西巴布亚新生代埃达克质斑岩成岩机制的地球化学约束：对格拉斯伯格铜金矿床成矿作用及区域构造演化的启示

《Journal of Asian Earth Sciences》：Geochemical constraints on the petrogenesis of Cenozoic adakitic porphyries in West Papua, Indonesia: implications for the metallogeny of the Grasberg Cu-Au deposit and associated tectonic evolution

本综述通过对西巴布亚格拉斯伯格地区新生代埃达克质斑岩的地球化学分析（包括Sr/Y、(La/Yb)N、Ce4+/Ce3+等指标），揭示了其形成于氧化的金属富集岩浆，并提出其成因与富集地幔和古老下地壳熔体混合相关，为碰撞后背景下的超大型斑岩铜金矿形成提供了新的地球动力学模型。

　　

Section snippets

Regional geology

新几内亚岛位于澳大利亚、太平洋和卡罗琳板块的斜向汇聚边界带（图1），由于构造背景复杂且动态变化，被认为是全球最具构造复杂性的区域之一（Audley-Charles, 1991; Baldwin et al., 2012）。

Samples

本研究共采集了6件火成岩样本和5件含黄铁矿（pyrite）及黄铜矿（chalcopyrite）的矿石样本，主要来自格拉斯伯格侵入复合体（GIC）的主侵入体和矿体。手标本和显微图像显示存在两种岩性：斑状结构的二长闪长玢岩（monzodiorite porphyry）和细粒结构的二长闪长岩（monzodiorite）（图4a-d）。

Major and trace elements

格拉斯伯格侵入岩的SiO₂含量为56.29–58.79 wt%，属于高钾钙碱性至钾玄岩系列（图6）。它们具有高Al₂O₃（16.0–18.4 wt%）、高K₂O（3.59–4.96 wt%）和低Y、Yb的特征，Sr/Y和(La/Yb)_N比值显著偏高，符合埃达克岩的地球化学标志。

Fractional crystallization or partial melting?

哈克图解（Harker diagrams）显示CaO、Fe₂O₃、P₂O₅和TiO₂随SiO₂增加而下降，暗示分离结晶（FC）过程，但Al₂O₃和Na₂O与SiO₂无一致变化趋势，表明分离结晶作用有限，更多证据支持部分熔融和岩浆混合主导成岩过程。

Conclusions

格拉斯伯格埃达克质岩形成于3.06–2.86 Ma，源自流体交代的弧下岩石圈地幔与古老下地壳的混合熔融。地幔衍生物贡献了热源、初始铜金物质、高水含量和高氧逸度（fO₂），而地壳熔体则赋予其埃达克质地球化学特征。区域构造背景涉及澳大利亚大陆岩石圈的碰撞折沉（约6 Ma开始）、热软流圈上涌和拉伸岩石圈减压，共同促进了部分熔融和岩浆混合。随后的走滑断裂为浅成埃达克质二长岩侵位和铜金矿化提供了通道。黄铁矿和黄铜矿的高Ce⁴⁺/Ce³⁺比值和δ³⁴S值进一步证实了岩浆来源和强氧化条件，这解释了该矿床超常金属富集的原因。