李壯，李興怡，張鵬，郎興海，趙楓

1)內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川內(nèi)江，641100；2)成都理工大學(xué)自然資源部構(gòu)造成礦成藏重點實驗室，成都，610059；3)內(nèi)江市高新區(qū)礦產(chǎn)與工程地質(zhì)博士工作站，四川內(nèi)江，641199；4)四川省國土科學(xué)技術(shù)研究院，成都，610074

內(nèi)容提要: 浦桑果是近年來西藏岡底斯成礦帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一一個富鈷矽卡巖型銅多金屬礦床，銅、鉛、鋅品位高，開發(fā)價值巨大。礦區(qū)主要出露黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中酸性侵入巖體，巖體形成時代均為中新世(13～14 Ma)，但其巖體含礦性目前尚未查明，是否具有斑巖型銅礦成礦潛力值得進(jìn)一步探討和研究。本文主要采用LA-ICP-MS原位成分分析方法分別對黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中鋯石展開系統(tǒng)的原位微量元素分析。分析結(jié)果表明，黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中鋯石均發(fā)育典型的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，兩種巖體具有相似的REE配分模式、Ce正異常和Eu負(fù)異常特征，鋯石成因類型屬于典型的巖漿鋯石類，鋯石主要結(jié)晶形成于陸殼環(huán)境。鋯石初始飽和溫度和鋯石Ti結(jié)晶溫度計算結(jié)果表明，黑云母花崗閃長巖鋯石初始飽和溫度范圍為633～645℃，鋯石Ti結(jié)晶溫度為658～817℃；閃長玢巖鋯石初始飽和溫度分布在549～626℃，鋯石Ti結(jié)晶溫度為640～772℃，鋯石初始飽和溫度均低于鋯石Ti結(jié)晶溫度，綜合指示礦區(qū)中酸性巖體形成過程中存在多期次巖漿熔體的補(bǔ)給作用。鋯石微量元素Dy/Yb、(Ce/Nd)/Y值與氧逸度(ΔFMQ)特征表明，黑云母花崗閃長巖較閃長玢巖具有更高的氧逸度范圍(ΔFMQ+0.44 ～ ΔFMQ+3.86)和相對高的水含量，從而更有利于浦桑果礦區(qū)銅、硫等成礦元素在巖漿中進(jìn)一步富集成礦，且礦區(qū)可能發(fā)育中—大型規(guī)模的金屬礦床，然而進(jìn)一步發(fā)育斑巖型銅礦床的可能性較低。

鋯石(ZrSiO4)是地質(zhì)學(xué)研究中最重要的副礦物之一，廣泛分布在沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖中(Orejana et al., 2011; Nikitina et al., 2012; Kohn et al., 2015; Loader et al., 2017; Rubatto, 2017; Zhong Shihua et al., 2018; Holder et al., 2020; Tang Juxing et al., 2021)，因其地球化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，難溶解，難熔融(El-Bialy and Ali, 2013)，并記錄了巖漿結(jié)晶分異時的溫度、氧逸度、年齡及Hf—O—Zr—Li—Si等多元同位素和微量元素信息(Zou Xinyu et al., 2019; 鄒心宇等，2021)，被廣泛應(yīng)用于同位素年代學(xué)、巖石成因及巖石圈演化等綜合研究。近年來，隨著礦物原位微區(qū)成分分析技術(shù)的發(fā)展，鋯石微量元素地球化學(xué)理論研究不斷深入，且主要應(yīng)用在揭示巖漿演化(Gagnevin et al., 2010; Dai Liqun et al., 2011; Klemetti et al., 2011; Chamberlain et al., 2014; Cooper et al., 2014; Storm et al., 2014; Schmitt et al., 2017)、巖漿氧逸度(Ballard et al., 2002; Trail et al., 2011; Shen Ping et al., 2015; Smythe and Brenan, 2015; Loucks et al., 2020)、結(jié)晶構(gòu)造環(huán)境(Barth et al., 2013; Carley et al., 2014; Grimes et al., 2015)、結(jié)晶溫度和年齡(Watson et al., 2006; Harrison et al., 2007; Fu Bin et al., 2008; Schoene, 2014)、巖體含礦性綜合評價(Xie Fuwei et al., 2018)等多方面研究中。

素有“世界屋脊”之稱的青藏高原，現(xiàn)已成為我國最重要的金屬資源聚集地，其中西藏岡底斯成礦帶是我國最重要的大宗礦產(chǎn)金屬資源儲備和開發(fā)基地之一(唐菊興等，2017；唐菊興，2019)，一系列大型超大型斑巖—矽卡巖—淺成低溫?zé)嵋盒徒饘俚V床相繼被發(fā)現(xiàn)和評價(Tang Juxing et al., 2021)。浦桑果礦床位于岡底斯成礦帶中段，是近年來新發(fā)現(xiàn)的首例矽卡巖型富鈷銅多金屬礦床，目前礦區(qū)共探獲金屬資源量大于0.30 Mt，其中Cu金屬量超過0.10 Mt，Pb+Zn金屬量超過0.20 Mt，Co金屬量超過280 t(李壯等，2019)。近年來，針對浦桑果礦床的研究工作主要集中在礦床地質(zhì)特征(崔曉亮，2013；楊海銳，2013；張明舉等，2016)、成巖成礦時代(Li Zhuang et al., 2019)、矽卡巖礦物(李壯等，2018a)、成礦物質(zhì)來源(李壯等，2018b)等多個方面，然而，針對該礦區(qū)與成礦有關(guān)的真正成礦巖體還有待進(jìn)一步研究，礦區(qū)深部是否存在斑巖型礦體的可能性值得探討，從而制約了該礦床成礦作用的深入認(rèn)識和理解。針對上述科學(xué)問題，筆者等主要選擇浦桑果礦區(qū)中酸性侵入巖體(黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖)作為研究對象，利用激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)分析技術(shù)對巖體開展系統(tǒng)的鋯石原位微量元素地球化學(xué)研究，利用鋯石微量元素對巖漿結(jié)晶溫度、氧逸度等進(jìn)行初步估算，并對巖漿結(jié)晶環(huán)境、巖體含礦性等問題展開討論，為礦區(qū)下一步開展找礦工作提供理論指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

