2. 中国地质调查局发展研究中心, 北京 100037;
3. 吉林大学地球科学学院, 长春 130061;
4. 青海省地质调查院, 西宁 810012
2. Development and Research Center of China Geological Survey, Beijing 100037, China;
3. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
4. Qinghai Institute of Geological Survey, Xining 810012, China
西昆仑造山带由北昆仑地体、南昆仑地体、喀喇昆仑-甜水海地体等3个主要的构造单元组成(潘裕生,2000; 肖序常等,2002),位于青藏高原西北缘,大地构造属于古亚洲构造域和特提斯构造域的结合部(董永观等,2003),成矿条件优越。近年来,在西昆仑塔什库尔干地区陆续勘查并发现了一批铜、钼、铅、锌、铁矿床及众多的矿点和矿化点,成为西昆仑地区重要的矿产勘查区之一(范飞鹏等,2008),并于2011年设为国家级整装勘查区。区内主要为沉积-变质型、热液脉型、矽卡岩型等铁多金属矿床,成矿潜力巨大,是寻找大型-超大型矿床的有利地区之一,其中规模较大的矿床有老并铁矿、切列克契铁矿、黑恰铁矿、昝坎铁矿等,由于区内矿床或矿点发现较晚,虽然进行了大量的勘探工作,但对其进行系统研究却较少,目前仅见有对切列克契铁矿的地质特征(孙海田等,2003)、赞坎铁矿综合信息预测(胡建卫等,2010)、杏子沟铁矿地球化学特征(周兵等,2010)等方面的报道,矿床流体包裹体特征的研究,特别是对区内各矿床成矿时代的研究则鲜有报导。因此,在区内开展成矿流体和成岩成矿年代学研究具有重要意义。
班迪尔司热洪铜铁矿位于塔什库尔干塔吉克自治县班迪尔乡北8km,是近年来125区域地质调查中发现的,根据地质体接触关系认为其形成于海西期(河南地质调查院,2004①)。由于缺少精确的年代学证据,其形成于何时?形成的地球动力学背景是什么?需要进一步厘定。本文在班迪尔司热洪铜铁矿地质特征研究基础上,开展了与成矿有关岩体U-Pb年代学和流体包裹体等方面研究,本文报道了最新获得的花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果,并确定西昆仑塔什库尔干地区存在印支期成矿事件。
① 河南地质调查院. 2004. 克克吐鲁克幅、塔什库尔干塔吉克自治县幅区域地质调查报告. 1-317 2 区域地质特征研究区位于青藏高原的西北缘,处于西昆仑造山带的喀喇昆仑-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)(图 1)。区域出露地层以古元古界、奥陶-志留系和石炭系及二叠统地层为主。古元古界以布伦阔勒群为主,为一套中基性火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩建造,Rb-Sr等时线年龄为2130~2700Ma(新疆地质矿产局二大队,1985),该套变质地层的西部层位发育一套含铁建造,为重要的含铁层位,形成规模巨大的的沉积-变质型磁铁矿带,目前已发现老并、塔合曼、赞坎等大中型铁矿床;奥陶-志留系分布在木吉、塔什库尔干一带,沿麻扎-黑恰-甜水海一线连续分布,均为浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造;区内石炭系为恰提尔群,为一套富含化石的碳酸盐岩沉积;二叠统为一套浅变质沉积层。
