东天山库姆塔格—沙泉子晚石炭世火山-沉积岩相学地质地球化学特征与构造环境

通过对本区晚石炭世沉积岩和火山岩的岩相学类型及其特征研究,划分出山前洪积相(河流相)、水下三角洲沉积相、海岸潮坪相、浅海相、火山沉积岩相、火山喷溢相、火山喷发岩相、热水沉积岩相、火山热水蚀变岩相和矽卡岩相等10种不同岩相和相应的亚相,这种特征属大陆挤压收缩体制下活动大陆边缘上的火山-沉积岩相学组合类型。垂向相序结构表明在热水沉积岩相上下均有较强的火山活动,为成矿提供所需的热能。在库姆塔格晚石炭世压陷盆地中,热水沉积岩相的纵向相序结构为热水角砾岩亚相→菱铁矿岩亚相/石膏岩亚相→铁白云石岩亚相→碧玉岩亚相→铁白云石岩亚相,这种组合是寻找“库姆塔格型”大型石膏菱铁矿矿床的岩相学标志。本区火山-沉积岩相总的沉积序列显示向上由浅变深→由深变浅趋势,沉积物源主要来源于华力西期岛弧带剥蚀区及其南侧(中天山)基底隆起带;火山喷发仍形成发生在浅海环境中,具有大陆挤压收缩体制下(中天山造山带)后陆盆地沉积特点;晚石炭世原型沉积盆地可能为后陆盆地,有利于大型石膏菱铁矿矿床保存。     

分形理论在东天山金矿预测中的应用

地球科学研究的众多事物以及现象都是错综复杂的，表现为不规则性和非线性的特点。如何从这种复杂的特点中找到其中所隐含的规律或某种确定性的量，成为地球科学研究的一个重大难题。对于传统的研究方法来说，只能定性或简单地刻画自然界中广泛存在的无序、混乱、不规则和不光滑的复杂现象，无法进一步对其进行探讨。但是非线性理论和方法的提出，为揭示隐藏于混乱复杂现象中的精细结构以及定量地刻画描述它们，提供了理论方法基础。众多地质学者运用分形理论对成矿元素含量的空间分布、矿床分布的分形特征以及构造分布的分形特征都进行了有益而深入的研究。在前人研究的基础上，文章利用分形理论对东天山地区的金矿资源进行预测。     

东天山咸水泉片麻状花岗岩特征、年龄及成因

野外地质关系及岩相学、地球化学、同位素和年代学研究表明,成水泉片麻状花岗岩是典型的原地改造型花岗岩,其原岩(即围岩)为糜棱岩化花岗闪长岩。本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年获得其原岩糜棱岩化花岗闪长岩~(206)Pb/~(238)U 加权平均年龄为369.9±5.6Ma(MSWD=36),片麻状花岗岩锆石核部年龄为367.9±5.4Ma(MSWD=2.2),此年龄与其原岩年龄在误差范围内一致,为片麻状花岗岩原地改造成因提供了年代学证据。此外,还获得其锆石热液增生边不一致线下交点年龄254±10Ma(MSWD=1.4),该年龄代表了片麻状花岗岩的形成时间。片糜状花岗岩在地球化学上继承了许多原岩的特征,同时又受到了深源流体-熔体的显著影响。将原岩糜棱岩化花岗闪长岩改造成片麻状花岗岩的流体-熔体具有富硅富钾和正ε_(Nd)(t)值的特征,表明这种流体-熔体可能主要地来自幔源岩浆内侵体,以及在内侵岩浆热量作用下的初生地壳岩石的变质和熔融。原岩糜棱岩化花岗闪长岩及其派生的片麻状花岗岩ε_(Nd)(t)值分别为 3.87及 3.05～ 6.09,表明糜棱岩化花岗闪长岩源自于年轻的陆壳,而片麻状花岗岩除继承了其原岩糜棱岩化花岗闪长岩的高ε_(Nd)(t)值这一特征外,还可能受到了深源流体-熔体中幔源组分的影响。咸水泉岩体的实例研究表明,原地改造型片麻状花岗岩不但可以形成于造山带的挤压-伸展转折阶段,还可以形成于碰撞后进一步伸展的时期,而经过强烈韧性剪切的岩石是转变为片麻状花岗岩的最有利原岩。东天山咸水泉、平顶山和天湖东等原地改造型片麻状花岗岩的形成均与内侵有关,因而片麻状花岗岩可被看作是内侵的重要产物。     

