Geological and geochemical characteristics and age of gran-ite porphyry in the Hongdoushan copper deposit, South Langcangjiang belt, western Yunnan Province
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摘要:
南澜沧江火山弧带红豆山花岗斑岩属于过铝质钾玄岩性S型花岗岩，SiO2含量为71.1%~74.4%，全碱含量高（K2O+Na2O=8.4%~9.4%），富钾（K2O/Na2O=3.9~5.0），铝饱和指数（A/CNK）为1.06~1.21；具轻稀土元素富集特征，负Eu异常（δEu=0.53~0.74）；相对富集大离子亲石元素（LILE，如Rb、Ba、Th、U等），但亏损Sr、P、Ti等元素。地球化学特征表明，红豆山花岗斑岩具火山弧花岗岩与同碰撞花岗岩的特征，为活动大陆边缘弧的产物。红豆山花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为220.3±3.6Ma，形成于晚三叠世。红豆山花岗斑岩的地球化学特征和形成时代与小定西组基性火山岩非常相似，两者是同一期岩浆活动不同阶段的产物。
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关键词:
- 南澜沧江带 /
- 花岗斑岩 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 /
- 地球化学 /
- 小定西组
Abstract:The Hongdoushan granite porphyry in the South Langcangjiang volcanic arc zone is a peraluminous and shoshonite Stype granitoid. The granite porphyry contains 71.1%~74.4% of SiO2, high total alkalis (K2O+Na2O=8.4%~9.4%), high K and high A/CNK of 1.06~1.21, and is characterized by enrichment of light rare earth elements with negative europium anomalies (δEu=0.53~0.74), relative enrichment of large ion lithophile elements (LILE) such as Rb, Ba, Th and U, and relative depletion of Sr, P and Ti. Geochemical features indicate that the Hongdoushan granite porphyry has characteristics of volcanic arc granite and syn-collision granite, and is epicontinental arc-volcanic rock. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating age of the Hongdoushan granite porphyry is 220.3±3.6Ma, indicating that the rock was formed during Late Triassic. Geochemical features and formation age of the Hongdoushan granite porphyry is very similar to features of basic volcanic rock of Xiaodingxi Formation, which suggests that they are products of different stages of the same magmation.
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南澜沧江火山弧带属于中国三江构造岩浆带，为全球特提斯成矿域的一部分，是极具找矿潜力的铜多金属远景区[1-3]。特别是南澜沧江富钾火山岩北段、印支期临沧花岗岩基与澜沧江深大断裂之间，已发现官房、文玉2个中小型铜多金属矿床。红豆山铜矿床是近年来该区新发现的铜矿床，工作程度不高，目前还缺少深入的研究。本文对红豆山铜矿矿区花岗斑岩体的岩石化学、地球化学进行深入研究，并采用LA-ICP-MS U-Pb测年方法对其进行成岩时代测定，以期对拓展该区的找矿思路提供一定的帮助。
1. 矿区地质概况
红豆山铜矿床位于南澜沧江火山弧北段，临沧花岗岩基的东边，澜沧江深大断裂的西侧，与北东方向的文玉铜矿床平距约4km, 与北东方向的官房铜多金属矿床平距约9km（图 1）。
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图 1 南澜沧江带区域地质简图[4]①—甘孜-理塘板块结合带；②—金沙江-哀牢山板块结合带；③—澜沧江板块结合带；④—怒江板块结合带。1—洋脊/洋岛玄武岩；2—超镁铁岩；3—钾质/钙质弧火山岩；4—花岗岩；5—被动边缘半深水-深水相；6—主动边缘(浊积岩)弧前斜坡相；7—洋盆深水相；8—半深水-深水相；9—浅水碳酸盐台地；10—前泥盆系地层；11—前寒武系地层；12—上三叠统-第四系；13—铜矿床（点）Figure 1. Geological sketch map of the South Langcangjiang belt红豆山铜矿矿区出露地层为上三叠统小定西组（T3x）中-基性火山岩，按岩性特征大致可分为5个岩性段：第五岩性段为紫红色安山岩、安山玄武岩、紫灰色、灰黑色玄武岩及紫灰色安山质凝灰岩互层，主要分布在矿区南部，是含矿层位之一；第四岩性段以灰黑色玄武岩、紫红色、灰绿色安山岩、紫灰色安山玄武岩为主，夹少量紫灰色安山质凝灰岩，分布在矿区中部，是矿区主要含矿层；第一至第三岩性段为安山质凝灰质砂岩、页岩、黄色砂砾岩、紫红色安山质凝灰岩等，局部夹炭质砂岩、页岩。
红豆山铜矿位于澜沧江断裂带和拿鱼河断裂带之间靠近拿鱼河断裂一侧（图 2）。澜沧江断裂为多期活动控制区域内沉积作用和岩浆活动的深大断裂，也是区域内重要的控矿构造。拿鱼河断裂是与澜沧江断裂平行的次级断裂，倾向东，倾角50°~75°，属于压性断裂，断裂带宽150~500m，拿鱼河断裂及次级断裂控制了红豆山铜矿的展布。矿区构造以断裂为主，褶皱不发育。矿区出露的岩浆岩除小定西组火山岩外，还有大量花岗斑岩体，是本次研究的重点。
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图 2 云南省红豆山铜矿区地质简图T3x4—小定西组第四段；T3x3—小定西组第三段；T3x2—小定西组第二段；T3x1—小定西组第一段；1—实测和推测断层；2—花岗斑岩；3—矿体；4—地层界线；5—采样位置Figure 2. Simplified geological map of the Hongdoushan copper deposit in Yunnan Province红豆山铜矿矿体主要呈脉状、网脉状，少量呈浸染状、块状产于小定西组的构造-蚀变带中，总体展布方向与深部斑岩脉长轴方向一致，受构造控制明显（图 2），向深部具增厚、加富趋势。原生矿石矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿，次为黄铁矿、辉铜矿，次生矿石矿物以褐铁矿、孔雀石为主。脉石矿物主要为石英、方解石，其次为绿泥石、绿帘石、绢云母。铜矿石品位为0.3%~1.5%，局部可达2%~3%。矿石结构主要有他形粒状结构、交代结构、碎粒斑状结构，矿石构造主要为不规则脉状、网脉状、细脉状、角砾状及浸染状构造。矿床围岩蚀变强烈，多沿断裂构造-蚀变矿化带分布，蚀变以长英岩化、绿泥石化、绿帘石化为主，碳酸盐化、绢云母化次之。
