Geochronological and geochemical characteristics of Qiansui quartz dioriteporphyrite in the Geza Arc, Yunnan Province, and constrairts on diagenesis and mineralization
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摘要:
欠虽铜矿床位于西南三江地区义敦岛弧南段的格咱岛弧中南部，是近年来该区新发现的铜多金属矿床，具有良好的找矿前景。目前该地区已发现若干印支期成矿事件中形成的中大型矿床，是中国重要的多金属矿集区。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对欠虽铜矿石英闪长玢岩进行了年代学研究，获得铜矿化石英闪长玢岩的形成年龄为(220.3±0.66) Ma(MSWD=0.99)。岩石地球化学特征研究表明，欠虽石英闪长玢岩具有富钠(K2O/Na2O为0.05~1.42，平均值为0.86)、准铝质(0.82~1.19，平均值为1.07) 的特征，岩石富集轻稀土元素(LREE)，轻重稀土元素分馏明显(LaN/YbN=19.6~28.8)，富集大离子亲石元素(LILE，Ba、Th、U、Sr)，亏损高场强元素(HFSF，Ta、Nb、Ce、P、Ti)，属于典型的I型花岗岩。欠虽铜矿成矿岩体成岩时代发生在印支晚期，含矿斑岩的微量元素特征、构造背景及同位素特征反映欠虽岩体形成于岛弧环境，与格咱岛弧印支期洋壳的俯冲造山作用密切联系。通过地球化学特征及成岩成矿年代的研究，表明欠虽多金属矿的形成年限与甘孜-理塘洋壳俯冲造山作用时限相近，且与普朗铜矿、红山铜矿是同期次同源构造-岩浆演化的产物，这对探讨格咱岛弧构造-岩浆演化及成岩成矿作用的研究具有重要意义。
Abstract:The Indosinian Qianui copper polymetallic deposit discovered in recent years is located in the central and southern segment of the eastern Geza porphyry belt of southern Yidun arc in Southwest China. A large number of indo-Chinese large-size ore deposits were formed in the metallogenic area, which is hence an important polymetallic belt in China. In this paper, the authors studied the ages of the Qiansui quartz diorite porphyry with zircon LA-ICP-MS U-Pb dating method and obtained the formation age of the copper mineralized quartz diorite porphyry of 220.3±0.66 Ma (MSWD=0.99). Geochemical characteristics indicate that Qiansui ore-bearing quartz diorite porphyry is characterized by rich Na (K2O/Na2O=0.05-1.42, averagely 0.86), metaluminous nature (0.82-1.19, averagely 1.07), enrichment of light rare earth elements (LREE, Ba, Th, U, Sr), obvious REE fractionation (LaN/YbN=19.6-28.8), enrichment of large ion lithophile elements (LILE, Ba, Th, U, Sr), and depletion of high field strength elements (HFSF, Ta, Nb, Ce, P, Ti). The rock belongs to typical Ⅰ-type granite. The ore-forming process of Qiansui metallogenic rock body occurred in the late Indosinian, and the trace element characteristics, tectonic background and isotopic characteristics of the orebearing porphyry suggest that Qiansui rock was formed in an island arc environment, and that its formation was probably related to the subduction of oceanic crust in Indosinian.The study of geochemical characteristics and petrogenetic age of Qiansui reveals the fixed formation age of Qiansui and the time limit of Ganzi-Litang oceanic crust subduction orogeny, suggesting that Pulang and Hongshan copper deposits were the products of the evolution of magma structure in the same period. The results obtained by the authors have important significance for the study of Gezan island arc tectonic magmatic evolution and petrogenetic mineralization.
