东天山卡拉塔格晚石炭世岛弧火山岩发现的地质意义

东天山大南湖岛弧带内古生代火山岩地层时代一直存在争议,其北部卡拉塔格地区核部火山岩尤为复杂。本研究通过详细的野外工作,在该区识别出一套晚石炭世（299.6±2.1 Ma）流纹岩地层。地球化学研究表明：流纹岩具有高SiO₂（75.83%～77.96%）、低Al₂O₃（10.41%～11.94%）和TiO₂（0.30%～0.34%）含量,富钠贫钾（Na₂O/K₂O=52～215）,莱特碱度率（A.R.）为2.84～3.28,属钙碱性低钾系列岩石;所有岩石显示轻微富集大离子亲石元素和轻稀土元素（La/Yb）_N=2.12～2.43、亏损髙场强元素Nb、Ta和Ti,并呈现Eu负异常（Eu/Eu^*=0.64～0.82）,与俯冲相关的钙碱性岛弧岩浆岩特征相似。结合区域研究成果,本文认为该流纹岩是北天山洋向北俯冲过程中岩浆活动的产物,晚石炭世北天山洋尚未闭合。本研究成果为东天山大南湖岛弧带岩浆活动时限和构造演化提供了新资料。     

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。     

新疆东准噶尔纸房地区早古生代花岗岩的确定及其地质意义

纸房花岗岩体位于新疆东准噶尔卡拉麦里构造带北侧。该岩体侵入的最新地层为中-上奥陶统荒草坡群, 并被晚志留世及早泥盆世地层不整合覆盖。对纸房花岗岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年, 获得的206Pb/238U加权平均年龄为(463±7)~(436±4) Ma, 表明该岩体形成于晚奥陶世-早志留世, 是早古生代岩浆活动的产物。对已有的区域地质资料、岩体侵位时代及其与围岩接触关系进行综合分析后认为, 纸房花岗岩体的形成时代大致对应于卡拉麦里构造带内区域性角度不整合的形成时间, 推测该岩体为早古生代造山过程中形成的花岗质岩石。高Sr、低Yb、弱的Eu负异常等地球化学特征也显示其为埃达克型同造山花岗岩。纸房地区早古生代同造山花岗岩的存在为东准噶尔卡拉麦里构造带早古生代造山作用的确认提供了证据。      

柴北缘早古生代埃达克质花岗岩锆石定年及其地质意义

铁石观岩体位于柴达木盆地北缘中偏西段,是该地区新发现的具埃达克岩特点的花岗岩。岩石化学分析结果表明,铁石观岩体SiO2含量变化于71.36%~73.70%,Al2O3含量介于14.48%~15.64%之间,MgO含量为0.44%~0.71%,w(Sr)一般350×10-6,w(Yb)变化于0.67×10-6~1.58×10-6,w(Y)介于6.74×10-6~18.02×10-6,w(Sr)/w(Y)=21.32~72.49,富集LREE和大离子亲石元素,亏损HREE及高场强元素,与典型的埃达克岩相似。铁石观岩体锆石206Pb/238U年龄加权平均值为(422.0±6.4)Ma,代表了岩浆形成年龄。研究表明,铁石观岩体形成于大陆后碰撞造山阶段,为加厚陆壳重熔形成。     

东天山卡拉塔格石炭纪安山岩地球化学、年代学研究及地质意义

通过对东天山卡拉塔格石炭纪安山岩进行详细岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,精确厘定了该火山岩成岩时代,探讨了岩浆来源及构造背景,进一步约束了古亚洲洋闭合时限。卡拉塔格石炭纪地层为一套火山碎屑岩夹火山岩,其中火山岩以安山岩为主。对安山岩进行LA-ICP MS锆石U-Pb测年,获得年龄（309.0±3.3）Ma为晚石炭世。岩石地球化学特征显示,安山岩为钠质、过铝质、钙碱性系列;稀土元素富集LREE,(La/Yb)N为3.10～4.13,δEu呈弱的负异常;微量元素Zr/Yb(6.78～8.76)、Hf/Yb(1.47～1.83)、Zr/Nb(32.06～34.60)的值均接近于岛弧安山岩;元素蛛网图上具富集大离子亲石元素Rb,Ba,U,K等,亏损Nb,Ta,Ti特征,表明其形成于岛弧环境。样品εHf(t)变化范围较大为-13.1～+14.8,且具高Sr,Yb和Y含量,低Sr/Y值,Ba/La>13,表明安山岩源区以俯冲流体交代的地幔楔部分熔融为主。     