2. 岩相学特征
矿区花岗斑岩赋存于小定西组火山岩中，主要为肉红色，具斑状结构，由斑晶和基质组成（图版Ⅰ-A）。斑晶为自形板状、板柱状正长石、斜长石、石英、少量蚀变暗色矿物等，含量约20%。其中，正长石为无色，表面不洁净，呈自形-半自形板状、板柱状，负突起低，具卡斯巴双晶；斜长石为无色，表面不洁净，呈板柱状，负突起低，钠长石双晶发育；石英为无色，表面光滑洁净，呈熔蚀状、港湾状，正突起低；角闪石很少，为半自形，已被绿泥石取代呈假像。基质（约80%）由长英质微晶组成，具斑状结构的微花岗结构。岩石局部有压碎现象，裂隙中有白云石、绢云母、石英充填（图版Ⅰ-B）。
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图版Ⅰ A、B.肉红色花岗斑岩手标本照片；C.斑状结构，基质微花岗结构，斑晶为正长石、熔蚀状石英，基质由显微粒状长石、石英组成，正交偏光50×；D.斑状结构，斑晶为压碎正长石，基质由长英质微晶组成，正交偏光50×；E.压碎结构，长石斑晶被压碎呈碎块，正交偏光50×；F.半自形粒状结构，充填于裂隙中的正长石、石英呈条柱状、粒状，正交偏光50×。Qtz—石英；Or—正长石；Pl—斜长石；Ser—绢云母；Dol—白云石图版Ⅰ.3. 地球化学特征
3.1 主量元素
红豆山花岗斑岩主量元素分析结果见表 1。除1个样品HDC204（属于压碎白云石化、长英岩化花岗斑岩）与其他斑岩样品有区别外，其他4个样品的SiO2含量介于71.1%~74.4%之间，平均为73.4%，与中国花岗岩平均值71.63%[5]大体相当；铝饱和指数A/CNK值（Al2O3/（CaO+Na2O+K2O），摩尔比）为1.06~1.21，平均为1.13，大于1.1，具陆壳重熔型花岗岩的特征；岩体的全碱含量ALK（K2O+Na2O）介于8.4%~9.4%之间，明显高于临近的临沧花岗岩体全碱含量（ALK=4.36%~7.43%）[6]，也高于与红豆山斑岩体位于同一断裂带上的老毛村岩体（ALK=5.09%~ 6.64%）[7]，属于富碱花岗斑岩（ALK>8%）。同时，在SiO2-（K2O+Na2O）图解（图 3）中，未蚀变的斑岩样品也全部落入碱性花岗岩范围内；K2O/Na2O值介于3.9~5.0之间，属于富钾花岗斑岩。花岗岩K2O-SiO2图解（图 4）显示，岩石属于钾玄岩系列。张彩华[8]认为，小定西组基性火山岩化学成分与火山弧玄武岩的钾玄岩相似，红豆山花岗斑岩体与围岩小定西组基性火山岩都具有钾玄岩的地球化学特征，反映两者可能具有成因关系。
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图 3 红豆山岩体岩石分类图解（底图据参考文献[9]）Figure 3. Rock classification diagram of the Houdoushan rock body![]()
图 4 红豆山花岗斑岩SiO2-K2O图解（底图据参考文献[10]）Figure 4. SiO2-K2O diagram of the Hongdoushan granite porphyry表 1 红豆山花岗斑岩体主量元素含量及地球化学参数Table 1. Major element content and geochemical parameters of the Hongdoushan granite porphyry% 样品号
描述HDC204
长英岩化斑岩HDC213-2
紫红色斑岩HDC218-2
矿化斑岩HDR75-1
紫红色斑岩HDR75-2
紫红色斑岩SiO2 64.2 74.3 71.1 74.4 73.9 TiO2 0.17 0.18 0.25 0.19 0.18 Al2O3 7.64 11.85 11.95 12 11.8 Fe2O3 1.64 1.29 1.3 1.13 1.24 MnO 0.14 0.02 0.03 0.02 0.02 MgO 0.16 0.16 0.16 0.07 0.07 CaO 10.7 1.38 2.51 1.1 1.36 Na2O 0.08 1.72 1.46 1.86 1.84 K2O 6.12 6.7 7.27 7.49 7.39 P2O5 0.05 0.04 0.07 0.04 0.04 BaO 0.08 0.08 0.1 0.1 0.07 CuO 0.01 0.04 0.23 0.08 0.05 SO3 0.08 0.13 0.96 0.16 0.1 LOI 8.72 1.7 2.25 1.34 1.52 Total 99.84 99.67 99.71 99.99 99.61 K2O/Na2O 76.5 3.9 5 4 4 ALK 6.2 8.4 8.7 9.4 9.2 A/CNK 0.45 1.21 1.06 1.15 1.11 注：测试单位为中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源重点实验室，由熔片X射线荧光光谱法（XRF）测定，分析偏差优于5% 3.2 稀土元素
红豆山花岗斑岩的稀土元素含量列于表 2。稀土元素总量在51.79×10-6~98.17×10-6之间，平均为71.30 × 10-6；富集轻稀土元素（LREE），ΣLREE/ ΣHREE=3.96~8.84，(La/Yb)N=2.72~8.14，说明轻稀土元素相对于重稀土元素（HREE）分馏程度高；δEu=0.53~0.74，平均为0.60，δCe=0.98~1.04，平均为1.02，表明岩浆结晶作用处于氧逸度很低的环境。所有样品的稀土元素配分模式相似，均为轻稀土元素富集的右倾斜型（图 5），具明显的负Eu异常，与S型花岗岩的配分模式相似。
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图 5 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（球粒陨石数据据参考文献[10]）Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns of the Hongdoushan granite porphyry表 2 红豆山花岗斑岩微量和稀土元素含量Table 2. Trace and rare earth element content of the Hongdoushan granite porphyry10-6 样号 HDC204 HDC213-2 HDC218-2 HDR75-1 HDR75-2 La 18.3 16.9 8.2 12 8.7 Ce 41 35.2 19.5 28.2 21.4 Pr 4.57 4.01 2.35 3.3 2.68 Nd 17.9 14.1 8.8 12.6 10.5 Sm 3.93 2.72 2.05 2.7 2.45 Eu 0.95 0.44 0.44 0.44 0.4 Gd 3.78 2.06 