九顶山矿区斑岩岩石地球化学特征

九顶山矿区斑岩岩石地球化学特征

九顶山矿区是三矿带著名的典型矿床，与喜马拉雅时期的碱性斑岩有关。九顶山铜钼多金属矿区地处云南省弥渡县境内,位于“三江”成矿带南段。矿区受滇西富碱斑岩带重要组成部分——马厂箐富碱斑岩体控制,成矿岩体以花岗斑岩为主,次为斑状花岗岩。矿区主要的斑岩型铜(钼)矿化体主要赋存于富碱斑岩体内部,矽卡岩型和角岩型铜(钼)矿化体主要赋存于马厂箐富碱斑岩体内外接触带中。综合研究矿区斑岩的斑岩体类型及岩浆活动期次、化学特征及其演化与成矿,对矿区今后的找矿工作具有重要的实际意义。1金厂大坝式矿床内出露出的地层九顶山矿区位于洱海-红河断裂与程海-宾川断裂夹持的三角地带,丽江-鹤庆斑岩型Cu-Mo-Au矿集区和富碱斑岩集中区。矿区全长15.4km,呈北东向展布,从东向西可分为金厂箐、人头箐、乱硐山、宝兴厂、双马槽5个矿段。矿区内主要出露有第四系、二叠系、下泥盆统、下奥陶统的地层,区内褶皱主要有向阳复背斜,金厂箐-人头箐背斜、宝兴厂(铜厂)-乱硐山向斜、铁厂背斜和双马槽向斜。断裂则主要发育着北东向的响水断裂和九顶山-梯子水断裂、北东东向的乱硐山断裂、北西西向的九顿坡-乱硐山断裂以及东西向白龙潭断裂。矿区岩浆岩较复杂,总体上可以分为海西期及喜山期。海西期以辉长辉绿岩为主,辉绿岩具有辉绿结构,岩石由辉石和斜长石组成,斜长石具有钠长石聚片双晶,多呈岩脉或岩墙。2岩浆岩和成矿2.1岩脉的组成及岩相分带矿区的岩浆活动具有多期次叠加的特征,不同期次出露的岩石种类主要包括正长斑岩、石英正长斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩、碱长花岗斑岩、斑状花岗岩、花岗斑岩和煌斑岩。据野外调研,其中斑状花岗岩中见正长斑岩捕虏体,早期煌斑岩中见正长斑岩捕虏体。花岗斑岩穿切斑状花岗岩、角岩、早期的煌斑岩、花岗斑岩穿切正长斑岩,晚期的煌斑岩将斑状花岗岩、花岗斑岩、角岩和早期煌斑岩脉穿切或切穿花岗斑岩。花岗斑岩与角岩呈侵入接触关系,花岗斑岩侵入角岩中,接触带见冷凝边现象,自接触带至远离接触带斑岩体出现岩相分带:边缘相的细晶花岗斑岩一中心相的中-粗晶的花岗斑岩,脉侧见明显铜矿化。花岗斑岩侵入到石榴石矽卡岩中,花岗斑岩体中见透辉石矽卡岩捕虏体。根据图1所示矿区出露的岩体、岩脉互相间的穿插关系,岩石类型、岩石组合特征、矿化特征等,矿区内的岩浆活动分为4期:I期为正长斑岩、石英正长斑岩;Ⅱ期为斑状花岗岩和煌斑岩(Ⅰ)组合;Ⅲ期为花岗斑岩和煌斑岩(Ⅱ)组合:Ⅳ期为碱长花岗岩。与此同时,利用LA-ICP-MS对矿区针对性强的样品,进行锆石的U-Th-Pb同位素定年分析。从表1所示4期岩浆活动期次与岩石年龄数据相互关系可以看出,九顶山矿区斑岩体的形成时代总体变化范围32.4～38.5Ma,平均加权年龄较为接近,与野外实际宏观特征基本吻合。2.2富碱岩浆成矿作用矿区与成矿有关的,主要为第Ⅲ期岩浆活动,主要活动期为33～38Ma,这与前人对三江成矿带系列中其他地区成矿期所作的研究具有相似性。曾普胜等表明,印度一亚洲碰撞带东段富碱岩浆的成矿作用,主要发生在35～40Ma。侯增谦等表明与青藏高原晚碰撞阶段(40～26Ma)大规模走滑断裂系统有关的斑岩型Cu-Mo(Au)成矿事件,成矿高峰期集中于36Ma左右。成矿期,据矿区资料,宝兴厂矿段主要于35.8Ma成矿。因此,宝兴厂铜钼金矿化集中区成矿年龄与宝兴厂小岩体群的侵位年龄一致,属于同一构造-岩浆-成矿系统产物,成矿时代略晚于成岩时代,甚至成岩年龄和成矿年龄间存在一个较长时期的时间差滞后。3岩石化学和成矿3.1岩石类型及岩、碱、碱长花岗斑岩岩组通过对矿区44件斑岩样品的测试分析,归纳总结矿区斑岩的岩石类型及其化学成分数据,见表2。根据表2数据,4期岩浆岩在图2的AFM图解中,投点全部落在过铝质花岗岩区。