元謀地區(qū)超基性巖漿型鉑鈀礦成礦作用探討

元謀地區(qū)超基性巖漿型鉑鈀礦成礦作用探討姬琦;張世濤;鄒國富;羅書斌【摘要】Sichuan-Yunnannewriftingisacompaniedbystrongmagmaticactivity.InadditiontovoluminouseffusedbasalticmagmaflowbasicintrusionwithPt-PddepositoccuratZhubuandHeinipo.CombinedwithgeologicalcharacteristicsofYuanmuareametallogenicmodelofPt-Pddepositintheultra-basicintrusionisputforwardonbasisofanalysingsoilandrockgeochemicalcharacteristicsoftheultra-basicintrusion.%川滇新裂谷作用伴有強烈的巖漿活動,除大量玄武質巖漿噴溢外,在元謀朱布、黑泥坡等地見超基性巖體侵入,賦存有鉑鈀礦床.文章通過分析黑泥坡、朱布超基性巖體的土壤地球化學特征和巖石地球化學特征,結合元謀地區(qū)地質特征,提出了元謀地區(qū)超基性巖體鉑鈀礦床的成礦模式.期刊名稱】《地質找礦論叢》年(卷),期】2011(026)004【總頁數(shù)】6頁(P393-398)【關鍵詞】裂谷作用;超基性巖;鉑鈀礦;成礦模式;元謀;云南省【作者】姬琦;張世濤;鄒國富;羅書斌【作者單位】中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院,昆明650051;昆明理工大學國土資源工程學院,昆明650093;中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院,昆明650051;中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院,昆明650051【正文語種】中文【中圖分類】P611;P618.530引言攀西裂谷的形成及峨眉山玄武巖的噴發(fā)是晚古生代揚子板塊西緣重要的構造－熱事件，對于裂谷的動力學機制、峨眉山玄武巖的成礦作用及與裂谷基性－超基性巖漿巖有關的銅鎳鉑族元素礦床一直是國內(nèi)外學者研究的熱點問題，熊舜華等［1］、黃開年［2－4］、宋謝炎等［5－6］、陶琰等［7－10］和朱丹等［11］對此已進行了大量研究，本文就云南元謀地區(qū)與超基性巖有關的巖漿型鉑鈀礦成礦作用進行探討。裂谷作用與巖漿活動云南元謀地區(qū)地處揚子地塊西緣的康滇地軸中段［12］。自元古宙以來，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期的裂谷作用［13］，基性巖漿活動頻繁，礦產(chǎn)豐富。裂谷活動主要有2個大的活動周期，即古元古代—新元古代的古裂谷和晚古生代晚期—早新生代的新裂谷。長期以來，國內(nèi)許多學者對該地區(qū)的裂谷作用給予了不同名稱和涵義，如“康滇裂谷帶”、“攀枝花—西昌古裂谷帶”、“昆陽裂谷”、“川滇裂谷帶”等，泛指康滇地區(qū)的古裂谷帶；“攀西裂谷”、“康滇大陸裂谷”等，泛指康滇地區(qū)的新裂谷帶。前人所用名稱相近，而所代表的裂谷時代不同，容易混淆。本文將古元古代—新元古代的古裂谷帶稱為“川滇古裂谷帶”，將晚古生代晚期—早新生代的新裂谷帶稱之為“川滇新裂谷帶”。（1）川滇古裂谷帶：古元古代—新元古代時，元謀地區(qū)受拉張應力作用，沿裂谷帶有堿性－基性巖漿噴發(fā)，如在云南大紅山、元謀、四川河口、黎溪等地區(qū)有中心式堿性細碧角斑巖噴發(fā)，形成大紅山群、普登巖群、會理群中的基性火山巖建造，形成了大紅山、拉拉廠等海相火山－沉積型銅礦。（2）川滇新裂谷帶：晚古生代晚期一中生代時期，隨著聯(lián)合大陸口的解體，位于揚子地塊西緣的元謀地區(qū)在全球裂谷作用與元謀變質核雜巖的雙重控制下，從晚古生代末開始了裂谷活動，同時伴有大規(guī)模玄武質巖漿噴溢和基性－超基性巖體入侵，如峨眉山玄武巖和黑泥坡、朱布巖體。巖體特征元謀地區(qū)巖漿活動持續(xù)時間長、期次多、巖性復雜，酸性—超基性巖漿均有活動。