西南天山地区出露不同时代的辉长岩 (朱永峰等，2006；薛云兴和朱永峰，2009；郭璇和朱永峰，2011；Yang and Zhou, 2009；Zhang et al., 2010)。碰撞后辉长岩体侵入到晚泥盆-石炭系火山-沉积地层中 (岛弧火山岩，其中锆石SHRIMP年龄为>361~313Ma，Zhu et al., 2005, 2009)。哈拉达拉基性-超基性侵入体是该地区规模较大的岩体，出露于特克斯县城东北方向约11km处的伊什基里克山 (出露面积约20km²)，岩体呈东西向延伸 (图 1a)。岩体的围岩包括下石炭统阿克沙克组和上石炭统的伊什基里克组的玄武岩、安山岩和凝灰岩夹砂岩。岩体在平面上具有岩相分带，内部为橄长岩-橄榄辉长岩，外部为辉长岩 (张云孝等，2000)。NW向断裂穿切哈拉达拉杂岩体 (图 1b)。我们沿该断裂实测了地质剖面 (图 1b中I-Ⅱ所示的位置)。所测剖面以辉长岩为主，辉石橄长岩-橄长岩在局部出现 (图 1c)。在剖面北段见到辉绿岩脉穿切辉长岩的现象，岩脉宽10cm~1m，呈网脉状分布。剖面南段见到花岗质岩脉侵入。前期的研究表明，哈拉达拉岩体稀土元素配分模式与E-MORB相似，具有高Rb、Cs、Ba及Sr的特点，岩浆源区具有富集地幔的地球化学特征 (薛云兴和朱永峰，2009)。

图 1

Fig. 1

图 1 哈拉达拉岩体及邻区地质简图 (a，据新疆地质矿产局，1985①)、哈拉达拉岩体岩相分带图 (b，据张云孝等，2000) 和显示采样位置的实测地质剖面图 (c) Fig. 1 Simplified geologic map of Haladala intrusion and its adjacent region (a), the sketch geological map showing the occurrence of the Haladala basic intrusion (b, after Zhang et al., 2000) and the geological section along fault from Ⅰ to Ⅱ showing sample locations (c)

①新疆地质矿产局.1985.1︰20万昭苏幅和莫合尔幅地质图

哈拉达拉岩体主要由橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成，本文主要研究其中的辉长岩。辉长岩主要由单斜辉石 (Cpx-Ⅰ，25%~45%) 和斜长石 (55%~65%) 组成，其中含少量黑云母、角闪石、钛铁矿和磁铁矿 (图 1a)。辉长岩普遍发育辉长结构和辉长-辉绿结构。堆晶作用明显时，辉石和斜长石显著分离，在辉长岩中形成暗色部分 (辉石堆晶) 和浅色部分 (斜长石堆晶)。单斜辉石 (Cpx-Ⅰ) 呈半自形 (0.2~1.5mm)，裂理发育，局部发生绿帘石化和碳酸盐化。长柱状斜长石 (0.5~1.5mm) 普遍发生粘土矿物蚀变。单斜辉石与斜长石相互包裹。斜长石与单斜辉石往往搭成格架，其中充填着钛铁矿、磁铁矿、黑云母±角闪石。局部磁铁矿和钛铁矿的含量高达5%。钛铁矿 (0.5mm左右) 呈半自形或他形，一般与黑云母±角闪石共生 (图 2c)。

图 2

Fig. 2

图 2 哈拉达拉辉长岩以及其中脉岩和热液脉的显微照片 (a)-辉长岩被磁铁矿-辉石脉穿插，标本照片；(b)-辉长岩中发育磁铁矿-辉石脉和细小方解石-磁铁矿脉，单偏光；(c)-斜长石和单斜辉石塔成的格架中充填着磁铁矿和黑云母，单偏光；(d-f)-穿切辉长岩的方解石-磁铁矿脉，其中含自然金：(d) 为单偏光，(e，f) 为背散射电子照片 (BSE).Bi-黑云母；Cc-方解石；Cpx-Ⅰ-辉长岩中的单斜辉石；Cpx-Ⅱ-磁铁矿-辉石脉中的单斜辉石；Pl-斜长石；Mt-磁铁矿 Fig. 2 Photographs of gabbro and dykes and hydrothermal veins in Haladala (a)-magnetite-clinopyroxene vein in gabbro, hand specimen; (b)-magnetite-clinopyroxene vein and tiny calcite-magnetite vein in gabbro, plane polarized light; (c)-gabbro texture by plagioclase and clinopyroxene with magnetite and biotite in their framework, plane polarized light; (d-f)-an auriferous calcite-magnetite vein in gabbro, (d) under plane polarized light, (e, f) are BSE.Bi-biotite; Cc-calcite; Cpx-Ⅰ-clinopyroxene in gabbro; Cpx-Ⅱ-clinopyroxene in magnetite-clinopyroxene vein; Pl-plagioclase; Mt-magnetite

