阿尔泰南缘阿舍勒盆地泥盆纪火山岩中古老锆石的U-Pb年龄、Hf同位素和稀土元素特征及其地质意义

阿尔泰造山带南缘发育有NW向斜列的四个泥盆纪海相火山岩沉积盆地,位于北西端的阿舍勒盆地产有阿舍勒大型铜锌矿床,前人对该矿床开展了大量研究,但其容矿火山岩的年龄尚未明确厘定。本文应用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素、微量元素,对阿舍勒铜锌矿区内出露的泥盆纪火山岩进行了研究。由锆石U-Pb定年获得了一组火山岩老锆石谐和年龄为1985±8.9Ma,加权年龄为2005±30Ma,代表了阿尔泰地区前寒武纪结晶基底的形成时代,其Th/U值在0.25～0.90之间,εHf(t)为-1.4～8.5,平均值为3.3;另外一组新锆石年龄为408±8Ma,其εHf(t)为9.3,Th/U值为0.49,具有典型岩浆锆石特征,代表了早泥盆世岩浆活动高峰期一次火山活动时代。老锆石∑REE从最低的1015×10-6变化到最高的3486×10-6,表现为轻稀土亏损,重稀土富集特征;本组锆石不同于正常岩浆锆石的显著特征是部分出现Ce元素负异常。锆石U-Pb年龄、Hf同位素及稀土元素Ce负异常特征综合显示,阿尔泰前寒武纪结晶基底可能形成于Columbia超大陆拼合聚集背景下,其物源来自强还原性地幔物质与氧化性地壳物质的不均匀混合。     

新疆阿尔泰大喀拉苏花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

大喀拉苏似斑状黑云母二长花岗岩出露于新疆阿尔泰南缘,是研究阿尔泰二叠纪构造环境的理想对象。采用LA-Q-ICP-MS锆石U-Pb定年获得其加权平均年龄为(261.4±2.1)Ma,属中二叠世。岩石具有高Si(SiO2质量分数为69.03%~70.94%)、富Al(Al2O3为14.18%~14.71%)、富K(Na2O/K2O值为0.70~0.87)的特征,A/CNK值为1.02~1.04,属高钾钙碱性弱过铝质花岗岩,显示I-A过渡型特点。微量元素表现出Rb、Th、Pb、Nd、Sm的相对正异常;Ti、P、Sr和Ba的负异常;稀土元素显示轻稀土元素强富集、重稀土元素平缓及明显的负Eu异常(0.55~0.82)。岩石的εNd(t)值和两阶段模式年龄分别为2.66~3.01和0.79~0.80Ga。综合区域地质资料和岩体地球化学特征,认为大喀拉苏黑云母二长花岗岩形成于后造山伸展环境,岩浆来源于地幔和地壳物质的混合,并在岩浆源区经历了分离结晶作用。     

新疆阿尔泰潜在的中大型铍矿床:以冲乎尔伟晶岩为例SCIEI北大核心CSCD

锂铍等稀有金属是战略资源,其中,我国的铍资源比锂存在更高的供应风险。新疆阿尔泰是我国最大的伟晶岩省和稀有金属铍资源产地,然而长期开采导致已有矿山闭坑,亟待寻求资源增储。此外,先前对阿尔泰稀有金属资源的勘查、研究和利用主要局限于中阿尔泰地体,而忽略其他地区的资源潜力。笔者通过长期的野外工作,在琼库尔地体冲乎尔地区识别出数条富含绿柱石的伟晶岩,并对其中的典型伟晶岩进行了全岩稀有金属含量、年代学和矿物学等研究,目的在于评价该区伟晶岩的铍成矿潜力。研究结果显示,独居石U-Pb年龄为250.5±3.6Ma,伟晶岩形成于二叠纪末期至三叠纪早期的稀有金属伟晶岩成岩期。伟晶岩中的绿柱石以富Cs、Na和Li等碱金属为特征,且富集程度达到可可托海3号伟晶岩脉绿柱石水平,表明伟晶岩岩浆侵位后经历了高度分异演化。此外,笔者先前研究证实冲乎尔伟晶岩具有与晚三叠世中大型稀有金属矿床一致的同位素组成,表明冲乎尔伟晶岩从物质源区到分异演化条件上都具备成大矿的条件。冲乎尔伟晶岩中Be成矿主要发生在石英-白云母结构带中,其中的BeO品位高达0.321%~0.999%,平均0.590%。初步计算,该伟晶岩的BeO科研储量达中大型规模,考虑到周边同时出露的多条Be矿化伟晶岩,笔者提出冲乎尔萨尔加克伟晶岩具备形成大型Be矿床的潜力。     