青藏高原位于特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造成礦域內(nèi)，主要發(fā)育4條重要的構(gòu)造成礦帶，包括東部的三江成礦帶(Hou Zengqian et al., 2011)、中部的岡底斯成礦帶(Hou Zengqian et al., 2015)、北部的班公湖—怒江成礦帶(Qu Xiaoming et al., 2006)和南部的北喜馬拉雅成礦帶(Li Yalin et al., 2017)(圖1a)。岡底斯成礦帶東西延伸大于550 km，東部起于工布江達(dá)縣沙讓鉬礦床，西部止于昂仁朱諾銅礦床(Wang Rui et al., 2016; Liu Hong et al., 2018)，其金屬成礦作用主要集中于3個時間段：① 中侏羅世(174 ～ 160 Ma)，成礦作用主要與雅魯藏布江新特提斯洋殼北向俯沖作用有關(guān)，代表性礦床為雄村銅(金)礦床(Lang Xinghai et al., 2019, 2020)；② 始新世(51～49 Ma)，成礦作用與印度—歐亞板塊碰撞作用有關(guān)，代表性礦床有吉如和沙讓礦床(Zhao Junxing et al., 2020)；③ 漸新世—中新世(25～12 Ma)，成礦作用主要與印度—歐亞大陸后碰撞伸展作用有關(guān)(Sun Xiang et al., 2020; Zheng Shiji et al., 2020)，代表性礦床有驅(qū)龍、甲瑪、朱諾、沖江等(圖1b)。

浦桑果礦床大地構(gòu)造位置位于岡底斯成礦帶火山巖漿弧中段，區(qū)域內(nèi)出露的地層單元主要歸屬于隆格爾—南木林地層分區(qū)，包括上侏羅統(tǒng)麻木下組(J3m)、下白堊統(tǒng)楚木龍組(K1c)、下白堊統(tǒng)比馬組(K1b)、下白堊統(tǒng)塔克那組(K1t)、上白堊統(tǒng)設(shè)興組(K2s)等(李壯等，2018a，b，2019)，其中塔克那組主要由灰?guī)r、大理巖、鈣質(zhì)砂巖等組成。區(qū)域巖漿巖發(fā)育并廣泛出露，主要包括晚三疊世—中侏羅世花崗巖(215 ～ 175 Ma)(李才等，2003；張宏飛等，2007)、晚侏羅世—白堊世中酸性火山巖及花崗巖(160 ～ 80 Ma)(朱弟成等，2008)、古新世—始新世火山巖(70 ～ 40 Ma)(莫宣學(xué)等，2003；Zhu Dicheng et al., 2010)和漸新世—中新世二長花崗巖等中酸性巖體(33 ～ 10 Ma)(Zhou Jianping et al., 2017)。浦桑果區(qū)域發(fā)育并廣泛出露中酸性侵入巖體，巖石類型主要包括花崗閃長巖和二長花崗巖體等。區(qū)域構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，次為褶皺構(gòu)造及韌(脆)性剪切帶構(gòu)造。

2 礦床地質(zhì)特征

浦桑果礦區(qū)位于西藏南木林縣北西方向近40 km處，礦區(qū)出露地層整體簡單，主要包括上白堊統(tǒng)設(shè)興組(K2s)、下白堊統(tǒng)塔克那組(K1t)和始新統(tǒng)典中組(E1d)，地層走向總體呈東西向，其中塔克那組為礦區(qū)的主要賦礦地層，巖性為大理巖、灰?guī)r和大理巖化灰?guī)r，設(shè)興組地層巖性包括泥巖和砂巖，典中組為一套由凝灰?guī)r、火山角礫巖等組成的火山碎屑巖(李壯等，2018a，b)。受南北向構(gòu)造擠壓的影響，礦區(qū)發(fā)育斷裂構(gòu)造及小的褶皺構(gòu)造，其中斷裂構(gòu)造主要包括近東西向的F1主干斷層、F2逆斷層及F3平移斷層(圖2)。礦區(qū)出露巖漿巖類型多樣，巖石類型主要包括礦區(qū)西部的黑云母花崗閃長巖、中部的閃長玢巖和北部的輝長巖，其中黑云母花崗閃長巖地表出露面積約0.3 km2，呈巖基狀產(chǎn)出；閃長玢巖出露面積約0.04 km2，以巖株狀產(chǎn)出，礦體主要發(fā)育于黑云母花崗閃長巖、閃長玢巖與塔克那組灰?guī)r、大理巖等矽卡巖化接觸帶內(nèi)。黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中酸性巖體侵位時代均為中新世(13.6 ～ 14.6 Ma)(Li Zhuang et al., 2020)，與礦區(qū)Cu—Pb—Zn等金屬成礦作用(13.2 ± 0.7 Ma)同時代(Li Zhuang et al., 2019)。

圖1 青藏高原構(gòu)造單元劃分圖(a)(修改自Zhu Dicheng et al., 2011)及西藏岡底斯成礦帶主要金屬礦床分布圖(b)(修改自唐菊興等，2012)Fig. 1 The tectonic framework of Qinghai—Xizang(Tibet) Plateau (a) (modified from Zhu Dicheng et al., 2011) and the distribution location of the main mineral deposits in Gangdese metallogenic belt (b) (modified from Tang Juxing et al., 2012&)JSSZ—金沙江縫合帶；LSSZ—龍木錯—雙湖縫合帶；BNSZ—班公湖怒江縫合帶；SNMZ—獅泉河蛇綠巖帶；YZSZ—雅魯藏布江縫合帶；GLZCF—噶爾—隆格爾—扎日南木錯—錯麥斷裂帶；LMF—洛巴堆—米拉山斷裂帶JSSZ—Jinsha River Suture Zone; LSSZ—Longmu Lake—Shuanghu Suture Zone; BNSZ—Bangong Lake—Nujiang River Suture Zone; SNMZ—Shiquan River—Nam Lake Mélange Zone; YZSZ—Yarlung River Suture Zone; GLZCF—Ga’er—Long Ge’er—Zharinanmu Lake—Cuomai Fault; LMF—Luobadui—Milashan Fault

圖2 西藏岡底斯成礦帶浦桑果富鈷銅多金屬礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)李壯等，2019修改)Fig. 2 Simplified geological map of the Pusangguo cobalt-rich copper-dominated polymetallic deposit in the Gangdese belt (modified from Li Zhuang et al., 2019&)

圖3 西藏浦桑果富鈷銅多金屬礦床礦石組構(gòu)及礦物組合特征Fig. 3 Photographs and photomicrographs showing ore textures, ore minerals in the Pusangguo deposit(a)—(f)—礦石手標(biāo)本特征；(g)—(l)—礦物組合鏡下特征(單偏光)。 Grt—石榴子石；Ep—綠簾石；Chl—綠泥石；Qtz—石英；Ccp—黃銅礦；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Py—黃鐵礦；Cob—輝砷鎳鈷礦；Aik—針硫鉍鉛礦；Cha—輝銅礦(a)—(f)—the hand specimen characteristics of the ores; (g)—(l)—microscopic features of the mineral assemblages (single polarization). Grt—garnet; Ep—epidote; Chl—chlorite; Qtz—quartz; Ccp—chalcopyrite; Sp—sphalerite; Gn—galena; Py—pyrite; Cob—cobaltite; Aik—aikinite; Chal—chalcocite

