主量元素特征

3.1.1.1 主量元素總體特征

春都侵入巖樣品主量元素分析測試結果見表3.2。各樣品的化學成分總量在99%～101%之間,符合巖石化學全分析質量規(guī)范要求。但巖石中H2O+>2%, CO2>0.5%, 表明巖石蝕變較強。鑒于此, 我們根據巖石的野外產出條件、巖礦鑒定及化學分析結果等的綜合判別, 將礦區(qū)主要侵入巖分為閃長玢巖和花崗閃長斑巖兩大類。

表3.2 春都侵入巖主量元素化學分析測試數(shù)據 (wB/%)

注: 1—國土資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心; 2—國土資源部昆明礦產資源監(jiān)督檢測中心。

(1) 閃長玢巖: 巖石中SiO2含量變化于55.82%～64.6%之間, 平均含量59.3%;Al2O3含量在11.72%～15.77%之間, 平均14.40%, 變幅較小; Fe2O3含量2.42%～5.64%之間, 變化幅度較大, 平均含量3.20%; FeO含量0.61%～5.91%, 變幅很大,平均值為3.20%; CaO的含量在1.19%～4.20%, 平均為2.8%; MgO含量1.28%～4.18%, 平均2.8%; K2O含量在1.23%～5.87%, 平均值3.2%; Na2O含量為2.73%～5.38%, 平均4.0%; TiO2含量在0.61%～1.23%, 變幅較小, 平均1.00%; P2O5含量為0.08%～0.50%, 變幅較小, 平均0.3%; MnO含量0.04%～0.22%, 平均0.10%。

由圖3.1可知, 春都閃長玢巖的主量元素含量接近于中國閃長巖平均含量, 與中國閃長巖相比, 除FeO、CaO含量略低外, 其他氧化物含量差異較小。

圖3.1 春都侵入巖與中國同類巖石主量元素對比圖

圖3.2 春都礦區(qū)與相鄰礦區(qū)侵入巖主量元素對比圖

(2) 花崗閃長斑巖: 春都花崗閃長斑巖SiO2含量在61.37%～68.53%之間, 平均64.79%; Al2O3含量在15.41%～16.17%, 平均15.33%; Fe2O3含量在0.39%～4.05%, 平均2.34%; FeO含量在0.25%～3.29%, 平均2.06%; CaO含量在0.75%～1.79%, 平均值為1.16%; MgO含量在0.47%～3.70%, 平均1.23%; K2O含量在2.19%～7.16%, 變幅較大, 平均為4.41%; Na2O含量在2.14%～5.34%, 平均值為3.62%; TiO2含量0.78%～1.16%, 平均0.92%; P2O5含量在0.17%～0.45%, 變幅較小, 平均0.30%; MnO含量在0.02%～0.08%, 平均0.05%。由圖3.1可知, 春都花崗閃長斑巖的主量元素含量接近于中國花崗閃長巖平均含量,與中國花崗閃長巖相比, 除CaO含量略低, K2O含量略高外, 其余氧化物含量差異較小。由表3.3、圖3.2可知, 與雪雞坪和普朗礦區(qū)石英閃長玢巖相比, 春都閃長玢巖總體具低SiO2, 高Al2O3、TFeO、TiO2的特征, CaO、K2O含量高于雪雞坪,低于普朗。與普朗花崗閃長斑巖相比, 春都花崗閃長斑巖的SiO2、CaO、TFeO、MgO、Na2O含量略低,Al2O3、K2O、TiO2、P2O5含量略高。表明位于同一構造環(huán)境區(qū)的三個銅礦床的侵入巖化學成分雖大類總體相同, 但仍有一定差異。

表3.3 春都及其相鄰礦區(qū)侵入巖主量元素數(shù)據對比(wB/%)

注: 括號內為樣品數(shù)

3.1.1.2 巖漿巖系列劃分

Harker (1909) 提出巖漿巖根據堿性程度可分為兩個系列或巖區(qū): ①為亞堿性系列巖石, 又稱為太平洋區(qū)巖石; ②為堿性系列巖石, 又稱為大西洋區(qū)巖石。 Niggli、Tyttell、Barth et al.(1920～1939) 將堿性系列又分為兩個亞系列, ①為富鈉的堿性系列巖石, 稱之為大西洋型巖石; ②為富鉀的堿性系列巖石, 稱之為地中海型巖石。 Nockolds、Allen、Kuno Yoder、Tilley et al.(1953～1962) 將亞堿性分為兩個亞系列, ①為拉斑玄武巖系列, 隨巖漿演化, FeO常增大, 出現(xiàn)富鐵殘漿; ②為鈣堿性系列, 隨著巖漿演化, SiO2常增大, 出現(xiàn)富硅殘漿。