阿尔泰阿斯喀尔特Be-Nb-Mo矿床年代学、锆石Hf同位素研究及其意义

阿斯喀尔特Be-Nb-Mo矿床位于新疆阿尔泰东段可可托海伟晶岩矿集区,Be储量达大型,产出宝石并伴生Nb、Mo、Ga矿化。该矿床同时发育花岗岩型与伟晶岩型两类稀有金属矿化,晚阶段有辉钼矿、黄铁矿等硫化物发育,在阿尔泰伟晶岩省具有独特性。本文对矿区内的白云母钠长花岗岩、Be矿化白云母钠长花岗岩以及条带状伟晶岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及Hf同位素研究,对伟晶岩中不同产状的辉钼矿进行Re-Os同位素定年。获得的锆石238U/206Pb加权平均年龄分别为219.2±2.9Ma、222.6±4.6Ma与218.2±3.9Ma,辉钼矿Re-Os加权平均年龄为218.6±1.3Ma,表明伟晶岩形成稍晚于花岗岩,花岗-伟晶岩系统的演化时间较短;锆石εHf(t)值分别为-0.72~+1.33、-0.36~+1.99与-0.45~+0.38,t DM C模式年龄分别为1169~1298Ma、1130~1279Ma与1229~1282Ma,表明花岗岩与伟晶岩具有类似的源区,以前寒武纪微陆块的壳源物质为主。花岗岩与伟晶岩形成于后造山板内演化阶段,与加厚地壳的熔融有关。根据矿化组合、源区特征并结合大地构造背景,提出阿斯喀尔特伟晶岩属于LCT型。地质、地球化学及年代学特征表明白云母钠长花岗岩为伟晶岩的成矿母岩。     

阿尔泰南缘可可托海地区阿拉尔花岗岩体LA ICP MS锆石U Pb定年、岩石地球化学特征及其源区意义

阿拉尔花岗岩体出露于阿尔泰造山带南缘可可托海地区喀依尔特-乌什托克斯一带,主要由斑状黑云钾长花岗岩、斑状黑云二长花岗岩(中心相),黑云钾长花岗岩、二云钾长花岗岩、二云二长花岗岩(过渡相)和黑云母花岗岩(边缘相)组成。对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。结果显示,中心相的锆石206Pb/238 U年龄加权平均值为210±5Ma和218.7±3.3Ma,限定该岩体的形成时代为晚三叠世。岩石高硅(SiO2=65.33%~74.74%)、富钾(K2O=3.82%~6.02%,K2O/Na2O=1.27~2.32)、铝(Al2O3=12.87%~15.19%,A/CNK=0.85~1.17)、低钛(多小于0.33)和贫镁(MgO=0.16%~1.78%)、铁(Fe2O3T=1.79%~4.98%),为准铝质到弱过铝质的高钾-钾玄岩系列。稀土元素总量较高(123×10-6~363×10-6),轻稀土元素相对富集,有明显的负Eu异常(δEu=0.29~0.60)。微量元素Ba、Sr、Ti、Nb、Ta等具负异常,Rb、Th、Sm等具正异常,Rb/Sr比值较高(0.77~3.56,均值为1.57),显示S型花岗岩特征。结合区域资料,认为阿拉尔花岗岩形成于后碰撞造山向板内环境的转换阶段,是含泥质的变质杂砂岩地壳熔融的产物,且其可能与可可托海3号伟晶岩脉具有成因联系。     

