云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与Hf-O同位素特征及其对成岩成矿的启示.pdf

书书书 （）：岩石学报 ：莫雷，冷成彪，陈喜连等 云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示 岩石学报，（）：，：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示莫雷，冷成彪，陈喜连，李凯旋，东华理工大学，核资源与环境国家重点实验室，南昌 东华理工大学地球科学学院，南昌 ，收稿，改回 ，（）：，：，（），（），（），；本文受国家自然科学基金项目（、）和第二次青藏高原综合科学考察研究项目（）联合资助第一作者简介：莫雷，男，年生，硕士生，地质资源与地质工程专业 ：通讯作者：冷成彪，男，年生，教授，从事矿床地球化学方面的科研与教学工作 ：摘要中甸铜多金属成矿带位于义敦岛弧南缘，被分为东、西两个斑岩带。本文以东斑岩带的普朗、地苏嘎岩体，西斑岩带的雪鸡坪岩体为研究对象，通过锆石微量元素和 同位素特征研究，结合所收集到的这些岩体的全岩地球化学数据，来揭示两个斑岩带的岩浆来源与演化过程、构造背景，并探讨造成其成矿差异的控制因素。结果表明，个岩体所含锆石都亏损轻稀土、富集重稀土，具有明显的 正异常和 负异常，平均值分别为 、，均为岩浆锆石。普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体锆石 （）值分别为 、，锆石 值分别为 、；个岩体的源区相差不大，均为壳幔岩浆混合，但普朗和地苏嘎岩体地壳物质贡献更多。全岩主微量元素变化特征与锆石 和 与 的相关性显示东斑岩带的普朗和地苏嘎岩体比西斑岩带的雪鸡坪岩体的结晶分异程度更高。在锆石微量元素构造判别图解中，这些岩体均落在火山弧或与弧相关的造山环境范围。结合全岩的 和 （）判别图解，以及中甸地区成岩年龄的统计，进一步判定东、西斑岩带岩体均形成于与晚三叠世甘孜 理塘洋壳西向俯冲相关的大陆弧背景。采用锆石氧逸度计估算的普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体的氧逸度分别为 、（为石英 铁橄榄石 磁铁矿缓冲剂）。结合 值和全岩 比值分析，发现 个岩体均有较高氧逸度，但普朗和地苏嘎的岩浆氧逸度略低于雪鸡坪，说明在相对较高氧逸条件下，氧逸度高低与成矿规模不成比例。个岩体的锆石结晶温度分别为 、。结合全岩 比值，发现普朗和地苏嘎岩浆含水量高于雪鸡坪。由此推断，更高的水含量和岩浆分异度可能是东部斑岩带比西部斑岩带发育更多斑岩矿床的重要原因，这也暗示东斑岩带具有更大的找矿潜力。关键词锆石；微量元素；同位素；岩石成因；成矿作用；中甸斑岩带中图法分类号 ；锆石是岩浆岩中最常见的一种副矿物，具有耐高温、耐风化、抗蚀变能力强等特征（郭锋等，；曹殿华等，；，；，；冷成彪等，），在地质过程中能保持稳定，不易受变质和热液蚀变作用等因素的影响，因而可以保存并记录原始岩浆信息（，；，；，；邹心宇等，；李守奎等，）。锆石富含 、及 等微量元素（，；，），被广泛用于指示岩浆的物理化学性质（如温度、氧逸度等）（，；，；赵振华，；，；，）以及评估岩浆成矿潜力等（，；，）。锆石 同位素则被用来约束岩浆源区性质及演化过程（李献华等，；，；，；，；，；侯增谦和王涛，）。因此，开展锆石微量元素和 同位素特征研究，对于探讨岩浆和成矿作用具有重要意义。中甸弧位于“三江”特提斯成矿域的中部，是中国重要的铜多金属矿集区之一（侯增谦等，；，；，；王新松等，）。区内主要发育印支期和燕山晚期两期岩浆活动且对应发育斑岩或斑岩 矽卡岩型 （）矿床（李建康等，；，；张向飞等，；黄肖潇等，；李守奎等，）。该区成矿地质条件优越，找矿潜力巨大，倍受国内外学者关注。前人对该区岩浆岩和矿床等开展了大量研究（侯增谦等，；曾普胜等，；王守旭，；冷成彪，；，；任江波等，；，；，），认为中甸弧印支期岩浆活动主要受甘孜 理塘洋西向俯冲控制，产出的斑岩体群以红山 属都蛇绿杂岩带为界可分为东、西两个斑岩带。其中，东斑岩带分布于普朗 地苏嘎 浪都一带，发育普朗、地苏嘎、松诺和浪都等斑岩 矽卡岩型铜矿床，活动时限为 （曾普胜等，；庞振山等，；金灿海等，；，）；西斑岩带分布于春都 烂泥塘 高赤坪一带，发育春都、雪鸡坪、烂泥塘等斑岩型铜矿床，活动时限为 （林清茶等，；冷成彪等，；曹殿华等，；张兴春等，；刘学龙等，）。