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Keywords:
- quartz diorite porphyrit /
- zircon U-Pb age /
- geochemistrical characteristics /
- petrogenesis /
- Geza arc /
- Yunnan
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1. 引言
格咱岛弧成矿带是西南“三江”地区构造-岩浆岩带中的重要组成部分，位于义敦岛弧带南段(李文昌等，2011)。该区经历特提斯构造演化和大陆碰撞造山作用的叠加改造，发生了多期次的大规模岩浆侵入活动和成矿作用及巨量的金属矿床聚集(王安建等，2009)。其中包括普朗超大型斑岩型铜矿、红山大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床、铜厂沟大型斑岩型铜钼多金属矿以及雪鸡坪斑岩型铜矿床(刘学龙等，2016)。从岛弧的发展阶段、侵入岩的空间分布、岩石组合类型、岩石地球化学特征，格咱岛弧侵入带从西到东可划分为：格咱—雪鸡坪岛弧斑岩亚带(西带)、欠虽—普朗岛弧斑岩亚带(中带)、亚杂—浪都—卓玛岛弧斑岩亚带(东带)三个侵入岩及斑岩成矿带(李文昌等, 2007, 2011；刘学龙等，2012；董毅等，2012)。
欠虽铜矿地处滇西北香格里拉县格咱乡，大地构造位置位于中咱微陆块东侧(图 1)，甘孜—理塘构造带西侧，中甸陆块南部，是三江构造-岩浆带中中甸成矿带中的一部分。由于格咱地区强烈的构造-岩浆活动，丰富的成矿作用发育于岛弧造山的不同阶段、不同环境(李文昌等，2011)，因此该地不仅是铜多金属富集区也是研究斑岩型铜矿成矿作用的理想地区(彭慧娟等，2013；黄玉蓬等，2013；金灿海等，2013；李俊杰等，2013；刘学龙等，2014)。近年来不少研究者对格咱岛弧成矿带开展了卓有成效的研究工作，取得了很多新的研究成果(曹殿华等，2009；黄肖潇等，2012；刘学龙等，2013)。年代学方面的研究表明，虽然测年方法和获得的同位素年龄存在一定差异，但是获得的成岩成矿年龄主要集中在220~210 Ma，表明格咱岛弧成矿带成岩成矿作用主要发生在印支晚期。但是，目前对欠虽铜矿床及其含矿岩体的研究尚缺乏系统的岩石的地球化学和同位素年代方面的资料。随着地质找矿工作的深入开展，对欠虽含矿岩体的研究工作也越显重要。本文在前人研究工作的基础上，对欠虽铜矿石英闪长玢岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究，对含矿斑岩的岩石地球化学特征进行了系统厘定，结果表明该岩体属于印支晚期构造-岩浆活动的产物，为格咱岛弧多金属成矿系统的研究和区域成矿规律的总结提供了新的研究成果，也为印支期的研究增加了新的例证。
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图 1 欠虽铜多金属矿床地质略图(据云南省地质调查院, 2013)a—区域大地构造位置；b—欠虽铜矿岩浆岩分布图
Ⅰ—杨子板块：Ⅱ—甘孜—理塘板块结合带：Ⅲ—义敦岛弧带；Ⅳ—中咱微陆块；Ⅴ—金沙江结合带；Ⅵ—江达—维西火山弧；Ⅶ—昌都—兰坪陆块；Ⅷ—三达山—景洪火山弧；Ⅸ—澜沧江结合带；Ⅹ—保山地块；Ⅺ—中部斑岩亚带Figure 1. Simplified geological map of the Qiansui copper deposit (modified from Yunnan Geological Survey, 2013)a-Tectonic map of Qiansui porphyries; b-Distribution of magmatic rocks in the Qiansui copper deposit
Ⅰ-Yangtze block; Ⅱ-Ganze—Litang suture; Ⅲ-Yidun Island-arc belt; Ⅳ-Zhongza massif; Ⅴ-Jingshajiang suture; Ⅵ-Jiangda-Weixi volcanic rock; Ⅶ-Changdu—Langping block; Ⅷ-Langcangjiang suture; Ⅸ-Langcangjiag; Ⅹ-Baoshan block; Ⅺ-Central porphyry subbelt2. 地质概况及矿床特征
欠虽铜矿位于普朗—红山铜多金属矿亚带中部。矿区地层主要出露有上三叠统图姆沟组一段(T3t1)和二段(T3t2)。其中，图姆沟组二段(T3t2)岩性主要为：灰、深灰色板岩、粉砂质绢云板岩、变质砂板岩、安山岩、英安岩、流纹岩及夹火山碎屑岩；一段岩性主要为：灰、深灰色板岩、绢云板岩、变质砂岩夹灰岩、绢云板岩及硅质岩。地层总体走向NWSE向，倾角45°~80°不等。矿区主要发育NNW向的黑水塘断裂和一条近SN向的左行平移断层及一系列次级小断层，地层受构造强烈改造，使岩层倾向有变化并出现褶皱。矿区岩浆岩分布广泛，以侵入岩为主，火山岩次之。岩体主要以岩株状呈NW向侵入于图姆沟组二段(T3t2)地层中。欠虽铜矿主要分布于图姆沟组一段(T3t1)与石英闪长玢岩的接触部位图 1，图 2。矿化元素可见Cu、Pb、Zn、Au、Ag，且以Cu为主，是典型的铜多金属矿床。
