藏東巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入巖序列鋯石年齡及地球化學特征

孟會明，李文昌,李超，祝向平，江小均，楊富成，楊后斌

1)昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系，昆明，650093；2)國家地質實驗測試中心，北京，100037；3)中國地質調查局成都地質調查中心，成都，610081；4)云南省地質礦產勘查院，昆明，650000

內容提要:巴達Cu—Au礦床位于玉龍成礦帶南段，為新近發現的碰撞型斑巖Cu—Au礦床，具有獨特的板內構造背景和較大的找礦潛力，引起了地質學家的廣泛關注。然而，礦區巖漿巖巖性組合復雜，厘定該區火山—巖漿的侵位時序及其巖石組合類型，有利于精細刻畫礦區的Cu—Au成礦作用，豐富碰撞型斑巖成礦理論模型。本文基于詳細的野外剖面實測及相關巖體侵位關系厘定，認為礦區存在同期2階段巖漿事件：① 始新世早階段富堿火山—侵入巖噴發—侵位事件；② 始新世晚階段云煌巖侵位事件。并對早階段凝灰巖、粗面巖和晚階段云煌巖進行鋯石U-Pb年代學研究，分別獲得206Pb/238U加權平均年齡為34.47±0.60 Ma、34.88±0.59 Ma和34.18±0.53 Ma，代表巴達火山—巖漿巖的噴發—侵位時代為始新世末期。巖石地球化學及Sr—Nd—Hf同位素研究顯示，巴達富堿火山雜巖體富集大離子親石元素(LILE)Rb、Sr、Ba和輕稀土元素，而虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta、Hf和重稀土元素，并表現出弱的Eu負異常(0.68～0.88)；巖石的[n(87Sr)/n(86Sr)]i 值介于0.70629～0.70851之間，εNd(t)值為-6.41～-1.57，εHf(t)值為0～4.4，兩階段Nd模式年齡和兩階段Hf模式年齡分別為0.98～1.37 Ga、0.72～1.09 Ga，表明巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體主要來源于受流體交代的富集地幔，并混染了少量地殼物質。綜合上述特征，認為巴達富堿火山—巖漿雜巖體形成于青藏高原后碰撞巖石圈拆沉伸展環境。

三江特提斯構造域是我國重要的成礦帶，東西延伸的特提斯構造帶向東至揚子陸塊后轉向東南，該轉折部位構造復雜，巖漿活動頻繁，成礦作用強烈，是解剖特提斯地質構造形成演化的重要“窗口”。位于該轉折部位的玉龍斑巖型銅(鉬)礦帶(以下簡稱“玉龍礦帶”)是金沙江—哀牢山—紅河富堿侵入巖帶的重要組成部分，同時也是我國最大的斑巖銅礦帶找礦遠景區之一。在該帶上已發現1個超大型，2個大型和2個中型斑巖銅礦床及20多個礦化點。這些超大型、大型斑巖型銅礦床的發現，吸引了大批地質學家的關注，并在含礦巖體形成時代、巖漿物質來源、構造背景和成礦機制等方面開展了大量工作(李蔭清等，1981；馬鴻文，1989；丁朝建等，1990；張玉泉等，1998a，b，c；Hou Zengqian et al.,2003；侯增謙等，2006；吳偉中等，2013，陳連喜等，2016)。而位于玉龍礦帶南段的巴達Cu—Au礦床在2014年經外圍勘查發現深部有銅金礦體，且規模較大，目前控制金資源量和銅資源量已達到大型銅金礦床規模，該礦床類型已被確定為富堿斑巖形成的中硫型淺成低溫熱液礦床(楊富成等，2020)。但該礦床形成的系統資料極其有限，研究程度仍然較低。尤其是礦區富堿火山—侵入巖演化序列及與Cu—Au成礦作用關系和形成時代等卻少有研究。本文在前人的研究基礎上，對巴達Cu—Au礦區富堿雜巖體開展詳細的巖相學解剖、鋯石U-Pb年代學和系統的巖石地球化學及Sr—Nd—Hf同位素研究，以探討雜巖體的形成時限、巖漿來源與動力學背景。本項研究既加深了該礦床成礦體系或成礦規律的認識，也為青藏高原東南緣新生代巖石圈構造演化和地球動力學過程研究提供新的窗口。

1 礦床地質背景

巴達Cu—Au礦區位于昌都—思茅陸塊內的芒康中生代坳陷帶內(圖1)，東鄰金沙江—哀牢山縫合帶，西鄰瀾滄江縫合帶，屬于金沙江—哀牢山—紅河富堿侵入巖帶的一部分。礦區出露地層較為簡單(圖2)，主要出露中生代和新生代地層。中生代地層主要為下白堊統景星組(K1j)和上白堊統南新組(K2n)，新生代地層為始新統拉屋拉組(E2l)和第四系(Q)。下白堊統景星組(K1j)，巖性以灰色—褐黃色鈣質粉砂巖、暗灰色泥質板巖為主(圖 2)。上白堊統南新組(K2n)第一巖性段(K2n1)巖性為淺灰色、灰白色中—細粒石英砂巖，為礦區主要的礦體圍巖；第二巖性段(K2n2)巖性為淺紫紅色鈣質礫巖夾巖屑砂礫巖和中—細粒石英砂巖。新生代地層發育較少，僅有始新統拉屋拉組(E2l)和第四系沖洪積沉積物(Qhal+pl)，拉屋拉組(E2l)為一套陸相火山噴發—沉積雜巖，其底部巖性為砂礫巖、砂巖、泥巖，含介形蟲、腹足類、輪藻等；中、下部為粗面巖、凝灰熔巖夾沉凝灰巖、沉火山角礫凝灰巖；上部為含煤巖系，以長石砂巖為主；全新統沖洪積物(Qhal+pl)為灰黃—紫紅色砂礫層。礦區發育F1～F7共7條斷裂，以NW—SE向和NE—SW向為主，其中F5斷裂與礦化關系較為密切，發育在斑巖體中心部位，并由白云石+石英+方鉛礦—黃銅礦—黃鐵礦多金屬硫化物+菱鐵礦等充填。