虽然前人对印支期东、西斑岩成矿带作了部分研究，但目前对两条带内斑岩体岩浆源区、构造背景以及关键成矿要素等问题的认识仍不清楚，具体表现为：（）岩浆源区存在争议：前人对于东、西斑岩铜矿带成矿斑岩体分别提出了洋壳部分熔融（冷成彪等，；任江波等，；，）、地幔或新生地壳部分熔融（，；董涛等，）、以及壳幔混合来源（曹殿华等，；沙建泽等，）等观点。（）印支期东、西斑岩成矿带所处构造背景是否相同：曾普胜等（）认为东、西斑岩带形成于不同构造背景，西斑岩带与甘孜 理塘洋向西俯冲有关，东斑岩带是稍晚甘孜 理塘洋壳向东回撤时形成；但近年来的研究显示东、西两个斑岩带都是甘孜 理塘洋壳西向俯冲的产物（李文昌等，；，）。（）印支期东、西斑岩成矿带上斑岩体控制成矿的要素（岩浆氧逸度和水含量等）的异同：以往对该区成矿岩浆的制约多依赖于全岩地球化学特征，这些特征容易受蚀变、矿化和表生作用的影响；而保留原始岩浆信息的锆石其微量元素及同位素组成可以很好的揭示岩浆源区、演化及成矿潜力（，；李献华等，；，；，；李 秋 耘 等，）。据此，本文以东斑岩带普朗石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩和地苏嘎石英闪长斑岩，以及西斑岩带雪鸡坪石英闪长 岩石学报 ，（）：图 中甸地区大地构造位置（，据曾普胜等，；李文昌，修改）及地质简图（，据赵丽玮，修改）（，；，）（，）斑岩为研究对象，对其开展系统的锆石微量元素和 同位素分析，并结合前人发表的年代学及全岩地球化学数据，综合探讨两个斑岩带岩体的岩浆源区、演化过程及构造背景，揭示两条带内岩浆氧逸度、水含量和温度等特征及其对成岩成矿的指示意义。区域地质中甸弧位于青藏高原东南缘义敦岛弧南端，被金沙江缝合带和甘孜 理塘缝合带两大构造带所围限（图 ），处于拉萨地体、松潘 甘孜地体和扬子地块三大地质体之间（侯增谦等，；刘学龙等，），是中 晚三叠世甘孜 理塘洋壳俯冲作用的产物（李文昌，；，；，；，）。中甸弧由东向西可划分为东斑岩带、属都蛇绿岩带和西斑岩带三个构造单元（曾普胜等，；李文昌，）。其构造演化历史复杂，主要经历了印支期（）的洋壳俯冲、燕山晚期（）的陆陆碰撞和喜山早期（）的陆内汇聚三大构造作用（侯增谦等，；曾普胜等，；冷成彪等，；，）。中甸弧广泛出露三叠系地层，中、下统为一套含碳酸盐岩及硅质岩的碎屑岩组合，上统为一套含碳酸盐岩和砂板岩的火山碎屑岩组合（王守旭，；李凯旋等，）。区域构造以 或 走向的区域断层为主（图 ），形成于甘孜 理塘洋西向俯冲和其后义敦岛弧与扬子克拉通的碰撞过程中（，；，；张少颖等，）。受三期构造作用影响，中甸弧发育大规模岩浆活动，印支期以中酸性岩浆活动为主，主要形成石英二长斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和安山岩；燕山期以酸性岩浆活动为主，主要发育花岗闪长岩和二长花岗岩；喜山期以中酸性和碱性岩浆活动为主，主要发育闪长玢岩和英安斑岩（任涛等，；，）。伴随三期岩浆活动，区内发育有三期成矿作用：印支期铜多金属矿床（如普朗、雪鸡坪、浪都）（侯增谦等，；李文昌等，；，）、燕山期铜 钼 钨矿床（如红山、热林、休瓦促）（王新松等，；冷成彪，；张向飞等，；李守奎等，）、喜山期金（铜）矿床（点）（如东炉房、诺东）（李建康等，；黄肖潇等，）。莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示 矿床地质 普朗矿区普朗斑岩型铜 金矿床位于中甸弧的东南端，目前已探明铜储量超过 万 ，平均品位为 ；伴生金 ，平均品位 ；伴生钼 万 ，平均品位 ，是目前亚洲已发现的超大型斑岩型铜多金属矿床之一（范玉华和李文昌，；，）。矿区内地层主要为上三叠统图姆沟组二段和三段，岩性为碎屑岩夹碳酸盐岩和火山岩。区内构造主要发育 向黑水塘断裂和 向全干力达断裂，普朗复式岩体位于两条断裂的交汇部位。岩体呈 向展布，主要岩石类型为中酸性的石英二长斑岩、花岗闪长斑岩和石英闪长玢岩（曾普胜等，；刘学龙等，；刘江涛等，）。矿化与石英二长斑岩（；，）和石英闪长玢岩（；庞振山等，）密切相关，成矿时代集中在 左右（，）。普朗矿区岩体蚀变发育，由中心向外依次为钾硅酸盐化带、绢英岩化带、青磐岩化带和角岩化带（图 ）。矿体主要产于钾硅酸盐化带，由中心向外铜矿化逐渐减弱（冷成彪等，；王守旭，；，）。