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图 2 欠虽矿体勘探38号线剖面图(据孙贵荣等，2009)Figure 2. Geological section along No. 38 exploration line of Qiansui orebody (after Sun Guirong et al., 2009)矿区侵入岩体主要为石英闪长玢岩，局部出露二长斑岩。区内含矿岩体与围岩主要由石英闪长玢岩组成，石英闪长玢岩中岩石具斑状结构，块状构造，斑晶可见斜长石(22%)、角闪石(＜5%)、石英(7%)、钾长石(微)等。石英闪长玢岩具斑状结构、半自形—他形粒状结构、充填结构、交代结构(图 3a)。岩石具中等碳酸盐化、绢云母化、泥化蚀变发育。斑晶成分主要为斜长石，呈半自形柱状，聚片双晶和环带状构造发育(图 3b、d)。基质主要由石英、绢云母、长石、绿泥石及黏土矿物组成。含矿石英闪长玢岩普遍具黄铁矿化，呈星点状分布(图 3c)。
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图 3 欠虽成矿岩体岩相学特征及显微照片a—石英闪长玢岩中的斑状结构；b—岩石中发育有大量斜长石斑晶，泥化蚀变强烈，可见残缺的角闪石矿物；c—含矿石英闪长玢岩中发育有大量的立方体状黄铁矿(Py)；d—石英闪长玢岩中斜长石(Pl)聚片双晶和环带状构造；Q—石英; Aml—角闪石；Bi—黑云母；Sulfid—金属硫化物; Pi—斜长石；Py—黄铁矿Figure 3. Petrographic characteristics of intrusions and microscope photographs of Qiansui porphyriesa-Porphyritic texture in the quartz diorite porphyry; b-Rocks with well developed massive plagioclase phenocrysts, visible defects of argillation alteration amphibole; c-Ore-bearing quartz diorite porphyrite with a large number of cub shaped pyrites (py); d-Plagioclase with polysynthetic twins and zonal structure in quartz diorite porphyry; Q-Quartz; Aml-Hornblende; sulfide-Metal sulfide目前，有工程控制的矿体有2个(KT1，KT2)，矿体规模属小型。其中，KT1为Cu、Pb、Zn矿体，产于黑水塘断裂破碎带中，矿体产状为245°∠50°。含矿岩石类型单一，以矽卡岩为主，次为破碎的大理岩、绿泥绢云斑岩及石英闪长玢岩(图 2)。上部接触带为条纹-条带状磁铁矿，磁铁矿沿板岩、灰岩贯入，灰岩大多被交代，板岩类保存下来；向下部过渡为矽卡岩内的致密块状磁铁矿。含矿岩性为构造角砾岩，含Cu 0.22%~3.86%，平均0.82%；Pb 0.23%~ 2.40%，平均0.47%；Zn 0.21%~0.40%，平均0.32%；Au 0.07~3.88 g/t。铜、铅品位变化较大，锌含量相对较低。KT2为Cu、Au矿体，产于次级层间构造裂隙带中，矿体产状为235°∠52°。矿体呈脉状、透镜状产出，形态简单，局部含夹石。矿体含矿性为构造角砾岩，含Cu 1.44%，Au 1.30 g/t。矿区内普遍具黄铁矿，矿化体有两种产出方式，一种是与磁铁矿体共生，另一种为后期岩浆-热液活动形成。前者呈浸染状、细脉状分布于矿体中。后者多呈脉状，粒度较粗，分布于裂隙中，常常与铜、铅、锌矿脉共出，或者叠加在磁铁矿体上。而铜铅锌矿体主要呈细脉状，分布于石英二长斑岩体内、外接触带及大理岩裂隙中，以及矿体顶部及铁矿体的一些张性裂隙中。总体上，厚度变化大，连续性差，矿化极不均匀。但是，这些零散分布的矿化现象，是下一步寻找具有一定规模铜多金属矿体的直接标志。据地化资料分析，矿区内分布的铜铅锌异常，其展布与构造-岩浆带一致，多与铜、铅锌矿化带(体)的产出吻合，显示出良好的找矿前景。遥感资料分析表明，在矿区存在一较大规模的高磁异常体。经过对该区的施工钻孔验证，表明该磁异常是深部隐伏磁铁矿化、含磁铁矿矽卡岩带及石英闪长玢岩的反映，具有寻找斑岩铜矿的可能(云南地质调查院，2013)。
3. 样品采集与分析
3.1 采样位置
本次研究LA-ICP-MS测年样品所选岩石样品采自滇西北格咱岛弧成矿带北部的欠虽成矿岩体的地表露头，岩性为含矿石英闪长玢岩(表 1)，共6件，每件样品质量大于3 kg，取样位置见图 1所示。全岩的测试样品采自矿区内位于36号勘探线的ZK3602钻孔(图 1)，共9件样品。
