藏东巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入岩序列锆石年龄及地球化学特征

孟会明，李文昌,李超，祝向平，江小均，杨富成，杨后斌

1)昆明理工大学国土资源工程学院地球科学系，昆明，650093；2)国家地质实验测试中心，北京，100037；3)中国地质调查局成都地质调查中心，成都，610081；4)云南省地质矿产勘查院，昆明，650000

内容提要:巴达Cu—Au矿床位于玉龙成矿带南段，为新近发现的碰撞型斑岩Cu—Au矿床，具有独特的板内构造背景和较大的找矿潜力，引起了地质学家的广泛关注。然而，矿区岩浆岩岩性组合复杂，厘定该区火山—岩浆的侵位时序及其岩石组合类型，有利于精细刻画矿区的Cu—Au成矿作用，丰富碰撞型斑岩成矿理论模型。本文基于详细的野外剖面实测及相关岩体侵位关系厘定，认为矿区存在同期2阶段岩浆事件：① 始新世早阶段富碱火山—侵入岩喷发—侵位事件；② 始新世晚阶段云煌岩侵位事件。并对早阶段凝灰岩、粗面岩和晚阶段云煌岩进行锆石U-Pb年代学研究，分别获得206Pb/238U加权平均年龄为34.47±0.60 Ma、34.88±0.59 Ma和34.18±0.53 Ma，代表巴达火山—岩浆岩的喷发—侵位时代为始新世末期。岩石地球化学及Sr—Nd—Hf同位素研究显示，巴达富碱火山杂岩体富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Sr、Ba和轻稀土元素，而亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Hf和重稀土元素，并表现出弱的Eu负异常(0.68～0.88)；岩石的[n(87Sr)/n(86Sr)]i 值介于0.70629～0.70851之间，εNd(t)值为-6.41～-1.57，εHf(t)值为0～4.4，两阶段Nd模式年龄和两阶段Hf模式年龄分别为0.98～1.37 Ga、0.72～1.09 Ga，表明巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体主要来源于受流体交代的富集地幔，并混染了少量地壳物质。综合上述特征，认为巴达富碱火山—岩浆杂岩体形成于青藏高原后碰撞岩石圈拆沉伸展环境。

三江特提斯构造域是我国重要的成矿带，东西延伸的特提斯构造带向东至扬子陆块后转向东南，该转折部位构造复杂，岩浆活动频繁，成矿作用强烈，是解剖特提斯地质构造形成演化的重要“窗口”。位于该转折部位的玉龙斑岩型铜(钼)矿带(以下简称“玉龙矿带”)是金沙江—哀牢山—红河富碱侵入岩带的重要组成部分，同时也是我国最大的斑岩铜矿带找矿远景区之一。在该带上已发现1个超大型，2个大型和2个中型斑岩铜矿床及20多个矿化点。这些超大型、大型斑岩型铜矿床的发现，吸引了大批地质学家的关注，并在含矿岩体形成时代、岩浆物质来源、构造背景和成矿机制等方面开展了大量工作(李荫清等，1981；马鸿文，1989；丁朝建等，1990；张玉泉等，1998a，b，c；Hou Zengqian et al.,2003；侯增谦等，2006；吴伟中等，2013，陈连喜等，2016)。而位于玉龙矿带南段的巴达Cu—Au矿床在2014年经外围勘查发现深部有铜金矿体，且规模较大，目前控制金资源量和铜资源量已达到大型铜金矿床规模，该矿床类型已被确定为富碱斑岩形成的中硫型浅成低温热液矿床(杨富成等，2020)。但该矿床形成的系统资料极其有限，研究程度仍然较低。尤其是矿区富碱火山—侵入岩演化序列及与Cu—Au成矿作用关系和形成时代等却少有研究。本文在前人的研究基础上，对巴达Cu—Au矿区富碱杂岩体开展详细的岩相学解剖、锆石U-Pb年代学和系统的岩石地球化学及Sr—Nd—Hf同位素研究，以探讨杂岩体的形成时限、岩浆来源与动力学背景。本项研究既加深了该矿床成矿体系或成矿规律的认识，也为青藏高原东南缘新生代岩石圈构造演化和地球动力学过程研究提供新的窗口。