2.19 2.21 2.09 Tb 0.57 0.33 0.4 0.38 0.39 Dy 3.15 2.01 2.69 2.43 2.53 Ho 0.55 0.44 0.61 0.51 0.55 Er 1.51 1.39 1.88 1.67 1.76 Tm 0.22 0.24 0.31 0.27 0.28 Yb 1.52 1.57 2.04 1.89 1.95 Lu 0.22 0.26 0.33 0.3 0.31 Y 32 26.6 31.2 27.1 27.7 ΣREE 98.17 81.67 51.79 68.9 55.99 LR/HR 7.52 8.84 3.96 6.13 4.68 (La/Yb)N 8.14 7.27 2.72 4.29 3.01 δEu 0.74 0.55 0.63 0.53 0.53 δCe 1.03 0.98 1.03 1.04 1.03 Cr 10 10 12 29 29 Ni 1.9 2.6 2.5 1.4 1.7 Co 1.1 1.4 11.4 0.9 0.9 Zn 8 15 21 10 Cu 103.5 263 1850 612 370 Rb 170 199.5 206 214 205 W 1.7 0.9 3 0.7 0.9 Sr 58.2 43.7 56.6 32.2 31.8 Ba 710 850 820 670 630 V 7 28 6 5 Nb 13.3 21.2 21.8 21.2 21.7 Ta 1.08 1.65 1.74 1.58 1.62 Zr 53.4 60.1 116 67.4 68.9 Hf 1.8 2.1 3.3 2.2 2.3 Sn 1.3 1.5 4.7 1.7 1.6 Pb 4.8 7.9 186.5 6 6.7 Ag 0.05 0.04 1.74 0.05 0.03 U 1.4 3.8 3.6 3.8 3.8 Th 12.3 18.5 16.2 22.5 21.8 P 230 150 290 160 150 注：微量、稀土元素分析在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源重点实验室进行，使用方法为ICP-MS法，分析偏差优于10% 3.3 微量元素
表 2列出了红豆山花岗斑岩的微量元素含量。从主要成矿元素看，除1个矿化斑岩（HDC218-2）外，红豆山花岗斑岩体的Cu含量（103.5×10-6~612× 10-6）明显高于临沧花岗岩体（91.9×10-6~200×10-6）及老毛村岩体（18.1×10-6~34×10-6）；Pb含量（4.8×10-6~ 7.9×10-6）明显低于临沧花岗岩体（64.5×10-6~147× 10-6）及老毛村岩体（13×10-6~73×10-6）；Zn含量（8× 10-6~21×10-6）也明显低于临沧花岗岩体（61.4×10-6~ 64.1×10-6）。从微量元素蛛网图（图 6）可见，所有样品均具有相似的微量元素配分模式，表现为相对富集大离子亲石元素（LILE，如Rb、Ba、Th、U等），亏损Sr、P、Ti等元素，说明岩浆经历了较强的钛铁矿、金红石、磷灰石、斜长石等矿物的分离结晶作用。岩石具有高的Rb/Sr值（平均为4.8）。上述特征均表现出S型花岗岩的特征。在Y-Nb图解（图 7-A）中，样品投影点全部落入火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩岩岩区，而在（Y+Nb）-Rb判别图（图 7-B）中，样品投影点全部落入火山弧花岗岩区，显示红豆山花岗斑岩具有火山弧花岗岩的特征，兼具同碰撞花岗岩的特征。在Ta/Yb-Th/Yb变异图解（图 8）中，样品投影点全部落入活动大陆边缘区域内，其变化趋势受消减组分（S）的影响，表明红豆山花岗斑岩是洋壳俯冲消减的产物。综上所述，红豆山花岗斑岩成因类型具有地壳重熔花岗岩（S型花岗岩）的特征，同时具有火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩的特征，这些特征均表明红豆山花岗斑岩为活动大陆边缘弧的产物。
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图 6 红豆山花岗斑岩微量元素原始地幔标准化蛛网图（原始地幔数据据参考文献[12]）Figure 6. Primitive mantle-normalized trace element patterns of the Hongdoushan granite porphyry![]()
图 7 红豆山花岗斑岩Y-Nb(a)和（Y+Nb）-Rb(b)图解（底图据参考文献[13])WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；syn-COLG—同碰撞花岗岩Figure 7. Y-Nb(a) and(Y+Nb) -Rb (b) discrimination diagrams of the Hongdoushan granite porphyry![]()
4. 形成时代
4.1 采样位置及测试方法
用于测年的2件花岗斑岩样品，分别采自红豆山矿区1170中段洞口（样品编号：HDR-02）和1170中段4号穿脉（样品编号：HDR-75），具体采样位置见图 2。
样品经人工重砂、重液、电磁仪等多种方法分离，在双目显微镜下挑出无色透明、无裂痕、无包体的锆石颗粒。将2件样品中挑选出的锆石分别送至西北大学大陆动力学国家重点实验室（HDR-02）及中国地质大学地质与过程实验室（HDR-75），进行制靶、阴极发光（CL）拍照及上机测试。实验采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）完成测试，激光剥蚀系统为GeoLas2005（采用193nm ArF激光器），ICP-MS为Agilent7500a，具体仪器操作条件及分析流程见Liu等[16]。实验中采用氦气作为剥蚀物质的载气，激光斑束直径为32μm。U、Pb同位素组成用95100锆石进行外标校正，每隔5个样品分析点测试一次标准，保证标准和样品的仪器条件完全一致。锆石的U-Th-Pb比值和元素含量分析数据处理采用ICPMSDateCal程序[16]，谐和图及年龄计算采用Isoplot3.0程序[17]。
4.2 锆石U-Pb年龄
通过锆石阴极发光图像（图 9）可以看出，用于测年的锆石多呈长柱状、短柱状，少量呈等轴状，粒度为50~120μm，长宽比为1:1~1:3。大部分锆石内部呈现清楚的振荡环带结构，具岩浆成因锆石的特征。一般情况下，岩浆成因锆石Th、U含量较高，Th/U值较大（通常大于0.4）[18]。本次测试结果（表 3）显示，2件样品锆石的U含量为63×10-6~784×10-6，平均为439×10-6，Th含量为49×10-6~816×10-6，平均为277×10-6，Th/U值为0.22~1.29，平均为0.62，暗示大多数锆石为岩浆成因锆石；样品HDR-02的Th/ U平均值为0.74，样品HDR-75的Th/U平均值为0.43。不同的Th/U值暗示锆石形成的环境存在差异，可能为不同期次岩浆活动的产物。
