岩石学报  2012, Vol. 28 Issue (12): 4151-4160   PDF    
新疆塔什库尔干斯如依迭尔铅锌矿区花岗闪长岩锆石U-Pb定年及其意义
于晓飞1,2,3, 孙丰月2, 侯增谦1, 陈静4, 钱烨2     
1. 中国地质科学院地质研究所,北京 100037;
2. 吉林大学地球科学学院,长春 130061;
3. 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京 210093;
4. 青海省地质调查院,西宁 810012
摘要: 对塔什库尔干斯如依迭尔铅锌矿点与成矿作用有关的花岗闪长岩开展了系统的年代学、岩石地球化学研究工作。LA-ICP MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗闪长岩成岩年龄为12.7±0.13Ma,与前人在塔什库尔干地区获得的苦子干和卡日巴生岩体(11Ma) 年龄在误差范围内相一致,表明斯如依迭尔铅锌矿点成矿作用发生于喜山期;岩石地球化学分析结果表明,它们为弱过铝质,具富Al、K,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,相对富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILE)、亏损Zr、Y、Ta、Nb等高场强元素(HFSE) 和稀土总量相对较高,形成于造山后伸展构造体制。区内独特的成矿特征,是青藏高原西北缘构造转换带对主碰撞带造山作用过程响应的记录;区内独特的成矿事件,是该区在喀喇昆仑走滑断裂系统早期挤压、晚期拉张影响下,是强烈的富碱岩浆活动和成矿作用的产物。区内主干断裂及其次级断裂常常控制富碱岩浆岩体及相关矿床定位和分布。
关键词: 花岗闪长岩     LA-ICP-MS锆石U-Pb定年     喜山期     斯如依迭尔铅锌矿     塔什库尔干    
Zircon U-Pb age and its significance of the granodiorite from Siruyidieer Pb-Zn deposit, Taxkorgan, Xinjiang, China
YU XiaoFei1,2,3, SUN FengYue2, HOU ZengQian1, CHEN Jing4, QIAN Ye2     
1. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;
2. College of earth sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
3. State Key Laboratory for Mineral Deposits Research, Nanjing 210093, China;
4. Qinghai geological survey institute, Xi'ning 810012, China
Abstract: This paper gave detailed studies on the chronology, petrology and geochemistry of the granodiorites, which are related to the mineralization in Siruyidieer Pb-Zn deposit, Taxkorgan, Xinjiang, China. Zircon LA-ICP-MS U-Pb results yield a concorde age of 12.7±0.13Ma for the granodiorites, is consistent with the existing age (11Ma). Based on these, the Siruyidieer Pb-Zn was formed during Himalayan Period. The rocks are weak aluminum, are characterized by enrichment in aluminium and kalium, and belong to high-K calcic-alkaline-shoshonite series. In addition, the rocks have high large ion lithophile elements (LILE) (Rb, Ba, Th, U, etc.) and total rare earth element, low high field strength elements (HFSE) (Zr, Y, Ta, Nb, etc.). The granodiorites were derived from post-orogenic extensive setting. The distinctive metallogenic characteristics in study area are good record for the respond between tectonic transition zone and major collision zone in northwest of Qinghai-Tibet Plateau. Moreover, the mineralization events in this area are the result of alkali-rich magamtism and minerogenesis in different tectonic setting. The distribution of alkali-rich magama and deposits in study area are controlled by main and secondary faults.
Key words: Granodiorite     Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating     Himalaya     Siruyidieer Pb-Zn deposit     Taxkorgan    
1 引言

青藏高原是印度板块与欧亚板块自65Ma以来强烈碰撞而形成的活动大陆碰撞造山带,经历了主碰撞、晚碰撞和后碰撞过程,每一阶段均发生独具特色的成矿作用(Hou et al., 2006, 2007侯增谦等, 2006a, b侯增谦和王二七,2008),表现出独特的构造形迹,形成了冈底斯碰撞构造带、喜马拉雅前陆冲断带和“三江”构造转换带。在其东北缘构造转换带内,发育着与晚碰撞阶段有关的、长达3700km的哀牢山-金沙江新生代含矿富碱性钾质岩浆岩带,该岩带沿金沙江-红河走滑断裂带展布,向北进入青海沱沱河一带,并向西延伸至新疆塔什库尔干地区(张玉泉和谢应雯, 1994, 1997)。