圖1 揚子西緣大地構造及新生代巖漿—礦床分布圖(據嚴清高等，2017，2019；江小均等，2018修改)Fig.1 Distribution map of geotectonics and Cenozoic magma—ore deposits in the western margin of the Yangtz Craton(modified from Yan Qinggao et al.,2017&,2019&;Jiang Xiaojun et al.,2018&)

圖2 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區及鄰區地質圖(據楊富成等，2020 修改)Fig.2 Geological map of the Bada Cu—Au deposit and its adjacent area in Qamdo—Simao Block (modified from Yang Fucheng et al.,2020&)Q—第四系；E2l—始新統拉屋拉組火山—沉積巖；K2n1—上白堊統南新組第一巖性段；K2n2—上白堊統南新組第二巖性段；K1j—下白堊統景星組；E2Ψζπ—始新世斑巖Q—Quaternary;E2l—the Eocene Lawula Formation,volcanic—sedimentary rocks;K2n1— the 1st lithologic member of the Upper Cretaceous Nanxin Formation;K2n2—the 2nd lithologic member of the Upper Cretaceous Nanxin Formation;K1j—Lower Cretaceous Jingxing Formation;E2Ψζπ—Eocene porphyry

2 富堿火山—侵入巖序列期次劃分

本文基于對礦區西南部雜巖體進行路線地質填圖和實測剖面測制等詳細野外地質調查，并根據其接觸關系和U-Pb同位素年齡,將其劃分為同期2階段巖漿事件：① 始新世早階段(34.88～34.47 Ma)火山—侵入巖噴發—侵位事件；② 始新世晚階段(34.18 Ma)云煌巖侵位事件。

2.1 始新世早階段(34.88～34.47 Ma)火山—侵入巖噴發—侵位事件

拉屋拉組(E2l)火山巖主要出露于礦區西南部山溝中，呈NW—SE向展布，巖性主要為灰紫色粗面質熔結凝灰巖、似枕狀粗面巖和集塊巖，向NE方向逐漸變為為凝灰質礫巖、沉凝灰巖等火山—沉積碎屑巖。該套火山巖與下伏白堊系景新組(K1j)和南新組(K2n)呈角度不整合接觸，其接觸界面在拉屋山西側土公路山脊處可見(圖3 a，b)，下伏南新組(K2n)地層巖性主要為紫紅色厚層塊狀細礫巖與紫紅色中薄層狀粗砂巖與粉砂巖韻律層，且在砂巖中發育平行層理和斜層理。另外對拉屋山公路埡口、卡東村以及礦區西南部等地出露的拉屋拉組(E2l)火山巖進行野外地質調查對比研究后，認為拉屋山公路埡口拉屋拉組出露的灰白色—土黃色粗面質集塊巖、灰綠色粗面巖、粗面質凝灰質角礫巖、灰紫色粗面巖構成兩個火山噴發旋回。本文獲得該組火山巖中的凝灰巖和粗面巖的形成年齡為34.88 Ma和34.47 Ma，表明在始新世存在該期火山噴發事件。

圖3 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入巖體野外露頭及顯微特征:(a)、(b)拉屋山西側土公路山脊處始新統拉屋拉組(E2l)與南新組(K2n)不整合接觸關系剖面；(c)、(d)正長斑巖樣品及顯微特征；(e)、(f)角閃正長斑巖樣品及顯微特征Fig.3 Alkali-rich volcanic—intrusive complex outcrops and microscopic photographs in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block:(a)，(b)Eocene Lawula Formation (E2l)and Nanxin Formation (K2n)unconformable contact relationship profile on the ridge of earthy highway on the west side of Lawu Mountain;(c),(d)sample and microscopic photos of syenite porphyry;(e),(f)sample and microscopic photos of hornblende syenite porphyry Kfs—鉀長石；Pl—斜長石；Bt—黑云母；Am—角閃石。紅色五角星為采樣點 Kfs—K-feldspar；Pl— Plagioclase；Bt— Biotite;Am— Hornblende.The red pentagonal show the sampling location

礦區始新世角閃正長斑巖—正長斑巖出露于礦區西南部，呈不規則面狀產出，在F1斷裂東部與拉屋拉組(E2l)火山巖呈噴發或平行不整合接觸關系。角閃正長斑巖在淺地表大面積出露，斑晶成分主要為鉀長石(35%)、斜長石(25%)、角閃石(5%)和少量黑云母(2%)，基質為隱晶質，巖石整體具磁性(圖3 c，d)。正長斑巖在礦區未見露頭，但在鉆孔內均有揭露，斑晶成分主要為鉀長石(30%)、斜長石(20%)以及少量角閃石(3%)和黑云母(1%)，基質為隱晶質，巖石多發生黑云母化和綠泥石化。與上部角閃正長斑巖呈巖相過渡關系，其界面在南礦區16線～20線深度為200～300 m處可見，二者以含磁性角閃石減少為邊界(圖3 e，f)。楊富成等(2020)報道的該期斑巖體形成年齡為35.0～34.7 Ma，與拉屋拉組(E2l)火山巖形成年齡相近。綜合以上野外證據及同位素年齡將該火山—侵入巖體劃分為始新世早階段巖漿事件。

2.2 始新世晚階段(34.18 Ma)云煌巖侵位事件

本區云煌巖主要出露于礦區東北部外圍拉屋山山頂，呈脈狀侵位于拉屋拉組(E2l)粗面質火山—沉積巖不同層位。斑晶成分主要為黑云母，基質不易識別。在拉屋山埡口土公路旁(圖4 a，b)和拉屋山西側高壓電線塔下山脊處(圖4 c，d)可見云煌巖脈侵位拉屋拉組(E2l)灰—灰白色粗面質集塊巖和粗礫凝灰質礫巖，脈寬約 30～35 cm，脈體產狀較為陡傾，呈N或NE向展布，侵位接觸面發育明顯褐紅色烘烤邊和冷凝邊，在鉆孔中偶見以脈體或包體形式產出。本文獲得該云煌巖侵位年齡34.18 Ma，其形成稍晚于早階段的火山—侵入巖體。據此將其劃分為始新世晚階段云煌巖侵位事件。