表 1 欠虽铜矿石英闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb测年分析结果Table 1. LA-ICP-MS U-Th-Pb analytical results of zircons from quartz diorite porphyrite of the Qiansui copper deposit
3.2 分析方法
锆石样品的分离、挑选和制靶工作由北京市锆年领航科技有限公司完成。样品经常规的粉碎、磁选和重选，分选出纯度较高的锆石，然后在双目显微镜下经人工挑选出纯度在99%以上的锆石。然后将锆石样品和标样(TEM)一起用环氧树脂固定于样品靶上，其直径为25 mm，厚5 mm。阴极发光图像(CL)和LA-ICP-MS U-Pb年龄测试在中国地质科学院矿产资源所成矿过程国家重点实验室完成。测试采用Finnigan Neptune型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)及Newwave UP 213 Nd：YAG激光剥蚀系统建立的锆石微区U-Pb定年，采样方式为单点剥蚀，数据采集采用所有信号同时静态方式接收。锆石年龄采用锆石91500或GJ1或TEM作为外标，标准和样品测试前先对空白进行测量，详细处理过程见文献(Pteher et al., 1999)。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCa完成。测试及数据处理方法参见文献(Liu Yongsheng et al., 2010)。
全岩的主量元素和微量元素测试在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，主量元素的测定采用X-荧光光谱仪(XRF)，精度优于5%。微量元素和稀土元素的分析测试仪器为Finnigan MAT制造的Element Ⅰ型ElementⅡ高分辨率电感藕合等离子质谱仪(ICP-MS)，相对湿度30%，误差范围小于5%。
4. 岩石地球化学特征与年代学
4.1 岩石地球化学特征
欠虽岩石地球化学分析结果如表 2所示。石英闪长玢岩SiO2含量为54.4% ~61.02%，平均为58.10%；Al2O3含量为14.83% ~18.27%，平均为15.77%；TiO2的含量为0.46%~0.83%，MgO含量为1.57%~3.22%。全碱(Na2O+K2O)含量的变化范围为5.06%~7.87%，Na2O/K2O为0.04~1.42，上述特征表明岩石属于富钾的中性岩浆岩类。里特曼指数(σ)为1.14~3.48，平均为2.35 (＜3.3)，岩石属于钙碱性系列。在侵入岩SiO2-(Na2O+K2O)岩石地球化学分类命名图解中(图 4)，样品落入二长岩-闪长岩的岩区；在SiO2-K2O图解中主要落入高钾钙碱性-钾玄岩岩区(图 5a)。A/CNK为0.819~1.192，平均为1.071，在A/CNK-A/NK关系图解中，样品点主要落入准铝质岩区(图 5b)，表明岩石属于准铝质花岗岩。岩石固结指数(SI)为13.56~22.24，表明岩浆结晶程度较高，分异指数(DI)为57.45~69.57，表明岩浆分异不彻底。
表 2 欠虽石英闪长玢岩主要岩石的主量(%)、微量元素(10-6)分析结果Table 2. Major (%) and trace elements analyses (10-6) of the Qiansui porphyries
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图 4 欠虽岩体TAS图解(Middlemost et al. 1994)Figure 4. TAS diagram showing data from Qiansui porphyries(after Middlemost et al., 1994)![]()
图 5 花岗岩SiO2-K2O图解(a)和A/CNK-A/NK分类图解(b)Figure 5. SiO2-K2O diagram and A/CNK-A/NK diagram for Qiansui porphyries欠虽石英闪长玢岩的微量元素和稀土元素分析结果见表 2。岩石的稀土元素总含量中等，ΣREE变化范围为160.8×10-6~221.1×10-6，平均为220.0×10-6，LREE/HREE为12.2~15.8，表明轻稀土较为富集，重稀土相对亏损；LaN/YbN为19.6~28.8，平均为24.5，显示岩石具较高的轻重稀土元素分馏程度。δEu为0.92~1.33，平均为1.13, 样品表现出无明显的Eu异常，δCe也表现出无异常的范围(0.91~0.95)。不同的样品稀土元素的配分表现出较为一致的变化趋势，稀土曲线呈典型的轻稀土富集型(图 6a)。岩石的微量元素分析表明，全岩微量元素地幔标准化图呈现出右倾的多峰谷模式(图 6b)，主要表现出富集大离子亲石元素(LILE) K、Rb、Ba、Sr，亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Ti的特征。这种富集大离子亲石元素(LILE)，亏损高场强元素(HFSF)和重稀土元素(HREE)的配分形式与俯冲带岛弧岩浆地球化学特征类似，且存在一定的地壳混染，岩浆源区可能存在深源流体活动。
