西天山可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)石英閃長(zhǎng)巖的地球化學(xué)、SHRIMP U-Pb年代學(xué)及形成環(huán)境

高景剛，李文淵，薛春紀(jì)，周昌平，趙 強(qiáng)，張照偉，曹 原

(1. 長(zhǎng)安大學(xué)，西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054； 2. 西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，陜西西安 710054； 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地學(xué)院，北京 100083；4. 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊(duì)，新疆烏蘇 833000)

西天山可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)石英閃長(zhǎng)巖的地球化學(xué)、SHRIMP U-Pb年代學(xué)及形成環(huán)境

高景剛1,2，李文淵2，薛春紀(jì)3，周昌平4，趙 強(qiáng)4，張照偉2，曹 原1

(1. 長(zhǎng)安大學(xué)，西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054； 2. 西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，陜西西安 710054； 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地學(xué)院，北京 100083；4. 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊(duì)，新疆烏蘇 833000)

對(duì)西天山可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)的石英閃長(zhǎng)巖開展了巖石地球化學(xué)和定年工作。巖石地球化學(xué)特征表明，石英閃長(zhǎng)巖體具有較高的SiO2、Al(Al2O3=14.13%～15.10%)和堿總量，富Na貧K，屬準(zhǔn)鋁-弱過(guò)鋁質(zhì)巖石。微量元素和稀土元素分析結(jié)果顯示，本區(qū)巖體具有高的LREE/HREE和LILE/HFSE比值，以富集大離子親石元素( K、Rb、Ba、Th), 而相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素( Zr、Hf、Y、Yb)，與陸殼區(qū)(同碰撞花崗巖和后碰撞)花崗巖類似。石英閃長(zhǎng)巖的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年結(jié)果表明，石英閃長(zhǎng)巖的形成年齡為365.3±2.8Ma，MSWD=1.08，指示其形成于晚泥盆世。地球化學(xué)和鉛同位素特征暗示形成巖體的巖漿是地殼部分熔融形成，并混有少量的幔源物質(zhì)，具有混源花崗巖的特點(diǎn)。結(jié)合鄰區(qū)巖漿巖的特征及其時(shí)代，石英閃長(zhǎng)巖形成于碰撞構(gòu)造事件，處于碰撞后期的隆升階段。

石英閃長(zhǎng)巖 SHRIMP U-Pb定年 地球化學(xué) 西天山 新疆

Gao Jing-gang,Li Wen-yuan,Xue Chun-ji,Zhou Chang-ping, Zhao Qiang,Zhang Zhao-wei,Cao Yuan.SHRIMP zircon U-Pb dating and geochemical characteristics of quartz diorite in the Kekesala Cu-Fe-Mo polymetallic deposit, West Tian Shan and its formation environment[J]. Geology and Exploration,2014,50(6):1007-1014.

1 引言

西天山可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)位于新疆精河縣可可薩拉河上游(圖1)，是古生代博羅霍洛鐵銅鉬鉛鋅礦集區(qū)的重要組成部分。近年來(lái)，新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)在可可薩拉-萊利斯高爾一帶開展了鐵銅鉬鉛鋅礦產(chǎn)勘查工作，新發(fā)現(xiàn)多處鐵銅、鉬、鉛鋅礦產(chǎn)地(馮京等，2011;程松林等，2009)，區(qū)域成礦規(guī)律顯示，在研究區(qū)形成了晚泥盆世-早石炭世和晚石炭世兩個(gè)成礦期的多礦種、多成因，在空間、時(shí)間分布與海西期構(gòu)造巖漿作用關(guān)系密切的礦床，其中區(qū)域上分布的晚泥盆世巖體控制著可可薩拉、艾木斯呆依、哈勒尕提等矽卡巖型Fe-Cu多金屬礦床的分布(高景剛，2014)，可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)就產(chǎn)于晚泥盆世侵入巖與上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組灰?guī)r的接觸帶上?？煽伤_拉銅鐵鉬多金屬礦床明顯受區(qū)內(nèi)晚泥盆世巖體控制，但對(duì)于該巖體的形成時(shí)代一直存在爭(zhēng)議(陳哲夫等，1997)。為了獲得準(zhǔn)確的成巖成礦年代學(xué)數(shù)據(jù)，本文采用SHRIMP 鋯石微區(qū)U-Pb測(cè)年技術(shù)，對(duì)可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦床的石英閃長(zhǎng)巖進(jìn)行年代學(xué)研究，在準(zhǔn)確厘定成巖年齡的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖石地球化學(xué)特征，探討成巖與成礦關(guān)系，為可可薩拉一帶多金屬礦床的找礦提供重要信息。

