新疆尼勒克縣喀英迪呼斯特巖體地球化學(xué)特征及構(gòu)造背景分析

摘 要 ?喀英迪鐵銅礦床的形成與晚泥盤世呼斯特大型復(fù)式侵入巖體相關(guān)，由二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖等組成。巖石SiO2含量為65.88%～76.26%、K2O+Na2O含量為5.76%～8.20%、K2O含量為2.28%～4.99%，屬高鉀鈣堿性系列;稀土總量149.88～214.32，平均185.45，總體偏低，LREE/HREE=8.59～10.59，均遠(yuǎn)大于1，屬輕稀土相對(duì)富集，δEu值為0.29～0.63，具有中等-較強(qiáng)的銪負(fù)異常。通過R1-R2構(gòu)造判別分析，呼斯特花崗巖的形成主要經(jīng)歷板塊碰撞前、同碰撞期及后碰撞3個(gè)階段，與板塊構(gòu)造碰撞造山有著密切關(guān)系，結(jié)合Fw%-Mw%和Nb-Y構(gòu)造判別進(jìn)一步分析，其侵入巖構(gòu)造背景應(yīng)為板塊匯聚階段的島弧造山帶。

關(guān)鍵詞 ?巖石地球化學(xué);島弧造山帶;喀英迪;呼斯特巖體;新疆尼勒克縣

中圖分類號(hào)：P618.31 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The formation of the Kayingdi Fe-Cu deposit is related to the late Devonian husite large-scale complex intrusive body， which consists of monzonitic granite， granodiorite and granodiorite porphyry. The SiO2 content of rocks is 65.88%～76.26%， K2O+Na2O content is 5.76%～8.20%， K2O content is 2.28%～4.99%， belonging to the series of high potassium calcium alkalinity. The total amount of rare earths is 149.88～214.32， with an average of 185.45， which is generally low. LREE/HREE=8.59～10.59， which is much larger than 1. It is relatively rich in light rare earths， with δEu value of 0.29～0.63， and has medium-strong negative europium anomaly. Through R1-R2 structural discrimination analysis， the formation of Husite granite mainly experienced three stages of plate collision， i.e. pre - collision， co-collision and post-collision， which are closely related to plate tectonic collision and orogeny. Combined with Fw%-Mw% and Nb-Y structural discrimination， further analysis shows that its intrusive rock tectonic background should be island arc orogenic belt in plate convergence stage.

Keywords： rock geochemistry; island arc orogenic belt; Kayingdi; Husite Pluton; Nileke county， Xinjiang

西天山成礦區(qū)北以依連哈比爾尕深大斷裂為界，南以長(zhǎng)阿吾子-烏瓦門縫合帶為界，向西延入哈薩克斯坦，向東止于庫(kù)米什，總體上呈西寬、東窄的楔形展布。西天山博羅科努成礦帶構(gòu)造演化復(fù)雜，早古生代為多島弧北天山洋演化階段，經(jīng)歷向南、向北兩次碰撞增生活動(dòng);晚古生代后碰撞演化階段，屬增生造山帶，經(jīng)歷了從俯沖-碰撞造山向后碰撞伸展-拉張環(huán)境的構(gòu)造轉(zhuǎn)變，華力西期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，具有晚古生代島弧雙重疊復(fù)性質(zhì)。正是由于其復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境，一直是新疆經(jīng)常研究的成礦帶之一。同時(shí)由于其處于新疆中-北部，因惡劣的地理?xiàng)l件和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，地質(zhì)研究程度整體相對(duì)于中、東部省份偏低，相關(guān)的科學(xué)研究明顯滯后，對(duì)于地處博羅科努成礦帶的鐵、銅礦床的科研工作與地質(zhì)勘查工作存在嚴(yán)重脫節(jié)，許多鐵、銅、金礦床已經(jīng)進(jìn)入開采利用階段或已經(jīng)具備開采條件，但相關(guān)的諸多地質(zhì)科學(xué)問題仍處于概念模糊狀態(tài)，如成巖成礦時(shí)代、成礦系統(tǒng)、成礦模式等。本文擬通過對(duì)喀英迪礦床地質(zhì)地球化學(xué)進(jìn)行研究，分析該鐵銅礦床成礦物質(zhì)及礦床形成的構(gòu)造環(huán)境，為下一步深部及外圍找礦工作提供理論依據(jù)。