东天山地区两类钒钛磁铁矿型矿床含矿岩石对比

新疆东天山地区产出有两类岩浆型钒钛磁铁矿矿床，分别以尾亚和香山西矿床为代表。尾亚是以铁钛为主的中型钒钛磁铁矿矿床，香山西则是以钛为主的大型钛铁矿矿床，与铜镍矿床共生。尾亚矿床含矿岩石的岩石学、岩石化学、稀土及微量元素特征与典型的钒钛磁铁矿矿床相似。而香山西矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数（FeO^＊／MgO）、岩浆酸度（αsi）、钙碱富集指数（calk／m）等地球化学参数，氧逸度和硫逸度等物理化学参数均介于独立的典型铜镍硫化物和典型钒钛磁铁矿矿床之间。两类矿床含矿岩石特征的差异可能在于其产出的构造背景不同，导致其含矿岩浆演化过程中处于不同的物理化学条件。     

新疆东天山觉罗塔格地区花岗岩类年代学、构造背景及其成矿作用研究

东天山觉罗塔格地区岩浆岩非常发育,以花岗岩类分布最为广泛,对其研究还较为薄弱。本文对觉罗塔格地区主要的花岗岩类岩体系统开展了地质特征研究并进行了同位素精确测年,报道了区内16个主要花岗岩类岩体的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄：镜儿泉岩体376.9±3.1Ma、西凤山岩体349.0±3.4Ma、石英滩岩体342±11Ma、长条山岩体337.4±2.8Ma、天目岩体320.2±3.1Ma、百灵山岩体317.7±3.7Ma、白石泉岩体303±18Ma、迪坎岩体288.0±2.5Ma、黄山岩体288±17Ma、白山东岩体284.5±4.5Ma、管道岩体284.1±5.8Ma、红石岩体282.7±4.2Ma、陇东岩体276.2±2.5Ma、多头山岩体271.7±5.5Ma、双岔沟岩体252.4±2.9Ma、土墩岩体246.2±2.6Ma,上述定年结果为研究区岩浆活动与区域构造演化及深部过程的关系研究提供了可靠的年代学支持。结合前人已有的部分年代学成果认为,觉罗塔格地区花岗岩类的形成年龄分布在386~230Ma之间,岩浆活动可分为晚泥盆世(386.5~369.5Ma)、早石炭世(349~330Ma)、晚石炭世-晚二叠世(320~252Ma)、早中三叠世(246~230Ma)等4个阶段。前3个阶段岩浆活动具有持续时间逐渐变长、岩浆活动逐渐加剧的特点,并在第三阶段达到顶峰,而第四阶段岩浆活动则明显变弱。花岗岩类岩浆活动在时空分布上表现为,自哈尔里克-大南湖岛弧带→阿奇山-雅满岛弧带→康古尔-黄山韧性剪切带,岩体侵位由早到晚; 自研究区东部→中西部→沿韧性剪切带,岩体侵位由老到新。结合区域构造演化研究成果认为,觉罗塔格地区花岗质岩浆活动与区域构造演化具有很强的耦合关系,花岗岩类在前碰撞阶段、主碰撞阶段、后碰撞阶段、板内阶段等4个构造演化阶段均有发育,与花岗岩类在时间分布上的4个阶段完全对应,其中尤以后碰撞构造演化阶段花岗岩类的分布最广泛、岩浆活动最强烈。觉罗塔格地区与4个阶段花岗岩类有关的成矿作用由早到晚具有无明显矿化→斑岩型铜矿、火山岩型铁矿→韧性剪切带型金矿、夕卡岩型银(铜)矿→斑岩-石英脉型钼矿的演化特点,其中以对应于主碰撞阶段的斑岩型铜矿和后碰撞阶段的韧性剪切带型金矿最为发育。本文系统阐述了东天山觉罗塔格地区中酸性岩体的时空格架、与区域构造演化的耦合、与成矿作用的关系,为北疆地区晚古生代特别是后碰撞背景下的岩浆演化及其成矿关系的研究提供了有力支持。     