![]() | 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-喜玛拉雅期侵入岩;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-铁矿床、矿点;20-工作区 Fig. 1 Geological sketch map of Taxkorgan area,Xinjiang(after Hu et al., 2010) |
区内岩浆作用强烈,岩浆岩十分发育,主要有印支期、燕山期和喜马拉雅期等。岩浆活动明显受区域性深大断裂的次级断裂控制,呈NE-SW向展布(毕华,2000)。燕山期侵入岩以中酸性侵入体为主,喜马拉雅期侵入岩以碱性岩为主。前人研究认为,靠近晚古生代晚期岩体一侧,尚有印支期岩体的存在,但由于工作程度较低,未能分出(汪玉珍和方锡廉,1987)。随着工作的开展,潘裕生(2000)陆续发现印支期中酸性侵入岩,多分布在麻扎-康西瓦深大断裂两侧,具有明确可靠意义的年龄多在200Ma左右,但是毕华(2000)认为在早、中三叠世长达20Myr的时间间隔里没有岩浆活动。然而,我们在班迪尔地区获得花岗闪长岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄为239.8±1.5Ma,表明研究区存在早、中三叠世岩浆活动。
受麻扎-康西瓦深大断裂的影响,区内断裂构造十分发育。区内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;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。
3 矿区及矿床地质特征矿区内出露地层主要有古元古界布伦阔勒群和石炭系地层(图 2)。古元古界布伦阔勒群主要出露在矿区西部,石炭系分布在矿区东部,与古元古界布伦阔勒群呈断层接触,是主要的赋矿地层,主要岩性为灰色变质石英砂岩、黑云石英片岩夹大理岩,局部有石膏层,地层呈单斜层状产出,走向北西,倾向北东,倾角40°~80°。受岩浆作用影响,变质砂岩发生了角岩化,在大理岩与岩体接触带上发育不同程度的矽卡岩化,矽卡岩内矿化明显(图 3)。
![]() | 图 2 班迪尔司热洪地质简图(据河南地质调查院,2004)
1-古元古界布伦阔勒岩群;2-奥陶-志留系;3-上石炭统;4-白垩系下拉夫底群;5-上更新统;6-印支期二长花岗岩;7-印支期石英闪长岩;8-燕山期二长花岗岩;9-铜铁矿点;10-断裂;11-地质界线 Fig. 2 Geological sketch map of B and iersirehong area |
![]() | 图 3 班迪尔司热洪铜铁矿实测地质剖面图 Fig. 3 The measured geological profile of B and iersirehong deposit |
在矿区中部发育花岗闪长岩体,侵入到古元古界布伦阔勒群和石炭纪地层中,出露面积约0.7km2。岩石变质变形普遍,黑云母定向排列,具片麻状构造。岩体中发育2组裂隙,一组呈EW向,另一组呈SW向,沿裂隙发育有铜矿化。矿区断裂构造不甚发育,仅在矿区中部见一条呈NW-SE走向,倾向NE的脆性断裂,沿断裂发育铜铁矿化。
目前,矿区范围内在花岗闪长岩和大理岩的接触带中发现两条铜铁矿体,分别为Ⅰ号和Ⅱ号矿体。接触带控制了矿体的定位和侧伏方向,矿体形态呈似层状、透镜状、脉状,向北西侧伏。在岩体内接触带一侧,矿化呈块状;靠近大理岩的外接触带,矿化呈脉状,顺层产出;矿体上部为脉状铜矿化,下部为磁铁矿矿化。Ⅰ号矿体长650m,总体走向为NWW-SEE,倾向NE,矿体厚度0.80~4.4m,矿石品位: FeT 31.43%~63.98%,Cu 0.74%~1.44%;Ⅱ号矿体分南北两段,北段为铁矿体,南段为铜矿体,北段的铁矿体长度为280m,厚度1.1~2.1m,品位FeT 32.36%~55.18%,局部Cu 0.35%。