阿尔泰南缘克兰盆地的脉状金-铜矿化及其流体演化

阿尔泰山南缘泥盆纪克兰火山-沉积盆地蕴藏有丰富的VMS锌铅铜多金属矿床。自晚泥盆世至早二叠世末, 阿尔泰山南缘为NE-SW向强烈挤压的构造环境, VMS矿石受到变形变质改造,脉状金铜矿化发育。金(铜)石英脉主要有2种产状:(1)白色-灰白色(硫化物)顺层石英脉(QI), 产于韧脆性剪切带发育地段,呈细脉状或透镜状产于绿泥片岩、黑云片岩中;(2)斜切黄铁矿化蚀变岩、层状铅锌矿和变质岩产状的黄铜矿-黄铁矿石英脉(QII),与晚期的脆性构造有关。金(铜)石英脉的流体包裹体发育,按室温下相态特征有3类。第I类为含子矿物的高盐度包裹体(L-V-S型),子晶为NaCl, 有时为KCl,包裹体呈孤立或无序分布,代表变质早期流体特征。一般NaCl子晶先消失(210~357℃),包裹体的最终均一温度369~512℃,其捕获温度与变质相的相平衡计算温度相当,反映了变质早期中高温热液活动的特征。第II类是富CO₂ 包裹体,包括单相的碳质流体包裹体(L _CO2、L _CO2-CH4或L _CO2-N2)和两相富CO₂包裹体(L _CO2-L _H2O)2个亚类。碳质流体包裹体是常见类型,有时与L _CO2-L_H2O型伴生,在较晚期的黄铜矿-黄铁矿石英脉中表现为原生特征,而在较早的石英脉中常表现为次生特征。萨热阔布的碳质流体可分为纯CO₂包裹体和CO₂-CH₄体系包裹体,纯CO₂包裹体的固体CO₂熔化温度(T_m,CO2)为 -60~-56.5℃,CO₂部分均一温度(T_h,CO2) 变化于-23~+31℃;密度一般为0.85~0.89g·m^-3。CO₂-CH₄包裹体的T_m,CO2＜-57℃,可低达-78.1℃,T_h,CO2低达-33.7~-17.7℃, 其密度高达1.01~1.07g·m^-3。VMS矿床中晚期叠加的黄铜矿石英脉中碳质流体包裹体可分为贫CH₄-N₂和富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体,贫CH₄-N₂的碳质包裹体T_m,CO2=-63.3~-57℃,T_h,CO2=-27.5~+29.7℃;富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体T_m,CO2=-83.4~-65.5℃,T_h,CO2=-56.0~+16.9℃。铜金石英脉中与碳质流体共生的L_CO2-L_H2O型包裹体均一温度T_h,total=205~370℃,略低于第I类高盐度包裹体的T_h,total=369~512℃。据CO₂流体高温高压相图估算包裹体的捕获压力至少为110~300MPa。金(铜)石英脉的主体在相当于445~566℃的高温条件下形成的,而金铜矿化则是在高于205~370℃、110~330MPa的中高温中深条件下发生的。流体包裹体的δ¹⁸O为7.54‰~11.84‰ (QI)和3.82‰~7.82‰ (QII), δD为-84.7‰~-98.2‰(QI)和-75.8‰~-108.8‰ (QII)。结合地质特征和流体研究,说明成矿热液来源与区域变质及相关的岩浆活动有关。     

新疆铁木尔特铅锌铜矿Pb-S-D-O-C同位素特征及矿床成因

新疆铁木尔特铅锌矿床位于阿尔泰造山带南缘克兰盆地内,矿体呈脉状产于康布铁堡组地层中,主要容矿围岩为大理岩、绿泥片岩、变钙质粉砂岩和火山凝灰岩等。成矿期可分为早、中、晚三个阶段,代表性矿石分别为角砾-团块状石英-碳酸盐-黄铁矿-黄铜矿矿石、脉状石英-方铅矿-闪锌矿矿石和细脉状石英-碳酸盐-多金属     

