠纪海相盆地沉积建造。此外，该地体经历了加里东和印支2期构造-岩浆旋回，发育了大量古生界和新生界侵入岩[5-6]。

青海祁漫塔格地区位于东昆仑造山带西段、青海省西部，地处东昆北地体(图1)。区内出露的地层主要有古--中元古界金水口群白沙河组黑云母斜长片麻岩、花岗片麻岩；中元古界长城系小庙组石英片岩、石英岩；中元古界蓟县系狼牙山组灰岩、白云质灰岩和白云岩；奥陶--志留系滩间山群基性--酸性火山岩和碳酸盐岩[19]；泥盆系牦牛山组砂砾岩、基性--酸性熔岩夹火山碎屑岩及碳酸盐岩；石炭系大干沟组砂岩、灰岩，缔敖苏组灰岩、砂岩和四角羊沟组灰岩、白云岩；二叠系打柴沟组白云质灰岩、燧石条带灰岩、生物碎屑灰岩及粉砂岩；上三叠统鄂拉山组陆相火山碎屑岩夹火山熔岩。其中，金水口群白沙河组、蓟县系狼牙山组、奥陶系--志留系滩间山群、石炭系缔敖苏组和大干沟组是本区多金属矿床的主要赋矿围岩[3, 15]。区内受昆北和昆中两断裂控制，主构造线为NW或近EW向，褶皱以NWW向的复式背斜和向斜构造为主，NWW向、NW向和近EW向断裂的交汇聚合部位是成岩成矿的有利部位。区内岩浆侵入活动频繁，主要以泥盆纪--二叠纪和三叠纪为主(图1b)。泥盆纪--二叠纪侵入岩呈NW向展布，岩性包括英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等。三叠纪侵入岩呈NWW向展布，与区内矽卡岩型多金属矿床关系密切[2-3](图1b)，主要岩性有闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩等。

青海祁漫塔格地区的多金属矿床常产于三叠纪中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带附近[3]。根据成矿元素组合特点，可将区内多金属矿床划分为Fe多金属矿床、Cu多金属矿床和Pb-Zn多金属矿床(图1b)。Fe多金属矿床主要为矽卡岩型矿床，包括尕林格、野马泉、肯德可克和它温查汉等[3, 20]；Cu多金属矿床主要为矽卡岩型、斑岩型或热液脉型矿床，包括卡而却卡Cu(Mo)矿床、鸭子沟Cu(Mo)矿床(点)和乌兰乌珠尔Cu矿床等[7-8, 21-22]；Pb-Zn多金属矿床主要为矽卡岩型，代表性矿床有虎头崖和四角羊--牛苦头等[3]。

2 矿床地质

虎头崖矿床位于青海祁漫塔格地区的狼牙山--景忍一带，西距青海省格尔木市约345 km。该矿床以Pb-Zn为主，伴生Cu、Fe、Sn、W等，是区内一处大型矽卡岩Pb-Zn多金属矿床[3]。矿区地层较为复杂，主要包括：中元古界蓟县系狼牙山组灰岩、硅质岩及少量石英砂岩和碎屑岩等；奥陶系--志留系滩间山群大理岩、碎屑岩夹中--基性火山岩；下石炭统大干沟组灰岩；上石炭统缔敖苏组白云质灰岩、大理岩及白云岩；上三叠统鄂拉山组晶屑凝灰岩和流纹质含角砾凝灰岩等。上石炭统缔敖苏组、下石炭统大干沟组和蓟县系狼牙山组灰岩是矿床的有利围岩。矿区褶皱、断裂构造发育，其中，受南北向挤压作用形成的近东西向压扭性断裂组和褶皱是该矿床的控矿构造[23]。区内广泛分布大量三叠纪花岗质岩石，岩性包括：闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩等。一般认为，与成矿关系密切的是花岗闪长岩和二长花岗岩[4, 14]。

虎头崖矿床目前共有约51条矿体，主要呈透镜状、似层状和脉状分布，并受NW和近EW向断裂控制。矿床可分为9个矿带(图2a)，其中，Ⅵ矿带以Zn为主，其次为Pb，并含有少量Cu(图2b)。该矿带位于虎头崖矿区东部(图2)，长大于3 km，宽10～50 m，呈近EW向展布，主要呈透镜状产于花岗质岩石与缔敖苏组大理岩的接触带附近。研究表明，二长花岗岩[4]、花岗岩(图2b；图3)与成矿关系密切，但二者接触关系尚不清楚。该矿带矿体倾向南，倾角为50°～78°，主矿体厚1.83～4.41 m，Cu品位为0.86%～1.22%，Pb品位为1.86%～3.16%；Zn品位为3.00%～3.09%[4]。矿石矿物主要以闪锌矿为主，其次为方铅矿、磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿和白钨矿等，脉石矿物主要有石榴石、辉石、符山石、绿帘石、金云母、萤石、石英和方解石等。矿石结构主要为中--细粒结构、自形--半自形结构和固溶体分离结构；矿石构造主要为块状构造、浸染状构造和脉状构造。此外，该矿带由岩体至围岩还可见明显的蚀变分带现象(图3)。

