北衙地区贫矿和富矿斑岩对比研究——对斑岩成矿的指示意义*

付小锦，李其在，刘 欢，周癸武，张维涛，张长青，张盼盼，郑瑜林,,5，李 彪

（1中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；2天津华北地质勘查局，天津 300170；3云南黄金矿业集团股份有限公司，云南昆明 650200；4合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009；5浙江省有色金属地质勘查局，浙江绍兴 312000；6河北省地矿局第五地质大队，唐山河北 063000）

金沙江-哀牢山富碱斑岩带是中国重要的铜、金、铅、锌等金属资源集中区（Lu et al.，2013；Mao et al.，2017），带内发育众多新生代富碱斑岩。云南北衙富碱斑岩是金沙江-哀牢山新生代富碱斑岩带的重要组成部分（肖晓牛等，2011；和文言等，2012；2013；Lu et al.，2013；Hou et al.，2015a），其作为滇西北地区与富碱斑岩有关的金矿床的典型代表之一，一直是学者们研究的热点。众多学者从不同角度对北衙金矿进行了深入的研究，发表过很多北衙地区富碱斑岩体和金多金属矿床成矿作用关系的研究成果。徐受民等（2006）通过对万硐山、红泥塘和笔架山岩体的主微量元素和稀土元素分析认为，富碱斑岩并非起源于俯冲大洋板片，而是源于加厚地壳底部，源区为榴辉岩相岩石；薛传东等（2008）认为北衙富碱斑岩具有埃达克岩石特征，来源于加厚玄武质下地壳底部或上地幔的局部熔融，北衙成岩成矿作用是喜马拉雅期印亚大陆碰撞造山在东南缘转换远程效应的结果；Hu等（2004）通过黄铁矿He-Ar同位素分析认为，北衙富碱斑岩来自幔源岩浆，但受到地壳岩石水岩相互作用的影响而有别于幔源碱性岩浆；肖晓牛等（2009）对富碱斑岩Sr-Nd-Pb同位素研究认为，富碱斑岩源区为EMII富集地幔，与区域上成矿关系密切的富碱斑岩源区一致（毕献武等，2005；Lu et al.，2013；2015）；肖晓牛等（2011）、和文言等（2012；2013）认为北衙地区喜马拉雅期的走滑断裂诱发壳幔相互作用，形成富碱斑岩，岩浆作用不仅为流体上升提供通道，也是成矿物质的主要来源和载体；鲍新尚等（2017）对北衙富矿岩体中的角闪石进行了分析，得出富矿岩体具有较高的含水量和氧逸度，对成矿较为有利。

但北衙地区富碱斑岩出露数量较多，外围斑岩体（白莲村、马头湾、南大坪）由于并未发现明显矿化，所以研究较少。年代学研究表明，北衙矿区外围的富碱斑岩体形成年代与金矿区的富碱斑岩相近，但只有主矿段（万硐山、红泥塘）的富碱斑岩矿化强烈，矿石矿物含量达到工业品位，为富矿岩体；其余外围富碱斑岩体（白莲村，马头湾，南大坪）矿化强度极弱甚至部分未发现矿化，为贫矿岩体。针对这一问题，本文对北衙地区贫矿的富碱斑岩体进行了矿物学特征和地球化学特征的研究，从矿物学特征和地球化学特征2个方面，将贫矿岩体与富矿岩体特征进行综合对比，厘定了北衙地区富碱斑岩体含矿性特征，并为后续找矿勘探工作的部署提供依据。