1 矿床地质背景

巴达Cu—Au矿区位于昌都—思茅陆块内的芒康中生代坳陷带内(图1)，东邻金沙江—哀牢山缝合带，西邻澜沧江缝合带，属于金沙江—哀牢山—红河富碱侵入岩带的一部分。矿区出露地层较为简单(图2)，主要出露中生代和新生代地层。中生代地层主要为下白垩统景星组(K1j)和上白垩统南新组(K2n)，新生代地层为始新统拉屋拉组(E2l)和第四系(Q)。下白垩统景星组(K1j)，岩性以灰色—褐黄色钙质粉砂岩、暗灰色泥质板岩为主(图 2)。上白垩统南新组(K2n)第一岩性段(K2n1)岩性为浅灰色、灰白色中—细粒石英砂岩，为矿区主要的矿体围岩；第二岩性段(K2n2)岩性为浅紫红色钙质砾岩夹岩屑砂砾岩和中—细粒石英砂岩。新生代地层发育较少，仅有始新统拉屋拉组(E2l)和第四系冲洪积沉积物(Qhal+pl)，拉屋拉组(E2l)为一套陆相火山喷发—沉积杂岩，其底部岩性为砂砾岩、砂岩、泥岩，含介形虫、腹足类、轮藻等；中、下部为粗面岩、凝灰熔岩夹沉凝灰岩、沉火山角砾凝灰岩；上部为含煤岩系，以长石砂岩为主；全新统冲洪积物(Qhal+pl)为灰黄—紫红色砂砾层。矿区发育F1～F7共7条断裂，以NW—SE向和NE—SW向为主，其中F5断裂与矿化关系较为密切，发育在斑岩体中心部位，并由白云石+石英+方铅矿—黄铜矿—黄铁矿多金属硫化物+菱铁矿等充填。

图1 扬子西缘大地构造及新生代岩浆—矿床分布图(据严清高等，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&)

图2 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区及邻区地质图(据杨富成等，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—始新统拉屋拉组火山—沉积岩；K2n1—上白垩统南新组第一岩性段；K2n2—上白垩统南新组第二岩性段；K1j—下白垩统景星组；E2Ψζπ—始新世斑岩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 富碱火山—侵入岩序列期次划分

本文基于对矿区西南部杂岩体进行路线地质填图和实测剖面测制等详细野外地质调查，并根据其接触关系和U-Pb同位素年龄,将其划分为同期2阶段岩浆事件：① 始新世早阶段(34.88～34.47 Ma)火山—侵入岩喷发—侵位事件；② 始新世晚阶段(34.18 Ma)云煌岩侵位事件。

2.1 始新世早阶段(34.88～34.47 Ma)火山—侵入岩喷发—侵位事件

拉屋拉组(E2l)火山岩主要出露于矿区西南部山沟中，呈NW—SE向展布，岩性主要为灰紫色粗面质熔结凝灰岩、似枕状粗面岩和集块岩，向NE方向逐渐变为为凝灰质砾岩、沉凝灰岩等火山—沉积碎屑岩。该套火山岩与下伏白垩系景新组(K1j)和南新组(K2n)呈角度不整合接触，其接触界面在拉屋山西侧土公路山脊处可见(图3 a，b)，下伏南新组(K2n)地层岩性主要为紫红色厚层块状细砾岩与紫红色中薄层状粗砂岩与粉砂岩韵律层，且在砂岩中发育平行层理和斜层理。另外对拉屋山公路垭口、卡东村以及矿区西南部等地出露的拉屋拉组(E2l)火山岩进行野外地质调查对比研究后，认为拉屋山公路垭口拉屋拉组出露的灰白色—土黄色粗面质集块岩、灰绿色粗面岩、粗面质凝灰质角砾岩、灰紫色粗面岩构成两个火山喷发旋回。本文获得该组火山岩中的凝灰岩和粗面岩的形成年龄为34.88 Ma和34.47 Ma，表明在始新世存在该期火山喷发事件。

图3 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入岩体野外露头及显微特征:(a)、(b)拉屋山西侧土公路山脊处始新统拉屋拉组(E2l)与南新组(K2n)不整合接触关系剖面；(c)、(d)正长斑岩样品及显微特征；(e)、(f)角闪正长斑岩样品及显微特征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—钾长石；Pl—斜长石；Bt—黑云母；Am—角闪石。红色五角星为采样点 Kfs—K-feldspar；Pl— Plagioclase；Bt— Biotite;Am— Hornblende.The red pentagonal show the sampling location