2 地質(zhì)概況與巖體特征

2.1 地質(zhì)概況

可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦床位于博羅霍洛山坡大斷裂之北，大地構(gòu)造位置處于西天山博羅霍洛古生代復(fù)合島弧帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)出露地層主要有奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系等地層。其中上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組由深灰—灰色碳酸鹽巖為主夾少量中基性火山巖組成，上志留統(tǒng)博羅霍洛山組為細(xì)碎屑巖，中泥盆統(tǒng)汗吉尕組為一套火山碎屑巖-細(xì)碎屑巖，下石炭統(tǒng)阿爾恰特組主要是一套灰色生物碎屑灰?guī)r夾砂巖、粉砂巖。區(qū)域上斷裂較為發(fā)育，可分為北西向、北東向和近東西向三組，其中北西向斷裂控制了區(qū)內(nèi)花崗巖的分布。侵入巖主要為泥盆紀(jì)角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖，角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖和石炭紀(jì)正長(zhǎng)花崗巖等。巖體呈巖基狀產(chǎn)出，延伸方向與區(qū)域性斷裂走向一致，個(gè)別淺成侵入體分布于大巖體邊部，呈巖枝、巖墻狀產(chǎn)出。巖體與地層接觸部位多發(fā)生矽卡巖化，在區(qū)域上形成可可薩拉、艾木斯呆依、哈勒尕提矽卡巖型銅鐵鉬多金屬礦床(圖1)。

圖1 精河縣可可薩拉-萊利斯高爾一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)20萬(wàn)圖幅編)Fig.1 Simplified geological map of Kekesala-Lailisigaoer region in Jinghe country1-上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組；2-上志留統(tǒng)博羅霍洛山組；3-上志留統(tǒng)庫(kù)茹組；4-中泥盆統(tǒng)汗吉尕組；5-下石炭統(tǒng)阿恰勒組；6-斷層/斷裂帶；7-地質(zhì)界線；8-不整合界線；9-同位素年齡；10-多金屬礦床; 11-泥盆紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖/二長(zhǎng)花崗巖; 12-石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)花崗巖1-upper Ordovician Hudukedaban Formation; 2-upper Silurian Boluohuoluoshan Formation; 3-upper Silurian Kuru Formation; 4-Diddle devonian Hanjiga Formation; 5-lower Carboniferous Aqiale Formation;6-fault/fault zone ；7-geologic boundary; 8-unconformity boundary; 9-isotopic age；10-polymetallic deposit; 11-Devonian granodiorite / monzonitic granite; 12-Carboniferous granodiorite and syenogranite

2.2 巖體分布及特征

可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)出露晚泥盆世角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖、角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖，前者控制了鐵銅礦體的分布，石英閃長(zhǎng)巖與鉬礦化關(guān)系密切。鉬礦體主要分布在石英閃長(zhǎng)巖與上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組的接觸帶上，目前共圈定1個(gè)礦體，均產(chǎn)于礦化石榴石透輝石矽卡巖中。石英閃長(zhǎng)巖呈北西向展布，長(zhǎng)100 m～120 m，寬100 m左右，主體向北西側(cè)伏，傾角70°～80°(圖2)。

