喇嘛蘇銅礦區中酸性巖體微量元素特征及其成因分析

毛政利

(河南城建學院測繪工程學院，河南平頂山467036)

喇嘛蘇銅礦區是西天山造山帶中重要的銅多金屬礦化集中區［1-4］，礦區位于伊犁板塊中的溫泉—賽里木晚古生代弧前盆地賽里木推覆構造帶上。推覆構造的指向是由北向南推覆，其典型的地段是喇嘛蘇以西的克希阿克巴依塔勒，薊縣系逆沖在中石炭統之上，在石炭紀和二疊紀之間，均有一系列向南逆沖的推覆構造形成。該區前人做了大量的研究工作，基本可以確定本區斑巖體的形成時代是中晚泥盆世［5-6］，成礦物質既有來自地層的，也有來自深部巖漿的，成礦經歷了多次富集和改造作用，是一斑巖－矽卡巖型復成礦床［7-9］。本研究試圖根據喇嘛蘇銅礦區中酸性巖體的微量元素特征探討其形成環境和成因，為該區的構造及成礦地質背景研究提供有力證據。

1 中酸性巖體的基本特征

喇嘛蘇銅多金屬礦區中酸性巖體為華力西早期淺成—超淺成中酸性小巖體群，出露面積約0.65 km2。主要巖性為黑云母花崗閃長斑巖、黑云母斜長花崗斑巖、石英閃長玢巖等。巖體大多呈小巖脈、巖枝、巖株或巖床，少數呈小巖瘤，且巖體大小懸殊，大者為700 m×160 m，小者僅20 m×1 m或更小。在空間上這些小巖體為一北西向巖體群組成4個弧形巖體群，它們自北西向南東依次排布。

礦區內各巖體群的地表主體巖相分帶均不明顯，不同巖石類型之間在同一巖體中彼此呈漸變關系而沒有明顯的界線，野外難以劃分侵入期次，應為同期異相，是巖漿在冷卻過程中連續結晶分異的產物。主要蝕變有斜長石的絹云母化、鉀長石化，黑云母的綠泥石化，鉀長石的泥化、硅化等。

2 中酸性巖體的微量元素含量特征

2.1 主成礦元素與過渡族元素特征

喇嘛蘇銅多金屬礦區中酸性巖體樣品的分析結果見表1。

表1 喇嘛蘇銅多金屬礦區斑巖體主成礦元素與過渡族元素含量Table1 The content ofmain ore-form ing elements and transitional elements of porphyry in Lamasu copper polymetallic deposit ×10－6

從表1中可以看出，礦區中酸性巖體的主成礦元素與過渡族元素具有如下特征。

(1)中酸性斑巖體中主成礦元素Cu含量普遍明顯高于世界酸性巖平均值(即維氏值)，且含量變化大，最低為17×10－6，略低于維氏值，最高為1 052×10－6，為維氏值的52倍，平均值為254.17×10－6。與維氏值相比，本區銅的富集系數為1～52，平均為13，這與本區主要以銅的礦化富集特點相一致。

(2)斑巖體中Pb的含量一般高于維氏值，個別高達389×10－6，平均含量為68.5×10－6。富集系數為1.4～19.5，平均為3.4，且含量變化大，這表明本區Pb的富集程度較低，具有局部富集的特點。

(3)斑巖體中Zn的含量為(18～309)×10－6，變化較大，平均為78.11×10－6，略高于維氏值，富集系數為0.3～5，這也說明礦區內Zn的礦化不強，與Zn的局部富集的特點相吻合。

(4)巖體中Ni的平均含量接近于維氏值，而Ti、Cr、V則低于維氏值，這說明本區花崗斑巖體具有殼源型花崗巖的特征。

2.2 親石元素特征

根據本區中酸性巖體樣品的Rb、Ba、Th等大離子親石元素(LIL)以及Ta、Nb、P等高場強元素(HFS)的化驗結果，巖體樣品的高場強元素含量為(611.25～1 210.11)×10－6，平均值為1 331.211×10－6;大離子親石元素含量為(1 041.05～2 708.61) ×10－6，平均值為1 845.15×10－6，高場強元素與大離子親石元素含量比值為0.372 1～0.542 9;Rb、Ba、K、La、Sm和Th的含量較高，而Ta、Nb、Ti較低，而且Th含量遠遠地大于Ta含量。

