韦乐乐 严康 李康宁

摘要：窗尔山一带位于西秦岭西北部夏河—临潭一带，地质构造复杂，成矿条件优越。通过对窗尔山一带侵入岩进行岩石学和地球化学研究，结果表明：侵入岩轻稀土元素富集，具有负铕异常;微量元素富集大离子亲石元素（Ba、K、Rb等），相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti等），以及强烈亏损相容元素（Cr、Ni、Co等），总体上具有I型花岗岩特征;结合区域大地构造背景，侵入岩与古秦祁昆洋盆消减作用有关，形成于火山弧环境，为俯冲板片熔体与地幔物质相互作用的产物，并在上升侵位过程中受到上地壳物质的混染，与研究区内矿产的形成具有密切关系。铁、铜、金等矿种主要受岩体及构造、岩性控制，研究区中酸性侵入岩与灰岩接触带是铁、铜、金等矿种的有利成矿地段，具有一定的找矿潜力。

关键词：侵入岩;地球化学;构造环境;成矿意义;窗尔山一带

中图分类号：TD11 P584 P618.4文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）07-0017-08doi：10.11792/hj20210704

西秦岭位于华北板块南缘祁连—北秦岭加里东构造带和扬子板块北缘海西构造带的拼接部位，是诸多地块和造山带汇聚交接地带[1-5]。三叠纪以来的印支运动，奠定了西秦岭的构造格局[6]，这一时期西秦岭构造-岩浆活动强烈，总体上具有“北西向成带、北东向成串”的特点。岩体与成矿的关系十分密切，岩体内、外接触带受岩浆期后热液蚀变作用强烈，常伴随硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、云英岩化及矽卡岩化等，常形成金、铜、铁和多金属矿点、矿化点。本文通过对窗尔山一带岩体进行岩石学和地球化学研究，探讨岩石成因及构造环境，以及岩体与成矿关系，以期为研究区进一步找矿提供基础资料。

1 研究区地质概况

研究区位于西秦岭西北部夏河—临潭一带，挟持于商丹古缝合带与阿尼玛卿古缝合带之间（见图1-A），为西秦岭褶皱带之北中秦岭陆表海盆，地质构造复杂，成矿条件优越。

地层总体展布方向为北西向，与区域构造线方向一致，自北向南，地层由老到新依次为石炭系巴都组（C 3b）、二叠系（P）、下—中三叠统（T 1-2）、中—上三叠统（T 2-3）、上三叠统华日组火山岩（T 3h）。其中，巴都组为一套灰绿色石英砂岩、长石石英砂岩夹碳酸盐岩建造;二叠系为一套碳酸盐岩夹陆源碎屑岩建造，主要岩性为灰白色微晶灰岩、深灰色生物碎屑灰岩、灰质砾岩等。

岩浆岩出露较广，其展布方向与区域构造线一致，即沿北西向—南东向断续出露，岩性主要为闪长玢岩、石英闪长岩、花岗闪长岩等。岩体为分支层状、瘤状、岩株状等，脉岩相对较少。

断裂发育，以北西向逆冲断裂占主导，北东向左行走滑断裂次之。早期断裂为北西向断裂，晚期北东向断裂将北西向断裂错断而使其发生左形或右形位移。褶皱在巴都组内较为发育，巴都组地层倾角平缓，因此褶皱多为平缓褶皱。

2 侵入岩岩石学特征

1）闪长玢岩：浅灰色，斑状结构，基质具微晶结构，块状构造。斑晶由斜长石（35 %）和角闪石（10 %）等组成（见图2-a）），基质由斜长石、钾长石、石英和暗色矿物组成，具有微晶结构。斜长石斑晶为宽板状、板状半自形晶，弱绢云母化、黝帘石化，发育钠长双晶、卡钠复合双晶，属于中长石，粒度0.5～1.5 mm;角闪石斑晶为柱状、长柱状自形晶、半自形晶，显著多色性，粒度0.5～1.0 mm。基质矿物粒度大多小于0.1 mm，具有微晶结构，以斜长石为主，暗色矿物黑云母、钾长石、石英较少。斜长石呈板条状微晶，杂乱无定向排列。钾长石、石英呈他形粒状，粒度大多小于0.08 mm，石英晶面亮净，零星充填在斜长石之间。暗色矿物黑云母呈鳞片状，与斜长英镶嵌，粒度约为0.1 mm，含量很低，已完全绿泥石化。金属矿物零星可见。