1 区域地质背景与矿床地质特征

研究区地层出露较为齐全，从元古界到新生界均有发育。点苍山变质岩是区内元古界出露的主要地层，该地层在大理洱海西侧出露广泛，岩性主要为斜长角闪岩、变粒岩、云母片岩、片麻岩以及大理岩等；下古生界主要为志留系和奥陶系，岩性为砂岩、白云岩、页岩和粉砂岩等；上古生界发育齐全，以碳酸盐岩为主；中生界发育较全，三叠系以碎屑岩和碳酸盐为主，主要分布于丽江—北衙一带。其中，三叠系北衙组灰岩与北衙富碱斑岩型金矿关系密切，是本区主要的赋矿层位。侏罗系、白垩系主要为河湖相红色碎屑岩，夹碳酸盐岩，仅出露于程海—宾川断裂以东和红河断裂以西的地区。在北衙地区，侏罗系、白垩系缺失。区内新生界出露不完整，主要出露新近系沉积砂泥岩及红色粗碎屑岩，夹膏盐、角砾岩层。研究区位于扬子克拉通西缘，西邻德格-中甸、兰坪—思茅陆块，区域上被金沙江—红河断裂、宾川—程海断裂和木里—丽江断裂3个断裂所夹持（图1a、b）。区内岩浆活动强烈，以二叠系玄武岩分布最广，次为酸性岩，基性岩和碱性岩。岩浆具有多期次活动特征，并受到区域断裂构造的控制，并以新生代富钾碱性火山-岩浆岩活动最为广泛。新生代岩浆岩沿着金沙江断裂带、红河断裂带和哀牢山断裂带两侧分布，明显受断裂带控制，岩性复杂，以二长花岗斑岩、花岗斑岩、石英二长斑岩、透辉石正长岩、细晶斑岩、石英正长斑岩和正长斑岩为主（侯增谦等，2015b）。此外，还有与富碱侵入岩分布时空一致的煌斑岩脉和钾质火山岩，如碱玄岩、安粗岩、粗面岩等（Huang et al.，2010；Lu et al.，2015）。前人测得碱性侵入岩、碱性火山岩、煌斑岩的U-Pb同位素年龄范围分别为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）。

图1 扬子克拉通西缘构造格架图（a）和滇西新生代富碱斑岩分布简图（b，据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）

矿区地层出露面积较大，地层较完整，由老到新依次为：上二叠统峨眉山组灰绿色玄武岩；下三叠统青天堡组灰黑色砂泥岩、杂砂岩及砂砾岩；中三叠统北衙组灰白色白云岩、白云质灰岩、铁质砂屑灰岩、泥质灰岩及蠕虫状灰岩；第四系更新统蛇山组、更新统与全新统为褐红色、黄褐色残坡积砂砾、黏土及含砂砾黏土（岩）。矿区构造活动强烈，北衙向斜是北衙金多金属矿区的主要控矿褶皱，向斜北北东向延伸，最大延伸可达12 km，两翼宽比较均匀，约1.4 km，两翼地层主要为三叠系北衙组灰岩和青天堡组砂岩（图2）。矿区断裂构造发育，其中南北向马鞍山大断裂是区内主要的断裂构造，延伸距离超过10 km。该断裂的次级断裂是万硐山矿体的主要控矿断裂，这些断裂具有多期次、多阶段性的特点，区内可见压扭性、张扭性断裂破碎带。矿区内主要的岩浆岩为喜马拉雅期的富碱斑岩体，出露的富碱斑岩体数量较多，规模较小，富碱斑岩体的岩性变化不大。其中，岩性为石英正长斑岩的万硐山岩体与北衙金矿成矿有关；白莲村、马头湾、南大坪正长斑岩中未发现矿化。徐兴旺等（2006）在万硐山矿段深部发现存在石英钠长斑岩，研究表明该石英钠长斑岩与金多金属矿床的成矿也有一定的关系。在矿区外围广泛分布的二叠系峨眉山玄武岩呈灰绿色，气孔构造和杏仁构造及其发育。此外，红泥塘矿段还可见隐爆角砾岩。

2 岩石学特征

区内岩体多受北衙向斜两翼的断层影响，岩体倾角一般为21°~85°不等。万硐山富碱斑岩体呈岩株状产出，白莲村、马头湾和南大坪富碱斑岩呈岩脉产出（和中华等，2013）。其中，万硐山岩体主要为石英正长斑岩，白莲村、马头湾和南大坪为正长斑岩。