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Figure 6. Chlondrite-normalized patterns ((a)normalizing values after Sun and McDonough, 1989) and primitive mantle normalized patterns ((b)normalizing values after Taylor and McLennan, 1985) of Qiansui porphyries4.2 锆石U-Pb年代学研究
本文研究工作共选定欠虽铜矿石英闪长玢岩岩体的QC-07样品中20颗单颗粒锆石作为测试对象，每颗锆石测定一个点，图 7为被测锆石的阴极发光图像(CL)、测定点位置及年龄值，分析结果见表 1所示。锆石主要呈为自形-半自形柱状结构，单颗粒长度为100~200 μm，长宽比为1：1~2：1，锆石中均发育有较为清晰的韵律环带结构，属于典型的岩浆成岩锆石。
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图 7 欠虽锆石阴极发光(CL)图像Figure 7. Cathodoluminescence (CL) images of zircon from Qiansui composite porphyries20个测点的结果表明样品中锆石的U、Th含量变化较小，其中Th含量为192.4×10-6~1079.8×10-6，U含量为174.9×10-6~738.2×10-6，Th/U值为0.9~ 1.8，平均为1.32，表明这些锆石属典型的岩浆成因锆石(Liu et al, 2010)。测点所获得的年龄变化范围为(218.±2.6) Ma~ (222.6±2.8) Ma，年龄值的分布较为集中，在U-Pb谐和图上均投影在谐和线及其附近(图 8)，206Pb/238U加权平均值为(220.3±0.7) Ma (MSWD=0.99)。
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图 8 锆石206Pb/238U-207Pb/235U谐和图Figure 8. Zircon 206Pb/238U-207Pb/235U concordia diagram from Qiansui composite porphyries5. 讨论
5.1 岩体的形成时代
本文采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年方法，锆石测年数据显示，锆石的Th/U值为0.9~1.8，远大于0.4，震荡环带结构发育，属于岩浆成因的锆石(吴元保等，2004)，在谐和年龄图中，20个测年数据点都投影在谐和线及其附近，这一特征说明样品自形成以来其U-Pb同位素体系保持了封闭，锆石中没有发生Pb丢失或较少有Pb丢失。本文年代学的研究表明，样品QC-07所获得单颗粒锆石U-Pb年龄在谐和图上均投影在谐和线及其附近(图 8)，其加权平均年龄为(220.3±0.7) Ma(MSWD=0.99)，这代表了欠虽铜矿化石英闪长玢岩的结晶年龄。
前已述及，欠虽含矿斑岩体与区内普朗复式岩体同处于格咱岛弧中部斑岩亚带，与在同一区域中的普朗、帕那牛场成矿斑岩体、亚杂—卓玛岛弧斑岩体和格咱—雪鸡坪斑岩体相比较，普朗复式岩体的成矿时限为221~206.3 Ma(曾普胜等，2006；李文昌等，2007；王守旭等，2008)。前人的研究资料显示普朗大型铜矿的石英二长斑岩的Re-Os时限年龄为(213±3.8) Ma(Liu Yongsheng et al., 2010)，石英闪长玢岩的40Ar-39Ar年龄为212.1 Ma(李文昌等，2009)；红山铜矿呈脉岩或小岩株产出的石英闪长玢岩，其全岩Rb-Sr等时线年龄为216 Ma(王新松等，2011)；松诺含矿斑岩体中的石英二长斑岩的U-Pb同位素年龄为(220.9±3.5) Ma(冷成彪等，2008)；地苏嘎铜多金属矿含矿石英闪长玢岩的UPb同位素年龄为(217.3±0.9) Ma和(208.5±1.0) Ma，不含矿的石英闪长玢岩的U-Pb同位素年龄为(203.03±0.54) Ma (刘学龙等，2014)。欠虽—普朗斑岩带北段的帕纳牛场会锑矿化石英二长斑岩年龄为199 Ma (李文昌等，2010)。亚杂—卓玛岛弧斑岩亚带中亚杂英安斑岩的锆石年龄为217 Ma (金灿海等，2013)；格咱—雪鸡坪斑岩亚带中雪鸡坪岩体的形成时代为249.9~215.2 Ma(曾普胜等，2003；黄肖潇等，2012；刘学龙等，2012)。而本次研究欠虽地区得到的石英闪长玢岩的形成时代为(220.3±0.7) Ma，表明欠虽铜矿石英闪长玢岩的形成时限与周边典型含矿斑岩的成岩成矿年龄基本吻合。这也进一步说明欠虽含矿岩体同样属于印支晚期构造-岩浆活动的产物，且与甘孜—理塘洋壳俯冲造山作用时限也基本一致。