礦區(qū)共揭露銅多金屬礦體5條，礦體的成礦元素以Cu—Pb—Zn—Ag為主，伴生Co、Ni|、Bi、Cd等多種有用金屬組分，礦體編號依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體(圖2)，礦體形態(tài)主要呈層狀、似層狀、透鏡狀和脈狀，目前共探獲Cu+Pb+Zn+Co金屬資源量超過0.30 Mt， Cu、Pb、Zn、Co金屬平均品位分別為1.42%、1.01%、1.82%和140×10-6(李壯等，2019)。I號礦體是礦區(qū)的主礦體，具有規(guī)模大、金屬品位高的特點，主要發(fā)育在黑云母花崗閃長巖與下白堊統(tǒng)塔克那組矽卡巖化大理巖接觸帶中。礦區(qū)圍巖蝕變類型主要為矽卡巖化、大理巖化，次為硅化、碳酸鹽化、角巖化，銅鉛鋅等金屬礦化主要與矽卡巖化相關(guān)，矽卡巖化主要發(fā)育于礦區(qū)黑云母花崗閃長巖及閃長玢巖中酸性侵入巖與下白堊統(tǒng)塔克那組地層的接觸帶及附近。礦石構(gòu)造類型主要包括塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和層紋狀構(gòu)造(圖3a—f)；礦石結(jié)構(gòu)類型包括交代結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)和壓力結(jié)構(gòu)，其中，交代結(jié)構(gòu)主要包括交代殘余結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等(圖3g—l)。礦區(qū)非金屬礦物主要為石榴子石、硅灰石、透輝石、綠簾石等矽卡巖礦物，其中石榴子石主要為鈣鐵榴石和鈣鋁榴石(李壯等，2018b)，次為石英、方解石等；金屬礦物主要為黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦，次為黃鐵礦、赤鐵礦、輝砷鎳鈷礦(圖3g、 k)、針硫鉍鉛礦、硫鉍銅鉛礦等。輝砷鎳鈷礦為礦區(qū)主要的富鈷礦物，次以類質(zhì)同象鈷發(fā)育于大量閃鋅礦和少量黃鐵礦中(Co類質(zhì)同象替代Zn、Fe)。根據(jù)礦物組合及形成關(guān)系，成礦過程主要劃分為矽卡巖成礦期和熱液成礦期，對應(yīng)的成礦階段包括進(jìn)變質(zhì)矽卡巖階段、退變質(zhì)矽卡巖階段、石英硫化物階段和碳酸鹽階段，其中，石英硫化物階段又可劃分為石英—輝砷鎳鈷礦—黃銅礦—黃鐵礦和閃鋅礦—方鉛礦—鉍礦物—石英兩個成礦亞階段(Li Zhuang et al., 2019)。

3 樣品采集

筆者等用于鋯石微量元素測試分析的樣品主要采自礦區(qū)地表，選取了新鮮蝕變程度低的黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖(圖4)，其中2件黑云母花崗閃長巖樣品(PLX2-2、PSGHGSY)的具體采樣位置坐標(biāo)為：89°26′08″E、29°35′45″N和89°26′20″E、29°35′38″N；2件閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)的采樣位置坐標(biāo)為：89°26′31″E、29°35′34″N和89°26′40″E、29°35′32″N，具體采樣位置如圖2。

黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)顏色呈灰白—淺棕色，具中粗粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4a、 b、 c)。巖石主要組成礦物為斜長石、石英及鉀長石，次為少量黑云母、角閃石等暗色礦物。副礦物為磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。斜長石呈板狀、長柱狀，粒徑約1.0 ～ 2 mm，普遍發(fā)育聚片雙晶結(jié)構(gòu)；鉀長石呈它形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑約1.5 ～ 2.0 mm，發(fā)育卡式雙晶結(jié)構(gòu)；黑云母呈片狀結(jié)構(gòu)，單偏光下具明顯多色性特征，粒徑約0.5 ～ 1.5 mm；角閃石呈半自形—自形晶結(jié)構(gòu)，粒徑約0.5 ～ 1.5 mm(圖4e, f, g)。巖石內(nèi)可見矽卡巖化，且發(fā)育浸染狀黃銅礦、閃鋅礦等礦化(圖4b)。

圖4 西藏浦桑果富鈷銅多金屬礦床黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖手標(biāo)本及顯微鏡下特征Fig. 4 Hand specimens and microscopic characteristics of the biotite granodiorite and diorite porphyrite from Pusangguo cobalt-rich copper polymetallic deposit, Xizang(Tibet)(a)、(b)黑云母花崗閃長巖手標(biāo)本特征；(c)、(d)閃長玢巖手標(biāo)本特征；(e)—(g)黑云母花崗閃長巖顯微鏡下特征(正交偏光)；(h)、(i)閃長玢巖顯微鏡下特征(正交偏光)；Ccp—黃銅礦；Sp—閃鋅礦；Pl—斜長石；Kfs—鉀長石；Bt—黑云母；Hb—角閃石；Qtz—石英(a)，(b) specimens characteristics of biotite granodiorite; (c)，(d) specimens characteristics of diorite porphyrite; (e)—(g) microscopic characteristics of biotite granodiorite (orthogonal polarization); (h)，(i) microscopic characteristics of diorite porphyrite (orthogonal polarization); Ccp—chalcopyrite; Sp—sphalerite; Pl—plagioclase; Kfs—potassium feldspar; Bt—biotite; Hb—hornblende; Qtz—quartz

閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)顏色呈灰綠色—墨綠色，具斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶占40%左右，基質(zhì)占60%左右(圖4c, d)。斑晶成分主要為斜長石、角閃石，次為少量石英，斑晶粒徑約1.5 ～ 2.5 mm，斜長石呈半自形—自形晶柱狀，普遍發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，暗色礦物主要為角閃石，次為少量黑云母，角閃石常被鱗片狀黑云母及綠泥石交代呈假象結(jié)構(gòu)，黑云母普遍發(fā)育綠泥石化(圖4h、 i)?；|(zhì)成分主要為細(xì)粒斜長石、角閃石等暗色礦物及少量石英，暗色礦物主要為黑云母，且普遍發(fā)育綠泥石化等蝕變(圖4i)。巖石副礦物主要為磁鐵礦、鋯石、磷灰石等。巖石內(nèi)部可見細(xì)粒黃鐵礦化，未見明顯銅、鉛、鋅等礦化。

4 分析方法和結(jié)果

4.1 分析方法

巖石樣品碎樣、鋯石單礦物挑選及鋯石制靶在廣州市拓巖檢測技術(shù)有限公司完成，其鋯石單礦物分選方法主要為重液、重選和磁選等技術(shù)。鋯石透射光、反射光及陰極發(fā)光CL照相均在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評價重點實驗室完成，儀器型號為JXA8230型電子探針，最后選擇無裂痕發(fā)育環(huán)帶的鋯石顆粒進(jìn)行鋯石微量元素含量測試。