矿区始新世角闪正长斑岩—正长斑岩出露于矿区西南部，呈不规则面状产出，在F1断裂东部与拉屋拉组(E2l)火山岩呈喷发或平行不整合接触关系。角闪正长斑岩在浅地表大面积出露，斑晶成分主要为钾长石(35%)、斜长石(25%)、角闪石(5%)和少量黑云母(2%)，基质为隐晶质，岩石整体具磁性(图3 c，d)。正长斑岩在矿区未见露头，但在钻孔内均有揭露，斑晶成分主要为钾长石(30%)、斜长石(20%)以及少量角闪石(3%)和黑云母(1%)，基质为隐晶质，岩石多发生黑云母化和绿泥石化。与上部角闪正长斑岩呈岩相过渡关系，其界面在南矿区16线～20线深度为200～300 m处可见，二者以含磁性角闪石减少为边界(图3 e，f)。杨富成等(2020)报道的该期斑岩体形成年龄为35.0～34.7 Ma，与拉屋拉组(E2l)火山岩形成年龄相近。综合以上野外证据及同位素年龄将该火山—侵入岩体划分为始新世早阶段岩浆事件。

2.2 始新世晚阶段(34.18 Ma)云煌岩侵位事件

本区云煌岩主要出露于矿区东北部外围拉屋山山顶，呈脉状侵位于拉屋拉组(E2l)粗面质火山—沉积岩不同层位。斑晶成分主要为黑云母，基质不易识别。在拉屋山垭口土公路旁(图4 a，b)和拉屋山西侧高压电线塔下山脊处(图4 c，d)可见云煌岩脉侵位拉屋拉组(E2l)灰—灰白色粗面质集块岩和粗砾凝灰质砾岩，脉宽约 30～35 cm，脉体产状较为陡倾，呈N或NE向展布，侵位接触面发育明显褐红色烘烤边和冷凝边，在钻孔中偶见以脉体或包体形式产出。本文获得该云煌岩侵位年龄34.18 Ma，其形成稍晚于早阶段的火山—侵入岩体。据此将其划分为始新世晚阶段云煌岩侵位事件。

图4 芒康盆地拉屋山山顶云煌岩侵位拉屋拉组粗面质火山—沉积地层(红色五角星为采样点)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 样品特征及分析方法

本文以巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体为研究对象，共采取钻孔岩芯和新鲜露头样品25件，进行全岩微量元素分析，并对其中早阶段粗面岩、凝灰岩和晚阶段云煌岩3类样品进行锆石U-Pb年代学测试及Sr—Nd—Hf同位素分析，以上实验均在国家地质实验测试中心完成。

3.1 样品特征

三类岩石代表性样品的特征见表1和图4，凝灰岩(0813-1)呈深灰紫色，凝灰结构，块状构造；晶屑主要为长石和黑云母，呈细长条状(图5 a，b)，较为碎裂，粒径 <2 mm，火山灰呈尘点状紧密堆积。云煌岩(0813-2)呈灰褐—褐绿色，斑状结构，块状构造；斑晶主要为黑云母，基质为粒度细小，不易识别(图5 c，d)。粗面岩(0827-4)呈浅灰色，略带淡褐色调，斑状结构，基质隐晶质结构，具块状构造。斑晶主要是长石、黑云母和少量角闪石，角闪石和黑云母部分或全部黑化，且暗色矿物和长石大致呈定向排列(图5 e，f)。

图5 昌都—思茅陆块巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体锆石LA-ICP-MS测年样品显微特征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)凝灰岩手标本照片;(b)凝灰岩显微照片(单偏光，2.5×)；(c)粗面岩手标本照片；(d)粗面岩显微照片(单偏光)；(e)云煌岩手标本照片；(f)云煌岩显微照片(正交偏光)。Kfs—钾长石；Pl—斜长石；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—思茅陆块巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体锆石LA-ICP-MS测年样品岩石学特征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 锆石U-Pb定年

