西天山喇嘛苏铜矿成矿斑岩的岩石学、地球化学特征及成因探讨

位于西天山别珍套-科古琴晚古生代岛弧西段的喇嘛苏铜矿床是区内最大的铜矿床,与成矿作用有着密切关系的斑岩体为英云闪长斑岩、花岗闪长斑岩,是同源岩浆分异演化的产物,且花岗闪长斑岩可能属于岩浆演化晚期的产物。本区成矿斑岩的主量、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学特征表明,其富集大离子亲石元素,而相对亏损高场强元素,出现了较为明显的Ta、Nb负异常,初始锶同位素ISr和εNd(t=390Ma)值分别为0.7072～0.7076和-0.32～0.17,显示壳幔混合源的特征,利用Sr和Nd同位素估算其源区物质约有50%来源于地壳。岩石地球化学特征指示了其为典型钙碱性火山弧花岗岩,暗示其形成于大陆弧环境。结合区域地质背景,推测本区成矿斑岩是在洋壳俯冲作用下发生部分熔融,交代原先的地幔楔,并混合了部分下地壳的物质,经历分离结晶作用的产物,其形成可能与晚古生代准噶尔洋板块向南的俯冲作用有关。结合东西天山的成矿斑岩的地球化学特征对比研究,岩浆源区的差别可能导致不同类型斑岩型矿床的形成,斑岩型铜矿床的形成较斑岩型钼矿床可能有更少的地壳物质贡献。     

西天山特克斯晚古生代辉长岩岩石地球化学

西天山特克斯县东北部的哈拉达拉岩体是西天山出露规模最大的层状基性-超基性侵入岩体,主要由橄长岩、橄榄辉长岩、角闪辉长岩和辉长岩组成。本文获得该辉长质岩体锆石SIMSU-Pb年龄为306.2±2.7Ma,属于晚石炭世。该岩体SiO2含量范围为44.49%～48.46%,K2O、Na2O含量低,Mg、Fe含量较高,Mg#平均值达71.4。岩体具有拉斑玄武岩系列特征,且有从低钾拉斑系列向钙碱性系列和高钾钙碱性系列演化的趋势。部分样品的MgO、Al2O3和CaO含量偏高,可能为橄榄石和斜长石的堆晶所致。岩体明显富集Rb、Ba、K、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,La/Nb比值大于1.4,与流体交代地幔楔熔融的弧火成岩浆特征类似。岩体具有Th负异常,暗示岩浆活动过程中可能混染了下地壳成分。岩体稀土元素总量较低,轻、重稀土元素分异较弱,由于斜长石堆晶作用,部分样品具有明显的正Eu异常。区域构造演化和岩石学资料等显示西天山在晚石炭世—早二叠世大地构造格架演化发生了转变,特克斯地区处于俯冲碰撞阶段向碰撞后伸展阶段变化的过渡环境中,特克斯晚古生代辉长岩体很可能是在这种构造体制的转变过程中形成的,指示了西天山大地构造演化从弧环境下的挤压碰撞到陆内伸展环境的转变。     

东天山大地构造演化的成矿示踪

矿床是大地构造演化的重要指示标志,矿床特征和时空分布格局为重建东天山地区大地构造演化提供了新的制约。研究表明,夹于吐哈地块和中天山地块之间的东天山古生代造山带,在空间上可分为吐哈盆地南缘铜矿带(北带)、康古尔金矿带(中带)和阿齐山—雅满苏铁(铜)-银多金属矿带(南带)3个不同的构造-地层(岩浆)-成矿带。在时间上东天山造山带具有明显的三阶段演化性:(1)吐哈盆地南缘奥陶—泥盆纪为活动大陆边缘,形成了包括VMS型铜锌矿床和斑岩型铜矿床在内的古陆缘成矿系统;晚泥盆世末—早石炭世初古洋壳向北俯冲关闭,中天山地块增生拼贴到吐哈地块(属哈萨克斯坦—准噶尔板块组成部分)南缘。(2)早石炭世(维宪期)沿康古尔缝合带再次拉张,形成石炭纪裂陷槽火山-沉积岩系及相应的层控成矿系统(VMS型铜锌矿床、火山岩型铁(铜)矿床、自然铜矿床),裂陷槽封闭过程中发育了夕卡岩型银多金属矿床。(3)早二叠世形成与幔源岩浆底侵作用有关、跨构造单元发育的铜镍硫化物成矿系统和与剪切活动有关的金矿床。依据上述认识,对东天山地区的矿产勘查提出了新建议。     