塔什库尔干地区位于青藏高原的西北部帕米尔构造结的中东部,喀喇昆仑、西昆仑和帕米尔三大构造单元的结合部位,是青藏高原几个大面积出露新生代富碱侵入岩的地区之一(柯珊等, 2006, 2008)。该区富碱侵入岩的系统研究对重新厘定和划分岩体形成时代和类型,以及探讨青藏高原地壳缩短增厚及壳幔相互作用等深部动力学问题具有重要意义,因此得到广泛的关注(姜春发等,1992张玉泉和谢应雯, 1994, 1997丁道桂等,1996谢应雯和张玉泉,1998姜耀辉和杨万志,2000潘裕生,2000罗照华等,2003柯珊等, 2006, 2008)。目前,在塔什库尔干地区已发现6个富碱性侵入岩体,前人通过同位素年代学、岩石地球化学以及成因矿物学(罗照华等,2003林清茶等,2006柯珊等, 2006, 2008) 等方面研究,认为塔什库尔干富碱侵入岩带作为昆仑山-阿尔金山地区三条富碱侵入岩带之一,是我国最年轻的富碱侵入岩带(王中刚等,2002)。但前人的研究中,岩体形成年龄变化范围较大(54~11Ma),测年方法为多K-Ar法和Ar-Ar法,且针对与成矿有关的碱性侵入岩体的研究较少,这在一定程度上制约了对该地区成矿动力学背景的全面认识;迄今为止,在哀牢山-金沙江新生代富碱性侵入岩浆岩带的南段滇西地区,发现了与富碱性侵入岩有关的金、多金属矿床50余处,但是,在这个新生代富碱性钾质岩浆岩带西北端的塔什库尔干地区(张玉泉和谢应雯, 1994, 1997),与碱性侵入岩有关的成矿作用研究和地质找矿程度很低,亟待加强。

鉴于此,本文选取与碱性侵入岩有关的斯如依迭尔铅锌矿点,在成矿地质特征研究的基础上,开展了成矿岩体LA-ICP MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学特征研究,确定了与成矿有关的花岗闪长岩的形成时代,明确了成岩成矿的大地构造背景,为塔什库尔干地区碱性侵入岩及其相关成矿作用的研究提供了基础资料和新的思路。

2 区域及矿区地质概况

研究区位于青藏高原的西北缘,处于喀喇昆仑-羌塘地体和南昆仑地体之间的塔什库尔干-甜水海地体中,其北邻麻扎-康西瓦断裂带,南以塔阿西-乔尔天山-红山湖断裂为界(林清茶等,2006)。区域出露地层以古元古界布伦阔勒群变质岩系和中生代二叠系为主。布伦阔勒群为一套变质的中基性火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩建造,新疆地质矿产局二大队(1985) 获得Rb-Sr等时线年龄为2130~2700Ma。二叠系以陆源碎屑岩建造为主,夹火山岩、硅质岩,向上逐渐过渡为碳酸盐岩夹石膏岩系,分布于西南部的晚古生代中生代裂陷盆地中(图 1)。

图 1 新疆塔什库尔干地区地质简图(据胡建卫等,2010) 1-第四系;2-白垩系;3-侏罗系;4-二叠系;5-石炭系;6-泥盆系;7-志留系;8-奥陶系;9-蓟县系;10-长城系;11-古元古界布伦库勒群;12-喜山期侵入岩;13-燕山期侵入岩;14-海西期侵入岩;15-加里东期侵入岩;16-新元古代侵入岩;17-地质界线;18-断裂;19-矿点;20-工作区 Fig. 1 Geological sketch map of Taxkorgan area, Xinjiang (after Hu et al., 2010)

①新疆地质矿产局二大队. 1985.新疆南疆西部地质图(1:50万) 及说明书. 251-361

区域岩浆侵入活动以燕山期和喜山期最为强烈。喜山期岩浆岩以塔什库尔干碱性岩浆岩带为主,由东向西主要有羊湖岩体(16.8Ma,黑云母40Ar-39Ar法,林清茶等,2006)、昝坎岩体(12.1Ma,钾长石40Ar-39Ar法,林清茶等,2006)、苦子干和卡日巴生岩体(11Ma,SHRIMP锆石U-Pb,柯珊等,2006)、塔吐鲁沟岩体等。