5.2 岩石成因与构造环境
在花岗岩的成因类型中，ChaPPell & White (1974) 根据源岩性质划分出I型和S型花岗岩，产于非造山环境相对不含水的碱性花岗岩，即A型花岗岩(Collins et al., 1982)，以及常产于蛇绿岩套中的所谓大洋斜长花岗岩, 即M型花岗岩(Pitcher et al., 1983;吴福元等，2007)。虽然此分类方法较为全面，然而它建立在花岗岩的物质来源仅仅是壳源的基础上(楼亚儿等，2003)。因此还需要引入Barbarin et al.(1983) 提出的分类方法，此方法不仅考虑了岩石的分类特征，还加入了矿物组合、岩相学、地球化学和地球动力学等特征。这两种分类方法的结合更有利于对欠虽石英闪长玢岩的成因研究。
岩石地球化学特征表明，欠虽石英闪长玢岩属富钾钙碱性的中性岩浆岩类，岩石为准铝质花岗岩类。岩石微量元素分析表明，全岩微量元素原始地幔标准化图呈现出右倾的多峰谷模式(图 6-b)，主要表现出富集大离子亲石元素(LILE) K、Rb、Ba、Sr，亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Ti的特征。这种富集大离子亲石元素(LILE)，亏损高场强元素(HFSF)和重稀土元素(HREE)的配分形式与俯冲带岛弧花岗岩(I型花岗岩)的地球化学特征类似。
在ACF图解中(图 9)，岩石全部落入I型花岗岩的岩区，表明欠虽岩体的岩石属I型花岗岩。在Pearce(1984)给出的构造环境判别图解上，欠虽岩体的岩浆岩主要落入火山弧花岗岩的区域(图 10)，表明欠虽石英闪长玢岩的成岩构造环境为火山弧(VGA)。因此，欠虽花岗岩体形成于活动性大陆边缘，是甘孜—理塘洋盆印支期自东向西发生洋壳俯冲造山形成的产物。
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图 9 欠虽石英闪长玢岩ACF判别图解Figure 9. ACF discrimination diagram for Qiansui quartz dioriteporphyrite![]()
图 10 欠虽石英闪长玢岩构造环境判别图解(Pearce et al等, 1984)a—花岗岩(Yb+Ta)-Rb判别图解；b—花岗岩(Y+Nb)-Rb判别图解；c—花岗岩Yb-Ta判别图解；d—花岗岩Y-Nb判别图解VAG—火山弧花岗岩; Syn-COLG—同碰撞花岗岩; WPG—板内花岗岩; ORG—洋中脊花岗岩Figure 10. Discriminant diagrams of tectonic settings for Qiansui quartz diorite porphyrite (after Pearce et al., 1984)a-Tectonic diagrams of (Yb+Ta)-Rb; b-Tectonic diagrams of (Y+Nb)-Rb; c-Tectonic diagrams of Yb-Ta; d-Tectonic diagrams of Y-Nb. VAG—Volcanic arc granite; Syn-COLG—Syn-collision granite; WPG—Intraplate granite; ORG—Ocean ridge granite5.3 成岩成矿意义
格咱岛弧地处甘孜—理塘结合带西侧的德格—中甸陆块东缘，印支期义敦岛弧的南端(刘学龙等，2012)。欠虽铜矿床的形成受印支期壳幔型中酸性斑(玢)岩和西北向构造控制，沿斑(玢)岩带两侧常常形成矽卡岩-斑岩型铜多金属矿床和产于构造角砾岩中的热液型含金富银的铅锌(铜)矿床。从欠虽石英闪长玢岩的岩石地球化学特征来看，属于I型花岗岩，岩石成因与洋壳的俯冲作用存在密切的联系。从区域分析来看，由于甘孜—理塘洋壳的向西俯冲消减，使得该地区发生一系列复杂强烈的构造运动。欠虽铜多金属矿床位于欠虽—普朗—红山成矿亚带的北部，与格咱岛弧带内众多的中酸性斑(玢)岩体同属于印支晚期洋壳俯冲造山作用诱发火山岩浆活动的产物，并与区内代表性的斑(玢)岩体为同期次同源岩浆演化的产物。
欠虽岩体处于义敦岛弧南端的格咱岛弧带的普朗—红山多金属矿亚带，其构造演化、岩浆侵位活动及成岩成矿作用与格咱岛弧的形成密切相关(李文昌等，2013)。是由于印支期甘孜—理塘带自东向西俯冲至中咱地块底部发生洋壳俯冲作用，使密度相对较轻的大洋板块在高密度的洋壳拖拉牵引下沿着岛弧造山带下部俯冲，由于俯冲大陆板片发生脱水的流体对地幔源区进行交代作用，从而诱发幔源岩浆熔融形成密度和黏度相对较低的钙碱性岩浆，并导致岛弧裂谷断裂、拆离并且沉陷，而后岩浆由于温度和压力的改变发生多阶段的的结晶分异作用并继续向上运移侵位(李文昌等，2010)。后可能因为地壳增厚的缘故，钙碱性岩浆部分浅成超浅成侵位(李文昌等，2007)，从而形成欠虽石英闪长玢岩及铜多金属矿床(图 11)。