中国西南天山山前的晚新生代构造与地震活动

天山是研究现今陆内造山作用及过程、陆内变形、陆内强震及其预测等大陆动力学问题的理想实验场。西南天山和塔里木之间的新生代褶皱－逆断裂带基本上由一南冲弧形推覆构造系统和一向北反冲的构造系统组成，由北而南主要由以下4个运动学单元组成：（1）新生代复活的喀拉铁热克山－天山南脉古生代造山带，其快速变形和抬升可能起始于23－26Ma前，持续至13－16Ma前。（2）向南逆冲的西南天山前陆薄皮主冲断带，包括木兹杜克弧形薄皮推覆体和依柯冲断带，前者代表了向南薄皮逆掩的天山型岩系，地表主要表现为一系列的飞来峰群，在14Ma前曾有过大规模活动，最小缩短量约为20－35km，最小缩短速率为1．4－2．8mm/a；后者代表了向南叠瓦状薄皮逆冲推覆的前陆古生代基底（塔里木地台型沉积岩系）卷入构造，其西段在距今14Ma时曾有过强烈活动。两者共同组成了一复杂的双重构造；新生代地层也卷入变形。（3）喀什－阿图什弧形反冲褶皱－逆断裂带，由3排向北（天山）反冲的左阶雁列展布的第四纪地表滑脱褶皱组成，仅在大山口以西发育。该构造带形成于距今约1．4Ma以后。依什拉克喀拉乌尔断裂以南，博古孜河剖面的最小缩短速率约为5．8mm/a，翁库尔剖面的最小缩短速率约为8．6mm/a。（4）塔里木克拉通下盘块体，向北西方向缓倾，内部变形较小。里木块体西北存在明显的不均匀性，其学问基底高角度逆断裂和走滑断裂控制了盆地新生代沉积的厚度，导致西南天山前陆冲断带的地形地貌、地层、构造变形样式、变形时间以及变形缩短量沿走向的巨大差异性。迈丹－喀拉铁克断裂和阿图什断裂带均为岩石圈规模断裂，研究区的中强地震主要发生在这两条断裂带以及它们之间的西南天山前陆冲断带上。     

超基性岩中锆石年龄的特征和意义——以西南天山UHP蛇纹岩中锆石U-Pb年龄为例

超基性岩本身难以生长锆石的特性,使得研究其中的锆石需要特别谨慎。超基性岩中的锆石虽然具有多解性,但是锆石也携带了很多演化信息。产出不同地质背景的超基性岩,其中的锆石特征不同。本文总结现有的研究实例表明:(1)经历高温高压变质作用的石榴橄榄岩通常通过交代作用获得锆石,且锆石能够记录峰期变质时代,其中的继承锆石较少,可能在高温高压条件下,继承锆石发生分解重结晶;(2)大洋蛇绿岩型超基性岩和地幔岩捕掳体中通常具有年龄分布很广的锆石年龄特征,锆石年龄峰值通常与区域上构造事件相吻合,为捕掳晶锆石。接下来本文以西南天山超高压(UHP)蛇纹岩为例,对其锆石年龄进行解释。西南天山蛇纹岩为经历过超高压变质作用的大洋蛇绿岩型超基性岩,2个蛇纹岩样品中锆石的阴极发光图像分析和SIMS U-Pb定年分析结果显示,西南天山UHP蛇纹岩中的锆石包含捕掳晶锆石和变质锆石,捕掳晶锆石的年龄为2.1~1.0Ga,对应该区变泥质岩中碎屑锆石记录的年龄峰值。409~537Ma可能代表了蛇纹岩原岩结晶时代。区域上的变质压力峰期年龄(~320Ma)在蛇纹岩中没有记录,仅有1颗锆石记录了309±5Ma的近峰期时代。270~155Ma的退变质时代在西南天山蛇纹岩中出现较广,这与榴辉岩中出现的退变年龄相吻合,代表了折返过程中较为普遍的后期热液事件。基于对超基性岩中锆石特征的初步了解,结合西南天山蛇纹岩的研究实例,认为通过研究锆石的年代学,结合锆石矿物化学、包体矿物学、同位素地球化学等特征,不仅可以提供年代学信息,还可以对超基性岩的来源和演化过程进行解析。     