受喀喇昆仑巨型走滑断裂的影响,区内断裂构造十分发育。呈NW向的塔什库尔干大断裂,安达力塔克-库浪拉古河大断裂、库马断裂、喀拉塔什-玖依大断裂、红其拉甫-克勒青河断裂、塔西土路克断裂等区域性断裂控制了本区构造单元和成矿带的划分;这些断裂的次级断裂,主要呈EW向、SN向、NNW和NNE向,为成矿提供通道和场所。

斯如依迭尔矿点位于塔什库尔干铁、铜、铅锌多金属成矿区的西北部,是近年来发现的热液脉型小型铅锌矿点。矿区内岩浆岩以花岗闪长岩为主,出露于塔什库尔干杂岩体北端,岩体呈北西-南东方向展布,略呈弧形,为一不规则的楔状透镜体,两端尖,中间宽,侵入于二叠系地层中。该类岩石为灰色,块状构造,显微镜下观察,主要矿物为斜长石、角闪石、石英及少量的黑云母和钾长石,副矿物主要为磷灰石、锆石和榍石。岩体中发育1条近南北向断裂,宽约5m。断裂带近上盘处有宽20~30cm的蚀变带,可见细粒黄铁矿化、褐铁矿化、硅化、碳酸盐化、萤石化等蚀变。

矿区共发现2个锌矿化体,产于花岗闪长岩体与围岩外接触带上,成矿与岩体关系密切。这两条矿化体为两条含矿石英脉,矿石成分简单,主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿;脉石矿物主要为石英、方解石、萤石等。矿石具有压碎结构、交代残余结构,块状构造。矿石有用化学成分为Pb、Zn,伴生有用组分主要为Ag (3.4g/t)、Au (0.11g/t) 等。

3 样品采集及分析测试方法

本文所分析的样品采自新疆塔什库尔干县斯如依迭尔矿区5件与成矿有关的花岗闪长岩样品,其中4个用于岩石化学分析,1个用于锆石U-Pb同位素测年。样品受后期热液的影响,硅化较强。

样品经显微镜鉴定后磨制成200目,用于岩石化学分析测试,分析测试是在国土资源部武汉综合岩矿测试中心进行的,主量元素分析采用Magix-pro2440 X荧光光谱仪,微量元素分析采用Thermoelemental X7质谱仪,稀土元素分析采用JY38S等离子直读光谱仪,检测温度为25℃。主量元素分析精度一般优于2%,微量元素分析精度优于10%,稀土元素的分析精度优于5%,REE模式采用Boynton (1984)球粒陨石推荐值REE数据标准化。

测年锆石的分选工作由河北省区域地质调查大队地质实验室完成。锆石U-Pb同位素定年在西北大学大陆动力学国家重点开放实验室利用LA-ICP MS分析完成。采用ComPex102ArF准分子激光器(波长193nm) 和带有动态反应池的四级杆Elan6100DRC型ICP-MS进行锆石U和Pb测定。试验中采用He作为剥蚀物质载气,用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NISTSRM610进行仪器最佳化,采样方式为单点剥蚀,每测定5样品点,加测标样一次。样品测定时用哈佛大学标准锆石91500作为外部校正。本次实验所采用的激光束斑直径为30μm,能量为80mJ。样品的同位素比值和元素含量计算采用GLITTER软件处理,普通铅的校正根据Andersen (2002),锆石的谐和曲线和加权平均年龄的计算采用Isoplot3.2程序完成。

4 分析结果 4.1 常量元素

斯如依迭尔花岗闪长岩主量分析结果见表 1。样品的SiO2含量相对较高,SiO2在69.17%~71.75%之间,平均为70.94%;Ti含量较低,TiO2=0.31%~0.59%,平均为0.39%;相对富碱,K2O在4.18%~5.79%之间,平均5.25%,Na2O在3.75%~4.08%之间,平均3.87%,K2O/Na2O=1.09~1.52,平均1.36,K2O+Na2O=8.03%~9.59%,平均9.12%,且K2O均大于Na2O,明显富碱、富钾。其里特曼指数(σ) 在2.46~3.20之间,平均2.98。此外,碱度率(AR) 在2.71~3.24之间,平均2.84。在硅-碱度率图解上,样品全部落入碱性区域,但接近钙碱性区域(图 2a),在K2O-SiO2图解中投影点主要落在高钾钙碱性-钾玄岩系列范围(图 2b)。