區(qū)內(nèi)的基性-超基性侵入巖以華力西期巖漿活動為主，平面上呈近SN向帶狀分布（圖1），南起羊九河，向北經(jīng)熱水塘、羅叉、朱布至黑泥坡，平行分布于元謀—綠汁江大斷裂或其次級斷裂帶西側。本文將以黑泥坡巖體和朱布巖體為例進行闡述。圖1元謀地區(qū)巖體及礦（化）點分布簡圖（據(jù)元謀幅、老城幅、大姚幅地質圖修編）Fig.1SimplifiedgeologicalmapshowingintrusivebodyandoreoccurrencedistributioninYuanmoudistrictl.晉寧期花崗巖2.晉寧期石英閃長巖.3.晉寧期輝長巖4.華力西期花崗巖5.華力西期基性巖6.華力西期超基性巖7.銅鎳礦化點8.銅鎳鉑礦化點9.小型銅鎳鉑礦（1）黑泥坡巖體：出露于黑泥坡村西及海樸山一帶，呈小巖株產(chǎn)于普登巖群或晉寧期花崗巖中，呈近SN向展布，共可見5個侵入體，巖體面積0.05-0.8km2。巖體具明顯的分異現(xiàn)象，由邊緣至中心，由橄欖巖-橄輝巖過渡為輝長巖，中心出現(xiàn)少量閃長巖。巖石具蛇紋石化、絹云母化、鈉黝簾石化等。巖石中含有少量磁鐵礦及硫化物等，常見方解石、蛇紋石呈細脈穿插在巖石裂隙中。（2）朱布巖體：出露于朱布村一帶，近SN向橢圓形分布，呈西陡東緩、極不對稱之巖盆，侵位于普登巖群片麻巖、片巖中，巖盆面積0?2km2。巖盆在西側陡傾斜部位呈現(xiàn)出較完整的巖相帶，由下至上依次為橄欖石帶、輝石巖帶、輝長巖帶，各巖相厚度較大；東部緩傾斜部位的巖相帶出露不完全，厚度也較小。各巖相帶之間為漸變過渡關系。地球化學特征2007年4—8月，對黑泥地區(qū)進行了1:1萬土壤測量，采集土壤化探樣品1530件，樣品送云南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室，分析Au，Cu，Ni等3個元素。通過統(tǒng)計分析，得知元素在土壤中的含量均服從對數(shù)正態(tài)分布，并依次確定了Au,Cu,Ni等異常的下限值。Ni異常下限值為200x10-6，圈定出Ni異常區(qū)12個。其中，最具找礦意義的為華力西期超基性巖體周圍的Ni9異常。2008年3月，由云南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室對Ni9異常內(nèi)的79件樣品進行了Pt,Pd等元素的分析。Pt元素在異常區(qū)土壤中的最大值為57.20x10-6，最小值為0.22x10-6，算術平均值為7.33x10-6;Pd元素在異常區(qū)土壤中的最大值為86.92x10-6，最小值為0.89x10-6，算術平均值為10.03x10-6。Pt,Pd的算術平均值遠高于該元素在土壤中的質量分數(shù)平均值。運用SPSS13.0對Ni9異常內(nèi)Ni,Pt,Pd3個元素的79組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，結果顯示,Ni與Pt元素的對數(shù)相關系數(shù)為0.86,Ni與Pd元素的對數(shù)相關系數(shù)為0.78,Pt與Pd元素的對數(shù)相關系數(shù)為0.91。分別以Pt異常下限10x10-6,Pd異常下限15x10-6,運用MapGis繪制Ni9異常區(qū)Ni,Pt,Pd的等值線圖(圖2)。從圖2可以看出，異常分布與超其性巖體吻合,Ni,Pt,Pd元素的異常重疊，濃度中心多，濃度分帶完全，峰值大多沿異常區(qū)邊緣分布。通過地球化學測量證實了在巖體外層和底部存在尋找一定規(guī)模鉑鈀礦床的可能。巖石化學特征朱布、黑泥坡超基性巖體中橄欖巖、輝石巖和輝長巖的m'/f值分別為2.644.32和0.64~1.47,橄欖巖的w(MgO)二28.55%~33.59%[3]?！阏J為m'/f‘低于=7的超基性巖是由玄武質巖漿分異形成的[4]。朱布巖體輝長巖鋯石U－Pb年齡為（256．0±1）Ma，與峨眉山玄武巖的年齡一致。圖2Ni9異常區(qū)Ni、Pt、Pd元素綜合異常圖Fig.2Mapshowingthenickel-platinum—palladium—CompositeanomalyinNi9anomalyareal.Ni異常下限與峰值2.Pt異常下限與峰值3.Pd異常下限與峰值朱布巖體的巖石化學成分（表1）顯示，隨著巖石基性程度的增加，MgO,CaO逐步增加，TiO2,Al2O3和Na2O相應減少。