西天山卡特巴阿蘇金礦床成礦年代學(xué)及其地質(zhì)意義-來(lái)自絹云母40 Ar-39Ar同位素年齡證據(jù)

高永偉 ，張振亮 ，王志華 ，楊維忠，班建永 ，董福辰 ，譚文娟

(1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安 710054；2. 國(guó)土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054；3. 新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆烏魯木齊 830011)

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西天山卡特巴阿蘇金礦床成礦年代學(xué)及其地質(zhì)意義-來(lái)自絹云母40Ar-39Ar同位素年齡證據(jù)

高永偉1,2，張振亮1,2，王志華1,2，楊維忠3，班建永3，董福辰1,2，譚文娟1,2

(1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安 710054；2. 國(guó)土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054；3. 新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆烏魯木齊 830011)

新疆卡特巴阿蘇金礦床是近年來(lái)在西天山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型金礦床。該礦床大地構(gòu)造位置處于塔里木板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊結(jié)合部位的那拉提構(gòu)造-巖漿巖帶，其金礦體主要賦存于蝕變二長(zhǎng)花崗巖內(nèi)。為了確定金礦化的形成時(shí)代，對(duì)該礦床主成礦階段與金礦化密切相關(guān)的蝕變絹云母開(kāi)展了40Ar-39Ar 同位素定年測(cè)試。絹云母40Ar-39Ar 坪年齡為 (268.56 ±1.8)Ma，正等時(shí)線年齡為 (268.38±2.2)Ma，反等時(shí)線年齡為(268.52 ±2.2 Ma)，三者在誤差范圍內(nèi)一致，測(cè)試結(jié)果可信，可代表卡特巴阿蘇金礦化的形成年齡，這也是首次對(duì)該礦床成礦年齡的精確限定。對(duì)比中亞造山帶典型金礦床，卡特巴阿蘇金礦床是西天山二疊紀(jì)后碰撞構(gòu)造環(huán)境下巖漿流體活動(dòng)的產(chǎn)物，礦床成因?qū)倥c中溫巖漿熱液有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型礦床。

40Ar-39Ar定年 絹云母 成礦年齡 卡特巴阿蘇金礦 西天山 新疆

Gao Yong-wei，Zhang Zhen-liang，Wang Zhi-hua，Yang Wei-zhong，Ban Jian-yong，Dong Fu-chen，Tan Wen-juan. Geochronology of the Katabaasu gold deposit in West Tian Shan and its geological significance: Evidence from40Ar-39Ar isotopic ages of sericite [J]. Geology and Exploration, 2015, 51(5):0805-0815.

中亞造山帶是世界著名的巨型成礦域，其構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，成礦地質(zhì)背景優(yōu)越，產(chǎn)出了一大批世界級(jí)的大型金銅礦床，構(gòu)成了舉世矚目的“中亞金腰帶”。代表性的金礦床包括Muruntau、Kumtor、Kalmakyr、Makmal、Zarmitan、Jilau等眾多大型或超大型金礦床(圖1)(Coleetal.，2000；Graupneretal.，2001，2006；Goldfarbetal.，2001，2014；Maoetal.， 2004；Bierleinetal.，2010；Kempeetal.，2015)。西天山位于中亞造山帶南緣，是我國(guó)重要的金銅鐵多金屬成礦帶，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)薩瓦亞爾頓、薩日達(dá)拉、卡拉蓋雷等金礦床，但礦床規(guī)模、數(shù)量遠(yuǎn)小于中亞鄰區(qū)?？ㄌ匕桶⑻K金礦床是我國(guó)近年來(lái)在西天山的一個(gè)重大找礦突破，目前已探明黃金資源量80余噸，遠(yuǎn)景資源量在100噸以上，有望達(dá)到超大型規(guī)模?？ㄌ匕桶⑻K金礦礦床已開(kāi)展的相關(guān)研究工作較少，僅有少數(shù)學(xué)者對(duì)礦床地質(zhì)特征、賦礦巖體成巖年齡及巖石地球化學(xué)特征和礦床成因進(jìn)行了部分探討，取得了一些初步成果(趙樹(shù)銘等，2012；楊維忠等，2013，2015；薛春紀(jì)等，2014；馮博等，2014；刑令等，2015)，對(duì)于卡特巴阿蘇金礦床的成礦年代學(xué)研究尚屬空白。本文擬通過(guò)與金礦化密切相關(guān)的蝕變絹云母40Ar-39Ar年代學(xué)研究，探討金礦化的形成時(shí)代及地質(zhì)意義，這對(duì)進(jìn)一步深化西天山地區(qū)金礦成礦機(jī)理的研究及區(qū)域地質(zhì)找礦工作有重要的借鑒意義。