圖5 西藏浦桑果富鈷銅多金屬礦床黑云母花崗閃長巖(a)及閃長玢巖(b)鋯石陰極發(fā)光特征及分析點Fig. 5 The zircon cathodoluminescence feature and analysis point of the biotite granodiorite (a) and diorite porphyrite (b) in Pusangguo cobalt-rich copper polymetallic deposit, Xizang(Tibet)

鋯石微量元素含量分析在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)上完成。LA-ICP-MS激光剝蝕系統(tǒng)為美國Coherent公司的GeoLasPro193準(zhǔn)分子固體進(jìn)樣系統(tǒng)，ICP-MS等離子體質(zhì)譜儀為美國Thermo Fisher公司的X Series2型四級桿等離子體質(zhì)譜儀，測試激光剝蝕束斑大小為32 μm，分析頻率為6 Hz。測試中，He作為載氣，Ar作為補(bǔ)償氣，采用Plesovice(Sláma et al., 2008)和SL標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500(Claoué-Long et al., 1995)作為外標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，采用NIST SRM 610作為成分標(biāo)樣，29Si作為內(nèi)標(biāo)元素。最終實驗數(shù)據(jù)的離線分析和處理采用軟件ICPMSDataCal(Liu Yongsheng et al., 2008, 2010a, b)完成。實驗中每測定樣品5個單點測定兩次標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500，樣品點激光剝蝕采集信息時間為50 s且前20 s為背景信號采集時間。實驗具體的參數(shù)及分析流程詳見參考文獻(xiàn)(Hu Zhaochu et al., 2012a, b)。

4.2 分析結(jié)果

對采自浦桑果礦區(qū)4件侵入巖體樣品中91個鋯石進(jìn)行微量元素分析(PLX2-2=26、PSGHGSY=27、PLX1-8=26和PLX5-9=12)。鋯石陰極發(fā)光分析顯示，黑云母花崗閃長巖中鋯石多為灰白色，呈短柱狀、長柱狀或不規(guī)則狀自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，鋯石長軸長度為200 ～ 300 μm，短軸長度為150 ～ 200 μm，鋯石長軸和短軸之比約1∶1 ～ 2∶1(圖5a)。閃長玢巖中鋯石為灰白色—黑色，顏色較黑云母花崗閃長巖更深，鋯石形態(tài)呈渾圓狀、長柱狀或不規(guī)則狀半自形—自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，鋯石長軸長度為100 ～ 300 μm，短軸長度為50 ～ 150 μm，鋯石長軸和短軸之比約1∶1 ～ 2∶1(圖5b)。黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中鋯石均可見清晰的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，少數(shù)鋯石內(nèi)發(fā)育溶蝕孔洞或細(xì)小裂紋。兩類巖石中鋯石形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單且具有明顯的振蕩環(huán)帶，為典型的巖漿成因鋯石(吳元保等，2004；趙振華，2010)。

每個鋯石顆粒選擇一個點進(jìn)行LA-ICP-MS微量分析，分析結(jié)果見表1～表4。鋯石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化(Sun and McDonough, 1989)稀土配分曲線圖見圖6，本文中測定的鋯石顆粒全部具有重稀土元素(HREE)相對中稀土元素(MREE)和輕稀土元素(LREE)強(qiáng)烈富集特征，且表現(xiàn)出不同程度的Ce正異常和Eu負(fù)異常。其中，4件樣品的Ce正異常程度從大到小依次為：PLX2-2(Ce/Ce*=9.20 ～ 1100，平均414)、PSGHGSY(99.8 ～ 303，平均200)、PLX1-8(1.30～376，平均57.4)、PLX5-9(1.30～52.3，平均17.5)；4件樣品的Eu負(fù)異常程度相差不大，PLX2-2(Eu/Eu*=0.20～0.40，平均0.30)、PSGHGSY(0.20～0.40，平均0.30)、PLX1-8(0.10～0.50，平均0.30)、PLX5-9(0.10～0.50，平均0.30)。

鋯石總稀土元素含量(∑REE)變化范圍分別為：PLX5-9(359×10-6～5000×10-6，平均1910×10-6)最高，PLX1-8(280×10-6～4990×10-6，平均1360×10-6)次之，PLX2-2(235×10-6～576×10-6，平均359×10-6)和PSGHGSY(190×10-6～419×10-6，平均294×10-6)較低。其中，樣品PLX5-9和PLX1-8的∑REE變化范圍最大(表1～表4)。單個樣品的HREE分布整體平行于(Yb/Gd)N值范圍，PLX2-2((Yb/Gd)N=7.50～18.3)、PSGHGSY(7.10～21.6)、PLX1-8(6.00～17.4)、PLX5-9(5.90～15.7)，而單個樣品內(nèi)部(Sm/La)N值變化較大，即PLX2-2(2.80～1120)、PSGHGSY(114～1280)、PLX1-8(1.90～2440)、PLX5-9(2.00～2330)，表明樣品內(nèi)LREE和MREE部分分布變化較大。

表1 西藏浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖(PLX2-2)中鋯石微量元素組成(×10-6)及鋯石tZr-Ti溫度Table 1 The trace element (×10-6)composition and tZr-Ti temperature of zircon in the biotite granodiorite (PLX2-2) from the Pusangguo deposit

分析點號02050607080910111213141617Th89.6 181 108 134 222 64.6 234 152 117 135 101 169 171 U131 179 158 178 349 103 257 263 158 174 145 168 169 ΣREE328 550 330 365 358 239 559 396 395 351 354 576 556 LREE42.4 46.2 35.5 26.3 32.6 25.8 32.1 22.3 80.6 41.7 46.0 105 37.5 HREE286 504 294 339 326 213 527 374 314 309 308 471 519 LREE/HREE0.15 0.09 0.12 0.08 0.10 0.12 0.06 0.06 0.26 0.14 0.15 0.22 0.07 Th/U0.68 1.01 0.68 0.75 0.64 0.63 0.91 0.58 0.74 0.77 0.70 1.00 1.01 EuN/Eu?N0.22 0.28 0.39 0.24 0.26 0.31 0.34 0.22 0.35 0.32 0.33 0.30 0.35 CeN/Ce?N499 107 486 193 9.17 186 167 233 1104 357 320 749 190 n(Ce4+)n(Ce3+)300 274 240 163 199 174 179 143 590 278. 320 725 212 (Sm/La)N352 222 586 453 2.80 119 610 461 336 477 214 1076 892 (Lu/Gd)N18.2 9.30 17.2 17.7 26.9 18.7 12.8 24.8 18.7 14.1 16.7 9.70 9.99 tZr-Ti(℃)839 770 811 782 744 791 792 781 790 762 766 776 803 △FMQ2.142.291.841.351.451.841.130.833.462.402.743.861.65

表2 西藏浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖(PSGHGSY)中鋯石微量元素組成(×10-6)及鋯石tZr-Ti溫度Table 2 The trace element (×10-6) composition and tZr-Ti temperature of zircon in the biotite granodiorite (PSGHGSY) from the Pusangguo

