新疆東天山玉海斑巖銅礦鋯石SHRIMP U-Pb年齡及構(gòu)造意義

張照偉, 臧遇時(shí), 王亞磊, 陳壽波

1)國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 陜西西安 710054; 2)陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊(duì), 陜西西安 710024;　3)新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì), 新疆哈密 839000

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新疆東天山玉海斑巖銅礦鋯石SHRIMP U-Pb年齡及構(gòu)造意義

張照偉1), 臧遇時(shí)2), 王亞磊1), 陳壽波3)

1)國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 陜西西安 710054; 2)陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊(duì), 陜西西安 710024;3)新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì), 新疆哈密 839000

摘要:新疆東天山玉海銅礦是2011年新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì)新發(fā)現(xiàn)的銅礦床, 現(xiàn)已達(dá)到中-大型礦床規(guī)模。成礦巖體地質(zhì)特征、巖石地球化學(xué)特征、礦體地質(zhì)特征及蝕變分帶表明, 玉海銅礦具有斑巖型銅礦特征, 其賦礦巖體為一套形成于洋陸俯沖環(huán)境的富鈉的閃長巖-花崗閃長巖。含礦巖石鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(422.3±4.0) Ma, 這也是在東天山覺羅塔格成礦帶首次發(fā)現(xiàn)的早古生代斑巖銅礦。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化特點(diǎn)和康古爾塔格構(gòu)造帶中的古洋殼殘片證據(jù), 認(rèn)為其符合北天山洋自奧陶紀(jì)至早石炭世一直俯沖消減的說法, 對早古生代東天山的構(gòu)造演化給出更進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。對于相同類型礦床的發(fā)現(xiàn)與勘查具有較好的啟示作用。

關(guān)鍵詞:年齡; 構(gòu)造意義; 斑巖銅礦; 玉海; 新疆東天山

本文由中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“新疆北部晚古生代大規(guī)模巖漿作用與成礦藕合關(guān)系研究”(編號: 1212011121092)和“中國與西伯利亞二疊紀(jì)大火成巖省對比研究”(編號: 1212011120183)聯(lián)合資助。

玉海斑巖銅礦是2011年新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì)于新疆東天山新發(fā)現(xiàn)的一處銅礦床, 鉆孔控制礦體厚度超過100 m, Cu最高品位2.18%, 全部為隱伏礦體。但由于受以往地質(zhì)和評價(jià)工作手段所限,加之地表大面積被中—新生代地層覆蓋, 該區(qū)的銅礦資源潛力問題一直被人們關(guān)注, 但研究程度不深(郭進(jìn)京等, 1999; 耿林等, 2007; 姜春發(fā), 2009; 計(jì)文化等, 2009; Qin et al., 2011; 王居里等, 2013; 劉偉和劉秀金, 2013; 李大鵬等, 2014)。玉海斑巖銅礦位于東天山覺羅塔格構(gòu)造帶內(nèi), 該帶構(gòu)造-巖漿作用復(fù)雜, 成礦類型多樣, 且發(fā)育大量內(nèi)生金屬礦床, 一直是地質(zhì)工作者研究認(rèn)識東天山地質(zhì)構(gòu)造演化、巖漿成礦作用及成礦地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制的重要場所和天然實(shí)驗(yàn)室(Zhou et al., 2005; Lu et al., 2008; 李懷坤等, 2009; 李強(qiáng)和趙麗, 2009; 李文淵等, 2012; 張照偉等, 2014a; 吳玉峰等, 2015)。玉海銅礦所處的具體位置與三岔口銅礦僅7 km, 但與覺羅塔格構(gòu)造帶西段的土屋、延?xùn)|斑巖銅礦距離達(dá)200 km, 并且在玉海斑巖銅礦外圍基本上都是二疊紀(jì)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)侵入巖及巖漿銅鎳硫化物礦床。它們是否為同一構(gòu)造背景、同期巖漿作用的產(chǎn)物呢？本文擬從成巖成礦時(shí)代及巖石地球化學(xué)角度探討巖體的成因進(jìn)而研究其礦床成因。旨在揭示玉海斑巖銅礦成巖成礦時(shí)代及其可能的地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制, 厘定其構(gòu)造意義, 同時(shí)為區(qū)內(nèi)其他巖體的研究和礦產(chǎn)資源評價(jià)提供線索。