橄欖巖中MgO,CaO,MnO,Al2O3,Na2O,K2O與原始地幔地球化學元素豐度（Taylor等，1985）類似，說明朱布巖體屬于幔源鐵鎂質巖。從橄欖巖到輝長巖，MgO的質量分數(shù)由30.97%下降至7.70%，說明巖體的分異較為徹底。稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖（圖3）反映，朱布巖體與峨眉山玄武巖的球粒隕石標準化曲線基本平行，只是朱布巖體總體上存在Eu負異常；各巖性的REE配分模式相互平行，隨著巖石基性程度增加，REE含量相對減少；峨眉山玄武巖REE球粒隕石標準化曲線平行分布于輝長巖和輝石巖之間。圖3峨眉山玄武巖和朱布巖體稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖（據(jù)TaylorandMcLennan，1985）Fig.3ChondritenormalizedREEpatternsofEmeishanbasaltsandZhubuintrusivebody注：峨眉山玄武巖數(shù)據(jù)參考文獻[5]圖4峨眉山玄武巖和朱布巖體MORE標準化蛛網(wǎng)圖（據(jù)Pearce,1983）Fig.4MORBnormalizedspiderdiagramofEmeishanbasaltsandZhubuintrusivebody注：峨眉山玄武巖數(shù)據(jù)據(jù)參考文獻[5]洋中脊玄武巖（MORB）標準化蛛網(wǎng)圖（圖4）顯示，朱布巖體與峨眉山玄武巖的MORB標準化曲線都呈現(xiàn)—個“大隆起”，曲線都略有右傾，強相容元素Y，YbSc虧損，同屬于拉斑-堿性板內(nèi)玄武巖，這與川滇新裂谷的構造環(huán)境相一致。朱布巖體不同巖石的稀土元素球粒隕石標準化配分模式表現(xiàn)為輕稀土元素富集型，曲線向右傾斜，且大體上平行。上懸礦體和邊緣礦體的JREE與橄欖巖相近，較其他巖石類型低（約為1/3~1/5）,（La/Yb）N二13~15,表明輕、重稀土已明顯分餾。同時橄欖巖JREE值和含礦橄欖巖JREE值無明顯差異，說明朱布巖體與礦石為深部熔離作用的產(chǎn)物［4］。圖5朱布、金川、紅旗嶺、喀拉通巖石稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖（據(jù)TaylorandMcLennan，1985）Fig．5ChondritenormalizedREEpatternsofZhubu,Jinchuan,HongqilingandKalatongintrusivebodies注：金川、紅旗嶺、喀拉通數(shù)據(jù)資料據(jù)文獻［6］在朱布巖體與金川、紅旗嶺、喀拉通的稀土元素球粒隕石標準化配分模式對比圖（圖5）中，除紅旗嶺REE總量低，輕、重稀土分餾較不明顯外，朱布、金川、喀拉通配分模式都表現(xiàn)出輕稀土元素相對富集，并且曲線傾斜程度相似，同具Eu的負異常，說明朱布巖體具有較好的成礦地球化學條件。朱布礦石的PGE質量分數(shù)從非含礦巖石-貧礦-富礦依次增加，顯示與金屬硫化物含量具有正消長關系［4］。從Cu－Ni－PGE原始地幔標準化配分模式（圖6）看出，礦石與非礦巖石的原始地幔標準化配分模式呈互補關系，這是分異結晶作用的證據(jù)；而上懸礦體和邊緣礦體的原始地幔鉑族元素標準化配分模式曲線大致平行，反映二者均為深部熔離作用的產(chǎn)物。從表1不難看出，朱布巖體主要成礦元素Pt,Pd,Ni和S之間表現(xiàn)出正相關關系。成礦模式探討朱布礦體中Pt和Pd的質量分數(shù)為原始地幔的100~1000倍，表明朱布、黑泥等超基性巖體在侵入前就已在深部熔離為富含成礦元素Pt,Pd的超基性巖漿；同時，對朱布巖體稀土元素地球化學特征的研究也證明了礦石為深部熔離作用的產(chǎn)物。結合朱布鉑族元素礦床的特征，我們認為元謀地區(qū)的超基性巖漿熔離型Pt-Pd礦成礦作用與華力西期基性－超基性巖有關；成礦作用不是一次簡單的巖漿侵入作用成礦，而是與川滇新裂谷的構造演化密切相關，可分為以下3個階段：圖6朱布非礦石和礦石Cu-Ni-PGE原始地幔標準化配分模式圖（據(jù)Toylor,1985）Fig．