图2 虎头崖Pb-Zn多金属矿床地质简图(a)和19勘探线剖面图(b)(据文献[4, 23]修改)Fig.2 Geological map of Hutouya deposit (a) and sketch of the 19 prospecting line plane section(b) (modified after references[4, 23])

3 样品特征和分析方法

3.1 样品特征

花岗岩样品主要采于钻孔ZK1901和钻孔ZK1903(图2，3)，其中HTY19-37、HTY19-43、HTY19-44分别采自ZK1901号钻孔14.8、61.3和79.2 m处；HTY19-106采自ZK1903号钻孔155.7 m处，皆为近矿岩石。样品呈浅肉红色，似斑状结构，主要由石英(25%～30%)、钾长石(40%～45%)、斜长石(15%～20%)及少量的黑云母组成，副矿物包括锆石、磁铁矿和磷灰石等(图4)。

图3 虎头崖矿床Ⅵ矿带钻孔YK1901中的蚀变分带Fig.3 Zoned skarn in the drillhole YK1901 from the Ⅵ section of Hutouya deposit

a．手标本照片; b.显微照片。Kf.钾长石；Bi.黑云母；Pl.斜长石；Q.石英。图4 研究区花岗岩岩相特征照片Fig.4 Photos of showing petrographic features of the granite

3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb分析方法

对所采样品进行详细的岩相学观察，选择蚀变较弱的典型样品，进行粉碎工作。运用磁选和重选的方法，提取样品中的高纯度锆石单矿物，并选择自形程度较好而且未发生蚀变的锆石进行锆石制靶工作。制靶完成后，使用偏光显微镜在透射光和反射光条件下对锆石进行显微照相。之后，对锆石靶上的锆石进行阴极发光扫描电镜分析。锆石阴极发光扫描电镜分析完成后，根据锆石透射光、反射光和背散射照片，选择具环带、无裂隙和包裹体较少的锆石，进行锆石U-Pb同位素分析。锆石U-Pb同位素分析在中国地质科学院成矿作用与资源评价重点实验室进行，使用的仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS和Newwave UP213激光剥蚀系统。仪器能在25 μm的范围内对单颗粒锆石的不同部位直接进行同位素的测定和定年工作，具有准确、快速的特点。锆石颗粒的U、Pb同位素比值的测试精度(2σ)均为2%，定年精度和准确度(2σ)为1%左右。具体实验流程参见文献[24]。

3.3 岩体主、微量元素分析方法

将新鲜的岩石样品进行清洗并粉碎至200目之后，送至核工业北京地质研究院分析测试研究中心进行岩石的主量元素分析测试。主量元素分析所采用的方法为XRF法(X荧光光谱仪3080E)，FeO和烧失量测试则采用标准湿化学分析法，所用仪器为飞利浦AB104-L PW2404X射线荧光光谱仪，仪器编号为6735，分析精度为5%左右。

样品的微量元素分析在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成，采用PE Elan 6000 ICP-MS测定，标样为GBPG-1、OU-6、GSR-1和GSR-3，分析精度优于5%。

3.4 Sr-Nd同位素分析方法

图5 虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩(HTY19-37)的锆石阴极发光典型图像(a)和锆石U-Pb谐和图(b)Fig.5 Zircon cathodoluminescence images (a) and zircon U-Pb concordia (b) diagram of the granite (HTY19-37) from the Ⅵ section of Hutouya deposit

样品的Sr-Nd同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。实验前，将新鲜样品粉碎至200目。Rb-Sr和Sm-Nd同位素测试均采用ISOPROBE-T热电质谱计分析，仪器型号为PHOENIX，编号为9444。其中，Sr同位素比值测定采用87Sr/86Sr=0.119 4作为内校正因子，Nd同位素比值采用146Nd/144Nd=0.721 9校正标准测量结果。Sr-Nd同位素测试具体实验流程见文献[25]。

4 分析结果

4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb分析结果

样品的锆石阴极发光图像见图5a，锆石U-Pb同位素数据见表1。由图5a可知，花岗岩样品(HTY19-37)中的锆石主要呈自形-半自形结构、长柱状晶形，长80～200 μm，宽30～90μm，大部分具明显的震荡环带，反映其岩浆成因的特点[26]。本次共对17颗锆石进行了17个测点的分析(表1)，结果显示：锆石的Th质量分数为(511～5 650)×10-6，U质量分数为(971～10 002)×10-6，Th/U值为0.3～0.7；17个测点所得年龄值分布在(230±2)～(241±3) Ma，皆落于206Pb/238U-207Pb/235U谐和图上的谐和线附近(图5b)，206Pb/238U加权平均年龄为(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)，代表了岩浆结晶的时间。