锆石挑选和制靶在廊坊市宇恒矿岩技术服务有限公司完成，并对锆石进行透射光、反射光以及阴极发光(CL)照相，据此选择生长环带发育且无裂痕的锆石进行U-Pb定年分析。

锆石U-Pb定年分析在国家地质实验测试中心LA-ICP-MS实验室完成。激光剥蚀—电感耦合等离子体质谱仪 (LA-ICP-MS)分析设备由NEW WAVE esi 193 nm激光剥蚀系统和Thermo ELMENT XR扇形磁场高分辨质谱仪组成。激光剥蚀系统以He作为剥蚀物质传输载气，激光斑束直径为25 μm，频率为10 Hz，输出能量约为8 mJ；ICP-MS分析采用低分辨模式，使用NIST612进行仪器信号调谐，232Th和238U信号大于2×105cps，监测ThO+/Th+控制氧化物产率<0.2%，同位素信号比值238U/232Th≈1，降低分析过程中动态分馏作用的影响。锆石U-Pb分析检测202Hg、204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、232Th、238U，其中202Hg、204Pb、206Pb、208Pb、232Th、238U检测时间为4 ms，207Pb检测时间为8 ms。单点分析包括气体背景采集时间20 s，激光剥蚀锆石信号采集时间40 s及剥蚀后吹扫时间20 s。每10个未知样品点分析插入国际标准锆石样品91500(2点)及Plesovice(1点)。同位素比值数据处理采用GLITTER(Version 4.0)完成，年龄计算采用ISOPLOT进行。样品测试结果见表2。

表2 昌都—思茅陆块巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体锆石LA-ICP-MS测年结果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 全岩微量元素分析

用于微量元素分析的样品送至廊坊宇能岩石矿物分选有限公司粉碎并研磨成200目粉末，采用密闭溶样法将样品溶解，并取5 mL溶液于试剂瓶中，根据仪器对盐度的要求稀释1000倍后上机测试。用PE300D型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上分析了微量元素和稀土元素，分析不确定度小于5%，标准参考物质为GSR-1。

3.4 全岩Sr—Nd同位素分析

采用特效树脂法对全岩样品溶液进行Sr、Nd元素分离富集，并利用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS，NEPTUNE Plus)对Sr、Nd同位素进行分析。在整个分析过程中，Sr和Nd空白分别为10-9～10-10g 和5×10-11g，并利用ICP-MS全岩Rb、Sr、Sm和Nd的浓度计算了n(87Rb)/n(86Sr)和n(147Sm)/n(144Nd)值(表4)。对分析的Sr和Nd同位素比值进行了归一化校正，分别为n(88Sr)/n(86Sr)=8.37521和n(146Nd)/n(144Nd)=0.7219。详细的分析步骤见唐索寒等(2010)。

表4 昌都—思茅陆块芒康县巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体全岩Sr—Nd同位素结果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 锆石Hf同位素分析

锆石Hf同位素在激光剥蚀—多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)上进行测试，实验过程采用He作为剥蚀物质载气，根据锆石大小，选择剥蚀激光斑束直径20～40 μm不等，分析点与锆石U-Pb测年点为同一点。测试时对锆石标样Plseovice进行分析，以评估激光剥蚀结果的准确性。仪器运行条件及详细测试流程参考侯可军等(2007)。分析结果见表5。

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb年龄

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年样品挑选的锆石颗粒绝大多数晶形完好，呈典型的长柱状或短柱状，少量锆石呈浑圆—次圆状。阴极发光(CL)图像显示，大多数锆石具有典型岩浆震荡韵律环带结构(图6 a、b 和c)。3件样品锆石U-Pb定年分析数据详见表2。

图6 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体样品锆石CL图像(红圈/细实线圈为U-Pb测试位置；黄圈/点线圈为Hf同位素测试位置；圆圈内数字为测试点号；括号内数字为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)

早阶段样品0813-1(凝灰岩)9颗锆石的Th的含量为324×10-6～1229×10-6，平均为664.7×10-6，U含量为173.7×10-6～1970×10-6，平均为635.2×10-6，Th/U值为0.62～2.44。样品锆石的Th/U值和韵律环带结构特征反映其由岩浆结晶作用形成(Rubatto et al，2002)。测试所获9个数据给出的n(206Pb)/n(238U)年龄都集中在33.3～36.3 Ma，且集中分布于一致曲线上或其附近(图7 a，b)。所有数据点给出n(206Pb)/n(238U)的加权平均年龄为34.47 ±0.60 Ma(n=9，MSWD=0.72)，其代表云煌岩的形成年龄。而同阶段另一样品0827-4(粗面岩)14颗锆石Th的含量为263×10-6～1317×10-6，平均为512.2×10-6，U含量为404×10-6～1386×10-6，平均为678.1×10-6，Th/U值为0.49～0.96。样品锆石的Th/U值和韵律环带结构特征反映其为岩浆结晶作用形成。测试所获14个数据给出的n(206Pb)/n(238U)年龄都集中在33.76～36.61 Ma 之间，且集中分布于一致曲线上或其附近(图7 c，d)。所有数据点给出n(206Pb)/n(238U)的加权平均年龄为34.88 ±0.59 Ma(n=14，MSWD=1.6)，其代表粗面岩的形成年龄。

