Significance of adakites in petrogenesis of early Silurian magmatism at the Yudai copper deposit in the Kalatag district,NW China

Yudai is a newly discovered copper deposit associated with a porphyritic quartz diorite, in the Kalatag district of the eastern Tianshan, China. SHRIMP U-Pb dating of zircons from the diorite yielded an age of 432 ± 3 Ma. The diorite is peraluminous (ASI = 0.98–1.10), calc-alkaline to tholeiitic with high Al₂O₃ of 16.6–17.7 wt% and Mg^# of 57.4–67.4. Trace element characteristics of the diorite show it is enriched in Ba, K and Sr, and depleted in Nb, Ta, Ti, with a positive Eu anomaly and high Sr/Y and La/Yb ratios. This diorite has positive ε_Nd(t) values ranging from 6.2 to 8.4 with low initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.704336 to 0.704450. These geochemical and isotopic characteristics indicate that the adakite-like diorite, associated with the copper mineralization, was emplaced in an island arc setting and resulted from partial melting of subducted oceanic plate in a mantle wedge.     

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

东天山卡拉塔格钠质火山岩岩石学、地球化学及成因

东天山卡拉塔格早泥盆世卡拉塔格组火山岩主要岩性为海相富钠质的安山岩、流纹岩和英安岩，夹少量的钠质玄武安山岩和钠质玄武岩以及正常系列的玄武安山岩。钠质火山岩的特征是：Na2O=1．69～6．38％，Na2O／K，O〉1，多在2～100间：无论是斑晶还是基质，斜长石均为富钠长石；酸性岩石斑晶主要是钠长石和石英，中基性岩石斑晶主要是钠长石（少量更长石）：酸性岩以斑状结构、霏细结构、球粒结构为主，而中基性岩以交织结构、玻晶交织结构为主。各类岩石全岩化学分析计算结果均含标准矿物Q、Hy、Hm，一部分含Di或C，在TAS图上全都投于亚碱性区；∑REE=25、96-96．11ppm，LaN／YbN=1．68-5．32，Eu／E^＊=0．46-1．25，LaN／SmN=1．01-2．95；强不相容元素适度富集，Nb和Ta强烈亏损，部分样品Cs、Rb、K、Zr和Hf适度亏损。这些特征表明，该区钠质火山岩的原始岩浆可能来自富钠俯冲洋壳熔体与地幔楔岩石反应的产物部分熔融。这样的岩浆形成机制与前人有关卡拉塔格是早泥盆世岛弧的认识相一致。     

新疆哈密卡拉塔格块状硫化物矿床金银赋存状态研究

新疆哈密红海黄土坡VMS矿床位于东天山卡拉塔格隆起带,是卡拉塔格矿集区内新发现的块状硫化物矿床。矿体产于卡拉塔格隆起带核部火山沉积岩建造中,具有典型的VMS型矿床“上层下脉”二元结构特征。该矿床中含金硫化物矿石主要有块状黄铁矿黄铜矿、块状黄铁矿黄铜矿闪锌矿、块状黄铁矿闪锌矿黄铜矿和块状闪锌矿。文中在对各类含金硫化物矿石进行详细的矿相学研究基础上,结合扫描电子显微镜与能谱仪联用技术(SEM/EDS),对硫化物样品中金、银的赋存状态进行研究。结果表明,4种块状硫化物中的主要矿物形成于多个期次,主要包括VMS成矿期(黄铁矿阶段、闪锌矿黄铜矿黝铜矿方铅矿阶段、石英重晶石阶段)、热液叠加期(石英黄铁矿黄铜矿闪锌矿方铅矿阶段)和表生期(铜蓝纤铁矿阶段)。矿区首次发现4颗金银金属互化物(银金矿、碲银矿),其较大的化学成分差异指示了热液环境由中酸性中性转变为更有利于Au、Ag迁移沉淀的偏碱性。后期的偏碱性热液对VMS成矿期形成矿物产生了交代作用,使得Au、Ag活化再富集。由于后期热液叠加改造,红海VMS型矿床中Au、Ag不仅赋存于VMS成矿期后期中低温闪锌矿黄铜矿阶段,也赋存于VMS成矿期早期中高温黄铁矿阶段,并贯穿整个热液叠加期。各含金矿物组合中除4颗金银金属互化物外Au多呈显微不可见状态,推测Au、Ag主要以原子或离子形式赋存于矿物晶格中或矿物空位处。     