圖4 芒康盆地拉屋山山頂云煌巖侵位拉屋拉組粗面質火山—沉積地層(紅色五角星為采樣點)Fig.4 Fraidronite intruded into trachytic volcanic—sedimentary strata of the Lawula Formation in Lawu Mountain Peak area,Mangkang Basin (The red pentagonal show the sampling location)

3 樣品特征及分析方法

本文以巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體為研究對象，共采取鉆孔巖芯和新鮮露頭樣品25件，進行全巖微量元素分析，并對其中早階段粗面巖、凝灰巖和晚階段云煌巖3類樣品進行鋯石U-Pb年代學測試及Sr—Nd—Hf同位素分析，以上實驗均在國家地質實驗測試中心完成。

3.1 樣品特征

三類巖石代表性樣品的特征見表1和圖4，凝灰巖(0813-1)呈深灰紫色，凝灰結構，塊狀構造；晶屑主要為長石和黑云母，呈細長條狀(圖5 a，b)，較為碎裂，粒徑 <2 mm，火山灰呈塵點狀緊密堆積。云煌巖(0813-2)呈灰褐—褐綠色，斑狀結構，塊狀構造；斑晶主要為黑云母，基質為粒度細小，不易識別(圖5 c，d)。粗面巖(0827-4)呈淺灰色，略帶淡褐色調，斑狀結構，基質隱晶質結構，具塊狀構造。斑晶主要是長石、黑云母和少量角閃石，角閃石和黑云母部分或全部黑化，且暗色礦物和長石大致呈定向排列(圖5 e，f)。

圖5 昌都—思茅陸塊巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體鋯石LA-ICP-MS測年樣品顯微特征Fig.5 Microscopic characteristics of the samples for zircon LA-ICP-MS dating from alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block(a)凝灰巖手標本照片;(b)凝灰巖顯微照片(單偏光，2.5×)；(c)粗面巖手標本照片；(d)粗面巖顯微照片(單偏光)；(e)云煌巖手標本照片；(f)云煌巖顯微照片(正交偏光)。Kfs—鉀長石；Pl—斜長石；Bt—黑云母(a)Photos of tuff hand specimens;(b)microscopic photos of tuff (polarizing);(c)photos of trachyte hand specimens;(d)microscopic photos of trachyte (polarizing);(e)photos of fraidronite hand specimens;(f)microscopic photos of fraidronite (crossed polarized light).Kfs—K-feldspar；Pl— plagioclase；Bt— biotite

表1 昌都—思茅陸塊巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體鋯石LA-ICP-MS測年樣品巖石學特征Table 1 Petrological characteristics of the samples for zircon LA-ICP-MS dating from the alkali-rich volcanic— intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit ,Qamdo—Simao Block

3.2 鋯石U-Pb定年

鋯石挑選和制靶在廊坊市宇恒礦巖技術服務有限公司完成，并對鋯石進行透射光、反射光以及陰極發光(CL)照相，據此選擇生長環帶發育且無裂痕的鋯石進行U-Pb定年分析。

鋯石U-Pb定年分析在國家地質實驗測試中心LA-ICP-MS實驗室完成。激光剝蝕—電感耦合等離子體質譜儀 (LA-ICP-MS)分析設備由NEW WAVE esi 193 nm激光剝蝕系統和Thermo ELMENT XR扇形磁場高分辨質譜儀組成。激光剝蝕系統以He作為剝蝕物質傳輸載氣，激光斑束直徑為25 μm，頻率為10 Hz，輸出能量約為8 mJ；ICP-MS分析采用低分辨模式，使用NIST612進行儀器信號調諧，232Th和238U信號大于2×105cps，監測ThO+/Th+控制氧化物產率<0.2%，同位素信號比值238U/232Th≈1，降低分析過程中動態分餾作用的影響。鋯石U-Pb分析檢測202Hg、204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、232Th、238U，其中202Hg、204Pb、206Pb、208Pb、232Th、238U檢測時間為4 ms，207Pb檢測時間為8 ms。單點分析包括氣體背景采集時間20 s，激光剝蝕鋯石信號采集時間40 s及剝蝕后吹掃時間20 s。每10個未知樣品點分析插入國際標準鋯石樣品91500(2點)及Plesovice(1點)。同位素比值數據處理采用GLITTER(Version 4.0)完成，年齡計算采用ISOPLOT進行。樣品測試結果見表2。

表2 昌都—思茅陸塊巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體鋯石LA-ICP-MS測年結果Table 2 The LA-ICP-MS dating analytical results of the zircon from alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block

3.3 全巖微量元素分析

用于微量元素分析的樣品送至廊坊宇能巖石礦物分選有限公司粉碎并研磨成200目粉末，采用密閉溶樣法將樣品溶解，并取5 mL溶液于試劑瓶中，根據儀器對鹽度的要求稀釋1000倍后上機測試。用PE300D型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)上分析了微量元素和稀土元素，分析不確定度小于5%，標準參考物質為GSR-1。

3.4 全巖Sr—Nd同位素分析

采用特效樹脂法對全巖樣品溶液進行Sr、Nd元素分離富集，并利用多接收電感耦合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS，NEPTUNE Plus)對Sr、Nd同位素進行分析。在整個分析過程中，Sr和Nd空白分別為10-9～10-10g 和5×10-11g，并利用ICP-MS全巖Rb、Sr、Sm和Nd的濃度計算了n(87Rb)/n(86Sr)和n(147Sm)/n(144Nd)值(表4)。對分析的Sr和Nd同位素比值進行了歸一化校正，分別為n(88Sr)/n(86Sr)=8.37521和n(146Nd)/n(144Nd)=0.7219。詳細的分析步驟見唐索寒等(2010)。