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图 9 锆石阴极发光图像、测点位置及测试结果（括号内为Th/U值）Figure 9. Cathodoluminescence images of zircons, spot site and dating result表 3 红豆山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年结果Table 3. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb results for Hongdoushan granite porphyry点号 Th/U Th/10-6 U/10-6 比值（经普通铅校正） 年龄（经普通铅校正）/Ma 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 1 0.56 305 550 0.0507 0.0017 0.2499 0.0053 0.0358 0.0005 226 77 227 4 227 3 2 0.67 194 291 0.0512 0.0017 0.2506 0.0048 0.0355 0.0005 251 73 227 4 225 3 3 0.76 323 423 0.0519 0.0016 0.2858 0.0047 0.0400 0.0006 280 70 255 4 253 4 4 0.52 111 214 0.0508 0.0017 0.2606 0.0051 0.0372 0.0005 232 74 235 4 236 3 5 0.86 294 343 0.0517 0.0016 0.2695 0.0046 0.0378 0.0005 270 71 242 4 239 3 6 0.86 658 768 0.0514 0.0016 0.2650 0.0043 0.0374 0.0005 260 69 239 3 236 3 7 0.44 308 702 0.0507 0.0016 0.2542 0.0044 0.0363 0.0005 229 71 230 4 230 3 8 0.37 326 875 0.0534 0.0018 0.2040 0.0043 0.0277 0.0004 347 75 189 4 176 3 9 0.51 162 319 0.0511 0.0018 0.2606 0.0059 0.0370 0.0005 246 78 235 5 234 3 10 0.54 182 336 0.0515 0.0017 0.2682 0.0050 0.0378 0.0005 261 72 241 4 239 3 11 0.75 260 346 0.0512 0.0017 0.2645 0.0051 0.0375 0.0005 248 73 238 4 237 3 12 0.84 240 287 0.0507 0.0016 0.2580 0.0046 0.0369 0.0005 225 72 233 4 234 3 13 0.77 49 63 0.0511 0.0021 0.2661 0.0084 0.0377 0.0006 247 92 240 7 239 4 14 0.98 532 541 0.0504 0.0016 0.2642 0.0043 0.0378 0.0005 229 70 238 3 239 3 15 1.29 688 533 0.0509 0.0016 0.2650 0.0043 0.0378 0.0005 236 69 239 3 239 3 16 0.68 172 252 0.0512 0.0017 0.2703 0.0056 0.0383 0.0006 250 75 243 5 242 3 17 0.55 246 448 0.0513 0.0017 0.2689 0.0054 0.0380 0.0006 253 74 242 4 241 3 18 0.60 136 227 0.0509 0.0019 0.2681 0.0071 0.0382 0.0006 234 84 241 6 242 4 19 1.12 632 566 0.0511 0.0017 0.2647 0.0051 0.0375 0.0005 247 73 239 4 238 3 20 0.33 95 290 0.0509 0.0017 0.2644 0.0055 0.0377 0.0006 234 75 238 4 239 3 21 1.01 628 619 0.0510 0.0016 0.2609 0.0041 0.0371 0.0005 241 69 235 3 235 3 22 0.52 78 148 0.0517 0.0032 0.2630 0.0147 0.0369 0.0007 274 137 237 12 233 4 23 0.46 98 214 0.0521 0.0021 0.3244 0.0094 0.0452 0.0007 288 87 285 7 285 4 24 0.56 238 427 0.0516 0.0017 0.2704 0.0050 0.0380 0.0006 267 72 243 4 241 3 25 1.21 584 483 0.0511 0.0016 0.2639 0.0048 0.0375 0.0005 245 71 238 4 237 3 26 0.80 398 498 0.0509 0.0018 0.2515 0.0060 0.0358 0.0005 236 80 228 5 227 3 27 1.29 816 633 0.0511 0.0016 0.2640 0.0043 0.0375 0.0005 245 69 238 3 237 3 28 0.80 399 501 0.0508 0.0016 0.2581 0.0045 0.0369 0.0005 230 71 233 4 233 3 29 0.87 422 486 0.0521 0.0017 0.2661 0.0051 0.0370 0.0005 291 72 240 4 234 3 30 0.84 239 286 0.0516 0.0017 0.3039 0.0061 0.0428 0.00063 266 74 270 5 270 4 31 0.42 88 209 0.0520 0.0017 0.3056 0.0059 0.0426 0.00062 284 72 271 5 269 4 32 0.49 265 545 0.0522 0.0016 0.2640 0.0047 0.0367 0.00053 295 70 238 4 232 3 33 1.16 646 556 0.0508 0.0016 0.2655 0.0046 0.0379 0.00055 230 70 239 4 240 3 34 0.62 483 784 0.0512 0.0017 0.2843 0.060 0.0403 0.0006 250 75 254 5 254 4 35 0.86 222 258 0.0609 0.0019 0.8746 0.0141 0.1042 0.00151 635 64 638 8 639 9 36 0.73 135 185 0.0508 0.0017 0.2593 0.0058 0.0371 0.00055 229 77 234 5 235 3 对样品HDR-02中的36颗锆石进行了36个点的U-Pb同位素测试，测试结果见表 3。结果显示，除少数几个测点偏离谐和曲线外，其余25个测点均分布在谐和曲线上及其附近（图 10-A），其中24个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为237.3±1.4Ma（n=24，MSWD=0.34）（图 10-A），代表了锆石的结晶年龄；35号测点的206Pb/238U年龄为639Ma，可能代表岩浆上涌捕获锆石的年龄。