矿石构造主要为细脉浸染状构造和脉状构造，结构主要为他形粒状结构和交代溶蚀结构。金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿和磁黄铁矿，脉石矿物有石英、长石、角闪石、黑云母、方解石、绢云母、绿泥石和绿帘石等。地苏嘎地区地苏嘎斑（玢）岩型铜矿（化）区位于中甸弧中部，目前已圈定出 个矿（化）体（、和 ），它们均呈脉状产出于石英闪长玢岩体内（图 ）。矿（化）体以 矿化为主，长约 ，厚 ，品位为 ；以 矿化为主，长约 ，厚 ，品位为 ；以 矿化为主，长约 ，厚 （刘学龙等，；潘彦宁等，）。矿区地层主要为上三叠统曲嘎寺组二段和三段，以及图姆沟组二段和三段（图 ）。曲嘎寺组岩性为板岩、变质砂岩夹安山岩和火山碎屑岩；图姆沟组岩性为板岩、砂岩、碎屑岩夹火山岩，是主要的赋矿层位（潘彦宁等，）。区域构造主要为 向断裂，还发育 向断层，地层走向、岩脉和矿体走向与区域断裂走向大致一致（刘学龙等，）。地苏嘎中酸性斑（玢）岩体与区内成矿关系密切，其岩石类型比较简单，主要由石英闪长玢岩构成，矿体主要发育在岩体的构造缝隙内（李守奎等，）。锆石 测年结果显示地苏嘎岩体的岩浆活动时限为 （刘学龙等，），成矿岩体年龄为 （，；，）。矿石构造以浸染状构造、脉状构造和斑杂状构造为主，结构主要为半自形 他形粒状结构、交代结构和充填结构。矿石矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、蓝铜矿和磁黄铁矿等。围岩蚀变以碳酸盐化、绢云母化、青磐岩化、绿泥石化和角岩化为主。雪鸡坪矿区雪鸡坪斑岩型铜矿床位于中甸弧的西南端，已探明铜储量 万 ，品位 ；伴生金 ，品位 （冷成彪等，；，）。矿区地层主要为图姆沟组二段，矿区地层走向与区域大断裂方向基本一致，呈 向（刘学龙等，）。雪鸡坪岩体为一印支期浅成 超浅成复式斑岩体，岩体中心为石英二长斑岩，外围主要为花岗闪长斑岩和闪长玢岩（图 ），其中含矿石英二长斑岩的锆石 年龄为 （冷成彪，）。岩体分布严格受区域断裂控制，呈 向展布，长约 ，宽约 。矿化面积约为岩体面积的 ，包括有两个矿体群，其中北矿体群赋存于蚀变石英二长斑岩和花岗闪长斑岩中，南矿体群主要产于石英二长斑岩（冷成彪等，；，），成矿时代为 （，；，）。围岩蚀变由中心向外依次为钾硅化带、强硅化带、石英绢云母化带、泥化带、碳酸盐化带和青磐岩化带（冷成彪，；，），铜矿化在空间上与强硅化带和石英绢云母化带关系密切（，）。矿石矿物主要有黄铜矿和黄铁矿，其次为辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿和磁铁矿等。矿石构造主要为浸染状构造和网脉状构造，结构为半自形粒状结构、固溶体分离结构和交代结构。样品采集与测试方法 样品采集与分析本文所采集的样品分别为东斑岩带普朗矿区花岗闪长斑岩（）和石英闪长斑岩（）、地苏嘎矿区石英闪长斑岩（、）以及西斑岩带雪鸡坪矿区石英闪长斑岩（）。所有样品均为新鲜无明显蚀变的岩浆岩，采样位置见图 。本次研究对 个矿床的斑岩样品开展了锆石微量元素分析，同时对雪鸡坪和地苏嘎的样品开展了锆石 同位素分析。测试方法锆石 微量元素分析在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成。实验中所用 为 电感耦合等离子质谱仪，激光剥蚀系统为装有 准分子激光系统。实验中采用 作为载气，由一个 型接头将氦气和氩气混合后进入 中，剥蚀直径为 ，脉冲频率为 ，密度为 ，等离子体气体流速为 ；辅助气流速为 ，射频功率 岩石学报 ，（）：图 普朗矿区（，据李文昌和刘学龙，；，修改）、地苏嘎矿区（，据刘学龙等，；，修改）及雪鸡坪矿区（，据冷成彪等，；，修改）地质简图 （，；，），（，；，）（，）。具体操作流程见 （）。锆石微量元素的校正使用标样 ，应用 软件进行分析数据的离线处理（，）。锆石微区原位 同位素测试在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室利用 （双离子源多接收器二次离子质谱仪）完成。离子源为 一次 离子束，束斑直径约为 。采用两个离轴法拉第杯同时接收 和 ，单个分析的不确定性通常优于 （）（，）。采用标准锆石 和标准锆石 对仪器质量分馏系数进行了校正，值分别为 （）和 （）（，；李献华等，）。