表4 昌都—思茅陸塊芒康縣巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體全巖Sr—Nd同位素結果Table 4 Sr—Nd isotope analytical results of the whole rocks from alkali-rich intrusive—volcanic complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block

3.5 鋯石Hf同位素分析

鋯石Hf同位素在激光剝蝕—多接收電感耦合等離子體質譜儀(LA-MC-ICP-MS)上進行測試，實驗過程采用He作為剝蝕物質載氣，根據鋯石大小，選擇剝蝕激光斑束直徑20～40 μm不等，分析點與鋯石U-Pb測年點為同一點。測試時對鋯石標樣Plseovice進行分析，以評估激光剝蝕結果的準確性。儀器運行條件及詳細測試流程參考侯可軍等(2007)。分析結果見表5。

4 分析結果

4.1 鋯石U-Pb年齡

LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年樣品挑選的鋯石顆粒絕大多數晶形完好，呈典型的長柱狀或短柱狀，少量鋯石呈渾圓—次圓狀。陰極發光(CL)圖像顯示，大多數鋯石具有典型巖漿震蕩韻律環帶結構(圖6 a、b 和c)。3件樣品鋯石U-Pb定年分析數據詳見表2。

圖6 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體樣品鋯石CL圖像(紅圈/細實線圈為U-Pb測試位置；黃圈/點線圈為Hf同位素測試位置；圓圈內數字為測試點號；括號內數字為Th/U值)Fig.6 CL images of zircons form alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au depsoit,Qamdo—Simao Block (The red/solid circle is the U-Pb test position,and the yellow/dotted circle is the Hf isotope test position.The number in the circle represents the test point;Number in brackets represents Th/U values)

早階段樣品0813-1(凝灰巖)9顆鋯石的Th的含量為324×10-6～1229×10-6，平均為664.7×10-6，U含量為173.7×10-6～1970×10-6，平均為635.2×10-6，Th/U值為0.62～2.44。樣品鋯石的Th/U值和韻律環帶結構特征反映其由巖漿結晶作用形成(Rubatto et al，2002)。測試所獲9個數據給出的n(206Pb)/n(238U)年齡都集中在33.3～36.3 Ma，且集中分布于一致曲線上或其附近(圖7 a，b)。所有數據點給出n(206Pb)/n(238U)的加權平均年齡為34.47 ±0.60 Ma(n=9，MSWD=0.72)，其代表云煌巖的形成年齡。而同階段另一樣品0827-4(粗面巖)14顆鋯石Th的含量為263×10-6～1317×10-6，平均為512.2×10-6，U含量為404×10-6～1386×10-6，平均為678.1×10-6，Th/U值為0.49～0.96。樣品鋯石的Th/U值和韻律環帶結構特征反映其為巖漿結晶作用形成。測試所獲14個數據給出的n(206Pb)/n(238U)年齡都集中在33.76～36.61 Ma 之間，且集中分布于一致曲線上或其附近(圖7 c，d)。所有數據點給出n(206Pb)/n(238U)的加權平均年齡為34.88 ±0.59 Ma(n=14，MSWD=1.6)，其代表粗面巖的形成年齡。

圖7 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體樣品鋯石LA-ICP-MC U-Pb年齡諧和圖Fig.7 LA-ICP-MS U-Pb concordia diagrams of zircon from alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block(a)、(b)0813-1(凝灰巖)；(c)、(d)0827-4(粗面巖)；(e)、(f)0813-2(云煌巖)(a),(b)0813-1(tuff);(c),(d)0827-4 (trachyte);(e),(f)0813-2 (fraidronite)

晚階段樣品0813-2(煌斑巖)13顆鋯石的Th的含量為186×10-6～641×10-6，平均為332.3×10-6，U含量為238.1×10-6～601×10-6，平均為353.3×10-6，Th/U值為0.72～1.39。樣品鋯石的Th/U值和韻律環帶結構特征反映其為巖漿結晶作用形成。測試所獲13個數據給出的206Pb/238U年齡都集中在32.47～35.5 Ma，且集中分布于一致曲線上或其附近(圖7 e，f)。所有數據點給出206Pb/238U的加權平均年齡為34.18±0.53 Ma(n=13，MSWD=1.04)，其代表凝灰巖的形成年齡。

4.2 全巖微量元素特征

25件樣品全巖微量、稀土數據見表3，從稀土配分圖(圖8a)上可以看出，早階段火山巖樣品凝灰巖和粗面巖的配分曲線屬向右陡傾型[(La/Lu)N=9.81～24.73]，輕稀土強烈富集(∑LREE =211.2～380.4 μg/g)，重稀土無虧損[(Gd/Lu)N=2.60～5.25]，但含量較低(26.21～69.47 μg/g)，所測10件樣品均表現出弱的Eu負異常(δEu =0.75～0.88)和較弱的Ce異常(δCe =0.91～1.15)，稀土總量均很高(∑REE =246.9～448.9 μg/g)。在經原始地幔值標準化的多元素蛛網圖(圖8b)上，火山巖顯示出一致的配分型式，即大離子親石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

表3 昌都—思茅陸塊芒康縣巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體微量和稀土元素(×10-6)含量Table 3 The analytical results of trace and rare elements contents (×10-6)in alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block