4.2 岩石地球化学分析结果

样品主量、稀土和微量元素分析结果见表2。由表2可知，花岗岩SiO2质量分数为75.22%～76.27%，K2O为4.54%～5.10%，(Na2O+K2O)为8.07%～8.53%，MgO为0.23%～0.27%，CaO为0.83%～0.92%，TiO2为0.08%～0.12%。在TAS图解(图6)中，样品落入花岗岩区域，说明其具备典型花岗岩的地球化学特征。在w(K2O)-w(SiO2)图解(图7a)和A/NK-A/CNK图解(图7b)中，样品分别落入高钾钙碱性系列和准铝质-过铝质过渡区域。

图中黑色方框代表本文所测花岗岩样品，下同。底图据文献[27]。图6 虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩TAS图解Fig.6 TAS diagram of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

由表2和图8a可知，样品的稀土元素总量w(∑REE)为(133.78～141.26)×10-6，轻稀土元素w(LREE)为(112.57～124.51)×10-6，重稀土元素w(HREE)为(16.75～21.21)×10-6，LREE/HREE值为5.31～7.43，(La/Yb)N为4.18～6.35，δEu值为0.21～0.64，表现出较高的稀土总量、轻稀土富集和明显负铕异常的特点。微量元素特征显示(图8b，表2)，样品富集Rb、Th、U、La、Ce、Hf等元素，亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素。

虎头崖Ⅵ矿带花岗岩样品的Sr-Nd同位素分析及计算结果见表3。 由表3可知， 所测样品质量分数具有较高的Rb((266～357)×10-6)、较低的Sr((38.4～89.1)×10-6)以及较高的87Rb/86Sr值(8.663～27.155)，说明岩石形成后随时间的演化可能受到某些因素的影响，导致Sr同位素体系变为开放体系。因此，笔者认为所测得的Sr同位素初始值数据不可使用。所测得的Nd同位素初始值INd为0.512 044～0.512 049，εNd(t)变化范围较小，为-5.7～-5.6，其二阶段Nd同位素模式年龄TDM2为1.46～1.47 Ga。

a.底图据文献[28]；b.底图据文献[29]。图7 虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩w(K2O)/%-w(SiO2)/%图解(a)和A/NK-A/CNK图解(b)Fig.7 w(K2O)/%-w(SiO2)/% (a) and A/NK-A/CNK (b) diagrams of the granitesfrom the Ⅵ section of Hutouya deposit

球粒陨石标准化值据文献[30]；原始地幔标准化值据文献[31]。图8 虎头崖Ⅵ矿带花岗岩稀土元素分布模式图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)Fig.8 Chondrite-normalized REE pattern (a)and primitive mantle-normalized element spider diagrams (b)of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

样号w(Rb)/10-6w(Sr)/10-687Rb/86Sr87Sr/86SrISrHTY1910626689．18．6630．738314±70．7095HTY194335738．427．1550．805307±100．7149样号w(Sm)/10-6w(Nd)/10-6147Sm/144Nd143Nd/144NdINdεNd(t)TDM2/GaHTY191063．8519．80．117560．512229±60．512049-5．61．46HTY19434．4220．80．128480．512241±60．512044-5．71．47

5 讨论

5.1 岩体与成矿的关系和成岩时代

张爱奎等[4]指出与虎头崖矿床Ⅵ矿带有关的岩体为二长花岗岩，并利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素法获得该岩体的成岩年龄为(217.5±1.1) Ma，属晚三叠世。然而，本次研究在虎头崖矿床Ⅵ矿带见矿较好的19线钻孔的编录过程中却发现，花岗岩与成矿关系亦十分密切，证据简要叙述如下。其一，矿体主要产于花岗岩与大理岩接触带附近的矽卡岩中(图2b，图3)。其二，矽卡岩明显分为内接触带和外接触带，内接触带主要为矽卡岩化花岗岩，矽卡岩矿物主要有符山石、绿帘石、透辉石和萤石等，宽度一般为1.0～1.5 m；外接触带主要发育于大理岩中，宽度从几米至几十米不等，主要组成矿物为石榴石、透辉石、符山石、绿帘石、萤石、闪锌矿、磁铁矿和黄铜矿等。其三，从花岗岩至大理岩，具有较好的蚀变分带，例如在钻孔YK1901中分带为，花岗岩→符山石绿帘石化花岗岩→含矿石榴石矽卡岩→石榴石透辉石化大理岩→大理岩(图3)。其四，闪锌矿主要与透辉石、金云母、磁铁矿等矿物共生。因此，笔者对虎头崖矿床Ⅵ矿带19线与成矿有关的花岗岩开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测试，并获得该岩体锆石206Pb/238U加权平均年龄为(233.6±1.8) Ma，代表了该岩体的形成年龄。这一年龄明显早于二长花岗岩的成岩年龄，说明虎头崖矿床在中三叠世可能发生了与花岗岩有关的侵入事件及与其有关的矽卡岩型Zn成矿作用。

