西準(zhǔn)噶爾托里縣都倫河?xùn)|巖體鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

段豐浩，李永軍,2，王冉,2，紀(jì)征寶，程萬里，郭鑫

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.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；

西準(zhǔn)噶爾托里縣都倫河?xùn)|巖體鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

段豐浩1，李永軍1,2，王冉1,2，紀(jì)征寶3，程萬里1，郭鑫1

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.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；

3.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)

西準(zhǔn)噶爾地體晚古生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，其中以達(dá)爾布特構(gòu)造-巖漿帶最為顯著。近年來，對(duì)該帶大巖基研究較多，而對(duì)該帶小巖體的研究主要集中在包古圖一帶成礦斑巖上，對(duì)其余小巖體研究較為局限。位于西準(zhǔn)噶爾托里縣的都倫河?xùn)|巖體內(nèi)外接觸帶有較強(qiáng)的孔雀石化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化等蝕變與礦化，巖體內(nèi)部發(fā)育鎂鐵質(zhì)微粒包體。本次于寄主石英閃長(zhǎng)巖中獲得(312.6±4.2)Ma(n=21，MSWD=0.15，95%置信度)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡，其與包古圖小巖體(Au-Cu礦化)和夏爾莆小巖體(Cu-Mo礦化)的成巖時(shí)代基本一致，各巖體形成的構(gòu)造環(huán)境大致相同。該可靠年齡為研究本區(qū)與小巖體有關(guān)，與巖漿混合作用有關(guān)的Au-Cu-Mo成礦作用時(shí)代提供了年代學(xué)約束。

巖漿混合花崗巖；鋯石U-Pb年齡；成礦作用時(shí)代；都倫河?xùn)|巖體；西準(zhǔn)噶爾

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)產(chǎn)出大量的中酸性侵入巖，其中以達(dá)爾布特構(gòu)造-巖漿帶最為顯著。除少數(shù)巖體研究程度較高以外，大部分巖體研究程度均很低。根據(jù)產(chǎn)狀可將這些侵入體分為以廟爾溝、阿克巴斯陶、紅山、克拉瑪依巖體等為代表的以巨大巖基形式產(chǎn)出的花崗巖體和以包古圖Ⅱ號(hào)、V號(hào)巖體等為代表的以小巖株或巖脈形式產(chǎn)出的小巖體(圖1)。近年來，對(duì)該帶出露的大巖基研究較多(伍建機(jī)等，2001；韓寶福等，2006；高山林等，2006；龐振甲等，2010；賀敬博等，2011；馮乾文等，2012；高睿等，2013；胡洋等，2015)，而對(duì)出露的小巖體(巖脈)研究較為局限，且主要集中在包古圖一帶的含礦斑巖上(張連昌等，2006；宋會(huì)俠等，2007；唐功建等，2009；劉玉琳等，2009；Shen et al., 2009，2012；申萍等，2010；魏少妮等，2011，2015；尹繼元等，2013)，對(duì)同一構(gòu)造-巖漿帶上的其他小巖體研究較少。

都倫河?xùn)|巖體位于西準(zhǔn)噶爾托里縣扎依爾山闊依塔斯地區(qū)，前人對(duì)該巖體研究工作只停留在野外地質(zhì)調(diào)查上，尚缺乏高精度的同位素年代學(xué)資料，很大程度上制約了區(qū)域巖漿活動(dòng)和構(gòu)造演化的研究。本次研究主要對(duì)都倫河?xùn)|巖體中石英閃長(zhǎng)巖進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)工作，確定該巖體的精確侵位時(shí)代，為探討達(dá)爾布特構(gòu)造-巖漿帶銅、金金屬成礦提供年代學(xué)證據(jù)。