1 ?呼斯特花崗巖地質(zhì)背景

呼斯特巖體大地構(gòu)造上位于博羅科努古生代復(fù)合島弧帶，屬博羅科努銅金鉬鉛鋅成礦帶（Ⅲ級(jí)），區(qū)域出露地層主要有奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二疊系，華力西早期中酸性巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，沿博羅科努山北坡斷裂與蒙馬拉勒斷裂間分布，出露巖性花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖，呈巖基、巖株、巖枝狀產(chǎn)出，與晚奧陶世呼獨(dú)克達(dá)坂組、早石炭世阿克沙克組、二疊世烏郎組地層接觸，與呼獨(dú)克達(dá)坂組碳酸鹽巖地層接觸形成矽卡巖型鐵銅及巖漿熱液型銅、鐵、鉛鋅等礦產(chǎn)有關(guān)，礦點(diǎn)礦床多分布在巖體內(nèi)及其外接觸帶中（圖1）

2 ?礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于華力西早期呼斯特巖體中-南緣。地表出露地層有奧陶系上統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組、上新統(tǒng)和第四系地層。華力西早期多期次的呼斯特巖漿侵入活動(dòng)在區(qū)內(nèi)發(fā)育，呈北西西-南東東向的不規(guī)則帶狀展布，主要侵入巖有花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)巖脈（圖2），是提供成礦物質(zhì)與形成喀英迪鐵銅、金（銅）礦床的主要巖體。

賦礦圍巖為大理巖、大理巖化灰?guī)r。西礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖通過侵入和吞蝕奧陶系灰?guī)r形成橢圓狀的大理巖俘虜體，鐵銅礦體產(chǎn)在大理巖巖凸構(gòu)造上、下接觸帶部位，形成“V”、“U”形礦體，其頂緣是成礦物質(zhì)易于富厚成礦的有利部位;比較平緩的大理巖巖凸構(gòu)造剖面上可形成“√”形礦體。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造簡(jiǎn)單，處于蒙馬拉勒復(fù)向斜核部西端，斷裂以北西向F1構(gòu)造為主，次為F2、F4、F6、F7等北西向斷裂構(gòu)造和F3、F5等北東向斷裂構(gòu)造，局部小斷裂、裂隙發(fā)育。斷裂控制了侵入巖的基本分布，也為后期成礦提供了熱液通道。后期次生斷層構(gòu)造控制了巖脈和礦化蝕變的展布，并對(duì)部分礦（化）體有一定的破壞作用。

3 ?巖石學(xué)與巖相學(xué)特征

礦區(qū)內(nèi)侵入巖由二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)巖及閃長(zhǎng)巖脈等組成，其中與成礦密切相關(guān)的為呼斯特第二、第三侵入期次的花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖。

二長(zhǎng)花崗巖：巖石淺灰紅色、淡肉紅色、中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物由斜長(zhǎng)石（40%～45%）、微斜長(zhǎng)石（20%～25%）、石英（20%～25%）、黑云母（5%～10%）、角閃石（5%）及微量磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石等組成。斜長(zhǎng)石為板條狀，不同程度被絹云母，黝簾石，綠泥石的替代;石英為它形不規(guī)則狀，填隙狀分布于斜長(zhǎng)石多角空隙中;黑云母片狀，被綠泥石替代析出白鈦石;角閃石呈柱狀，已完全綠泥石化，少量的被綠簾石、石英等替代，偶爾可見殘晶。