辉长岩中常见磁铁矿-辉石脉 (图 2a)，其中的单斜辉石用Cpx-Ⅱ表示，以区别于辉长岩中单斜辉石Cpx-Ⅰ。辉长岩还被方解石-磁铁矿细脉穿切 (图 2b，d)，其中一些方解石细脉不含磁铁矿。这种方解石-磁铁矿脉也穿切磁铁矿-辉石脉，方解石-磁铁矿脉代表晚期热液活动事件。这种热液脉对其周围的辉长岩产生了强烈蚀变，形成了细小的绿泥石-绿帘石-绢云母-磁铁矿集合体 (图 2d)。我们在晚期方解石-磁铁矿脉中发现了自然金 (图 2e，f)。自然金颗粒大小1~10μm，主要赋存在方解石以及方解石和磁铁矿边界。这表明，岩浆侵位之后的低温热液活动，产生了金矿成矿作用。尽管该地区还没有发现金矿，但本观察为在该地区开展金矿找矿勘探提供了有意义的线索。

上述岩石中的两种单斜辉石均发育出溶结构。Cpx-Ⅰ中出溶两组钛铁矿针状晶体 (图 3a) 和一组斜方辉石片晶 (图 3b)，Cpx-Ⅱ中出溶斜方辉石片晶 (图 3c)。出溶的斜方辉石片晶仅有一组，相互平行分布的斜方辉石片晶与单斜辉石的c轴方向一致，而出溶的钛铁矿针状晶体一般沿两个方向分布，其夹角受切片的方向和位置控制，每组钛铁矿晶体之间严格平行。

图 3

Fig. 3

图 3 辉石出溶结构的显微照片 (a，b)-辉长岩中单斜辉石出溶两组钛铁矿 (a) 和一组斜方辉石片晶 (b)；(c)-磁铁矿-辉石脉中的单斜辉石出溶结构，出溶片晶为斜方辉石.正交偏光 Fig. 3 Microphotos of exsolution texture in clinopyroxene (a, b)-exsolution texture of two groups of ilmenite (a) and a group of orthopyroxene lamellae (b) in clinopyroxene in gabbro; (c)-orthopyroxene lamellae in clinopyroxene from magnetite-clinopyroxene vein.All under cross polarized light

