阿尔泰南缘麦兹盆地萨吾斯铅锌矿床控矿铁闪石矽卡岩的40Ar/39Ar年代学研究

萨吾斯矿床位于麦兹盆地东部,是一个新近发现和勘探的铅锌矿床。萨吾斯铅锌矿床赋存于下泥盆统康布铁堡组上亚组凝灰岩、流纹岩及其沉积碳酸盐夹层,矿（化）体直接受石榴黑云矽卡岩和铁闪石矽卡岩控制,表现出火山喷流-沉积成矿和矽卡岩矿床的双重特征。这两类矿床的重要区别之一是同生和后生成矿。对主要矽卡岩矿物铁闪石进行精确的Ar-Ar年龄测定,将其与康布铁堡组流纹岩的年龄对比,有助于确定萨吾斯铅锌矿床的成因。高精度、高灵敏度激光⁴⁰Ar-³⁹Ar测年方法,为解决闪石类低K矿物的定年提供了新的手段。岩芯样品SW85中,铁闪石晶粒较大、晶形发育,与闪锌矿、碳酸盐矿物和石榴子石都具有平直的边界,而不是复杂交生,不含矿物和流体包裹体,代表了相对简单均一的系统。对SW85的铁闪石做了激光⁴⁰Ar-³⁹Ar测年,其结果为412±15Ma,与康布铁堡组流纹岩的SIMS锆石U-Pb年龄（401±2.7Ma）和别斯萨拉玢岩的SIMS锆石U-Pb年龄（401±3.1Ma）在误差范围内一致,表明矽卡岩和铅锌矿的形成与康布铁堡组流纹质火山岩的喷发及其碎屑岩的沉积是同时的,成因上密切相关。其次,矽卡岩呈层状产出,局限于康布铁堡组凝灰岩及其铁锰钙质碳酸盐夹层的范围内;石榴子石为铁铝榴石、锰铝榴石,闪石为铁闪石,缺失透辉石、钙铁辉石。上述特征与接触交代矽卡岩不同,后者以钙铝榴石、钙铁榴石、透辉石/钙铁辉石为特征,闪石为角闪石。接触交代矽卡岩矿床是后成矿床,它晚于岩浆侵入体的围岩。综上所述,萨吾斯铅锌矿是一个与康布铁堡组火山喷发和浅成侵入有关的喷流-沉积矿床。麦兹盆地的控盆断裂巴寨断裂从北西端向南东发展而成。阿巴宫-库尔提断裂和琼库尔断裂是克兰盆地的控盆断裂,它们在北西撒开、向南东收敛,具有羽状张剪性断裂的特征。因此,阿尔泰南缘在早泥盆世具有活动陆缘的局部拉张性质。西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块的推错,在阿尔泰南缘产生局部张剪性应力场,从而形成了上述断裂以及早泥盆世火山-沉积盆地。     

新疆阿尔泰萨吾斯铅锌矿综合信息找矿模式

萨吾斯铅锌矿床位于西伯利亚板块南缘阿尔泰晚古生代活动陆缘的泥盆纪—石炭纪弧后盆地中。矿床赋存于下泥盆统康布铁堡组酸性火山熔岩、火山碎屑岩夹陆源碎屑岩及碳酸盐岩中,是与海相火山作用有关的铅锌矿床。矿区位于1∶5万水系沉积物测量圈定的Pb-Ag-As-Zn-Bi-Cu-Mo-Au-Sb-Co-Ni综合异常内,其中Ag、As、Pb、Zn异常套合较好,与矿体基本对应,特别是Zn异常中心与矿体位置完全对应。矿区激电异常具有低阻、高幅频率、多峰值的特征,与地表矿化蚀变带对应。磁异常与激电异常相对应,异常宽度小于激电异常。TEM测深工作在矿区圈定了3个TEM低阻异常,均处于Ⅱ号矿化蚀变带内。在综合分析矿床成矿地质条件、地球化学异常、地球物理异常特征的基础上,建立了该矿床地质-地球物理-地球化学找矿模式,对类似矿床的发现和评价能够起到借鉴作用。     