具体分析方法见李献华等（）。同位素分析在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，使用 莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示 （型多接收电感耦合等离子体质谱）和装有 准分子激光器的 激光剥蚀系统进行分析。实验过程中以 作为载气，剥蚀直径采用 ，脉冲速率为 ，脉冲持续时间约为 。和 仪器操作及详细分析方法见 （）和 （）。测定时使用国际标样 作为参考物质。应用 软件对分析信号进行离线选择和整合，并进行质量偏差校准（，）。分析结果 锆石微量元素在 测试中，常出现矿物包裹体（如磷灰石，含量高）的污染，所以在利用锆石微量数据时，须对其进行筛查。本文参考 （）的筛查方案，剔除了 和 以及个别 的极端值的数据，最大程度地避免了微小包裹体的影响，筛选后的锆石微量元素数据见电子版附表 。普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 比值分别 、，均大于 ，显示出典型岩浆锆石的特征。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图中（图 ），个岩体均具有相似的配分曲线，都富集重稀土，亏损轻稀土，具有明显的 正异常和 负异常。普朗斑岩锆石稀土元素含量（）为 （平均值 ），为 （平均值 ），含量为 （平均 ），含量为 （平均 ）；地苏嘎斑岩锆石的 为 （平均值 ），为 （平均值 ），含量为 （平均 ），含量为 （平均 ）；雪鸡坪斑岩锆石的 为 （平均值 ），为 （平均值 ），含量为 （平均 ），含量为 （平均 ）。锆石 同位素地苏嘎和雪鸡坪斑岩锆石 同位素结果见电子版附表 。地苏嘎 件斑岩样品的锆石 （）变化范围相对较大，（）（平均值为 ，）；锆石 （平均值为 ，）（图 ，）。雪鸡坪件斑岩样品的锆石 （）值变化范围相对较小，为 （平均值为 ，）；锆石 （平均值为 ，）（图 ，）。图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石球粒陨石标准化稀土元素配分图（标准化值据 ，），（，）全岩地球化学数据结果对前人获得的普朗、地苏嘎和雪鸡坪斑岩的主、微量元素数据（，；李雪峰，；周晓丹等，；，）进行总结发现：普朗岩体的 含 岩石学报 ，（）：图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 （）（）及 （）频率分布图图中普朗斑岩锆石数据来自 （）；图 数据来源同此图 （）（）（），量为 （平均 ），全碱含量为 （平均 ），铝饱和指数（值）为 （平均 ），介于 （平均 ）。地苏嘎岩体的 含量为 （平均 ），全碱含量为 （平均 ），值为 （平均 ），介于 （平均 ）。雪鸡坪岩体的 含量通常在 （平 均 ），全 碱 含 量 为 （平 均 ），值为 （平均 ），介于 （平均 ）。全碱图（图 ）中，个岩体都在二长岩、石英二长岩、闪长岩和花岗闪长岩区域；在 图解（图 ）中，普朗和地苏嘎斑岩几乎都在钾质岩系列，而雪鸡坪斑岩属于钾质和高钾质系列；在 图解（图 ）中，个岩体几乎都投点于钾玄武岩系列和高钾钙碱性岩系列；在 图解（图 ）中，普朗和地苏嘎斑岩均属于准铝质系列，而雪鸡坪斑岩属于准铝质 过铝质系列。普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体都具有富集 和 、等大离子亲石元素，相对亏损 和 、等高场强元素的特征（图 ）。普朗岩体的 含量为 （平均 ），含量为 （平均 ），值为 （平均 ），值为 （平均 ）；地苏嘎岩体的 含量为 （平均 ），含量为 （平均 ），值为 （平均 ），值为 （平均 ）；雪鸡坪岩体的 含量为 （平均 ），含量为 （平均 ），值为 （平均 ），值为 （平均 ）。岩浆温度和氧逸度估算本文采用 （）的锆石 温度计估算岩浆温度，具体计算公式为：（）（）（其中，为锆石的结晶温度，单位为；为锆石中 元素含量；和 分别表示岩浆中 和 的活度）。在本文所研究的样品中，石英作为独立的矿物相出现，且存在钛铁矿，因此计算温度时 取值 ，取值 ，具体计算结果见附表。结果显示，普朗斑岩锆石结晶时的岩浆温度为 （平均 ）；地苏嘎斑岩的岩浆温度为 （平均 ）；雪鸡坪斑岩的岩浆温度为 （平均 ）（图 ）。