石英閃長(zhǎng)巖呈變余細(xì)粒半自形板粒結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造(圖3)。由中更長(zhǎng)石(30%～65%)、石英(20%～25%)、黑云母(10%±)，少量普通角閃石(<1%)、正長(zhǎng)石( 1%～2%)組成。巖石發(fā)生輕度鉀硅酸鹽化。中更長(zhǎng)石：An30±，0.2×0.5～0.5×1mm，半自形板狀，略具環(huán)帶，中心An30±，外環(huán)An20±，顆粒平均An30±。內(nèi)較多高嶺土、塵狀黝簾石，少量絹云母。近半數(shù)晶粒有鉀硅酸鹽化，表現(xiàn)為內(nèi)部生成粒度0.05mm以下微粒集合體，由新生的自形微板狀更長(zhǎng)石和少量微片狀黑云母組成，為鉀硅酸鹽進(jìn)入斜長(zhǎng)石晶粒，在其內(nèi)部融蝕而成。石英：0.5～0.8mm，次它形粒狀，均勻分布斜長(zhǎng)石間，波形消光。黑云母：亮黃-淺茶褐色，片度0.3～1mm，厚<0.3mm，多解體成0.1×0.2mm以下的碎片集合分布。普通角閃石：淡黃-淺藍(lán)綠色，大小0.05×0.1 mm以下，融蝕半自形短柱粒狀，無(wú)定向，稀疏分布。副礦物：磁鐵礦：0.3mm以下，粒狀。磷灰石：0.05×0.3mm以下，桿柱粒狀。鋯石：0.05mm以下，短柱粒狀。榍石：0.1mm以下，粒狀。

圖2 可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geological map for the Kekesala Fe-Cu-Mo polymetallic Deposit1-上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組；2-二長(zhǎng)花崗巖；3-花崗閃長(zhǎng)巖；4-石英閃長(zhǎng)巖；5-鐵銅鉬礦體；6-地質(zhì)界線1- upper Ordovician Hudukedaban Formation; 2-monzogranite ;3-granodiorite；4-quartz diorite；5-Fe-Cu-Mo ore body；6-geologic boundary

圖3 石英閃長(zhǎng)巖顯微照片(正交偏光)Fig.3 Microscopy of quartz diorite (orthogonal polarization)Q-石英；Pl-斜長(zhǎng)石；Bi-黑云母Q-quartz ;Pl-plagioclase ；Bi-biotite

3 樣品采集和分析方法

本文選取了可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)的石英閃長(zhǎng)巖(KKZ1)進(jìn)行鋯石U-Pb定年分析,樣品采集于地理坐標(biāo)：82°45′25″，44°07′12″，同時(shí)將剖面所取得的6塊樣品進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析。

本次研究對(duì)象選擇與鉬礦化關(guān)系密切的石英閃長(zhǎng)巖，采集新鮮的樣品(KKZ1)，無(wú)風(fēng)化、無(wú)礦化，樣品質(zhì)量10～15 kg，在河北省地勘局廊坊實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成處理。鋯石陰極發(fā)光研究在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針研究室完成。鋯石的U-Pb年齡數(shù)據(jù)是在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)SHRIMP遠(yuǎn)程共享控制系統(tǒng)(SHRIMP Remote Operation System， SROS)遠(yuǎn)程控制位于澳大利亞Curtin理工大學(xué)(Curtin University of Techonology)的SHRIMPⅡ儀器而獲得的。相關(guān)儀器運(yùn)行條件及詳細(xì)分析流程見文獻(xiàn)(Compstonetal.,1992)。主量元素和微量元素均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析中心測(cè)試，測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)參見文獻(xiàn)(高景剛，2013)。

4 分析結(jié)果

4.1 主元素

新疆可可薩拉石英閃長(zhǎng)巖分析樣品具有較高燒失量(1.32%～1.84%)，顯示巖石后期發(fā)生改造，這與巖石學(xué)特征一致，主量元素分析結(jié)果及特征參數(shù)見表1。