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图 10 锆石U-Pb年龄谐和图（A）和锆石206Pb/238U年龄加权平均值图(B)Figure 10. Zircon U-Pb concordia diagram (A) and 206Pb/238U weighted average age diagram (B)对样品HDR-75中的24颗锆石进行了24个点的U-Pb同位素测试，测试结果见表 4。结果显示，24个测点的年龄可以分为3组：18个测点的206Pb/ 238U年龄为209~244Ma，除去22号测试点，其余17个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为220.3±3.6Ma（n=17，MSWD=5.1）（图 10-B），在谐和图上，测点都相对集中分布在谐和线上及其附近（图 10-B），代表了锆石的结晶年龄；5个测点的206Pb/238U年龄为185~ 191Ma，年龄加权平均值为191±5Ma（n=5，MSWD= 9.1），可能代表锆石的变质年龄；1个测点的206Pb/238U年龄为420Ma，可能代表岩浆上涌捕获的锆石年龄。
表 4 红豆山花岗斑岩HDR-75样品LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年结果Table 4. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb results for sample HDR-75 from Hongdoushan granite porphyry点号 Th/U Th/10-6 U/10-6 比值（经普通铅校正） 年龄（经普通铅校正）/Ma 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 1 0.23 55 234 0.0603 0.0031 0.2828 0.0144 0.0340 0.0004 616 114 253 11 215 3 2 0.52 212 409 0.0542 0.0009 0.2191 0.0036 0.0291 0.0004 380 27 201 3 185 3 3 0.43 166 389 0.0465 0.0008 0.2128 0.0033 0.0331 0.0006 23 26 196 3 210 4 4 0.43 212 489 0.0536 0.0008 0.2213 0.0033 0.0298 0.0001 354 25 203 3 189 1 5 0.48 213 442 0.0738 0.0033 0.3066 0.0134 0.0302 0.0004 1035 91 272 10 191 2 6 0.55 228 418 0.0681 0.0012 0.2903 0.0048 0.0310 0.0002 873 24 259 4 196 1 7 0.44 186 418 0.0494 0.0007 0.2390 0.0037 0.0349 0.0004 168 23 218 3 221 3 8 0.38 142 375 0.0479 0.0008 0.2334 0.0037 0.0352 0.0005 95 25 213 3 223 3 9 0.38 146 388 0.0500 0.0008 0.2422 0.0034 0.0350 0.0005 197 22 220 3 222 3 10 0.60 363 608 0.0651 0.0008 0.2652 0.0031 0.0294 0.0004 777 15 239 2 187 2 0.35 142 409 0.0499 0.0007 0.2350 0.0032 0.0340 0.0005 191 22 214 3 215 3 12 0.38 194 513 0.0578 0.0008 0.2692 0.0037 0.0336 0.0005 521 21 242 3 213 3 13 0.44 281 643 0.0524 0.0007 0.2600 0.0034 0.0357 0.0004 304 20 235 3 226 2 14 0.43 218 509 0.0542 0.0009 0.2593 0.0041 0.0345 0.0005 380 26 234 3 219 3 15 0.39 214 547 0.0518 0.0014 0.2451 0.0065 0.0343 0.0005 278 63 223 5 217 3 16 0.46 220 477 0.0626 0.0011 0.3144 0.0052 0.0364 0.0005 693 26 278 4 230 3 17 0.47 137 293 0.0536 0.0019 0.2547 0.0090 0.0345 0.0004 354 83 230 7 218 3 18 0.22 77 359 0.0555 0.0010 0.5144 0.0092 0.0673 0.0003 431 42 421 6 420 2 19 0.39 212 548 0.0544 0.0008 0.2684 0.0037 0.0356 0.0005 387 22 241 3 225 3 20 0.55 260 473 0.0519 0.0008 0.2660 0.0038 0.0370 0.0005 281 22 240 3 234 3 21 0.75 548 727 0.0676 0.0009 0.3098 0.0040 0.0331 0.0007 855 17 274 3 210 4 22 0.30 104 347 0.0508 0.0019 0.2702 0.0097 0.0386 0.0003 230 86 243 8 244 2 23 0.42 283 677 0.0579 0.0024 0.2644 0.0106 0.0331 0.0006 527 91 238 9 210 4 24 0.40 182 451 0.0518 0.0019 0.2353 0.0084 0.0330 0.0007 274 86 215 7 209 5 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得红豆山花岗斑岩的年龄分别为237.3±1.4Ma和220.3±3.6Ma，表明该花岗斑岩体形成时代为中—晚三叠世。张彩华[8]根据小定西组基性火山岩中的化石特征，判断小定西组基性火山岩的形成时代为晚三叠世卡尼克期—诺利克期；陈莉等[19]采用LA-ICP-MS方法，获得小定西组玄武岩锆石U-Pb年龄为234.3 ± 0.8Ma，形成时代为中三叠世。年代学研究表明，小定西组基性火山岩与红豆山花岗斑岩形成时代十分相近。结合主量、微量元素特征发现，红豆山花岗斑岩与邻近的临沧花岗岩和老毛村岩体区别明显，但与小定西组基性火山岩具有相似的岩石地球化学特征，两者都属于钾玄岩系列。张彩华等[14]根据岩石组合及地球化学特征，认为小定西组基性火山岩为活动大陆边缘弧的产物，与红豆山花岗斑岩形成的构造环境一致。从两者空间特征看，红豆山花岗斑岩侵位于小定西组基性火山岩中。综上所述，小定西组基性火山岩与红豆山花岗斑岩可能是同一期岩浆活动过程中不同阶段的产物，红豆山花岗斑岩为浅成环境下的次火山岩。
5. 结论
（1）红豆山花岗斑岩属于钾玄岩系列，过铝质、全碱含量较高，具有S型花岗岩的特点。
（2）地球化学特征表明，红豆山花岗斑岩为活动大陆边缘弧的产物。