在青海祁漫塔格地区，许多矿床都与中三叠世的花岗质岩石关系密切。例如，与卡而却卡矿床B区矽卡岩型Cu(Mo)成矿作用有关的花岗闪长岩，其SHRIMP锆石U-Pb年龄为(236.9±1.7) Ma[16]；与拉陵灶火斑岩-矽卡岩型Mo矿床有关的花岗闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(242.0±3.4 Ma)[17]；与尕林格Fe多金属矿床有关的石英二长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(234.4±0.6) Ma[9]；与肯德可克Fe多金属矿床有关的二长花岗岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(230.5±4.2) Ma[11]。这些年龄数据均说明，中三叠世可能是青海祁漫塔格地区重要的岩浆活动和成矿作用时期。本次所测得的花岗岩成岩时代亦为中三叠世，说明虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩及与之有关的Zn成矿作用可能是该区中三叠世成岩成矿作用的产物。

5.2 岩石成因

虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩中的暗色矿物主要为铁黑云母，副矿物主要为锆石、磁铁矿等。CIPW标准矿物计算少见刚玉分子(<1%)和磷灰石分子。样品的主量元素具有富硅、富钾、富碱、贫镁、贫钙和贫钛等特点，属高钾钙碱性岩石系列(图7a)。其A/CNK值为1.01～1.02，A/NK为1.16～1.18，具弱过铝质花岗岩的特征(图7b)。样品的稀土元素以总体右倾，轻、重稀土分异明显和强烈的负铕异常为特征。在微量元素蛛网图上，该岩体具有富集Rb、Th、U、La、Nd等大离子亲石元素，亏损Ba、Sr、Nb、P、Ti等元素的特点。此外，在图9中，样品皆投点于分异花岗岩的区域，说明该岩体具有高分异花岗岩的特点。因此，笔者认为虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩属高钾钙碱性、弱过铝质的高分异花岗岩。

A型花岗岩；FG.分异花岗岩；OGT.未分异的M、I和S型花岗岩。底图据文献[32] 。图9 虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的(Na2O+K2O)/CaO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(a)和TFeO/MgO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(b)图解Fig.9 (Na2O+K2O)/CaO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(a)，TFeO/MgO-w(Nb+Y+Ce+Zr)(b)diagram of the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

5.3 岩浆源区

虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的εNd(t)值变化范围为-5.7～-5.6，与东昆仑地区基底部分熔融形成的花岗质岩石的εNd(t)值(-9.0～12.8)[33]明显不同，但与该区三叠纪富集地幔部分熔融形成的镁铁质侵入岩的εNd(t)值范围基本一致(-7.6～-4.9)[34-36]。而且，花岗岩中锆石的εHf(t)值为-1.96～0.77(未发表数据)，与东昆仑地区三叠纪富集岩石圈地幔来源的镁铁质岩石具有相似的εHf(t)值范围(-2.37～+1.07)[36]。以上这些均说明，虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的源区很可能为富集岩石圈地幔。此外，该矿带花岗岩的εNd(t)值范围与东昆仑地区和青海祁漫塔格地区其他中三叠世花岗质岩石的εNd(t)值范围亦十分接近。例如，卡而却卡地区中三叠世花岗闪长岩的εNd(t)值范围为-6.1～-5.4(t=(236.9±1.7) Ma)[15]；约格鲁花岗闪长岩和辉长岩的εNd(t)值分别为-6.2～-5.0(t=243～242 Ma)和-5.2(t=241 Ma)[34]；东昆仑巴隆地区中三叠世花岗闪长岩、石英闪长岩和正长花岗岩的εNd(t)值分别为-6.7～-4.7(t=252～243 Ma)、-6.4(t=241 Ma)和-5.9(t=231 Ma)[37]；加鲁河杂岩体中从辉长岩到正长花岗岩的εNd(t)值范围为-9.3～-4.6(t=240 Ma)[38]。这说明，东昆仑地区中三叠世的花岗质岩石可能具有相似的源区特征。

底图据文献[39-40] 。图10 虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的w(Rb)-w(Yb+Ta)(a)和w(Rb)-w(Y+Nb)(b)图解Fig.10 w(Rb)-w(Yb+Ta)(a) and w(Rb)-w(Y+Nb)(b) diagrams for the granites from the Ⅵ section of Hutouya deposit

5.4 构造背景

虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩形成于(233.6±1.8) Ma，具有强烈的负铕异常，以及Ta弱富集、明显亏损Sr、Nb等元素的特征，而且在w(Rb)-w(Yb+Ta)和w(Rb)-w(Y+Nb)图解中，所有样品均都点于板内花岗岩和同碰撞花岗岩之间(图10a、b)。这些特征与中三叠世形成于俯冲背景下的花岗质岩石明显不同，如东昆仑巴隆地区的花岗闪长岩、石英闪长岩以及区内拉陵灶火地区的花岗闪长岩等[17, 37]。然而，虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的微量元素地球特征却与区内晚三叠世花岗质岩石的地球化学特征相接近，如景忍--迎庆沟、长山、卡而却卡等地区的花岗质岩石[15]。研究表明，中--晚二叠世到中三叠世早期是东昆仑地区的主要俯冲造山期(240～260 Ma)[1]，形成了许多与俯冲作用有关的花岗质岩石[17, 37, 41]，而中三叠世末期至晚三叠世(237～190 Ma)，东昆仑地区进入了碰撞--后碰撞陆内造山阶段[1, 42]。因此，虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的形成很可能与中、晚三叠世碰撞--后碰撞的构造背景关系密切。