矿石构造主要为块状构造、浸染状构造、脉状构造等。矿石结构为粒状变晶结构、填隙结构、浸蚀结构、交代结构、压碎结构等。矿石中金属矿物主要有黄铜矿、黝铜矿、黄铁矿、闪锌矿和磁铁矿等,脉石矿物有石英、方解石、透辉石、白云母等。
围岩蚀变主要为矽卡岩化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等,尤其以矽卡岩化最为普遍,且与矿化关系密切。矽卡岩化主要分布在接触带附近,多为层状,亦有透镜状和脉状。矽卡岩主要为透辉石矽卡岩(图 4)。
![]() | 图 4 班迪尔司热洪铜铁矿矿石岩相学特征
(a)透辉石矽卡岩;(b)透辉石矽卡岩;(c)石英脉穿切磁铁矿;(d)磁铁矿 Fig. 4 Petrological microphotographs of the ore from B and iersirehong Cu-Fe deposit |
根据野外及镜下观察,结合矿物组合关系,可将班迪尔司热洪矿区划分4个成矿阶段:
(1)矽卡岩阶段。该阶段在矿区非常发育,主要形成透辉石硅酸盐矿物,但矿化不发育。
(2)退化蚀变阶段。该阶段主要形成金云母、绿泥石、透闪石等矿物,这些矿物充填交代早阶段矽卡岩矿物,同时形成磁铁矿。磁铁矿呈致密块状产出,交代早期的透辉石等矿物。另外,磁铁矿中见有石英脉穿插。
(3)石英-硫化物阶段。以石英、硫化物为主,是区内重要的矿化阶段,矿物组合主要以石英、黄铜矿、黝铜矿、闪锌矿、黄铁矿为主,同时在侵入体中见有石英-硫化物脉,形成矿区的脉状矿化。
(4)碳酸盐阶段。主要为方解石、绿泥石和黄铁矿等矿物,另有闪锌矿等硫酸盐矿物,他们沿裂隙分布或充填交代早期的矽卡岩矿物。
4 成矿岩石年代学研究 4.1 样品与测试锆石年代学研究样品采自班迪尔司热洪矿区与矿化关系密切的花岗闪长岩岩体。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ComPex102 ArF准分子激光器(波长193nm)和带有动态反应池的四级杆Elan6100 DRC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,实验获得的数据采用Andersen(2002)的方法进行同位素比值的校正,锆石的谐和曲线和加权平均年龄的计算采用Isoplot 3.2程序完成。
4.2 分析结果样品锆石的阴极发光图像见图 5,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果见表 1,其谐和图见图 6。样品(BDE-B5)花岗闪长岩中锆石多为长柱状,多数颗粒自形程度较好,部分呈断头晶出现,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,岩浆振荡韵律环带较宽缓,显示岩浆锆石特征。20个分析点显示锆石具有变化的U含量(150.4×10-6~1318×10-6)、Th含量(84.3×10-6~737.5×10-6),Th/U比值大于0.1,具岩浆锆石特征,表明这些锆石为典型的岩浆成因锆石(吴元保和郑永飞,2004),应是同期岩浆结晶而成。所测各锆石U-Pb同位素组成表明,20个锆石数据有3个锆石的数据远离谐和线,分别为BDE-B5-004、BDE-B5-013和BDE-B5-018,我们分析认为BDE-B5-004和BDE-B5-013由于锆石较小,剥蚀过程中很快打穿,且206Pb/238U信号显示明显的不稳定,故所得数据不可信;BDE-B5-018点位同样在剥蚀过程中被打穿,且显示信号较低,但206Pb/238U比值相对稳定,可以做为实际年龄的参考数据。其余17个点均落在谐和线上及其附近,其206Pb/238U加权平均值为239.8±1.5Ma,MSWD=1.1。