圖1 西天山及中亞地區(qū)大地構(gòu)造及金礦床分布簡(jiǎn)圖(據(jù)Xiao et al.，2004；錢青等，2007；Biske et al，2010；薛春紀(jì)等,2014修編)Fig. 1 Simplified map showing tectonics and distribution of gold deposits in West Tian Shan and adjacent areas (modified from Xiao et al.，2004；Qian et al.，2007；Biske et al.，2010；Xue et al., 2014)1-中天山；2-金礦床；3-蛇綠巖；4-國(guó)界1-middle Tianshan; 2-gold deposit; 3-ophiolite; 4-national boundary

1 區(qū)域地質(zhì)背景

卡特巴阿蘇金礦位于新疆新源縣城南約30km處的那拉提山北側(cè)，處于塔里木板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊結(jié)合部位的那拉提構(gòu)造-巖漿巖帶。區(qū)域內(nèi)出露的主要地層由老至新為：古元古界那拉提巖群，主要見(jiàn)于那拉提山北坡，呈近東西展布，為一套中、深變質(zhì)巖，巖性主要為發(fā)生角閃巖相和綠片巖相變質(zhì)的斜長(zhǎng)片麻巖、千枚巖、片巖等，構(gòu)成了中天山地區(qū)的前寒武紀(jì)結(jié)晶基底；長(zhǎng)城系泊侖干布拉克組，為一套淺變質(zhì)碳酸鹽巖和細(xì)碎屑巖建造，巖石構(gòu)造變形強(qiáng)烈，發(fā)育糜棱巖化；上志留統(tǒng)巴音布魯克組，為一套中性火山碎屑巖夾少量灰?guī)r；下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，分布于那拉提北緣斷裂以北，為一套淺海相的中酸性火山-沉積巖系，是我國(guó)西天山與火山巖有關(guān)的鐵、銅、金等多種礦床的主要賦礦層位(楊金中等，2003)；下石炭統(tǒng)阿克薩克組，為一套淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖建造，巖性為含礫粗砂巖、細(xì)砂巖、凝灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等，與下伏大哈拉軍山組呈不整合接觸。區(qū)內(nèi)侵入巖漿活動(dòng)較為發(fā)育，主要為華力西期中酸性巖體，巖石類型包括二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、斜長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖等，呈北東向條帶狀展分布于那拉提南緣和北緣斷裂之間，呈“巖基狀”或“巖株?duì)睢碑a(chǎn)出。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以一系列北東向斷裂為主，主要斷裂為那拉提北緣和南緣斷裂，前者為伊犁-中天山地塊與那拉提構(gòu)造巖漿巖帶的分界斷裂，以北為廣泛出露的石炭系地層，以南則為北東向展布的中酸性侵入巖體，受該斷裂影響，在礦區(qū)內(nèi)發(fā)育多條次級(jí)斷裂。那拉提南緣斷裂為中天山與塔里木板塊的分界，沿?cái)嗔寻l(fā)育強(qiáng)烈的韌性剪切作用。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為上志留統(tǒng)巴音布魯克組，巖性主要為灰白色灰?guī)r、凝灰?guī)r和安山巖等；地層南側(cè)受后期巖體侵入作用影響，以殘留體形式產(chǎn)出，發(fā)育大理巖化。礦區(qū)巖漿巖出露面積大，主要巖性為肉紅色中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖、淺肉紅色中粗粒二長(zhǎng)花崗巖、灰白色花崗閃長(zhǎng)巖，此外還有稍晚期呈“脈狀”侵入的閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)玢巖。其中發(fā)育黃鉀鐵礬化、黃鐵礦化及硅化等蝕變的二長(zhǎng)花崗巖和花崗巖閃長(zhǎng)巖為卡特巴阿蘇金礦的主要賦礦圍巖，依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和項(xiàng)目組獲得的巖體鋯石U-Pb數(shù)據(jù)，巖體侵位時(shí)代為晚泥盆世。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，為區(qū)域斷裂派生的次一級(jí)斷裂，總體呈北東和北東東向，包括F3、F4、F5、F6和F7等斷裂，斷裂規(guī)模不大，出露長(zhǎng)度2～3km。其中F3和F7斷裂所夾持地段為卡特巴阿蘇含金破碎蝕變帶地段。斷裂構(gòu)造與金礦化的形成有密切關(guān)系，賦礦圍巖普遍具有脆性和韌性變形疊加發(fā)育的特點(diǎn)，礦化類型以蝕變巖型為主，斷裂構(gòu)造控礦作用明顯，為成礦流體運(yùn)移、富集和沉淀提供了導(dǎo)礦及容礦空間(圖2)。

