北－中祁连过渡带龙王山花岗岩体与花石峡钨钼矿关系讨论

发布时间：2019-12-25

　　摘要：花石峡钨钼矿位于青海省东部的互助县，大地构造位置处于北祁连造山带南缘，为典型的矽卡岩型钨钼矿，其与岩浆侵入活动有关。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对花石峡钨钼矿区外围二长花岗岩体进行了年代学定年，获得(418.2±1.1)MaU-Pb年龄。岩石地球化学特征显示为高钾钙碱性系列，轻稀土元素富集，重稀土元素较亏损，δEu为0.50～0.88，具弱负Eu异常。微量元素富集大离子亲石元素，而明显亏损高场元素和重稀土元素。地球化学特征表明，龙王山花岗岩是板块碰撞期阶段的产物，属I型花岗岩，岩浆来源于下地壳。龙王山花岗岩同位素的获取，表明花石峡钨钼矿的成矿时代与岩浆侵入时间相近，为晚志留世。龙王山二长花岗岩为该矿提供了热源和物源。

　　关键词：龙王山花岗岩;锆石测年;花石峡钨钼矿;地质特征;祁连地区

　　祁连山构造带是在元古代褶皱基底上发展起来的造山带，既是中国大陆主要造山带，也是国内重要的构造成矿带(张小军等，2003)。区域上北祁连造山带北邻阿拉善地块，南接中祁连地块，西端以阿尔金断裂为界与敦煌地块相望。自西往东主体沿托来山、大通北山、大坂山等地展布。由于特殊的构造位置和成矿背景，该造山带长期以来倍受地学界关注。自20世纪70年代至今，前人在该地区取得一系列研究成果(肖序常等，1978;李春昱等，1978;左国朝等，1987;陈化奇，2007;刘宝山等，2016)，并且在北祁连造带相继发现了小柳沟钨钼、塔尔沟钨矿等代表的典型矿床或矿(化)点12余处，表明祁连山地区也是中国西北地区最重要的钨资源区(毛景文等，1999;张作衡等，2002;刘晓煌等，2007)。20世纪60年代通过1∶20万天祝县幅区调在北祁连山首次发现了花石峡钨钼矿①。由于该区交通不便，地理环境、相对高差极大等因素的影响，目前有关花石峡钨钼矿的特征、矿床成因及成矿时代的研究比较滞后，导致这一地区找矿勘查一直未取得重大突破。

　　笔者通过参加青藏高原基金项目“青海1∶50000玉龙滩地区4幅区域地质调查”②，在已有区域资料研究基础上，通过对该项目成果资料的总结，从矿床地质、地球物理、地球化学资料及矿区主要矿体的地、物、化综合剖面等方面进行再研究。重点对该矿点地质特征、成因及与有关二长花岗岩年代学特征进行探讨，以期对该地区下一轮地质找矿工作提供基础资料。

　　1区域地质背景

　　1.1大地构造位置

　　本次研究的花石峡钨钼矿位于青海省东部的大坂山脉，地理坐标为东经102°10′50″，北纬为36°53′58″，大地构造位置整体处于北祁连构造带和中祁连地块结合位置(张雪亭等，2007)(图1)。祁连山为一复合型造山带，曾经历了元古宙时期的原始大陆裂解、愈合，震旦纪末至志留纪大陆裂谷演化(俯冲体制与裂谷体制共存)，志留纪末的碰撞造山作用以及泥盆纪以后的陆内造山作用等复杂的构造演化过程。

　　区域断裂构造发育，规模较大的断裂有冷龙岭北缘大断裂、宝库河-峨堡河北缘断裂和托莱河-南门峡断裂。总体构造线以北西西向为主，构成该地区的主体构造格架，并对地层起控制作用。

　　1.2地质建造构造

　　研究区内地层区划以托莱-南门峡断裂为界，北部归属北祁连山地层分区，南部分属中祁连地层分区，地层发育。北祁连地层分区内，古元古界托赖岩群(Pt1T)构成本区结晶基底，主要以一套片麻岩、片岩、大理岩为主，夹石英岩的中高级变质岩系，变质程度达角闪岩相;下古生界组成本区地层的主体属弧后盆地或岛弧滨浅海相碎屑岩、火山岩建造沉积，包括奥陶纪阴沟群(O1Y)、大梁组(O2d)、扣门子组(O3k);志留纪为肮脏沟组(S1a)、泉脑沟山组(S2q)，属滨浅海页岩、砂砾岩、粉砂岩板岩，并夹有泥灰岩、灰岩扁豆体地层序列;上泥盆统老君山组(D3l)为陆相沉积，为一套磨拉石粗碎屑岩建造组合。上泥盆统羊虎沟组(C2y)为海陆交互相含煤碎屑岩夹碳酸盐岩建造沉积。中生界仅有下白垩纪统河口组(K1h)淡水滨湖相碎屑岩夹灰岩、石膏建造沉积(孙崇仁等，1997)。中祁连地层分区内以发育蓟县纪滨浅海湟中群磨石沟组(Pt22m)、青石坡组(Pt22q)石英岩、砂岩、粉砂岩及页岩建造组合为主，次有少量新近纪地层，第四系松散沉积物大量分布于山前和沟谷地带。寒武—奥陶系达坂山构造混杂带有碎屑岩组合、基性火山岩组合、碳酸盐岩组合和少量中-酸性火山岩组合，彼此之间混杂较多蛇绿岩组分构造岩块或透镜体。区域上成矿事实表明，古元古代托赖岩群及达坂山构造混杂岩为区内铁、铜、钨、钼等的赋矿层位，具有优越的地质成矿条件。

