内蒙古罕大盖高勒河上游侵入岩地质特征及成矿远景

陈安霞 周多 姜永静

【摘 要】 侵入岩是找矿的重要目标之一。本文通过化学参数分析岩石的地球化学特征，根据矿物特征分析岩石成岩环境；结合图解推断岩石成因类型，结合元素含量进行成矿预测。

【关键词】 花岗岩 成岩环境 “S”型花岗岩 成矿预测

0 引言

内蒙古自治区罕大盖高勒河上游侵入岩，同位素年龄为291Ma（据1：20万区调报告），时代为晚石炭-早二叠世。岩体呈浅粉色，细粒-中细粒结构，块状构造。边部为钾长花岗岩，向内部过渡为花岗岩，两者在空间上呈套壳状分布，以花岗岩为主体。岩体主要由钾长石（正长条纹长石）、斜长石和石英组成，黑云母和白云母少量。根据岩石的矿物组合、结晶习性、自形程度、矿物之间的接触关系及熔蚀交代等特征综合分析，矿物的结晶基本顺序为：副矿物→黑云母→斜长石→斜长石与钾长石→钾长石与石英→石英，其中副矿物从岩浆中结晶析出最早，石英结晶结束最晚。岩石受岩浆期后热液蚀变作用，发生绢云母化、泥化和钠长石化等蚀变现象。

1 岩石地球化学特征

岩石化学参数特征如下：分异指数（DI）大于90，反映岩浆结晶分异程度较高；里特曼指数（σ）钾长花岗岩为2.33，花岗岩为2.62，均在1.8～3.3范围内，说明为钙碱性岩系；碱度指数（NK/A）略小于1.0，属于偏碱性与钙碱性过渡类型；铝指数（A/CNK）均大于1.0，因而在形成铝硅酸盐矿物，并有标准矿物刚玉出现。上述有关岩石化学参数特征表明，该岩体岩石为铝过饱和钾质钙碱性或偏碱性系列花岗岩[1]。

2 岩石成岩环境分析

该侵入岩为活动大陆边缘造山晚期同碰撞-后碰撞造山带构造环境下形成的花岗岩。

根据鲍温和塔特尔（1953）研究，在地下深处，钾长石和钠长石组分在温度高于660℃时，可以形成完全类质同象系列的单相碱性长石（或正长石），当温度缓慢下降到660℃以下，发生固溶体分解，形成条纹长石。该岩体条纹长石发育，因而初始结晶温度应大于660℃，按照地热梯度30℃/1km推算，岩体形成深度大约在22km左右，压力相当于6～7Kb。

3 岩石成因类型分析

岩体岩石化学成分变化范围较窄，SiO2含量76.23%～73.69%，分异指数（DI）较高（93.99～96.38），铝指数（A/CNK）接近1.1，普遍出现标准矿物刚玉，说明岩石富铝，这是大陆碰撞环境形成的S型花岗岩的特点[2]。

据王中刚（1989）研究[3]，δEu在0.3～0.7时，花岗岩主要由上地壳物质经不同程度的熔融而形成的花岗岩岩浆形成。本岩体钾长花岗岩铕异常指数（δEu）为0.3，花岗岩铕异常指数（δEu）为0.6，表现为中等负铕异常。因而为S型花岗岩。

在ACF图解中（图1），样品位于斜长石+黑云母+白云母的组合区域内，显示为S型花岗岩的特点。

据Sheralong（1988），在造山花岗岩中S型和I型花岗岩的微量元素比值蛛网图中I型花岗岩以Ba富集为特征，而S型花岗岩以Th富集为特征。该岩体Ba明显亏损而Th富集因而为S型花岗岩。

据Sylvester（1998）研究[4]，泥质岩石熔融的花岗岩CaO/Na2O比值小于0.3，本区岩体岩石比值明显小于0.3。

据上述资料综合分析，该岩体属于陆壳深处硅质层变质沉积岩（变质粘土岩或变质泥质碎屑岩）部分熔融形成的“S”型花岗岩。

4 岩体与成矿关系探讨

（1）该岩体由钾长花岗岩与花岗岩组成，其中钾长花岗岩主要由石英和长石组成，本身具有高强度的耐腐蚀性，可成为较好的理石材料及陶瓷工业原料。

（2）岩石微量元素含量与成矿关系：钾长花岗岩中钨（W）含量是中国碱长花岗岩均值的1.6倍，花岗岩中钨（W）含量是中国正长花岗岩均值的3.2倍，而花岗岩中锡（Sn）、钼（Mo）含量明显偏高，表明岩体花岗岩有很好的钨（W）、锡（Sn）、钼（Mo）矿化显示。

钾长花岗岩中金（Au）、银（Ag）、砷（Sn）含量分别是中国碱长花岗岩的1.4倍、1.2倍、1.3倍，花岗岩中金（Au）、银（Ag）、砷（Sn）含量分别是中国正长花岗岩的1.4倍、1.2倍、1.8倍，也显示了一定程度的找矿远景。

（3）稀土元素含量与成矿关系：据人工重砂鉴定钾长花岗岩样品中独居石（磷铈镧矿）含量为5g/t，表明镧（La）、铈（Ce）、钕（Nd）已富集成独立矿物。花岗岩中镧（La）、铈（Ce）、钕（Nd）要比钾长花岗岩富集，因而很可能已成为副矿物产于岩体中，使花岗岩矿化。花岗岩中钇（Y）含量相对偏高，磷（P2O5）含量也相对偏高，其中一样品磷灰石含量达到21g/t，因而可以推测花岗岩中有形成磷钇矿的可能。

另外，该岩体的人工重砂中还出现了黄铁矿、方铅矿和大量褐铁矿。

5 结论

岩体为铝过饱和钾质钙碱性或偏碱性系列花岗岩。

岩体形成深度大约在22km左右，压力相当于6～7Kb。

岩体属于陆壳深处硅质层变质沉积岩部分熔融形成的“S”型花岗岩。

岩体具有中高温钨（W）、锡（Sn）、钼（Mo）矿矿化远景及中低温金（Au）、银（Ag）、砷（Sn）矿矿化远景，并有稀土元素成矿远景。

参考文献

[1]常丽华，曹林，高福红.火成岩鉴定手册[M].北京：地质出版社，2009：44-54.

[2]Pitcher WS. Granite type and tectonic environment. In：Hsu K （ed）. Mountain Building Processes. Academic Press，London，1983：19-40.

[3]王中刚，于学元，赵振华等.稀土元素地球化学[M].北京：科学技术出版社，1989：88-276.

[4]Sylvester PJ.Post-collisional alkaline granites[M].Journal of Geology，1989：261-280.