![]() | 图 5 班迪尔司热洪矿区花岗闪长岩锆石阴极发光图像 Fig. 5 Cathodoluminescence(CL)images of zircon grains from the B and iersirehong diorite porphyrite |
| 表 1 班迪尔司热洪花岗闪长岩LA-ICP MS锆石U-Pb分析结果 Table 1 The zircon LA-ICP MS U-Pb dating for the B and iersirehong granodiorite |
![]() | 图 6 班迪尔司热洪矿区花岗闪长岩锆石U-Pb谐和图 Fig. 6 U-Pb Concordia plots of zircons from the B and iersirehong diorite porphyrite |
本次流体包裹体研究中,采集了班迪尔司热洪铜铁矿主成矿阶段的石英-硫化物脉进行流体包裹体研究。该阶段的石英脉含有大量的金属硫化物,如黄铁矿、黄铜矿等,但原生流体包裹体较小,不易观察和测试。先将这些样品磨制成厚度约0.2mm双面剖光的薄片做矿相学和流体包裹体观察,然后选取有代表性的包裹体进行显微测温和激光拉曼探针分析。
流体包裹体显微测温分析是在吉林大学地球科学学院地质流体实验室完成,仪器为Linkam THMS600型,可测温度范围为-196~+600℃,该冷热台测试精度在-120~-70℃温度区间为±0.2℃,在100~500℃区间为±2℃。系统校准采用国际标样纯水及盐度为25%的H2O-NaCl人造包裹体。实验测试过程中,测试升温速率一般为0.2~5℃·min-1,含CO2包裹体相变点附近升温速率为0.2℃·min-1,水溶液包裹体相变点附近升温速率为0.2~0.5℃·min-1,基本保证了相转变温度数据的准确可靠。包裹体的盐度根据不同的包裹体类型查表或计算:对于H2O-NaCl两相包裹体,根据所测得的冰点查冰点换算表(Bodnar,1983),获得流体包裹体的盐度值;对于含NaCl子矿物包裹体则利用子矿物熔化温度与盐度换算表(卢焕章等,2004)得到流体包裹体的盐度值;含CO2包裹体,由于络合物的形成将水从溶液中移出,这样就增加了剩余水溶液的盐度,因而利用冰的熔化温度就不能获得正确的盐度数值,可以利用络合物的熔化温度来确定包裹体的盐度(卢焕章等,2004)。
流体包裹体成分的激光拉曼探针测试在南京大学内生金属矿床国家重点实验室流体包裹体实验室完成,采用英国Renishaw2000型激光拉曼光谱仪,实验条件:温度23℃,Ar离子激光器(514nm),风冷,狭缝宽50μm,光栅1800,包裹体扫描时间为30s,扫描次数1次。
5.2 流体包裹体岩相学特征流体包裹体岩相学研究是包裹体信息的有效性和最终包裹体成果得以合理解释的基础(卢焕章等,2004)。岩相学观察表明,矿区石英脉中原生流体包裹体形态多呈椭圆状、纺锤状、不规则状,长轴大多介于5~20μm之间。可将班迪尔司热洪矿区主成矿阶段的原生包裹体划分为3类,以气液两相包裹体(W)为主,见少量含子矿物三相包裹体(S)和含CO2包裹体(C)等三种类型(图 7)。
![]() | 图 7 班迪尔司热洪铜铁矿包裹体显微照片 Fig. 7 Microphotographs of the fluid inclusion of B and iersirehong Cu-Fe deposit |
W型气液两相包裹体在样品中最为发育,约占包裹体总数的90%,室温下由水溶液和气泡两相构成,气相占包裹体体积比为10%~25%,大小一般为3~10μm,常见形态多为椭圆形、次圆形、长条形和不规则形等。