δCe1.001.071.031.080.910.940.971.150.941.04樣品0812-20810-5-10810-5-20812-1-40812-2-80821-60821-1-10821-7-20808-30811-5-3早階段正長斑巖角閃正長斑巖Li16.79 36.99 36.79 20.93 14.51 32.10 16.27 44.78 18.99 20.66 Be5.865 3.083 3.150 7.770 5.573 7.570 5.370 2.658 5.882 5.668 Sc9.010 9.300 9.210 10.23 10.32 11.22 7.460 8.0009.220 8.160 Ti4011 3477 3531 3608 3096 4614 2891 3310 3386 3130 V89.50 76.20 71.60 89.20 74.80 98.20 60.80 65.00 73.80 67.70 Cr59.70 58.90 63.50 82.40 81.80 100.2 53.90 59.50 80.00 60.90 Mn13442466 536.9 452.6 6056 868.6 505.5 482.3 975.0 656.5 Co9.900 16.93 10.63 12.01 42.64 15.07 9.310 11.33 12.15 15.32 Ni21.36 31.84 23.12 28.25 213.2 26.45 18.27 22.17 27.66 22.06 Cu10.23 10.38 11.49 21.79 42.47 21.25 10.13 8.180 21.48 14.66 Zn97.85 45.18 63.36 38.39 622.9 201.0 41.23 79.32 72.86 47.84 Ga20.08 21.73 21.75 20.89 19.62 20.17 19.63 21.98 20.35 19.18 Ge1.349 1.239 1.659 1.345 1.537 1.567 0.990 1.381 1.091 1.310 As107.853.55 33.78 10.23 482.5 92.15 9.506 14.00 21.38 5.596 Rb179.3 176.6 225.0 260.1 290.9 314.3 233.7 284.4 287.3 268.5 Sr851.7 317.2 928.2 976.8 521.5 1194 871.3 765.0 1039 1034 Zr343.8 269.3 242.9 272.7 217.8 399.5 207.0 271.7 250.8 228.0 Nb19.80 15.31 16.00 15.59 12.48 21.03 14.06 15.83 14.43 14.52 Mo2.937 3.079 1.710 1.709 4.989 3.764 1.855 2.613 6.261 4.089 Cd0.073 0.137 0.135 0.130 4.092 0.112 0.111 0.137 0.113 0.102 In0.113 0.252 0.046 0.053 1.020 0.053 0.038 0.044 0.043 0.036 Sn4.122 3.253 2.964 3.005 2.772 3.900 2.682 2.974 3.717 2.762 Sb6.079 11.44 3.796 2.815 120.1 1.990 1.271 1.684 6.621 1.621 Cs15.418.435 14.21 6.895 30.95 19.27 10.42 15.45 18.49 7.040 Ba783.0 444.0 3179 1121 636.0 971.0 1233 1432 976.0 1277 Hf8.652 8.780 8.333 8.527 6.905 9.244 6.937 9.510 8.540 7.774 Ta2.894 1.412 1.390 1.316 1.071 2.577 1.272 1.457 1.336 1.360 W6.933 6.119 7.884 0.957 6.017 3.331 1.270 5.639 4.996 4.996 Tl1.730 2.296 2.666 1.195 3.992 1.971 1.209 2.098 2.047 1.614 Pb19.81 34.57 33.08 57.02 31.02 46.50 31.90 32.19 34.33 39.80 Bi0.515 0.411 0.515 0.513 1.707 1.021 0.210 0.369 0.686 0.218 Th24.58 18.95 18.12 19.15 14.05 24.21 17.15 20.20 18.29 18.14 U5.525 8.874 4.162 5.366 15.02 7.506 4.713 4.226 5.026 8.820 La43.30 45.45 55.64 46.29 49.58 42.40 56.46 59.53 52.10 62.08 Ce81.80 93.80 112.8 94.00 96.40 85.10 109.0 111.7 104.8 117.8 Pr9.440 10.32 12.04 11.10 10.70 9.350 11.85 11.68 11.56 12.27 Nd35.42 41.21 47.00 42.58 42.26 35.34 41.28 44.97 43.16 46.49 Sm7.840 7.930 8.910 8.660 8.460 7.820 8.580 8.270 8.830 8.610 Eu2.160 1.998 2.145 1.967 2.259 2.131 1.906 2.134 2.193 2.248 Gd9.050 8.130 8.360 8.710 8.660 8.610 8.270 8.840 8.520 8.630 Tb1.358 1.144 1.141 1.187 1.290 0.990 1.004 1.080 1.169 1.205 Dy5.811 5.081 5.273 5.483 6.079 5.240 4.902 5.328 5.378 5.442 Ho1.335 1.045 1.016 1.058 1.255 0.970 0.966 0.976 1.085 1.076 Er3.462 3.328 2.954 3.214 3.644 2.972 2.824 3.086 3.245 3.218 Tm0.682 0.475 0.403 0.440 0.518 0.419 0.376 0.439 0.448 0.444 Yb3.195 3.228 2.802 3.080 3.380 2.777 2.516 3.040 3.114 3.072 Lu0.721 0.515 0.433 0.478 0.523 0.470 0.418 0.484 0.499 0.485 Y33.57 25.74 22.08 25.62 28.25 30.89 21.60 22.72 23.28 23.21 ∑REE239.2 249.4 283.0 253.9 263.3 235.4 272.0 284.3 269.3 296.3 ∑LREE180.0 200.7 238.6 204.6 209.7 182.1 229.1 238.3 222.6 249.5 ∑HREE59.18 48.69 44.46 49.27 53.60 53.34 42.87 45.99 46.74 46.78 (∑LREE/∑HREE)3.04 4.12 5.37 4.15 3.91 3.41 5.34 5.18 4.76 5.33 δEu0.78 0.75 0.75 0.69 0.80 0.79 0.68 0.76 0.76 0.79 δCe0.95 1.02 1.02 0.98 0.98 1.00 0.98 0.98 1.00 0.98