（3）LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，红豆山花岗斑岩的形成年龄分别为237.3±1.4Ma和220.3±3.6Ma，为中—晚三叠世的产物。
（4）在地球化学特征、构造环境、成岩年龄方面，红豆山花岗斑岩与小定西组基性火山岩相似，可能是同一期岩浆活动不同阶段的产物。
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图 1 南澜沧江带区域地质简图[4]
①—甘孜-理塘板块结合带；②—金沙江-哀牢山板块结合带；③—澜沧江板块结合带；④—怒江板块结合带。1—洋脊/洋岛玄武岩；2—超镁铁岩；3—钾质/钙质弧火山岩；4—花岗岩；5—被动边缘半深水-深水相；6—主动边缘(浊积岩)弧前斜坡相；7—洋盆深水相；8—半深水-深水相；9—浅水碳酸盐台地；10—前泥盆系地层；11—前寒武系地层；12—上三叠统-第四系；13—铜矿床（点）
Figure 1. Geological sketch map of the South Langcangjiang belt
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图 2 云南省红豆山铜矿区地质简图
T3x4—小定西组第四段；T3x3—小定西组第三段；T3x2—小定西组第二段；T3x1—小定西组第一段；1—实测和推测断层；2—花岗斑岩；3—矿体；4—地层界线；5—采样位置
Figure 2. Simplified geological map of the Hongdoushan copper deposit in Yunnan Province
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图版Ⅰ A、B.肉红色花岗斑岩手标本照片；C.斑状结构，基质微花岗结构，斑晶为正长石、熔蚀状石英，基质由显微粒状长石、石英组成，正交偏光50×；D.斑状结构，斑晶为压碎正长石，基质由长英质微晶组成，正交偏光50×；E.压碎结构，长石斑晶被压碎呈碎块，正交偏光50×；F.半自形粒状结构，充填于裂隙中的正长石、石英呈条柱状、粒状，正交偏光50×。Qtz—石英；Or—正长石；Pl—斜长石；Ser—绢云母；Dol—白云石
图版Ⅰ.
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图 3 红豆山岩体岩石分类图解（底图据参考文献[9]）
Figure 3. Rock classification diagram of the Houdoushan rock body
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图 4 红豆山花岗斑岩SiO2-K2O图解（底图据参考文献[10]）
Figure 4. SiO2-K2O diagram of the Hongdoushan granite porphyry
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图 5 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（球粒陨石数据据参考文献[10]）
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns of the Hongdoushan granite porphyry
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图 6 红豆山花岗斑岩微量元素原始地幔标准化蛛网图（原始地幔数据据参考文献[12]）
Figure 6. Primitive mantle-normalized trace element patterns of the Hongdoushan granite porphyry
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图 7 红豆山花岗斑岩Y-Nb(a)和（Y+Nb）-Rb(b)图解（底图据参考文献[13])
WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；syn-COLG—同碰撞花岗岩
Figure 7. Y-Nb(a) and(Y+Nb) -Rb (b) discrimination diagrams of the Hongdoushan granite porphyry
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图 9 锆石阴极发光图像、测点位置及测试结果（括号内为Th/U值）
Figure 9. Cathodoluminescence images of zircons, spot site and dating result
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图 10 锆石U-Pb年龄谐和图（A）和锆石206Pb/238U年龄加权平均值图(B)
Figure 10. Zircon U-Pb concordia diagram (A) and 206Pb/238U weighted average age diagram (B)
表 1 红豆山花岗斑岩体主量元素含量及地球化学参数
Table 1 Major element content and geochemical parameters of the Hongdoushan granite porphyry
% 样品号
描述HDC204
长英岩化斑岩HDC213-2
紫红色斑岩HDC218-2
矿化斑岩HDR75-1
紫红色斑岩HDR75-2
紫红色斑岩SiO2 64.2 74.3 71.1 74.4 73.9 TiO2 0.17 0.18 0.25 0.19 0.18 Al2O3 7.64 11.85 11.95 12 11.8 Fe2O3 1.64 1.29 1.3 1.13 1.24 MnO 0.14 0.02 0.03 0.02 0.02 MgO 0.16 0.16 0.16 0.07 0.07 CaO 10.7 1.38 2.51 1.1 1.36 Na2O 0.08 1.72 1.46 1.86 1.84 K2O 6.12 6.7 7.27 7.49 7.39 P2O5 0.05 0.04 0.07 0.04 0.04 BaO 0.08 0.08 0.1 0.1 0.07 CuO 0.01 0.04 0.23 0.08 0.05 SO3 0.08 0.13 0.96 0.16 0.1 LOI 8.72 1.7 2.25 1.34 1.52 Total 99.84 99.67 99.71 99.99 99.61 K2O/Na2O 76.5 3.9 5 4 4 ALK 6.2 8.4 8.7 9.4 9.2 A/CNK 0.45 1.21 1.06 1.15 1.11 注：测试单位为中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源重点实验室，由熔片X射线荧光光谱法（XRF）测定，分析偏差优于5% 
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表 2 红豆山花岗斑岩微量和稀土元素含量
Table 2 Trace and rare earth element content of the Hongdoushan granite porphyry