表1 石英閃長(zhǎng)巖的主量元素(%)分析結(jié)果表Tablel The major elements(%) composition of quartz diorite

測(cè)試單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析中心(2012)。

表1顯示，可可薩拉石英閃長(zhǎng)巖SiO2介于66.48%～68.17%，堿總量4.44%～5.17%，K2O/Na2O為0.28～0.43(富Na貧K)，K2O/TiO2和K2O/P2O5比值分別為1.60～2.30、6.74～9.74，A/CNK指數(shù)介于0.96～1.05?？偟膩?lái)看，可可薩拉石英閃長(zhǎng)巖均具有較高的SiO2、Al(Al2O3=14.13%～15.10%)和堿總量，屬準(zhǔn)鋁-弱鋁質(zhì)(A/CNK=0.96～1.05)巖石。將所有樣品投影到SiO2-K2O+Na2O圖解上均落入花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域，且在堿性-亞堿性分界線下方，屬于亞堿性系列(圖略)。結(jié)合樣品的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)以及宏觀地質(zhì)特征，巖性鑒定為石英閃長(zhǎng)巖。

4.2 微量元素和稀土元素

可可薩拉石英閃長(zhǎng)巖微量元素分析結(jié)果及特征參數(shù)見表2?？煽伤_拉石英閃長(zhǎng)巖ΣREE 186.32×10-6～245.53×10-6，δEu 為0.49～0.55?？傮w來(lái)看，本區(qū)石英閃長(zhǎng)巖稀土總量較高，與地殼重熔型(S-型)花崗巖的較高稀土元素含量相似。輕重稀土分異顯著(LREE/HREE介于2.40～3.00之間)，銪負(fù)異常明顯。在球粒隕石配分型式圖上(圖4)，(La/Yb)N5.64～7.75，呈明顯的右傾型，顯示LREE富集和明顯的Eu負(fù)異常。石英閃長(zhǎng)巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示，總體富集大離子親石元素(K、Rb、Ba、Th), 而相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Yb)， P、Sr和Ti呈負(fù)異常(圖5)。Eu和Sr的特征暗示源區(qū)存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶或者斜長(zhǎng)石殘留的地殼物質(zhì)的部分熔融(Green，1994)。

圖4 石英閃長(zhǎng)巖稀土元素球類隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(底圖據(jù)Sun S and Mcdonough，1989)Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns for quartz diorite(base diagram from Sum and Mcdonough,1989)表2 石英閃長(zhǎng)巖微量、稀土元素(×10-6)分析結(jié)果表Table2 The trace elements (×10-6)composition of quartz diorite

樣品號(hào)KKG1KKG2KKG3KKG4KKG5KKG6Cs2.712.522.233.711.922.26Rb55.651.256.968.148.559.3Ba513499614481206275Sr263215230198274262Nb41.639.943.242.629.130.7Ta3.073.033.253.342.612.48Zr208201244280261273Hf6.2567.768.177.87.97Th24.127.726.927.22223.1Sc9.678.749.789.688.019.03U4.725.626.027.465.55.28La38.941.948.849.936.643.1Ce86.986.896.498.672.290Pr9.8710.211.511.78.6310.3Nd37.33944.542.73439.5Sm7.768.38.998.597.327.69Eu1.411.321.531.421.281.34Gd7.887.918.647.767.066.93Tb1.251.371.571.461.191.2Dy8.058.048.718.026.867.42Ho1.611.661.731.641.291.33Er4.975.325.735.314.284.17Tm0.8140.7810.8060.8380.6720.602Yb4.955.35.765.554.33.99Lu0.70.7590.8680.7780.6410.624Y4547.25145.638.437.8ΣREE212.36218.66245.53244.27186.32218.20LREE/HREE2.422.392.502.772.473.00(La/Yb)N5.645.676.086.456.117.75δEu0.550.490.520.520.540.55