樣品0813-20810-1-10810-1-20810-2-10810-3樣品0813-20810-1-10810-1-20810-2-10810-3晚階段云煌巖晚階段云煌巖Li16.31 15.69 20.33 18.13 23.01 W3.666 4.317 4.281 3.986 5.106 Be5.101 5.951 5.977 5.490 5.589 Tl0.214 1.362 1.253 1.343 1.932 Sc9.560 17.47 16.89 16.63 17.41 Pb27.05 36.72 134.7 104.2 179.0 Ti4738 5960 5538 5585 6283 Bi0.069 0.229 0.257 0.320 0.293 V76.70 151.3 141.9 140.1 149.5 Th24.17 11.88 11.78 11.38 13.18 Cr85.60 363.7 347.1 335.0 372.0 U5.986 5.029 5.701 5.374 11.05 Mn595.9 909.8 1092 993.1 481.9 La55.40 47.50 47.93 46.55 58.70 Co12.09 23.23 25.94 24.26 23.84 Ce104.3 102.8 103.9 100.6 110.2 Ni25.02 85.47 89.26 88.97 96.48 Pr12.32 11.93 12.48 11.56 13.78 Cu21.98 58.71 39.20 45.71 64.25 Nd46.30 49.06 49.78 47.94 55.19 Zn117.3 240.1 241.0 267.1 622.1 Sm9.900 9.630 10.12 9.480 11.10 Ga19.83 19.35 18.36 18.40 20.56 Eu2.482 2.680 2.732 2.758 2.890 Ge1.538 1.477 1.448 1.387 1.461 Gd11.11 9.750 9.180 9.790 11.28 As76.08 2.400 2.764 2.691 1.447 Tb1.332 1.268 1.312 1.255 1.525 Rb247.4 276.5 280.1 269.4 307.1 Dy7.004 5.788 5.737 5.582 6.995 Sr1194 1295 1251 1222 1412 Ho1.317 1.097 1.075 1.096 1.306 Zr408.2 231.0 226.5 214.5 251.9 Er4.010 2.905 3.085 3.160 3.883 Nb22.29 13.20 12.94 12.98 14.76 Tm0.548 0.412 0.403 0.412 0.478 Mo0.849 52.39 1.930 3.649 4.080 Yb3.584 2.590 2.580 2.604 3.179 Cd0.064 0.963 0.540 0.408 2.184 Lu0.594 0.383 0.379 0.398 0.480 In0.043 0.060 0.061 0.059 0.063 Y41.47 22.93 23.70 23.24 30.36 Sn3.191 2.977 3.374 2.790 3.241 ∑REE301.7 270.8 274.4 266.4 311.3 Sb1.825 0.551 0.555 0.513 0.304 ∑LREE230.7 223.6 227.0 218.9 251.8 Cs11.80 6.840 7.233 6.938 6.860 ∑HREE70.97 47.13 47.45 47.53 59.49 Ba849.0 1293 1286 1283 1391 ∑LREE/∑HREE3.25 4.75 4.78 4.61 4.23 Hf9.429 7.680 7.172 7.571 8.524 δEu0.72 0.84 0.85 0.87 0.78 Ta2.852 1.000 0.997 0.957 1.120 δCe0.94 1.03 1.02 1.03 0.92

圖8 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體樣品稀土元素配分曲線(a、c)和微量元素原始地幔蛛網圖(b、d)(原始地幔和球粒隕石標準化值據Sun and McDonough,1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns (a,c)and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b,d)of samples from alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block (normalization values from Sun and McDonough,1989)

同階段侵入巖樣品正長斑巖和角閃正長斑巖的配分曲線(圖8a)也呈向右陡傾型[(La/Lu)N=6.44～13.77]，輕稀土強烈富集(∑LREE =180～249.5 μg/g)，重稀土無虧損[(Gd/Lu)N=1.55～2.39]，但含量較低(42.87～59.18 μg/g)，所測10件樣品均表現出弱的Eu負異常(δEu =0.68～0.79)和較弱的Ce異常(δCe =0.95～1.02)，稀土總量均很高(∑REE =239.2～296.3 μg/g)。在經原始地幔值標準化的多元素蛛網圖(圖8b)上，火山巖顯示出一致的配分型式，即大離子親石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

晚階段樣品云煌巖也表現出與早階段火山巖和侵入巖相似的微量、稀土分布特征，其配分曲線(圖8c)也呈向右陡傾型[(La/Lu)N=10～13.55]，輕稀土強烈富集(∑LREE =218.9～251.8 μg/g)，重稀土無虧損[(Gd/Lu)N=2.31～3.15]，但含量較低(47.13～70.97 μg/g)，所測5件樣品均表現出弱的Eu負異常(δEu =0.72～0.87)和較弱的Ce異常(δCe =0.92～1.03)，稀土總量均很高(∑REE =266.4～311.3 μg/g)。在經原始地幔值標準化的多元素蛛網圖(圖8d)上，火山巖顯示出一致的配分型式，即大離子親石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

4.3 Sr—Nd—Hf同位素特征

4.3.1 全巖Sr—Nd同位素

樣品分析結果列于表4，所有分析的樣品均具有相似的Sr和Nd同位素組成。早階段火山巖樣品凝灰巖和粗面巖的n(87Rb)/n(86Sr)值為0.17128～0.854763，n(87Sr)/n(86Sr)值為0.70638～0.70872，根據t=34 Ma，計算的初始n(87Sr)/n(86Sr)值為0.70629～0.70851。n(147Sm)/n(144Nd)值為0.09687～0.13412，n(143Nd)/n(144Nd)值為0.51229～0.51254，計算的εNd(t)值為-6.41～-1.57，兩階段Nd同位素地幔模式年齡(TDM2)范圍為0.97～1.37 Ga。

而晚階段樣品云煌巖也表現出與早階段樣品相似的同位素特征，其n(87Rb)/n(86Sr)值為0.59954～0.64788，n(87Sr)/n(86Sr)值為0.70745～0.70765，根據t=34 Ma，計算的初始n(87Sr)/n(86Sr)值為0.70714～0.70734。n(147Sm)/n(144Nd)值為0.11865～0.12919，n(143Nd)/n(144Nd)值為0.51238～0.51243，計算的εNd(t)值為-4.70～-3.63，兩階段Nd同位素地幔模式年齡(TDM2)范圍為1.14～1.23 Ga。

4.3.2 鋯石Hf同位素

早階段粗面巖、凝灰巖樣品和晚階段云煌巖樣品鋯石Hf同位素分析結果見表5。早階段粗面巖和凝灰巖樣品的n(176Lu)/n(177Hf)值在0.000822～0.001547之間，所有比值均小于0.002，顯示鋯石形成后較低的放射性成因Hf的積累，所測n(176Hf)/n(177Hf)值可代表鋯石結晶時體系的Hf同位素組成(吳福元等，2007)。14個測點的n(176Hf)/n(177Hf)值范圍為0.282751～0.282875，平均值為0.282824，根據相同鋯石獲得的原位年齡校正計算，結晶鋯石εHf(t)值為0～4.4，對應二階段模式年齡為717～958 Ma。