　　区域岩浆活动强烈而频繁。岩石类型较多，基性、超基性岩、中酸性岩等均有产出，其中以中酸性岩最为发育。多呈岩基、小岩株状，侵入时代以加里东期为主，岩石组合为二长花岗岩、花岗闪长岩、正长花岗岩等，前寒武纪变质花岗岩少量产出。火山岩广泛产于寒武、奥陶纪的古海相地层中，受区域构造控制，具有多类型、多时代、多成因和形成于多种构造环境的特征(贾群子等，2006)。

　　2龙王山花岗岩体特征

　　2.1岩体规模、形态及产状

　　研究区花石峡钨钼矿区龙王山花岗岩体主体位于龙王山一带(图2)，出露面积约50km2。主要侵入于古元古界托赖岩群角闪岩相变质岩、早古生代达坂山构造混杂岩低绿片岩相大理岩中，在科胜措卡一带侵入于蓟县纪磨石沟组、青石坡组浅变质碎屑岩中，侵入界线清楚。岩体呈岩基、岩株或岩瘤状产出，平面图上呈多个不规则椭圆形，长轴方向以北西向为主。空间上以龙王山和科胜措卡侵入体出露面积最大，其余呈小岩体在本区零星出露。

　　2.2岩性特征

　　龙王山花岗岩体以二长花岗岩和花岗闪长岩为主，石英闪长岩零星出露。岩石以浅灰色、浅灰白色为主。岩体中见少量暗色包体，与寄主岩界线清楚，多呈深灰色，直径为1～40cm，形态呈棱角状-椭圆状，少数呈次浑圆状。

　　中细粒二长花岗岩：灰白色，半自形粒状结构，块状构造。由钾长石(33%)、斜长石(32%)、石英(25%)及少量绢云母(4%)、黏土矿物等组成。钾长石呈半自形粒状，具弱的高岭石化，晶内可见斜长石条纹及斜长石包裹体。斜长石呈半自形粒状，晶内可见聚片双晶及绢云母蚀变物。石英呈他形粒状，见波状消光。绢云母呈细小鳞片状，散布于斜长石内。高岭石呈显微鳞片状，由长石变化而成。绿泥石呈鳞片状，为斜长石的变化物。副矿物有褐铁矿、锆石等，含量微。

　　花岗闪长岩：中细粒花岗结构，他形-半自形粒状结构，块状构造。岩石矿物由斜长石(40%～57%)、石英(25%～28%)、黑云母(6%～10%)及钾长石(6%～12%)组成。斜长石呈半自形板状晶及半自形粒状晶，具环带构造。钾长石呈他形粒状晶，格状双晶发育，为微斜长石。石英呈他形粒状及不规则粒状晶。黑云母呈片状，色泽呈褐色，多色性显著，具绿泥石化蚀变。副矿物为磷灰石、白钛石、绿帘石。

　　石英闪长岩：岩石为灰-浅灰白色，细粒半自形粒状结构，块状构造。岩石矿物由斜长石、钾长石、石英、黑云母和角闪石组成。斜长石含量为54%～60%，呈半自形粒状晶，少数呈半自形柱状晶。钠长石双晶常见，测得An=35左右，为中长石。钾长石含量为1%～3%，他形板状，具黏土化，为微斜长石。石英含量为5%～15%，呈充填状，分布在中长石和暗色矿物。角闪石含量为10%～15%，呈柱状晶，部分呈粒状晶。角闪石和黑云母片的大小为0.1mm×0.4mm，以细粒级晶粒为主。黑云母含量为5%～8%，被绿石交代，析出榍石。其他矿物为磷灰石(少量)、锆石(微量)、褐铁矿、白钛石。

　　2.3岩石化学、微量元素特征

　　岩石地球化学样品均采于与成矿关系密切的龙王山花岗岩体中，共7件，其中1～3号采自细粒花岗闪长岩，4～7采自二长花岗岩。样品由国土资源部武汉矿产资源监督检测中心实验室完成分析，主量元素分析采用熔片法-X射线荧光光谱法(XRF)、容量法及重时法测定;微量元素和稀土元素采用等离子质谱法(ICF-MS)、X射线荧光光谱法(XRF)及等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定，分析结果见表1、表2。