图7 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体样品锆石LA-ICP-MC U-Pb年龄谐和图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(凝灰岩)；(c)、(d)0827-4(粗面岩)；(e)、(f)0813-2(云煌岩)(a),(b)0813-1(tuff);(c),(d)0827-4 (trachyte);(e),(f)0813-2 (fraidronite)

晚阶段样品0813-2(煌斑岩)13颗锆石的Th的含量为186×10-6～641×10-6，平均为332.3×10-6，U含量为238.1×10-6～601×10-6，平均为353.3×10-6，Th/U值为0.72～1.39。样品锆石的Th/U值和韵律环带结构特征反映其为岩浆结晶作用形成。测试所获13个数据给出的206Pb/238U年龄都集中在32.47～35.5 Ma，且集中分布于一致曲线上或其附近(图7 e，f)。所有数据点给出206Pb/238U的加权平均年龄为34.18±0.53 Ma(n=13，MSWD=1.04)，其代表凝灰岩的形成年龄。

4.2 全岩微量元素特征

25件样品全岩微量、稀土数据见表3，从稀土配分图(图8a)上可以看出，早阶段火山岩样品凝灰岩和粗面岩的配分曲线属向右陡倾型[(La/Lu)N=9.81～24.73]，轻稀土强烈富集(∑LREE =211.2～380.4 μg/g)，重稀土无亏损[(Gd/Lu)N=2.60～5.25]，但含量较低(26.21～69.47 μg/g)，所测10件样品均表现出弱的Eu负异常(δEu =0.75～0.88)和较弱的Ce异常(δCe =0.91～1.15)，稀土总量均很高(∑REE =246.9～448.9 μg/g)。在经原始地幔值标准化的多元素蛛网图(图8b)上，火山岩显示出一致的配分型式，即大离子亲石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

表3 昌都—思茅陆块芒康县巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体微量和稀土元素(×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样品0812-20810-5-10810-5-20812-1-40812-2-80821-60821-1-10821-7-20808-30811-5-3早阶段正长斑岩角闪正长斑岩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

样品0813-20810-1-10810-1-20810-2-10810-3样品0813-20810-1-10810-1-20810-2-10810-3晚阶段云煌岩晚阶段云煌岩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

图8 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体样品稀土元素配分曲线(a、c)和微量元素原始地幔蛛网图(b、d)(原始地幔和球粒陨石标准化值据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)

同阶段侵入岩样品正长斑岩和角闪正长斑岩的配分曲线(图8a)也呈向右陡倾型[(La/Lu)N=6.44～13.77]，轻稀土强烈富集(∑LREE =180～249.5 μg/g)，重稀土无亏损[(Gd/Lu)N=1.55～2.39]，但含量较低(42.87～59.18 μg/g)，所测10件样品均表现出弱的Eu负异常(δEu =0.68～0.79)和较弱的Ce异常(δCe =0.95～1.02)，稀土总量均很高(∑REE =239.2～296.3 μg/g)。在经原始地幔值标准化的多元素蛛网图(图8b)上，火山岩显示出一致的配分型式，即大离子亲石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

晚阶段样品云煌岩也表现出与早阶段火山岩和侵入岩相似的微量、稀土分布特征，其配分曲线(图8c)也呈向右陡倾型[(La/Lu)N=10～13.55]，轻稀土强烈富集(∑LREE =218.9～251.8 μg/g)，重稀土无亏损[(Gd/Lu)N=2.31～3.15]，但含量较低(47.13～70.97 μg/g)，所测5件样品均表现出弱的Eu负异常(δEu =0.72～0.87)和较弱的Ce异常(δCe =0.92～1.03)，稀土总量均很高(∑REE =266.4～311.3 μg/g)。在经原始地幔值标准化的多元素蛛网图(图8d)上，火山岩显示出一致的配分型式，即大离子亲石元素(LILEs)Rb、Th、U、Sr等的富集，而亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr等。