天山造山帶位于中亞大陸, 橫亙于中國、哈薩克斯坦、吉爾吉斯坦、塔吉克斯坦和烏茲別克斯坦,全長約3000 km, 寬200~300 km, 是世界上規(guī)模最大, 也是最年輕的造山帶之一(圖1a)。天山中國境內(nèi)部分處于準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地之間, 從地理上可分為東天山和西天山, 是我國重要的礦產(chǎn)資源基地, 蘊(yùn)藏著石油、銅、鎳、金、鈾、煤炭、鉀鹽等亟缺礦產(chǎn)。長期以來, 吸引了國內(nèi)外眾多地學(xué)工作者于此開展地質(zhì)科學(xué)研究和礦產(chǎn)資源調(diào)查評價(jià)工作(李文淵等, 2012)。玉海銅礦產(chǎn)出于康古爾塔格韌性剪切帶內(nèi), 該帶呈NEE走向, 全長超過600 km,也是劃分哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊的分界線(圖1b)。地表可見一系列斷層和擠壓帶, 整體略向南凸出; 斷面較陡直, 多向南傾斜。帶內(nèi)以強(qiáng)烈擠壓, 走滑韌性剪切為特征, 構(gòu)造片巖, 揉皺,劈理, 拉伸線理發(fā)育; 巖石中礦物顆粒定向排列、礫石的壓扁拉長等現(xiàn)象十分發(fā)育, 并可見糜棱巖分布(李文淵, 2004; 湯中立等, 2006; Wang et al., 2006;聶江濤等, 2010; 程學(xué)展等, 2011)。

玉海所處的構(gòu)造帶內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜, 巖漿活動(dòng)發(fā)育且多樣(圖1b), 造就了眾多內(nèi)生金屬礦床的集中爆發(fā), 尤其是晚古生代的石炭—二疊紀(jì), 像土屋、延?xùn)|等斑巖型銅礦, 黃山、黃山東、香山、圖拉爾根等巖漿銅鎳硫化物礦床(李文淵等, 2012; 張照偉等, 2014a)。此外還有大量的鐵礦、金礦等。

1　礦床地質(zhì)特征

1.1巖體特征

圖1　新疆東天山玉海銅礦構(gòu)造位置(a)和區(qū)域地質(zhì)圖(b)(據(jù)李錦軼, 2004; 李文淵等, 2012修改)Fig. 1　The tectonic location (a) and regional geological map (b) of the Yuhai Cu deposit in Eastern Tianshan Mountains, Xinjiang (modified after LI, 2004; LI et al., 2012)

圖2　新疆東天山玉海斑巖銅礦地質(zhì)簡圖(據(jù)新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì), 2013)Fig. 2　Simplified geological map of the Yuhai Cu deposit in Eastern Tianshan Mountains, Xinjiang(after No.704 Brigade of Xinjiang Geoexploration Bureau for Non-ferrous Metals, 2013)

玉海銅礦位于新疆東天山覺羅塔格構(gòu)造帶東段北緣, 距離三岔口斑巖型銅礦大約7 km(圖2a)。礦區(qū)出露地層主要為第三系桃樹園組磚紅色泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖等, 總體上覆蓋面積超過50%。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以近EW向斷裂為主, 地表以巖石強(qiáng)片理化、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造蝕變帶為主要特征, 深部礦(化)體的富集部位與構(gòu)造活動(dòng)有著密切的聯(lián)系。區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)頻繁, 以海西期中期侵入的斜長花崗巖體和早期形成的閃長質(zhì)巖體為主; 花崗巖體分布于礦區(qū)南帶, 呈巖基產(chǎn)出; 閃長質(zhì)巖體零星出露于礦區(qū)北帶, 蝕變強(qiáng)烈, 多呈土狀風(fēng)化物分布, 是礦區(qū)主要含礦巖體(圖2a)。由地表探槽揭露顯示, 區(qū)內(nèi)地表石英閃長玢巖蝕變較為強(qiáng)烈, 地表呈土狀風(fēng)化物,呈現(xiàn)出南綠北白的色率差異; 由南往北依次可見綠泥石化、綠簾石化(青磐巖化帶)→高嶺土化→絹云母化、高嶺土化、褐鐵礦化(石英絹云母化帶)→新生代地層覆蓋。其中絹云母化、高嶺土化及褐鐵礦化在剖面C-D線附件尤為發(fā)育且厚度大, 寬100~240 m。