东天山自然铜矿化带玄武岩的起源、演化及成岩构造背景

新疆东天山地区与玄武岩有关的自然铜矿化带位于东天山觉罗塔格构造带内,自西向东有十里坡、黑龙峰、长城山、东尖峰等主要矿(化)点,自然铜矿化主要发育在玄武岩、杏仁状玄武岩及凝灰岩夹层中。本文基于玄武岩的地球化学特征,研究东天山自然铜矿化带玄武岩是否与地幔柱有关、岩浆源区性质、岩浆演化、成岩构造背景等问题。研究显示,东天山自然铜矿化带玄武岩与地幔柱岩浆活动无直接关系,整个天山地区是否存在石炭-二叠纪地幔柱岩浆活动也需要进一步的研究; 玄武岩起源于亏损岩石圈地幔,是演化岩浆的产物; 演化的玄武质岩浆形成后,在岩浆房中或上升至地表的过程中没有发生明显的分离结晶作用,也没有受到明显的地壳物质混染; 与玄武岩对应的地幔橄榄岩平衡原生岩浆演化的高镁岩浆的产物,可能为东天山地区与铜镍硫化物成矿有关的基性-超基性岩,指示这些铜镍硫化物矿床可能与地幔柱岩浆活动也没有关系; 玄武岩形成于新疆北部后碰撞构造阶段的伸展期,是在拉张应力体制下,由于软流圈上涌导致岩石圈地幔部分熔融而形成。     

东天山似斑状角闪辉长岩类与铁钛氧化物矿床的关系

似斑状角闪辉长岩类是东天山镁铁-超镁铁杂岩的一部分,以含有嵌晶角闪石为特征,其中部分岩体的似斑状角闪辉长岩赋存铁钛氧化物矿床。为探讨东天山似斑状角闪辉长岩类和铁钛氧化物矿床形成的内在成因关系,本次研究对二红洼、牛毛泉和香山西似斑状角闪辉长岩类的斜长石、单斜辉石、斜方辉石以及嵌晶角闪石进行了系统的电子探针成分分析,并对其形成物理化学条件进行了探讨。结果表明,东天山似斑状角闪辉长岩类的母岩浆氧逸度变化范围为NNO-0.37~NNO+1.15,和攀西地区最大的红格岩体的氧逸度一致,侵入于中下地壳,深度介于8.9~15.7km,结晶温度大于914℃。东天山似斑状角闪辉长岩中铁钛氧化物矿床的富集得益于母岩浆的高氧逸度,但铁钛氧化物矿床的形成和规模则受控于各个岩体的岩浆演化程度。二红洼、牛毛泉和香山西的岩浆的演化程度系统增高,演化程度最低的二红洼岩体并未形成铁钛氧化物矿床,而分异演化程度逐渐增高的牛毛泉和香山西似斑状角闪辉长岩类则分别形成了本区一个小型的和一个大型的铁钛氧化物矿床。     

东天山白山铼钼矿区燕山期成岩成矿作用同位素年代学证据

近年来对东天山地区有色、贵金属矿床成矿年代学研究表明,成矿作用主要发生于海西期—印支期,成矿作用高峰期为晚石炭世—早二叠世。笔者最近对白山铼钼矿区南西1.2 km处出露的黑云母斜长花岗岩和含矿石英脉作了系统的年代学研究,分别获得岩体SHRIMP锆石微区原位U - Pb和谐年龄为181±3Ma(n=13,MSWD=1.10 ) ,含矿石英脉石英的Rb- Sr等时线年龄为187±7Ma(95 %可信度;MSWD=3.5 2 ) ,4 0 Ar- 39Ar坪年龄为182±1.6 Ma,三种不同定年方法所获得的年龄值基本一致,表明东天山地区存在燕山期成岩成矿事件,矿化作用可能与矿区内出露的黑云母斜长花岗岩岩浆活动有关。     

东天山黄山岩体的侵位时代及其地质意义

东天山黄山—镜儿泉地区分布有众多镁铁质—超镁铁质岩体,岩体成群成带分布,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制.为进一步确定黄山—镜儿泉基性—超基性岩带的侵位时代、成因和大地构造背景,对选自黄山岩体辉长岩相中单颗粒锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年研究,将其结果[(284.5±2.5)Ma]与黄山岩体和黄山—镜儿泉一带其他基性—超基性岩中已有的定年成果进行了对比,并结合近年来该区研究成果,分析得到黄山辉长岩侵位于晚石炭世—早二叠世,此时正值东天山后碰撞大规模岩浆侵位和成矿时期.黄山镁铁质—超镁铁质岩带形成于后碰撞的伸展构造环境.     

东天山海相火山岩型铁矿成矿规律研究方法

通过在新疆阿齐山-雅满苏-沙泉子一带海相火山岩型铁矿成矿规律研究工作中不断摸索和研究,全面系统总结了海相火山岩型铁矿典型矿床成矿规律研究与编图方法流程、区域成矿规律研究与编图整体技术流程、操作方法及步骤,为铁矿成矿规律研究提供了良好的借鉴方法.