6 结论

1)虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩与成矿关系密切，其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(233.6±1.8) Ma(MSWD=1.2，n=17)。

2)元素地球化学和同位素地球化学特征表明，虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩具有富硅、富钾、富碱、贫镁、贫钙和贫钛等特点，属高钾钙碱性、弱过铝质花岗岩，其源区可能为富集岩石圈地幔。

3)结合岩石地球化学特征和年代学数据可知，虎头崖矿床Ⅵ矿带的花岗岩可能形成于碰撞--后碰撞的构造背景。

在实验过程中，笔者得到了中国科学院贵阳地球化学研究所黄智龙研究员及中国地质科学院矿产资源研究所同位素地球化学研究室侯可军、郭春丽副研究员和王倩助理研究员的热情帮助；野外工作期间，得到了青海省第三地质矿产勘查院相关人员的热情帮助；论文撰写过程中还得到了中国地质科学院地质力学研究所江万研究员、国土资源部矿产勘查技术指导中心张志辉博士的指导和帮助；在此一并致以衷心的感谢！

[1] 莫宣学，罗照华，邓晋福，等. 东昆仑造山带花岗岩及地壳生长[J]. 高校地质学报，2007，13(3)：403-414. Mo Xuanxue, Luo Zhaohua, Deng Jinfu, et al. Granitoids and Crustal Growth in the East-Kunlun Orogenic Belt[J]. Geological Journal of China Universities, 2007, 13(3): 403-414.

[2] 毛景文，周振华，丰成友，等. 初论中国三叠纪大规模成矿作用及其动力学背景[J]. 中国地质，2012，39(6)：1437-1471. Mao Jingwen, Zhou Zhenhua, Feng Chengyou, et al. A Preliminary Study of the Triassic Large-Scale Mineralization in China and Its Geodynamic Setting[J]. Geology in China, 2012, 39(6): 1437-1471.

[3] 赵一鸣，丰成友，李大新，等. 青海西部祁漫塔格地区主要矽卡岩铁多金属矿床成矿地质背景和矿化蚀变特征[J]. 矿床地质，2013，32(1)：1-19. Zhao Yiming, Feng Chengyou, Li Daxin, et al. Metallogenic Setting and Mineralization-Alteration Characteristics of Major Skarn Fe-Polymetallic Deposits in Qimantag Area, Western Qinghai Province[J]. Mineral Deposits, 2013, 32(1): 1-19.

[4] 张爱奎，刘光莲，丰成友，等. 青海虎头崖多金属矿床地球化学特征及成矿-控矿因素研究[J]. 矿床地质，2013，32(1)：94-108. Zhang Aikui, Liu Guanglian, Feng Chengyou, et al. Geochemical Characteristics and Ore-Controlling Factors of Hutouya Polymetallic Deposit, Qinghai Province[J]. Mineral Deposits, 2013, 32(1): 94-108.

[5] 许志琴，杨经绥，李海兵，等. 造山的高原：青藏高原的地体拼合、碰撞造山及隆升机制[M]. 北京：地质出版社，2007：1-7. Xu Zhiqin, Yang Jingsui, Li Haibing, et al. Orogenic Plateau:Terrane Amalgamation, Collision and Uplift in the Qinghai-Tibet Plateau[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2007: 1-7.

[6] 姜春发，杨经绥，冯秉贵，等. 昆仑开合构造[M]. 北京：地质出版社，1992. Jiang Chunfa, Yang Jingsui, Feng Binggui, et al. Opening-Closing Tectonics of Kunlun Mountains[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1992.

[7] 李世金，孙丰月，丰成友，等. 青海东昆仑鸭子沟多金属矿的成矿年代学研究[J]. 地质学报，2008，82(7)：949-955. Li Shijin, Sun Fengyue, Feng Chengyou, et al. Geochronological Study on Yazigou Polymetallic Deposit in Eastern Kunlun, Qinhai Province[J]. Acta Geologica Sinica, 2008, 82(7): 949-955.

[8] 佘宏全，张德全，景向阳，等. 青海省乌兰乌珠尔斑岩铜矿床地质特征与成因[J]. 中国地质，2007，34(2)：306-314. She Hongquan, Zhang Dequan, Jing Xiangyang, et al. Geological Characteristics and Genesis of the Ulan Uzhur Porphyry Copper Deposit in Qinghai[J]. Geology in China, 2007, 34(2): 306-314.

[9] 高永宝，李文渊，马晓光，等.东昆仑尕林格铁矿床成因年代学及Hf同位素制约[J]. 兰州大学学报：自然科学版，2012，48(2)：36-47. Gao Yongbao, Li Wenyuan, Ma Xiaoguang, et al. Genesis, Geochronology and Hf Isotopic Compositions of the Magmatic Rocks in Galinge Iron Deposit, Eastern Kunlun[J]. Journal of Lanzhou University: Natural Science, 2012, 48(2): 36-47.

