Question

矿区岩浆岩

Answer 1

6.2.3.1 矿区岩浆岩概述

岩浆岩主要以印支期中期中-中酸性石英闪长岩为主，其次为中-酸性岩（图6.6）。按岩石性质、相互穿插关系、区内岩浆活动大致分四次侵入，其特征见表6.2。其中以第二次侵入活动规模最大，形成了赛什塘复合岩体的主体——石英闪长岩及其分支岩脉；其他三次侵入活动规模都很小，是同一深源母岩浆分异和脉动的产物，主要形成闪长玢岩、斜长花岗斑岩、花岗斑岩、石英斑岩、花岗岩等岩脉。矿区岩体主要岩性为石英闪长岩（含相关的斑岩和玢岩），其次有闪长玢岩、闪长岩、石英二长岩、细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩及斜长花岗斑岩等脉岩，对矿体的富集或贫化以及形态有一定的改造和破坏作用。

（1）石英闪长（斑）岩

为区内主体岩石，沿雪青沟背斜核部呈北西-南东向展布，并沿地层顺层侵入出现多个岩枝、岩席，岩体内部可见密集浸染状磁黄铁矿化，与硅化千枚岩的接触带可见较强的矽卡岩化、硅化，并形成矽卡岩型矿体。

图6.6 青海赛什塘铜多金属矿床基岩地质图

（据吴庭祥，2010修改）

1-6.中三叠统；1.千枚岩、大理岩、变长石石英砂岩、变粉砂岩及微晶石灰岩；2.千枚岩、变长石石英砂岩夹大理岩、变粉砂岩及微晶石灰岩；3.千枚岩、变长石石英砂岩夹变粉砂岩及大理岩；4.千枚岩及变长石石英砂岩；5.变长石石英砂岩及千枚岩；6.条纹（带）状粉砂-千枚岩夹层矽卡岩、不纯硅质岩；7.石英闪长岩；8.花岗斑岩；9.闪长玢岩；10.矿体；11.断层及其编号；12.背斜、向斜轴；13.地质界线

表6.2 赛什塘岩体侵入特征对比表

（据青海省第三地质队资料）

岩石具似斑状结构，斑晶占55%，主要由斜长石、石英、角闪石、少量黑云母及硫化物组成，粒度0.3～1.5mm。部分黑云母出现绿泥石化。角闪石多蚀变为斜绿泥石。基质由微晶石英、长石、角闪石及黑云母组成，粒度0.02～0.05mm。可见后期方解石脉穿插斑晶和基质。

（2）闪长（玢）岩

为区内主体岩石，与石英闪长岩的接触关系不明，其基性组分明显多于石英闪长岩，岩体本身及近岩围岩蚀变较强，与矿化关系密切。岩石具似斑状结构，斑晶由斜长石、角闪石和少量石英构成，基质为微晶-细粒结构，由角闪石、斜长石及少量黑云母组成。局部出现强蚀变，角闪石大部分蚀变为斜绿泥石，斜长石蚀变为绢云母。

（3）石英斑岩

主要呈岩脉出现，多见于矿区上部，其内部可见星散状黄铁矿，但近岩围岩蚀变弱，与成矿关系不大。岩石具斑状结构，斑晶主要由石英及少量斜长石组成。粒度0.1～0.6mm，占40%左右，基质为隐晶-微晶结构，由石英、长石、少量黑云母、白云母组成。岩石局部出现方解石化、黄铁矿化。

6.2.3.2 岩浆岩的地球化学特征

选择14件侵入岩样品进行岩石化学成分分析，17件样品进行稀土、微量元素分析，将分析结果用Geokit软件（路远发，2004）投图，得出各样品的A/KNC（Al₂O₃/（K₂O＋Na₂O＋CaO））比值为1.27～4.24，A/NK（Al₂O₃/（K₂O＋Na₂O））比值为2.42～11.47，本区岩浆岩主要属于过铝质花岗岩（图6.7）。由花岗岩成因系列的Na₂O-K₂O图解及综合相关资料（杨德彬等，2006）分析后可知，岩体大部分为I型花岗岩（图6.8）。经分析岩体各参数，如K₂O、SiO₂、赖特指数A.R等，本区岩体大部分属于钙碱性系列（图6.9）。岩浆岩的∑REE为85.8×10^-6～157×10^-6，平均值为122×10^-6，LREE为68.8×10^-6～125.11×10^-6，平均值为99.01×10^-6；HREE 为10.46×10^-6～39.68×10^-6，平均值为22.98×10^-6；LREE/HREE比值为2.62～7.56。岩石的铕异常（δEu）介于0.34～1.12之间，表明岩石曾经历过斜长石的结晶分离（李昌年，1994）。由稀土配分模式图（图6.10）可见，本区岩体的配分曲线比较相似，均为右倾型，轻稀土一侧较陡，重稀土一侧趋于平缓。但从第一期到第三期侵入岩体的稀土配分曲线由缓变陡，即重稀土含量逐渐降低，体现出从早期到晚期稀土分异性增强。

图6.7 赛什塘岩体A/NK-A/CNK图解

图6.8 赛什塘花岗岩成因系列图解

图6.9 赛什塘岩浆岩系列判别图

图6.10 赛什塘矿床不同期次侵入岩的稀土元素球粒陨石标准化分布模式图

6.2.3.3 岩浆岩源区性质

岩浆岩的研究中，岩浆源区的判别也是一个很重要的问题。在地幔岩石部分熔融过程中，Y和Tb元素具有十分相似的化学特性。它们在火山岩中的比值，能够代表它们在幔源区中的比值（Bougault et al.，1980）。本区的火山岩在此图中的投点多在30的上下浮动，部分在20左右浮动（图6.11），表明火山岩具有Y/Tb值高低不同的两个幔源区，其中低Y/Tb值（20）为受其他物源污染的岩浆。