本次采集的贫矿富碱斑岩来自白莲村、马头湾和南大坪，其岩相学特征为：正长斑岩，浅灰白色，具斑状结构，斑晶含量约35%~50%，斑晶的主要组成矿物是钾长石、斜长石、石英和少量的角闪石，基质主要是由长石和石英组成（图3a~h）。钾长石斑晶含量约15%~20%，呈自形-半自形斑状或柱状，粒径大小约0.5~3.0 mm，可见卡式双晶，部分钾长石斑晶包裹已经完全绿泥石化的角闪石斑晶；斜长石斑晶含量约5%~10%，呈自形-半自形长柱状，可见聚片双晶，粒径约0.5~2.0 mm，部分斜长石发生蚀变；石英斑晶含量约5%，呈他形粒状，具有熔蚀形成的圆滑或港湾状边界，石英表面干净，粒径约0.3~2.0 mm；角闪石斑晶含量约2%~5%，呈他形-半自形晶型，部分角闪石呈他形，粒径约0.3~1.5 mm，自形程度高的角闪石可见环带构造，2组解理，部分角闪石发生蚀变，形成绿泥石。副矿物有锆石和榍石。

图3 北衙正长斑岩手标本及镜下照片a、b.正长斑岩手标本照片；c~h.正长斑岩镜下照片Kfs—钾长石；Pl—斜长石；Qtz—石英；Ccp—黄铜矿；Ser—绢云母；Bt—黑云母；Am—角闪石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 样品采集与分析方法

野外避开断裂破碎带、蚀变带等，在露天采坑、钻孔及少量新鲜露头，采集新鲜的富碱斑岩体样品。全岩样品制备，首先对采集的新鲜样品进行切片鉴定，进一步选择新鲜的样品在实验室将风化面除去，经纯水洗净风干后，在碎样机上粉碎，研磨至<200目。本次选取白莲村、马头湾和南大坪岩体进行主微量元素分析，锆石定年及角闪石主量元素分析，取样位置见图2。

图2 北衙矿区地质简图（据王建华等，2015）Fig.2 Simplified geological map of the Beiya area（after Wang et al.，2015）

岩石样品全分析是由国家地质实验测试中心完成测试，将样品无污染粉碎至200目，主量元素Na2O、MgO、Al2O3、K2O、P2O5、CaO、SiO2、FeOT、MnO、TiO2等采用X荧光法（XRF）在X荧光光谱仪（3080E）上测定，烧矢量（LOI）为高温加热后重量和灼烧后重量之差。微量元素和稀土元素采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）在离子质谱仪（X-series）上完成测试。

LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb分析测试在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室完成，测试仪器为Thermo Finnigan Neptune型MC-ICP-MS，具体测试步骤参考侯可军等（2009）。

角闪石矿物成分分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，测试采用日本电子JOEL公司生产的JXA-823V型电子探针分析仪，实验中的加速电压为15 kV，束流为2.0×10-8A，束斑大小为5μm，测试的主量元素包括Na2O、MgO、Al2O3、K2O、P2O5、CaO、SiO2、FeOT、MnO、TiO2、NiO、Cr2O3、F、V2O3。

4 测试结果

4.1 全岩地球化学特征

4.1.1 主量元素特征

研究区内富碱斑岩主量元素测试结果（表1）显示，该地区富碱斑岩体w（SiO2）为58.01%~71.96%，平均66.82%，属于中酸性-酸性岩类；w（Al2O3）为13.39%~15.86%，平均14.78%；w（FeOT）为1.39%~4.22%，平均2.39%；w（K2O+Na2O）为8.18%~10.06%，平均9.39%；里特曼指数（σ）为3.07~4.51，平均3.67，属于钙碱性-碱性岩石；铝饱和指数为0.94，属于偏铝质岩石。固结系数（SI）为2.16~13.87，平均5.24，分异指数（DI）为69.90~93.52，平均85.49，指示岩浆分异程度较高。