2）石英闪长岩：灰—灰白色或灰绿色，中细粒半自形粒状或柱状结构、斑状结构，块状构造，粒度一般为0.5～2.0 mm。其主要由斜长石（>50 %）、石英（<20 %）、角闪石（约20 %）及少量黑云母组成，并含少许钾长石。岩石具有绢云母化、绿泥石化。

2021年第7期/第42卷  黄金地质黄金地质  黄 金

3）花岗闪长岩：灰白色，中细粒结构、似斑状结构、斑状结构，块状构造。其主要由斜长石（40 %）、石英（20 %～30 %）、钾长石（10 %～20 %）、角闪石（5 %）、黑云母（<5 %）组成。岩石具有轻微绢云母化、绿泥石化，暗色矿物蚀变较强（见图2-b））。

3 地球化学特征

本次在岩体不同位置采集具有代表性的弱蚀变、较新鲜侵入岩样品共7件，并进行元素地球化学分析。主量元素、微量元素和稀土元素分析在国土资源部兰州矿产资源监督检测中心实验室完成，主量元素采用ZSX PrimusⅡ型X射线荧光光谱仪进行分析，微量元素和稀土元素采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行分析。

3.1 主量元素

研究区侵入岩主量元素分析结果及特征值见表1。

侵入巖中SiO 2质量分数（58.50 %～69.23 %）变化范围较小，平均值为63.44 %，为中酸性岩;Al 2O 3质量分数（13.29 %～18.22 %）较高，平均值为16.59 %;TiO 2质量分数为0.43 %～0.65 %，平均值为0.56 %;MgO质量分数（1.65 %～3.07 %）较高，平均值为2.22 %;CaO质量分数为1.22 %～4.59 %，平均值为3.30 %;Na 2O质量分数为1.82 %～4.42 %，平均值为3.62 %;K 2O质量分数为1.89 %～2.98 %，平均值为2.47 %;FeO质量分数为1.24 %～5.04 %，平均值为2.96 %;Fe 2O 3质量分数为0.35 %～2.24 %，平均值为1.26 %。

里特曼指数（σ）均小于3.3，为钙碱性系列;碱度率（AR）为1.61～2.31，平均值为1.87，在碱度率异变图（见图3）上，大部分样品落在钙碱性区域，属于钙碱性系列岩石;铝饱和指数（A/CNK）为1.03～1.29，在A/CNK-A/NK图解（见图4）上，样品均落在过铝质区域，表明侵入岩具有过铝质特征。综合分析认为，研究区侵入岩属于过铝质钙碱性系列岩石。

3.2 稀土元素与微量元素

研究区稀土元素与微量元素分析结果及特征值见表2。

稀土元素总量（68.30×10-6～182.96×10-6）变化较大，平均值为106.14×10-6，远低于世界花岗岩、花岗闪长岩的稀土元素总量丰度（285.30×10-6），也远低于上地壳平均值210.10×10-6。轻稀土元素（LREE）质量分数为57.14×10-6～166.68×10-6，重稀土元素（HREE）质量分数为5.83×10-6～16.28×10-6，w（LREE）/w（HREE）值为5.12～14.23，平均值为9.28。w（La） N/w（Yb） N值为4.73～21.01，反映了轻、重稀土元素分馏程度中等，轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损。δEu为0.66～1.11，平均值为0.92，具有弱负铕异常，反映发生分离结晶作用或部分熔融过程中有斜长石的殘留。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（见图5）上，配分曲线呈右倾的“海鸥型”，轻、重稀土元素分馏明显，说明源区部分熔融体中可能存在石榴子石的源区残留。

在微量元素原始地幔标准化蛛网图（见图6）上，显示出不同程度富集大离子亲石元素（Ba、K、Rb等），相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti等），这些特征指示该侵入岩源区为斜长石分离结晶后的地壳残余岩浆。Sr强烈负异常，表明岩浆发生了明显的斜长石分离结晶作用;P和Ti亏损，说明岩浆经历了磷灰石及钛铁矿等矿物的分离结晶作用。富集大离子亲石元素，相对亏损高场强元素，具有明显的Nb、Ta和Ti负异常，这些特征指示其源区类似火山弧花岗岩。