測(cè)試單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析中心(2012)。

4.3 Pb同位素特征

可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)的石英閃長(zhǎng)巖體的(206Pb/204Pb)t分別為17.1769～18.1911，(207Pb/204Pb)t分別為15.4845～15.5602，(208Pb/204Pb)t分別為35.9449～37.4098(表3)。在Zartmanetal.( 1981) 的地球不同區(qū)域鉛模式圖解上( 圖略 ) , 巖體的投點(diǎn)分別落入造山帶演化線與地幔演化線之間和上地殼演化線下方，顯示侵入巖的物質(zhì)來(lái)源與上地殼密切相關(guān)，有幔源物質(zhì)的參與。

圖5 石英閃長(zhǎng)巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(底圖據(jù)Sun SS and Mcdonough，1989)Fig.5 PM-normalized trace element patterns of quartz diorite(base diagram from Sun SS and Mcdonough,1989)表3 石英閃長(zhǎng)巖體的Pb分析結(jié)果Table3 The Lead isotope Analysis Results of quartz diorite

樣品號(hào)KKG1KKG2KKG3KKG4KKG5Th24.127.726.927.222U4.725.626.027.465.5Pb13.18.4912.38.099.34206Pb/204Pb19.78320.13720.03821.84220.2692σ0.0030.0050.0020.0100.003207Pb/204Pb15.64615.64415.64415.72215.6402σ0.0020.0030.0020.0070.002208Pb/204Pb39.97140.54240.23641.44640.1182σ0.0060.0090.0040.0190.006(206Pb/204Pb)t18.191117.176917.860917.575217.6459(207Pb/204Pb)t15.560215.484515.526715.492115.4987(208Pb/204Pb)t37.409835.944937.170636.54436.8118

測(cè)試單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析中心(2012)。

4.4 鋯石SHRIMP U-Pb定年

采自可可薩拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)的石英閃長(zhǎng)巖(KKZ1)鋯石SHRIMP U-Pb年齡分析結(jié)果列于表4，所分析的鋯石為透明的自形晶體，為無(wú)色透明或淺黃色，大部分鋯石結(jié)晶較好，呈長(zhǎng)柱狀晶形，少數(shù)為等粒。陰極發(fā)光電子圖像特征均顯示出典型的巖漿結(jié)晶韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖6)。樣品鋯石中的Th/U比值變化范圍在0.53～0.98之間，均大于0.1，清楚地指示它們?yōu)榈湫偷膸r漿成因鋯石(Pidgeon，1996)。樣品的部分鋯石顆粒的CL圖像、鋯石U-Pb同位素原位分析點(diǎn)見圖6，其鋯石U-Pb年齡測(cè)定結(jié)果列于表4。

圖6 KKZ1鋯石陰極發(fā)光圖像特征Fig.6 CL images of KKZ1 zircons

圖7顯示石英閃長(zhǎng)巖樣品中測(cè)定的8個(gè)點(diǎn)的分析結(jié)果在鋯石U-Pb諧和圖上幾乎都落在諧和線附近，而且分布相對(duì)集中。所有測(cè)試點(diǎn)206Pb/238U加權(quán)平均年齡為365.3±2.8Ma，MSWD=1.08，代表巖漿結(jié)晶年齡。