在TAS图解（图4a）中，所有富碱斑岩侵入体样品均落到石英正长岩和花岗岩过渡区，富矿斑岩主要落在花岗岩和石英二长岩区域，贫矿斑岩主要落在石英二长岩和正长岩区域，个别贫矿岩体的样品落在花岗岩区域；在w(SiO2)-w(K2O)图解（图4b）中，所测样品均落入钾玄岩系列。Haker图解（图5a~f）中可以很清楚地看到，北衙地区富碱斑岩TiO2、MgO、CaO、FeOT、P2O5的含量随SiO2含量的减少而增加，而Al2O3的含量随着SiO2含量的减少而减少，指示岩浆演化过程中发生了分离结晶作用。

图4 北衙矿区富碱斑岩TAS图解（a）和SiO2-K2O图解（b）（富矿岩体数据引自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

微量元素的测试结果如表1所示，在微量元素的原始地幔标准化图解（图6a）中，富矿斑岩体与贫矿斑岩体的配分曲线表现出一致的右倾趋势，暗示了他们具有相同的起源。岩体整体上相对富集大离子石元素（Ba、K、Pb和Sr等），亏损高场强元素（Ta、Ti、P、Th、Nb和HREE等）。但不同的岩体中元素之间具有不同的富集或亏损程度，可能表明不同岩体在岩浆演化过程中具有一定的差异。其中，富矿岩体的Rb、U和K含量略高于贫矿岩体，Nb、Ta和Ti等含量略低于贫矿岩体。

稀土元素见表1，北衙贫矿富碱斑岩体稀土元素总量（ΣREE）为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）；轻、重稀土元素比值（LREE/HREE）=7.62~12.58，(La/Yb)N=9.13~18.32，指示轻、重稀土元素之间有很强的分异程度，属于轻稀土元素富集型。在稀土元素球粒陨石标准化图解（图6b）中，富碱斑岩体配分曲线均为右倾型，δEu=0.76~0.93，平均0.83，表现出轻微的铕负异常，说明在岩浆的分离结晶过程中没有或有少量的斜长石晶出，导致残余岩体中形成了弱的铕负异常。稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（图6b）中，富矿岩体与贫矿岩体均呈右倾，表明富矿与贫矿富碱斑岩体的演化过程基本一致。

表1 北衙地区富碱斑岩主量与微量分析结果表Table1 Major and trace elements compositions of Beiya alkali-rich porphyries

图6 北衙富碱斑岩微量元素原始地幔标准化分配模式图（a）与稀土元素球粒陨石标准化分配模式图（b，微量元素原始地幔和球粒陨石标准化值来自Sun et al.,1989）（富矿岩体数据引自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 锆石U-Pb同位素测年结果

所测试贫矿岩体（白莲村，马头湾和南大坪）的锆石颗粒均为无色透明，颗粒大小不等，晶型多为自形-半自形，呈长柱状，锆石颗粒大小变化较大。从CL图像（图7）中可以看到大部分锆石颗粒具有清晰的震荡环带，平均Th/U比值均大于0.1，表明锆石具有岩浆结晶锆石的特征。

锆石测试结果见表2，白莲村岩体中锆石的w（U）为404×10-6~1860×10-6，平均1024×10-6，w（Th）为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，年龄谐和图（图7b）显示，样品的206Pb/238U年龄加权平均值为（33.96±0.43）Ma(MSWD=0.24，n=19)。马头湾岩体中锆石的w(U)为305×10-6~1603×10-6，平均1017×10-6，w（Th）为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，年龄谐和图（图7d）显示，样品的206Pb/238U年龄加权平均值为（33.26±0.30）Ma(MSWD=0.54，n=18)。南大坪岩体中锆石的w(U)为333×10-6~2374×10-6，平均1147×10-6，w（Th）为74~8256，平均1228×10-6，Th/U比值介于0.32~5.02，平均0.91，年龄谐和图（图7f）显示，样品的206Pb/238U年龄加权平均值为（32.80±0.27）Ma(MSWD=0.89，n=13)。

表2 北衙富碱斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果Table2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb analytical data of the alkali-rich porphyries from the Beiya area