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图 11 欠虽成矿斑岩成矿地球动力学模式图Figure 11. The metallogenic model of the mineralization in the metallogenic porphyry of Qiansui area6. 结论
(1) 欠虽铜矿石英闪长玢岩的形成时限为(220.3± 0.66) Ma，属于印支晚期构造-岩浆活动的产物，与甘孜—理塘洋壳俯冲造山作用时限也基本一致。
(2) 欠虽石英闪长玢岩的岩石地球化学特征表明，属I型花岗岩，具有火山弧型花岗岩的构造环境，与甘孜—理塘洋壳俯冲造山作用密切相关。
(3) 欠虽岩体属于洋壳俯冲作用的早期的产物，通过欠虽石英闪长玢岩的年代学和地球化学研究以及前人成果的综合可以推测，其与普朗、红山铜矿床是同期次同源岩浆演化产物。
致谢: 野外工作得到云南省地质调查局矿产地质地质调查所董涛工程师的帮助，样品的分析测试工作得到中国地质科学院矿产资源所侯可军助理研究员的帮助，在此一致表示衷心的感谢！同时感谢审稿专家对本文提出的宝贵意见。 -
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图 1 欠虽铜多金属矿床地质略图(据云南省地质调查院, 2013)
a—区域大地构造位置；b—欠虽铜矿岩浆岩分布图
Ⅰ—杨子板块：Ⅱ—甘孜—理塘板块结合带：Ⅲ—义敦岛弧带；Ⅳ—中咱微陆块；Ⅴ—金沙江结合带；Ⅵ—江达—维西火山弧；Ⅶ—昌都—兰坪陆块；Ⅷ—三达山—景洪火山弧；Ⅸ—澜沧江结合带；Ⅹ—保山地块；Ⅺ—中部斑岩亚带Figure 1. Simplified geological map of the Qiansui copper deposit (modified from Yunnan Geological Survey, 2013)
a-Tectonic map of Qiansui porphyries; b-Distribution of magmatic rocks in the Qiansui copper deposit
Ⅰ-Yangtze block; Ⅱ-Ganze—Litang suture; Ⅲ-Yidun Island-arc belt; Ⅳ-Zhongza massif; Ⅴ-Jingshajiang suture; Ⅵ-Jiangda-Weixi volcanic rock; Ⅶ-Changdu—Langping block; Ⅷ-Langcangjiang suture; Ⅸ-Langcangjiag; Ⅹ-Baoshan block; Ⅺ-Central porphyry subbelt![]()
图 2 欠虽矿体勘探38号线剖面图(据孙贵荣等，2009)
Figure 2. Geological section along No. 38 exploration line of Qiansui orebody (after Sun Guirong et al., 2009)
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图 3 欠虽成矿岩体岩相学特征及显微照片
a—石英闪长玢岩中的斑状结构；b—岩石中发育有大量斜长石斑晶，泥化蚀变强烈，可见残缺的角闪石矿物；c—含矿石英闪长玢岩中发育有大量的立方体状黄铁矿(Py)；d—石英闪长玢岩中斜长石(Pl)聚片双晶和环带状构造；Q—石英; Aml—角闪石；Bi—黑云母；Sulfid—金属硫化物; Pi—斜长石；Py—黄铁矿
Figure 3. Petrographic characteristics of intrusions and microscope photographs of Qiansui porphyries
a-Porphyritic texture in the quartz diorite porphyry; b-Rocks with well developed massive plagioclase phenocrysts, visible defects of argillation alteration amphibole; c-Ore-bearing quartz diorite porphyrite with a large number of cub shaped pyrites (py); d-Plagioclase with polysynthetic twins and zonal structure in quartz diorite porphyry; Q-Quartz; Aml-Hornblende; sulfide-Metal sulfide
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图 4 欠虽岩体TAS图解(Middlemost et al. 1994)
Figure 4. TAS diagram showing data from Qiansui porphyries