1.2礦體特征

圖3　黃鐵礦和黃銅礦的形態(tài)及定向排列特征(反射光, 10×2.5)Fig. 3　Shape and directional arrangement characteristics of pyrite and chalcopyrite in the Yuhai deposit

表1　玉海礦區(qū)成礦巖體主量元素?cái)?shù)據(jù)分析結(jié)果表(%)Table 1　Analytical data of main elements and trace elements in the Yuhai Cu deposit (%)

表2　玉海礦區(qū)成礦巖體微量(稀土)元素?cái)?shù)據(jù)表(×10-6)Table 2　Analytical data of trace elements (REE) of the Yuhai Cu deposit (×10-6)

玉海斑巖銅礦體均為隱伏礦體(圖2b, c), 根據(jù)施工鉆孔見礦情況, 初步圈定出銅礦體8條, 控制礦(化)體長約1510 m, 寬600 m, 面積約0.91 km2,礦體累計(jì)視厚度約200 m。礦體呈多層沿傾向平行斜列, 沿走向尖滅再現(xiàn), 礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀, 局部有分支復(fù)合現(xiàn)象。產(chǎn)狀與含礦巖體基本一致, 即走向280°, 傾向166°, 傾角約10°。礦體長100~1500 m, 厚度1~44 m; 銅品位0.2×10–2~2.18×10–2, 鉬品位0.03×10–2~0.18×10–2。礦石結(jié)構(gòu)主要為它形黃銅礦與黃鐵礦圍邊交代結(jié)構(gòu), 輝鉬礦呈半自形葉片狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有細(xì)脈浸染狀、稀疏浸染狀和星點(diǎn)狀。礦石中金屬硫化物以黃銅礦、黃鐵礦為主, 次為輝鉬礦、斑銅礦等。脈石礦物以斜長石、角閃石、石英為主, 次為綠泥石、綠簾石、鉀長石、黑云母、白云母、絹云母, 可見少量磷灰石、方解石等。

圖4　玉海賦礦巖體微量元素原始地幔(a)與稀土元素球粒隕石(b)標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線Fig. 4　Primitive-mantle normalized trace elements diagram (a) and chondrite-normalized REE patterns (b) of the Yuhai Cu deposit

黃鐵礦為礦石礦物中最常見的硫化物, 多呈半自形或它形細(xì)粒、微粒、集合體團(tuán)塊狀, 以脈狀、浸染狀分布, 粒度約在0.05~0.5 mm之間。微、細(xì)粒具定向拉長、壓扁的特征; 礦物顆粒常呈立方體狀、自形-半自形晶體分布, 表明其形成時(shí)受到一定的應(yīng)力作用; 另見部分顆粒較大的黃鐵礦發(fā)生碎裂現(xiàn)象, 并被簾石類、方解石等后期礦物所充填, 表明礦體在形成之后, 又發(fā)生過一期或者多期構(gòu)造-熱液活動(dòng), 但是并非全部黃鐵礦都遭受了后期改造作用, 可見后期熱液活動(dòng)規(guī)模并不大。大多數(shù)黃鐵礦晶體都可見細(xì)脈狀定向分布、紡錘體狀晶形、壓力影現(xiàn)象。而是在成巖作用之后, 伴隨構(gòu)造和熱液作用侵蝕原巖, 富集成礦。這是斑巖銅礦形成的典型特征, 即中酸性巖漿侵位→晚期熱液演化改造→成礦(圖3)。