本文用兩種方法對春都礦區(qū)侵入巖的巖漿巖系列進行劃分。

方法一: 里特曼法是較早用于劃分巖漿巖系列且比較有效的方法, 里特曼 (Ritt-mann, 1957, 1962, 1973) 提出用σ來反映巖石和巖系的堿性程度, 即用σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43) 值來劃分巖系, 里特曼選擇σ=4把巖漿巖劃分為鈣堿性和堿性兩大巖系, 每個巖系又以堿和σ值劃分類型 (表3.4)。 經過計算求得, 礦區(qū)巖石樣品的里特曼指數(shù)分布于2.60～4.37之間, 平均為3.16, 13件樣品中, 5件樣品的里特曼指數(shù)在1.8～3之間, 屬于中鈣堿性巖系; 7件樣品的里特曼指數(shù)在3～4之間, 屬于弱鈣堿性巖系; 1件樣品的里特曼指數(shù)在4～5之間, 屬于過渡堿性巖系。 由此可以判斷所選巖石樣品總體屬于鈣堿性巖系列, 即太平洋區(qū)巖石系列。

表3.4 按σ值劃分的巖系類型

(據 A.Ri t tmann,19 6 2)

方法二: 確定巖漿巖系列需先分出堿性與亞堿性系列, 將春都礦區(qū)13件巖石樣品的SiO2含量和K2O+Na2O含量分別投到硅-堿圖解 (圖3.3) 中, 除1個樣點落在堿性巖系與亞堿性巖系的交界處外, 所有巖石樣品點均落入亞堿性巖區(qū)。表明春都礦區(qū)侵入巖屬于亞堿性巖系列, 與雪雞坪礦區(qū)、普朗礦區(qū)侵入巖相同。

在FAM圖解中 (圖3.4), 春都的13件樣品中除一個落在拉斑玄武質巖系區(qū)域內外,所有樣品點也均落在鈣堿質巖系區(qū)域內。 表明春都礦區(qū)侵入巖屬于亞堿巖系中的鈣堿性系列。 與雪雞坪礦區(qū)、普朗礦區(qū)侵入巖相比, 春都、雪雞坪及普朗礦區(qū)玢 (斑) 巖雖均屬鈣堿性系列, 但投點集中區(qū)有所不同, 春都礦區(qū)玢 (斑) 巖在FAM三組分圖中, 總體具有相對低M、高F的特點。

綜合上述兩種方法, 可以得出春都侵入巖屬于鈣堿性系列。該系列巖石的演化及組合為: 高鋁玄武巖→安山巖→英安巖→流紋巖, 常見侵入巖為輝長巖→閃長巖→花崗閃長巖→花崗巖; 總體具有向富硅方向演化的趨勢, 與鮑文 (Bowen, 1928) 反應系列一致, 為高氧逸度條件下的巖漿演化類型。 一般情況下, 具有高氧逸度的巖漿利于銅、金礦床的形成, 這是春都斑巖銅礦成礦的重要條件之一。

3.1.1.3 巖漿巖化學命名

圖3.3 春都及其相鄰礦區(qū)侵入巖硅-堿圖解(據Muschler, 1991)

圖3.4 春都及其相鄰礦區(qū)侵入巖FAM圖解(據Irvine, 1971)

由于侵入巖中細粒巖石與粗粒、似斑狀巖石中的礦物含量在薄片中難于定量, 因此應用化學分類命名成為侵入巖命名的一種輔助手段。 SiO2是巖漿巖中最重要的一種氧化物, 其含量是巖漿巖分類的一個主要參數(shù), 春都閃長玢巖樣品SiO2含量在55.82%～64.60%之間,從巖漿巖的化學成分分類來看, 屬于中性巖;花崗閃長斑巖樣品SiO2含量在61.37%～68.53%, 介于中性巖-酸性巖之間。 此外,根據上文分析結果, 春都侵入巖屬于鈣堿性系列, 該系列常見侵入巖為輝長巖→閃長巖→花崗閃長巖→花崗巖。在該巖漿巖系列中, 春都侵入巖對應的淺成中性巖、中-酸性巖分別為閃長玢巖、花崗閃長斑巖。

硅-堿化學分類命名法以巖石中SiO2、K2O+Na2O來進行分類命名, 只需氧化物的質量百分含量, 不需要換算, 方法簡便, 應用廣泛。 將春都礦區(qū)13件巖石樣品的SiO2(wB/%) 和 (K2O+Na2O) (wB/%) 分別投到TAS圖解中 (圖3.5), 有5個樣品點落入二長巖區(qū)域內, 1個點落入二長閃長巖區(qū)域中, 1個點落在二長巖和二長閃長巖兩個區(qū)域的交界處, 6個點落入石英二長巖區(qū)域。 由于礦區(qū)巖體內絹云母化分布廣泛, 鉀長石化、黑云母化也有一定分布, 絹云母化、鉀長石化和黑云母化蝕變發(fā)生的過程中會伴有K的遷入, 因此, 礦區(qū)巖漿巖中K2O的含量會比未蝕變原巖中K2O的含量偏高, 致使礦區(qū)巖石樣品在TAS圖解中的點整體往上偏移。 如果去除巖體中絹云母化、鉀長石化蝕變的干擾因素, 春都閃長玢巖樣品的落點應該更接近閃長巖區(qū)域或者落入閃長玢巖區(qū)域; 花崗閃長斑巖樣品的落點應該更接近花崗閃長巖區(qū)域或者落入花崗閃長斑巖區(qū)域。

圖3.5 春都礦區(qū)侵入巖TAS圖解(據Middlemost, 1994)

綜合以上分析, 春都礦區(qū)巖體屬于中酸性侵入巖, 巖石化學命名分別為閃長玢巖和花崗閃長斑巖, 與巖石薄片鏡下命名一致。