印尼巴布亚新生代岩浆活动对斑岩型铜金成矿的控制：以Grasberg斑岩

￣ｇ６２＠　２。１６年地质论评　ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＲＥＶＩＥＷ　Ｖｏ１．６２　Ｓｕｐｐ．　Ｎｏｖ．，２０１６　印尼巴布亚新生代岩浆活动对斑岩型铜金成矿的　控制：以Ｇｒａｓｂｅｒｇ　斑岩型铜金矿床为例木　亓华胜，杨晓勇　中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥，２３００２６　关键词：Ｇｒａｓｂｅｒｇ侵入岩；高锶低钇中酸性岩（埃　达克岩）；斑岩铜金矿床；西巴布亚　±０．１５　Ｍａ，２．８８±０．１９　Ｍａ，２．９６±０．１５　Ｍａ，２．９９　±０．１９　Ｍａ，３．２１±０．１５Ｍａ，形成于晚渐新世。前人通　过对辉钼矿Ｒｅ．０ｓ定年表明Ｇｍｓｂｅｒｇ矿化发生在２．８８　±０．０１Ｍａ（Ｍａｔｈｕｒｅｔａ１．，２００５），这表明斑岩铜金矿成　１　背景介绍　Ｇｒａｓｂｅｒｇ斑岩铜金矿床位于新几内亚岛西巴布　亚地区（图１），是全球著名的铜金矿床，为已发现　的高品位斑岩型铜金矿床之一（Ｃｕ＞ｌ％，Ａｕ＞１　），铜金储量规模巨大。该地区自新生代以来一　直处于活动边缘和岛弧环境，其大地构造位置　欧亚板块．印度．澳大利亚板块和太平洋板块的结合　部位，板块间的汇聚、碰撞、俯冲和拆离、扩张等　矿与岩浆岩密切相关。此外，在一些继承锆石的核部　有１．８Ｇａ的古老年龄记录，这表明一些老的前寒武纪　基底材料参与了岩浆循环和铜金成矿的过程，在岩浆　入侵的过程中有着古老地壳物质的混染。　与成矿相关的石英二长岩岩石富碱，属于钾玄　岩系列．高钾钙碱性系列。铝饱和指数　℃ＮＫ＞１，　属于过铝质系列岩类。样品的球粒陨石标准化稀土　地质作用形成了复杂的沟．弧．盆体系（Ｂａｌｄｗｉｎ　ｅｔ　ａ１．，　配分曲线为右倾型，轻稀土元素富集，重稀土元素　２０１２），也形成了该地区复杂的构造系统，概括为　强烈亏损。平坦的ＨＲＥＥ分配型式说明ＬＲＥＥ与　增生岛弧地体、巴布亚移动变质带、巴布亚褶皱带、　Ｆｌｙ地台四个构造单元。由于缺少对Ｇｒａｓｂｅｒｇ斑岩　型铜金矿床成矿岩浆地球化学属性的深入研究，其　ＨＲＥＥ之间发生了强烈的分异，可能受源区角闪石、　石榴石残留相的影响；征ｕ平均值为０．９９，负异常不　明显，说明岩浆源区无斜长石残留。岩石富集大离　子亲石元素（ＬＩＬＥｓ），亏损高场强元素（ＨＦＳＥｓ），　并伴随着明显的Ｋ、Ｂａ、Ｓｒ正异常以及Ｎｂ、Ｔａ、　Ｔｉ负异常，表明在岩浆上升过程受到了地壳物质的　混染或源区受到俯冲洋壳物质的交代作用。其地球　化学特征与典型的Ａｉｄａｋｉｔｅ（高锶低钇中酸性岩或译　埃达克岩）基本一致：具有ＳｉＯ２＞５６％，高Ａ１２Ｏ３≥　１５％，富Ｓｒ、Ｂａ￣ｔｌＣｒ、Ｎｉ，具有高的Ｓｒ含量（平均　８２１×１０一，Ｓｒ／Ｙ（５１×１０－ｓ　１４０×１０－￣）￣ＨＬａＮ／ＹｂＮ≥９　成因机制和构造演化存在诸多争论。本文对该岩体　开展地球化学研究，以期探索巴布亚新生代区域岩　浆岩演化和铜金成矿作用。　２结果与讨论　与成矿关系密切的Ｇｒａｓｂｅｒｇ杂岩体，侵位于马　蹄形的火山机构中，发育三期岩浆活动，其围岩是　第三纪的沉积碳酸盐岩（图１）。本文在野外地质调　查的基础上，采集了一套岩体样品，对其进行了系　统的研究，包括野外观察采样、岩相学观察、主微　量元素测试、锆石ｕ．Ｐｂ定年及同位素分析。　Ｇｒａｓｂｅｒｇ斑岩铜金矿床的复式岩体主要为二长岩到　石英二长岩类，岩体锆石Ｕ．Ｐｂ定年结果显示，其　比值，低的Ｙ（１４×１０－６　１６×１０西　和Ｙｂ（０．