花崗閃長(zhǎng)巖：巖石淺灰、淡紅灰色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物成分為斜長(zhǎng)石（45%～50%）、石英（20%～25%）、微斜長(zhǎng)石（5%～10%）、黑云母（10%）、角閃石（5%），副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、黝簾石等。斜長(zhǎng)石呈板條狀，粒徑0.15mm×0.25mm～2.2mm×3mm左右，多被絹云母、黝簾石代替，少數(shù)具環(huán)帶構(gòu)造。微斜長(zhǎng)石呈它形填隙狀，粒徑3.5mm左右;石英粒徑0.05mm～1.5mm，它形填隙狀分布斜長(zhǎng)石間隙中;角閃石呈柱狀，粒徑 0.15mm～1.0mm×1.5mm，常被黑云母代替;黑云母呈片狀，粒徑0.1mm×0.5mm～1.25mm，被綠泥石替代析出白鈦石，并可見少量的綠簾石、黑幼簾石;榍石呈它形不規(guī)則狀，磷灰石，鋯石與暗色礦物伴生。

花崗閃長(zhǎng)斑巖：巖石灰綠、灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石（約35%），角閃石（15%），基質(zhì)具顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，由長(zhǎng)石、石英微晶組成，副礦物為綠簾石、綠泥石、鋯石、磷灰石等。斜長(zhǎng)石斑晶單偏光下無色透明，雙晶較發(fā)育，可見簡(jiǎn)單雙井和聚片雙晶。部分顆?？梢娒黠@環(huán)帶，斑晶邊緣多被溶蝕而呈渾圓狀，角閃石呈長(zhǎng)柱狀，多蝕變成綠簾石、綠泥石。

正長(zhǎng)巖：肉紅、灰白色，半自型粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、脈狀構(gòu)造。以堿性長(zhǎng)石為主，呈半自型板狀，均勻分布，含量約61%;次為斜長(zhǎng)石呈半自型板狀，可見聚片雙晶，均勻分布，含量約25%;含少量石英，它型粒狀，均勻分布，含量約11%;少量黑云母，半自型板狀，均勻分布，3%;含極少榍石。零星出露厚0.5～30 m，長(zhǎng)5～800 m。

閃長(zhǎng)巖：巖石呈灰白、灰綠色，半自型粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、脈狀構(gòu)造。斜長(zhǎng)石：半自型板狀，均勻分布，44%;角閃石呈半自型，針狀或柱狀，大部分顆粒已蝕變?yōu)榫G簾石，僅保留角閃石假象，均勻分布，12%;石英：它型粒狀，充填于礦物顆粒之間，均勻分布，16%;綠簾石：它型粒狀，為角閃石蝕變的產(chǎn)物，均勻分布，24%;不透明礦物：呈顆粒狀產(chǎn)出，均勻分布，4%。零星出露厚2.5～15 m，長(zhǎng)23～142 m。

4 ?巖石地球化學(xué)分析

筆者在礦區(qū)及鄰區(qū)采集與成礦密切相關(guān)的呼斯特花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖樣品8件，其主量元素及相關(guān)參數(shù)見表1。

呼斯特花崗巖SiO2含量65.88～76.26%，平均70.35%，屬中-酸性巖，利用SiO2-A.R堿度率圖解（圖3a）投點(diǎn)，4、5、7、8號(hào)樣落入鈣堿性系列區(qū)，1、2、3、6落入偏堿性系列區(qū)，具有弱堿性巖特征;再進(jìn)一步利用花崗巖常規(guī)的TAS圖解（圖3b），投點(diǎn)均全部落入亞堿性區(qū)?？傮w樣品在SiO2-K2O圖中屬高鉀鈣堿性系列（圖4a）。

鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.92～1.40，平均1.10（大于1.05），表現(xiàn)為過鋁質(zhì)性質(zhì)。氧化指數(shù)OX為0.63～0.84，平均0.74，反映巖體就位較淺，形成與相對(duì)氧化的環(huán)境。固結(jié)指數(shù)SI較低（2.26～13.93），平均8.27，長(zhǎng)英指數(shù)（FL）和鎂鐵指數(shù)（MF）都較低，平均分別78.09和76.63，說明了巖體形成過程中有幔源物質(zhì)的參與，對(duì)巖漿演化分異產(chǎn)生了影響，造成相關(guān)指數(shù)異常。在ACF判別圖解中，1、6、7、8樣品投點(diǎn)落入S型花崗巖投影區(qū)，而2、4、5樣品投點(diǎn)落入I型花崗巖投影區(qū)（圖4b），表明呼斯特巖體屬混源花崗巖。