S型含子矿物多相包裹体由气相、液相和固相组成,样品中S型包裹体较少,约占流体包裹体总数的5%左右,包裹体形态为三角状和不规则状,个体较大,长轴为10~20μm,气相分数为15%~20%。子矿物呈透明状,呈立方体或浑圆状,主要为石盐子晶,占包裹体总体积的30%左右。子矿物在升温过程中不发生变化。该类包裹体在主成矿阶段中发育不多,仅在样品中观测到2个。
C型含CO2包裹体约占包裹体总数的5%,一般呈椭圆形或不规则状,多孤立分布或成群出现。包裹体长轴长5~20μm,气液比为40%,室温下多呈两相,降温过程中可呈现三相。
上述3种类型包裹体常密集成群发育,且成群共生产出在同一颗石英颗粒中,表明其捕获时成矿流体处于一种不均匀热液体系状态。
5.3 流体包裹体显微测温学研究本文对班迪尔司热洪铜铁矿区主成矿阶段流体包裹体中27个W型包裹体、2个S型包裹体和2个C型包裹体,进行了详细的显微测温分析,获得数据31个,测温结果见表 2。
| 表 2 班迪尔司热洪铜铁矿点流体包裹体显微测温数据及估算参数 Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions and estimation parameters of B and iersirehong copper deposit |
从表 2和图 8中可以看出,在三类包裹体中,W型包裹体的均一温度变化范围最大,均一温度范围为145.5~294℃,峰值集中在200~220℃之间。根据NaCl-H2O型包裹体的冰点温度,在流体包裹体的冰点温度与盐度关系表(Bodnar,1983)查表获得盐度,冰点温度介于-7.9~-0.8℃,相应的盐度介于0.86%~11.6% NaCleqv之间,峰值介于1.02%~3.2% NaCleqv之间,根据刘斌和段光贤(1987)NaCl-H2O型包裹体的密度式计算获得的流体密度为0.89~1.0g·cm-3。
![]() | 图 8 班迪尔司热洪铜铁矿流体均一温度和盐度直方图 Fig. 8 Histograms of homogenization temperatures and salinities of fluid includes in B and iersirehong area |
C型包裹体初始熔化的温度为-58.8~-55.6℃,笼合物熔化温度集中在4.8~7.8℃之间,由此获得的盐度为0.9%~3.2% NaCleqv,完全均一温度为210~219℃,计算流体密度为0.7~0.83g·cm-3。
S型包裹体完全一以温度为298~304℃,一般在升温过程中,子晶在未达到完全均一时熔化,子晶熔化温度为180~290℃,相应的盐度范围30.1%~33.1% NaCleqv,计算获得的流体密度为0.9~1.1g·cm-3。
5.4 流体包裹体成分激光拉曼光谱分析为了研究班迪尔司热洪铜铁矿区成矿流体成分和探讨流体来源,本次选择石英-硫化物阶段石英脉中的W型、C型包裹体开展单个包裹体成分激光拉曼光谱峰值扫描,部分谱图见图 9,结果显示:
![]() | 图 9 司热洪铜多金属矿流体包裹体激光拉曼光谱分析
(a、b)W型包裹体;(c、d)C型包裹体 Fig. 9 Laser-Raman spectra of fluid inclusions of the B and iersirehong Cu-Fe deposit |
W型包裹体中,气液相成分皆显示一个宽泛的水峰(图 9a,b),表明以水为主。
C型包裹体中,具有明显的的CO2特征峰(图 9c,d)。因此,尽管C型包裹体较少且很小,不易观察,但激光拉曼成分分析佐证了含CO2包裹体的存在。