圖2 卡特巴阿蘇金礦床地質(zhì)圖(2a據(jù)Xu et al.，2013修改；2b據(jù)楊維忠等，2013修改)Fig. 2 Geological map of Katebaasu gold deposit in Xinjiang (Fig. 2a modified from Xu et al. ,2013;Fig. 2b modified from Yang et al.，2013)1-第四系；2-上志留統(tǒng)巴音布魯克組灰?guī)r；3-堿長(zhǎng)花崗巖；4-二長(zhǎng)花崗巖；5-花崗閃長(zhǎng)巖；6-閃長(zhǎng)巖；7-閃長(zhǎng)玢巖；8-礦化蝕變 帶；9-金礦體；10-斷層及編號(hào)；11-勘探線1-Quaternary;2-Upper Silurian Bayanbulak Formation; 3-alkali-feldspar granite; 4-monzogranite; 5-granodiorite; 6-diorite; 7-dio- rite porphyrite;8-mineralized alteration zone; 9-gold ore body;10-fault and number; 11-prospecting line

卡特巴阿蘇金礦床的礦化蝕變帶主要產(chǎn)于北東向-北東東向斷裂破碎帶內(nèi)。截至目前，礦區(qū)內(nèi)共圈定金礦體16條，礦體主要產(chǎn)于黃鉀鐵礬化、黃鐵絹英巖化二長(zhǎng)花崗巖中，其次產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)玢巖脈中。受北東-北東東向斷裂控制，礦體總體呈北東向，傾向南東，傾角45°～60°。礦體呈脈狀、透鏡狀、似層狀，總體上沿?cái)嗔衙嬲共?，沿走向及傾向呈尖滅再現(xiàn)、局部膨大現(xiàn)象。I1、I2、I4、I5等礦體規(guī)模較大，是主要礦體(圖3)。其中，I4礦體規(guī)模最大，礦體長(zhǎng)560m，平均厚度8.64 m，平均品位5.27×10-6(楊維忠等，2015)。

圖3 卡特巴阿蘇金礦床A-A′勘探線剖面圖(圖例同圖2)Fig. 3 Profile along A-A′prospecting line in the Katebaasu gold deposit(legend is same as Fig.2)

礦區(qū)內(nèi)金礦石按自然類型可分為破碎蝕變巖型礦石和含金硫化物石英脈型礦石，以前者為主。礦石結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造包括塊狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造等。金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦、黃鉀鐵釩、孔雀石和自然金等。脈石礦物主要有石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、絹云母、綠簾石、綠泥石及方解石等。金礦物多以裂隙金或包體金等形式嵌布于黃鐵礦、黃銅礦、石英等礦物晶體的縫隙內(nèi)，或以不規(guī)則渾圓狀直接包裹于載金礦物晶體內(nèi)部(圖4)。

礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈，蝕變類型以鉀化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化和黃鉀鐵釩化為主、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化次之，礦化蝕變帶夾持于F3和F6斷裂之間。其中與成礦關(guān)系密切的蝕變類型為硅化和黃鐵絹英巖化。發(fā)育熱液蝕變的巖石多呈黃褐色碎裂狀。蝕變受斷裂構(gòu)造控制常具有一定的分帶性，從礦化帶向外，蝕變類型由較強(qiáng)的硅化、黃鐵絹英巖化、黃鉀鐵礬化過(guò)渡為弱硅化、綠簾石化及碳酸鹽化等。但此種分帶不具有唯一性，不同蝕變類型常出現(xiàn)疊加發(fā)育現(xiàn)象。

3 樣品及測(cè)試

3.1 樣品采集及測(cè)試方法

礦床圍巖蝕變發(fā)育強(qiáng)烈，形成的蝕變礦物包括黃鐵礦、絹云母和石英等，與礦化關(guān)系密切。本次用于絹云母40Ar-39Ar 同位素測(cè)年的樣品采自礦區(qū)探礦平硐(PD08)，選擇礦化較強(qiáng)部位，在圍巖蝕變強(qiáng)烈的礦體邊部采集。

圖4 卡特巴阿蘇金礦床自然金的賦存狀態(tài)Fig.4 Occurrence of native gold in the Katebaasu gold deposita-金礦物分布于黃鐵礦裂隙中；b-金礦物包裹體于黃鐵礦內(nèi)部；Au-自然金；Py-黃鐵礦a-native gold distributed in cracks of pyrite; b-native gold wrapped in pyrite;Au-native gold；Py-pyrite

將巖石樣品經(jīng)破碎、磁選、浮選等程序后再經(jīng)顯微鏡下挑選，得到純度>98%的絹云母單礦物。40Ar -39Ar定年工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。稱取適量的單礦物樣品用超聲波進(jìn)行清洗，將單個(gè)樣品鋁箔包裝后用石英管融封，外面包裹厚1mm的鎘皮，送至中國(guó)原子能科學(xué)研究院接受快中子反應(yīng)堆照射，照射時(shí)間24h。照射后的樣品在超高真空析氬系統(tǒng)雙真空爐中進(jìn)行階段升溫融樣，用含有鋯鋁泵的NG PREP SYSTEM型純化系統(tǒng)純化各階段釋放的氣體。用于中子通量監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)樣品為：GBW04418角閃石，其K=0.729±0.005%，年齡值為(2060±8)Ma；ZBH-25黑云母，其K=7.599%，年齡值為( 132.7±1.2) Ma。用Helix SFT型惰性氣體質(zhì)譜儀靜態(tài)測(cè)定氬的同位素比值。使用ArArCALC ver2.4軟件對(duì)階段升溫各溫度段獲得的年齡及累計(jì)39Ar百分比含量，繪制年齡譜圖，并用加權(quán)法計(jì)算出坪年齡，用直線擬合方法計(jì)算出40Ar/39Ar的初始比值及正、反等時(shí)線年齡。

3.2 測(cè)試結(jié)果

對(duì)卡特巴阿蘇金礦床主成礦階段與金礦化密切相關(guān)的蝕變絹云母樣品進(jìn)行了5個(gè)40Ar-39Ar 階段加熱分析，加熱溫度區(qū)間為600～1060℃，39Ar累計(jì)釋放量為100%，實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)試結(jié)果及表面年齡列于表1。5個(gè)加熱階段的表面年齡構(gòu)成了一個(gè)較平坦的年齡坪(圖5)，表明礦物內(nèi)部的氬同位素組成穩(wěn)定，所測(cè)絹云母在形成之后未受到高于其封閉溫度(350℃)的熱擾動(dòng)，獲得的坪年齡為(268.56 ±1.8)Ma，相應(yīng)的39Ar/36Ar-40Ar/36Ar 正等時(shí)線年齡為(268.38±2.2)Ma，39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等實(shí)線年齡為268.52 ±2.2Ma(圖6)。坪年齡與正、反等值線年齡在誤差范圍內(nèi)完全一致，并且初始40Ar/36Ar 值為298.2±19.9，在誤差范圍內(nèi)與大氣值(295.5±0.5)基本一致，表明樣品中沒(méi)有過(guò)剩氬的存在。以上特征說(shuō)明此次獲得的絹云母40Ar-39Ar 年齡數(shù)據(jù)真實(shí)可信，可以代表主成礦階段所形成的絹云母的結(jié)晶年齡，進(jìn)而代表卡特巴阿蘇金礦床的成礦年齡。