5 討論與結(jié)論

5.1 巖體的形成時(shí)代

可可薩拉河上游一帶的侵入巖體的年代學(xué)資料較少，1990年新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)五分隊(duì)開展1∶20萬(wàn)阿拉爾幅(L-44-ⅩⅩⅩⅥ)地質(zhì)填圖工作，將研究區(qū)巖體侵入時(shí)代定為石炭紀(jì)。陳哲夫等(1997)根據(jù)研究區(qū)西北側(cè)的呼斯特巖體鋯石的U-Pb年齡415 Ma，認(rèn)為形成時(shí)間可能為加里東期?？煽伤_拉銅鐵鉬多金屬礦區(qū)的石英閃長(zhǎng)巖侵位于上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組，呈熱侵入接觸，接觸帶多發(fā)生矽卡巖化，鉬礦體就產(chǎn)于內(nèi)矽卡巖化帶中。本次獲得的石英閃長(zhǎng)巖的鋯石具有震蕩環(huán)帶生長(zhǎng)邊，結(jié)合高的Th/U比值，暗示它們是巖漿結(jié)晶成因鋯石，鋯石SHRIMP U-Pb年齡為365.3±2.8 Ma，MSWD=1.08，代表巖體固結(jié)時(shí)代，該年齡與本人測(cè)得的區(qū)內(nèi)角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖的形成時(shí)代一致(368.2±2.2 Ma)，均形成于晚泥盆世。同時(shí)，本次獲得的年齡數(shù)據(jù)誤差較小，可信度較高。

表4 可可薩拉石英閃長(zhǎng)巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡(206Pb/238U)測(cè)試結(jié)果Table4 SHRIMP U-Pb isotopic analyses (206Pb/238U) for zircons from Kekesala quartz diorite

測(cè)試單位：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心(2012)，誤差為1σ，Pbc和Pb*分別表示普通鉛和放射成因鉛，普通鉛用實(shí)測(cè)的204Pb校正。

圖7 KKZ1鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖Fig.7 The Concordia diagram of SHRIMP U-Pb zircon dating result from KKZ1 zircons

該年齡數(shù)據(jù)進(jìn)一步對(duì)區(qū)內(nèi)晚泥盆世巖體的形成時(shí)代提供了重要依據(jù)。

5.2 巖漿源區(qū)與形成環(huán)境

研究區(qū)巖體發(fā)育，巖性由角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖組成，根據(jù)野外實(shí)測(cè)剖面資料，三者呈侵入接觸關(guān)系，黑云母二長(zhǎng)花崗巖侵入到角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖中，為同期多次侵入的復(fù)式巖體，石英閃長(zhǎng)巖體為較晚期侵入。石英閃長(zhǎng)巖具有相對(duì)較高的SiO2、較高的Al和堿總量，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)的亞堿性系列巖石，兼有I型和S型的雙重屬性。微量元素和稀土元素分析結(jié)果顯示，本區(qū)巖體具有高的LREE/HREE和LILE/HFSE比值，以富集大離子親石元素(K、Rb、Ba、Th), 而相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Zr、Hf、Y、Yb)與洋殼區(qū)形成的花崗巖明顯不同，與陸殼區(qū)(同碰撞花崗巖和后碰撞)花崗巖類似(張旗等，2007)。地球化學(xué)和鉛同位素特征暗示形成巖體的巖漿是地殼部分熔融形成，并混有少量的幔源物質(zhì)，具有混源花崗巖的特點(diǎn)。

將樣品投影到Nb-Y、Ta-Yb、Rb-(Yb+Ta)和Rb-(Y+Nb)圖解中，發(fā)現(xiàn)樣品投影點(diǎn)在Nb-Y和Ta-Yb圖解中落入同碰撞花崗巖和板內(nèi)花崗巖的三角交匯區(qū)，在Rb-(Yb+Ta)和Rb-(Y+Nb)圖解中落入火山弧花崗巖、板內(nèi)花崗巖的交匯區(qū)，可能反映了巖漿源區(qū)是較為復(fù)雜的。研究區(qū)地處西天山博羅科努構(gòu)造帶中西段，區(qū)域資料顯示，古亞洲洋盆在中奧陶統(tǒng)形成，向西與哈薩克斯坦楚-伊犁、肯達(dá)塔奧陶-志留紀(jì)洋區(qū)相連(肖序常等，1992)，向東與干溝-康古爾塔格奧陶-志留紀(jì)洋(李文鉛等，2000)連成一體。早志留世開始洋盆開始向兩側(cè)陸緣俯沖，造成志留系地層多呈斷裂或不整合與下伏地層接觸，在博羅霍洛地區(qū)形成志留紀(jì)活動(dòng)陸緣火山弧(朱寶清等，2002)。同時(shí)，在構(gòu)造帶東部的托克遜干溝一帶發(fā)育干溝蛇綠混雜巖(Xiao，etal.,2004)，中天山干溝一帶晚志留世眼球狀花崗巖和晚泥盆世細(xì)粒花崗巖的侵位分別代表了米什溝-干溝洋盆的閉合時(shí)限和碰撞造山中晚期的構(gòu)造事件(石玉若等，2006)，晚志留世洋盆的閉合，造成構(gòu)造帶上下泥盆統(tǒng)地層的全面缺失。而研究區(qū)內(nèi)晚泥盆世復(fù)式巖體就是在該背景下形成，結(jié)合地球化學(xué)、鉛同位素以及地質(zhì)背景，本區(qū)晚泥盆世石英閃長(zhǎng)巖應(yīng)形成于碰撞構(gòu)造事件，處于碰撞后期的隆升階段。