分析點號0203040608091012131415161718U128 162 183 105 153 247 164 121 211 149 196 198 125 ΣREE254 288 290 279 228 331 285 279 274 419 374 310 296 LREE19.2 24.2 20.6 18.2 19.2 24.7 21.0 22.8 23.2 24.5 22.6 25.4 21.0 HREE235 264 269 261 209 306 264 256 251 395 352 285 275 LREE/HREE0.08 0.09 0.08 0.07 0.09 0.08 0.08 0.09 0.09 0.06 0.06 0.09 0.08 Th/U0.68 0.76 0.59 0.78 0.55 0.63 0.65 0.80 0.60 0.80 0.66 0.68 0.62 EuN/Eu?N0.27 0.33 0.33 0.25 0.36 0.31 0.31 0.31 0.35 0.30 0.30 0.24 0.25 CeN/Ce?N180 223 174 212 280 171 223 116 283 99.8 231 302 120 n(Ce4+)n(Ce3+)122 154 138 113 125 161 138 135 154 139 143 168 133 (Sm/La)N294 376 211 371 331 316 250 176 483 269 365 338 114 (Lu/Gd)N19.1 16.4 19.5 15.1 18.7 23.6 16.9 12.7 17.8 14.2 19.2 16.9 20.5 tZr-Ti(℃)809 735 784 658 779 762 781 669 821 794 760 690 801 △FMQ0.941.741.042.331.071.231.162.400.821.141.252.141.16

表3 西藏浦桑果礦區(qū)閃長玢巖(PLX1-8)中鋯石微量元素組成(×10-6)及鋯石tZr-Ti溫度Table 3 The element (×10-6) composition and tZr-Ti temperature of zircon in the diorite porphyrite (PLX1-8) from the Pusangguo deposit

分析點號01030506070811121415171820ΣREE821 486 401 280 739 343 725 708 3800461 693 950 455 LREE28.1 37.0 23.3 22.7 35.3 19.8 37.3 33.7 128 24.2 29.7 52.3 23.0 HREE793 449 378 257 704 323 688 674 368437 664 898 432 LREE/HREE0.04 0.08 0.06 0.09 0.05 0.06 0.05 0.05 0.03 0.06 0.04 0.06 0.05 Th/U0.58 0.90 0.95 0.83 2.02 0.98 1.19 6.46 2.75 0.83 3.01 3.90 0.37 EuN/Eu?N0.44 0.45 0.40 0.35 0.18 0.36 0.25 0.36 0.29 0.40 0.24 0.24 0.07 CeN/Ce?N57.5 20.9 108 376 22.2 81.5 41.9 68.1 6.71 43.3 41.3 43.7 358 n(Ce4+)n(Ce3+)186 218 183 191 225 131 234 217 188 192 182 197 202 (Sm/La)N189 2.50 224 332 64.5 676 220 711 423 50.6 262 1870365 (Lu/Gd)N16.0 20.3 17.8 17.3 11.8 14.3 10.7 13.5 7.71 23.7 10.8 6.25 23.9 tZr-Ti(℃)738 686 712 640 698 661 841 704 743 759 661 689 712 △FMQ-0.411.611.042.231.031.490.691.62-0.090.360.880.001.30

表4 西藏浦桑果礦區(qū)閃長玢巖(PLX5-9)中鋯石微量元素組成(×10-6)及鋯石tZr-Ti溫度Table 4 The trace element (×10-6) composition and tZr-Ti temperature of zircon in the diorite porphyrite (PLX5-9) from the Pusangguo deposit

表5 西藏浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖部分主量元素(%)、Zr含量(×10-6)及鋯石初始飽和溫度計算結(jié)果Table 5 The main (%) and Zr elements (×10-6) composition and tZr temperature of zircon in the biotite granodiorite and diorite porphyrite from the Pusangguo deposit

圖6 浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖(a)、(b)和閃長玢巖(c)、(d)鋯石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分曲線圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig. 6 Chondrite-normalized REE contents diagrams of the biotite granodiorite (a)，(b) and diorite porphyrite (c)，(d) magmatic intrusions from the Pusangguo deposit (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

鋯石中Hf含量常較高，其含量為球粒隕石的幾百—幾千倍。樣品PLX2-2中Hf含量為8.650‰～12.50‰，平均1.030‰；PSGHGSY中Hf含量9.360‰～12.90‰，平均10.90‰；樣品PLX1-8中Hf含量為7.130‰～12.30‰，平均9.750‰；樣品PLX5-9中Hf含量為7.350‰～11.80‰，平均9.790‰(表1～表4)。Th和U是鋯石中研究程度較高的微量元素，Th4+、U4+的離子電荷和離子半徑均接近于Zr4+，因此Th、U在鋯石中的含量普遍較高(n×10-5～n×10-3)且U含量常大于Th(周敖日格勒等，2017)。樣品PLX2-2中Th含量為60.0×10-6～234×10-6(平均118×10-6)，U含量為94.5×10-6～349×10-6(平均158×10-6)，Th/U值為0.60～1.00(平均0.70)；樣品PSGHGSY中Th含量為54.2×10-6～155×10-6(平均101×10-6)，U含量為79.4×10-6～247×10-6(平均152×10-6)，Th/U值為0.50～1.10(平均0.70)；PLX1-8中Th含量為0.127‰～11.19‰(平均2.230‰)，U含量為0.176‰～2.430‰(平均0.862‰)，Th/U值0.40～6.50(平均2.10)；PLX5-9中Th含量為153×10-6～5550×10-6(平均2056×10-6)，U含量為180～2430×10-6(平均1070×10-6)，Th/U值0.70～4.80(平均2.20)。單個同一樣品中不同鋯石顆粒中可出現(xiàn)Th、U含量超過十的數(shù)量級差異(如樣品PLX1-8和PLX5-9)。