4.3 Sr—Nd—Hf同位素特征

4.3.1 全岩Sr—Nd同位素

样品分析结果列于表4，所有分析的样品均具有相似的Sr和Nd同位素组成。早阶段火山岩样品凝灰岩和粗面岩的n(87Rb)/n(86Sr)值为0.17128～0.854763，n(87Sr)/n(86Sr)值为0.70638～0.70872，根据t=34 Ma，计算的初始n(87Sr)/n(86Sr)值为0.70629～0.70851。n(147Sm)/n(144Nd)值为0.09687～0.13412，n(143Nd)/n(144Nd)值为0.51229～0.51254，计算的εNd(t)值为-6.41～-1.57，两阶段Nd同位素地幔模式年龄(TDM2)范围为0.97～1.37 Ga。

而晚阶段样品云煌岩也表现出与早阶段样品相似的同位素特征，其n(87Rb)/n(86Sr)值为0.59954～0.64788，n(87Sr)/n(86Sr)值为0.70745～0.70765，根据t=34 Ma，计算的初始n(87Sr)/n(86Sr)值为0.70714～0.70734。n(147Sm)/n(144Nd)值为0.11865～0.12919，n(143Nd)/n(144Nd)值为0.51238～0.51243，计算的εNd(t)值为-4.70～-3.63，两阶段Nd同位素地幔模式年龄(TDM2)范围为1.14～1.23 Ga。

4.3.2 锆石Hf同位素

早阶段粗面岩、凝灰岩样品和晚阶段云煌岩样品锆石Hf同位素分析结果见表5。早阶段粗面岩和凝灰岩样品的n(176Lu)/n(177Hf)值在0.000822～0.001547之间，所有比值均小于0.002，显示锆石形成后较低的放射性成因Hf的积累，所测n(176Hf)/n(177Hf)值可代表锆石结晶时体系的Hf同位素组成(吴福元等，2007)。14个测点的n(176Hf)/n(177Hf)值范围为0.282751～0.282875，平均值为0.282824，根据相同锆石获得的原位年龄校正计算，结晶锆石εHf(t)值为0～4.4，对应二阶段模式年龄为717～958 Ma。

表5 昌都—思茅陆块芒康县巴达铜金矿区富碱火山—侵入杂岩体锆石Hf同位素结果Table 5 The Hf isotope analytical results of alkali-rich intrusive—volcanic complex in the Bada Cu—Au deposit,Qamdo—Simao Block

而晚阶段粗面岩样品的Hf同位素组成表现出与早阶段样品Hf同位素组成的相似性，其n(176Lu)/n(177Hf)值在0.000824～0.001646之间，所有比值均小于0.002，10个测点的n(176Hf)/n(177Hf)值范围为0.282761～0.282832，平均值为0.282791，根据相同锆石获得的原位年龄校正计算，结晶锆石εHf(t)值为0.3～2.9，对应二阶段模式年龄为932～1091 Ma。两阶段样品锆石Hf模式年龄远大于结晶年龄(34.18～34.88 Ma)，表明岩浆源区受到过地壳物质混染或源于富集地幔(吴福元等，2007)。

5 讨论

5.1 成岩时代

本文通过对巴达Cu—Au矿区早阶段凝灰岩、粗面岩和晚阶段云煌岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb精确年代学研究，最终分别获得n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄为34.47 ±0.60 Ma、34.88 ±0.59 Ma和34.18 ±0.53 Ma，代表该杂岩体形成于始新世末期。而马宏杰等(2016)对拉屋拉组粗面岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年并获得36.4～35.2 Ma的年龄，认为其属于晚始新世的产物，另外Su等(2018)对拉屋拉组火山凝灰岩进行40Ar/39Ar测年研究，获得年龄值为33.4±0.5 Ma和34.7±0.5 Ma，认为拉屋拉组火山岩形成于始新世至渐新世的转折期。近期杨富成等(2020)也报道了本矿区含矿斑岩体的形成年龄35.0～34.7 Ma。上述所测的年龄值与本文数据在误差范围内一致，表明巴达Cu—Au矿床富碱火山—侵入杂岩体形于始新世末期。本文报道的34.88～34.18 Ma富碱火山—侵入杂岩体形成年龄与青藏高原晚碰撞造山作用下发育的受新生代走滑断裂系统控制的不连续的钾质火成岩省岩浆活动时限40～24 Ma相吻合，且该岩浆活动高峰期在(35±5)Ma(侯增谦等，2006，2020)，说明该富碱杂岩体也处于陆內走滑转换构造应力场中。矿区各阶段富碱杂岩体年龄的精确厘定对于矿区富碱火山杂岩体时空演化序列及成岩—成矿机制研究具有重要意义。

