新疆烏什北山玄武巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb年齡

杜曉飛，王 威，柳獻(xiàn)軍，張雅芳，邢春輝

（1.新疆自然資源與生態(tài)環(huán)境研究中心，新疆烏魯木齊830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)人民政府國家305項(xiàng)目辦公室，新疆烏魯木齊830000）

1 概述

烏什北山位于南天山碰撞帶內(nèi)，該碰撞帶位于塔里木古板塊與伊犁—哈薩克斯坦古板塊之間[1]，屬于高海拔深切割區(qū)，地質(zhì)研究程度較低。該區(qū)出露玄武巖及脈狀輝綠巖，本文針對(duì)該區(qū)的玄武巖、輝綠巖，開展了年代學(xué)、巖石地球化學(xué)研究，以期闡明侵位時(shí)代、了解巖漿來源，不僅有助于了解礦化帶成因，為以后尋找火山巖型金礦具有指導(dǎo)性意義，填補(bǔ)烏什北山玄武巖年代學(xué)研究的空白。

2 地質(zhì)特征

研究區(qū)出露的地層主要下石炭統(tǒng)甘草湖組砂巖、粉砂巖、生物碎屑灰?guī)r（圖1），下石炭統(tǒng)野云溝組灰?guī)r、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，上石炭統(tǒng)阿依里河組生物屑灰?guī)r、砂巖，上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)康克林組泥質(zhì)灰?guī)r夾碎屑巖，下二疊統(tǒng)小提坎力克組玄武巖夾碎屑巖，下侏羅統(tǒng)陽霞組粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)頁巖，中新—上新統(tǒng)康村組砂—礫巖、灰?guī)r等，下更新統(tǒng)西域組礫巖，上更新統(tǒng)新疆群及全新統(tǒng)沖洪積物。

在研究區(qū)北部小提坎力克組與甘草湖組接觸帶發(fā)現(xiàn)金礦化點(diǎn)，蝕變類型主要為褐鐵礦化、硅化、綠簾石化、綠泥石化等，蝕變帶長約1500m，寬5～20m，走向近南北，傾向270°～280°，傾角65°～85°，Au品位在（0.2～1.13）×10-6，金礦化點(diǎn)明顯受斷裂控制，這與前人總結(jié)的西南天山金礦床的成礦規(guī)律一致[2]。

本區(qū)斷裂較發(fā)育，主要呈北東—南西向，為壓扭性斷裂。

巖漿巖主要分布于北部和東部，沿北東向斷裂分布，主要呈溢流相，厚度約600余米，巖性主要為玄武巖、輝綠巖。

3 地球化學(xué)特征

在基巖中采集了3件玄武巖樣品和1件輝綠巖樣品。經(jīng)鏡下觀察，挑選較新鮮的玄武巖和輝綠巖進(jìn)行了主量元素、稀土元素和微量元素室內(nèi)分析。樣品由新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)分析測(cè)試完成，其中主量元素為X熒光法分析，稀土和微量元素使用ICP-MS測(cè)定。分析結(jié)果列于表1、表2中。

本次分別對(duì)輝綠巖（WLD2001）、玄武巖（PM-ⅩⅩⅡ-63）進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年分析，實(shí)驗(yàn)國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，樣品按常規(guī)方法將巖石樣品粉碎至300μm，經(jīng)磁法和重液分選后，在雙目鏡下挑選出無裂隙、無包體、干凈透明的自形程度較好的鋯石顆粒，并將其與標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM（417Ma）一起在玻璃板上用環(huán)氧樹脂固定、拋光，然后進(jìn)行透射光、反射光及陰極發(fā)光照相。數(shù)據(jù)處理采用Ludwig的SQUID1.02及ISOPLOT程序自動(dòng)完成[3-4]。

圖1 烏什北山地質(zhì)圖（據(jù)新疆煤田地質(zhì)局一五六隊(duì)修編）

3.1 主量元素

玄武巖SiO2含量變化范圍較?。?5.27%～51.69%），平均為48.17%（見表1），有較高的TiO2（1.89%～2.38%），平均2.09%，Al2O3含量中等，變化在12.08%～14.81%之間，T Fe2O3含量高（11.82%～13.08%），平均為12.39%，且FeO＞Fe2O3，MgO含量較低，平均為3.67%，貧MnO（0.19%～0.29%），Na2O（2.66%～4.03%）和K2O（0.59%～1.45%）含量低，且Na2O＞K2O；P2O5含量較高，為0.43%～1.3%，平均為0.71%。本區(qū)玄武巖較高的TiO2、T Fe2O3、P2O5的特點(diǎn)與OIB相似[5]。