本文采用 （）的方法估算岩浆的氧逸度，计算公式为：（）（）（）（槡）（）。该方法避免了基于 的氧逸度计可能受到其他矿物结晶、岩浆含水量、矿物包裹体的影响，能获得更为可靠的氧逸度，具体计算结果见附表 。结果显示，普朗斑岩锆石结晶时的岩浆氧逸度 值为 （平均值为 ），值为 （平均值为 ）；地苏嘎斑岩的岩浆 值为 （平均值为 ），值为 （平均值为 ）；雪鸡坪斑岩的岩浆 值为 （平均值为 ），值为 （平均值为 ）（图 ）。讨论 岩浆源区和演化特征 岩浆源区前人研究表明，若锆石的 ，则表明有明显的地壳物质参与（，）；幔源岩浆结晶出的锆石 平均值为 （，；，）；如果岩浆锆石的 明显高于地幔正常值，其源区可能受到低温水 岩交换作用或岩浆在形成过程中有地莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩 （，底图据 ，；碱度分界线据 ，）、（，底图据 ，）、（，实线据 ，；虚线据 ，）和 （，底图据 ，）图解图中普朗数据来自 （）和周晓丹等（），地苏嘎数据来自 （），雪鸡坪数据来自 （）、李雪峰（）、（）；图 、图 、图 、图 数据来源同此图 （，；，），（，），（，；，）（，），壳物质的加入（，；，；钟玉芳等，）。东斑岩带普朗斑岩锆石 值为 、地苏嘎锆石 值为 ，且两个岩体的锆石 值多数在 附近，部分锆石的 值大于 ，西斑岩带雪鸡坪锆石 值在 之间，分布均匀，仅有一颗锆石的 大于 （图 ），表明 个岩体均为壳幔混合来源，而普朗和地苏嘎岩体的地壳物质贡献更大。中甸地区斑岩体锆石具有不同 （）值（图 、图 ），东斑岩带普朗和地苏嘎斑岩锆石 （）值分别为 （平均值 ）和 （平均值），西斑岩带雪鸡坪斑岩锆石的 （）为 （平均值 ），同样支持东斑岩成矿带上普朗和地苏嘎岩体具有更高比例的地壳物质的贡献，这也与锆石 同位素模拟结果一致（图 ）。（）和 图解（图 ，）同样指示东、西两个斑岩带岩浆来源存在差异（曹殿华等，），其演化程度具有自西（雪鸡坪）向东（普朗和地苏嘎）逐渐升高的趋势，靠近东斑岩带壳源贡献比例逐渐增大。另外，壳源岩浆的 和 含量低于幔源岩浆，在同等结晶分异程度下，壳源岩浆具有高的 值和低的 值（李应栩等，；，）。东斑岩带普朗和地苏嘎斑岩锆石较西斑岩带雪鸡坪具有更高的 值和更低的 值（图 ，），表明东斑岩带岩体的形成可能伴有地壳的部分熔融或是同化较多围岩物质（，）。岩石学报 ，（）：图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩全岩球粒陨石标准化稀土元素配分图（）及原始地幔标准化微量元素蛛网图（）（标准化值据 ，）（）（），（，）图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石温度（）及氧逸度（）箱线图 （）（），岩浆演化特征普朗和地苏嘎 、和 与 呈负相关（图 ），但雪鸡坪的相关性较弱，说明东斑岩带侵入体经历了辉石、角闪石、磷灰石和 氧化物的分馏，西斑岩带这些矿物的分馏程度较弱。且 、全碱含量、值等特征值（见章节 ）均为自西向东增大，反映岩浆自西向东演化程度增高的趋势。在球粒陨石标准化稀土元素图解中（图 ），个岩体都表现出重稀土严重亏损的急剧右倾模式，表明在岩浆演化过程中发生大量角闪石的分离结晶；同时 含量和 值随着 升高发生显著变化（图 ，），也说明角闪石的分离结晶作用对该区岩浆演化过程影响较大。普朗和地苏嘎 含量和 值随着 升高无明显变化，但雪鸡坪呈明显下降（图 ，），且普朗（）和地苏嘎（）表现出无异常至正异常，雪鸡坪 表现为弱负异常至无异常（）（图 ），表明东斑岩带斜长石早期结晶被抑制，斜长石在岩浆演化的晚期结晶，西斑岩带斜长石在岩浆演化的早期结晶。此外，前人研究表明，角闪石的结晶可以有效地分离熔体中的 和 ，从而导致晚期结晶的锆石具有较低含量的 和 （，；，）。与 离子半径相似，的离子半径比 要小，二者都容易在锆石晶体结构中被吸收（，），随着岩浆的分异，锆石中的 有降低、有升高的趋势（，）。东斑岩带普朗和地苏嘎斑岩锆石的 与 成负相关，与 成正相关，而西斑岩带雪鸡坪斑岩锆石的 和 与 相关性较弱（图 ，），暗示了东斑岩带岩浆发生强烈的分离结晶，而西斑岩带岩浆的分离结晶程度相对较弱。