1.3巖石地球化學(xué)特征

玉海含礦巖體主量元素分析在國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測試中心采用3080E 型X熒光光譜儀上完成, XRF熔片法按GB/T 14506.28–1993進(jìn)行。微量元素分析采用Thermo-X7電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定, 儀器工作參數(shù)Power: 1200 w, Nebulizer gas: 0.64 L/min, Auxiliary gas:0.80 L/min, Plasma gas:13 L/min。分析所用的試劑硝酸和氫氟酸均為由優(yōu)級純酸經(jīng)亞沸蒸餾裝置制得的高純試劑。

玉海成礦巖體主量元素分析數(shù)據(jù)見表1。SiO2含量在40.69%~71.71%之間, 其中, 樣品YH-3為71.71%, 顯示了酸性巖的特征, 樣品YH-8由于礦化較強(qiáng), SiO2只有40.69%, 相對較低, 除這兩個(gè)樣品外, 其余樣品的SiO2含量變化范圍較小, 全部集中在58.30%~62.86%之間, 屬中性巖類(53%~66%); Al2O3含量在11.66%~17.36%之間, 除去YH-3, 則全部分布于15.5%~17.5%之間, 含量變化范圍很小; MgO的含量在1.95%~7.88%之間, 除去YH-8中含量偏高, 其余樣品含量較穩(wěn)定, 約為2%~4%; Fe2O3+FeO的含量變化較小, 只有黃鐵礦化較強(qiáng)的YH-8的含量比較高, 以及YH-3含量較低, 其它都集中在6%~7%之間; K2O、TiO2含量整體偏低。Na2O/K2O變化于2.6~13.7之間。

巖體的微量和稀土元素分析結(jié)果見表2, 稀土元素總量為52.23×10-6~108.54×10-6。稀土元素配分曲線呈輕稀土富集的右傾型(圖4b), (La/Yb)N介于1.99~9.29之間, δEu在0.89~1.39之間, 樣品的銪異常不明顯, 除個(gè)別樣品Sr含量為358×10-6, 其余全部在600×10-6~800×10-6以上, 表現(xiàn)了典型的幔源特征。Yb為1.02×10-6~2.03×10-6, Y為6.50×10-6~21.8×10-6, 大多處于10×10-6~15×10-6之間。巖石中微量元素中相容元素(Cr, Ni)大多含量較低, 有個(gè)別數(shù)據(jù)出現(xiàn)高值, 推測與蝕變作用有關(guān)。大離子親石元素(Ba, Sr等)含量較高; Sr的含量多集中在607×10-6~828×10-6之間, Sr/Y介于70.17~328.57之間, 表現(xiàn)了不相容元素相對富集的特征。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分圖上總體顯示Ba、U、Sr、Sm正異常和Th、Nb、Nd、Ti的負(fù)異常(圖4a)。礦石與成礦巖石稀土元素配分模式及微量元素蛛網(wǎng)圖特征一致, 與本區(qū)為斑巖型礦床特征吻合。

2　定年樣品處理及鋯石特征

本次研究中用于挑選鋯石的樣品采于玉海礦區(qū)ZKx–01和ZKx–02的300~500 m深度的閃長巖和花崗閃長巖, 巖石新鮮。鋯石分選工作在廊坊河北地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局區(qū)域地質(zhì)研究院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。將樣品破碎至60~80目, 先用磁法和重液分選, 然后在雙目鏡下挑選。將挑選好的鋯石樣品與標(biāo)樣(TEM)

樣品一起排列在固定位置上, 隨后用磨具注入環(huán)氧樹脂, 抽真空, 烘干, 樹脂固化后對其進(jìn)行打磨,拋光。對靶上的標(biāo)樣及待測鋯石進(jìn)行透射光和反射光照相, 確定鋯石的內(nèi)部包裹體及裂紋的發(fā)育情況。隨后對靶進(jìn)行超聲波清洗、鍍金, 在掃描電鏡下進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相。陰極發(fā)光照相在北京離子探針中心HITACHI S3000-N型掃描電鏡和GATAN公司Chroma陰極發(fā)光探頭儀器上完成。