10-6 样号 HDC204 HDC213-2 HDC218-2 HDR75-1 HDR75-2 La 18.3 16.9 8.2 12 8.7 Ce 41 35.2 19.5 28.2 21.4 Pr 4.57 4.01 2.35 3.3 2.68 Nd 17.9 14.1 8.8 12.6 10.5 Sm 3.93 2.72 2.05 2.7 2.45 Eu 0.95 0.44 0.44 0.44 0.4 Gd 3.78 2.06 2.19 2.21 2.09 Tb 0.57 0.33 0.4 0.38 0.39 Dy 3.15 2.01 2.69 2.43 2.53 Ho 0.55 0.44 0.61 0.51 0.55 Er 1.51 1.39 1.88 1.67 1.76 Tm 0.22 0.24 0.31 0.27 0.28 Yb 1.52 1.57 2.04 1.89 1.95 Lu 0.22 0.26 0.33 0.3 0.31 Y 32 26.6 31.2 27.1 27.7 ΣREE 98.17 81.67 51.79 68.9 55.99 LR/HR 7.52 8.84 3.96 6.13 4.68 (La/Yb)N 8.14 7.27 2.72 4.29 3.01 δEu 0.74 0.55 0.63 0.53 0.53 δCe 1.03 0.98 1.03 1.04 1.03 Cr 10 10 12 29 29 Ni 1.9 2.6 2.5 1.4 1.7 Co 1.1 1.4 11.4 0.9 0.9 Zn 8 15 21 10 Cu 103.5 263 1850 612 370 Rb 170 199.5 206 214 205 W 1.7 0.9 3 0.7 0.9 Sr 58.2 43.7 56.6 32.2 31.8 Ba 710 850 820 670 630 V 7 28 6 5 Nb 13.3 21.2 21.8 21.2 21.7 Ta 1.08 1.65 1.74 1.58 1.62 Zr 53.4 60.1 116 67.4 68.9 Hf 1.8 2.1 3.3 2.2 2.3 Sn 1.3 1.5 4.7 1.7 1.6 Pb 4.8 7.9 186.5 6 6.7 Ag 0.05 0.04 1.74 0.05 0.03 U 1.4 3.8 3.6 3.8 3.8 Th 12.3 18.5 16.2 22.5 21.8 P 230 150 290 160 150 注：微量、稀土元素分析在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源重点实验室进行，使用方法为ICP-MS法，分析偏差优于10%
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表 3 红豆山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年结果
Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb results for Hongdoushan granite porphyry
点号 Th/U Th/10-6 U/10-6 比值（经普通铅校正） 年龄（经普通铅校正）/Ma 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 1 0.56 305 550 0.0507 0.0017 0.2499 0.0053 0.0358 0.0005 226 77 227 4 227 3 2 0.67 194 291 0.0512 0.0017 0.2506 0.0048 0.0355 0.0005 251 73 227 4 225 3 3 0.76 323 423 0.0519 0.0016 0.2858 0.0047 0.0400 0.0006 280 70 255 4 253 4 4 0.52 111 214 0.0508 0.0017 0.2606 0.0051 0.0372 0.0005 232 74 235 4 236 3 5 0.86 294 343 0.0517 0.0016 0.2695 0.0046 0.0378 0.0005 270 71 242 4 239 3 6 0.86 658 768 0.0514 0.0016 0.2650 0.0043 0.0374 0.0005 260 69 239 3 236 3 7 0.44 308 702 0.0507 0.0016 0.2542 0.0044 0.0363 0.0005 229 71 230 4 230 3 8 0.37 326 875 0.0534 0.0018 0.2040 0.0043 0.0277 0.0004 347 75 189 4 176 3 9 0.51 162 319 0.0511 0.0018 0.2606 0.0059 0.0370 0.0005 246 78 235 5 234 3 10 0.54 182 336 0.0515 0.0017 0.2682 0.0050 0.0378 0.0005 261 72 241 4 239 3 11 0.75 260 346 0.0512 0.0017 0.2645 0.0051 0.0375 0.0005 248 73 238 4 237 3 12 0.84 240 287 0.0507 0.0016 0.2580 0.0046 0.0369 0.0005 225 72 233 4 234 3 13 0.77 49 63 0.0511 0.0021 0.2661 0.0084 0.0377 0.0006 247 92 240 7 239 4 14 0.98 532 541 0.0504 0.0016 0.2642 0.0043 0.0378 0.0005 229 70 238 3 239 3 15 1.29 688 533 0.0509 0.0016 0.2650 0.0043 0.0378 0.0005 236 69 239 3 239 3 16 0.68 172 252 0.0512 0.0017 0.2703 0.0056 0.0383 0.0006 250 75 243 5 242 3 17 0.55 246 448 0.0513 0.0017 0.2689 0.0054 0.0380 0.0006 253 74 242 4 241 3 18 0.60 136 227 0.0509 0.0019 0.2681 0.0071 0.0382 0.0006 234 84 241 6 242 4 19 1.12 632 566 0.0511 0.0017 0.2647 0.0051 0.0375 0.0005 247 73 239 4 238 3 20 0.33 95 290 0.0509 0.0017 0.2644 0.0055 0.0377 0.0006 234 75 238 4 239 3 21 1.01 628 619 0.0510 0.0016 0.2609 0.0041 0.0371 0.0005 241 69 235 3 235 3 22 0.52 78 148 0.0517 0.0032 0.2630 0.0147 0.0369 0.0007 274 137 237 12 233 4 23 0.46 98 214 0.0521 0.0021 0.3244 0.0094 0.0452 0.0007 288 87 285 