　　2.3.1岩石化学特征

　　由表1可看出，龙王山花岗闪长岩和二长花岗岩两类岩石具有相似的岩石化学特征：SiO2含量为67.02%～72.45%，平均值为70.61%，接近于世界花岗岩I型(578)平均值(69.17%)，表现出酸性花岗岩的化学成分特征。TiO2含量为0.24%～0.61%，平均值为0.38%，略低于世界花岗岩I型平均化学成分(0.48%)(吴锁平等，2007);Al2O3含量为13.88%～15.78%，平均值为14.55%，略高于世界花岗岩S型(578)平均值(14.10%);Na2O+K2O含量为5.08%～7.22%，碱含量偏高，K2O/Na2O=0.54%～1.67%，总体呈酸性，富碱，高K，贫P(P2O5为0.07%～0.18%)，碱度率AR为1.69%～2.58%;A/ACNK为1.03～1.06，岩石CIPW标准矿物组合为Q、Or、Ab、An、C、Hy，属SiO2过饱和型。在火成岩的AFM图解中(图3a)显示岩石具有钙碱性系列趋势，并具有富碱贫镁的特征;在ACNK-ANK图解中(图3b)，样品均落于过铝质花岗岩区;在SiO2-K2O图解中(图3c)样品在钙碱性系列和高钾钙碱性系列分布。

　　总体上龙王山花岗岩由早期花岗闪长岩向晚期二长花岗岩演化，具高MgO、Al2O3、K2O、CaO，低Fe2O3、Na2O、TiO2的特点，与P2O5-SiO2图解和Na2O-K2O图样品投点取得一致的结果，表明该岩体属I型花岗岩(吴锁平等，2007;李献华等2007;COLLINSetal.，1982)。

　　2.3.2微量元素特征

　　表2列出了岩石样品的稀土、微量元素数据。两类岩石稀土总量变化不大(ΣREE=127×10-6～298×10-6，平均值为175.29×10-6)，轻稀土元素含量为118×10-6～280×10-6，重稀土元素含量为9.23×10-6～18.00×10-6，LREE/HREE=10.7～16.9，(La/Yb)n=11.8～24.9，轻重稀土分馏强烈，δEu为0.50～0.88，弱负Eu异常，表明在成岩过程中存在一定程度的斜长石分离结晶作用。在稀土元素球粒陨石标准化分配模式图中(图4a)，各样品的稀土配分曲线向右倾斜且近于平行，表现为轻稀土富集而重稀土亏损配分模式。总体上反映龙王山花岗岩是下地壳部分熔融分离结晶的产物，具地壳重熔型花岗岩特征。

　　在以原始地幔为标准化蛛网图(图4b)中，龙王山花岗岩取得较为一致的曲线形式，呈现左侧明显凸起，而右侧较平缓的分布型式，相对富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子元素(LILE)，而明显亏损Ta、Nb、Ti等高场元素(HFSE)和重稀土元素，显示出岛弧岩浆岩的基本特征(WILSON，1989)。大离子不相容元素Sr呈弱富集，且具有Ba、Sr和P负异常。P、Ti等元素的负异常，可能与源区有斜长石、磷灰石、角闪石等矿物的残留有关。Rb/Sr为0.17～0.57，平均值为0.39，介于上地幔值(0.034)与地壳值(0.35)之间(TAYLOR，1965)，同样反映出壳源的特点。

　　2.4岩体时代测定

　　2.4.1测试原理

　　本次用于LA-ICP-MS的锆石原位微区同位素样品(样号IJD3041)，采自于矿点西侧(图2)，样点地理坐标为北纬36°55′08″，东径102°09′38″，岩性为灰白色细粒二长花岗岩。样品在河北廊坊地质调查院实验室完成，先机械性粉碎样品至100目，利用重力分选方法进行锆石的挑选，在双目镜下选择了25颗透明度好、包裹体少、无裂隙、晶形好、颗粒较大的锆石。锆石单矿物制靶在天津地质矿产研究所进行。在双目镜下将分选的锆石和具有代表性的锆石粘贴在双面胶上，并对其表面进行抛光至锆石内部暴露，然后进行锆石显微照相、阴极发光(CL)显微图像研究。并利用激光等离子体质谱法(LA-ICP-MS)进行测试。样品测试仪器设备为NEP-TUNE，数据处理软件为GLITTER4.4，年龄计算、制作图形软件为Isoplot3.23。锆石的测年的精度、分析流程和原理详见梁细荣等(2002)。

　　北-中祁连过渡带龙王山花岗岩体与花石峡钨钼矿关系讨论相关期刊推荐：《西北地质科学》(季刊)创刊于1964年，由中国地质学会、西安地质矿产研究所主办。主要报道西北地区地质大调查中造山带地质、资源地质、水文地质与环境地质、数字地质方面的创新性研究成果，反映中国地质调查局西北地区地调项目管理、工作动态及地调最新进展。