西南天山賽勒克臺薩拉地區(qū)花崗閃長巖巖石地球化學(xué)特征及找礦方向*

李朝旭，周欣，平利姣，馬言勝，龔勇

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局地球化學(xué)勘查與海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210007）

西南天山賽勒克臺薩拉地區(qū)花崗閃長巖巖石地球化學(xué)特征及找礦方向*

李朝旭*，周欣，平利姣，馬言勝，龔勇

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局地球化學(xué)勘查與海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210007）

西南天山賽勒克臺薩拉地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有銅金礦化存在，這些銅金礦化產(chǎn)于花崗閃長巖體中。對花崗閃長巖進行的巖石學(xué)、地球化學(xué)研究表明，花崗閃長巖主要由斜長石、鉀長石、石英和黑云母組成，微細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；巖石具有中—高鉀鈣堿性、I型花崗巖的特征；巖體形成于石炭紀，是南天山洋向北俯沖在天山南緣活動大陸邊緣形成的島弧巖漿侵入體，與埃達克巖有一定的相似特征；該地區(qū)的找礦方向應(yīng)以斑巖型礦床為主。

花崗閃長巖；I型花崗巖；斑巖型礦床；新疆

“亞洲金腰帶”是西南天山最為重要的成礦帶，尤其是新疆西天山境外的中亞鄰區(qū)產(chǎn)有眾多大型—超大型和世界級的銅金礦床。新疆西部那拉提山—額爾賓山一帶的天山及南北緣是“亞洲金腰帶”在我國西南天山的延伸，金成礦要素齊全，配置好（薛春紀，2014）。在此處已發(fā)現(xiàn)卡特巴阿蘇金銅礦、阿希金礦、薩日達拉金礦等一系列大型銅金礦床。地球化學(xué)勘查與海洋地質(zhì)調(diào)查研究院于2012年發(fā)現(xiàn)了賽勒克臺薩拉銅金礦點，并于2014年深入開展了銅金礦勘查工作，取得了較好的找礦成果。本文嘗試以賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖為對象，開展巖石地球化學(xué)特征研究，探討其代表的地質(zhì)意義，試圖為該地區(qū)金銅礦找礦方向提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

賽勒克臺薩拉地區(qū)位于阿吾拉勒裂谷帶中，北界為尼勒克斷裂，南界為那拉提北緣斷裂，空間上呈東西向帶狀產(chǎn)出，并向外延伸（圖1）。該裂谷帶形成于早石炭世。區(qū)域上，在早已固結(jié)的伊犁板塊內(nèi)部產(chǎn)生大陸裂谷，該地區(qū)表現(xiàn)為產(chǎn)生大陸有限拉張裂谷，產(chǎn)出下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組和艾肯達坂組的一套濱—淺海相火山熔巖，火山活動十分強烈，巖石為拉斑玄武巖及鈣堿性系列。早石炭世末—晚石炭世，裂谷曾有幾次短暫的閉合并最終于晚石炭世末閉合（牛賀才，2010），伴隨有早石炭世巖漿侵入活動，斷裂造成活化，使晚泥盆統(tǒng)艾爾肯組局部以飛來峰形式推覆于大哈拉軍山組之上（弓小平，2012）。

賽勒克臺薩拉地區(qū)出露主要地層為石炭系中酸性火山巖—火山碎屑巖建造及少量碎屑巖建造，雙峰式火山巖、火山碎屑巖及碎屑巖等。巖漿活動以中酸性巖漿侵入活動為主。

圖1 區(qū)域位置簡圖Fig.1 Regional simplifed geological map

花崗閃長巖在賽勒克臺薩拉銅金礦點出露范圍最大，呈巖床和巖株狀，是熱液蝕變及金銅礦化的主要容礦地質(zhì)體。其次有二長花崗巖出露，侵入期次較晚，呈巖脈或巖枝狀侵入在花崗閃長巖中。在花崗閃長巖和安山巖中發(fā)育有一系列的熱液蝕變，主要有鉀長石化、硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等（圖2）。

花花崗閃長巖呈灰白色—淺肉紅色，微細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為斜長石（55%）、石英（25%）、鉀長石（10～15%）、黑云母（5%），有少量磁鐵礦、榍石、磷灰石。斜長石呈板條狀具熔蝕結(jié)構(gòu)，粒度大小不一不同程度絹云母化；石英呈它形充填于斜長石裂隙中；鉀長石呈它形不規(guī)則狀分布于斜長石和石英之間；黑云母呈片狀多數(shù)已被綠泥石替代（圖3a、3b）。

