甲玛铜多金属矿床锆石微量元素基本特征及成因意义

甲玛铜多金属矿床锆石微量元素基本特征及成因意义

胡志莲;汪雄武;秦志鹏;张俊成;高一鸣;彭惠娟

【摘要】甲玛铜多金属矿四个斑岩岩体中锆石阴极发光形态显示多数为岩浆锆石,少数为热液锆石和继承锆石核.稀土配分型式均呈现重稀土元素相对富集而轻稀土元素相对亏损,少数配分型式分散且轻稀土元素含量较高的为热液锆石.Ti、Ce、(Sm/La)N、Nb/Hf等元素含量及比值范围均位于岩浆区域.所研究的锆石主要为岩浆成因,但受到热液流体作用影响.锆石特征可为判断同类型斑岩矿床的成矿潜力提供理论依据,并指导找矿.

【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》

【年(卷),期】2012(064)005

【总页数】6页(P58-63)

【关键词】岩浆锆石;热液锆石;继承锆石核;指导找矿

【作者】胡志莲;汪雄武;秦志鹏;张俊成;高一鸣;彭惠娟

【作者单位】成都理工大学地球科学学院,成都610059;成都理工大学地球科学学院,成都610059;成都理工大学地球科学学院,成都610059;成都理工大学地球科学学院,成都610059;中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037;中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037

【正文语种】中文

【中图分类】P579;P571

阴极发光(CL)能有效揭示锆石的内部生长结构及化学分带现象[1-2]。对锆石微量元素和同位素组成的分析可以判断锆石的成因和来源，进而用于研究岩石成因、壳幔相互作用及区域地壳演化。

研究区与玉龙成矿带毗邻，有重要地质意义[3]。前人进行了锆石U—Pb定年，总结了岩浆演化系列，厘定了成矿作用时限[4]。在此基础上，本文进一步研究锆石的阴极发光形态和微量元素特征，判别锆石的成因，为科学找矿提供新的依据。

1 矿区地质

甲玛铜多金属矿床位于冈底斯火山—岩浆弧东段，局限产出于第三纪南北向正断层及裂谷系统中[5-7]，相继经历了侏罗纪岛弧造山、白垩纪陆缘弧叠加、古近纪碰撞造山、新近纪岩浆—变形等构造—岩浆事件，形成了厚达70～80 km的巨厚地壳和长达1 500 km的冈底斯岩浆带[8]。

矿区出露地层有上侏罗统多底沟组(J3d)灰岩、大理岩和下白垩统林布宗组( K1l)黑色板岩、粉砂岩、角岩。北西—南东向褶皱组成的推覆构造体系及铜山滑覆构造体系形成了矿床的构造格局 (图1)。

1—第四系；2—岩脉；3—硅帽；4—楚木龙组；5—林布宗组；6—多底沟组；7—却桑温泉组；8—叶巴组三段；9—叶巴组二段；10—矽卡岩；11—矿体；12—地层界线；13—角岩蚀变界线；14—正断层；15—逆断层；16—斜歪倒转背斜；17—斜歪倒转向斜；18—水系图1 西藏甲玛矿床构造纲要图[4]Fig.1 The tectonic map of Jiama Deposit, Tibet[4]

2 样品采集与测试

本文分别采集了四个岩体岩石样品各20 kg。东风垭(DFY)岩体岩性为二长花岗斑岩，斑晶自形程度高，具溶蚀现象；独立峰(DLF)岩体岩性为花岗斑岩；塔龙尾(TLW)岩性为花岗斑岩，岩体边缘见沿裂隙发育的辉钼矿和原生晶洞构造；向背山

(XBS)岩性为花岗斑岩。锆石制靶、光学显微镜照相、阴极发光图像分析均在中国

地质科学院地质研究所北京离子探针中心完成。锆石U—Pb定年及微量元素测试在中国地质大学(北京)同位素室完成，采用LA—ICP—MS激光等离子质谱法测定。东风垭、独立峰、塔龙尾、向背山的加权平均年龄分别为(14.81±0.16)Ma(1σ，MSWD=1.5)、(15.31±0.24)Ma(1σ, MSWD=3.8)、(16.27±0.31)Ma(1σ，MSWD =1.9)、(15.99±0.34)Ma(1σ，MSWD =2.5)[4]。