5.2 岩浆来源

哀牢山—金沙江富碱侵入岩带呈NW向断续分布，由玉树西南杂多转为NWW向，经可可西里继续延展到新疆西南塔什库尔干一带，产状从侵入至喷出，岩性从超基性、基性、中性直达酸性。该新生代富碱斑岩带通常被认为是钾玄岩系列，而且目前多认为钾玄质岩石主要来源于受俯冲流体交代的地幔部分熔融(Morrison，1980；张玉泉等，1997，1998b；姜耀辉等，2006a，2006b)。

本文所分析的25件样品的微量元素和稀土元素均表现出一致性，即富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)，而亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE)，显示壳幔混合源区的一般特征。Nb/U值常作为判别地壳混染的指标，巴达Cu—Au矿区富碱杂岩体的Nb/U值(0.44～1.55)比MORB和OIB(Nb/U≈47，Hofmann et al.，1986)低很多，也比陆壳上地壳(Nb/U≈9，Taylor and McLennan，1985)和全球平均俯冲沉积物(Nb/U≈5，Plank and langmuir，1998)低，但接近俯冲带释放流体的Nb/U值(0.22，Ayers，1998)，表明俯冲作用过程中释放的流体对地幔交代作用是地幔源区具有壳源特征的重要因素。此外，岩石相对富Sr，并表现出弱的Eu负异常(0.68-0.88)，说明源区有少量斜长石残留或岩浆发生过少量斜长石的分离结晶，而岩体相对亏损HREEs和Y说明源区有石榴石残留相。在[n(87Sr)/n(86Sr)]i—εNd(t)图解中15件样品主要落入EMⅡ 区域(图9 a)，表明矿区富碱火山—侵入杂岩体起源于Ⅱ富集地幔。

图9 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体样品 [n(87Sr)/n(86Sr)]i—εNd(t)图解(a)和锆石εHf(t)—t图解(b)(哀牢山—红河富碱侵入岩带据张玉泉等，1997；马厂箐煌斑岩据贾丽琼等，2013；北衙煌斑岩据和文言等，2014；姚安富碱火山岩据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，本矿区早阶段粗面质火山岩和晚阶段云煌岩脉的锆石εHf(t)值范围变化在0～4.4之间，所有锆石εHf(t)值均大于零，在εHf(t)—t图解中落点均位于亏损地幔范围内(图9b)，表明源区应为亏损地幔，这与地球化学特征和Sr—Nd同位素得到的源区为俯冲交代的富集地幔的结论相矛盾。一般情况下，Nd和Hf同位素存在一定正相关性，但值得注意的是，由于Rb-Sr、Sm-Nd和Lu-Hf同位素体系具有不同的地球化学性质，在岩浆作用的过程中，流体携带Nd的能力强于Hf，因此被流体改造的地幔楔将包含更多非放射成因Nd，造成相对Nd具有更高放射成因Hf，进而引起Hf—Nd同位素解耦(Pearce et al.，1999；吴福元等，2007)。

如前所述，本矿区富碱火山—侵入杂岩体的微量和稀土元素结果指示了一个受交代的富集地幔部分熔融并混染少量地壳物质的源区，且其较高的Y含量(12.33～41.47 μg/g)、Ba含量(444～3179 μg/g)和Nb/Y—Ba大致成正相关趋势的特征(图10)，也反映了区域性的俯冲板片流体交代与岩浆作用过程的联合控制(Hou Zengqian et al.，2005)。另外巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体Sr—Nd—Hf同位素特征与同时代北衙(34.92 Ma)、马厂箐煌斑岩(33.77 Ma)的Sr—Nd—Hf同位素特征相似(图8)，北衙、马厂箐煌斑岩被认为源自俯冲板片交代富集了的岩石圈地幔，并可能混合了少量古特提斯洋壳沉积物(贾丽琼等，2013；和文言等，2014)，而与形成时代稍晚的姚安富碱火山杂岩体(33.27～33.63 Ma)不同，姚安富碱火山杂岩体则被认为是交代岩石圈地幔部分熔融和扬子板块加厚下地壳物质的混合(杨航等，2020)，且在岩浆快速上升过程中，又混染了少部分地壳物质(严清高等，2019)。造成该种源区性质差异的原因可能是巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体的母岩浆只混染了少量地壳物质。