对辉长岩中的单斜辉石 (Cpx-Ⅰ) 和磁铁矿-辉石脉中的单斜辉石 (Cpx-Ⅱ) 进行电子探针分析，其成分列在表 1。图 4比较这两类单斜辉石的成分变化特征。辉长岩中单斜辉石的成分变化较大。例如，一个无出溶结构的单斜辉石颗粒的Mg^#值变化显示环带特征，从内核到边部，Mg^#逐渐降低 (图 4a)，另一个出溶钛铁矿的单斜辉石颗粒的环带特征不明显，且Mg^#较低 (<75，图 4b)。Cpx-Ⅱ的环带特征不明显，Al₂O₃和FeO^T含量比较稳定 (图 4c)。就成分端元而言，Cpx-Ⅰ为透辉石-普通辉石 (成分变化较大)，Cpx-Ⅱ为透辉石，成分比较均一 (图 5a)。在Mg^#-TiO₂图中 (图 5b)，辉长岩Cpx-Ⅰ的Mg^#变化范围较大 (72~93)，TiO₂含量变化范围大 (0.2%~1.5%)。Cpx-Ⅱ的Mg^#相对较高且变化范围小，TiO₂含量低且变化范围小 (除一个测点之外，均低于0.40%)。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 辉长岩和磁铁矿-辉石脉中单斜辉石的代表性成分 (wt%) Table 1 Representative compositions of clinopyroxenes in gabbro and magnetite-pyroxene vein (wt%) 矿物 Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ SiO2 54.22 52.84 50.78 52.30 52.26 49.47 54.65 52.84 54.55 53.91 53.99 53.92 TiO2 0.32 0.43 1.29 0.90 0.69 1.56 0.19 0.64 0.21 0.34 0.23 0.21 Al2O3 1.31 1.79 3.26 2.19 2.88 4.25 0.72 2.27 0.65 0.68 0.70 0.70 Cr2O3 0.00 0.00 0.14 0.12 0.00 0.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.04 0.03 MgO 16.00 15.34 14.09 15.33 14.72 13.48 16.10 14.96 16.26 16.30 16.08 16.23 MnO 0.09 0.18 0.18 0.21 0.16 0.20 0.18 0.19 0.22 0.21 0.23 0.15 FeO 3.72 5.25 8.21 8.05 5.63 9.57 4.12 5.17 4.73 5.02 4.85 3.97 NiO 0.02 0.01 0.00 0.05 0.02 0.03 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.02 CaO 23.93 23.26 21.13 20.33 23.18 20.34 23.79 23.20 23.15 23.16 23.25 23.78 Na2O 0.36 0.67 0.56 0.39 0.57 0.62 0.30 0.49 0.26 0.36 0.43 0.20 K2O 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.06 0.00 0.00 0.02 0.01 Total 99.97 99.80 99.63 99.85 100.09 99.58 100.05 99.82 100.03 100.02 99.82 99.22 O=6 Si 1.982 1.940 1.890 1.938 1.920 1.849 1.999 1.945 1.999 1.975 1.981 1.989 Ti 0.009 0.012 0.036 0.025 0.019 0.044 0.005 0.018 0.006 0.009 0.006 0.006 AlⅥ 0.048 0.029 0.070 0.058 0.063 0.080 0.036 0.061 0.033 0.014 0.018 0.025 AlⅣ 0.009 0.048 0.074 0.037 0.061 0.107 0.000 0.037 0.000 0.016 0.013 0.006 Cr 0.000 0.000 0.004 0.004 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.001 Mg 0.872 0.840 0.782 0.847 0.806 0.751 0.878 0.821 0.888 0.890 0.880 0.892 Mn 0.003 0.006 0.006 0.006 0.005 0.006 0.006 0.006 0.007 0.006 0.007 0.005 Fe 0.117 0.167 0.261 0.256 0.178 0.306 0.131 0.165 0.152 0.160 0.156 0.127 Ni 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 Ca 0.937 0.915 0.843 0.807 0.912 0.815 0.932 0.915 0.909 0.909 0.914 0.940 Na 0.025 0.048 0.040 0.028 0.040 0.045 0.022 0.035 0.018 0.025 0.030 0.014 K 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000 0.001 0.000 Mg# 87 90 78 78 86 77 86 85 84 88 88 87

表 1 辉长岩和磁铁矿-辉石脉中单斜辉石的代表性成分 (wt%) Table 1 Representative compositions of clinopyroxenes in gabbro and magnetite-pyroxene vein (wt%)

图 4

Fig. 4

图 4 两种单斜辉石的成分变化特征 (a)-辉长岩中单斜辉石 (Cpx-Ⅰ) 及其成分变化，BSE；(b)-辉长岩中单斜辉石 (Cpx-Ⅰ) 及其成分变化，此单斜辉石出溶钛铁矿，单偏光；(c)-磁铁矿-辉石脉中的单斜辉石 (Cpx-Ⅱ) 及其成分变化，单偏光 Fig. 4 The compositional variation within clinopyroxene crystals (a)-compositional variation of clinopyroxene (Cpx-Ⅰ) in gabbro, BSE image; (b)-clinopyroxene (Cpx-Ⅰ) with exsolution of ilmenite in gabbro, plane polarized light; (c)-clinopyroxene (Cpx-Ⅱ) in magnetite-clinopyroxene vein, plane polarized light