(after Middlemost et al., 1994)
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图 5 花岗岩SiO2-K2O图解(a)和A/CNK-A/NK分类图解(b)
Figure 5. SiO2-K2O diagram and A/CNK-A/NK diagram for Qiansui porphyries
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图 6 稀土元素球粒陨石标准化图((a)标准化值据Sun S S等, 1989)、微量元素蛛网图((b)标准化值Taylor S R等, 1985)
Figure 6. Chlondrite-normalized patterns ((a)normalizing values after Sun and McDonough, 1989) and primitive mantle normalized patterns ((b)normalizing values after Taylor and McLennan, 1985) of Qiansui porphyries
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图 7 欠虽锆石阴极发光(CL)图像
Figure 7. Cathodoluminescence (CL) images of zircon from Qiansui composite porphyries
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图 8 锆石206Pb/238U-207Pb/235U谐和图
Figure 8. Zircon 206Pb/238U-207Pb/235U concordia diagram from Qiansui composite porphyries
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图 9 欠虽石英闪长玢岩ACF判别图解
Figure 9. ACF discrimination diagram for Qiansui quartz dioriteporphyrite
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图 10 欠虽石英闪长玢岩构造环境判别图解(Pearce et al等, 1984)
a—花岗岩(Yb+Ta)-Rb判别图解；b—花岗岩(Y+Nb)-Rb判别图解；c—花岗岩Yb-Ta判别图解；d—花岗岩Y-Nb判别图解VAG—火山弧花岗岩; Syn-COLG—同碰撞花岗岩; WPG—板内花岗岩; ORG—洋中脊花岗岩
Figure 10. Discriminant diagrams of tectonic settings for Qiansui quartz diorite porphyrite (after Pearce et al., 1984)
a-Tectonic diagrams of (Yb+Ta)-Rb; b-Tectonic diagrams of (Y+Nb)-Rb; c-Tectonic diagrams of Yb-Ta; d-Tectonic diagrams of Y-Nb. VAG—Volcanic arc granite; Syn-COLG—Syn-collision granite; WPG—Intraplate granite; ORG—Ocean ridge granite
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图 11 欠虽成矿斑岩成矿地球动力学模式图
Figure 11. The metallogenic model of the mineralization in the metallogenic porphyry of Qiansui area
表 1 欠虽铜矿石英闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb测年分析结果
Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb analytical results of zircons from quartz diorite porphyrite of the Qiansui copper deposit
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表 2 欠虽石英闪长玢岩主要岩石的主量(%)、微量元素(10-6)分析结果
Table 2 Major (%) and trace elements analyses (10-6) of the Qiansui porphyries
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