７９×　１０　～１．９１×１０由）含量，无明显Ｅｕ异常，表明其属　于Ａｉｄａｋｉｔｅ。高的Ｓｒ／ＹＬＬ值和较低的ＬａＮ／ＹｂＮ比值表　明其来自于洋壳俯冲形成的Ａｉｄａｋｉｔｉｃ岩浆，而不是　类似于大别加厚下地壳熔融成因的Ａｉｄａｋｉｔｅ（Ｌｉｕ　ｅｔ　石英二长斑岩成岩年代较新，样品年龄分别为２．８７　注：本文为国家自然科学基金面上项目（编号：４１３７２０８７）￣助的成果。　ａ１．，２０１０）。同位素地球化学研究结果显示，　Ｓｒ）／　收稿日期：２０１６—０７・１０．改回日期：２０１６－０９－２０；责任编辑：刘志强。Ｄｏｉ：１０．１６５０９￣．ｇｅｏｒｅｖｉｅｗ．２０１６．ｓ１．０８５　作者简介：亓华胜，男，１９９１年生。本科，博士研究生，主要从事矿床地球化学研究。Ｅｍａｉｌ：ｑｈｓ８７＠ｍＭ１．ｕｓｔｃ．ｅｄｕ．ｃｒｌ。　１７５　地质论评２０１６年６２卷增刊　成为０．７０６～０．７０８，ＥＮｄ值比较亏损，分布　一参考文献／Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　１５，全岩放射性成因Ｐｂ同位素组成较高，　Ｂａｌｄｗｉｎ　Ｓ　Ｌ．Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ　Ｐ　Ｇ　ａｎｄ　Ｗｅｂｂ　Ｌ　Ｅ．２０１　２．Ｔｅｃｔｏｎｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎｅｗ　Ｇｕｉｎｅａ　Ｒｅｇｉｏｎ　Ａｎｎｕａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｅａｒｔｈ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｅｔａｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，４０　４９５－５２０．　浆可能来主要来自古老地壳物质源区。锆石　ｒ同位素结果分析显示，￡Ｈ　ｆ）值主要在　Ｉ．５之间，推测源区物质来源大部分来源于下　腑冲洋壳，可能有少量富集地幔。　｝求化学证据表明，Ｇｒａｓｂｅｒｇ岩浆岩及铜矿成　Ｌｉｕ　Ｓｈｅｎｇ’ａｏ，Ｌｉ　Ｓｈｕｇｕａｎｇ，Ｈｅ　Ｙｏｎｇｓｈｅｎｇ　ａｎｄ　Ｈｕａｎｇ　Ｆａｎｇ．２Ｏ　Ｊ　０．　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒａｓｔｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｅａｒｌｙ　Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ　ｏｒｅ—ｂｅａｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｒｅ－・ｂａｒｒｅｎ　ｈｉｇｈ－・Ｍｇ　ａｄａｋｉｔｅｓ　ｉｎ　ｃｅｎｔｒａｌ・・ｅａｓｔｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　是俯冲洋壳与古老陆壳物质的混染，在深部　分熔融，由于洋壳成分的加入，产生富水的氧　，ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｕ—Ａｕ　ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｇｅｏｃｈｉｍｉｃａ　ｅｔ　Ｃｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ，７４：７１６０￣７１７８．　