图 2 斯如依迭尔花岗闪长岩的地球化学图解 (a)-AR-SiO2碱度率关系图(据Wright,1969);(b)-K2O-Si O2图解;(c)-Nb-Y图解(据Pearce et al., 1996);(d)-Rb-Y+Nb图解(据Pearce et al., 1996);(e)-主量元素R1-R2因子判别图(据Batchelor and Bowden, 1985);(f)-ACNK-ANK图解 Fig. 2 Geochemistry diagrams of the granodiorite in Siruyidieer

表 1 斯如依迭尔花岗闪长岩主量(wt%) 和微量元素含量(×10-6) Table 1 Contents of elements (wt%) and trace elements (×10-6) of Siruyidieer granodiorite

其SiO2含量较高,可能与后期硅化作用较强有关。Al2O3含量相对较高,Al2O3在14.41%~15.35%,平均为14.84%,所有样品铝指数(A/KNC) 均大于1(1.00~1.25,平均1.12),在铝饱和指数图解中斯如依迭尔花岗闪长岩投影到弱过铝质区域(图 2f)。

4.2 微量元素及稀土元素地球化学特征

斯如依迭尔花岗闪长岩微量元素以富集Rb、Ba、Th、U和K等大离子亲石元素(LILE) 和贫高场强元素Ti、Zr、Y、Ta、Nb (HFSE) 为特征,在原始地幔标准化蜘蛛图上(图 3a),与花岗岩类微量元素配分模式一致。岩石具有明显的K、Rb、Th等正异常,显示Nb、Ta负异常,尤其亏损P、Ti。

图 3 微量元素原始地幔标准化蛛网图(a, 标准化值据Sun and Mcdonough, 1989) 与稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图(b, 标准化值据Boynton,1984) Fig. 3 Primitive mantle normalized trace element spdier diagram (a, normalization values after Sun and Mcdonough, 1989) and chondrite-normalized REE patterns diagram (b, normalization values after Boynton, 1984)

斯如依迭尔闪长岩稀土总量相对较高,∑REE在124.6×10-6~351.0×10-6之间(表 1),平均263.2×10-6,反映轻重稀土分馏程度的(La/Yb)N值较高,在6.77~97.16之间(平均67.01),与LREE/HREE值(6.48~40.11,平均30.78) 较高是一致的。稀土元素配分模式表明(图 3b),岩石强烈富集LREE,具Eu负异常,δEu在0.67~0.84之间,平均为0.78,并且曲线模式协调一致。反映重稀土元素之间分馏程度的(Gd/Yb)N值在1.44~4.35之间,平均为3.23,相对较高,其(La/Sm)N在3.38~10.35之间,平均为8.36,稀土元素配分模式为中等向右倾斜曲线,与塔什库尔干苦子干碱性岩相似,表明它们可能形成于相似的构造环境。

4.3 锆石U-Pb测年

本次测年样品采自与矿化关系密切的花岗闪长岩(PSRY01-B1)。样品锆石的阴极发光图像见图 4,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果见表 2,其谐和图见图 5

图 4 斯如依迭尔花岗闪长岩锆石阴极发光(CL) 图像 Fig. 4 Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains from the Siruyidieer granodiorite

图 5 斯如依迭尔花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb谐和图 Fig. 5 U-Pb concordia plots of zircons from the Siruyidieer granodiorite

表 2 斯如依迭尔花岗闪长岩LA-ICP MS锆石U-Pb分析结果 Table 2 The zircon LA-ICP MS U-Pb analysis of Siruyidieer granodiorite

样品PSRY01-B1(花岗闪长岩) 中锆石多为短柱状,长宽比多为1.5:1左右,锥面和柱面发育完善,晶体自形程度好,无色或浅黄色,透明。锆石阴极发光图像揭示锆石较明亮,岩浆震荡韵律环带极为发育且较狭窄,显示岩浆锆石特征。前19个分析点显示锆石具有变化的U含量(816.3×10-6~1586×10-6)、Th含量(322.7×10-6~1627×10-6),Th/U (0.4~1.2) 比值都比较高,大部分测点的Th/U比值为0.40以上,表明这些锆石为典型的岩浆成因锆石(吴元保和郑永飞,2004)。所有测点的U-Pb同位素组成在误差范围内非常谐和,206Pb/238U加权平均年龄为12.70±0.13Ma (图 4a),MSWD=1.4,代表花岗闪长岩的岩浆结晶年龄。另外,测点16和20的206Pb/238U的年龄值分别为128±1.6Ma和378.6±4.96Ma,可能是岩浆侵位时捕获的燕山期和海西期岩浆岩的锆石。