6PrimitivemantlenormalizedCu，Ni，PGEpatternsoftherocksandoresintheZhubuintrusivebody（1） 深部熔離階段：從核幔邊界不斷上升、演化形成的含礦巖漿，在到達地殼中間巖漿房后，由于構造應力的釋放，巖漿上侵活動也隨之停滯下來。隨著溫度、壓力的降低，巖漿的物理化學條件也隨之發(fā)生變化，產(chǎn)生深部熔離作用，即熔離出來的硫化物熔體在重力場效應下，呈“珠球”狀不斷向巖漿房下部沉聚，形成含礦巖漿和礦漿。（2） 就地熔離階段：晚古生代晚期，伴隨聯(lián)合大陸口的解體，川滇新裂谷開始裂化，并伴有大規(guī)模玄武質巖漿噴溢。處于地殼穹隆部位的元謀地區(qū)有源自上地幔的低位二次巖漿房，在地殼穹隆的深層次周期性拉張活動下，產(chǎn)生脈動性補給作用，形成多旋回堆積的層狀富Pt-Pd基性-超基性巖體，在玄武質熔漿大量噴溢之后，穹隆軸部產(chǎn)生垂直差異運動，形成初始地塹。這些地塹產(chǎn)生的正斷層為富含成礦元素的超基性巖漿和礦漿提供了上升的通道，當巖漿侵入到成巖空間，巖漿流動的速度減慢，由于溫度的逐漸降低，壓力隨之減小，富礦漿熔離結晶成礦，在巖體底部形成厚度較大的原生富礦體。（3） 后期交代階段：朱布礦體的圍巖云英片麻巖顯示強虧損Sr，Eu和強富集U，Th的特征，巖體的圍巖與礦體、巖石有相同的微量元素特征[4],表明巖體與圍巖發(fā)生過混染作用，但這種交代作用較弱，尚未發(fā)現(xiàn)接觸交代型礦體。表1朱布巖體巖石化學成分一覽表Table1ChemicalcompositionoftheZhubuintrusivebody量的單位：w（常量元素）/%;w（微量元素）/10-6;資料來源：朱丹等（2007）；分析方法參見文獻［4］。巖性Mg＊SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MnOMgOCaONa2OK2O 云英片麻巖0．6267．160．8615．854．570．061．711．503．023．05角巖0．5570．190．7114．244．250．041．172．393．961．79輝長巖0．7047．773．7011．8313．450．207．709．691．781．44輝石巖0．8647．242．233．7312．450．1817．5912.310.420.19橄欖巖0.9138.961.13 2.7414.350.1630.972740.160.31上懸礦體0.9144.841.064.0711.5501425.278.940.070.01邊緣礦體0.9140.590.5823313.090.1529.266.220.060.01巖性P2O5LOITotalSScVCrCo 云央片麻巖0.121.8599.7218.79144.47 91.261680127.9113.56角巖0.220.7899.7410.8165.1410.2619850 8.7149.91輝長巖0.261.8599.6238.09413.47264.0710625127.22286.85輝石巖0.083.3699.7847.84241.94 1538.08115．91553．85328．38橄欖巖0．078．0399．6215．77TOC\o"1-5"\h\z118．163761．77324．701113．46205．12上懸礦體0．080．0418．97 114．48 1842．65 91．40 1680．88邊緣礦體 0．06 0．5010．92 79．763756．42 158．28 3988．48巖性Zn RbSrY ZrNbBa LaCe 云英片麻巖116. 41142.24257. 8929. 83218．18 17．19 501．10 44．86 94．35 10．58角巖345．78106.39 189.92 30.80 206.15 24.46299.32 41.71 93.5011.09輝長巖335.76 79.40 454.62 30.09 239.35 27.45488.78 35.45 81.83 10.48輝石巖243.98 5.06 110.00