圖2 賽勒克臺薩拉地質(zhì)簡圖1.安山巖；2.花崗閃長巖；3.二長花崗巖；4.花崗閃長斑巖；5.鉀化帶；6.絹英巖化帶；7.青磐巖化帶；8.金礦體Fig.2 Simplifed geological map of SaileketaiSala1.andesite； 2.granodiorite； 3.monzonitic granite； 4.granodiorite-porphyry；5.potassic zone； 6.Phyllic zone； 7.Propylitization zone； 8.gold ore body

圖3　a 花崗閃長巖手標本照片F(xiàn)ig.3a Photo showing of granodiorite

圖3　b 花崗閃長巖顯微照片（正交偏光）Fig.3b Microscopy of granodiorite（orthogonal polarization）

3 樣品及分析

本次研究對賽勒克臺薩拉銅金礦點主要賦礦巖體花崗閃長巖開展主量和微量元素分析。巖石樣品取自鉆孔ZK601中，蝕變較少，樣品新鮮，沒有風(fēng)化。

巖石的元素組成分析是在廣州澳實礦物實驗室完成的。樣品先按照1∶5的比例放入Li2B4O7溶液中，在1050～1250℃下熔化，然后將熔化樣品制成玻璃薄片，在AB-104L-PW2404型X熒光光譜儀上進行主量元素分析，分析精度優(yōu)于1%，分析結(jié)果見表1。微量元素分析時，先把樣品粉碎并在瑪瑙罐中磨細至200目，取50 mg置于Teflon燒瓶中，分別用HNO3和HF溶解2天，然后加入HClO4進一步溶解，水浴蒸干后用5%HNO3溶液將樣品稀釋到50 mL，最后在ICP-MS型等離子體質(zhì)譜儀上完成微量元素分析，同時分析GBW系列標樣以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，分析精度優(yōu)于2%，分析結(jié)果見下表1。

表1 賽勒克臺薩拉地區(qū)花崗閃長巖元素分析結(jié)果表Table 1 The elemental analysis results of granodiorite in SaileketaiSala area

續(xù)表1

4 討論

4.1 巖石類型

（1）賽勒克臺薩拉地區(qū)花崗閃長巖中SiO2含量為65.41～71.41%，平均含量66.83%，堿含量w（Na2O+K2O）為5.01～6.59%，平均值5.96%，將表1中數(shù)據(jù)經(jīng)CIPW標準化之后在QAP圖解（圖4a）和TAS圖解上投點，可見樣品落點基本都在花崗閃長巖區(qū)域，這與野外觀察和巖礦鑒定的巖石特征一致。

圖4　a 賽勒克臺薩拉花崗閃長巖QAP圖解1a.石英巖；1b.富石英花崗巖類；2.堿長花崗巖；3.花崗巖（3a.花崗巖3b.二長花崗巖）；4.花崗閃長巖 ；5.英云閃長巖；6*.石英堿長正長巖；7* .石英正長巖 ；8* .石英二長巖；9* .石英二長閃長巖、石英二長輝長巖；10* .石英閃長巖、石英輝長巖、石英斜長巖 6.堿長正長巖；7.正長巖；8.二長巖；9.二長閃長巖、二長輝長巖；10.閃長巖、輝長巖、斜長巖Fig.4a QAP diagram of granodiorite in SaileketaiSala1a.quartzite；1b.rich quartz granite；2.alkali feldspar granite；3.granite（3a.granite 3b.monzonitic granite）；4.granodiorite；5.tonalite；6*.normarkite 7*.quartz-syenite；8*.quartz monzonite；9*.quartz monzodiorite，quartz monzogabbro；10*.quartz diorite，quartz-gabbro，quartz-anorthosite；6.alkali feldspar syenite；7.syenite；8.monzonite；9.monzodiorite，monzogabbro；10.diorite，gabbro，anorthosite

圖4　b 賽勒克臺薩拉花崗閃長巖巖體TAS圖解1.霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖；2 副長深成巖；3 似長石正長巖；4 似長石輝長巖；5 似長石二長閃長巖；6 似長石二長正長巖；7 正長巖；8 二長輝長巖；9 二長閃長巖；10 二長巖；11 石英二長巖；12 橄欖輝長巖；13 堿性輝長巖；14 非堿性輝長巖；15 輝長閃長巖；16 閃長巖；17 花崗閃長巖；18 花崗巖；19 硅英巖Fig.4b TAS diagram of granodiorite in SaileketaiSala1.tawite/urtite/italite； 2.hypogene rock；3.feldspathoid syenite；4.feldspathoid gabbro； 5.feldspathoid monzodiorite；6.feldspathoid syenite；7.syenite；8.monzogabbro；9.monzodiorite；10.monzonite；11.monzonite；12.olivine gabbro；13.alkali gabbro；14.Non alkaline gabbro；15.gabbro-diorite；16.diorite；17.granodiorite；18.Granite；19.quartzolite SaileketaiSala