新疆东天山卡拉塔格红石铜矿床硫同位素研究

卡拉塔格红石铜矿床位于新疆东天山大南湖—头苏泉岛弧带北段,矿床产于陆相火山岩—次火山岩中,受断裂构造控制而呈脉状;成矿过程包括早、中和晚阶段,分别以石英—黄铁矿脉、石英—硫化物脉以及石英—碳酸盐—石膏细脉为标志;围岩蚀变以硅化、绢云母化、碳酸盐化、青磐岩化等中低温蚀变组合为特征。矿石硫化物的δ³⁴S值变化于-1.9‰～3.6‰之间,平均为1.2‰,其中黄铁矿δ³⁴S值为-1.1‰～3.6‰（平均值1.3‰）,黄铜矿δ³⁴S值为-1.9‰～1.6‰（平均值0.5‰）,闪锌矿δ³⁴S值为2.0‰～3.5‰（平均值2.8‰）。从早到晚,矿石硫化物的δ³⁴S值显示逐渐降低的特点,表明成矿过程中硫源发生了变化或成矿流体系统性质有所改变,由与石英斑岩有关的矿化过渡为浅成低温热液矿化。红石矿床地质与流体特征与新疆北部浅成低温热液矿床一致,应为浅成低温热液矿床。     

东昆仑早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

应用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)方法,对东昆仑五龙沟地区花岗岩样品进行了锆石 U-Pb 定年研究。结果表明,黄龙沟中部的糜棱岩化二长花岗岩(B20-14)中岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(417.7±2.0) Ma,黄龙沟上部的糜棱岩化二长花岗岩(B21-2)中岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(419.7±2.3) Ma,深水潭粗中粒二长花岗岩(B20-8)中岩浆锆石206Pb/238U 年龄平均值为(419.9±2.0) Ma,红旗沟中部的粗中粒二长花岗岩(B25-9)岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(419.0±2.0) Ma。它们代表了五龙沟地区所研究花岗岩的形成年龄,其形成时代均为晚志留世,记录了东昆仑早古生代的岩浆活动。本文获得的东昆仑五龙沟地区的晚志留世花岗岩可能与东昆仑早古生代洋盆闭合后的碰撞造山作用有关。花岗岩中1861 Ma、1666 Ma古元古代继承锆石的发现,表明东昆仑造山带的基底物质为古元古代。     

东天山卡拉塔格铜多金属矿集区黄铁矿化(次)流纹岩年代学、地球化学特征及其对成矿的潜在意义

卡拉塔格矿集区位于东天山吐哈盆地南缘大南湖岛弧带中,区内普遍发育黄铁矿化流纹岩类。该类岩石主要由(次)流纹岩、少量流纹质火山角砾熔岩和英安岩组成,均为偏铝质钙碱性岩石,具高硅特征(Si O2=69.51%~95.81%);稀土总量不高(ΣREE=9.53×10~(-6)~86.40×10~(-6)),轻重稀土分异较弱((La/Yb)N=0.41~29.4),铕多具负异常(δEu=0.29~1.91),显示轻稀土略富集的右倾型配分模式的地球化学特征;轻微富集Rb、Ba、K等大离子元素,明显亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,表现出弧岩浆的特征;正的εNd(t)值(+2.98~+10.61)、分布范围较广的(87Sr/86Sr)i(0.703053~0.712568)值表明岩浆源区主要来自地幔,且有地壳物质的混染。获得流纹质火山角砾熔岩和次流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为439.9±4.8Ma、439±7Ma。综合研究表明,该岩类可能为早志留世古亚洲洋向北俯冲至准噶尔板块之下形成的火山-次火山岩。黄铁矿化(次)流纹岩与红石-梅岭热液脉状矿床存在成因联系,该岩类同源深成岩体可能为红石-梅岭脉状矿床的成矿地质体。同时,它们是卡拉塔格矿集区重要的找矿标志之一,且具有一定的普遍性。     