?9S-EV：(T)886T'WW'［f］些抱2蟄図目麵軍'^4￡M［乙］?AS-EV：(￡)V86T'緲煮腳煮國關腮:理?0乙s?TZ0?0剌T6?0乙9?TPL?009?008?0TS?0oz-0TS?￡8T?0ov?S9L?I68?LW［f］毋畀図麥目麵軍繇皿E證烏￥科曇二珈因ES/劉-斡蜃辜'木找罪［T］9T6E乙6?9V0乙?如上9?上iz08'0EE'TEV衛(wèi)繇皿OS?0VV00?VI8S8?VISI'VIS8'0￡0?乙60?0W5?T08?TE10'8乙0Z-0VS-IIS-0■［乙?乙0「0SWI99?0TT'Zgaszv?s乙I??乙vv?ovo?ozo?osi?i6E?0 90?LVS-SI17「乙90?01iziz'0目粵86?乙ES'8T6E?TH?6TS?069?6EEE￡￡'目巡中諒竺PdId羽g」IPIq丄e丄4HSO9V?0zo?0AS?0￡乙?0￡乙?T17乙?088?T乙1z?0￡6?TTT■6碎翅09?00T?0oz-06乙?0乙S?T6乙?0LI?乙8V-090?IEV-8W5?T09?00T?09L?06乙?0ES?T0E?000?1SS?08S?乙66?TT目刪1z乙?T6T?0TS?T乙9?08乙?￡09?0TT.V00?TS8?V8T?6TgasAS?16E?0TT?￡6T?TOV?90乙.TZE-88V-乙Z6?6V9'iziz耳m淘％?乙8E?090?EVI:?ITZ-90乙?T9V-89E?TVV?0T(EL?EVSW￡乙飛9V?0SE?￡9T?T99?soo?T6乙?99乙?T08?—8Eg犁出諒Zq人山丄歸ohXqq丄PDnsiusPNSOV0'Z乙1z?虹TO?9乙「￡1乙￡?S0V-IS8E-S9￡?圧￡1z?乙剌衛(wèi)繇皿PL'ISE?TTZ8-E￡9?乙上乙9'8E6'860Z-9￡「￡乙V6'0W5?T￡8?乙乙6?l乙乙0?62LLV6'L96?乙9V6'9TS'ZLLL'IIM?乙6乙目卿魁1z￡?I?H?“99?~aa?0969?01乙上’￡699'VI[3]黃開年?峨眉山玄武巖是弧后擴張的產(chǎn)物嗎？[J]?地質科學，1988(3):289－298．黃開年，楊瑞英，王小春，等?峨眉山玄武巖微量元素地球化學的初步研究[J].巖石學報，1988(4):49-60.宋謝炎，王玉蘭，曹志敏，等.峨眉山玄武巖、峨眉地裂運動與幔熱柱[J]?地質地球化學，1998(1):47-52.[6]宋謝炎，侯增謙，汪云亮，等?峨眉山玄武巖的地幔熱柱成因[J]?礦物巖石，2002,22(4):27-32.[7]陶琰，胡瑞忠，王興陣，等?峨眉大火成巖省Cu-Ni-PGE成礦作用一一幾個典型礦床巖石地球化學特征分析[J].礦物巖石地球化學通報，2006,25(3):236-244.[8]陶琰，朱丹，高振敏，等?云南金寶山鉑￥巴礦Pd賦存狀態(tài)的補充研究[J]?礦物學報，2007,27(3/4):262-264.[9]陶琰，胡瑞忠，漆亮，等.四川力馬河鎂鐵-超鎂鐵質巖體的地球化學特征及成礦分析[J]?巖石學報,2007,23(11):2785-2800.[10]陶琰，朱丹，高振敏，等?云南金寶山鉑￥巴礦Pd賦存狀態(tài)的補充研究[J]?礦物學報,2007,27(3/4):262-264.[11]朱丹，徐義剛，羅泰義，等?峨眉山玄武巖的輸送通道：云南元謀朱布巖體[J]?礦物學報,2007,27(3/4):273-280.[12]云南省地質礦產(chǎn)局?云南省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1990:611-634.[13]云南省地質局?中華人民共和國共和國地質圖說明書,1:20萬永仁幅[R]?昆明：云南省地質礦產(chǎn)局，1966?[14]云南省地質礦產(chǎn)局?中華人民共和國共和國地質圖說明書,1:5萬元謀幅[R]?昆明：云南省地質礦產(chǎn)局，1995.朱丹，徐義剛，等．峨眉山玄武巖的輸送通道：云南元謀朱布巖體[J]?礦物學報，2007,(Z1):273-280.朱丹，羅泰義，徐義剛，等?朱布巖體Soret分異成礦模型[J].礦物巖石地球化學通報，2004,23(增刊)：109-110?劉民武，赫英?金川銅鎳硫化物礦床深熔-就地成礦作用過程研究[J]?礦床地質，2003,22(3):301-308.[18]地質礦產(chǎn)部成都地質礦產(chǎn)研究所?康滇構造與裂谷作用[M].重慶：重慶出版社，1987?[19]中國科學院地球化學研究所?高等地球化學[M].北京：科學出版社，1998?[20]劉肇昌，李凡友，鐘康惠，等?揚子地臺西緣構