[10] 高永宝，李文渊，钱兵，等. 东昆仑野马泉铁矿相关花岗质岩体年代学、地球化学及Hf同位素特征[J]. 岩石学报，2014，30(6)：1647-1665. GaoYongbao, Li Wenyuan, Qian Bing, et al. Geochronology, Geochemistry and Hf Isotopic Compositions of the Granitic Rocks Related with Iron Mineralization in Yemaquan Deposit, East Kunlun, NW China[J]. Acta Petrologica Sinica, 2014, 30(6): 1647-1665.

[11] 奚仁刚，校培喜，伍跃中，等. 东昆仑肯德可克铁矿区二长花岗岩组成、年龄及地质意义[J]. 西北地质，2010，43(4)：195-202. Xi Rengang, Xiao Peixi, Wu Yuezhong, et al. The Geological Significances, Composition and Age of the Monzonitic Granite in KendekekeIron Mine[J]. Northwestern Geology, 2010, 43(4): 195-202.

[12] 吴祥珂，孟繁聪，许虹，等. 青海祁漫塔格玛兴大坂晚三叠世花岗岩年代学、地球化学及Nd-Hf同位素组成[J]. 岩石学报，2011，27(11)：3380-3394. Wu Xiangke, Meng Fancong, Xu Hong, et al. Zircon U-Pb Dating, Geochemistry and Nd-Hf Isotopic Compositions of the Maxingdaban Late Triassic Granitic Pluton from Qimantag in the Eastern Kunlun[J]. Acta Geologica Sinica, 2011, 27(11): 3380-3394.

[13] 肖晔，丰成友，刘建楠，等. 青海肯德可克铁多金属矿区年代学及硫同位素特征[J]. 矿床地质，2013，32(1)：177-186. Xiao Ye, Feng Chengyou, Liu Jiannan, et al. LA-MC-ICP-MS Zircon U-Pb Dating and Sulfur Isotope Characteristics of Kendekeke Fe-Polymetallic Deposit, Qinghai Province[J]. Mineral Deposits, 2013, 32(1): 177-186.

[14] 丰成友，王雪萍，舒晓峰，等.青海祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿区年代学研究及地质意义[J]. 吉林大学学报：地球科学版，2011，41(6)：1806-1817. Feng Chengyou, Wang Xueping, Shu Xiaofeng, et al. Isotopic Chronology of the Hutouya Skarn Lead-Zinc Polymetallic Ore District in Qimantage Area of Qinghai Province and Its Geological Significance[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2011, 41(6): 1806-1817.

[15] 丰成友，王松，李国臣，等. 青海祁漫塔格中晚三叠世花岗岩：年代学、地球化学及成矿意义[J]. 岩石学报，2012，28(2)：665-678. Feng Chengyou, Wang Song, Li Guochen, et al. Middle to Late Triassic Granitoids in the Qimantage Area, Qinghai Province, China: Chronology, Geochemistry and Metallogenic Significances[J]. Acta Petrologic Sinica, 2012, 28(2): 665-678.

[16] 王松，丰成友，李世金，等. 青海祁漫塔格卡尔却卡铜多金属矿区花岗闪长岩锆石SHRIMPU-Pb测年及其地质意[J]. 中国地质，2009，36(1)：74-84. Wang Song, Feng Chengyou, Li Shijin, et al. Zircon SHRIMP U-Pb Dating of Granodiorite in the Kaerqueka Polymetallic Ore Deposit, Qimantage Mountain, Qinghai Province, and Its Geological Implications[J]. Geology in China, 2009, 36(1): 74-84.

[17] 陈静，谢智勇，李彬，等. 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[J]. 地质与勘探，2013，49(5)：813-824. Chen Jing, Xie Zhiyong, Li Bin, et al. Geological and Gechemical Characteristics of the Ore-Bearing Intrusions from the Lalingzaohuo Mo Polymetallic Deposit and Its Metallogenic Significance[J]. Geology and Exploration, 2013, 49(5): 813-824.

[18] 许庆林，孙丰月，李碧乐，等. 东昆仑莫河下拉银多金属矿床花岗斑岩年代学、地球化学特征及其构造背景[J]. 大地构造与成矿学，2014，38(2)：421-433. Xu Qinglin, Sun Fengyue, Li Bile, et al. Geochronological Dating, Geochemical Characteristics and TectonicSetting of the Granite-Porphyry in the Mohexiala Silver Polymetallic Deposit, Eastern Kunlun Orogenic Belt[J]. Geotectonicaet Metallogenia, 2014, 38(2): 421-433.

[19] 青海地质矿产局. 青海省区域地质志[M]. 北京：地质出版社，1991. Bureau of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province. Regional Geology of Qinghai Province[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1991.

[20] 于淼，丰成友，保广英，等. 青海尕林格铁矿床矽卡岩矿物学及蚀变分带[J]. 矿床地质，2013，32(1)：55-76. Yu Miao, Feng Chengyou, Bao Guangying, et al. Characteristics and Zonation of Skarn Minerals in GalingeIron Deposit, Qinghai Province[J]. Mineral Deposits, 2013, 32(1): 55-76.

