青?？ρ趴说卿\多金屬礦床二長花崗巖鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

張　勇，趙永亮，李恒恒，張　勝，周青祿，熊宇玲

(1.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810029；2.青海省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810008)

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青海喀雅克登鋅多金屬礦床二長花崗巖鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

張勇1，趙永亮1，李恒恒1，張勝1，周青祿1，熊宇玲2

(1.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810029；2.青海省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810008)

摘要：青?？ρ趴说卿\多金屬礦床與成礦關(guān)系密切的二長花崗巖通過LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb測年，年齡為(403.1±1.2) Ma，MSWD=0.46，屬于早泥盆世；礦區(qū)的鋅多金屬礦體主要產(chǎn)于二長花崗巖與古元古代金水口巖群白沙河巖組大理巖巖段接觸部位的夕卡巖中，表明喀雅克登鋅多金屬礦床形成于(或晚于)(403.1±1.2) Ma。二長花崗巖中w(MgO)=0.21%～0.87%，w(FeOt)=0.93%～3.93%，Mg#=25.5～34.66，K2O/Na2O=1.0～1.72，A/CNK=0.89～1.17，屬高鉀鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖系列，為殼源巖漿?？ρ趴说卿\多金屬礦床形成于后碰撞階段，受幔源巖漿底侵改造。

關(guān)鍵詞：喀雅克登鋅多金屬礦床；二長花崗巖；鋯石U-Pb年齡；地球化學(xué)特征；青海省

0引言

青海省喀雅克登鋅多金屬礦床是近幾年在東昆侖成礦帶(圖1a)上發(fā)現(xiàn)的小型鋅多金屬礦床，伴生有鐵、銅、鉬、鎢等金屬礦物，礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)5條含礦帶(I-Ⅴ)，圈出各類礦體48條，初步估算鋅資源量5.46×104t，平均w(Zn)=2.03%；鎢資源量1 156 t，平均w(WO3)=0.13%?？ρ趴说卿\多金屬礦床較系統(tǒng)的理論研究剛剛起步，還未開展礦區(qū)成礦年齡測試，有學(xué)者[1]根據(jù)印支期是該區(qū)域的主要成礦時(shí)期，把喀雅克登礦床的成礦期歸為晚三疊世，但在夕卡巖型礦體周圍并無三疊紀(jì)的侵入巖，而全是早泥盆世侵入巖①。本文通過對(duì)雅克登鋅多金屬礦床Ⅰ-M3，Ⅰ-M4號(hào)透輝石閃鋅白鎢礦礦體外接觸帶上的二長花崗巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征、礦體特征及巖石地球化學(xué)特征，探討了該礦床的成礦時(shí)代及成礦構(gòu)造環(huán)境，以期對(duì)今后該礦區(qū)的找礦工作有所裨益。

1區(qū)域地質(zhì)背景

圖1　喀雅克登鋅多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1　Geological map of the Kayakedeng polymetallic deposit1.第四系；2.新近系獅子溝組；3.晚三疊系鄂拉山組；4.石炭-二疊系打柴溝組；5.奧陶-志留系灘間山巖群碳酸鹽巖組；6.薊縣系冰溝群狼牙山組碳酸鹽巖段；7.古元古界金水口巖群白沙河巖組片麻巖段；8.古元古界金水口巖群白沙河巖組碳酸鹽巖段；9.早侏羅世似斑狀鉀長花崗巖；10.早侏羅世鉀長花崗巖；11.晚三疊世花崗閃長巖；12.晚三疊世石英閃長巖；13.早泥盆世似斑狀二長花崗巖；14.早泥盆世二長花崗巖；15.早泥盆世輝長巖；16.地質(zhì)界線；17.逆斷層；18.性質(zhì)不明斷層；19.礦體；20.鉆孔；.賽什騰山—阿爾茨托山造山亞帶；.柴達(dá)木盆地晚中-新生代斷坳盆地；.祁漫塔格—都蘭造山亞帶；.伯喀里克—香日德元古宙古陸塊體；.雪山峰—布爾汗達(dá)造山亞帶；.黑山—柯生印支褶帶；.昌馬河印支褶皺帶；.可可西里—南巴顏喀拉造山亞帶