4 討論

4.1 成礦時(shí)代確定

本次測(cè)試所用的絹云母樣品采自卡特巴阿蘇金礦床探礦平硐內(nèi)。采集對(duì)象為黃鐵絹英化破碎蝕變花崗巖型金礦石，是礦床內(nèi)最重要的礦石類型。礦體普遍發(fā)育強(qiáng)烈黃鐵絹英巖化，礦化較強(qiáng)的地段蝕變愈發(fā)育，具體表現(xiàn)為花崗巖中的長(zhǎng)石發(fā)育絹云母化，中、細(xì)粒黃鐵礦呈自形-半自形浸染狀或團(tuán)塊狀分布。此外，黃鐵絹英巖化蝕變主要發(fā)生于金成礦的早期階段。稍晚期的金-石英-多金屬硫化物階段是礦區(qū)的主要成礦階段，形成的主要礦物包括黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、自然金、方鉛礦、石英和絹云母等，為一套中低溫礦物組合，形成溫度近似于絹云母的封閉溫度。由于熱液蝕變礦物是含礦熱液與圍巖相互作用形成的產(chǎn)物，金礦化則是熱液演化后期金屬硫化物沉淀的結(jié)果，與圍巖蝕變礦物(絹云母)形成時(shí)間上基本一致。因此本文所測(cè)的絹云母40Ar-39Ar 同位素年齡(268.56 ±1.8)Ma可近似代表金礦化的形成時(shí)間，這也是對(duì)該礦床成礦時(shí)代的首次精確限定。

表1 卡特巴阿蘇金礦床成礦階段絹云母40Ar-39Ar測(cè)試數(shù)據(jù)及表面年齡

注：樣品重量W=29.9mg；輻照參數(shù)J=0.005256。

圖5 卡特巴阿蘇金礦床絹云母年齡譜圖Fig. 5 40Ar-39Ar age spectrum of sericite in the Katebaasu gold deposit

圖6 卡特巴阿蘇金礦床絹云母正等時(shí)線年齡(a)和反等實(shí)線年齡(b)Fig. 6 Normal isochron(a) and inverse isochron(b) of sericite in the Katebaasu gold deposit

結(jié)合本次測(cè)試所獲得的結(jié)果，對(duì)中亞造山帶西天山地區(qū)的典型金礦床的成礦年齡進(jìn)行了對(duì)比研究。Muruntau金礦區(qū)毒砂Re-Os等時(shí)線年齡為(287.5±1.7)Ma(Morellietal.，2007)，白鎢礦Sm-Nd等時(shí)線年齡為(279±18)Ma(Kempeetal.，2001)，金的主要成礦階段發(fā)生在280～240Ma(Wildeetal.，2001)。Zarmitan 金礦區(qū)黃鐵礦Re-Os同位素年齡為286Ma(Goldfarbetal.，2014)。Kumtor金礦蝕變絹云母40Ar/39Ar同位素年齡為(285.4±0.2)Ma(Maoetal.，2004)。Makmal金礦區(qū)與成礦密切相關(guān)的花崗巖侵入體的SHRIMP U-Pb年齡為(286±2)Ma(Seltmannetal.，2011)。薩瓦亞爾頓金礦床的絹云母40Ar/39Ar坪年齡為(253.1±2.7)Ma(楊富全等，2006)?？ɡw雷銅金礦床單個(gè)輝鉬礦的模式年齡為(259.6±9.7)Ma，礦床早期成礦形成早二疊世末(李曉飛等，2013)。薩日達(dá)拉金礦形成時(shí)代約為277Ma(劉春發(fā)等，2010)。上述數(shù)據(jù)顯示這些金礦床均形成于海西晚期-印支期，二疊紀(jì)是金礦化的集中產(chǎn)出時(shí)代。