4 讨 论

4.1 源岩特点

研究区侵入岩具有明显富集大离子亲石元素（Ba、K、Rb等）和相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti等）的特点，这些是俯冲带火成岩的典型特征，其主要是地幔交代作用所形成的，但也有学者认为地壳混染可以造成Nb、Ta、Ti等亏损。一般认为，如果岩浆在上升过程中受到了陆壳物质的混染，则w（La） N/w（Sm） N值会迅速增高，一般在5以上[7]。研究区侵入岩样品除YP-4、YP-6的w（La） N/w（Sm） N值小于5外，其余均大于5。w（La） N/w（Yb） N在岩浆演化过程中基本稳定，研究区侵入岩w（La） N/w（Yb） N=4.73～21.01，高于原始地幔w（La） N/w（Yb） N值（0.98～1.00），接近地壳w（La） N/w（Yb） N值（1.50～2.20），加之微量元素原始地幔标准化蛛网图上较浅的Nb-Ta谷，说明侵入岩在形成过程中发生过明显的壳幔混染作用。

4.2 岩石成因

花岗岩的成因与板块构造背景具有一定的关系。综合利用岩石地球化学特征和岩石学特征，可以大致判断岩石成因。在w（K 2O）-w（Na 2O）花岗岩成因图解（见图7）中，绝大多数样品落入I型花岗岩区域，YP-6样品落入S型花岗岩区;在w（Zr）-w（SiO 2）花岗岩成因图解（见图8）中，绝大多数样品落入I型花岗岩区，YP-6、YP-7样品落入S型花岗岩区。综上，研究区侵入岩成因复杂，总体上倾向于I型花岗岩，为壳幔共同作用的产物。

4.3 构造环境

不同构造背景下的花岗岩，往往具有不同的地球化学特征，综合利用地球化学图解可以对花岗岩的构造环境进行判断。在R 1-R 2图解（见图9）中，研究区侵入岩主要落在破坏性活动板块边缘（板块碰撞前）花岗岩区域，为板块碰撞前的花岗岩。在w（Y+Nb）-w（Rb）图解（见图10）和w（Yb+Ta）-w（Rb）图解（见图11）中，研究区侵入岩样品主要落在火山弧区域，表明花岗岩可能形成于火山弧构造环境[8-11]。

根据源岩特点、岩石成因，以及稀土、微量元素曲线特征，结合区域大地构造背景，可以判断研究区侵入岩的产生与古秦祁昆洋盆消减作用有关，形成于火山弧构造环境，为俯冲板片熔体与地幔物质相互作用的产物，为俯冲基性岩部分重熔的产物，并在上升侵位过程中受到上地壳物质的混染。

5 研究区侵入岩与成矿意义

2018年，甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院依托“甘肃省夏河—合作地区金矿整装勘查区矿产调查与找矿预测”项目，对哈里格幅（I48E006006）进行了1∶5万水系沉积物测量。为了研究各元素在窗尔山一带侵入岩中的分配特点，以期揭示研究区地质特征和找矿方向等问题，对侵入岩地球化学参数进行统计与计算，结果见表3。相对丰度和离散程度可以反映各元素在侵入岩中的富集或贫化特征，从而判断元素富集贫化与侵入岩的关系。研究区Au、As、Zn、Cr等元素变化系数较大，其中Au元素Cv 1=2.65，Cv 1/Cv 2=8.75，As元素Cv 1=1.54，Cv 1/Cv 2=4.10，Zn元素Cv 1=0.29，Cv 1/Cv 2=6.26，Cr元素Cv 1=0.31，Cv 1/Cv 2=2.05，离散显著，成矿地质作用强烈，表明Au、Zn等元素可能富集成矿。

目前，研究区已发现窗尔山金矿点1处、加伊塘铜矿点1处、告恩铁矿点1处，以及多处矿化点，其中加伊塘铜矿点位于侵入岩与大关山组地层接触带部位，接触带局部呈断裂接触，该断裂宽1～5 m，岩石破碎不均匀，走向60°，产状330°∠50°，褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、孔雀石化和矽卡岩化等矿化蚀变较强;告恩铁矿点位于侵入岩与大关山组地层接触带部位，局部呈断裂接触，断裂宽0.5～3.0 m，岩石破碎不均匀，走向北西，产状70°∠60°，局部见石英脉、闪长岩脉、闪长玢岩脉发育，褐铁矿化、赤铁矿化、大理岩化等矿化蚀变较强;窗尔山金矿点位于侵入岩与大关山组地层接触带部位，褐铁矿化、黄铁矿化、硅化和毒砂化等矿化蚀变较强。

上述铜、铁、金等矿点均与侵入岩密切相关，产于侵入岩与大关山组接触部位。通过与区域侵入岩进行对比研究，发现窗尔山一带侵入岩与南侧美武岩体展布方向一致，呈北西向展布，岩性相似，主要为花岗闪长岩，而且围岩岩性也极其相似，主要为长石石英砂岩、灰岩等，美武岩体周边分布大量铜、铁、金矿床（点），如美仁铁矿床、峡黑建岗铜矿床等，与窗尔山一侵入岩周围发现的矿化点极其相似。因此，可通过对美武岩体周围工作程度较高的美仁铁矿床进行研究，以阐述研究区侵入岩与成矿的关系。