4 ?稀土元素特征

稀土元素含量及相關(guān)參數(shù)有如下特點(diǎn)（表2）：稀土總量（Total）149.88-214.32，平均185.45，稀土含量偏低;輕、重稀土比值（LREE/HREE）為8.59-10.59，平均9.84，屬輕稀土相對(duì)富集，同時(shí)也反映了巖石稀土分餾明顯。

稀土元素分布圖為一簇向右傾斜的曲線（圖5a），表明呼斯特巖石輕稀土富集型，左側(cè)曲線傾斜度大，反映輕稀土富集度高，右側(cè)曲線較為平緩，說明重稀土分餾程度低。元素組成特點(diǎn)，表明源巖成分基本相同。巖石δEu值為0.29～0.63，均小于1，具有中等-較強(qiáng)的銪負(fù)異常，說明巖漿曾發(fā)生過分異。稀土元素配分曲線呈下凹中等的V型，稀土配分型式具有同熔型與陸殼改造型過渡的稀土。

利用δEu-（La/Yb）N相關(guān)圖（圖5b）投點(diǎn)全部落入殼型區(qū)，反映出花崗巖的形成主要以殼源物質(zhì)為主。

5 ?構(gòu)造背景分析

巖漿巖組合和巖石成分是判定巖石成因和形成環(huán)境的重要標(biāo)志之一。利用巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)源巖成巖類型判別，在R0-R2多陽(yáng)離子參數(shù)構(gòu)造判別圖（圖6）上顯示：8件樣品中有2件落入板塊碰撞前區(qū)，2件落入同碰撞期區(qū)，2件樣品落入板塊碰撞晚期區(qū)，2件落入造山晚期后區(qū)，判別投影圖上說明呼斯特花崗巖的形成主要經(jīng)歷板了塊碰撞前、同碰撞期及后碰撞3個(gè)階段，與板塊構(gòu)造碰撞造山有著密切關(guān)系，其構(gòu)造背景應(yīng)為島弧造山帶。

在Fw%-Mw%構(gòu)造判圖（圖7a）上，大部樣點(diǎn)均落入IAG+CAG+CCG區(qū)，且多位于后造山區(qū)（POG），與島弧+大陸弧+大陸碰撞帶有關(guān)。呼斯特巖體已證實(shí)是在晚泥盤世北天山洋向伊犁板塊俯沖消減的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)背景下形成的，該時(shí)期發(fā)生的洋-陸板塊碰撞，其結(jié)果是碰撞帶洋島或島弧的形成，可排除大陸弧和大陸碰帶構(gòu)造背景。

在利用不同類型花崗巖稀土元素Nb-Y圖解（圖7b）上，有相關(guān)數(shù)據(jù)的樣點(diǎn)全部落入WAG+COLG區(qū)內(nèi)，為火山弧同碰撞花崗巖，反映出島弧造山帶環(huán)境。

通過對(duì)喀英迪鐵銅礦床巖石學(xué)、巖相學(xué)及地球化學(xué)等特征分析，礦區(qū)侵入巖體是晚泥盆世早期，活動(dòng)大陸邊緣的島弧帶在板塊匯聚階段產(chǎn)生局部拉張形成由地幔衍生的巖漿上升，引起硅鋁質(zhì)地殼部分重熔形成同熔巖漿，再由同熔巖漿產(chǎn)生分離作用形成不同階段性質(zhì)的巖漿分別上侵，在上侵的過程中又同時(shí)與地殼物質(zhì)發(fā)生熔融作用，產(chǎn)生一系列中酸性、酸性巖漿，在入侵定位時(shí)，最終形成以地殼物質(zhì)為主，混有幔源物質(zhì)的混源型花崗巖。

入侵定位過程中，因巖漿分異和冷凝速度，在垂直巖體系統(tǒng)產(chǎn)生壓力差，巖漿分離出的含礦汽水熱液沿構(gòu)造裂隙面及接觸部位上侵入地表的碳酸鹽沉積蓋層，隨著溫度壓力進(jìn)一步降低，在巖體相對(duì)開闊的環(huán)境，穿插交代圍巖形成蝕變礦化帶。

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