1 巖體地質(zhì)特征

都倫河?xùn)|巖體位于達(dá)爾布特?cái)嗔盐髂隙?，呈不?guī)則橢圓狀，長(zhǎng)軸近南北向，長(zhǎng)約5.5km，東西約3.8km，出露面積約18km2，侵入于石炭紀(jì)地層中(圖1a)，與圍巖多為港灣狀外傾接觸。圍巖局部有混染交代現(xiàn)象，巖體外接觸帶往往呈較深色調(diào)，是由接觸變質(zhì)導(dǎo)致的角巖化等蝕變引起。圍巖蝕變較發(fā)育，巖石呈碎裂狀，內(nèi)外接觸帶有較強(qiáng)的孔雀石化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化等蝕變與礦化。筆者等在野外地質(zhì)工作中，首次發(fā)現(xiàn)都倫河?xùn)|巖體為巖漿混合花崗巖，這是繼夏爾莆巖漿混合花崗巖(張兵等，2009；李永軍等，2013)之后，西準(zhǔn)地區(qū)再次發(fā)現(xiàn)的發(fā)育鎂鐵質(zhì)微粒包體的巖漿混合花崗巖體。寄主巖石主要為一套中粒石英閃長(zhǎng)巖、中粗?；◢忛W長(zhǎng)巖、中粗粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖組合。鎂鐵質(zhì)微粒包體巖性主要為閃長(zhǎng)(玢)巖，細(xì)粒-微粒結(jié)構(gòu)，粒徑大都小于1mm，多為0.5～0.8mm，部分包體粒徑可達(dá)到1.5～2mm，但粒度總體來說要比其寄主巖石細(xì)，兩者相差近一個(gè)數(shù)量級(jí)。包體大小不一，相差懸殊，形態(tài)主要有橢圓狀、渾圓狀，部分呈透鏡狀以及撕裂狀，部分包體呈現(xiàn)出“拖尾”等流線型形態(tài)。此外，野外露頭尺度上顯示包體與寄主巖石強(qiáng)烈成分交換的現(xiàn)象極為普遍，包體中還可見寄主巖石斜長(zhǎng)石捕擄晶(圖2)。鎂鐵質(zhì)包體在寄主巖石中均有分布但極不均勻，其中花崗閃長(zhǎng)巖中鎂鐵質(zhì)包體數(shù)量最少，出露面積僅占整體的0.1%左右，分布零星；黑云母花崗閃長(zhǎng)巖中包體數(shù)量也極少，出露面積約占整體的0.3%；石英閃長(zhǎng)巖中包體最為發(fā)育，數(shù)量最多，出露面積約占整體的15%。包體越密集分布的巖石，其寄主巖石基性程度越高，這與經(jīng)典的巖漿混合花崗巖體中包體分布規(guī)律基本相同(朱金初等，2006；李永軍等，2013)。

圖1 都倫河?xùn)|巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 The geological map of the Dulunhe granite

(a).包體中斜長(zhǎng)石捕擄晶; (b).包體與寄主巖石強(qiáng)烈成分交換; (c).石英閃長(zhǎng)巖; (d).花崗閃長(zhǎng)巖 Pl.斜長(zhǎng)石; Qz.石英; Am.角閃石; Bi.黑云母圖2 都倫河?xùn)|巖體巖漿混合特征及鏡下顯微照片F(xiàn)ig.2 The Macroscopic characteristics of magma mixing and Microscopic photos of the Dulunhe granite

2 樣品與分析方法

用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年的樣品采自都倫河?xùn)|巖體近中心部位寄主石英閃長(zhǎng)巖中(樣品編號(hào)DLHRZ1-1)。采樣點(diǎn)坐標(biāo)：北緯45°14.422'，東經(jīng)83°14.165′(圖1a)。

鋯石分選在廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。首先使用重液浮選和電磁分離方法挑選鋯石，在雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好的代表性鋯石以環(huán)氧樹脂固定制成樣品靶，拋光至暴露出鋯石中心面，用反射光、透射光照相。然后用體積百分比為3%的HNO3清洗樣品并鍍碳，進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相。照相之后用3%的HNO3清洗靶標(biāo)的表面。

鋯石的激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)原位U-Pb定年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)驗(yàn)采用的ICP-MS為美國(guó)Agilent 公司生產(chǎn)的Agilent 7500 a，激光剝蝕系統(tǒng)為德國(guó)M-icroLas公司生產(chǎn)的GeoLas 200 M，激光剝蝕束斑直徑約為30μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm。鋯石年齡采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91 500作為外部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。筆者擇29Si作為內(nèi)標(biāo)，采用Glitter(ver4.0，Macquarie University)對(duì)鋯石的同位素比值及元素含量進(jìn)行計(jì)算，最終的年齡計(jì)算及諧和圖是采用Isoplot(ver3.0)完成的，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理和流程及儀器參數(shù)參見(柳小明等，2002；YUAN et al.，2008)。