鋯石中Ti、Nb和Ta 3個高場強(qiáng)元素被有效測定，且鋯石中Ti含量最高。分析結(jié)果(表1—表4)顯示，樣品鋯石中Ti含量依次為：PLX2-2(3.70～14.8×10-6，平均8.80×10-6)、PSGHGSY(2.10～16.6×10-6，平均8.40×10-6)、PLX1-8(1.60～15.0×10-6，平均3.90×10-6)和PLX5-9(1.80～7.70×10-6，平均3.40×10-6)，其鋯石Ti含量均位于巖漿巖鋯石中Ti含量正常范圍(≤75.0×10-6，Hoskin and Schaltegger, 2003)。4件樣品的Nb含量均在巖漿鋯石范圍內(nèi)(Nb≤62.0×10-6，Hoskin and Schaltegger, 2003)，樣品鋯石中Nb含量依次為：PLX2-2(0.40～1.60×10-6，平均0.90×10-6)、PSGHGSY(0.60～1.50×10-6，平均1.00×10-6)、PLX1-8(0.50～15.2×10-6，平均3.50×10-6)、PLX5-9(1.30～15.0×10-6，平均5.10×10-6)。4件樣品中Ta含量絕大多數(shù)均在巖漿鋯石Ta含量范圍內(nèi)(Ta≤3.00×10-6，Hoskin and Schaltegger, 2003)，除個別鋯石顆粒(PLX1-8-42，Ta=3.70×10-6)、(PLX5-9-11，Ta=3.80×10-6)中Ta大于巖漿鋯石范圍，這種個別富Ta鋯石可能是在鉭氧化物和鉭鐵礦沉淀之前的花崗巖熔漿內(nèi)結(jié)晶(Van Lichtervelde et al., 2009; El-Baily and Ali, 2013)。其余樣品中鋯石Ta含量依次為：PLX2-2(0.30～1.20×10-6，平均0.60×10-6)、PSGHGSY(0.40～0.80×10-6，平均0.60×10-6)、PLX1-8(0.40～2.80×10-6，平均1.20×10-6)和PLX5-9(0.50～2.90×10-6，平均1.50×10-6)，具有典型巖漿鋯石的稀土配分模式特點。

5 討論

5.1 鋯石成因類型與結(jié)晶環(huán)境

不同成因鋯石的U、Th含量及其比值存在較大差異，巖漿鋯石Th/U>0.4，熱液鋯石Th/U<0.1(Hoskin and Schaltegger, 2003; Rayner et al., 2005)。本文黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)鋯石中U含量為79.4～349×10-6(平均值為155×10-6)，Th/U值為0.50～1.10(平均值為0.70)，具有典型巖漿鋯石的特征；閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)鋯石U含量較高(176～2430×10-6，平均927×10-6)，Th/U值為0.40～6.50(平均值為2.10)，具有典型的巖漿鋯石特征。前人研究表明，鋯石的REE配分特征可以區(qū)別熱液鋯石和未蝕變的巖漿鋯石(Rayner et al., 2005; Hanchar and Westrenen, 2007)。本文黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)鋯石∑REE平均值為326×10-6，LREE/HREE平均值為0.12，Ce/Ce*平均值為305，表現(xiàn)出巖漿鋯石特征；閃長玢巖(PLX2-2、PLX5-9)∑REE平均值為1530×10-6，LREE/HREE平均值為0.05，Ce/Ce*平均值為46.3，表現(xiàn)出巖漿鋯石特征。然而，趙振華(2010)通過對鋯石微量元素地球化學(xué)特征進(jìn)行綜合研究證實，僅利用鋯石Th/U值及REE配分特征判定鋯石成因類型時需謹(jǐn)慎，應(yīng)綜合鋯石其他地球化學(xué)指標(biāo)。

圖7 浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖及閃長玢巖鋯石(Sm/La)N—La(a)和(Sm/La)N—(Lu/Gd)N(b)圖解(底圖據(jù)Hoskin, 2005)Fig. 7 Plot of La vs. (Sm/La)N (a) and (Lu/Gd)N vs. (Sm/La)N (b) diagrams to discriminate magmatic zircon and hydrothermal zircon of the biotite granodiorite and diorite porphyrite in Pusangguo deposit (after Hoskin, 2005)

圖8 U/Yb—Hf(a)和U/Yb—Y(b)圖解區(qū)分陸殼鋯石和洋殼鋯石(底圖修改自Grimes et al., 2007；圖例同圖7)Fig. 8 U/Yb vs. Hf (a) and U/Yb vs. Y (b) diagrams to discriminate between continental and oceanic crust zircon ( after Grimes et al., 2007; the legend is the same as Fig. 7)

Hoskin等(2005)研究發(fā)現(xiàn)，(Sm/La)N—La及(Sm/La)N—(Lu/Gd)N圖解(圖7)可以很好地區(qū)分開巖漿鋯石和熱液鋯石。在(Sm/La)N—La圖解(圖7a)中，黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)中僅1個點靠近熱液鋯石邊界范圍(可能為繼承性鋯石)，其余所有數(shù)據(jù)點均落入巖漿鋯石區(qū)域中；閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)中2個點靠近熱液鋯石邊界區(qū)域內(nèi)，7個點緊鄰巖漿鋯石邊界區(qū)域，其余所有數(shù)據(jù)點均落入巖漿鋯石區(qū)域內(nèi)。在(Sm/La)N—(Lu/Gd)N圖解(圖7b)中，黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)中僅1個數(shù)據(jù)點落入熱液鋯石區(qū)域內(nèi)(可能為繼承性鋯石)，其他所有鋯石數(shù)據(jù)點均落在巖漿鋯石區(qū)域內(nèi)；閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)中僅2個鋯石數(shù)據(jù)點落入熱液鋯石區(qū)域內(nèi)，其余數(shù)據(jù)點均落在巖漿鋯石區(qū)域內(nèi)。綜上所述，浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖及閃長玢巖鋯石成因類型主要為巖漿鋯石類，而黑云母花崗閃長巖鋯石數(shù)據(jù)比較集中，閃長玢巖數(shù)據(jù)分布相對廣泛，其原因可能為閃長玢巖較黑云母花崗閃長巖遭受了更強(qiáng)的蝕變作用。

鋯石微量元素可以較好地記錄寄主巖石的結(jié)晶環(huán)境，利用鋯石微量元素Hf—U/Yb和Y—U/Yb圖解可以明顯區(qū)別陸殼成因鋯石和洋殼成因鋯石，從而有效判斷鋯石是從大陸環(huán)境還是洋殼環(huán)境中結(jié)晶分異而成(Grimes et al., 2007, 2009)。在鋯石Hf—U/Yb圖解(圖8a)中，黑云母花崗閃長巖樣品(PLX2-2、PSGHGSY)和閃長玢巖樣品(PLX1-8、PLX5-9)中數(shù)據(jù)點均落在陸殼鋯石區(qū)域；在Y—U/Yb圖解(圖8b)中，均落入陸殼鋯石區(qū)域內(nèi)，綜合指示黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖鋯石主要形成于陸殼環(huán)境，從而推斷浦桑果礦區(qū)中酸性侵入巖體結(jié)晶環(huán)境為陸殼環(huán)境。