东天山卡拉塔格地区镁铁质岩体年代学、岩石地球化学研究

东天山大南湖岛弧带北缘卡拉塔格地区发育一系列镁铁质岩体,出露面积1km2。岩体岩相较为单一,主要岩性有辉长岩、橄榄辉长岩、橄长岩、淡色辉长岩和辉绿岩。本文利用LA-ICP-MS测得2个辉长岩的锆石U-Pb年龄分别为282. 2±0. 6Ma和278. 3±0. 6Ma;与吐哈盆地玄武岩及东天山地区铜镍硫化物矿床时代一致。岩石地球化学显示相对低Fe、高Al、Ca、碱、Ti,富集Rb、Ba、Sr、K,亏损Th、Nb、Ta的特征。岩石的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0. 70313～0. 70461,εNd(t)=+6. 22～+8. 64,(~(206)Pb/~(204)Pb)_i=17. 68～18. 103,(~(207)Pb/~(204)Pb)_i=15. 443～15. 536,(~(208)Pb/~(204)Pb)_i=37. 423～37. 801,表现出高Nd、低Sr、低Pb,且变化范围较窄的特征。综合研究表明,该地区镁铁质岩体的岩浆动力学背景为后碰撞伸展环境;岩浆源区为俯冲板片交代的岩石圈地幔,并被软流圈物质混染;同位素和微量元素模拟显示母岩浆在源区遭受了5%～15%的板片流体交代,在上升过程中遭受了5%的上地壳物质混染。卡拉塔格地区镁铁质岩体与东天山二叠纪镁铁-超镁铁质岩体和吐哈盆地玄武岩形成于同一构造岩浆系统,在剥蚀较浅的大南湖岛弧带具有形成铜镍硫化物矿床的潜力。     

新疆哈密喀拉塔格南变质核杂岩特征

喀拉塔格南变质核杂岩位于东天山地区中天山古陆中,为大陆边缘型变质核杂岩构造.该核杂岩原为EW长椭圆形,后被断裂破坏现呈半圆形.变质核杂岩由内核、滑脱系、盖层三单元构成,内圈为内核,由喀拉塔格岩群片麻岩和同构造侵入体组成;中圈为滑脱系,由喀拉塔格岩群片麻岩、兴地塔格岩组片岩和长城系星星峡岩群变碎屑岩组成,发育叠瓦状剥离正断层,与内核之间为主剥离断裂;外圈为盖层,由下石炭统雅满苏组组成.喀拉塔格变质核杂岩构造时代为晚泥盆世—早石炭世.     

“吐哈天窗”卡拉塔格岩体的地球化学和岩石成因

卡拉塔格岩体是吐哈盆地南缘古生代天窗中唯一的一个岩体。主量元素特征表明卡拉塔格岩体属富钠的钙碱性系列;岩石富集轻稀土和Ba、K、La等大离子亲石元素,而亏损Th、Nb、P和Ti等高场强元素,具弱的Eu负异常,具有低的Sr同位素比值和高的εNd(t)值( 7.74～ 9.13)。这些特征表明:(1)卡拉塔格岩体具有俯冲带幔源岩石的成分特点,反映其形成于岛弧环境。(2)卡拉塔格岩体来源于亏损地幔源区,且基本上未受到古老大陆地壳物质的污染,其形成与康古尔古大洋板块向北的俯冲分熔作用具有直接的成因关系。(3)该岩体的总体特征表明,吐哈盆地南缘在早古生代晚期为一活动的大陆边缘环境,卡拉塔格斑岩型金铜矿的形成与该区的古洋壳俯冲有成因联系。     

东天山卡拉塔格泥盆纪岩浆岩地球化学特征及成因

文中对卡拉塔格地区泥盆纪岩浆岩进行了系统的岩相学、岩石地球化学研究,探讨其成因及形成构造背景。卡拉塔格地区泥盆纪火山岩主要为安山岩,并被同期一套成分连续的侵入体,包括辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、二长岩等侵入。其中,辉长岩为钙碱性低钾系列准铝质岩石,具有较高的Al2O3含量(18.76%~19.06%)和Mg#(57.28~69.37),具有正Eu异常;闪长岩、石英闪长岩、二长岩和安山岩为钙碱性高钾钙碱性系列的准铝质弱过铝质岩石,也具有较高的Al2O3含量(15.02%~17.43%)和Mg#(53.67~72.91),具有较弱的Eu负异常或无Eu异常。这些岩浆岩都具有较低的初始Sr值(0.703 11~0.705 18)以及较高的εNd(t)值(5.36~7.72),均富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、Ba、K等,亏损重稀土和高场强元素Ta、Nb、Ti等,都具有岛弧岩浆岩的特征。相似的岩石地球化学特征显示它们可能为同源岩浆活动的产物,可能是由俯冲洋壳形成的流体交代地幔楔岩石发生部分熔融而形成。泥盆纪岩浆岩形成于康古尔洋向卡拉麦里洋俯冲的岛弧背景。     

Geochronology and Geochemistry of the Early Paleozoic Ore-host Volcanic Sequence in the Kalatag Area,East Tianshan,NW China: Implications for the Tectonic Evolution

The East Tianshan contains many late Paleozoic magmatic and polymetallic deposits. Recent studies demonstrate that the early Paleozoic volcanic rocks discovered in the northern region of East Tianshan can be subdivided into the Daliugou, Hongliuxia and Kalatag formations. Here, we report zircon U-Pb ages of volcanic rocks and quartz diorite porphyry, together with whole-rock geochemical and Sr-Nd isotope data of early Paleozoic volcanic rocks, in order to investigate their petrogenesis and geody...