图7 北衙富碱斑岩CL图像(a、c、e)及年龄协和图(b、d、f)Fig.7 Zircon Cathodoluminescence photograph(a,c,e)and U-Pb concordia age diagram(b,d,f)

4.3 角闪石成分特征

研究区角闪石呈自形-半自形晶出现，角闪石电子探针结果显示（表3），其中贫矿岩体中角闪石斑晶的w（SiO2）为38.68%~42.36%；w（Al2O3）为9.08%~12.64%；w（FeO）为19.15%~24.53%；w（F）为0.79%~1.84%。角闪石阳离子特征，CaB=1.76~1.85，NaA+KA=0.72~0.91。按国际矿物学协会角闪石专业委员会提出的命名原则，属于钙角闪石（CaB≥1.5，NaA+KA≥0.5）。

本次工作通过对贫矿岩体中角闪石的研究，结合前人对富矿岩体中角闪石的研究，对比发现，北衙地区富碱斑岩体中，角闪石有一定差别（图8），主要体现在角闪石类型方面，富矿岩体中角闪石投点主要落在浅闪石区和镁角闪石区，属于SiO2饱和类型，其中，富矿岩体中有2个点落在阳起石区，表明部分样品已经发生蚀变；而在贫矿岩体中，角闪石投点主要落在绿钙闪石区，属于SiO2不饱和类型。

图8 北衙地区角闪石分类图解（据Leake et al.，1997；富矿岩体数据引自鲍新尚等，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)

续表1Continued Table 1

5 讨论

5.1 成岩成矿年代

北衙金多金属矿床位于金沙江-哀牢山富碱斑岩带上，该地区产出大量不同岩性的富碱斑岩，前人对北衙矿区成岩和成矿年龄进行了大量的研究工作。Xu等（2007b）利用北衙万硐山矿段石英正长斑岩钾长石Ar-Ar定年，确定成岩年龄为（32.50±0.09）Ma；刘红英等（2003）利用锆石SHRIMP U-Pb定年测得马头湾透辉石花岗斑岩成岩年龄为（34.1±4.0）Ma；刘博（2014）在万硐山矿段利用辉钼矿定年，确定其成矿年龄为（37.47±0.51）Ma；并对红泥塘石英正长斑岩、笔架山正长斑岩、马头湾正长斑岩进行了锆石U-Pb定年，显示成岩年龄分别为：（35.06±0.16）Ma、（35.21±0.19）Ma和（35.12±0.13）Ma；Liu等（2012）确定红泥塘成岩年龄为（35.06±0.16）Ma。本次工作分别对白莲村、马头湾和南大坪岩体进行年代学研究，确定其成岩年龄依次为（33.96±0.43）Ma、（33.26±0.30）Ma和（32.80±0.27）Ma。这与已有的万硐山、红泥塘、笔架山和马头湾岩体的成岩年限基本一致，显示北衙地区富碱岩浆是同一期岩浆活动的产物。

莫宣学（2011）对金沙江-哀牢山富碱斑岩体年龄进行了统计，显示该带富碱斑岩的成岩时代在23~62 Ma之间，即形成于印度-欧亚大陆碰撞（65 Ma）之后，高峰期在30~45 Ma之间。邓军等（2010；2011），杨立强等（2011）对金沙江-哀牢山-红河断裂带中富碱斑岩的年代学进行研究，认为沿该断裂带分布的富矿与贫矿富碱斑岩的成岩年龄基本一致（前者为31~38 Ma，后者为34~39 Ma），都是金沙江-哀牢山-红河富碱斑岩岩浆活动的高峰期的产物。侯增谦等（2004；2009）提出金沙江-哀牢山多金属成矿带成矿时代与成岩时代大致相当，主要落在30~40 Ma之间，并且此期间正是与区域上大规模走滑断裂系统有关的斑岩型Cu-Mo-Au成矿时期。北衙地区成岩成矿年代坐落于大规模走滑剪切成矿期内，表明北衙金多金属矿床与该带具有相同的动力学背景：在晚碰撞大规模走滑剪切背景下，金沙江-红河断裂由压扭向张扭转变，加之矿区外围印-亚板块主碰撞期就已形成的盐源-丽江走滑断裂和宾川-程海断裂等深大断裂的进一步活动，使得北衙所处的断裂交汇部位形成了局部伸展环境，该环境导致地壳拉张减薄，诱发地幔减压分熔，形成具有壳幔特征的富碱斑岩岩浆，此时该地区沟通着金沙江-红河断裂和盐源-丽江断裂的马鞍山断裂构造带为富碱岩浆的运移提供了通道（邓军等，2011；侯增谦等，2015b），于是随之上侵的岩浆经历地壳物质混染和成矿流体的出溶后定位于浅部环境，最终构成了区域斑岩-矽卡岩成矿系统。因此，北衙金多金属矿床的形成是印-亚板块碰撞及其导致的深部壳幔岩浆形成演化的综合结果。