新疆东天山卡拉塔格二叠纪火山岩成因及构造意义

新疆东天山中北部的卡拉塔格地区广泛出露一套二叠纪陆相火山熔岩,本次对其采集的玄武岩和英安岩进行岩相学、锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素和岩石地球化学分析。年代学研究获得2个英安岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（267.5±1.5）Ma和（296.7±1.7）Ma,代表了英安岩的结晶年龄为早二叠世。岩石地球化学数据显示：玄武岩为碱性系列,具有高Al₂O₃质量分数和Na₂O/K₂O值,低TFeO、Cr质量分数和Mg^#值的特征;微量元素Yb标准化的Ta、La和Nb值指示该区玄武质岩浆起源于富集型地幔;低La/Ba值,（Th/Nb）_N>1,Nb/La<1,表明岩浆在上升过程中受到了地壳岩石圈物质的混染;样品w（Zr）>100×10^-6,Zr/Y>5,显示大陆板内玄武岩特征。英安岩为钙碱性系列,富硅铝,Rb、Ba、Th、U、Zr等元素质量分数较高,Ti、Nb、Ta、Sr、P等元素质量分数较低,明显不同于玄武岩元素分布特征,却与地壳元素分布相似;ε_Hf（t） 值（5.4~14.7）为正,表明英安岩源区为新生地壳;w（Rb）-w（Y+Nb）构造环境判别图解表明其形成于大陆伸展环境。结合前人的研究成果,认为卡拉塔格早二叠世火山岩形成于板内伸展环境,为天山石炭纪—二叠纪大火成岩省裂谷火山作用的组成部分,限定了该区古亚洲洋闭合于早二叠世之前。     

天山早古生代花岗岩锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征及其大地构造意义

天山早古生代花岗岩普遍发育片麻状构造或者发生糜棱岩化，主要是由于受到后来构造——变形热事件影响的结果．锆石U-Pb定年结果显示．天山早古生代花岗岩形成于380-490Ma,目前主要产出在具有元古代基底的中天山构造带中，在霍拉山一带也应该具有一定的规模．它们的岩石地球化学不显示活动大陆边缘花岗岩的特点，而是具有铝质A型花岗岩的特征．它们的形成可能与南天山洋南支的扩张过程有关，或者与早古生代的一次造山过程的晚期伸展阶段有关．     

新疆东天山突出山铜铁矿区岩浆岩年代学、地球化学特征及地质意义

突出山铜铁矿床赋存于上石炭统底坎尔组火山岩中, 地质特征表明矿床成因为火山热液交代型。矿区玄武岩具有高Al、Na, 贫K、P、Ti的特点, 属于钙碱性系列火山岩。岩石具有轻稀土元素、大离子亲石元素相对富集和高场强元素相对亏损的特点。微量元素特征表明岩石与俯冲带流体作用有关, 经历了橄榄石(±辉石)和铬铁矿的结晶分异作用, 形成于石炭纪弧后盆地环境, 指示铁矿床的成矿环境为弧后盆地环境。矿区闪长岩和钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄分别为326.2±1.6 Ma与318.2±2.5 Ma, 均为石炭纪岩浆活动的产物。根据闪长岩、钾长花岗岩、矿体与底坎尔组火山岩的穿插关系, 限定矿床的铁成矿作用时间为底坎尔组火山岩的形成时代, 早于闪长岩的形成时代(326 Ma), 而铜成矿作用时间与闪长岩的形成时代相近或稍晚。     