致謝 野外工作中得到新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)可可薩拉項(xiàng)目人員的支持；感謝審稿人評(píng)閱了論文，并提出了具體的修改意見。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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SHRIMP Zircon U-Pb Dating and Geochemical Characteristics of Quartz Diorite in the Kekesala Cu-Fe-Mo Polymetallic Deposit, West Tian Shan and its Formation Environment

GAO Jing-gang1,2, LI Wen-yuan2, XUE Chun-ji3,ZHOU Chang-ping4, ZHAO Qiang4, ZHANG Zhao-wei2, CAO Yuan1

(1.EarthScienceandResourcesCollegeofChang’anUniversity,KeylaboratoryofWesternChineseMineralResourcesandGeologicalEngineering,MinistryofEducation,Xi’an,Shaanxi710054；2.Xi’anInstituteofGeologyandMineralResources,Xi’an,Shaanxi710054; 3.StateKeyLaboratoryChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083；4.No.7GeologicalParty,BGMERDofXinjiang,Wusu,Xinjiang833000)

We have conducted lithogeochemical study and dating of the quartz diorite in the Kekesala Cu-Fe-Mo polymetallic deposit, West Tian Shan. Geochemical data show that the quartz diorite is characterized by high SiO2, Al(Al2O3=14.13%～15.10%)and high alkali，rich potassium and poor sodium，and belongs to metaluminous-weakly peraluminous rock series. The analysis results of trace elements and rare earth elements indicate that the quartz diorite has high LREE/HREE and LILE/HFSE ratio, high contents of large ion lithophile elements such as K, Rb, Ba and Th，and low contents of high field strong elements such as Zr, Hf, Y and Yb， similar to crustal (syn-collision granites and post-collision granites) granitoids. The results of zircon SHRIMP U-Pb dating of the quartz diorite provides the age of quartz diorite as 365.3±2.8Ma，with the MSWD value 1.08, implying that it was formed in Late Devonian. The characteristics of geochemistry and lead isotope suggest that the granite has the characters of mixed crust-mantle granites and the magma was formed by the partial melting of crustal rocks with a little mantle-derived material mixed. Combined with the characteristics and times of the magmatite of adjacent areas, we infer that the formation of this quartz diorite was associated with tectonic collision events when the crust uplifted in this region.

quartz diorite, Zircon SHRIMP U-Pb dating, geochemistry, West Tian Shan, Xinjiang

2014-06-15；

2014-09-12；[責(zé)任編輯]郝情情。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局我國(guó)典型三稀金屬礦床研究與靶區(qū)優(yōu)選(12120113078200)和新疆北部晚古生代大規(guī)模巖漿作用與成礦耦合關(guān)系研究(1212011121092)資助。

高景剛(1974年-)，男，2008 年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)，獲博士學(xué)位，副教授，現(xiàn)從事礦床學(xué)、礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)教學(xué)和科研工作。E-mail：jggao@chd.edu.cn

P597.3

A

0495-5331(2014)06-1007-08