除了成礦時(shí)代的一致性，西天山地區(qū)的典型金礦床還具有下列特征(表2)：(1)礦床均產(chǎn)于大型構(gòu)造帶附近，構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，構(gòu)造活動(dòng)為含礦流體的運(yùn)移和成礦物質(zhì)的富集沉淀以及礦體的就位提供了重要空間，礦床圍巖蝕變的發(fā)育與構(gòu)造活動(dòng)具有密切關(guān)系。(2)金礦床的含礦建造多為碳泥質(zhì)碎屑巖系，以“穆龍?zhí)住毙蜑榇恚溆鄤t多產(chǎn)于中酸性巖體內(nèi)，區(qū)域資料顯示此類巖石具有較高的金背景值，構(gòu)成了重要的成礦物質(zhì)來(lái)源。(3)金礦床成因類型多樣，與金礦化密切相關(guān)的圍巖蝕變類型主要為硅化、鉀化、黃鐵礦化和絹云母化等。

表2 中亞造山帶典型金礦床特征一覽表

以上特征表明這些礦床雖然在成礦地質(zhì)特征和成礦類型上有所差別，但成礦時(shí)代集中于二疊紀(jì)，產(chǎn)出特征具有較多的相似點(diǎn)，暗示西天山地區(qū)在二疊紀(jì)期間存在一個(gè)重要的金成礦事件，且各礦床之間可能受一個(gè)統(tǒng)一的因素控制。

4.2 成礦時(shí)代的地質(zhì)意義

卡特巴阿蘇金礦位于中亞造山帶(CAOB)伊犁-中天山地塊南緣。該地區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程，包括古-中元古代泛大陸的增生與裂解；新元古代Rodinia 超大陸的形成與裂解(左國(guó)朝等，2008；舒良樹(shù)等，2001，2013)，并在地塊結(jié)合部位廣泛出露古元古代或中元古代變質(zhì)結(jié)晶基底(李繼磊等，2010；錢青等，2006；高俊等，1995)；早古生代進(jìn)入多陸塊、多島洋演化階段(李曰俊等，2009；左國(guó)朝等，2008)，先后發(fā)生過(guò)向南、向北兩次碰撞增生活動(dòng)(Allenetal.，1992)；早石炭世末結(jié)束增生造山(李永軍等，2010)，進(jìn)入后碰撞演化階段；中新生代則表現(xiàn)為陸內(nèi)盆地沉積(朱志新等，2013)。

卡特巴阿蘇金礦床蝕變絹云母40Ar-39Ar年齡測(cè)試結(jié)果表明，金礦成礦作用發(fā)生在二疊紀(jì)。該時(shí)期西天山處于后碰撞構(gòu)造環(huán)境，古天山洋早已關(guān)閉(李錦軼等，2006；高俊等，2006；Seltmannetal.，2011)。在此背景下，由于后碰撞階段的陸內(nèi)伸展作用，沿俯沖帶可產(chǎn)生一系列大規(guī)模逆沖推覆、走滑剪切斷裂帶，并伴隨產(chǎn)生大量深成花崗巖質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)(左國(guó)朝等，2011；Rollandetal.，2013)。據(jù)前人(高俊等，1997；左國(guó)朝等，2008；陳文等，2005；Laurent-Charvetetal.，2002，2003；蔡志慧等，2012)研究，那拉提地區(qū)存在大量逆沖推覆、走滑剪切斷裂帶，斷裂帶一直延伸進(jìn)入東天山地區(qū)；而在西南天山及中天山地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的二疊紀(jì)巖漿活動(dòng)(張招崇等，2009；姜常義等，1999；王超等，2007；趙振華等，2003；)。這些大規(guī)模的構(gòu)造活動(dòng)和巖漿侵入作用的發(fā)生，為成礦物質(zhì)的活化和成礦流體運(yùn)移提供了熱驅(qū)動(dòng)力，也提供了巖漿活動(dòng)和成礦流體運(yùn)移的通道，為區(qū)域巨量金屬成礦作用提供了條件(張招崇等，2009)。中亞金腰帶上的金礦床和卡特巴阿蘇金礦均是這些作用的產(chǎn)物。盡管這些金礦床在賦礦巖性、構(gòu)造變形上可能有所差異，但都是后碰撞環(huán)境伸展背景下，金從富金地質(zhì)體中活化遷移、沿構(gòu)造上升、并最終在有利部位淀積成礦的結(jié)果?？ㄌ匕吞K金礦床的發(fā)現(xiàn)和成礦時(shí)代的厘定，打破了“中亞大礦過(guò)國(guó)境而不入”的論斷，證實(shí)了中亞金腰帶已東延進(jìn)入我國(guó)，也印證了我國(guó)西天山地區(qū)具有與境外天山相似的成礦地質(zhì)條件和優(yōu)越的找礦前景。