同时,用里特曼指数法来反映岩石和岩系的碱性程度,即用σ=2(K2O+Na2O)/(SiO2-43)值来划分岩系的方法。经计算,九顶山矿区斑岩的里特曼指数正长斑岩或石英正长斑岩、斑状花岗岩、花岗斑岩以及钾质碱性花岗岩、碱性花岗岩、碱长花岗斑岩分别为2.93～6.09(平均为4.15)、1.86～2.55(平均为2.31)、2.26～4.17(平均为2.82)、2.24～3.60(平均为2.87),正长斑岩属碱质弱的钾质碱性岩系,斑状花岗岩、花岗斑岩以及钾质碱性花岗岩、碱性花岗岩、碱长花岗斑岩属碱质中等的钙碱性岩系。分异指数DI正长斑岩或石英正长斑岩、斑状花岗岩、花岗斑岩以及钾质碱性花岗岩、碱性花岗岩、碱长花岗斑岩分别为73.73～86.20(平均为82.37)、84.85～90.47(平均为89.57)、67.00～90.26(平均为84.45)、83.68～93.67(平均为86.51)。分异指数DI=Q+Or+Ab+Ne+Lc+Kp,其中Q、Or、Ab、Ne、Lc、Kp分别为石英、正长石、钠长石、霞石、白榴石和六方钾霞石组分的含量,分异指数就是这六种标准矿物组分的总和。固结指数SI正长斑岩或石英正长斑岩、斑状花岗岩和花岗斑岩以及钾质碱性花岗岩、碱性花岗岩、碱长花岗岩分别为0.6～24.92(平均为9.23)、3.92～12.44(平均为9.42)、3.92～12.35(平均为7.37)。DI和SI表明由中酸性(正长斑岩、石英正长斑岩)→酸性花岗岩(斑状花岗岩、花岗斑岩)→碱性花岗岩,岩浆的分异演化较彻底,酸性程度较高。固结指数SI=100w(MgO)/[w(MgO)+w(FeO)+w(Fe2O3)+w((Na2O)+w(K2O)]。岩石类型在岩石化学方面的总体特征是:w(SiO2)61.37%～74.98%,平均68.97%,低于世界花岗岩的平均值,属中酸性到酸性岩,以酸性岩为主,表现出高钾富碱富铝的特征。并且由I期的正长斑岩→Ⅱ期斑状花岗岩→Ⅲ期的花岗斑岩→Ⅳ期的碱长花岗岩,酸度呈逐渐略增的势头,并按此进行演化。与世界A型花岗岩相比,岩体w(SiO2)较低,w(Al2O3)较高,w(K2O+Na2O)相当,w(K2O)较高,w(K2O)/w(Na2O)较高。在侵入岩分类的TAS图上,投点分布在正长岩、花岗岩、碱性花岗岩区,如图3所示。与野外观察和镜下的鉴定结果吻合。最后,根据表2及相关岩石化学资料,将主量元素含量投在图4(a)(Na2O+K2O-CaO)-SiO2图上,正长斑岩、钾质碱性花岗岩、碱性花岗斑岩、碱长花岗斑岩(除两个点落在碱钙性区外)投点均落在碱性岩区,花岗斑岩、斑状花岗岩大部分落在碱钙性岩区,少量的花岗斑岩落在碱性岩区。在图4(b)(K2O)-SiO2图上投点均落在高钾钙碱性系列-钾玄岩系列。3.2成矿物质来源按照分析,由I期的正长斑岩→Ⅱ期斑状花岗岩→Ⅲ期的花岗斑岩→Ⅳ期的碱长花岗岩,酸度呈逐渐略增的势头,并按此进行演化。根据九顶山矿区不同矿体与岩体的对应关系,矿区斑岩体与矿化关系密切的是Ⅱ、Ⅲ期。I期不成矿,角岩、矽卡岩的形成与斑状花岗岩关系密切,应是斑状花岗岩与围岩灰岩或砂岩接触经过接触变质作用形成的,Ⅱ期岩体蚀变较弱,主要形成磁铁矿、矽卡岩型矿、块状硫化物矿。Ⅲ期岩体蚀变较强,主要形成与斑岩有关的铜、钼、金矿化。成矿岩体主要以花岗斑岩为主,次为斑状花岗岩,斑岩体的年龄值在33～38Ma。九顶山铜钼多金属矿床的赋存位置与花岗斑岩,在空间上紧密相连,其成矿时代,大多集中于34～36Ma,也与花岗斑岩的成岩时代非常接近。同时,花岗斑岩中大量发育的镁铁质暗色微粒包体、浸染状铜、钼等矿化和各种脉体,为九顶山矿区成矿提供了丰富的成矿物质来源。综上所述,在九顶山复式杂岩体中,尽管发育了多种类型的岩浆岩,但铜钼金矿化则与34～36Ma侵入的花岗斑岩有关。4岩、敦煌斑岩岩浆成因九顶山矿区构造-岩浆活动强烈,成矿地质背景有利。矿区的斑岩体主要类型有正长斑岩、斑状花岗岩、花岗斑岩、碱长花岗