5 讨论 5.1 岩体成因及形成的大地构造背景

斯如依迭尔花岗闪长岩的里特曼指数σ在2.46~3.20之间,平均2.98(n=2),属于钙碱性岩。Barbarin (1999)将混合源钙碱性岩分为KCG和ACG两类,KCG贫CaO、富K2O,主要来源于地壳,而ACG贫K2O、富CaO,主要来源于地幔(Depaolo and Farmer, 1984Giret,1990),在本次研究中,我们选取的4个全岩样品的CaO含量在0.65~1.35之间,平均为0.93,K2O含量在5.79~4.18之间,平均为5.25,应属于KCG岩类,从而表明了斯如依迭尔花岗闪长岩岩浆主要来源于壳源。然而,富碱岩体相对富集LILE、相对亏损HFSE,La/Ce=0.4~0.64、Ce/Nd=2.7~3.27、Sm/Nd=0.13~0.21,显示出未受外来物质混染和岩浆源区具有壳幔混源的地球化学特征(邓万明等,1998Hou et al., 2007)。

该类岩石的化学组成以稀土总量相对较高、亏损高场强元素(Ti、Zr、Y、Ta、Nb) 和富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U、K) 为特征,与滇西碱性岩体地球化学特征相似,表明它们可能形成于相似的构造环境,这些结果表明斯如依迭尔花岗闪长岩的形成与俯冲相关(Miller et al., 1999)。该类岩石在花岗岩的(Y+Nb)-Rb和Nb-Y判别图解中(图 2),所有样品均落在火山弧花岗岩(或同碰撞花岗岩) 区域,而在主量元素的R1-R2多阳离子构造环境判别图解中,花岗闪长岩的投影点多落在晚造山范围,可以看出斯如依迭尔花岗闪长岩体的形成大地构造背景为晚造山-岛弧环境,这与柯珊等(2006)对塔什库尔干地区苦子干碱性岩体的研究获得的结论相一致,因此,斯如依迭尔花岗闪长岩与苦子干和卡日巴生岩体为同源演化关系,斯如依迭尔花岗闪长岩体应形成于碰撞后伸展环境。

研究证实,自新生代欧亚板块碰撞以来,帕米尔构造结成为青藏高原构造挤压最强烈的地区之一(肖序常等,2002)。印度-亚洲大陆的最终俯冲、碰撞和陆壳消减,部分壳源物质被带入下插的地幔楔中,并与地幔物质发生混合,在大规模走滑断裂系统作用下发生部分熔融(Hou et al., 2003),并沿有利构造部位上侵形成钾质、超钾质富碱岩浆岩(莫宣学等, 2006, 2007Hou et al., 2006, 2007)。在碰撞后的伸展环境下,青藏高原西北缘由挤压转为引张,岩石圈底部由于受到拉张而发生拆沉作用,引起软流圈上涌(丁林等,1999),发生部分熔融而形成高钾富碱岩浆活动。显然,塔什库尔干地区碱性岩体与青藏高原西北缘大规模走滑逆冲作用有关的地壳部分熔融以及壳幔混合作用密切相关(罗照华等, 2007a, b),同时,边界断裂的活化又导致断裂深部幔源岩浆的侵位。