表3　玉海礦區(qū)成礦巖體SHRIMP U-Pb測試數(shù)據(jù)表Table 3　SHRIMP U-Pb analytical data for zircons from the Yuhai Cu deposit

圖5　新疆東天山玉海斑巖銅礦鋯石CL圖像Fig. 5　CL diagram of zircons in the Yuhai Cu deposit, Eastern Tianshan Mountains, Xinjiang

陰極發(fā)光照片顯示所測鋯石具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶(圖5), 為典型的巖漿鋯石, 選點(diǎn)時(shí)盡量避開鋯石中的包裹體及裂紋發(fā)育部位。具體分析測試條件及流程見Compston等(1992)和宋彪等(2002)。所測樣品的206Pb/238U比值采用澳大利亞TEMORA(417 Ma,206Pb/238U=0.06683)進(jìn)行校正。單點(diǎn)測量的絕對誤差為1σ, 普通鉛根據(jù)實(shí)測的204Pb進(jìn)行校正。年齡加權(quán)平均值計(jì)算采用Isoplot軟件,加權(quán)平均年齡置信度為95%。

3　測試結(jié)果

圖6　玉海成礦巖體SHRIMP U-Pb年齡諧和曲線圖Fig. 6　SHRIMP U-Pb concordia diagram of the Yuhai Cu deposit

玉海礦床含礦巖體鋯石測試數(shù)據(jù)見表3。在鋯石U-Pb年齡諧和圖上, 各數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于諧和曲線附近, 諧和度較好; 根據(jù)前寒武紀(jì)年齡用207Pb/235U年齡值, 寒武紀(jì)以及之后的年齡用206Pb/238U年齡值的標(biāo)準(zhǔn), 本次測試結(jié)果得出最大年齡為429.6 Ma,最小年齡為413.8 Ma, 這些數(shù)據(jù)變化范圍較小, 加權(quán)平均年齡(422.3±4.0) Ma, MSWD=0.52, 置信度95%, 表明該礦床含礦巖體形成于早古生代中晚志留世。

4　討論

在新疆東天山覺羅塔格帶內(nèi), 斑巖銅礦的形成年齡大多集中在300~330 Ma, 可能是晚古生代(主要是石炭紀(jì))大規(guī)模巖漿活動(dòng)的結(jié)果。而本研究得出的是同區(qū)域上唯一一個(gè)中晚志留世巖體年齡, 在已有研究資料中, 該地區(qū)并未發(fā)現(xiàn)同時(shí)代的巖體和地層, 這更突出了玉海巖體的重要構(gòu)造意義, 也許是東天山早古生代構(gòu)造演化與巖漿活動(dòng)的重要線索。

覺羅塔格構(gòu)造-巖漿帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處斑巖型銅礦床, 自西向東, 依次為延西、延?xùn)|、土屋-土屋東、靈龍、赤湖、玉海、三岔口和白山等一系列礦床(圖1b)。這些礦床全部集中在大南湖島弧帶中, 該島弧上廣泛分布晚古生代鈣堿性火山侵入巖。含礦圍巖主要為企鵝山群拉斑玄武巖、安山巖、砂巖和中酸性火山角礫巖。玄武巖年齡為320~334 Ma(周鼎武等, 1997; 侯廣順等, 2005; 王立社等, 2008)。企鵝山群火山巖系的SiO2含量變化較大, 最低為46.01%, 最高為58.80%, Al2O3的含量均高于17%。樣品的鎂指數(shù)分別在42~54與36~60之間, 表明巖漿經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異。企鵝山群玄武巖的稀土總量在43.64×10-6~112.58×10-6之間, 約為球粒隕石稀土含量的20~60倍。稀土元素配分模式屬輕稀土富集的右傾型, 無明顯的Eu異常, 具有典型的島弧玄武巖的特征, 指示其形成源于洋殼的俯沖作用。大離子親石元素(Sr、Ba、Th)明顯富集, 而高場強(qiáng)元素Nb、Ta明顯虧損, 顯示了島弧火山巖的特征(侯廣順等, 2005; 李峰等, 2007; Li et al., 2008)。