ＭａｃＤｏｎａｌｄ　Ｇ　Ｃｌａｒｋ　Ａ　Ｌ．１９９４．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｚｏｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　并在深部交代富铜金的地幔楔中的硫化　丽携带大量铜金成矿物质，随着温度、压力或　蔓的降低，岩浆上升至浅部富集成矿。此外，　智皱带中还分布着一系列大型斑岩型矿床，都　Ｇｒａｓｂｅｒｇ　Ｉｇｎｅｏｕｓ　Ｃｏｍｐｌｅｘ，ｌｒｉｎ　Ｊａｙａ，Ｉａｎｄｏｎｅｓｉａ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，５０：１４３－１　７８．　Ｍａｔｈｕｒ　Ｒ，Ｒｕｉｚ　Ｊ，Ｔｉｔｌｅｙ　Ｓ，Ｇｉｂｂｉｎｓ　Ｓ　Ｌ　ａｎｄ　Ｍａ￣ｏｔｏｍｏ　Ｗ．２０００．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　左右岩浆活动紧密相关。此后的岩浆活动及　七造就了现今西巴布亚地区构造格局。　ｃｒｕｓｔａｌ　ｓｏｕｒｃｅ　ｆｏｒ　Ａｕ－ｒｉｃｈ　ａｎｄ　Ａｕ—ｐｏｏｒ　ｏｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｇｒａｓｂｅｒｇ　Ｃｕ－Ａｕ　ｐｏｒｐｈｙｒｙ　ｄｅｐｏｓｉｔ　Ｅａｒｔｈ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｅｔａｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ．１８３：７～１４．　Ｔａｙｌｏｒ　Ｓ　Ｒ　ａｎｄ　ＭｃＬｅｎｎａｎ　Ｓ　Ｍ．１　９８５．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ　ｃｒｕｓｔ：Ｉｔｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ　Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｏｘｆｏｒｄ，１　００　图１　印尼Ｇｒａｓｂｅｒｇ矿区地质略　图（据ＭａｃＤｏｎａｌｄ，１９９４修改）　１：铜金矿床，２：第四纪冲积物，３：福梅组，　４：艾诺德组，５：肯贝蓝甘组，６：艾茨贝格　侵入岩，７：达兰侵入岩，８：主格拉斯贝格侵　入岩，９：卡里侵入岩，１０：推测断层．１１：　断层，Ｉ２：背斜，１３：向斜　ｉｓｈｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｘｉａｏｙｏｎｇ：Ｃｅｎｏｚｏｉｃ　ｍａｇｍａｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｎ　ｐｏｒｐｈｙｒｙ　ｃｏｐｐｅｒ－ｇｏｌｄ　ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｐａｐｕａ，Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ：ｔｈｅ　Ｇｒａｓｂｅｒｇ　ｃｏｐｐｅｒ－ｇｏｌｄ　ｐｏｒｐｈｙｒｙ　ｄｅｐｏｓｉｔ　ｄｓ：Ｇｒａｓｂｅｒｇ　Ｉｇｎｅｏｕｓ　Ｃｏｍｐｌｅｘ；ａｄａｋｉｔｅｓ；ｐｏｒｐｈｙｒｙ　Ｃｕ—Ａｕ　ｄｅｐｏｓｉｔ；　Ｗｅｓｔ　Ｐａｐｕａ　’ｌ　７６