[21] 胡永达，孙丰月，李碧乐，等. 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿金属矿物特征及意义[J]. 地质与资源，2006，15(3)：191-199. Hu Yongda, Sun Fengyue, Li Bile, et al. Characteristics and Significance of Metallic Minerals from Wulanwuzhuer Copper Deposit in the Eastern Kunlun Orogenic Belt, Qinghai Province[J]. Geology and Resources, 2006, 15(3): 191-199.

[22] 何书跃，李东生，李良林，等. 青海东昆仑鸭子沟斑岩型铜(钼)矿区辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义[J]. 大地构造与成矿学，2009，33(2)：236-242. He Shuyue, Li Dongsheng, Li Lianglin, et al. Re-Os Age of Molybdenite from the Yazigou Copper (Molybdenum) Mineralized Area in Eastern Kunlun of Qinghai Province, and Its Geological Significance[J]. Geotectonicaet Metallogenia, 2009, 33(2): 236-242.

[23] 刘渭，杨兴科，王守良，等. 青海省祁漫塔格矿带虎头崖矿田构造控矿特征[J]. 中国地质，2014，41(1)：222-234. Liu Wei, Yang Xingke, Wang Shouliang, et al. Characteristics of Ore-Controlling Structures of the Hutouya Orefieldin the Qimantage Metallogenic Belt, Qinghai Province[J]. Geology in China, 2014，41(1): 222-234.

[24] 侯可军，李延河，田有荣. LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术[J]. 矿床地质，2009，28(4)：481-492. Hou Kejun, Li Yanhe, TianYourong. In Situ U-Pb Zircon Dating Using Laser Ablation-Multiion Conting LA-MC-ICP-MS[J]. Mineral Deposits, 2009, 28 (4): 481-492.

[25] 赵海杰，毛景文，向君峰，等.湖北铜绿山矿床石英闪长岩的矿物学及Sr-Nd-Pb同位素特征[J]. 岩石学报，2010，26(3)：768-784. Zhao Haijie, Mao Jingwen, Xiang Junfeng, et al. Mineralogy and Sr-Nd-Pb Isotopic Compositions of Quartz Diorite in Tonglushan Deposit, Hubei Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010, 26 (3): 768-784.

[26] Hoskin P W O, Black L P. Metamorphic Zircon Formation by Solid-State Recrystallization of Protolith Igneous Zircon[J]. Journal of Metamorphic Geology, 2000, 18: 423-439.

[27] Middlemost E A. Naming Materials in the Magma/Igneous Rock System[J]. Earth Science Review, 1994, 37: 215-224.

[28] Le Maitre R W. Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms[M]. 2nd Edition. Cambridge: Cambridge Univercity Press, 2002: 236.

[29] Maniar P D, Piccoli P M. Tectonic Discrimination of Granitoids[J]. Geological Society of America Bulletin, 1989, 101: 635-643.

[30] Boynton W V. Cosmochemistry of the Rare Earth Elements: Meteorite Studies[M]//Henderson P. Rare Earth Element Geochemistry.Amsterdam: Elsevier, 1984: 63-114.

[31] McDonough W F, Sun S S. The Composition of the Earth[J]. Chemical Geology, 1995, 120: 223-235.

[32] Whalen J, Currie K, Chappell B. A-Type Granites: Geochemical Characteristics, Discrimination and Petrogenesis[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1987, 95:407-419.

[33] 余能，金巍，葛文春，等. 东昆仑金水口过铝花岗岩的地球化学研究[J]. 世界地质，2005，24(2)：123-128. Yu Neng, Jin Wei, Ge Wenjun, et al. Geochemical Study on Peraluminous Granite from Jinshuikou in East Kunlun[J]. Global Geology, 2005, 24(2): 123-128.

[34] 刘成东，莫宣学，罗照华，等. 东昆仑造山带花岗岩类Pb-Sr-Nd-O同位素特征[J]. 地球学报，2003，24(6)：584-588. Liu Chengdong, Mo Xuanxue, Luo Zhaohua, et al. Pb-Sr-Nd-O Isotope Characteristics of Granitoids in East Kunlun Orogenic Belt[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2003, 24(6): 584-588.

[35] 邓晋福，吴宗絮，杨建军，等. 格尔木--额济纳旗地学断面走廊域地壳-上地幔岩石学结构与深部过程[J]. 地球物理学报，1995，38，(增刊Ⅱ)：130-144. Deng Jinfu, Wu Zongxu, Yang Jianjun, et al. Crust-Mantle Petrological Structure and Deep Processes Along the Golmud-Ejinqi Geoscience Section[J]. Acta Geophysica Sinica, 38 (Sup.II): 130-144.