东天山卡拉塔格矿带红海VMS型矿床S、Pb同位素地球化学研究

红海早古生代块状硫化物矿床是近年来在东天山新发现的典型VMS型矿床,赋存在一套早古生代海相岛弧火山岩-火山碎屑岩中,是由上部透镜状块状矿体和深部脉状-网脉状矿体组成。文章对该矿床开展了系统的S、Pb同位素地球化学研究,拟揭示其成矿物质来源。本次分析获得金属硫化物的硫同位素δ34 S值:黄铁矿闪锌矿黄铜矿,且接近于0‰(-0.8‰~6.0‰);而重晶石的δ34 S值为高正值(27.4‰~29.9‰),这与世界大部分VMS型矿床的硫化物δ34 S值一致;矿床硫主要来自于下盘岛弧火山岩硫及与少量海水硫酸盐无机还原硫的混合。金属硫化物的Pb同位素组成比较集中,其中206 Pb/204 Pb为17.886~18.144,207 Pb/204 Pb为15.465~15.506,208Pb/204Pb为37.325~37.684,硫化物Pb同位素类似于MORB亏损地幔Pb同位素特征,具有地幔和造山带来源特征,显示其金属成矿物质主要来源于矿体下盘发育的具亏损地幔特征的岛弧火山岩。总之,红海VMS矿床硫化物S、Pb同位素研究显示其成矿物质主要来自岛弧火山岩,少量来自海水,它们为深入研究VMS矿床成矿物质来源和成矿过程中流体间相互作用提供了资料。     

西天山温泉地区早古生代斜长角闪岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

西天山温泉县城以南地区出露了以温泉群为基底的前寒武纪变质岩系。其中,被当作温泉群变质岩系一部分的灰色中-粗粒斜长角闪岩,在岩石外观特征上与前寒武纪的深灰色细粒斜长角闪岩截然不同。进一步的地质研究,并应用高精度锆石SHRIMP U-Pb定年,得到东部粗粒斜长角闪岩的年龄为455.1±2.7 (2σ) Ma,西部中粒斜长角闪岩的年龄为451.4±5.4 (2σ)Ma。因而,确定了它们应该是早古生代晚奥陶世的火成岩,而不是前寒武纪地质体。在西部地段的斜长角闪岩中有一粒捕获锆石的核部得到大约900Ma的老年龄,正好与该区基底温泉群花岗质片麻岩的年龄大体一致。其微量元素和Nd-Sr同位素组成特征说明它们形成于岛弧环境。这一研究结果,为研究早古生代时期西天山与俯冲有关的地质事件,以及古亚洲洋的演化提供了新的佐证。     

新疆东天山卡拉塔格地区中泥盆世玉带斑岩铜(金)矿发现的地质找矿意义

新疆东天山玉带斑岩铜(金)矿床产于卡拉塔格西段,其含矿围岩是一套火山岩-火山碎屑岩和大南湖组(D1d)含生物碎屑灰岩的碎屑沉积岩,矿体产于石英闪长玢岩体内及与围岩接触带,以石英-硫化物细网脉状矿化为主,矿石矿物以黄铁矿和黄铜矿为主,及少量磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿等,矿区发育Cu-Au-Ag-Mo-Pb-Zn-As-Sb-Hg-Ba元素异常。矿床蚀变(5km2)包括钠长石化、钾长石化、硅化、绿泥石化、绢云母化、水白云母化、高龄土化等蚀变类型,以含矿斑岩为中心向外可划分出钾(钠)化-绢云母化-硅化带、硅化-绢云母化(水云母+高岭土)-黄铁矿带和青磐岩化带(绿泥石-绿帘石化-碳酸盐化带)。围岩接触关系和同位素年代学研究显示玉带斑岩铜矿成矿时代为中泥盆世(391Ma),有别于土屋斑岩铜矿带,扩大了卡拉塔格地区及区域找矿空间。     

Types,geological features and geodynamic significances of gold-copper deposits in the Kanggurtag metallogenic belt,eastern Tianshan,NW China

Occupying the middle of the central Asia Paleozoic accretionary and collisional orogenic belt, the eastern Tianshan area has a great economic potential due to Au-Cu mineralization during syn- and post- orogenic events. In the Kanggurtag Au-Cu metallogenic belt, three major types of gold deposits have been recognized: ductile-shear-zone-hosted gold deposits, magmatic hydrothermal gold deposits, and epithermal gold deposits. Four kinds of copper deposits have also been identified recently: the porphyry-type, the skarn-type, the magmatic type, and volcanic/sedimentary-type. Tectonically, the development of these late Paleozoic gold and copper deposits was closely associated with the subduction and collision of the ancient Tianshan ocean that intervened between the Tarim craton and the Siberian block. In the early to mid-Carboniferous, N-dipping subduction beneath the Dananhu arc generated magmatic intrusions, leading to formation of the porphyry Cu deposits. The magmatic front migrated southward to form the Yamansu arc upon the Kanggurtag accretionary wedge. In the latest Carboniferous to early Permian, during the closure of the ancient Tianshan ocean, large mafic-ultramafic complexes were emplaced, resulting in several magmatic copper-nickel deposits. Gold deposits of the shear-zone-type are controlled by the Kanggurtag ductile shear zone, which is related to collisional orogenesis. The epithermal gold deposits are associated with extensional tectonics and post-tectonic volcanic activity. The tectonic settings, geological features, and temporal and spatial distributions of these different types of gold and copper deposits reflect, to a great extent, the accretionary and collisional tectonics that occurred between the northern margin of the Tarim block and the southern margin of the Siberian block.     