天山造山帶經(jīng)歷過多期構(gòu)造旋回(王賜銀等, 1994), 古生代洋盆實(shí)際上應(yīng)當(dāng)是古亞洲洋巨型復(fù)雜洋盆的組成部分。根據(jù)現(xiàn)有研究成果顯示, 古亞洲洋并不是像現(xiàn)今太平洋那樣浩翰廣闊的大洋, 而是一個(gè)包含有眾多陸塊的復(fù)雜洋陸間雜混生洋域體系(夏林圻等, 2002), 作為古亞洲洋域體系組成的天山古生代洋盆被哈薩克斯坦—伊犁—中天山古陸塊群分成兩個(gè)分支, 即北部的齋桑—準(zhǔn)噶爾—北天山和南部烏拉爾—南天山等兩個(gè)分支洋盆, 在這兩個(gè)分支洋盆內(nèi)包含了準(zhǔn)噶爾、吐魯番—哈密微小陸塊。天山古生代洋盆的北側(cè)為西伯利亞古陸塊, 南側(cè)為塔里木—卡拉庫姆—東歐古陸塊。

根據(jù)玉海礦區(qū)賦礦巖體野外觀察與室內(nèi)分析,可以判定其形成于洋陸俯沖的火山弧環(huán)境, 即板片俯沖脫水部分熔融形成巖漿上侵, 引起地殼富鋁質(zhì)沉積物部分重熔。古洋盆的閉合消失是通過洋盆的俯沖-消減作用完成的, 通常在造山帶中發(fā)現(xiàn)的伴生有高壓變質(zhì)巖石(藍(lán)閃片巖+榴輝巖)的蛇綠混雜巖帶作為古洋盆俯沖-消減的證據(jù), 其在地表出露的位置則相應(yīng)被當(dāng)作是古洋盆消減的位置。在天山造山帶及其鄰區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)伴有高壓變質(zhì)巖的古生代蛇綠混雜巖發(fā)育地點(diǎn)共有4處, 它們分別是中天山南緣西段的長阿吾子—科克蘇河、中天山南緣東段的庫米什、中天山北緣的干溝—烏斯特溝和西準(zhǔn)噶爾南緣的唐巴勒等(高俊, 1997; 高輝等, 2009)。以伊犁—中天山微陸塊為界, 上述四處含有高壓變質(zhì)巖石的蛇綠混雜巖可以被分為南北兩組, 分別對應(yīng)北部的齋?！獪?zhǔn)噶爾—北天山洋盆和南部烏拉爾—南天山洋盆。

中天山北緣的干溝—烏斯特溝蛇綠混雜巖被含筆石化石的下志留統(tǒng)不整合覆蓋, 表明其形成時(shí)代應(yīng)早于志留紀(jì)。西準(zhǔn)噶爾南緣唐巴勒蛇綠混雜巖中藍(lán)閃石的40Ar/39Ar坪年齡為458~470 Ma(張立飛, 1997; Wang et al., 2006)?？梢钥闯鲋刑焐揭员边@兩處的蛇綠混雜巖所指示的準(zhǔn)噶爾—北天山洋盆消減的年齡基本上可以認(rèn)為在奧陶紀(jì)。但是, 北天山洋的消減作用究竟持續(xù)到什么時(shí)候完全閉合, 仍缺少確鑿的蛇綠巖證據(jù)。然而, 康古爾塔格構(gòu)造帶中的少量的古洋殼殘片可以提供一些有用的信息?？倒艩査衽鲎矌У慕M成地質(zhì)體中可見少量的古洋殼殘片, 由玄武巖、紅色放射蟲硅質(zhì)巖和復(fù)理石組成(李錦軼, 2004)。其中的玄武巖均遭受了低綠片巖相的變質(zhì)作用改造, 其巖石化學(xué)成分與洋底低鉀拉斑玄武巖類似, 稀土元素為具有銪弱負(fù)異常的平坦型;放射蟲硅質(zhì)巖與玄武巖緊密伴生, 紋層構(gòu)造發(fā)育,多數(shù)已經(jīng)變質(zhì)為含鐵石英巖, 伴生的復(fù)理石有灰色和雜色兩種, 均顯示出遠(yuǎn)源的成分和結(jié)構(gòu)特征(Boynton, 1984; Peng et al., 2007)。