表5 昌都—思茅陸塊芒康縣巴達銅金礦區富堿火山—侵入雜巖體鋯石Hf同位素結果Table 5 The Hf isotope analytical results of alkali-rich intrusive—volcanic complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block

而晚階段粗面巖樣品的Hf同位素組成表現出與早階段樣品Hf同位素組成的相似性，其n(176Lu)/n(177Hf)值在0.000824～0.001646之間，所有比值均小于0.002，10個測點的n(176Hf)/n(177Hf)值范圍為0.282761～0.282832，平均值為0.282791，根據相同鋯石獲得的原位年齡校正計算，結晶鋯石εHf(t)值為0.3～2.9，對應二階段模式年齡為932～1091 Ma。兩階段樣品鋯石Hf模式年齡遠大于結晶年齡(34.18～34.88 Ma)，表明巖漿源區受到過地殼物質混染或源于富集地幔(吳福元等，2007)。

5 討論

5.1 成巖時代

本文通過對巴達Cu—Au礦區早階段凝灰巖、粗面巖和晚階段云煌巖進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb精確年代學研究，最終分別獲得n(206Pb)/n(238U)加權平均年齡為34.47 ±0.60 Ma、34.88 ±0.59 Ma和34.18 ±0.53 Ma，代表該雜巖體形成于始新世末期。而馬宏杰等(2016)對拉屋拉組粗面巖進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年并獲得36.4～35.2 Ma的年齡，認為其屬于晚始新世的產物，另外Su等(2018)對拉屋拉組火山凝灰巖進行40Ar/39Ar測年研究，獲得年齡值為33.4±0.5 Ma和34.7±0.5 Ma，認為拉屋拉組火山巖形成于始新世至漸新世的轉折期。近期楊富成等(2020)也報道了本礦區含礦斑巖體的形成年齡35.0～34.7 Ma。上述所測的年齡值與本文數據在誤差范圍內一致，表明巴達Cu—Au礦床富堿火山—侵入雜巖體形于始新世末期。本文報道的34.88～34.18 Ma富堿火山—侵入雜巖體形成年齡與青藏高原晚碰撞造山作用下發育的受新生代走滑斷裂系統控制的不連續的鉀質火成巖省巖漿活動時限40～24 Ma相吻合，且該巖漿活動高峰期在(35±5)Ma(侯增謙等，2006，2020)，說明該富堿雜巖體也處于陸內走滑轉換構造應力場中。礦區各階段富堿雜巖體年齡的精確厘定對于礦區富堿火山雜巖體時空演化序列及成巖—成礦機制研究具有重要意義。

5.2 巖漿來源

哀牢山—金沙江富堿侵入巖帶呈NW向斷續分布，由玉樹西南雜多轉為NWW向，經可可西里繼續延展到新疆西南塔什庫爾干一帶，產狀從侵入至噴出，巖性從超基性、基性、中性直達酸性。該新生代富堿斑巖帶通常被認為是鉀玄巖系列，而且目前多認為鉀玄質巖石主要來源于受俯沖流體交代的地幔部分熔融(Morrison，1980；張玉泉等，1997，1998b；姜耀輝等，2006a，2006b)。

本文所分析的25件樣品的微量元素和稀土元素均表現出一致性，即富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE)，而虧損高場強元素(HFSE)和重稀土元素(HREE)，顯示殼幔混合源區的一般特征。Nb/U值常作為判別地殼混染的指標，巴達Cu—Au礦區富堿雜巖體的Nb/U值(0.44～1.55)比MORB和OIB(Nb/U≈47，Hofmann et al.，1986)低很多，也比陸殼上地殼(Nb/U≈9，Taylor and McLennan，1985)和全球平均俯沖沉積物(Nb/U≈5，Plank and langmuir，1998)低，但接近俯沖帶釋放流體的Nb/U值(0.22，Ayers，1998)，表明俯沖作用過程中釋放的流體對地幔交代作用是地幔源區具有殼源特征的重要因素。此外，巖石相對富Sr，并表現出弱的Eu負異常(0.68-0.88)，說明源區有少量斜長石殘留或巖漿發生過少量斜長石的分離結晶，而巖體相對虧損HREEs和Y說明源區有石榴石殘留相。在[n(87Sr)/n(86Sr)]i—εNd(t)圖解中15件樣品主要落入EMⅡ 區域(圖9 a)，表明礦區富堿火山—侵入雜巖體起源于Ⅱ富集地幔。

圖9 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體樣品 [n(87Sr)/n(86Sr)]i—εNd(t)圖解(a)和鋯石εHf(t)—t圖解(b)(哀牢山—紅河富堿侵入巖帶據張玉泉等，1997；馬廠箐煌斑巖據賈麗瓊等，2013；北衙煌斑巖據和文言等，2014；姚安富堿火山巖據Yan Qinggao et al.，2018)Fig.9 Variation of [n(87Sr)/n(86Sr)]i vs εNd(t)(a)and zircon εHf(t)vs.t plot (b)for the samples from alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block(the data of alkali-rich Intrusions in Ailaoshan—Honghe belt after Zhang Yuquan et al.,1997#;the data of lamprophyres from Machangqing after Jia Liqiong et al.,2013&;the data of the lamprophyres in the Beiya area after He Wenyan et al.,2014&;the data of alkaline volcanic rocks from Yaoan after Yan Qinggao et al.,2018)