美仁铁矿床位于美武岩体北接触带，受美武岩体（三叠纪花岗闪长岩）及构造、岩性控制（见图12）。矿体产于外接触带，严格受薄层大理岩及层间破碎带控制，矿化与矽卡岩关系密切，矿石中出现大量矽卡岩矿物，具有一般矽卡岩型矿床的特点，故属于矽卡岩型磁铁矿床。因此，研究区铁矿床成因较为单一，但主要类型的最大特点是具有层控性和岩控性双重特点。铁矿床成因类型为接触交代热液型（矽卡岩型），其热液属于中、高温热液，矿体形态有脉状、透镜状、扁豆状。同理，铜矿床主要类型的最大特点也是具有层控性或岩控性。

因此，研究区铁矿床、铜矿床以矽卡岩型为主，主要分布于窗尔山一带侵入岩接触带中。赋矿围岩为大关山组碳酸盐岩建造。中酸性岩浆-构造活动对铁矿床、铜矿床及其他金屬矿产的形成在空间上、时间上、成因上关系密切。岩浆活动除提供成矿物质外，本身也产生热效应，在其演化运移过程中将围岩中的矿物质淬取带出，并转移富集，对已有矿化进行热改造和再次富集。成矿期接触变质作用较强，形成矽卡岩、大理岩，如美仁铁矿床。因此，研究区中酸性侵入岩与灰岩接触带是铁、铜、金等矿种的有利成矿地段，具有一定的找矿潜力。

6 结 论

1）窗尔山一带侵入岩轻稀土元素富集，具有负铕异常;微量元素富集大离子亲石元素（Ba、K、Rb等），相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti等），以及强烈亏损相容元素（Cr、Ni、Co等），表明该侵入岩可能产出于陆壳混染的板内构造环境或者与洋壳俯冲作用有关的构造环境。

2）窗尔山一带侵入岩的形成与古秦祁昆洋盆消减作用有关，形成于火山弧环境，为俯冲板片熔体与地幔物质相互作用的产物，也是俯冲基性岩部分重熔的产物，并在上升侵位过程中受到上地壳物质的混染。

3）铁、铜等矿床主要受岩体及构造、岩性控制，多产于接触带，严格受灰岩及层间破碎带控制，矿化与矽卡岩关系密切，矿石中出现大量矽卡岩矿物，具有一般矽卡岩型矿床的特点。

4）窗尔山一带中酸性侵入岩与灰岩接触带是铁、铜、金等矿种的有利成矿地段，具有一定的找矿潜力。

[参 考 文 献]

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Geochemical characteristics of intrusive rocks in Chuangershan areaof Western Qinling Mountains and their mineralization significance

Wei Lele1，Yan Kang2，Li Kangning2

（1.Jewelry Institute of Shaanxi Institute of International Trade and Commerce，Shaanxi Province Gemological

Teaching Demonstration Center; 2.The Third Institute of Geology and Minerals Exploration，Gansu Provincial Bureau

of Geology and Minerals Exploration and Development）

Abstract：The Chuangershan area is located in the Xiahe-Lintan area in the northwest of the West Qinling Mountains，and is with complex geological structures and superior metallogenic conditions.According to the petrological and geochemical studies of the intrusive rocks in Chuangershan area，the intrusive rocks were enriched in light rare earth elements and had negative europium anomaly;the trace elements were enriched in large ion lithophile elements （Ba，K，Rb，etc.），relatively depleted in high field strength elements （Nb，Ta，Ti，etc.） and strongly depleted in compatible elements （Cr，Ni，Co，etc.），in general displaying the characteristics of type I granite;according to the regional tectonic background，the intrusive rocks were related to the subduction of the ancient Qin-Qi-Kun ocean basin and formed in the volcanic arc environment.These were the products of the interaction between subducted plate melt and mantle material，and were mixed with the upper crust material in the process of uplift and emplacement，which was closely related to the formation of minerals in the area.Iron，copper and gold minerals were mainly controlled by rock mass，structure and lithology.The contact zone between intermediate acid intrusive rock and limestone in the study area is a favorable ore-forming area for iron，copper and gold minerals，and has certain ore-prospecting potential.

Keywords：intrusive rock;geochemistry;tectonic setting;metallogenic significance;Chuangershan area