5.2 岩浆构造背景与源区特征

本次对北衙地区富碱斑岩主微量元素特征研究结果表明，该地区北衙富碱斑岩在构造背景判别图解中全部落入火山弧型与同碰撞型区域内（图9a、b），前人研究表明印度和欧亚板块在新生代（60~55 Ma）发生了碰撞由此形成了喜马拉雅造山带，这也对哀牢山-红河断裂带的构造格局造成了重大影响，上述证据表明北衙地区富碱斑岩形成于大陆边缘环境。

图9 北衙地区富碱斑岩构造判别图解（据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)

微量元素测试结果显示，北衙富碱斑岩全岩样品的Rb/Sr比值平均为0.48；Nb/Ta比值平均为17.63；La/Nb比值平均为1.82。与此对应的地壳、上地幔Rb/Sr比值分别为0.350、0.034（Taylor et al.,1995）；Nb/Ta比值对应的地壳、地幔比值分别为8.3和17.5（Sun et al.,1989）；La/Nb比值对应的地壳、地幔标准值分别为2.20和0.94（Weaver,1991），暗示北衙地区富碱斑岩具有地壳和地幔双重特征。此外，本次测试工作所得富碱斑岩体稀土元素总量（ΣREE）为76.57×10-6~113.86×10-6，与地壳花岗岩平均值（246.5×10-6）和维诺格拉多夫的酸性岩体的平均值（258×10-6）相比明显偏低。赵振华（2007）总结壳幔花岗岩稀土组成特征提出，具有轻稀土元素富集（即(La/Yb)N＞10），铕亏损不明显（δEu>0.5）等特征的这类花岗岩，其物质来源为上地幔或者下部地壳硅镁层。本文研究的富减斑岩体稀土元素特征（(La/Yb)N变化范围9.13~18.32，δEu变化范围0.76~0.93，与之类似，表明研究区富碱斑岩的物质来源为上地幔或下地壳。同时，北衙地区部分斑岩表现出较高的Mg#（＞0.4），和前人实验证实有地幔组分参与形成的岩浆岩Mg#特征一致。上述微量元素比值、稀土元素含量等地球特征变化于壳源和幔源之间，表明该地区富碱斑岩具壳幔混合特征。

5.3 富碱斑岩含矿差异性

本次工作收集了前人对北衙地区富矿斑岩体中角闪石斑晶研究成果的基础上，采集了该地区白莲村、南大坪、马头湾等贫矿斑岩体样品，并对其中的角闪石斑晶开展了电子探针实验，并根据Ridolfi（2010）公式计算岩体中角闪石斑晶的结晶温度、压力和氧逸度等物理参数（表3）。