區(qū)域資料表明, 在泥盆—石炭紀(jì), 新疆北部天山地區(qū)除板塊作用之外, 還出現(xiàn)了地幔柱活動(dòng), 致使整個(gè)新疆北部晚古生代出現(xiàn)大規(guī)模的巖漿活動(dòng)與成礦作用(李紅霞等, 2010; Qin et al., 2011; 李文淵等, 2012; 張照偉等, 2014b), 這一階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與巖漿活動(dòng)將早古生代的巖體與礦體嚴(yán)重破壞, 只有玉海巖體等很少數(shù)作為殘留體保留了下來。可見玉海銅礦和同區(qū)域斑巖型礦床是不同的, 后者全部為晚古生代產(chǎn)物, 其礦床所在位置即為初始生成位置, 而玉海銅礦是早古生代生成之后, 經(jīng)過長時(shí)間的后期改造與破壞, 才呈現(xiàn)出今天的形態(tài), 這在區(qū)域上具有重要的構(gòu)造意義。

5　結(jié)論

(1)新疆東天山玉海銅礦的礦床地質(zhì)特征、礦體形態(tài)特征、礦石類型特征及蝕變分帶表明該礦床類似于斑巖型銅礦, 賦礦巖體為一套形成于洋陸俯沖環(huán)境的富鈉的閃長巖-花崗閃長巖類。含礦巖體形成時(shí)代為(422.3±4.0) Ma, 為在新疆東天山首次確定的早古生代斑巖銅礦。

(2)新疆東天山造山帶的構(gòu)造演化認(rèn)識并不一致, 玉海礦區(qū)的賦礦巖體的地球化學(xué)特征顯示為火山弧環(huán)境, 結(jié)合SHRIMP U-Pb年齡, 符合北天山洋自奧陶紀(jì)至早石炭世一直俯沖消減的說法, 對早古生代東天山的構(gòu)造演化給出更進(jìn)一步的證據(jù)支持,具有重要的構(gòu)造意義。

致謝: 在研究與成文過程中, 新疆有色地質(zhì)勘查局704隊(duì)三金柱教授級高級工程師給予了細(xì)心指導(dǎo),兩名匿名審稿人提出了諸多寶貴修改意見, 在此表示真誠感謝。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (Nos. 1212011121092 and 1212011120183).

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Abstract:The middle-large sized Yuhai copper deposit in Eastern Tianshan Mountains of Xinjiang was discovered in 2011 by No. 704 Geological Party of Xinjiang Nonferrous Bureau. The characteristics of geology, petrology geochemistry, orebody geology and alteration zoning show that the Yuhai copper deposit belongs to the porphyry Cu type, with ore-bearing intrusion being a set of sodium rich diorite-granodiorite bodies formed under the condition of ocean-continental subduction. Zircon SHRIMP U–Pb dating shows that the age of Yuhai intrusive rock is (422.3±4.0) Ma. This is the first discovery of an intrusive rock of early Paleozoic in the Jueluotage metallogenic belt. These data, combined with the regional tectonic evolution and the ancient oceanic crust of the Kangur tectonic belt, support the argument that North Tianshan Ocean was under the subcution state from the Ordovician to early Carboniferous, and this conclusion provides evidence for tectonic evolution of Eastern Tianshan Mountains of early Paleozoic. The results achieved by the authors provide better tectonic implications for guiding exploration of Yuhai type copper deposits in this region.

Key words:age; tectonic implication; porphyry copper deposit; Yuhai; Eastern Tianshan Mountains; Xinjiang

作者簡介:第一 張照偉, 男, 1976年生。博士, 副研究員。從事巖漿作用礦床及區(qū)域成礦研究。E-mail: zhaoweiz@126.com。

收稿日期:2015-07-15; 改回日期: 2015-10-06。責(zé)任編輯: 魏樂軍。

中圖分類號:P618.41; P588.122; P597.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

doi:10.3975/cagsb.2016.01.06