同时，雪鸡坪斑岩（平均 ）的锆石 含量高于普朗（平均 ）和地苏嘎（平均 ），说明东斑岩带普朗和地苏嘎锆石结晶于岩浆演化的稍晚阶段，此时已有大量角闪石分馏，而西斑岩带雪鸡坪锆石结晶于岩浆演化的早阶段。锆莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 同位素特征（）锆石 （）（）图解；（）锆石 同位素协变图，点线为地幔和地壳来源岩浆的二元混合趋势线，代表幔源岩浆与壳源岩浆的 浓度比，线上圆圈表示混合比例（的增量）；地幔端元锆石的 （），；地壳端元的锆石 （），（参考 ，）；（）锆石 （）图解；（）锆石 （）图解 ，（）（）（）（）（），；，；（），；（），（，）；（）（）；（）（）石中 和 比值受中、重稀土矿物（如独居石、石榴石等）的结晶分异影响（，；，）。东斑岩带普朗和地苏嘎斑岩锆石中 和 与 含量呈负相关和大致负相关，而西斑岩带雪鸡坪斑岩锆石中 和 与 含量的相关性不明显（图 ，），反映东斑岩带还存在独居石、石榴石等矿物的分离结晶，是多种矿物分馏的结果。综上所述，中甸地区岩浆很可能是由幔源基性岩浆和中下地壳长英质岩浆在深部岩浆房混合，经历了高度分异演化（以分离结晶作用为主）形成。东斑岩带以角闪石的分离结晶为主，西斑岩带以角闪石和斜长石的分离结晶为主，且东斑岩带岩浆分异程度较西斑岩带更高。岩浆温度、氧逸度和水含量如前所述，东斑岩带普朗、地苏嘎和西斑岩带雪鸡坪岩体中的锆石微量具有相似的稀土元素和微量元素配分模式（图 ），且 值均大于 ，具有典型岩浆锆石特征。在 （）提出的区别岩浆和热液锆石的图解上，基本落在岩浆锆石区域（图 ），其锆石结晶温度和氧逸度可以反映当时岩浆温度和氧逸度。采用 （）岩浆氧逸度估算方法计算得到普朗斑岩锆石结晶时的岩浆氧逸度 值为 （平均值为 ）；地苏嘎斑岩的 值为 （平均值为 ）；雪鸡坪斑岩的 值为 岩石学报 ，（）：图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石微量元素比值关系图 ，（平均值为 ）。在 （）图解中（图 ），普朗和地苏嘎样品分布在 （石英 铁橄榄石 磁铁矿缓冲剂）与 （磁铁矿 赤铁矿缓冲剂）的下部，雪鸡坪样品分布在 与 的上部，表明西斑岩带氧逸度较东斑岩带高。锆石的 异常通常可指示锆石形成时的物理化学条件（，；，；，；，）。存在两种价态（和 ），在岩浆结晶分异过程中 大量进入斜长石导致锆石中出现明显的负 异常，即较低的 值（，）。岩浆氧逸度升高的过程中，被氧化成 ，导致锆石中 负异常程度降低（值升高）（，；，）。东斑岩带普朗斑岩中锆石 值为 （均值为 ）；地苏嘎斑岩中锆石 值为 （均值为 ）；西斑岩带雪鸡坪斑岩中锆石 值为 （均值为 ）（图 ），同样表明西斑岩带岩浆氧逸度偏高。岩浆的氧化态除了用锆石微量元素计算结果表示之外，莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩主量元素哈克图解 ，全岩的 作为对氧化还原极为敏感的变价元素，对 、等单一价态元素的比值通常也被用作氧化态的替代指标（，；，；，）。我们通过计算全岩的 比值，发现普朗、地苏嘎、雪鸡坪的 比值分别为 （平均 ）、（平均 ）、（平均 ），呈现出东低西高的趋势，与锆石微量元素计算的氧逸度特征一致。另外，锆石 温度计也可以反映岩浆含水量，温度越低，岩浆含水量越高（，；，；，）。普朗和地苏嘎的锆石结晶温度低于雪鸡坪，可能暗示东斑岩带岩浆 含量更高。全岩的 比值通常也用于表征弧岩浆的 含量（，；，；，），我们通过计算全岩的 值发现，普朗、地苏嘎、雪鸡坪的 比值分别为 （平均 ）、（平均 ）、（平均 ），也指示了东斑岩带岩浆 含量更高。岩石学报 ，（）：图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩 （）、（）、（）及 （）图解 （），（），（）（），东斑岩带普朗和地苏嘎斑岩岩浆温度、氧逸度均低于西斑岩带雪鸡坪斑岩，但 含量高于雪鸡坪，这些变化可能是岩浆在上升侵位过程中东部较西部受到更大程度的地壳物质混染导致（，）。构造背景前人对中甸东、西两个斑岩成矿带上的侵入岩体进行了大量的同位素地质年龄测定。通过对中甸地区侵入岩体成岩年龄的统计，我们发现东、西斑岩带岩体形成时代都集中在 （表 、图 ），没有明显的成岩时代差异。普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体都表现为富集 和 、等大离子亲石元素，相对亏损 和 、等高场强元素（图 ，），显示出俯冲带岩浆弧背景特征（，；刘军等，；，）。