5.2 岩体年龄时限及对成矿时代的限制

如前所述,塔什库尔干地区的碱性岩,不同时期、不同单位,采用K-Ar法和Ar-Ar法测定的同位素年龄相差较大(姜春发等,1992潘裕生,2000罗照华等,2003林清茶等,2006柯珊等,2006)。柯珊等(2006)在对组成塔什库尔干碱性岩带的苦子干岩体和卡日巴生岩体进行高精度锆石SHRIMP U-Pb测年,获得锆石SHRIMP U-Pb年龄为11Ma,并与部分钾长石40Ar-39Ar法进行对比,发现苦子干岩体中的钾长石含有过剩的Ar,认为钾长石不宜作为40Ar-39Ar定年对象。塔什库尔干地区经历了复杂的地质演化历史,碱性岩体的形成与演化不可避免的受到多期次的构造活动的影响,其原有的同位素体系可能会遭到破坏,因此应用上述方法不能获得准确的年龄数据。目前,被广大地质学家接受的是SHRIMP U-Pb法和LA-ICP MS U-Pb法,由于锆石U-Pb体系具有封闭温度高、富含U和Th、低普通Pb以及较高的矿物稳定性,使得锆石U-Pb定年成为同位素年代学研究中最有效的方法之一,并已得到广泛应用(刘玉平等,2006)。

本文对塔什库尔干斯如依迭尔矿区花岗闪长岩中锆石LA-ICP MS U-Pb年代学研究结果显示18个测点分析结果十分集中,且具有很高的协和度,由此拟合的谐和年龄精度很高。CL图像显示锆石晶形良好,并且具有韵律环带,表现出岩浆锆石的特征(图 4)。采用Andersen (2002)方法对锆石颗粒U-Pb同位素LA-ICP MS定年结果进行普通铅校正后,可见所测锆石年龄较年轻,适合于采用206Pb/238U年龄(Griffin et al., 2004)。因此,本文获得LA-ICP MS U-Pb年龄为12.7±0.13Ma,该年龄可以代表斯如依迭尔花岗闪长岩体的侵入年龄,与柯珊等(2006)应用SHRIMP U-Pb法获得的苦子干和卡日巴生岩体的侵入年龄(11Ma) 在误差范围内基本一致,说明了塔什库尔碱性杂岩体形成于中新生世中期,并可能为幕式岩浆涌动的结果。本次测年结果还表明,有两个岩浆锆石测点U-Pb年龄值分别为128±1.6Ma和378.6±4.8Ma,可能为岩浆上升侵位过程中俘获中生代和古生代花岗岩锆石的年龄,反映出这些继承性锆石来源与多种不同时代的岩石有关。

区域上,由南向北不同地段碱性岩的侵位年龄具有一定的变化规律。在南段,滇西、藏东一带为40~30Ma (张玉泉和谢应雯,1997林清茶等,2005万哨凯等,2005);在中段,青海南部碱性岩为36~33Ma (邓万明等, 1998, 1999)、可可西里风火山碱性岩为31Ma (张玉泉和谢应雯,1997)、藏北火车头山碱性岩为33~20Ma (刘红英等,2004)、南羌塘走构油茶和纳丁错碱性岩为34.64±0.55Ma和35.03±0.54Ma (刘建峰等,2009);在北段,西昆仑-喀喇昆仑山地区羊湖、昝坎和苦子干碱性岩为18~11Ma (林清茶等,2006柯珊等,2006)、斯如依迭尔花岗闪长岩体为12.7Ma。另外,邻区的Dunkeldik山谷也发育一系列11Ma左右的碱性火山岩,Ar-Ar年龄为分别为10.8~11.1±0.15Ma、11.2Ma和11.5±0.2Ma (Ducea et al., 2003)。显示出哀牢山-金沙江新生代碱性岩浆岩带的岩浆作用东南早西北晚的特征。亦充分说明了在中新世中期(13~11Ma),塔什库尔干地区广泛和强烈的富碱性岩浆活动,可能携带了大量的成矿物质,为成矿奠定了基础。

地质研究表明,铅锌矿化分布在花岗闪长岩体与围岩的外接触带上,矿化蚀变带发育于岩体边部,受破碎带控制,矿化为石英脉型。另外,在岩体内部见有含铜锌矿化的石英脉,成矿与花岗闪长岩在空间和时间关系最为密切。所以,斯如依迭尔铅锌矿点矿化作用最早应该发生于喜山期晚期-中新世中期,同时也是塔什库尔干铜、铁、铅锌多金属矿带一次重要的矿化事件。