喀雅克登鋅多金屬礦區(qū)位于東昆侖成礦帶，隸屬于中央造山帶的中西段[2-5]。東昆侖是具有復(fù)雜演化歷史的多旋回復(fù)合造山帶[3,6-7]，主要經(jīng)歷了前寒武紀(jì)古陸形成、早古生代造山旋回、晚華力西期—印支期造山旋回以及中新生代疊復(fù)造山旋回[8-9]。東昆侖造山帶根據(jù)昆北、昆中、昆南3條區(qū)域性深斷裂及北巴顏喀拉斷裂，自北向南被分為昆北(火山-侵入巖帶)、昆中(花崗-變質(zhì)雜巖帶)、昆南(陸緣活動(dòng)帶)、阿尼瑪卿(火山-侵入巖帶)和北巴顏喀拉5個(gè)構(gòu)造帶[9]，礦區(qū)位于昆中的花崗-變質(zhì)雜巖帶上。青海省第三輪成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃研究把該地區(qū)劃為伯喀里克—香日德元古宙古陸塊體(圖1b)，為元古宙聯(lián)合古陸解體過程中由裂解和離散生成秦祁昆造山系時(shí)殘存的最大和最完整的一個(gè)古陸塊體，它以孤島狀留在秦祁昆海盆南部，主要受到華力西期閃長巖類和花崗巖類侵入活動(dòng)的影響，構(gòu)成以花崗類巖石為主的巖基帶，并在此基礎(chǔ)上形成了伯喀里克—香日德印支期金、鉛、鋅(銅、稀有、稀土)成礦帶①。

2礦體特征

喀雅克登鋅多金屬礦床共圈出礦體48條，其中主礦體9條(表1)，礦體均產(chǎn)于早泥盆世的中酸性巖漿巖與白沙河巖組大理巖段接觸部位的夕卡巖中(或接觸帶附近的大理巖中)，成因類型為夕卡巖型。礦體走向多為NW向，少部分NNW或近EW向，傾向NE，傾角一般30°～70°，礦體長50～620 m ，厚0.52～18.58 m ，延深多<100 m，其中Ⅰ-M1鋅多金屬礦體最大延深達(dá)395 m。礦體主要礦物為閃鋅礦，還有白鎢礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦，礦化較復(fù)雜。閃鋅礦、白鎢礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦常共(伴)生于透輝石夕卡巖中，透輝石粒度相對(duì)較粗，當(dāng)?shù)V體出露地表時(shí)，常有紅鋅礦、孔雀石、褐鐵礦等礦物。

3鋯石LA-MC-ICP-MS定年

3.1樣品采集

進(jìn)行鋯石U-Pb定年的3件樣品采自鉆孔ZK2401中的Ⅰ-M3，Ⅰ-M4號(hào)透輝石閃鋅白鎢礦礦體的內(nèi)接觸帶上的二長花崗巖內(nèi)(圖2)。樣品盡量采集蝕變較弱且?guī)r心較完整的二長花崗巖。二長花崗巖呈淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量10%，成分為鉀長石，粒度1～2.2 cm；基質(zhì)為0.468～3.90 mm ，含量約90%，其中斜長石30%，石英36%，鉀長石21%，黑云母3%，副礦物磷灰石微量。

3.2測試方法

樣品經(jīng)機(jī)械破碎、重磁、電磁分選后，在雙目鏡下挑選晶形較好且純凈透明的鋯石來制靶及陰極發(fā)光照相，以供測試選點(diǎn)用。采用LA-MC-ICP-MS系統(tǒng)進(jìn)行鋯石微區(qū)U-Pb定年，測試單位為天津地質(zhì)

表1　喀雅克登鋅多金屬礦主礦體特征

圖2　喀雅克登16號(hào)勘探剖面示意圖Fig.2　Section sketch of No.16 explorationg line in Kayakedeng polymetallic deposit1.大理巖；2.透輝石夕卡巖；3.二云斜長片麻巖；4.似斑狀二長花崗巖；5.鋅鎢礦體；6.鎢礦體；7.鋯石樣品采集點(diǎn)