在全岩的 判别图（图 ）和 （）判别图（图 ）中，普朗、地苏嘎和雪鸡坪所有投点均落入火山弧花岗岩范围。锆石中的 、等元素比值之间的相关性通常用于辨别锆石形成时的结晶环境。在 和 图解中（图 ，），本文锆石测点几乎都落入火山弧区域；在 图解中（图 ），所有锆石测点均在大陆锆石和金伯利岩（指示地幔成因）的重叠区域，而在 图解上均投影在大陆锆石区域（图 ），显示它们均结晶于陆壳环境，且所有锆石均有较大的 比值（）（大陆锆石的 比值在 之间，洋壳锆石的 比值通常小于 ，）。较高的 比值反映了由于岩浆含水量较高而增大了 的溶解率（，）或在母岩浆形成过程中受到大离子亲石元素富集的古老基底的影响（，）。在 和 图解中（图 ，），所有锆石测点均落入与弧岩浆相关的造山环境区域。（）对义敦弧中部粗面安山岩测年得到 的与义敦岛弧俯冲期岩浆事件相符合的成岩年龄，通过与前人测得的义敦弧北部的成岩年龄（）的对比认为俯冲是由北部开始，并向南部延伸；他们还通过估算角闪石结晶压力和结晶深度证明了南部中甸弧是在加厚的大陆地壳基底上发育的，得出义敦弧北部昌台弧和南部中甸弧形成于不同的弧环境，即北部为岛弧，南部为大陆弧。另外，前人研究（杨岳清等，；侯增谦等，；王守旭等，）表明：中甸地区在早三叠世处于甘孜 理塘洋盆西侧的被动陆缘；晚三叠世中晚期（），甘孜 理塘洋壳向莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示表 中甸东、西斑岩带岩体成岩年龄统计表 斑岩带岩体测试方法矿物定年年龄（）参考文献普朗 辉钼矿 李文昌和曾普胜，普朗 锆石 ，普朗 锆石 ，普朗 锆石 ，普朗 锆石 ，普朗 锆石 ，东斑岩带普朗 锆石 刘学龙等，普朗 锆石 刘学龙等，地苏嘎 锆石 刘学龙等，地苏嘎 锆石 刘学龙等，地苏嘎 锆石 ，松诺 锆石 冷成彪等，浪都 锆石 金灿海等，欠虽 锆石 李?等，雪鸡坪 锆石 林清茶等，雪鸡坪 锆石 曹殿华等，雪鸡坪 辉钼矿 ，西斑岩带雪鸡坪 锆石 ，春都 锆石 张兴春等，茨莱 锆石 王帅帅等，烂泥塘 锆石 欧剑杰，图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 比值（）和锆石 （）判别图解（，底图据 ，）（）（）（，），西俯冲，中甸地区由被动陆缘转为活动陆缘，沿俯冲方向依次发育岛弧和弧后盆地；晚三叠世末，甘孜 理塘洋盆闭合，经短暂的残留海发育阶段，最后碰撞造山。综上，本文认为中甸东、西斑岩带的岩体均形成于与晚三叠世甘孜 理塘洋壳西向俯冲相关的大陆弧背景。东、西斑岩成矿带的差异对找矿的指示意义岩浆氧逸度对铜成矿具有重要影响，铜属于亲硫元素，在含有大量 的岩浆中，铜的硫化物会因过饱和而提早析出，影响铜在残余岩浆中的富集（，）。在高氧逸度条件下，大量硫以 和 等形式溶解在熔体中，只有少量的 可以形成硫化物，硫化物难以饱和，因而铜在残余岩浆中逐渐富集，最终进入岩浆流体（，；，；，）。因此，岩浆氧逸度在斑岩型铜矿成矿过程中是一个关键因素，同时氧逸度高的岩浆更有利于把金属元素和硫从地幔运移到地壳浅部（，；，；，）。然而氧逸度越高的斑岩体形成的铜矿储量越大吗？本文对比东斑岩带普朗超 岩石学报 ，（）：图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 （）（，据 ，修改）和 （）（）图解 （）（，）（）（），图 中甸东、西斑岩带岩体成岩年龄统计（数据来源见表 ）（）大型、地苏嘎矿点和西斑岩带雪鸡坪大型斑岩铜矿含矿斑岩锆石的岩浆氧逸度，发现其均具有高氧逸度特征，且西斑岩带雪鸡坪大型斑岩矿床含矿斑岩的氧逸度高于东斑岩带普朗超大型斑岩矿床，说明在氧逸度相对较高的条件下，其高低并不与成矿规模成正比。世界级的斑岩型铜 金矿床几乎都与岩浆混合有关，岩浆混合会导致岩浆挥发性饱和，进而有利于岩浆热液矿床的形成（，；，；，）。如前所述，东、西斑岩成矿带中成矿岩体均为壳幔混合来源，但东斑岩铜矿带地壳物质混染的更多，且相比西斑岩铜矿带具有更加演化和更富水的特征。