（2）花崗閃長巖中K2O含量為1.99～3.47%，平均值為2.49%，Na2O含量為2.23～4.05%，平均值為3.47%，w（Na2O）/w（K2O）為0.72～2.01，平均值1.49，里特曼指數(shù)δ=1.00～1.87，平均值1.52；SiO2-Na2O+K2O和SiO2-K2O圖解反映出巖石屬于中—高鉀鈣堿性系列（圖4c、圖4d）。

（3）MgO含量為0.79～1.49%，平均1.37%，Mg#=36.24～43.57，平均41.55，表明巖體經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異作用（葛文春，2000）；Al2O3含量為13.49～15.33%，平均14.96%；鋁飽和指數(shù)A/CNK（摩爾比）為0.92～1.03，均值0.96，A/NK-A/CNK圖解表明巖體基本上屬于準鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)巖石（圖4e）。

圖4　c SiO2-Na2O+K2O圖解（據(jù)Irvine and Baragar，1971）Fig.4c SiO2-Na2O+K2O diagram（base diagram from Irvine and Baragar，1971）

（4）巖石分異指數(shù)DI為67.09～75.05，平均值72.18，屬于演化程度較低的巖類，w（K2O）/w（Na2O）為0.5～1.3，平均值0.77，在Zr-SiO2巖石成因判別圖解（圖4f）中屬于Ι型侵入巖，在賽勒克臺薩拉鄰近的卡特巴阿蘇和穹庫什臺花崗巖也具有類似的巖石地球化學(xué)特征（徐學(xué)義，2010；馮博，2014）。

圖4　d SiO2-K2O圖解（據(jù)Peccerillo et.al.，1976）Fig.4d SiO2-K2O diagram（base diagram from Peccerillo et.al，1976）

圖4　e A/NK-A/CNK圖解（據(jù)Maniar & Picolli，1989）Fig.4e A/NK-A/CNK diagram（base diagram from Maniar & Picolli，1989）

圖4　f w（SiO2）-w（Zr）圖解（據(jù)Collins et al，1982）Fig.4f w（SiO2）-w（Zr） diagram（base diagram from Collins et al，1982）

（5）對8件樣品的稀土元素數(shù)據(jù)分析結(jié)果可見：稀土元素總量∑REE=76.8×10-6～116.8×10-6，平均值為93.3×10-6；含量較高，與一般酸性巖中的稀土含量特征一致；∑LREE/∑HREE=8.88～14.6，平均值11.42，（La/Yb）N=7.96～15.28，平均值 10.94；（La/Sm）N=2.90～5.95，平均值4.28；（Gd/Yb）N=1.02～1.46，平均值1.27，輕重稀土分餾作用較明顯，表明巖體經(jīng)歷了一定程度的分異（李昌年，1992）；全巖δEu=0.98～1.07，平均值0.98，表現(xiàn)出微弱的Eu負異常，由于斜長石對Eu的分配系數(shù)遠大于其他REE，因此Eu負異常與斜長石的結(jié)晶分異作用有關(guān)（韓吟文，2003）；全巖δCe=0.89～0.92，平均值0.90，表現(xiàn)出微弱的Ce負異常，表明巖體的形成環(huán)境接近大陸邊緣；從稀土元素配分曲線圖（圖4g）上可以看出，總體表現(xiàn)為強烈右傾型，輕重稀土分異明顯，輕稀土相對富集，表現(xiàn)出I型花崗巖的某些特征。

4.2構(gòu)造環(huán)境

（1）花崗閃長巖中微量元素以高的親石元素含量和低的親鐵元素含量為特征，不相容元素Rb、Th含量較高，暗示巖石具有過鋁質(zhì)花崗巖的特征。在微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖上（圖4h），花崗閃長巖表現(xiàn)出Nb、Ti、P等元素虧損和Ba、Rb、Th、K等元素富集，Nb、Ti、P等元素的虧損表明鈦鐵礦、磷灰石及金紅石已發(fā)生強烈的分離結(jié)晶，Ba的富集表明巖漿起源于島弧系統(tǒng)。這些特征表明本區(qū)的花崗閃長巖具有島弧花崗巖特征（范小軍，2011）。