礦產(chǎn)研究所，具體流程參見侯可軍等LA-MC-ICP-MS鋯石微區(qū)原位U-Pb定年技術(shù)[10]。

3.3測試結(jié)果

樣品KAS3TW1中的陰極發(fā)光圖像(CL)中的鋯石自形程度相對(duì)較好，透明至半透明，形態(tài)多呈長柱狀、粒狀，個(gè)別呈不規(guī)則狀，長度多為100～200 μm，鋯石顆粒具韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為巖漿成因鋯石。KAS3TW1樣品鋯石U-Pb測年結(jié)果見表2。所測的25個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡為383～425 Ma，有22個(gè)點(diǎn)位于諧和曲線上(圖3)。其中，20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的206Pb/238U加權(quán)表面年齡為(403.1±1.2) Ma，MSWD值為0.46，代表巖體形成年齡；1個(gè)點(diǎn)為(425±3) Ma，可能為巖漿上升時(shí)捕獲的早期巖漿鋯石； 1個(gè)點(diǎn)為(383±3) Ma，可能與后期的幔源巖漿底侵有關(guān)，在喀雅克登發(fā)現(xiàn)有(380.3±1.5) Ma的輝長巖[11]；明顯偏離曲線的3個(gè)點(diǎn)，可能為鋯石形成后的地史時(shí)期內(nèi)鋯石U-Pb體系不封閉，其放射性成因鉛在后期熱事件或擴(kuò)散過程中丟失。另2個(gè)樣品KAS3TW2和KAS3TW3測得的206Pb/238U年齡分別為(403±2) Ma和(408.2±1.1) Ma，二長花崗巖的形成年齡為403～408 Ma，為早泥盆世，這與喀雅克登二長花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(408±5) Ma是一致的[12]。

4地球化學(xué)特征

似斑狀二長花崗巖在喀雅克登塔格山南坡有較大規(guī)模的分布，出露面積約273 km2，大部分以巖基狀產(chǎn)出(圖1b)，巖體長軸方向?yàn)榻麰W向、NW向。二長花崗巖主元素測量結(jié)果見表3，通過TAS圖解(圖5)，1，3，4，6，7，8號(hào)樣品落入花崗巖中，而2號(hào)樣品落入二長巖中，5號(hào)樣品落入花崗閃長巖中，剔除2，5號(hào)樣品后發(fā)現(xiàn)二長花崗巖的w(SiO2)相對(duì)較高，為69.97%～74.03%，呈酸性；里特曼指數(shù)σ=1.86～2.47，小于3.3，為鈣堿性巖；w(MgO)=0.21%～0.87%，w(FeOt)=0.93%～3.93%，MgO與FeOt的比值為0.19～0.29，Mg#值為25.5～34.66；K2O/Na2O=1.0～1.72，相對(duì)富鉀。在A/CNK—A/NK圖解(圖6)上，中細(xì)粒二長花崗巖落在準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域，似斑狀二長花崗巖絕大多數(shù)落入過鋁質(zhì)區(qū)域，說明巖石從邊部向中心有由偏鋁質(zhì)向過鋁質(zhì)方向轉(zhuǎn)變的趨勢。在SiO2—K2O圖解(圖7)中，二長花崗巖均為高鉀鈣堿性系列；在AFM圖解(圖8)中，樣品均落在鈣堿性系列區(qū)。綜上所述，喀雅克登二長花崗巖屬于高鉀鈣堿性、偏鋁質(zhì)花崗巖系列，顯示殼源特點(diǎn)。

表3　早泥盆世二長花崗巖巖石化學(xué)特征

注：數(shù)據(jù)引自②。

圖3　喀雅克登二長花崗巖中鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像(KAS3TW1)Fig.3　CL images of zircons from Kayakedeng monzonitic granite(KAS3TW1)

圖4　喀雅克登二長花崗巖鋯石U-Pb年齡諧和圖和加權(quán)平均年齡圖Fig.4　Zircon U-Pb concordia and weighted average ages of Kayakedeng monzonitic granite

圖5　二長花崗巖TAS圖解(據(jù)Middlemost，1994)Fig.5　TAS diagram of monzonitic granite1.中細(xì)粒二長花崗巖；2.似斑狀二長花崗巖

圖6　二長花崗巖A/CNK—A/NK圖解(據(jù)Rickwood，1989)Fig.6　A/CNK—A/NK diagram of monzonitic granite1.中細(xì)粒二長花崗巖；2.似斑狀二長花崗巖；3.二長巖

5討論

5.1年代學(xué)地質(zhì)意義

喀雅克登二長花崗巖206Pb/238U加權(quán)表面年齡為(403.1±1.2) Ma，MSWD值為0.46，屬早泥盆世。礦體多數(shù)產(chǎn)于早泥盆世二長花崗巖侵入古元古代金水口巖群白沙河巖組大理巖段接觸帶上的夕卡巖中，表明早泥盆世的二長花崗巖為礦體的形成提供了豐富的成礦物質(zhì)來源，故認(rèn)為早泥盆世是礦體形成時(shí)期，屬于加里東晚期。