图 5

Fig. 5

图 5 单斜辉石的成分变化特征 (a)-En-Wo-Fs三角分类图；(b)-Mg#-TiO2图解 Fig. 5 The composition variation of the two kinds of clinopyroxene (a)-En-Wo-Fs classification diagram; (b)-Mg#-TiO2 diagram

辉长岩中黑云母与磁铁矿共生，其成分变化范围如图 6a，b所示。黑云母普遍含Cl (0.95%~1.6%)，而不含F (表 2)。辉长岩中的角闪石与磁铁矿和黑云母共生，其成分变化不大 (图 6c)，依据Al^Ⅵ与Fe³⁺含量的相对关系，识别出铁韭闪石和镁绿钠闪石端元。角闪石不含F，但其中Cl含量较高 (3.1%~4.2%，表 3)。

图 6

Fig. 6

图 6 黑云母 (a，b) 和角闪石 (c) 的成分分类图 Fig. 6 Classification diagram for biotite (a, b) and amphibole (c)

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 辉长岩中黑云母的电子探针分析结果 (wt%) Table 2 Representative compositions of biotite in gabbro (wt%) 矿物 Biotite SiO2 35.87 35.89 35.70 35.76 35.72 36.30 34.94 35.67 35.73 35.96 37.04 TiO2 3.91 4.04 4.18 4.56 4.17 4.70 4.34 4.35 4.72 4.71 5.56 Al2O3 13.84 13.56 14.04 13.68 13.97 13.90 14.16 13.28 13.31 13.43 12.75 MgO 10.87 10.86 11.06 11.12 11.27 11.35 12.17 9.77 9.59 9.29 12.32 MnO 0.10 0.11 0.10 0.13 0.09 0.09 0.11 0.10 0.07 0.11 0.02 FeO 21.06 21.47 21.75 21.03 20.47 19.71 20.21 22.53 22.24 22.43 18.15 Cr2O3 0.08 0.17 0.17 0.07 0.13 0.17 0.19 0.21 0.24 0.17 0.08 CaO 0.00 0.01 0.03 0.34 0.03 0.02 0.03 0.02 0.06 0.06 0.00 Na2O 0.36 0.45 0.24 0.39 0.41 0.37 0.43 0.24 0.32 0.37 0.49 K2O 8.55 8.58 8.01 8.36 8.40 8.95 7.56 8.62 8.80 8.91 8.64 NiO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.04 0.03 0.01 0.00 0.00 BaO 0.23 0.25 0.06 0.16 0.21 0.19 0.18 0.23 0.19 0.11 0.25 F 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Cl 1.53 1.58 1.47 1.46 1.13 1.11 0.95 1.53 1.39 1.37 1.00 Total 96.41 96.95 96.80 97.05 96.01 96.85 95.30 96.57 96.66 96.93 96.30 0=22 Si 5.70 5.70 5.67 5.68 5.67 5.76 5.55 5.66 5.67 5.71 5.88 Ti 0.47 0.48 0.50 0.54 0.50 0.56 0.52 0.52 0.56 0.56 0.66 AlⅥ 0.29 0.23 0.29 0.24 0.29 0.36 0.19 0.15 0.16 0.22 0.27 AlⅣ 2.30 2.30 2.33 2.32 2.33 2.24 2.45 2.34 2.33 2.29 2.12 Mg 2.57 2.57 2.62 2.63 2.67 2.69 2.88 2.31 2.27 2.20 2.92 Mn 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 Fe2+ 2.80 2.85 2.89 2.79 2.72 2.62 2.68 2.99 2.95 2.98 2.41 Cr 0.01 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02 0.01 Ca 0.00 0.00 0.00 0.06 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 Na 0.11 0.14 0.07 0.12 0.12 0.11 0.13 0.07 0.10 0.12 0.15 K 1.73 1.74 1.62 1.69 1.70 1.81 1.53 1.75 1.78 1.80 1.75 Ni 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Ba 0.01 0.02 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 Total 16.00 16.06 16.04 16.11 16.04 16.20 16.00 15.85 15.89 15.93 16.18

表 2 辉长岩中黑云母的电子探针分析结果 (wt%) Table 2 Representative compositions of biotite in gabbro (wt%)