3.2 稀土、微量元素

玄武巖的稀土總量較高[（92.67～198.07)×10-6]，平均為124.29×10-6，輕重稀土分異較顯著[平均（La/Yb）N比值為4.30，平均（Ce/Yb）N比值為3.37]；無明顯Eu異常[除一件正異常（1.29）外，其余為δEu＝0.98～1.01]，無明顯Ce異常（δCe＝0.91～0.93）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線圖上，所有的巖石樣品均具有相似的稀土元素配分模式，輕稀土相對(duì)富集，重稀土相對(duì)虧損，呈右傾型（見圖2a）。這種稀土配分模式和典型洋島玄武巖（OIB）相似[6]。輝綠巖與玄武巖具有相似的稀土元素配分模式，表明二者為同源巖漿的產(chǎn)物。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中，大離子親石元素（LIL）中Ba、K、Sr的含量變化適中且不富集（見圖2b）。Nb呈弱負(fù)異常，玄武巖和OIB的微量元素分布型式總體很相似，僅個(gè)別元素（Rb、Ba、Sr、Hf）存在明顯差異。

表1 烏什北山玄武巖及輝綠巖主量元素（wt%）分析結(jié)果

表2 烏什北山玄武巖及輝綠巖部分微量元素（10-6）分析結(jié)果

圖2 烏什北山玄武巖微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖

3.3 鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果

本文對(duì)烏什北山輝綠巖（WLD2001）、玄武巖（PM-ⅩⅩⅡ-63）進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年。鋯石呈自形長柱狀，鋯石粒徑50～180μm，13粒鋯石 的U和Th含 量中 等[U=（210～843）×10-6，Th=（127～318）×10-6]，Th/U比值（0.3～0.78）一半大于0.4，屬巖漿成因的鋯石。輝綠巖中鋯石206Pb/238U年齡介于298Ma～315Ma之間，加權(quán)平均年齡為297.9Ma±5.4Ma，MSWD=1.25（見圖3）；玄武巖中鋯石206Pb/238U年齡介于292Ma～303Ma之間，加權(quán)平均年齡為297.9Ma±1.8Ma，MSWD=1.40。

4 討論

4.1 巖石年代

本文通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年方法，首次對(duì)烏什北山輝綠巖、玄武巖成巖年齡進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，結(jié)果顯示輝綠巖侵位年齡為297.9Ma±5.4Ma，玄武巖成巖年齡為297.9Ma±1.8Ma，均屬于早二疊世時(shí)期的產(chǎn)物，烏什北山輝綠巖、玄武巖為同期巖漿。

4.2 巖漿源區(qū)地球化學(xué)特征

圖3 烏什北山鋯石U-Pb年齡諧和圖

烏什北山玄武巖具高Ti/Y（405～739），對(duì)地殼混染敏感的指數(shù)也未顯示明顯降低，玄武巖Ti/Yb（3770～7514）顯示地殼物質(zhì)的加入很少[8]。Nb/Ta值為14.9～18.9，與原始地幔（Nb/Ta=17.5）比較接近，高于大陸地殼平均值（Nb/Ta=11），主要以幔源巖漿活動(dòng)為主。烏什北山玄武巖的稀土配分圖和蛛網(wǎng)圖與OIB型的曲線模式相似，綜上所述，玄武巖來源于具OIB型特征的幔源巖漿。

4.3 金蝕變帶控礦因素

楊富全等從眾多的金成礦區(qū)和成礦遠(yuǎn)景區(qū)中，根據(jù)掌握的資料，優(yōu)選烏什北山作為重點(diǎn)找礦靶區(qū)[9]。項(xiàng)目組通過“新疆烏什縣烏魯克也拉克一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”發(fā)現(xiàn)一條金蝕變帶，明顯受斷裂控制，蝕變類型主要為褐鐵礦化、硅化、綠簾石化、綠泥石化等，蝕變帶長約1500m，寬5～20m，走向近南北，傾向270°～280°，傾角65°～85°，Au品位在（0.2～1.13）×10-6，初步判斷，該金蝕變帶與玄武巖熱事件及斷層關(guān)系密切。

5 結(jié)論

（1）烏什北山玄武巖噴發(fā)年齡為297.9Ma±1.8Ma，輝綠巖侵位年齡為297.9Ma±5.4Ma，表明形成于早二疊世。

（2）玄武巖來源于具OIB型特征的幔源巖漿。

（3）新發(fā)現(xiàn)的金蝕變帶受斷層控制，與玄武巖關(guān)系密切。