3 锆石CL形态

东风垭(图2DFY)：晶体形态复杂，等轴状或宽板状，棱角状均匀发光的无环带晶

体发育；有的具有清楚的生长环带，溶蚀作用强烈，形成溶蚀孔、玻璃质、包裹体等[9-10]，港湾状构造明显，或重结晶，核部可见后期热液蚀变的白色团块或沿裂隙充填的不发光物质；可见仍具有核边结构，核中核为浑圆状继承锆石核[11]。此外，发现一捕掳晶晶体，核部发光不均匀，生长环带界线清楚[12]。

独立峰(图2DLF)：颗粒较大，溶蚀现象明显，锥柱面发育，长板状晶体环带多不

规则，可能为继承核。有的环带被截断，或破碎的颗粒被生长环带围绕，见管状溶蚀湾[12]。

图2 锆石CL成像形态Fig.2 Zircon CL images

塔龙尾(图2TLW)：较大核部说明经历了一个较长时间的稳定生长。见包裹体、扇形分带、核部几乎全部被溶蚀等现象[12]。

向背山(图2XBS)：发光能力强，晶体具自形长板状和宽板状两种：长板状自形，

发光能力强，多由核部和生长边组成，多见1～3个包裹体，环带均匀，个别晶体的核中核为继承核。宽板状自形程度不如长板状，边缘港湾状结构更明显且见管状溶蚀湾，微裂隙发育，见富U(或其它元素)暗色环带和重熔作用的反应边结构[12]。

4 锆石矿物化学

4.1 稀土元素

整体上重稀土元素相对富集而轻稀土元素亏损，具明显的强正Ce异常和相对较弱的负Eu异常(图3)。Ce值为(11.35～103.79)×10-6。向背山和塔龙尾的样品点

都落于岩浆区域或其附近，具岩浆锆石特点；另外两岩体有热液源区的特点(图

4d)。由于分析点尽可能避免蚀变锆石，因而除东风垭稀土配分形式中较分散的几个为显著的热液锆石外，其余为岩浆锆石且无明显区别，其中一个继承锆石的稀土形式与岩浆锆石的稀土形式并无区别(图3DFY)。

4.2 微量元素

岩浆的演化与后期热液活动，锆石晶体中的Ti含量越来越低：东风垭锆石Ti含量最低，为(1～5)×10-6；独立峰近一半大于5×10-6；塔龙尾Ti含量多在5×10-6以上；而向背山Ti含量(5～10) ×10-6。Hf含量变化大，东风垭几乎都大于10 000 ×10-6；独立峰则近半数大于10 000 ×10-6，而近半数小于10 000 ×10-6；塔龙尾和向背山则几乎都小于1 000 ×10-6。根据Ti含量和锆石Ti温度计计算出的温度与Hf含量之间呈负相关关系 (图4c)。东风垭、塔龙尾、向背山三个岩体锆石的平均结晶温度分别为686 ℃、716 ℃和693.8 ℃，因此其成岩顺序为塔龙尾—向背山—独立峰，与U—Pb年龄结果一致。

图3 锆石稀土配分型式Fig.3 Partition patterns of REE in zircon

元素含量变化大：Y、U和Th分别为(295.65～3842.32)×10-6、(92.41～2 039.39)×10-6和(72.12～2 483.83)×10-6。U—Y和Th—Y二元图解中塔龙尾和向背山样品线性关系较好，东风垭和独立峰样品可能受到后期热液活动和岩浆混合作用影响(图4a、b)：Th/U 0.31～2.43，东风垭除两个分析点外，其余都<1，独立峰0.5～0.9居多，塔龙尾>1的占半数，向背山除6个在1以下外，其余都>1。U和Th值呈线性关系(图5)，塔龙尾—向背山—独立峰—东风垭锆石颗粒U和

Th最值逐渐增加。另外向背山和塔龙尾基本在同一区域，独立峰在向背山(塔龙尾)和东风垭之间，独立峰和东风垭较分散且有部分样品混在一起，这说明成岩过程熔