（2）在Y+Nb-Rb和Hf-Rb/30-Ta×3構(gòu)造環(huán)境差別圖解（圖4i和4j）上，可以看出賽勒克臺薩拉地區(qū)花崗閃長巖樣品處在火山弧花崗巖區(qū)內(nèi)，結(jié)合稀土和微量元素特征判定本區(qū)的花崗閃長巖形成于島弧或活動大陸邊緣構(gòu)造背景。

（3）賽勒克臺薩拉地區(qū)位于尼勒克斷裂和那拉提斷裂之間，尼勒克斷裂代表了Terskey洋關(guān)閉后的縫合帶，那拉提斷裂為南天山洋閉合后形成的縫合帶，南天山洋的閉合時代為晚石炭末期（Li Q，2011）。賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖具有中—高鉀鈣堿性和I型特征的島弧花崗巖屬性，指示巖體可能是南天山洋向北俯沖在中天山南緣活動大陸邊緣的島弧巖漿侵入體，形成時代為石炭紀。

圖4　g 花崗閃長巖稀土元素球粒隕石標準化配分圖（底圖引自Sun and Mcdonough，1989）Fig.4g Chondrite-normalized REE patterns of granodiorite（base diagram from Sun and Mcdonough，1989）

圖4　h 花崗閃長巖微量元素原始地幔標準化素蛛網(wǎng)圖（底圖引自Sun and Mcdonough，1989）Fig.4h PM-normalized trace element patterns of granodiorite （base diagram from Sun and Mcdonough，1989）

圖4　i 侵入巖Y+Nb-Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖（底圖據(jù)Pearce et al，1984）Fig.4i Y+Nb-Rb tectonic environment discrimination diagram of intrusive rock（base diagram from Pearce et al，1984）

圖4　j Hf-Rb/30-Ta×3圖解（底圖據(jù)Irvine and Baragar 1971）Fig.4j Hf-Rb/30-Ta×3 diagram（base diagram from Irvine and Baragar，1971）

4.3 找礦方向研究

（1）最近許多研究表明：埃達克巖與斑巖銅—鉬—金礦床存在密切的成生聯(lián)系。在安第斯陸緣弧（智利北部），產(chǎn)出巨型斑巖銅礦的鈣堿性含礦斑巖也具有埃達克巖巖漿親合性（候增謙，2014）。埃達克巖指形成于島弧區(qū)的侵入巖，由俯沖洋殼部分熔融形成；該類巖石的地球化學(xué)特征如下：埃達克巖SiO2≥56%、Al2O3≥15%和MgO通常小于3%為其特點，Y和重稀土元素含量低，Sr含量高（很少小于400×10-6），富鈉（3.5%≤Na2O≤7.5%）等特征（王一帆，2015）。賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖與典型的埃達克巖具有一定的相似特征：高Na、高Al、高Sr、虧損HREE、相對虧損HFSE（Nb、Ti、P）等特征。

（2）斑巖型礦床是指與中性—酸性淺成—超淺成侵入巖有關(guān)的，以浸染狀、細脈浸染狀為主要礦化樣式的巖漿熱液礦床，主要產(chǎn)于會聚板塊邊界，包括大陸邊緣和島弧環(huán)境。與鈣堿性斑巖Cu-Au礦床有關(guān)的成礦斑巖，巖石組合為閃長巖—花崗閃長巖—花崗巖，大部分具有花崗閃長巖的巖石化學(xué)組成，屬鈣堿性—高鉀鈣堿性巖石。在世界范圍已發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅金礦，均發(fā)育類似的熱液蝕變系統(tǒng)和典型的蝕變分帶。蝕變系統(tǒng)一般包括早期的K硅酸鹽化，隨后的石英—絹云母化和晚期的青磐巖化，蝕變分帶通常呈環(huán)帶狀繞含礦巖體分布，自內(nèi)而外，依次為K硅酸鹽化帶→石英—絹云母化→青磐巖化帶。K硅酸鹽化通常發(fā)育于斑巖體內(nèi)部，呈面型分布。石英—絹云母化通常疊加于K硅酸鹽化之上，并環(huán)繞其分布，主體產(chǎn)出于斑巖體邊部。青磐巖化蝕變也可能出現(xiàn)較早，但延續(xù)時間很長，發(fā)育部位較高，疊加于前2個蝕變帶之上，主要發(fā)育在斑巖體頂部及其與圍巖接觸帶。

在賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖和圍巖中出現(xiàn)了典型的熱液蝕變系統(tǒng)和蝕變分帶，包括K硅酸鹽化帶→絹英巖化帶→青磐巖化帶等。這些特征與典型的斑巖型銅金礦都較為吻合。因此，賽勒克臺薩拉地區(qū)的找礦方向應(yīng)以尋找斑巖型礦床為主。

5 結(jié)論

（1）賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖形成于阿吾拉勒裂谷帶中，巖石主要由斜長石、石英、鉀長石、黑云母等組成，微細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，巖石屬于中—高鉀鈣堿型、準鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)I型花崗巖。

（2）賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖體為南天山洋向北俯沖在中天山南緣活動大陸邊緣的島弧巖漿侵入體，形成于石炭紀。

（3）賽勒克臺薩拉地區(qū)的花崗閃長巖體與埃達克巖有許多類似的特征，該地區(qū)具有尋找斑巖型銅金礦的潛力。

/References

［1］薛春紀，趙曉波，莫宣學(xué)，等，2014，西天山“亞洲金腰帶”及其成礦控制與找礦［J］，地學(xué)前緣，21（5）:128-155.

［2］牛賀才，單強，羅勇，等，2010，西天山玉希莫勒蓋達坂石英閃長巖的微量元素地球化學(xué)及同位素年代學(xué)研究［J］，巖石學(xué)報，10:2935-2945.

［3］弓小平，趙同陽，劉艷賓，等，2012，西天山阿吾拉勒成礦帶東段鐵礦成礦條件與成礦規(guī)律研究［M］.北京:地質(zhì)出版社:6-7.

［4］葛文春，林強，孫德有，等，2000，大興安嶺中生代兩類流紋巖成因的地球化學(xué)研究［J］，地球科學(xué):中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，25（2）:172-178.

［5］馮博，薛春紀，趙曉波，等，2014，西天山卡特巴阿蘇大型金銅礦賦礦二長花崗巖巖石學(xué)、元素組成和時代［J］，地學(xué)前緣，21（5）:187-195.

［6］徐學(xué)義，王洪亮，馬國林，等，2010，西天山那拉提地區(qū)古生代花崗巖的年代學(xué)和鋯石Hf同位素研究［J］.巖石礦物學(xué)雜志，29（6）:691-706.

［7］李昌年，1992，火成巖微量元素巖石學(xué)［M］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社:94-123.

［8］韓吟文，馬振東，2003，地球化學(xué)［M］.北京:地質(zhì)出版社:189-202.

［9］范小軍，屈夷陵，2014，北山地區(qū)花崗閃長巖體巖石地球化學(xué)特征與地質(zhì)意義［J］，地質(zhì)學(xué)刊，38（1）:34-40.

［10］Li Q，Lin W，Su W，et al，2011，SIMS U-Pb rutile age of low-temperature eclogites from southwestern Chinese Tianshan，NW China［J］，Lithos，122（1）:76-86.

［11］候增謙，2014，斑巖Cu-Mo-Au礦床：新認識與新進展［J］，地學(xué)前緣，11（1）:131-144

［12］王一帆，2015，埃達克巖的特征與斑巖型礦床的成礦聯(lián)系［J］，新疆有色金屬，2015.04.008：22-24.

Geochemical Characteristics and Future Prospecting of Granodiorite in Saileketaisala area，Southwest Tianshan

Li Zhaoxu，Zhou Xin，Ping Lijiao，Ma Yansheng，Gong Yong
（Institute of Geochemical Exploration and Marine Geological Survey.ECE，Nanjing Jiangsu 210007）

SaileketaiSala area in Southwest Tianshan has been found copper and gold mineralization，the copper and gold mineralization occurs in the granodiorite.The study of petrology，geochemistry of granodiorite shows，granodiorite is mainly composed of plagioclase，K-feldspar，quartz and biotite，fine particle hypidiomorphic granular texture，massive structure； the rock characteristics is middle-high potassium calcalkali，I type granite； the rock is an arc magma located in the south margin of active continental margins，which the South Tianshan ocean crust northward subduction in the Carboniferous，the rock characteristics is similar with adakite； future prospecting of this area should mainly be the porphyry deposits.

granodiorite； I type granite； the porphyry deposits； Xinjiang

P594

A

1672-5603（2016）02-001-8

*本項研究受國家自然科學(xué)青年基金項目（41102036）資助。

*第一作者簡介 李朝旭，男，1987年生，地質(zhì)礦產(chǎn)工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E-mail: boonsaks@126.com

2016-1-21；改回日期：2016-5-10。