3 鋯石特征及分析結(jié)果

本次處理所獲得的的石英閃長(zhǎng)巖鋯石大多為無色透明或淺黃色，晶形發(fā)育較好，多呈長(zhǎng)柱狀、正方雙錐狀自形晶體，長(zhǎng)約100～250μm，寬約80～160μm，長(zhǎng)寬比3∶1～1∶1；陰極發(fā)光圖像(圖3)顯示大部分鋯石均具有清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和典型的巖漿震蕩環(huán)帶以及明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)，屬于巖漿結(jié)晶鋯石(吳元保等，2004)，可以反映巖漿冷卻結(jié)晶及巖體侵位的時(shí)代。

圖3 都倫河?xùn)|巖體石英閃長(zhǎng)巖中典型鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.3 CL images of zircon gains from the quartiz diorite of the Dulunhe granite

鋯石U-Pb測(cè)試分析結(jié)果列于表1。21個(gè)樣品點(diǎn)的207Pb/206Pb值非常接近(0.051 95～0.053 70)，表明該批鋯石為同期巖漿成因鋯石。

21個(gè)樣品的Th含量為21.97×10-6～448.42×10-6，U含量為45.06×10-6～456.92×10-6，Th/U值較高(0.34～0.98)，并呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)，指示鋯石屬典型巖漿成因(吳元保等，2004)。21個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡值較集中，206Pb/238U年齡為(312.6±4.2)Ma(n=21，MSWD=0.15，95%置信度，圖4)，時(shí)代為晚石炭世早期。

4 分析與討論

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)晚古生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，時(shí)代主要集中在石炭紀(jì)—早二疊世(韓寶福等，2006；蘇玉平等，2006；Tang et al., 2010；尹繼元等，2011；Geng et al., 2009)。從成巖時(shí)代上看，以堿性花崗巖類為主的大巖基時(shí)代主要集中在308～296Ma(韓寶福等，2006；蘇玉平等，2006；Geng et al., 2009)，而對(duì)于以石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖等為主的中酸性小巖體而言，前人研究主要局限在包古圖一帶的含礦斑巖上。本次研究獲得的都倫河?xùn)|巖體成巖時(shí)代，與該巖體侵入于早石炭世希貝庫拉斯組這一地質(zhì)事實(shí)相吻合。該結(jié)果也與近年來報(bào)道的包古圖一帶小巖體的成巖時(shí)代(310～320Ma)(宋會(huì)俠等，2007；劉玉琳等，2009；唐功建等，2009；申萍等，2010；魏少妮等，2011，2015；Shen et al., 2012；張照偉等，2014)基本一致，證實(shí)這些小巖體是近同期形成的，略早于區(qū)域大巖基的成巖時(shí)代，且兩者均位于達(dá)爾布特深大斷裂兩側(cè)，成因相近。因此，推斷其與包古圖一帶的小巖體相似，是俯沖作用的產(chǎn)物。

圖4 (a)都倫河?xùn)|巖體石英閃長(zhǎng)巖鋯石U-Pb諧和圖和(b)年齡直方圖Fig.4 (a) Concordia plots of zircon U-Pb dating results and (b)age histogramof the quartiz diorite of the Dulunhe granite

都倫河?xùn)|巖體位于西準(zhǔn)噶爾銅、鉬、金成礦帶(何國(guó)琦等，2006；朱永峰等，2007，2014)，銅、金礦床大多賦存于晚泥盆世—石炭紀(jì)巖漿巖中(王強(qiáng)等，2006；朱永峰等，2007；申萍等，2008)。包古圖中酸性小巖體和脈巖的成巖時(shí)代為310～320Ma(宋會(huì)俠等，2007；劉玉琳等，2009；唐功建等，2009；申萍等，2010；魏少妮等，2011，2015)，包古圖斑巖型銅礦中輝鉬礦Re-Os同位素年齡為(310±3.6)Ma(宋會(huì)俠等，2007)和(316.0±6.4)Ma(劉玉琳等，2009)；夏爾莆巖體成巖時(shí)代為297.6～300.8Ma(李永軍等，2013；Wang et al.,2013)，其銅-鉬礦Re-Os同位素年齡為(294.6±4.6)Ma(Wang et al.,