高 含量可以使岩浆上升过程中携带更多的 和 （，图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩 （）及 （）（）判别图（底图据 ，）（）（）（），（，）莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示图 普朗、地苏嘎、雪鸡坪斑岩锆石 图解（，据 ，）、图解（，据 ，）、图解（，据 ，）、图解（，据 ，）、图解（，据 ，）和 图解（，据 ，）（，），（，），（，），（，），（，）（，），；，），为流体出溶成矿提供更多的物质来源。综上，东斑岩带更高的演化程度和高 含量或许是东斑岩带发现斑岩矿床较西斑岩带更多、规模更大的一个原因，这也暗示东斑岩带比西斑岩带具有更大的找矿潜力。东斑岩成矿带地苏嘎矿区未发育大型矿床的原因可能是受该地区差异剥蚀作用的影响（，），其磷灰石的裂变径迹和（）定年也证实了这一观点（，）。结论（）中甸东、西斑岩带岩体均形成于晚三叠世中晚期，产于甘孜 理塘洋壳西向俯冲形成的大陆边缘弧。（）东斑岩带普朗、地苏嘎斑岩体与西斑岩带雪鸡坪斑岩体均为壳幔混合的产物，且东斑岩带斑岩体的形成具有更多地壳物质的参与，演化程度更高。（）普朗和地苏嘎斑岩体具有相似的高氧逸度特征，但低于雪鸡坪斑岩体，说明在相对较高氧逸条件下，氧逸度高低不与成矿规模成正比。（）东斑岩带斑岩体水含量及演化程度比西斑岩带更高，这或许是东斑岩带发现斑岩矿床较西斑岩带更多、规模更大的原因，这也暗示东斑岩带比西斑岩带具有更大的找矿潜力。，（）（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：（），（）：，：，（）：，岩石学报 ，（）：，：，：，：，：，：，：，：，（）：，（）：，“”？，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：（），（）：，（）：（），（）：，：，：，：，（）：，：，（）：，“”，（）：，：，（）：（），：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：（），（）：（），（）：（）：，（）：（），“”：，：，（）：（），：，（）：，（）：（），（）：，：，：，：莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示 ，（）：（），：，（）：（），：，（），：，：，：，：，（）：（），（）：，：，：，（）：（），（），：，（）：，（）：（），（）：（），（）：（），（）：（），：（），（），（）：（），（）：（），（），：，（），：，（）：，：，（）：，：（），（），：（），（）：，：，（）：，：，（）：，（）：（），（）：（），（）：（），：，（）：（），（）：（），岩石学报 ，（）：，（）：（），（）：（），：，（）：，（）：，（）：，：，：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：（），（）：（），：，（）：，：，：，（）：，（，）：，（）：，（），（）：，（）：（），（）：（）：，（）：，：，：，（）：，（）：，（）：（），（）：（），（）：，（）：，（）：，：，：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，：，（）：，莫雷等：云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与 同位素特征及其对成岩成矿的启示 ，：，（）：，（）：，：，：，：，：，（）：（），：，（），：，（）：（），（）：，：，：，：，（）：（），（）：，（）：（），（）：（），：，（）：（），：，：，：，（）：（），（）：（），：，（）：（），：（），（），（）：（），（）：，（），（）：（），（）：（）附中文参考文献曹殿华，王安建，黄玉凤，张维，侯可军，李瑞萍，李以科 中甸弧雪鸡坪斑岩铜矿含矿斑岩锆石 年代学及 同位素组成 地质学报，（）：董涛，余海军，段召艳，魏坤，吴俊，兰文达，刘晓波，杜斌 云南香格里拉盖吉夏含矿石英二长闪长玢岩年代学、地球化学、锆石 同位素特征及其地质意义 岩石学报，（）：范玉华，李文昌 云南普朗斑岩铜矿床地质特征中国地质，（）：郭锋，范蔚茗，李超文，高晓峰 延吉地区古新世埃达克岩捕获锆石 年龄、同位素和微量元素地球化学对区域中酸性岩浆演化的指示 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