5.3 成矿构造背景及意义

研究表明,形成于65Ma的印度-欧亚大陆正向碰撞造山带(Hou et al., 2003Yin and Harrison, 2000),控制着含矿岩浆活动的走滑断裂系统,形成了3期分别为58~56Ma、27~22Ma、13~12Ma的变形(张进江等,2006)。另外,至中新世(24~17Ma) 压力场由压扭状态转为明显的张应力状态(Wang et al., 2001),为后碰撞伸展环境。主要体现在青藏高原西北缘,自23Ma以来,帕米尔-西昆仑前陆地带沉降速度突然加快,可能是喀喇昆仑走滑断裂系的影响,导致岩石圈更容易变形,在强大的构造及压力作用下的反应(李向东和王克卓,2000),压力松弛可能导致了含矿岩浆沿大规模走滑断裂的脉动性和周期性侵位,诱发了岩浆-热液-成矿事件(侯增谦等, 2006a, b侯增谦和王二七,2008)。本次锆石LA-ICP MS U-Pb测年证实,本次岩浆活动可能与第3期13~12Ma的变形有关,塔什库尔干碱性杂岩及有关的构造运动在本区有一定的显现,区内与碱性侵入体有关的铜、铅锌多金属矿化主要成矿期为喜马拉雅期,其成矿时代上限为13Ma左右,与青藏高原西北部喜山期钾质富碱岩浆活动高峰期一致,是印-亚大陆碰撞造山过程在青藏高原西北缘-帕米尔构造结,构造转换带内岩浆作用的产物。青藏高原西北缘喜山期构造-岩浆-成矿事件,导致阿尔金、喀喇昆仑走滑断裂系统早期挤压,晚期拉张,控制了青藏高原西北缘的碱性岩浆岩带及与之相关的金属矿床成矿作用。因此,巨型走滑断裂带是富碱岩浆的运移通道,主干断裂及其次级断裂常常控制富碱岩体及相关矿床定位和分布。

构造背景与成矿关系的研究表明,块体边缘与缝合带通常是大规模成矿的有利地带,造山带由挤压到伸展的转变期是大规模成矿的有利时期(陈衍景,2006王京彬和徐新;2006),塔什库尔干地区位于喀喇昆仑、西昆仑和帕米尔三大构造单元的结合部位,具备良好的成矿位置条件。近年来,先后在塔什库尔干地区发现大量的沉积变质型矿床、矽卡岩型、热液脉型等铁、铜、铅锌多金属矿床(胡建卫等,2010),在找矿方面取得了重大突破。前人认为成矿时代主要为太古代、加里东期、海西-印支期、燕山期,以及喜山期(河南地质调查院,2004),但大多是根据地质体之间接触关系判断的,还不能准确确定成矿年龄。本文最新获得的与成矿有关的花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb年龄,确定了塔什库尔干地区确实存在着喜山期成岩成矿事件。因此,在塔什库尔干地区存在着一期与喜山期碱性岩浆活动相伴的铅锌成矿作用,碱性岩浆活动发育地区是今后重要的有利的找矿靶区。

①河南地质调查院. 2004.克克吐鲁幅和塔什库尔干塔吉克自治县幅1:250000区域地质调查报告

6 结论

本文通过对斯如依迭尔铅锌矿点含矿的花岗闪长岩进行研究,得出如下认识:

(1) 斯如依迭尔铅锌矿点含矿花岗闪长岩的锆石LA-ICP MS U-Pb年龄为12.7±0.13Ma,岩体形成于喜山晚期(中新世晚期)。矿化与碱性侵入体关系密切,因此,花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb年龄也表明斯如依迭尔铅锌矿点成矿作用发生在喜山期,成矿年龄等于或者略小于13Ma左右。

(2) 花岗闪长岩的主量、微量和稀土元素特征表明,铝指数(A/KNC) 均大于1(平均1.12),为弱过铝质;属于碱性-高钾钙碱性、高钾岩系列岩石。富碱岩体相对富集LILE、相对亏损HFSE,La/Ce=0.4~0.64、Ce/Nd=2.7~3.27、Sm/Nd=0.13~0.21,花岗闪长岩形成于后碰撞伸展环境。青藏高原的西北缘的富碱岩浆,是在喀喇昆仑走滑断裂系统早期挤压、晚期拉张的构造转化,以及第3期(13~12Ma) 走滑变形的影响下,上升侵位形成的。

(3) 斯如依迭尔铅锌矿点的成矿母岩体的地球化学性质表明,该区富碱性侵入体可能有利于成矿,可作为进一步找矿方向。

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