4.3 礦床成因

目前關(guān)于卡特巴阿蘇金礦床的成因已有的相關(guān)研究較少。趙樹(shù)銘等(2012)通過(guò)對(duì)礦床地質(zhì)特征的總結(jié)，初步認(rèn)為礦床成因?yàn)榘邘r型。薛春紀(jì)等(2014)則認(rèn)為賦礦的二長(zhǎng)花崗巖不具有斑狀結(jié)構(gòu)，為深成侵入巖，礦床成因?yàn)樵焐叫停傻V時(shí)代為石炭紀(jì)，但文章中卻未提及有關(guān)成礦年齡的獲取方法。楊維忠等(2015)通過(guò)總結(jié)該礦的控礦因素，認(rèn)為礦床成因?qū)倨扑槲g變巖型并疊加有后期改造。

卡特巴阿蘇金礦床所處的那拉提構(gòu)造巖漿帶，位于南天山縫合帶內(nèi)，古生代巖漿侵入活動(dòng)較為發(fā)育，中酸性侵入巖受構(gòu)造線控制主要沿NEE向呈帶狀分布，時(shí)代以石炭-二疊紀(jì)侵入巖為主(朱志新等，2011)。馮博等(2014)對(duì)卡特巴阿蘇金礦床賦礦二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb定年顯示巖體的侵位年齡為(345.5±2.6)Ma；刑令等(2015)通過(guò)SHRIMP U-Pb法獲得的二長(zhǎng)花崗巖年齡為(359.3±5.3)Ma；筆者也對(duì)賦礦的二長(zhǎng)花崗巖開(kāi)展了LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年代學(xué)研究，獲得的年齡為360.1 ±1.6 Ma(未發(fā)表數(shù)據(jù))，為晚泥盆世。這些年齡數(shù)據(jù)，均指示巖體形成于泥盆紀(jì)末期—早石炭世，與區(qū)域地質(zhì)資料相一致(王洪亮等，2007)，賦礦巖體形成于活動(dòng)陸緣環(huán)境(馮博等，2014)。此次獲得的絹云母40Ar-39Ar年齡(268.56±1.8)Ma，與賦礦巖體成巖年齡的時(shí)差(約75～90 Ma)較大，表明卡特巴阿蘇金礦床主成礦階段的大規(guī)模礦化蝕變不應(yīng)是賦礦的二長(zhǎng)花崗巖所提供的成礦熱液富集沉淀的產(chǎn)物，二長(zhǎng)花崗巖可能僅提供了賦礦空間和部分成礦物質(zhì)來(lái)源。另外，野外調(diào)查的結(jié)果表明礦床所發(fā)育的相關(guān)熱液蝕變不具備“斑巖型”礦床所具有的面型特點(diǎn)，而往往呈現(xiàn)與斷裂構(gòu)造相關(guān)的線性發(fā)育的特點(diǎn)，礦體和圍巖蝕變嚴(yán)格受斷裂破碎帶控制，蝕變類型主要為一套中溫?zé)嵋何g變組合，包括硅化，黃鐵礦化、絹云母化，綠泥石化等，礦化類型以蝕變巖型為主。因此，本文初步認(rèn)為卡特巴阿蘇金礦床屬與中溫巖漿熱液有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型礦床。