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 辉长岩中角闪石电子探针分析结果 (wt%) Table 3 Representative compositions of amphibole in gabbro (wt%) 矿物 amphibole SiO2 38.81 38.90 38.31 38.58 38.10 38.57 38.85 39.08 39.21 37.87 TiO2 1.48 1.80 1.50 1.17 1.50 0.94 0.87 1.09 1.48 1.57 Al2O3 11.34 11.03 11.31 11.86 12.15 11.58 11.15 10.82 10.58 10.27 MgO 5.97 6.18 6.00 5.25 5.15 5.54 5.31 5.71 6.29 6.09 MnO 0.20 0.17 0.24 0.14 0.20 0.13 0.18 0.13 0.15 0.18 FeO 23.00 22.50 23.22 23.95 24.08 24.05 24.35 23.95 22.00 22.54 Cr2O3 0.07 0.12 0.09 0.03 0.00 0.08 0.04 0.04 0.17 0.00 CaO 11.05 11.14 11.03 10.96 10.86 11.03 10.93 10.99 10.90 10.86 Na2O 1.66 2.12 2.03 1.50 1.75 1.86 1.70 1.97 1.81 1.83 K2O 1.86 1.84 1.90 2.54 2.33 2.05 2.12 1.72 1.63 1.70 NiO 0.00 0.00 0.03 0.00 0.03 0.00 0.00 0.02 0.00 0.01 F 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Cl 3.10 3.11 3.20 3.40 3.20 3.87 4.15 4.08 3.17 3.43 Total 98.54 98.91 98.84 99.38 99.34 99.68 99.67 99.59 97.40 96.35 O=23 Si (T) 6.18 6.20 6.12 6.16 6.07 6.16 6.23 6.25 6.31 6.21 AlⅣ(T) 1.82 1.80 1.88 1.84 1.93 1.84 1.77 1.75 1.69 1.79 Sum (T) 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 AlⅥ(C) 0.31 0.28 0.24 0.39 0.36 0.33 0.33 0.28 0.31 0.20 Ti (c) 0.18 0.22 0.18 0.14 0.18 0.11 0.11 0.13 0.18 0.19 Cr (C) 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.00 Fe3+(C) 0.48 0.24 0.48 0.44 0.48 0.51 0.51 0.48 0.35 0.45 Mg (C) 1.42 1.47 1.43 1.25 1.22 1.32 1.27 1.36 1.51 1.49 Fe2+(C) 2.58 2.77 2.62 2.76 2.73 2.70 2.76 2.73 2.61 2.64 Mn (C) 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 Sum (C) 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 Ca (B) 1.89 1.90 1.88 1.87 1.85 1.89 1.88 1.88 1.88 1.91 Na (B) 0.11 0.10 0.12 0.13 0.15 0.11 0.12 0.12 0.12 0.09 sum (B) 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Na (A) 0.40 0.56 0.51 0.34 0.39 0.46 0.41 0.49 0.44 0.49 K (A) 0.38 0.38 0.39 0.52 0.47 0.42 0.43 0.35 0.34 0.35 sum (A) 0.78 0.94 0.90 0.86 0.87 0.88 0.84 0.84 0.78 0.84 Total 15.78 15.94 15.90 15.86 15.87 15.88 15.84 15.84 15.78 15.84

表 3 辉长岩中角闪石电子探针分析结果 (wt%) Table 3 Representative compositions of amphibole in gabbro (wt%)