[36] 熊富浩，马昌前，张金阳，等. 东昆仑造山带早中生代镁铁质岩墙群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学[J]. 岩石学报，2011，27(11)：3350-3364. Xiong Fuhao, Ma Changqian, Zhang Jinyang, et al. LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating, Elements and Sr-Nd-Hf Isotope Geochemistry of the Early Mesozoic Mafic Dyke Swarms in East Kunlun Orogenic Belt[J].Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(11): 3350-3364.

[37] Zhang J Y, Ma C Q, Xiong F H, et al. Petrogenesis and Tectonic Significance ofthe Late Permian-Middle Triassic Calc-Alkaline Granites in the Balong Region, Eastern Kunlun Orogen, China[J]. Geological Magazine, 2012, 149:892-908.

[38] 谌宏伟，罗照华，莫宣学，等. 东昆仑造山带三叠纪岩浆混合成因花岗岩的岩浆底侵作用机制[J]. 中国地质，2005，32(3)：386-395. Chen Hongwei, Luo Zhaohua, Mo Xuanxue, et al. Underplating Mechanism of Triassic Granite of Magma Mixing Origin in the East Kunlun Orogenic Belt[J]. Geology in China, 32(3): 386-395.

[39] 王冠，孙丰月，李碧乐，等. 东昆仑夏日哈木矿区闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义[J]. 吉林大学学报：地球科学版，2014，44(3)：876-891. Wang Guan, Sun Fengyue, Li Bile, et al. Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of Diorite in Xiarihamu Ore District from East Kunlun and Its Geological Significance[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2014, 44(3): 876-891.

[40] 郭正府，邓晋福，许志琴，等. 青藏东昆仑晚古生代末--中生代中酸性火成岩与陆内造山过程[J]. 现代地质，1998，12(3)：344-352. Guo Zhengfu, Deng Jinfu, Xu Zhiqin, et al. Late Palaeozoic-Mesozoic Intracontinental Orogenic Process and Intermediate-Acidic Igneous Rocks from the Eastern Kunlun Mountains of Northwestern China[J]. Geoscience, 1998, 12(3): 344-352.

[41] Pearce J A, Harris N B W, Tindle A G. Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks[J]. Journal of Petrology,1984, 25: 956-983.

[42] Pearce J A. Sources and Settings of Granitic Rocks[J]. Episodes, 1996, 6: 120-125.

Petrogenesis , Geochemistry and Zircon U-Pb Age of the Granite from No.Ⅵ Section of Hutouya Deposit, Qimantag Area, Qinghai Province, and Its Geological Significance

Yao Lei1,2, Lü Zhicheng2,3, Yu Xiaofei2,3, Pang Zhenshan2,3, Cai Yuqi4, Liu Peng5, Liu Changcheng6, Wang Fenglan7

1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2.MineralExplorationTechnicalGuidanceCenter,MinistryofLandandResources,Beijing100034,China3.DevelopmentandResearchCentre,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100037,China4.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,Beijing100029,China5.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China6.YunnanCompany(Ltd)ofExploration&DevelopmentofCuMineralResources,Kunming650001,China7.TheFifthGeologyCompanyofHebeiGeologyandMineralsBureau,Tangshan063000,Hebei,China

Zircon LA-ICP-MS dating of the granite from the No.Ⅵ section of Hutouya deposit yields an emplacement age of (233.6±1.8) Ma (MSWD=1.2,n=17). The geochemical analysis indicates that the granite belongs to the weakly peraluminous granitic rocks, showing the nature of high-K calc-alkalic series. The rock has high REE content, and the chondrite-normalized REE distribution patterns show the characteristics of LREE enrichment, obvious LREE and HREE fractionation, and significant negative Eu anomaly. The trace element composition of the granite is enriched in Rb, Th, U, La, Nd and poor in Ba, Sr, Nb, P, Ti. The Sr-Nd isotope composition and geochemical characteristics indicate that the magma source of the granite mainly derived from enriched lithospheric mantle. The data of this study indicate that the granite from the No.Ⅵ section of Hutouya deposit formed under a collision, and post-collision setting.

granite; zircon U-Pb dating; Sr-Nd isotope composition; Hutouya deposit; Qimantag; Qinghai

10.13278/j.cnki.jjuese.201503109.

2014-10-14

国土资源公益性行业科研专项项目(201411024)；中国地质调查局老矿山找矿技术创新与示范项目(1212011220737)；中国地质调查局地质调查项目(12120113090000)

姚磊(1986--)，男，博士研究生，主要从事矿床学及矿床地球化学研究，E-mail:lemmon20054255@aliyun.com

吕志成(1966--)，男，研究员，博士，主要从事矿床学及地球化学方面的研究工作，E-mail:zhichenglv@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201503109

P59

A

姚磊，吕志成，于晓飞，等.青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的成岩时代、地球化学特征和成因.吉林大学学报:地球科学版,2015,45(3):743-758.

Yao Lei, Lü Zhicheng, Yu Xiaofei，et al. Petrogenesis，Geochemistry and Zircon U-Pb Age of the Granite from No. Ⅵ Section of Hutouya Deposit, Qimantag Area, Qinghai Province, and Its Geological Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(3):743-758.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201503109.