根据史仁灯等（2004）的研究，近代板块汇聚带的俯冲作用，一般都是通过岛弧火山岩幔源区中是否卷入了陆源或者深海沉积物来证明。而Y/Tb值可以查明火山岩中是否有深海沉积物的卷入，以及是否存在洋壳俯冲作用。Turekian et al.（1961）认为，深海黏土沉积物或者沉积岩具有最低的Y/Tb值，平均值为15。如果岛弧岩浆岩幔源区中卷入了深海泥质沉积物，那么所形成的岩浆必然会有低的Y/Tb值，而且卷入的沉积物越多，所形成的岩石的Y/Tb值越低。本区火山岩的Y/Tb值约为30左右，说明源区可能是由柴达木地块东南缘岩石圈地幔构成的地幔楔形体。

图6.11 岩浆的Y/Tb-Y源区判别图解

赛什塘矿区岩浆的来源可能包含了俯冲的年轻大洋板片的重熔和地幔楔形体的重熔。前者包含了洋壳玄武岩和卷入俯冲带的深海软泥沉积物，携带了丰富的成矿元素，为成矿作用提供了物质来源。

6.2.3.4 岩浆岩形成的构造背景

多数地质工作者研究认为，岩浆岩成分与构造环境有关，即不同构造环境可以产生不同系列的岩浆岩，而不同系列的岩浆岩又具有不同的地球化学特征。

在Nb-Y、Rb-（Yb＋Ta）、Rb-（Yb＋Nb）和Ta-Yb图解中（图6.12），几乎所有岩浆岩的样品都落在火山弧花岗岩（VAG）的范围内，个别点落在该区范围附近。在R₁-R₂图解中（图6.13）该套岩体几乎所有点落至钙碱性岩区，反映了碰撞前的构造环境。由此推断，该区的岩浆活动主要还是反映了钙碱性岩石特征，代表着大陆边缘火山弧构造环境，是岛弧形成过程中不同阶段的产物。

图6.12 赛什塘花岗岩的构造环境判别图

（Pearce et al.，1984）

图6.13 赛什塘地区岩体R₁-R₂图解

（据Batchelor et al.，1985）

R₁，R₂为阳离子数，R₁＝1000［4Si-11（Na＋K）-2（Fe＋Ti）］；R₂＝1000［6Ca＋2Mg＋Al］

①地幔斜长花岗岩（拉斑玄武岩质花岗岩）——地幔分异的花岗岩（T型花岗岩）；②钙碱性更长花岗岩（消减的活动大陆边缘花岗岩）——碰撞前的花岗岩（I型科迪勒拉花岗岩）；③高钾钙碱性花岗岩（加里东型深熔花岗岩）——碰撞后隆起的花岗岩（I型加里东花岗岩）；④亚碱性二长岩（造山晚期——晚造山期花岗岩）；⑤碱性、过碱性花岗岩，非造山区的花岗岩（A型花岗岩）；⑥地壳熔融花岗岩（同造山花岗岩）——同碰撞花岗岩（S型花岗岩）

从赛什塘岩体A/MF-C/MF图（图6.14）中可以看出，样品点基本投到了基性岩的部分熔融地区，表明该岩体的源岩成分较单一，分离结晶可能是该岩体的主导成岩作用。结合野外见到岩体中有大量地层顶蚀残留体以及捕虏体等地质事实，分析其可能来源于由洋壳和岛弧建造组成的地壳，这些地壳在构造演化过程中很可能被埋深于下地壳，经后期的构造-岩浆热事件形成如今的赛什塘I型花岗岩。

图6.14 赛什塘岩体A/MF-C/MF图

A/MF＝Al₂O₃/（MgO＋FeO）；C/MF＝CaO/（MgO＋FeO）（均为分子比）

在Sr/Y-Y判别图（图6.15）中，样品有半数以上落入经典岛弧岩石的范围内，而部分样品则落入Adakite（埃达克岩）的范围内。

图6.15 赛什塘岩体Sr/Y-Y判别图

（据Defant and Drummond，1990）

埃达克岩是火山弧环境下，由俯冲的年轻大洋板片熔融所形成的火成岩（Defant et al.，1990），基性岩浆的分离结晶、地壳岩石的熔融、岩浆混合以及地幔楔的熔融均不能形成埃达克岩，但在增厚的地壳环境中，玄武质岩浆的底侵，下地壳的拆沉等深部动力学过程可形成埃达克岩（Defant et al.，1990；侯增谦等，2003；张旗等，2008）。

埃达克岩通常具有以下的地球化学特点，如 w（SiO₂）≥56%，w（Al₂O₃）≥15%，w（MgO）＜3%，w（Y）≤18×10^-6，w（Yb）≤1.9×10^-6，w（Sr）≥400×10^-6（Defant et al.，1990）。赛什塘矿区的闪长花岗岩、闪长石英玢岩、石英闪长岩和闪长玢岩、花岗斑岩的特征与埃达克岩的地球化学特征完全一致。

但是，从图6.15可见，样品点构成线形分布的区域，可能反映的是两种端元的混合。这两种端元分别位于埃达克岩和经典岛弧岩石的区域。