索尔库都克-哈腊苏铜钼金多金属矿集区成矿规律

总结矿集区不同矿种、不同成因类型矿床的基本特征,研究矿床成矿规律,认为成矿集中在海西期,矿床形成先后顺序从早到晚为依次为:乔夏哈拉铁铜金矿、哈腊苏铜金(钼)矿、希勒库都克铜钼矿、沙尔布拉克金矿、喀拉通克铜镍矿、索尔库都克铜钼矿。且具有成带分布、分段集中,地层、构造、岩体控矿,张裂成矿的特点。     

阿尔泰可可托海3号脉伟晶岩型稀有金属矿床云母和长石的矿物学研究及意义

可可托海3号脉伟晶岩型稀有金属矿床是阿尔泰造山带产出的规模最大的伟晶岩脉,其完美的同心环状结构分带举世闻名。云母和长石作为3号脉9个结构带的贯通性矿物,由外向内表现不同的结构和成分特征。其中,云母由白云母系列向锂云母系列演化,白云母呈黄-绿色中细粒→白色或绿色中粗粒-巨晶→白色或绿色书状集合体→白色或绿色中粗粒-巨晶,锂云母呈玫瑰紫中细粒鳞片状或楔状集合体,BSE图像下云母表现出成分分带及不平衡和交代结构;长石主要为钾长石和钠长石,及少量斜长石,钾长石主要呈块体产出,钠长石呈细粒→叶片状→薄片状产出。本次研究通过电子探针(EMPA)和激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)获得3号脉各结构带云母和长石的主微量成分。3号脉云母具有高Li(249×10^-6~35932×10^-6)、Rb(1240×10^-6~22825×10^-6)、Cs(35.9×10^-6~13980×10^-6)、Ta(13.3×10^-6~447×10^-6)含量、低K/Rb值(4.23~59.4)和K/Cs值(6.53~2368),钾长石具有低K/Rb值(35.4~1865),且由外向内,随K/Rb值降低,云母的Li、Rb、Cs、F、Ta含量升高,表明3号脉是一个由外向内结晶的分异演化程度较高的伟晶岩脉。另外,连续相邻结构带中云母和长石的主微量成分呈振荡变化,该现象主要受熔体不混溶过程的控制,也受矿物结晶不平衡影响,而熔体不混溶过程也是控制3号脉结构分带的机制之一。外部带(I-IV带)和内部带(V-VIII带)的云母和碱性长石在成分(FeO、Li、Rb、Cs、F、Ta含量和K/Rb值及K/Cs值)和结构(不平衡和交代结构)上具有明显差异,内部带演化程度明显加大,流体组分比例升高,表明体系由以熔体为主的阶段(外部带)进入以熔流体为主相对不稳定的阶段(外部带)。结合野外观察的证据,促使体系在IV带和V带间发生突然转变而进入熔流体阶段的是一个泄压事件。     

磷灰石裂变径迹研究新疆阿尔泰山南缘剥露历史及古地形再造

本文应用裂变径迹技术对阿尔泰地区13个磷灰石裂变径迹样品进行分析研究,揭示了该地区的隆升剥露历史,并进行了古地形再造.热历史演化模式具有3个阶段的特征:①约120～80 Ma至70 Ma,温度较高,处于磷灰石裂变径迹退火带底部温度,主体高于100℃,晚白垩世末期和早第三纪初期,阿尔泰地区构造运动不明显,仅有微弱的升降运动,均夷作用显著;②从80～70 Ma至30～20 Ma,快速冷却,温度由85～75℃降至35～30℃,晚第三纪,自中新世起,特别是中新世中晚期,由于喜马拉雅运动的影响,块断升降运动较为加强,山区上升,盆地相对下降;③从约30～20 Ma至现今,缓慢冷却,温度由35～30℃降为现在的地表温度(平均20℃).三阶段隆升速率分别为0.025 mm/a,0.027 mm/a和0.02 mm/a;隆升幅度分别为1.14 km,1.34 km和0.43 km.地表隆升幅度变化于634～2394m之间.区内平均剥蚀量为2168m,平均隆升量3318m,二者之差1150 m便是现在的平均高程.