另外，本礦區早階段粗面質火山巖和晚階段云煌巖脈的鋯石εHf(t)值范圍變化在0～4.4之間，所有鋯石εHf(t)值均大于零，在εHf(t)—t圖解中落點均位于虧損地幔范圍內(圖9b)，表明源區應為虧損地幔，這與地球化學特征和Sr—Nd同位素得到的源區為俯沖交代的富集地幔的結論相矛盾。一般情況下，Nd和Hf同位素存在一定正相關性，但值得注意的是，由于Rb-Sr、Sm-Nd和Lu-Hf同位素體系具有不同的地球化學性質，在巖漿作用的過程中，流體攜帶Nd的能力強于Hf，因此被流體改造的地幔楔將包含更多非放射成因Nd，造成相對Nd具有更高放射成因Hf，進而引起Hf—Nd同位素解耦(Pearce et al.，1999；吳福元等，2007)。

如前所述，本礦區富堿火山—侵入雜巖體的微量和稀土元素結果指示了一個受交代的富集地幔部分熔融并混染少量地殼物質的源區，且其較高的Y含量(12.33～41.47 μg/g)、Ba含量(444～3179 μg/g)和Nb/Y—Ba大致成正相關趨勢的特征(圖10)，也反映了區域性的俯沖板片流體交代與巖漿作用過程的聯合控制(Hou Zengqian et al.，2005)。另外巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體Sr—Nd—Hf同位素特征與同時代北衙(34.92 Ma)、馬廠箐煌斑巖(33.77 Ma)的Sr—Nd—Hf同位素特征相似(圖8)，北衙、馬廠箐煌斑巖被認為源自俯沖板片交代富集了的巖石圈地幔，并可能混合了少量古特提斯洋殼沉積物(賈麗瓊等，2013；和文言等，2014)，而與形成時代稍晚的姚安富堿火山雜巖體(33.27～33.63 Ma)不同，姚安富堿火山雜巖體則被認為是交代巖石圈地幔部分熔融和揚子板塊加厚下地殼物質的混合(楊航等，2020)，且在巖漿快速上升過程中，又混染了少部分地殼物質(嚴清高等，2019)。造成該種源區性質差異的原因可能是巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體的母巖漿只混染了少量地殼物質。

圖10 昌都—思茅陸塊巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體的Ba—Nb/Y圖(據Hou Zengqian et al.，2005)Fig.10 Ba versus Nb/Y plots of alkali-rich volcanic—intrusive complex in the Bada Cu—Au depsoit,Qamdo—Simao Block(after Hou Zengqian et al.,2005)

基于以上分析，筆者認為巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體的地球化學特征和同位素特征主要反映其來源于受板片流體交代的EMII型富集地幔源區的特征，且有少量地殼物質的混染。

5.3 構造環境

鉀玄質巖石通常被認為是島弧和碰撞帶與伸展環境有關的典型巖石(Morrison，1980；Gill，2010)，而近年來的研究也表明三江富堿侵入巖帶形成于拉張(張玉泉等，1997)或碰撞后伸展的環境(武精凱等，2019)。同時區域上廣泛出露與富堿斑巖同期的煌斑巖也表明該區處于巖石圈伸展構造背景，且巖石圈減薄機制是該富堿侵入巖帶形成的合理解釋(羅照華等，2006；賈麗瓊等，2013；和文言等，2014；嚴清高等，2019)。

基于上述分析，本文認為巴達Cu—Au 礦區富堿火山—侵入雜巖體形成于青藏高原后碰撞伸展環境，而巖石圈拆沉是該雜巖體形成的關鍵機制。其具體形成過程如下：晚白堊世至古新世印度大陸和歐亞大陸碰撞階段近EW向的擠壓褶皺造山作用使增厚下地殼發生拆沉，幔源巖漿上侵交代下地殼形成殼幔混合巖漿，后上侵至芒康復式向斜核部形成巖漿房，并沿復式向斜南翼就位形成富堿火山—侵入雜巖體。巴達Cu—Au礦區深部角閃正長斑巖—正長斑巖復式巖體中心部位(F5斷裂附近)發育NW—SE向延伸的張裂隙脈集中帶或正斷層，被后期巖漿成礦熱液貫入并沉淀形成黃鐵礦—菱鐵礦—黃銅礦—方鉛礦—石英—白云石脈或礦體，上述特征顯示角閃正長斑巖—正長斑巖復式巖體僅為晚期巖漿熱液提供運輸—沉淀通道，粗面巖、凝灰巖等火山雜巖和云煌巖也僅為同期火山—巖漿事件的產物。

6 結論

(1)巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體進行詳細的巖相學解剖和剖面實測，劃分出礦區同期2階段巖漿事件：① 始新世早階段富堿火山巖—侵入巖噴發—侵位事件；② 始新世晚階段云煌巖侵位事件。

(2)對早階段凝灰巖、粗面巖和晚階段云煌巖進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb精確年代學研究，最終分別獲得n(206Pb)/n(238U)加權平均年齡為34.47±0.60 Ma、34.88±0.59 Ma和34.18±0.53 Ma，其代表著巴達富堿火山—侵入雜巖體形成時代為始新世末期。

(3)巴達Cu—Au礦區富堿火山—侵入雜巖體的微量和Sr—Nd—Hf同位素特征顯示其主要來自受流體交代的富集地幔部分熔融，并混染了少量地殼物質。

(4)巴達Cu—Au 礦區富堿火山—侵入雜巖體形成于青藏高原后碰撞伸展環境，而巖石圈拆沉是該雜巖體形成的關鍵機制。雜巖體深部角閃正長斑巖—正長斑巖內部發育NW—SE向延伸張裂隙脈集中帶或正斷層，為后期巖漿成礦熱液提供運輸—沉淀通道，粗面巖、凝灰巖等火山雜巖和云煌巖也僅為同期火山—巖漿事件的產物。

致謝：野外工作得到西藏熙坤礦業有限公司芒康分公司倪智、陳國峰、韓美良等和重慶205地質隊楊增清、石登華、肖宏等的幫助，樣品測試工作在國家地質實驗測試中心趙令浩助理研究員和孫鵬程碩士研究生等人的指導下完成，審稿專家在論文審稿過程中提出有益的建議和寶貴意見，在此一并誠摯感謝。