3 中酸性巖體的成因分析

據Brown等［10］研究，正常的鈣堿性大陸邊緣弧花崗巖類巖石富親石元素和低的HFS、LIL含量比值;成熟弧的堿鈣性花崗巖類巖石具有高的LIL和HFS含量以及高的HFS、LIL含量比值;成熟弧的堿鈣性花崗巖類巖石貧Ba、Sr和Ti;產于消減帶、來自地殼的火成巖含較高的Rb、Ba、K、La、Ce、Sm，貧Ta、Nb、Ti，來自幔源的火成巖由于消減作用而選擇性富集Th而非Ta，因此，Th含量遠大于Ta，表明有消減的洋殼和流體的加入。對比本區親石元素的含量特征，可以認為，本區中酸性斑巖體應屬正常的鈣堿性大陸邊緣弧花崗巖類巖石，是產于消減帶而來自殼源的火成巖，在其形成過程中有可能有洋殼物質和流體的加入，同時也混染了圍巖。

花崗巖類巖石的非活動性元素構造環境判別見圖1。用喇嘛蘇銅礦區10個新鮮巖體樣品的分析數據投到判別圖中，可以看到，所有的點均落入火山弧花崗巖區域內，這進一步說明了本區花崗巖形成于板塊俯沖消減帶上火山弧環境。

圖1 喇嘛蘇銅礦區花崗巖類巖石非活動性元素構造環境判別Fig.1 Tectonic discrim ination diagram of non-active elements of porphyry in Lamasu copper polymetallic deposit

采用湯氏圖，根據本區中酸性巖體的微量元素含量比值及其異常值來探討巖體的成因。按Rb、Ba、Th、Ta、Nb、K、La、Ce、Sr、Nd、P、Zr、Sm、Ti、Y、Yb的順序用原始地幔標準化后作圖，見圖2。從圖中可以看出，區內中酸性巖體的微量元素比值蛛網圖具有如下特征:①從總體上看，曲線的起伏較大，沒有可循的規律，這是造山帶花崗巖的特征，而非造山帶花崗巖曲線一般較平緩，且具有強烈的Sr和Ba的虧損。②除個別樣品外，蛛網圖中有明顯的Rb、Ba、K、Zr的峰和Ta、Sr、Ti的谷。據Thompson［11］研究，在微量元素比值蛛網圖上，與俯沖作用有關的火成巖具有Ta、Ti、Nb的谷和K、Rb的峰，而大洋或大陸裂谷地區火成巖正好相反。由此也可以推斷，本區中酸性巖體的形成與板塊的俯沖作用有關，為大陸弧背景下的造山花崗巖。③從本區10個樣品的總趨勢看，蛛網圖中Ba的峰比較明顯，而Th相對來說是虧損的，由此可以看出，本區中酸性斑巖體的微量元素以富Ba為特征，這與造山花崗巖中的I型花崗巖的推斷相吻合，說明本區花崗巖類巖石為造山帶的I型花崗巖。④Nb略顯虧損，表明本區中酸性斑巖體主要表現為大陸殼的特征，但仍有洋殼物質的加入。說明本區巖體為正常大陸弧花崗巖類巖石。

圖2 喇嘛蘇銅礦區斑巖體的微量元素含量比值Fig.2 Ratio spider diagram of trace elements of porphyry in Lamasu copper polymetallic deposit

4 結論

(1)本區中酸性巖體中主成礦元素Cu含量與維氏值相比，銅的富集系數為1～52，平均為13，這與本區主要以銅的礦化富集特點相一致。Pb、Zn的富集程度較低，具有局部富集的特點。

(2)本區中酸性斑巖體應屬正常的鈣堿性大陸邊緣弧花崗巖類巖石，是產于消減帶而來自殼源的火成巖，在其形成過程中有可能有洋殼物質和流體的加入，同時也混染了圍巖。

(3)本區中酸性斑巖體的微量元素以富Ba為特征，這與造山花崗巖中的I型花崗巖的特征相吻合，說明本區花崗巖類巖石為造山帶的I型花崗巖。

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