5 結(jié)論

(1) 對(duì)卡特巴阿蘇金礦床內(nèi)與礦化密切相關(guān)的蝕變絹云母開(kāi)展了40Ar-39Ar 同位素定年，獲得的絹云母蝕變年齡為(268.56±1.8)Ma，可以代表金礦化的形成年齡，表明卡特巴阿蘇金礦床形成于二疊紀(jì)，這也是對(duì)該礦床成礦年齡的首次精確限定。

(2) 西天山地區(qū)典型金礦床成礦時(shí)代主要集中于二疊紀(jì)，說(shuō)明西天山后碰撞演化階段是大規(guī)模金礦化發(fā)育的有利構(gòu)造背景?？ㄌ匕桶⑻K金礦床是西天山二疊紀(jì)后碰撞構(gòu)造環(huán)境下巖漿流體活動(dòng)的產(chǎn)物，礦床成因?qū)倥c中溫巖漿熱液有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型礦床。

致謝：野外調(diào)研過(guò)程中得到了新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)和新疆美盛礦業(yè)有限公司相關(guān)技術(shù)人員的大力協(xié)助，審稿專家為完善本文提出了寶貴的意見(jiàn)，在此表示誠(chéng)摯的感謝。

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Geochronology of the Katabaasu Gold Deposit in West Tian Shan and its Geological Significance:Evidence from40Ar-39Ar Isotopic Ages of Sericite

GAO Yong-wei1,2，ZHANG Zhen-liang1,2，WANG Zhi-hua1,2，YANG Wei-zhong3，BAN Jian-yong3，DONG Fu-chen1,2，TAN Wen-juan1,2

(1.Xi′anCenterofGeologicalSurvey，CGS，Xi′an,Shaanxi710054;2.MLRKeyLaboratoryofGenisisandExplorationofMagmaticoredeposits，Xi′an,Shaanxi710054;3.No1RegionalgeologicalSurveyTeam，XinjiangGeologicalandMineralBureau，Urumqi,Xinjiang830011)

The Katabaasu gold deposit is a newly discovered large deposit in West Tian Shan. Tectonically, it lies at the Nalati tectonic magmatic belt in the convergent area between the Tarim and Kazakhstan-Junggar plates. The gold ore bodies are mainly hosted in the altered monzogranite. In order to define the gold mineralization age, the altered sericites closely related with the mineralization are analyzed by using the40Ar-39Ar isotopic dating method. The results show that the plateau age is 268.56±1.8 Ma and the isochron age is 268.38±2.2 Ma with an inverse isochron age of (268.52±2.2)Ma, respectively. These three values are consistent in the error limit and the test data is reliable. Thus, the40Ar-39Ar ages of the sericite can be regarded as the first reported ore forming time of the Katebaasu gold deposit. Compared with several typical gold deposits in the central Asian orogenic belt(CAOB), the Katabaasu gold deposit was resulted from magma-fluid activity of the Permian in the post-collision tectonic setting of West Tian Shan. The genesis of the gold deposit is the tectonic-altered rock type related to the mesothermal magmatic hydrothermal solution.

40Ar-39Ar isotopic dating, sericite, metallogenic age, Katabaasu gold deposit, West Tian Shan, Xinjiang

2015-04-02；

2015-07-08；[責(zé)任編輯]郝情情。

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題(編號(hào)：201211073-02)和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目(編號(hào)：12120113042900)聯(lián)合資助。

高永偉(1986年-)，男，2009年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，獲碩士學(xué)位，助理研究員，主要從事西天山地區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)及研究工作。E-mail：gaoyw21033@126.com。

P597

A

0495-5331(2015)05-0805-11