6 讨论 6.1 成岩时限及对成矿时代的限制毕华(2000)曾对西昆仑岩浆岩同位素年龄数据进行系统的总结,认为在早、中三叠世250~230Ma之间长达20Myr的时间间隔中,西昆仑造山带处于相对稳定的阶段,在这个阶段没有岩浆活动。然而,本文的研究并非如此,对班迪尔干司热洪矿区花岗闪长岩开展LA-ICP MS锆石U-Pb年代学研究结果表明,获得的20个数据中有3个测点远离谐和线,17个测点分析结果十分集中,且具有很高的谐和度,由此拟合的谐和年龄精度也很高。同时,高的Th/U比值和韵律环带通常被认为是岩浆成因锆石的特征,本次研究样品的锆石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 5)。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,适合于采用206Pb/238U年龄(Griffin et al., 2004)。获得LA-ICP MS U-Pb年龄为239.8±1.5Ma,该年龄可以代表班迪尔司热洪花岗闪长岩的成岩年龄,与张传林等(2005)在西昆仑西段获得的含石榴子石花岗岩成岩年龄一致(锆石SHRIMP年龄,240.5±1.8Ma),说明了西昆仑地区存在着早三叠世的岩浆活动。
前面研究表明,班迪尔司热洪铜铁矿矿化分布在花岗闪长岩体与碳酸盐岩的接触带上,受矽卡岩带控制,成矿与花岗闪长岩具有密切的时间、空间关系。河南地质调查院(2004)根据岩体与地层接触关系,认为其形成于海西期,但在研究区没有海西期岩浆活动的证据,毕华(2000)认为海西期花岩浆活动向南未跨过康西瓦断裂。本次研究发现与成矿有关的花岗闪长岩成岩年龄为239.8±1.5Ma,指示成矿作用应尾随或不早于240Ma,说明了研究区存在着早中三叠世的岩浆活动,存在一期240Ma的成矿事件。
6.2 成矿流体特征及矿床成因类型流体包裹体测温结果表明,班迪尔司热洪铜铁矿发育较丰富的原生流体包裹体,这些包裹体反映了主成矿阶段成矿流体的基本特征。包裹体以W型为主,其次为S型和C型包裹体。W型和C型流体包裹体均一温度为145.5~294℃,对应盐度为0.7%~11.6% NaCleqv。S型包裹体中石盐子晶在加热过程先于气泡消失,子晶熔化温度为180~290℃,均一温度为298~304℃,对应盐度为30.1%~33.1% NaCleqv。另外,W型包裹体的均一温度较小,小于其他包裹体的均一温度,这可能是流体在演化过程中连续多次不混溶作用的结果(Hagemann and Lüders,2003)。
上述研究表明,主成矿阶段的流体包裹体类型复杂、多样,在同一视域内可见W型、S型和C型包裹体,它们捕获于一种不均匀的流体状态(Shepherd et al., 1985)。班迪尔司热洪铜铁矿的成矿流体总体上属于中-低温、中-低盐度的流体体系,而流体包裹体成分激光拉曼光谱分析表明,成矿流体具有富CO2的特征,为H2O-CO2-NaCl体系。
通过对班迪尔司热洪铜铁矿主成矿阶段流体包裹体研究,结合矿床的地质特征,认为班迪尔司热洪铜铁矿为矽卡岩型矿床。班迪尔司热洪铜铁矿石英流体包裹体中富含CO2,这与中国陆内矽卡岩型成矿流体的特征一致(陈衍景等,2007),但成矿热液流体显示中-低温、中-低盐度又不具有典型矽卡岩型矿床的特征,可能与后期大气水的加入有关,与典型矽卡岩型矿床相比较,温度偏低,应该是热液活动较弱的造成的,或者还没有找到主矽卡岩型矿体,因此,目前仅仅是个矿点,有待于进一步开展工作。