5.2巖石學(xué)成因分析

喀雅克登與成礦關(guān)系密切的二長花崗巖w(K2O)=4.38%～4.98%，含量較高，K2O/Na2O=1.0～1.72，均大于1.0，相對(duì)富鉀；FeOt/(FeOt+MgO)值較高，為77.2%～84.0%，Mg#值為25.5～34.66，小于40，A/CNK=0.89～1.17，顯示偏鋁質(zhì)特征，在K2O—Na2O圖解(圖9a)上，二長花崗巖全部落入A型花崗巖區(qū)或A型與S型過渡區(qū)間；在R1—R2多陽離子構(gòu)造環(huán)境圖解(圖9b)上，二長花崗巖全部落入同碰撞區(qū)域。東昆侖洋盆從早-中泥盆世已閉合，進(jìn)入碰撞造山階段[13]，東昆侖在泥盆紀(jì)已進(jìn)入造山后伸展崩塌階段[14]。同時(shí)，從早泥盆世開始，巖石圈地幔發(fā)生拆沉，軟流圈物質(zhì)上涌造成局部底侵[12]，由于此時(shí)處于造山后伸展崩塌階段，地殼增厚，幔源物質(zhì)注入的較少，在早泥盆世二長花崗巖內(nèi)有少量的輝長巖等基性巖脈和包體。由此可初步認(rèn)為喀雅克登礦床后碰撞階段形成，并受幔源巖漿底侵改造。

6結(jié)論

(1)二長花崗巖鋯石LA-MC-ICP-MS法測得206Pb/238U加權(quán)表面年齡為(403.1±1.2) Ma，MSWD值為0.46，屬早泥盆世，即加里東晚期，表明喀雅克登礦床形成于早泥盆世。

圖7 二長花崗巖K2O—SiO2圖解(據(jù)Rickwood,1989)Fig.7 K2O-SiO2diagramofmonzoniticgranite1.中細(xì)粒二長花崗巖;2.似斑狀二長花崗巖;3.二長巖;4.花崗長巖圖8 二長花崗巖AFM圖解(據(jù)Irvine,1971)Fig.8 AFMdiagramofmonzoniticgranite1.中細(xì)粒二長花崗巖;2.似斑狀二長花崗巖;3.二長巖;4.花崗閃長巖

圖9　二長花崗巖K2O—Na2O圖解(a)與R1—R2因子判別圖(b)(據(jù)Collies，1982和Bechelor，1985)Fig.9　K2O-Na2O diagram(a) and R1-R2 factor diagram(b) of monzonitic granite1.中細(xì)粒二長花崗巖；2.似斑狀二長花崗巖；3.二長巖

(2)根據(jù)主量元素化學(xué)特征，喀雅克登礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的二長花崗巖屬高鉀鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖系列，具殼源特點(diǎn)，受幔源巖漿改造。

注釋：

①青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局. 青海省第三輪成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃研究及找礦靶區(qū)預(yù)測報(bào)告. 2003.

②青海省地質(zhì)調(diào)查院. 青海省喀雅克登塔格地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告. 2010.

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Zircon U-Pb dating and geological significance of monzonitic granite of Kayakedeng zinc polymetallic deposit in Qinghai

ZHANG Yong1, ZHAO Yongliang1, LI Hengheng1,ZHANG Sheng1, ZHOU Qinglu1, XIONG Yuling2

(1.TheThirdGeologicalandMineralExplorationInstitnteofQinghaiProvince,Xining810029,China；2.TheSixthGeologicalandMineralExplorationInstitnteofQinghaiProvince,Xining810008,China)

Abstract：A monzonitic granite is genetically closely related to Kayakedeng zinc polymetallic deposit whose zircon U-Pb age dating by LA-MC-ICP-MS is (403.1±1.2) Ma (MSWD=0.46) belonging to Early Devonian Epoch. Ore bodies mainly occur in the skarn at contact between the monzonitic granite and the marble member of Baishahe formation of Paleoproterozoic Jinshuikou thus we assume that Kayakedeng zinc polymetallic deposit is formed at or later than (403.1±1.2) Ma. w(MgO)=0.21%-0.87%，w(FeOt)=0.93%-3.93%，Mg#=25.5-34.66，K2O/Na2O=1.0-1.72，A/CNK=0.89-1.17 of the granite indicate that it belongs to high potassium calc-alkaline and metaluminous rock series derived from crustal magma. We consider that the Kayakedeng zinc polymetallic deposit was formed in the post-orogenic stage and reworked by diaper of mantle materials.

Key Words：Kayakedeng zinc polymetallic deposit; monzonitic granite; zircon U-Pb age; geochemical characteristics; Qinghai province

收稿日期：2015-01-09；責(zé)任編輯：趙慶

基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目(編號(hào)：1212011221047)資助。

作者簡介：張勇(1982—)，男，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘探工作。E-mail:qhskyzy@163.com

doi：10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 01. 006

中圖分類號(hào)：P597.3；P588.12

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A