5.2 鋯石飽和溫度與結(jié)晶溫度

根據(jù)巖漿巖中Zr濃度和全巖主量成分的M指數(shù)(M=[n(Na)+n(K)+2n(Ca)]/[n(Al)×n(Si)])可以估算鋯石的初始飽和溫度(tZr)(Watson and Harrison, 1983)。目前，關(guān)于鋯石初始飽和溫度主要有以下3種解釋：①對于早期結(jié)晶鋯石的巖石，表明熔體中鋯石未達(dá)飽和，代表廣泛結(jié)晶前的巖漿侵位上部的實際溫度；②對于長英質(zhì)巖漿，tZr近似于熔體分離的溫度，tZr代表原始侵位巖漿的最低計算溫度；③對于富含繼承鋯石的侵入體，表明源區(qū)中鋯石是飽和的，tZr代表巖漿溫度的上限(Miller et al., 2003)。根據(jù)Watson和Harrison (1983)提出的鋯石初始飽和溫度計算公式，筆者等獲得了浦桑果礦區(qū)中新世侵入巖的鋯石初始飽和溫度(表5)，其中黑云母花崗閃長巖(PLX2-2)的鋯石初始飽和溫度分布在633～645℃(平均值639℃)、閃長玢巖(PLX1-8)的鋯石初始飽和溫度分布在549～626℃(平均值586℃)。上述巖漿巖存在鋯石的大量飽和，故鋯石溫度可作為熔體分離時原始巖漿的最低溫度。

鋯石中Ti含量與巖體SiO2含量具有相關(guān)性，且鋯石微量元素在其存在的熔體/流體相或礦物中的分配系數(shù)遵循Nernst定律，因此鋯石Ti溫度計可作為約束鋯石結(jié)晶溫度有效的地球化學(xué)追蹤器(Ferry and Watson, 2007; Watson et al., 2006)。Ti原子進(jìn)入鋯石晶體的過程主要發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：ZrSiO4+TiO2=ZrTiO4+SiO2或TiO2+SiO2=TiSO4，故鋯石中Ti溫度計主要受控于TiO2和SiO2的活度影響(αTiO2、αSiO2)(Watson and Harrison, 2005)。在此理論基礎(chǔ)上，并結(jié)合天然鋯石和高溫高壓實驗分析，鋯石的Ti溫度計計算公式最終被修正為：

t(Zr-Ti)={(4800±86)/(5.711±0.072)-lg(Ti/10-6)}-273.15 (Ferry and Watson, 2007)

巖漿中有石英存在時，αSiO2=1(Watson and Harrison, 2005; Fu Bin et al., 2008)，硅酸鹽熔體在典型巖漿結(jié)晶溫度范圍內(nèi)時，αTiO2≈0.6(Hayden et al., 2007; Wark et al., 2007)。因此本文中4件樣品的巖漿中SiO2和TiO2的活度可分別視為αSiO2=1和αTiO2=0.6。據(jù)此，筆者等利用鋯石Ti地質(zhì)溫度計計算分別獲得了4件巖石樣品所代表的巖漿鋯石Ti結(jié)晶溫度范圍。其中，樣品PLX2-2中除2個鋯石點溫度值較高(811℃、839℃)，其余鋯石顆粒結(jié)晶溫度范圍為704～805℃(平均值778℃)；樣品PSGHGSY中除2個鋯石點結(jié)晶溫度值較高(821℃、852℃)，其余鋯石結(jié)晶溫度范圍主要位于658～817℃(平均值767℃)；樣品PLX1-8中除1個鋯石顆粒結(jié)晶溫度值較高(841℃)，其余鋯石結(jié)晶溫度范圍為640～771℃(平均值694℃)；樣品PLX5-9鋯石結(jié)晶溫度范圍為649～772℃(平均值691℃)(表1～表4)。綜上所述，浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)鋯石結(jié)晶溫度范圍為658～817℃，平均溫度772℃；閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)鋯石結(jié)晶溫度分布在640～772℃，平均溫度為693℃，獲得的溫度較高的個別鋯石點可能為繼承性鋯石顆粒，鋯石結(jié)晶溫度與鋯石Ti含量整體呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性(圖9a)，且黑云母花崗閃長巖結(jié)晶溫度明顯高于閃長玢巖。此外，前人研究認(rèn)為A型花崗巖巖漿或由地幔柱作用形成的花崗巖巖漿結(jié)晶溫度一般大于800℃，而在富水飽和流體中結(jié)晶形成的花崗巖巖漿溫度小于800℃(Miller et al., 2003)，因此，浦桑果礦區(qū)中酸性侵入巖體(黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖)可能主要形成于近水飽和環(huán)境中結(jié)晶分異形成。

在鋯石的tZr-Ti—tZr圖解中(圖9b)，浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)和閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)的鋯石飽和溫度均低于鋯石Ti結(jié)晶溫度，這些高鋯石Ti結(jié)晶溫度的鋯石顆粒來源于更高溫補(bǔ)給巖漿的注入，說明浦桑果礦區(qū)中新世中酸性侵入巖的形成于多期次巖漿熔體的補(bǔ)給。

5.3 巖漿氧化還原狀態(tài)和相對水含量

高氧逸度環(huán)境下的巖漿中更富硫(Sun Weidong et al., 2013, 2015)，且?guī)r漿演化過程中硫化物處于不飽和狀態(tài)易發(fā)生分解，導(dǎo)致巖漿中Cu等親硫性元素的初始濃度增加(Jugo, 2009; Hu Yongbin et al., 2015a)，因此，Cu等親硫性金屬元素的金屬礦化與巖漿氧逸度緊密相關(guān)(Lu Yongjun et al., 2016)，金屬含量隨著巖漿氧逸度增大而增加(Ballard et al., 2002; Liang Huaying et al., 2006)。研究認(rèn)為斑巖—矽卡巖型礦床屬于統(tǒng)一的成礦系統(tǒng)(Richards, 2003; Sillitoe, 2010)，兩者具有相似的巖漿演化過程(Li Yalin et al., 2017)，因此，氧逸度示蹤巖體含礦性也同樣適用于矽卡巖型礦床巖體含礦性判別(胡永斌，2015；鐘世華，2018)。

圖9 黑云母花崗閃長巖及閃長玢巖鋯石的tZr-Ti—Ti圖解(a)和tZr—tZr-Ti圖解(b)Fig. 9 Plots diagrams of Ti vs. tZr-Ti (a) and tZr vs. tZr-Ti (b) of the zircon from the biotite granodiorite and diorite porphyrite in the Pusangguo deposit

(1)鋯石中的n(Ce4+)/n(Ce3+)。鋯石中的Ce不同于其它REE元素，Ce通常以Ce3+、Ce4+兩種離子形式存在，當(dāng)巖漿處于相對高氧逸度環(huán)境時，Ce主要以Ce4+形式存在，Ce4+與Zr4+具有相同的價態(tài)和相似的離子半徑，容易取代Zr4+從而使鋯石表現(xiàn)為Ce正異常，因此利用n(Ce4+)/n(Ce3+)值大小可有效評估巖漿的氧化還原狀態(tài)，n(Ce4+)/n(Ce3+)值越大，氧逸度越高；n(Ce4+)/n(Ce3+)值越小，氧逸度越低(Burnham and Berry, 2012; Trail et al., 2012; Dills et al., 2015; Lu Yongjun et al., 2016; Loader et al., 2017)。Ballard等(2002)研究指出應(yīng)用鋯石晶格應(yīng)變模型的方法可以獲得鋯石的n(Ce4+)/n(Ce3+)值：