表3 北衙富碱斑岩角闪石电子探针分析及计算结果Table 3 Composition of the amphiboles from the Beiya area

续表2Continued Table 2

角闪石氧逸度计算结果表明，北衙地区与成矿作用有关的富碱斑岩体（万硐山岩体）的氧逸度（ΔNNO变化范围为1.12~1.89，鲍新尚等，2017）高于贫矿岩体中角闪石斑晶计算所得的氧逸度（ΔNNO=-0.62~0.12）（图10a）。富矿岩体中角闪石斑晶的结晶环境相比于贫矿岩体中的角闪石斑晶结晶环境具有低温、低压的特征（富矿岩体679.98~805.19℃，34.70~70.93 MPa；贫矿岩体860.44~964.57℃，203.60~520.49 MPa）（图10b、c）。富矿岩体中角闪石斑晶计算岩浆房侵位深度（约1.22~2.50 km）较之贫矿岩体浅（约7.18~18.37 km）（表6）。然而富矿岩体相关的岩浆房的水含量（2.05%~3.82%）明显低于与贫矿岩体相关的岩浆房的水含量（3.43%~5.19%）（图10d），暗示与成矿相关的岩浆房具有低水含量的特征。此外，笔者在对比岩体主量元素中发现，富矿岩体全岩主量元素显示出极其高的K2O含量，可能是富矿岩体在形成后，有大量幔源钾质岩浆熔体的加入（侯增谦等，2003），这种幔源钾质熔体的加入，不仅导致岩体K2O含量的增加，而且还带来丰富的金属元素含量。

图10 北衙富矿与贫矿岩体角闪石结晶温度（a）、压力（b）、氧逸度（c）和含水量（d）对比图解（富矿岩体数据引自鲍新尚等，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)

岩浆的氧化性对金元素、铜元素在熔体中的赋存状态具有至关重要的作用（Richards，2003；Qiu et al.，2017；Zheng et al.，2021）。金属元素的溶解迁移需要岩浆具有较高的氧逸度，低的氧逸度环境下，硫以S2-的形式存在，在岩浆结晶分异过程中，金属元素会与硫形成硫化物沉淀下来。高的氧逸度情况下，S以的形式存在，有利于金属元素的在岩浆或流体中的迁移富集。此外，岩浆高含水量是控制斑岩铜矿床形成的另一个重要因素（Richards，2003；Kelley et al.，2009），虽然北衙矿区贫矿岩体水含量高于富矿岩体的水含量，但是贫矿岩体低的氧逸度使得金属元素早期就已经沉淀无法随岩浆向上运移，此外，贫矿岩体较深的侵位深度意味着大的围岩压力，也难以发生对成矿有利的流体出溶。

6 结论

（1）本次工作分别对贫矿岩体白莲村、马头湾和南大坪进行年代学研究，与已有的富矿岩体成岩年限基本一致，显示北衙地区富碱岩浆是同一期岩浆活动的产物。且北衙富碱斑岩成岩和成矿时与金沙江-哀牢山富碱斑岩带的岩浆活动时限吻合，表明北衙金多金属矿床与该带具有相同的动力学背景和条件，均属于喜马拉雅期大规模岩浆活动的产物。

（2）印度板块与欧亚板块发生造山运动，沿着金沙江-哀牢山一带形成了大规模的走滑拉分盆地，使得下部地幔发生减压熔融作用，加入地壳物质，形成具有壳幔混染的岩浆，该类岩浆沿构造薄弱地带上侵，并经历了一定程度的结晶分异作用在地壳浅部形成了富碱斑岩体。

（3）本次贫矿岩体中角闪石测试结果与前人富矿岩体中的角闪石对比得出，相比于富矿岩体，贫矿岩体角闪石结晶环境具有高温高压低氧逸度以及更深的侵位深度的特征。贫矿岩体较深的侵位深度意味着大的围岩压力，难以发生对成矿有利的流体出溶；低氧逸度意味着金属元素早期就已经沉淀无法随岩浆向上运移。且对比全岩主量元素显示，富矿岩体极高的K2O含量可能是岩浆形成后有幔源钾质熔体的加入，提高了岩浆的金属量与氧逸度。因此在北衙矿区，氧逸度和侵位深度以及富含金属高氧逸度的幔源钾质岩浆的注入是岩体含矿差异性的主要控制因素。