6.3 构造背景与成矿意义西昆仑造山带经历了漫长而复杂的地质演化,是多次的弧-陆碰撞形成的西昆仑复合造山带,由多个块体拼合而成(潘裕生, 1994,2000; 邓万明,1995),早在元古代,南昆仑地体和喀喇昆仑-甜水海地体之间为古特提斯洋,在加里东期沿麻扎-康西瓦断裂带发生拼合,并伴随有不同时期的岩浆活动,这一岩浆活动从石炭纪一直持续到三叠纪,于印支期发生最终拼合(张传林等,2007),碰撞造山,古特提斯洋闭合。前人研究表明,印支期花岗岩绝大多数以块状构造为主,侵入到前寒武纪及古生界地层中,由西向东分别为布伦口村北片麻状花岗岩(SHRIMP U-Pb年龄,240.5±1.8Ma; 张传林等,2005),班迪尔司热洪花岗闪长岩(LA-ICP-MS U-Pb,239.8±1.5Ma,本文);科岗含角闪石花岗岩(TIMS U-Pb,228.2±1.5Ma; 张传林等,2005);新藏公路464km花岗岩(全岩Rb-Sr等时线年龄,220.82±20.8Ma; 毕华,2000);麻扎二长花岗岩(K-Ar年龄为211.4Ma; 姜春发等,1992),麻扎兵站花岗闪长岩(锆石U-Pb年龄为203Ma; 潘裕生等,1994);三十里营房花岗岩(Rb-Sr等时线年龄为215Ma; 张玉泉和谢应雯,1989),上述花岗岩类形成时代空间变化规律总体上自西向东逐步变新,为一印支期新生岩浆弧(张传林等,2005),表明喀喇昆仑-甜水海地体在240Ma开始与南昆仑地体发生碰撞,从西到东古特提斯洋呈剪刀式逐渐闭合,持续到200Ma左右大洋最终闭合,发生边缘造山作用,并伴随强烈的岩浆作用,岩浆活动为成矿提供了大量的金属物质,目前在这岩浆岩带已经发现多处铜、铁多金属矿(化)点(李博秦等,2007)。
印支期,本区进入古特提斯洋演化阶段,在挤压应力场的持续作用下,形成印支期造山带(张传林等,2007)。印支期后期,洋壳俯冲作用停止,古特提斯洋封闭,整个西昆仑地区转入陆内活动阶段,这与全球构造背景的Pangaea超大陆形成于印支期是一致的。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,具备良好的成矿条件。近年来,随着地质找矿取得的新进展,在塔什库尔干古老陆块上,不仅发现产于古元古界硅铁建造中的沉积变质型铁矿,代表性矿床有塔哈希铁矿、赞坎铁矿、塔合曼铁矿等;还在麻扎-康西瓦缝合带发育的岩浆岩带与古生代浅海相碳酸盐岩接触带附近发现13处矽卡岩型含铜锌磁铁矿点,代表性矿点为康达尔含锌磁铁矿、瓦恰铜铅锌矿(冯昌荣等,2012);以及在西昆仑岩浆弧带内发现科科什老克铅锌矿点、阿依布拉克东含铜钼矿点、拉依布拉克东铜钼矿点,这类型矿产主要产于岩体内部、外接触带,呈透镜状、扁豆状或脉状,与燕山期中酸性侵入岩有关。区内已发现的矽卡岩型、岩浆热液型铜、铁多金属热液矿床因属于统一构造背景下、同一成矿期不同地壳层次、不同围岩环境的产物。班迪尔司热洪铜铁矿产于花岗闪长岩与石炭系碳酸盐岩接触部位,与花岗闪长岩时空及成因关系密切,成矿作用发生在花岗闪长岩成岩后期。在班迪尔-麻扎-康西瓦岩浆岩带与古生代浅海相碳酸盐岩接触带附近发现的众多矽卡岩型磁铁矿点与班迪尔司热洪铜铁矿具有相似的成矿特征。因此,在班迪尔司热洪花岗闪长岩中获得的LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为239.8±1.5Ma,形成于印支期强烈的造山活动时期,表明塔什库尔干地区存在着印支早期成岩成矿事件,为今后找矿提供重要的指示方向。
7 结论(1)班迪尔司热洪铜铁矿主成矿阶段包裹体均一温度为145.5~304℃,盐度0.9%~33.1% NaCleqv,密度0.7~1.1g·cm-3,包裹体气相成分主要为H2O和CO2,成矿流体为H2O-CO2-NaCl体系。
(2)班迪尔司热洪铜铁矿点发育矽卡岩矿物组合,矿化分布在花岗闪长岩体与碳酸盐岩的接触带上,矽卡岩带控制着铜铁矿化的分布,为矽卡岩型铜铁矿床。
(3)班迪尔司热洪铜铁矿点与成矿有关的花岗闪长岩LA-ICP MS U-Pb年龄为239.8±1.5Ma,属于早中三叠世,是边缘造山的产物,存在一期240Ma的成矿事件。
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