图10 昌都—思茅陆块巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体的Ba—Nb/Y图(据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，笔者认为巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体的地球化学特征和同位素特征主要反映其来源于受板片流体交代的EMII型富集地幔源区的特征，且有少量地壳物质的混染。

5.3 构造环境

钾玄质岩石通常被认为是岛弧和碰撞带与伸展环境有关的典型岩石(Morrison，1980；Gill，2010)，而近年来的研究也表明三江富碱侵入岩带形成于拉张(张玉泉等，1997)或碰撞后伸展的环境(武精凯等，2019)。同时区域上广泛出露与富碱斑岩同期的煌斑岩也表明该区处于岩石圈伸展构造背景，且岩石圈减薄机制是该富碱侵入岩带形成的合理解释(罗照华等，2006；贾丽琼等，2013；和文言等，2014；严清高等，2019)。

基于上述分析，本文认为巴达Cu—Au 矿区富碱火山—侵入杂岩体形成于青藏高原后碰撞伸展环境，而岩石圈拆沉是该杂岩体形成的关键机制。其具体形成过程如下：晚白垩世至古新世印度大陆和欧亚大陆碰撞阶段近EW向的挤压褶皱造山作用使增厚下地壳发生拆沉，幔源岩浆上侵交代下地壳形成壳幔混合岩浆，后上侵至芒康复式向斜核部形成岩浆房，并沿复式向斜南翼就位形成富碱火山—侵入杂岩体。巴达Cu—Au矿区深部角闪正长斑岩—正长斑岩复式岩体中心部位(F5断裂附近)发育NW—SE向延伸的张裂隙脉集中带或正断层，被后期岩浆成矿热液贯入并沉淀形成黄铁矿—菱铁矿—黄铜矿—方铅矿—石英—白云石脉或矿体，上述特征显示角闪正长斑岩—正长斑岩复式岩体仅为晚期岩浆热液提供运输—沉淀通道，粗面岩、凝灰岩等火山杂岩和云煌岩也仅为同期火山—岩浆事件的产物。

6 结论

(1)巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体进行详细的岩相学解剖和剖面实测，划分出矿区同期2阶段岩浆事件：① 始新世早阶段富碱火山岩—侵入岩喷发—侵位事件；② 始新世晚阶段云煌岩侵位事件。

(2)对早阶段凝灰岩、粗面岩和晚阶段云煌岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb精确年代学研究，最终分别获得n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄为34.47±0.60 Ma、34.88±0.59 Ma和34.18±0.53 Ma，其代表着巴达富碱火山—侵入杂岩体形成时代为始新世末期。

(3)巴达Cu—Au矿区富碱火山—侵入杂岩体的微量和Sr—Nd—Hf同位素特征显示其主要来自受流体交代的富集地幔部分熔融，并混染了少量地壳物质。

(4)巴达Cu—Au 矿区富碱火山—侵入杂岩体形成于青藏高原后碰撞伸展环境，而岩石圈拆沉是该杂岩体形成的关键机制。杂岩体深部角闪正长斑岩—正长斑岩内部发育NW—SE向延伸张裂隙脉集中带或正断层，为后期岩浆成矿热液提供运输—沉淀通道，粗面岩、凝灰岩等火山杂岩和云煌岩也仅为同期火山—岩浆事件的产物。

致谢：野外工作得到西藏熙坤矿业有限公司芒康分公司倪智、陈国峰、韩美良等和重庆205地质队杨增清、石登华、肖宏等的帮助，样品测试工作在国家地质实验测试中心赵令浩助理研究员和孙鹏程硕士研究生等人的指导下完成，审稿专家在论文审稿过程中提出有益的建议和宝贵意见，在此一并诚挚感谢。