对两种辉石进行了激光微区微量元素分析，结果列在表 4。如稀土元素配分模式所示，辉长岩Cpx-Ⅰ与磁铁矿-辉石脉的Cpx-Ⅱ区别明显 (图 7)。相对Cpx-Ⅰ，Cpx-Ⅱ富集几乎所有稀土元素 (稀土元素总量>100×10^-6) 并显示出强烈的负Eu异常，而Cpx-Ⅰ的Eu负异常很微弱且稀土元素总量较低 (<51×10^-6)。具有如此巨大成分差异的两种单斜辉石，不可能是同一岩浆演化的产物。磁铁矿-辉石脉所代表的岩浆应该不同于辉长岩的岩浆。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 单斜辉石的激光微量元素分析 (×10-6) Table 4 Representative composition of clinopyroxene by La-ICPMS (×10-6) 矿物 Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅰ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Cpx-Ⅱ Sc 173 213 204 192 178 166 169 29.5 22.5 42.5 18.3 33.8 32.7 V 437 516 474 446 414 462 456 58.5 87.0 62.9 87.6 66.9 65.8 Cr 46.1 381 174 80.9 25.8 22.7 23.5 0.94 1.29 2.77 1.78 1.42 0.94 Mn 1584 1718 1662 1670 1661 1668 1649 1185 1253 1218 1385 1200 1235 Co 44.5 45.9 46.0 44.4 44.4 42.0 40.6 14.0 14.1 14.5 14.4 13.7 13.9 Ni 45.0 48.4 46.3 42.9 40.1 45.8 44.3 34.7 28.6 37.6 19.1 33.7 33.3 Cu 0.25 0 0.23 0.22 0 0 0 0 0 0.23 0.23 0.16 0.25 Zn 44.8 46.8 43.6 42.8 43.7 49.7 47.3 20.2 22.7 22.2 22.8 18.9 18.5 Rb 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.03 0.06 0.35 0.4 0.26 Sr 30.6 32.9 33.9 33.5 33.0 31.4 31.0 49.4 51.8 66.3 52.9 49.4 48.2 Y 21.4 32.6 30.8 29.4 28.0 29.0 24.2 57.6 56.3 49.9 83.2 61.0 71.8 Zr 31.0 58.5 52.1 45.5 39.9 40.3 33.0 34.6 47.0 38.6 62.3 40.7 37.3 Nb 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.01 Mo 0 0 0 0.06 0.07 0 0 0 0 0.04 0.05 0.04 0 Cs 0 0 0 0 0 0 0.01 0.01 0 0.01 0.01 0.05 0.01 Ba 0 0.07 0 0 0 0 0 0.05 0.06 0.31 0.52 0.65 0.53 La 1.05 1.70 1.66 1.48 1.52 1.34 1.21 5.15 5.54 5.30 6.44 5.32 5.26 Ce 4.58 7.38 7.24 6.59 6.38 6.47 5.42 23.00 22.80 22.40 27.90 24.20 24.80 Pr 1.05 1.62 1.53 1.45 1.41 1.43 1.17 4.50 4.26 4.29 5.29 4.72 4.72 Nd 7.00 11.40 10.70 10.10 9.81 9.92 8.17 26.90 26.00 25.10 31.50 27.90 27.90 Sm 2.91 4.45 4.45 3.97 3.81 4.22 3.36 9.02 8.54 8.11 11.10 9.48 9.91 Eu 1.05 1.51 1.43 1.38 1.30 1.24 1.13 1.24 1.17 1.19 1.55 1.29 1.44 Gd 3.82 5.87 5.59 5.13 4.88 5.12 4.41 9.76 9.28 8.57 12.80 10.30 11.50 Tb 0.66 1.06 1.00 0.93 0.92 0.96 0.76 1.76 1.71 1.53 2.26 1.82 2.02 Dy 4.14 6.49 6.06 5.76 5.58 5.89 4.99 10.60 10.10 9.24 14.30 11.40 12.60 Ho 0.86 1.38 1.29 1.20 1.13 1.20 1.00 2.16 2.17 1.91 3.09 2.39 2.80 Er 2.24 3.62 3.31 3.14 2.93 2.96 2.45 5.73 5.63 5.07 8.30 6.15 7.25 Tm 0.30 0.47 0.43 0.42 0.38 0.41 0.35 0.83 0.78 0.68 1.15 0.87 1.05 Yb 1.95 3.09 2.94 2.78 2.62 2.70 2.30 5.54 5.41 4.72 8.04 5.98 7.07 Lu 0.29 0.43 0.45 0.41 0.36 0.41 0.36 0.73 0.76 0.66 1.08 0.83 0.95 Hf 1.40 2.50 2.43 2.23 2.04 1.83 1.61 1.23 2.03 1.41 2.35 1.54 1.26 Ta 0.01 0 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0 0 0 Pb 0.10 0.04 0.04 0.05 0.04 0.07 0.06 0.04 0.05 0.05 0.12 0.18 0.08 Th 0 0.01 0.01 0.01 0 0.01 0 0.23 0.23 0.23 0.33 0.32 0.28 U 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.03 0.02 0.02 REE 31.90 50.47 48.08 44.74 43.03 44.27 37.08 106.9 104.2 98.77 134.8 112.7 119.3