2013)，其成巖與成礦年齡僅相差幾個(gè)百萬年，成因關(guān)系密切。和夏爾莆巖體一樣，都倫河?xùn)|巖體在成巖過程中顯著的殼幔巖漿混合作用與銅、鉬、金礦化關(guān)系密切(李永軍等，2012；王玉往等，2012；邢麗萍等，2014)。此外，都倫河?xùn)|巖體內(nèi)外接觸帶較強(qiáng)的孔雀石化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化等蝕變與礦化，以及與鎂鐵質(zhì)微粒包體密切共生關(guān)系等，為成礦作用研究提供了新信息。因此探討都倫河?xùn)|巖體的精確鋯石U-Pb年齡可為本區(qū)銅、鉬、金礦化時(shí)代提供年代學(xué)約束。

5 結(jié)論

都倫河?xùn)|巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(312.6±4.2)Ma，形成于晚石炭世早期，與包古圖一帶小巖體成巖時(shí)代基本一致。綜合本區(qū)區(qū)域巖漿活動(dòng)、構(gòu)造演化等成果，筆者等認(rèn)為都倫河?xùn)|巖體可能形成于對(duì)成礦極為有利的俯沖相關(guān)環(huán)境，與西準(zhǔn)噶爾達(dá)爾布特構(gòu)造-巖漿帶銅、金等成礦作用關(guān)系密切，顯示較好的成礦潛力，值得進(jìn)一步研究。

致謝：論文撰寫過程中得到了長(zhǎng)安大學(xué)楊高學(xué)副教授的幫助和建議，審稿專家為筆者提出了寶貴的意見和建議，在此對(duì)他們的幫助表示真誠的感謝！

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Zircon U-Pb Age and Geological Significance of Dulunhe Granite in Tuoli，Western Junggar

DUAN Fenghao1, LI Yongjun1,2, WANG Ran1,2, JI Zhengbao3, CHENG Wanli1, GUO Xin1

(1. Earth Science and Resources College, Chang’an University, Xi’an 710054, Shaanxi, China;2. Key Laboratory of Western China’s Mineral Resources and Geological Engineering,Ministry of Education, Xi’an 710054, Shaanxi, China; 3. No.7 Geological Survey Party,Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resource Exploration, Wusu 833000, Xinjiang, China)

There are large numbers of intrusive granites exposed along the Daerbute tectonic-magmatic belt in the center of western Junggar. Many researches have been conducted on the batholites instead of small granite intrusions, which mainly distributed in porphyry mineralization belt of the Baogutu region. Wallrock alterations such as malachitization, silicification, carbonatization, chloritization and pyritization are well developed in Dulunhe granite, which is located in Kuoyitasi area of Zayier Mountain, and abundant mafic microgranular enclaves can be found in these host rocks, however, accurate geochronology data is still insufficient. High-precision LA-ICP-MS zircon U-Pb dating reveals that the quartz diorite in the Dulunhe granite is formed at (312.6±4.2)Ma(n=21, MSWD=0.15, 95% confidence degrees) in early late Carboniferous. Combined with previous researches, the authors suggest that the age of Dulunhe granite is consistent with small granites like Baogutu granite (Au-Cu mineralization) and Xiaerpu granite (Cu-Mo mineralization); both of them are probably formed in the subduction-related setting. This reliable age provides chronology constraints for the study of regional mineralization age that related to small granite and magma mixing of Au-Cu-Mo deposit.

magma mixed granite; zircon U-Pb dating; mineralization age; Dulunhe granite; west Junggar

2015-03-14;

2015-04-29

新疆兩權(quán)中央留成專項(xiàng)資金項(xiàng)目(Y14-5-LQ06)、國(guó)家自然科學(xué)基金(41303027)、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金(2014G1271058)

段豐浩 (1991-)，男，在讀碩士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。E-mail：chddfh@163.com

P588.12

A

1009-6248(2015)03-0140-09