天山东段天湖东片麻状花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和构造演化意义

东天山天湖至星星峡地区广泛分布着片麻状花岗岩,顾连兴等（1990）和张遵忠等（2004）基于Rb-Sr等时线年龄为707.7±4.9Ma的结果,提出天湖东岩体最有可能形成于澄江运动造山晚期的挤压一拉张构造转折环境。因此,天湖东岩体的形成时代直接关系到时东天山造山带构造演化历史的认识。我们的研究认为该岩体的地质产状和岩石特征均有别于东天山的元古宙巨眼球片麻状花岗岩,故对天湖东二长花岗岩中的锆石作了SHRIMP U-Pb年龄分析。研究中测定的18粒锆石中没有发现任何元古宙残留锆石和相关的年龄信息,由17个测点的^206Pb／^238U加权平均年龄为466.5±9.8（2υ）Ma,可以确定天湖东岩体为早古生代花岗岩,而不是元古宙（或澄江期）花岗岩。基于元素和Nd-sr同位素组成的研究结果,它们具有岛弧钙碱性岩浆岩的地球化学特征。该研究结果与东、西天山造山带其它地区获得的大量早古生代花岗岩的年龄具一致性。本研究结果对揭示早古生代古亚洲洋部分洋盆的闭合时间提供了重要的依据。     

新疆西天山科克赛岩体年代学、地球化学及地质意义

新疆西天山科克赛岩体位于赛里木地块北部,岩石类型为二长花岗斑岩,属高钾钙碱性系列.元素地球化学组成表明,该二长花岗斑岩主量元素SiO2 、Al2O3和MgO含量分别为70.56％ ～71.46％、15.27％ ～16.01％和0.77％ ～ 1.02％;轻稀土元素富集,(La/Yb)N为14.99 ～23.69,重稀土元素亏损,δEu值显示弱负异常或正异常(0.88 ～1.21);微量元素Sr、Y和Yb含量分别为363×10-6 ～577×10-6、7.40×10-6～8.50×10-6和0.60×10-6 ～0.72×10-6.上述特征显示二长花岗斑岩具有埃达克岩的地球化学特征.同位素地球化学特征表明该二长花岗斑岩具有较低的锶初始值(ISr=0.705078 ～0.705572)、正的εNd(t)值(2.82 ～3.56)和相对年轻的两阶段Nd模式年龄(774 ～ 835 Ma).锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄为301.9±1.8Ma,表明岩体形成于晚石炭世末期.元素地球化学和同位素地球化学特征显示科克赛岩体为新元古代增生的地壳物质部分熔融的产物,形成于晚石炭世后碰撞初期阶段.     

大兴安岭伊勒呼里山早白垩世碱长花岗岩年龄、地球化学特征及其地质意义

对大兴安岭伊勒呼里山早白垩世碱长花岗岩进行了岩相学、地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究。伊勒呼里山地区碱长花岗岩主量元素具有富Si、富碱,贫Mg、Ca的特征;微量元素亏损Sr、P、Eu、Ti,富集K、Rb、Th等不相容元素,元素地球化学特征表明,岩体为铝质A型花岗岩(A/CNK=0.88~1.21,A/NK=0.94~1.49)。测年结果显示,粗中粒碱长花岗岩的锆石年龄为140.3±1.0Ma,细中粒碱长花岗岩锆石年龄为137.9±0.8Ma,均形成于早白垩世。结合区域研究资料,伊勒呼里山地区碱长花岗岩岩体的形成与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展密切相关,其岩浆源区可能为地壳物质的部分熔融。