东天山康古尔金矿床石英位错构造及其动力学意义

康古尔金矿床形成于脆韧性—脆性剪切变形构造演化过程中。应用透射电镜超微技术分析水热成矿期石英位错构造、位错密度及差应力值有助于加深认识剪切构造条件下的成矿动力学机制。石英位错构造特征反映成矿期构造变形环境为中温—中低温、高差异应力、高应变速率。成矿期构造差应力演化呈明显的脉动性,这种脉动性所形成的“应力地震泵吸”机制对金矿成矿至关重要。     

新疆东天山泥盆纪火山岩岩石学特征及其形成的大地构造环境

新疆东天山地区泥盆纪火山活动频繁,火山岩广泛发育。火山岩系由钙碱系列(占75％)石英安山岩、英安岩、玄武岩、碱长流纹岩以及大量的火山碎屑岩,和拉斑玄武系列(约占25％)的石英拉斑玄武岩,少量橄榄拉斑玄武岩组成。岩石普遍富含Na_2O,SiO_2,而贫MgO,K_2O,以CaO,属钠质型和普通型。稀有元素配分型式具“三隆起”特征,过渡族元素呈明显的“W”形态,稀土元素为铕平坦或略具亏损的轻稀土富集型。据研究,火山岩由南至北具明显的钾元素地球化学极性。反映其板块构造环境为一俯冲带倾向北的陆壳型岛弧。     

南天山拜城县波孜果尔A型花岗岩类锆石U-Pb定年及其Lu-Hf同位素组成

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类岩体位于塔里木地台北缘及邻区的近东西向碱性侵入岩带上,主要岩石类型为霓石钠闪石英碱长正长岩、霓石钠闪碱长花岗岩、黑云母碱长正长岩。全岩SiO₂=68.97%~74.14%,Na₂O+K₂O=9.67%~11.19%,Al₂O₃=13.72%~15.26%,Fe₂O₃=0.18%~1.41%,FeO=0.91%~1.51%,CaO=0.35%~0.63%。稀土元素总量较高,ΣREE=298×10^-6~1286×10^-6,平均706×10^-6,轻稀土富集,重稀土亏损,强烈的Eu负异常,呈“右倾海鸥型”的稀土元素配分模式。富Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、K、Sr等大离子亲石元素,Zr+Nb+Ce+Y=936×10^-6~3684×10^-6,平均1813×10^-6。为A1型花岗岩。岩体形成于早二叠纪。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为287.7~291.6Ma,平均289.8Ma,岩体形成后,在279.1~282Ma左右经历了后期热液流体的改造。锆石ε_Hf（t）值为-6.3~9.0,两阶段模式年龄（t_DM2）跨越古元古代晚期-新元古代中期,主要集中在中元古代。岩浆平均温度832~839℃,形成于非造山的板内构造环境,且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。该岩体具有壳幔混源的特点。     

新疆葫芦铜镍硫化物矿床的地质特征与成矿时代

哈密葫芦铜镍矿是东天山地区典型的与基性-超基性岩有关的岩浆成因块状硫化物矿床.对其中含铜镍硫化物的基性-超基性岩用Re-Os等时线法定年,获得(283±13)Ma的等时线年龄.这表明,葫芦与东天山其他铜镍矿床乃至喀拉通克和箐布拉克铜镍硫化物矿床一样,主要形成于海西期,同位素年代学界定的成岩成矿时间大致在320~280 Ma,表明海西晚期在新疆北部为一个与基性-超基性岩有关的铜镍矿床成矿高峰期.     

2006年乌苏MS5.1地震前后北天山地倾斜资料异常分析

分析了2006年11月23日新疆乌苏Ms5.1地震前后距震中250 km范围内的北天山地倾斜观测资料.认为2005年初以来绝大多数测项存在明显的准同步性趋势异常,以趋势性加速E倾、N倾为主,地震发生在大多数异常结束并出现返向加速变化之后,少数在趋势性E倾、N倾过程中;空间上愈接近震中,异常开始时间愈早,异常测项也较为集中.与以往震例比较该次地震前中短期和短临异常不明显,震后绝大多数趋势异常仍在持续,可能表明北天山地区依然存在发生中强地震的背景.