表 4 单斜辉石的激光微量元素分析 (×10-6) Table 4 Representative composition of clinopyroxene by La-ICPMS (×10-6)

图 7

Fig. 7

图 7 辉长岩和磁铁矿-辉石脉中两种单斜辉石的稀土元素配分图 (标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 7 Chondrite-normalized rare earth element distribution patterns for two different clinopyroxene in the Haladala pluton (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

辉长岩是基性岩浆通过橄榄石和斜长石结晶分离作用 (堆晶形成橄长岩和橄榄辉长岩) 后，残余岩浆侵位的产物 (薛云兴和朱永峰，2009)。哈拉达拉岩体中的橄长岩 (主要位于岩体的中心部位) 结晶早于辉长岩 (主要位于岩体边部，见图 1)。辉长岩Cpx-Ⅰ的稀土元素较低，且Eu负异常不明显 (图 7)。与辉长岩相比，磁铁矿-辉石脉中的Cpx-Ⅱ具有较高的稀土元素含量，且其Eu异常显著。这些差异表明，晚期形成岩脉的岩浆与辉长岩岩浆完全不同。这意味着，高度分异的辉长岩浆侵位后，本地区发生了另外一次基性岩浆侵入事件。晚期基性岩浆明显富Fe，形成了大量磁铁矿和相对富Mg、贫Ti的单斜辉石 (辉石成分见图 5)。两种岩浆的差异也通过单斜辉石的LA-ICPMS分析 (表 4) 显示出来。辉长岩中Cpx-Ⅰ的一些微量元素 (如Sc、Cr) 变化巨大。对于单斜辉石而言，Sc和Cr属于相容元素 (分配系数分别为1.7~3.2和34，Rollison，1993)。早结晶的单斜辉石具有相对高的Cr和Sc含量。Cpx-Ⅰ具有较大的Mg^#值变化范围，其Cr、Sc等相容元素含量的较大变化，说明辉长岩经历了复杂的岩浆演化过程，这与斜长石的结晶分离过程吻合。相反，Cpx-Ⅱ具有比较均一的化学成分。因此，哈拉达拉岩体至少是两期不同性质岩浆侵位的结果，与晚期富Fe基性岩浆的快速侵位不同，辉长岩的形成经历了长期的演化过程。

值得重视的是，辉长岩Cpx-Ⅰ和磁铁矿-辉石脉中Cpx-Ⅱ都发育出溶结构。这表明，晚期富Fe基性岩浆快速侵位形成磁铁矿-辉石脉之后，哈拉达拉岩体或者经历了快速抬升 (压力快速下降)、或者经历了快速降温的地质过程 (Zhu and Ogasawara, 2002)。对出溶结构可能的地质意义还有待进一步研究。西南天山地区在碰撞后普遍经历了大规模抬升，通过剪切带将深部物质 (包括榴辉岩、蓝片岩等) 抬升到地壳浅部或者目前的位置 (针对不同地质体，抬升速率差异大，Zhang et al., 2007；Zhu，2011)。

岩浆过程以及可能的抬升 (和/或降温) 过程之后，哈拉达拉岩体局部被低温热液活动改造，形成了方解石-磁铁矿脉。热液成因的方解石-磁铁矿脉穿切辉长岩体以及磁铁矿-辉石脉。在方解石-磁铁矿脉中发现了自然金 (图 2e，f)。这种含金方解石-磁铁矿脉充填在哈拉达拉岩体的脆性裂隙中。事实上，西天山地区的金矿多发育在各种热液脉中 (例如布隆金矿、天格尔金矿、阿希金矿、京希-伊尔曼德金矿等，如：Rui et al., 2002；Yang et al., 2006；Zhu et al., 2007；陈毓川等，2008；安芳和朱永峰, 2009, 2010)。仔细研究这种热液脉的特征及其成因，对在本地区开展金矿找矿勘探有重要意义。