7 285 4 24 0.56 238 427 0.0516 0.0017 0.2704 0.0050 0.0380 0.0006 267 72 243 4 241 3 25 1.21 584 483 0.0511 0.0016 0.2639 0.0048 0.0375 0.0005 245 71 238 4 237 3 26 0.80 398 498 0.0509 0.0018 0.2515 0.0060 0.0358 0.0005 236 80 228 5 227 3 27 1.29 816 633 0.0511 0.0016 0.2640 0.0043 0.0375 0.0005 245 69 238 3 237 3 28 0.80 399 501 0.0508 0.0016 0.2581 0.0045 0.0369 0.0005 230 71 233 4 233 3 29 0.87 422 486 0.0521 0.0017 0.2661 0.0051 0.0370 0.0005 291 72 240 4 234 3 30 0.84 239 286 0.0516 0.0017 0.3039 0.0061 0.0428 0.00063 266 74 270 5 270 4 31 0.42 88 209 0.0520 0.0017 0.3056 0.0059 0.0426 0.00062 284 72 271 5 269 4 32 0.49 265 545 0.0522 0.0016 0.2640 0.0047 0.0367 0.00053 295 70 238 4 232 3 33 1.16 646 556 0.0508 0.0016 0.2655 0.0046 0.0379 0.00055 230 70 239 4 240 3 34 0.62 483 784 0.0512 0.0017 0.2843 0.060 0.0403 0.0006 250 75 254 5 254 4 35 0.86 222 258 0.0609 0.0019 0.8746 0.0141 0.1042 0.00151 635 64 638 8 639 9 36 0.73 135 185 0.0508 0.0017 0.2593 0.0058 0.0371 0.00055 229 77 234 5 235 3
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表 4 红豆山花岗斑岩HDR-75样品LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年结果
Table 4 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb results for sample HDR-75 from Hongdoushan granite porphyry
点号 Th/U Th/10-6 U/10-6 比值（经普通铅校正） 年龄（经普通铅校正）/Ma 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 1 0.23 55 234 0.0603 0.0031 0.2828 0.0144 0.0340 0.0004 616 114 253 11 215 3 2 0.52 212 409 0.0542 0.0009 0.2191 0.0036 0.0291 0.0004 380 27 201 3 185 3 3 0.43 166 389 0.0465 0.0008 0.2128 0.0033 0.0331 0.0006 23 26 196 3 210 4 4 0.43 212 489 0.0536 0.0008 0.2213 0.0033 0.0298 0.0001 354 25 203 3 189 1 5 0.48 213 442 0.0738 0.0033 0.3066 0.0134 0.0302 0.0004 1035 91 272 10 191 2 6 0.55 228 418 0.0681 0.0012 0.2903 0.0048 0.0310 0.0002 873 24 259 4 196 1 7 0.44 186 418 0.0494 0.0007 0.2390 0.0037 0.0349 0.0004 168 23 218 3 221 3 8 0.38 142 375 0.0479 0.0008 0.2334 0.0037 0.0352 0.0005 95 25 213 3 223 3 9 0.38 146 388 0.0500 0.0008 0.2422 0.0034 0.0350 0.0005 197 22 220 3 222 3 10 0.60 363 608 0.0651 0.0008 0.2652 0.0031 0.0294 0.0004 777 15 239 2 187 2 0.35 142 409 0.0499 0.0007 0.2350 0.0032 0.0340 0.0005 191 22 214 3 215 3 12 0.38 194 513 0.0578 0.0008 0.2692 0.0037 0.0336 0.0005 521 21 242 3 213 3 13 0.44 281 643 0.0524 0.0007 0.2600 0.0034 0.0357 0.0004 304 20 235 3 226 2 14 0.43 218 509 0.0542 0.0009 0.2593 0.0041 0.0345 0.0005 380 26 234 3 219 3 15 0.39 214 547 0.0518 0.0014 0.2451 0.0065 0.0343 0.0005 278 63 223 5 217 3 16 0.46 220 477 0.0626 0.0011 0.3144 0.0052 0.0364 0.0005 693 26 278 4 230 3 17 0.47 137 293 0.0536 0.0019 0.2547 0.0090 0.0345 0.0004 354 83 230 7 218 3 18 0.22 77 359 0.0555 0.0010 0.5144 0.0092 0.0673 0.0003 431 42 421 6 420 2 19 0.39 212 548 0.0544 0.0008 0.2684 0.0037 0.0356 0.0005 387 22 241 3 225 3 20 0.55 260 473 0.0519 0.0008 0.2660 0.0038 0.0370 0.0005 281 22 240 3 234 3 21 0.75 548 727 0.0676 0.0009 0.3098 0.0040 0.0331 0.0007 855 17 274 3 210 4 22 0.30 104 347 0.0508 0.0019 0.2702 0.0097 0.0386 0.0003 230 86 243 8 244 2 23 0.42 283 677 0.0579 0.0024 0.2644 0.0106 0.0331 0.0006 527 91 238 9 210 4 24 0.40 182 451 0.0518 0.0019 0.2353 0.0084 0.0330 0.0007 274 86 215 7 209 5
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