此公式中n(Ce鋯石)和n(Ce熔體)分別代表Ce在鋯石和熔體中的濃度含量，DCe3+鋯石/熔體和DCe4+鋯石/熔體分別表示Ce3+和Ce4+在鋯石—熔體中的分配系數(shù)。據(jù)此，筆者等計算得到了浦桑果礦床黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖中鋯石的nCe4+)/n(Ce3+)值，其結(jié)果為(表1—表4)：樣品PLX2-2中鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值分布在143～725(平均值為308)，樣品PSGHGSY分布在92.2～168(平均值132)，PLX1-8分布在122～234(平均值178)，PLX5-9分布在123～194(平均值158)。其中，黑云母花崗閃長巖(PLX2-2、PSGHGSY)中鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值分布在92.2～725(平均值為218)，閃長玢巖(PLX1-8、PLX5-9)中鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值分布在122～234(平均值為172)，n(Ce4+)/n(Ce3+)值均高于岡底斯帶古—始新世含礦巖漿的鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值(3.50～66.7)和中新世含礦巖體的鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值(18.6～142)(Wang Rui et al., 2018)。在鋯石的結(jié)晶年齡Age(Ma)—n(Ce4+)/n(Ce3+)圖解中(圖10a)，分布在14.4～14.8Ma之間的黑云母花崗閃長巖(PLX2-2和PSGHGSY)的n(Ce4+)/n(Ce3+)值高于年齡分布在13.6～14.6Ma之間的閃長玢巖(PLX1-8和PLX5-9)，指示黑云母花崗閃長巖體形成時的氧逸度略高于閃長玢巖。在鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)—tZr-Ti(℃)圖解中(圖10b)，閃長玢巖中鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值與鋯石結(jié)晶溫度呈正相關(guān)性，隨著巖漿演化溫度降低，氧逸度逐漸降低；而黑云母花崗閃長巖中鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)值與鋯石結(jié)晶溫度呈負(fù)相關(guān)性，隨著巖漿演化，鋯石結(jié)晶溫度不斷降低，而巖漿氧逸度有逐漸升高的趨勢，盡管目前對于引起該階段巖漿的氧逸度升高的具體原因尚不清楚，但高氧逸度的巖漿為成礦提供了十分有利的條件，更有利于銅、硫等成礦元素在巖漿中進(jìn)一步富集成礦。

圖10 鋯石n(Ce4+)/n(Ce3+)年齡(a)和n(Ce4+)/n(Ce3+)—tZr-Ti(b)相關(guān)圖解(圖例同圖9)Fig. 10 Zircon n(Ce4+)/n(Ce3+) vs. Age (a) and n(Ce4+)/n(Ce3+) vs. tZr-Ti (b) diagrams (legend is the same as Fig. 9)

圖11 黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖氧逸度計算結(jié)果(底圖據(jù)Loucks et al., 2020；氧逸度緩沖線據(jù)Frost, 1991；圖例同圖9)Fig. 11 Calculated oxygen fugacities of zircons from the biotite granodiorite and diorite porphyrite (revised from Loucks et al., 2020; the oxygen fugacity buffer line is after Frost, 1991; the legend is the same as Fig. 9)

(3)相對水含量。Lu Yongjun等(2016)通過對全球含礦和貧礦的酸性巖漿鋯石微量元素的研究，提出(Ce/Nd)/Y與Dy/Yb值可以指征巖漿的水含量。在富水巖漿中，角閃石結(jié)晶于巖漿演化的早期階段，使得殘余熔體中虧損Y(安山質(zhì)、英安質(zhì)巖漿中，Y在角閃石與熔體之間的分配系數(shù)為2～6)。此外，角閃石還富集MREE，角閃石在富水熔體結(jié)晶會導(dǎo)致殘余熔體的Dy/Yb值降低。富水的成礦巖漿鋯石(較貧礦的鋯石)具有更高的(Ce/Nd)/Y值(>0.01)，以及更低的Dy/Yb值(<0.30)(Lu Yongjun et al., 2016; Wang Rui et al., 2018)。浦桑果礦區(qū)黑云母花崗閃長巖中鋯石的(Ce/Nd)/Y值為0～0.30(平均值0.1)，Dy/Yb值為0.25～0.45(平均值0.30)；閃長玢巖中鋯石(Ce/Nd)/Y值為0～0.02(平均值0.01)，Dy/Yb值為0.25～0.53(平均值0.38)，指示黑云母花崗閃長巖體較閃長玢巖含水量更高。

圖12 黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖鋯石n(Ce4+)/圖解(底圖據(jù)Shu Qihai et al., 2019)Fig. 12 The zircon diagram of the biotite granodiorite and diorite porphyrite (revised from Shu Qihai et al., 2019)

5.4 斑巖型銅礦成礦潛力分析

圖13 黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖鋯石圖解(a)和圖解(b)(底圖據(jù)Lu Yongjun et al., 2016)Fig. 13 The zircon (b) diagrams of the biotite granodiorite and diorite porphyrite (revised from Lu Yongjun et al., 2016)

6 結(jié)論

筆者等主要通過激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)方法對浦桑果礦區(qū)中新世中酸性侵入巖(黑云母二長花崗巖和閃長玢巖)鋯石進(jìn)行系統(tǒng)的微量元素分析，主要得出如下結(jié)論：

(1)黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖鋯石發(fā)育振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具有相似的稀土元素(REE)配分模式及Ce正異常和Eu負(fù)異常特征，結(jié)合鋯石微量元素Th/U值、特征及鋯石(Sm/La)N—La、(Sm/La)N—(Lu/Gd)N等微量元素判別圖解結(jié)果，綜合指示鋯石成因類型屬于巖漿鋯石，且鋯石主要結(jié)晶形成于陸殼環(huán)境中。鋯石結(jié)晶溫度除個別可能為繼承性鋯石的結(jié)晶溫度較高外，黑云母花崗閃長巖鋯石結(jié)晶溫度范圍為658～817℃，閃長玢巖鋯石結(jié)晶溫度分布在640～772℃。

(2)鋯石初始飽和溫度(tZr)和鋯石Ti結(jié)晶溫度(tZr-Ti)計算結(jié)果顯示，黑云母花崗閃長巖和閃長玢巖的鋯石初始飽和溫度均低于鋯石Ti結(jié)晶溫度，高Ti結(jié)晶溫度的鋯石顆?？赡軄碓从诟邷匮a(bǔ)給巖漿的注入，指示浦桑果礦區(qū)中酸性巖體的形成存在多期次巖漿熔體的補(bǔ)給作用。

致謝：本文在野外工作中得到西藏地勘局第六地質(zhì)大隊的熱情幫助和支持，在鋯石微量元素分析測試過程中得到了中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗相鵬老師的耐心幫助，以及審稿人和編輯部提供了寶貴的意見，在此一并致以衷心的感謝！