阿尔泰南缘早泥盆世康布铁堡组的SIMS锆石U-Pb年龄及其向东向北延伸的范围

麦兹火山-沉积盆地康布铁堡组的年龄及其东界,以及阿尔泰南缘早泥盆世火山活动往东往北延伸的范围仍然没有确定;康布铁堡组火山岩的源岩及其形成的构造环境还有待阐明。近年来在麦兹盆地东侧发现了萨吾斯铅锌矿床,矿床赋存于康布铁堡组火山岩,与别斯萨拉玢岩体密切有关。本研究对萨吾斯铅锌矿床的康布铁堡组流纹岩和别斯萨拉玢岩进行了SIMS锆石U-Pb定年以及主微量元素组成测定,以期回答上述问题。流纹岩锆石的18个靶点给出了一致的谐和年龄和加权平均年龄(401Ma);花岗闪长玢岩锆石的15个靶点给出了一致的谐和年龄和加权平均年龄(401Ma)。因此,萨吾斯铅锌矿床康布铁堡组流纹岩和别斯萨拉玢岩是同期喷发/侵入的;康布铁堡组火山活动的时代在早泥盆世;麦兹火山-沉积盆地的东界应抵达卡拉先格尔断裂西侧。在～400Ma时期,阿尔泰地区不仅存在着广泛的花岗岩类深成岩浆活动,也发生了强烈的酸性火山喷发,两者共同构成了阿尔泰南缘的大陆边缘岩浆弧。但是,火山喷发主要集中于阿尔泰南缘,受断裂控制。花岗闪长玢岩的一些锆石给出513.8Ma和3134Ma的U-Pb年龄,反映区内陆壳由寒武纪—奥陶纪岩石组成,并且还有前寒武纪微陆块。硅-碱、SiO_2-K_2O、logτ-logσ、SiO_2-FeO/(FeO+MgO)图以及构造环境判别图表明,萨吾斯铅锌矿床的流纹岩、凝灰岩、石英闪长玢岩-花岗闪长玢岩以及阿尔泰南缘早泥盆世康布铁堡组火山岩形成于活动大陆边缘或岛弧环境。康布铁堡组中下段细碧角斑岩在岛弧海底环境喷发,上段流纹岩喷发于大陆边缘环境。原始地幔标准化的多元素蛛网图表明,萨吾斯矿床的三类岩石具有明显的Nb、Ta、Ti和Sr、P、Ba负异常,显著富集Th、U、K、La、Ce、Pr、Zr、Hf。结合锆石U-Pb年龄,作者认为它们的源岩应以寒武纪-奥陶纪的岛弧岩石为主;同时,可能还含有一定比例的前寒武纪古老陆壳岩石。冲乎尔、克兰、麦兹三个火山-沉积盆地在所属构造单元、陆壳基底、火山岩岩石地球化学以及沉积岩的比例上都表现出系统变化,这些变异控制了阿尔泰南缘块状硫化物矿床从西部到中部到东部的成矿元素组合上的变化。     

新疆阿尔泰南缘早—中泥盆世东西部火山岩源区及矿床物质来源差异

阿尔泰南缘发育大量火山岩及硫化物-Fe 多金属矿床。从东向西,成矿元素组合依次为 Pb-Zn、Fe-Pb-Zn和Cu-Zn。本文对阿尔泰南缘东部的萨吾斯矿床的火成岩做了主微量元素、Sr-Nd和锆石Hf-O同位素及闪锌矿的Pb同位素组成测定。对比了阿尔泰南缘东部、中部和西部5个铁-硫化物矿床的Pb和Sr-Nd同位素。康布铁堡组流纹岩来自于多旋回风化-剥蚀-搬运-再沉积碎屑物质的重熔,富集Zn,表现出碎屑物质的微量元素特征,导致萨吾斯和可可塔勒 Pb-Zn 矿床的高207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 及低206Pb/204Pb、εNd(t)。康布铁堡组下亚组中基性火山喷发为蒙库Fe矿的初始富集奠定了基础。中部的克兰盆地形成于洋陆过渡弧或属弧间盆地,康布铁堡组中下段中基性火山岩和上段流纹岩分别为Fe和Zn的富集奠定了基础,碳酸盐岩则造成了Pb的富集,从而形成铁木尔特Fe-Pb-Zn矿床。铁木尔特和蒙库矿床的206Pb/204Pb比值最高且变化大,反映了大洋岛弧火山岩的特征。在西部,阿舍勒组富镁英安岩来自流体交代的地幔楔,导致了阿舍勒矿床Cu的富集,赋矿岩石的εNd(t)值高,(87Sr/86Sr)i和矿石Pb同位素比值低。     

阿尔泰南缘麦兹火山-沉积盆地东部萨吾斯铅锌矿床成因探讨

萨吾斯铅锌矿床位于阿尔泰南缘麦兹火山-沉积盆地东部,本研究首次阐述了该矿床的地质地球化学特征及其成因。该矿床赋存于下泥盆统康布铁堡组上亚组,以层状黑云石榴铁闪石矽卡岩、变流纹质晶屑凝灰岩、流纹斑岩、少量不纯大理岩为主要赋矿岩石;矿化与两类矽卡岩密切相关;表现出矽卡岩矿床与火山喷流沉积矿床的双重特征。野外地质考察、岩石薄片观察以及大量的矿物化学成分分析等表明,矽卡岩主要由锰铝榴石、铁铝榴石、铁闪石、黑云母和少量铁锰钙质碳酸盐矿物组成,其原岩为凝灰岩及其所夹的铁锰钙质碳酸盐条带;二者相互渗透交代的尺度局限于几厘米,与接触交代成因矽卡岩形成鲜明对比。综合上述,萨吾斯铅锌矿床不属接触交代矽卡岩型,而与火山喷流-沉积作用密切相关。与金属硫化物共生的石英脉氧同位素及其包裹体碳、氢同位素组成表明,成矿流体由岩浆水与表层流体混合而成。因此,萨吾斯铅锌硫化物矿床为火山喷流成因,这为阿尔泰南缘块状硫化物矿床的成因研究和找矿勘探部署提供重要理论依据。