2030 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 卡拉先格尔斑岩铜矿带位于准噶尔北缘, 该带已发现了哈腊苏铜矿 ( 又称希勒克特哈腊苏铜矿 哈腊苏 I 号铜矿床 ) 卡拉先格尔 I 号矿段 ( 又称哈腊苏 I 号铜矿化带 奥尔塔哈拉苏矿段 ) 卡拉先格尔 I 号矿

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1 /2012/028(07) ActaPetrologicaSinica 岩石学报 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 1 杨富全 1 张志欣 2 刘国仁 3 屈文俊 2 张立武 2 魏广智 1 刘锋 4 柴凤梅 YANGFuQuan 1,ZHANGZhiXin 1,LIUGuoRen 2,QUWenJun 3,ZHANGLiWu 2,WEIGuangZhi 2,LIUFeng 1 andchaifengmei 4 1. 中国地质科学院矿产资源研究所, 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京 新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队, 阿勒泰 国家地质实验测试中心, 北京 新疆大学地质勘查与工程学院, 乌鲁木齐 MLRKeyLaboratoryofMetalogenyandMineralAsesment,InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences, Beijing100037,China 2.No.4GeologicalParty,BureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopmentofXinjiang,Altay836500,China 3.NationalResearchofGeoanalysis,Beijing100037,China 4.SchoolofGeoexplorationandEnginering,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China 收稿, 改回 YangFQ,ZhangZX,LiuGR,QuWJ,ZhangLW,WeiGZ,LiuFandChaiFM.2012.GeochronologyofYulekenhalasu porphyrycopperdepositinnorthternjunggararea,xinjiang,china.actapetrologicasinica,28(7): Abstract Yulekenhalasucopperdepositisamedium sizedporphyrydepositfoundinrecentyearsinkalaxiange erporphyrycopper metalogenicbeltinnorthternjunggararea.studyonitsgeochronologywilhelpfurthersetupmetalogenicmodelandsummarize regionalore formingpatern.mangintrusiverocksareexposedintheoredistrict.thecumineralizedmainlyoccursinthediorite porphyrywithsubordinateporphyroidbiotitequartzmonzoniteandvolcanicrocksandvolcaniclasticrocksofbeitashanformation.this paperstudiesgeochronologyofintrusiverocksandmineralizationusingzirconla ICP MSU PbandmolybdeniteRe Osmethod.Based onourandotherpeopledata,magmaintrusioneventsintheyulekenhalasuoredistrictcanbedividedintofivestages:quartzdiorite invadingat382ma,ore bearingdioriteporphyryformingat379ma,porphyroidbiotitequartzmonzoniteformingat375to374ma,biotite quartzporphyryinvadingat348ma,andquartzmonzoniteporphyryformingat266ma.threestagesbeforeareformedduringthe subductionofplate,andotherstagescorespondstoaperiodofpostcolisionduringlatepaleozoic.sevensamplesofmolybaenitere Os isochronageis373 9±2 2Ma,suggestingtheCu MomineralizationoccuredintheLateMiddleDevonian,andrelatingtothediorite porphyry. Keywords U PbandRe Osage;MiddleDevonian;Copperdeposit;Yulekenhalasu;Xinjiang 摘要玉勒肯哈腊苏铜矿是近几年准噶尔北缘卡拉先格尔斑岩铜矿带发现的又一个中型斑岩铜矿, 其成岩成矿年代学的研究可以对矿床模型构建 区域成矿规律的总结提供制约 矿区侵入岩发育, 矿化主要受闪长玢岩控制, 少部分赋存在似斑状黑云母石英二长岩和北塔山组火山岩 火山碎屑岩中 本文利用锆石 LA ICP MSU Pb 法和辉钼矿 Re Os 法对矿区岩体和矿化进行了成岩成矿年代学研究 结合前人的研究, 认为矿区存在 5 次主要岩浆侵入事件 :382Ma 石英闪长岩侵入,379Ma 形成含矿闪长玢岩,375~374Ma 形成似斑状黑云石英二长岩,348Ma 形成黑云母石英斑岩脉,266Ma 形成二长斑岩, 前三次岩浆侵入活动对应构造环境为板块俯冲阶段, 后二次岩浆侵入活动为后碰撞阶段 9 件辉钼矿样品 Re Os 同位素等时线年龄为 373 9±2 2Ma, 表明铜钼成矿时代为中泥盆世晚期, 与闪长玢岩侵入有关 关键词 中图法分类号 U Pb 和 Re Os 法 ; 中泥盆世 ; 斑岩铜矿 ; 玉勒肯哈腊苏 ; 新疆 P618 41;P597 3 本文受国家自然科学基金项目 ( ) 资助. 第一作者简介 : 杨富全, 男,1968 年生, 研究员, 博士生导师, 从事矿床地质 地球化学研究,E mail:fuquanyang@163.com

2 2030 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 卡拉先格尔斑岩铜矿带位于准噶尔北缘, 该带已发现了哈腊苏铜矿 ( 又称希勒克特哈腊苏铜矿 哈腊苏 I 号铜矿床 ) 卡拉先格尔 I 号矿段 ( 又称哈腊苏 I 号铜矿化带 奥尔塔哈拉苏矿段 ) 卡拉先格尔 I 号矿段 ( 又称哈腊苏 I 号铜矿化带 老山口矿段 ) 玉勒肯哈腊苏铜矿等, 其中哈腊苏铜矿规模最大, 为中型 (Cu 储量 万吨 )( 王祥等, ), 其次是玉勒肯哈腊苏中型铜矿 ( 新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队, ) 前人对哈腊苏铜矿的含矿斑岩 矿床地质特征 地球化学 年代学进行过研究, 取得一系列成果 ( 杨文平等,2005;Zhangetal.,2006; 闫升好等,2006; 万博和张连昌,2006; 吴淦国等,2008; 杨富全等, 2010; 薛春纪等,2010), 认为斑岩形成时代在 381~375Ma, 主矿化时代为 378 3~376 9Ma, 三叠纪经历了叠加改造作用 (230~216Ma) 1978~1979 年, 新疆地矿局第五地质大队在开展 1 5 万区调及普查找矿时首次发现了玉勒肯哈腊苏铜矿点,2007 年以来, 新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队依据地表矿化蚀变特征及物探工作成果, 在玉勒肯哈腊苏铜矿区开展系统的勘查工作, 使找矿工作取得突破 刘国仁等 (2010) 介绍了玉勒肯哈腊苏铜矿的矿床地质特征, 总结了找矿标志, 提出了找矿方向, 赵战峰等 (2009) 测定了矿区两个含矿岩体的年龄 矿区出露多期次侵入岩体, 矿化也赋存于岩体中, 但对于矿床形成时代 哪一期岩浆侵入活动导致铜钼成矿, 目前还缺乏研究, 对于矿床的成因类型还有待研究 本文在野外调研, 岩芯观察的基础上, 通过锆石 LA ICP MSU Pb 年代学和辉钼矿 Re Os 年代学对玉勒肯哈腊苏铜矿的成岩成矿时代进行系统的研究, 构建了玉勒肯哈腊苏矿区的岩浆侵入活动 成矿事件的基本格架, 这不仅对于矿床成因和成矿机制研究具有重要意义, 同时也为玉勒肯哈腊苏乃至卡拉先格尔斑岩铜矿带的找矿勘查提供依据 1 地质概况 玉勒肯哈腊苏铜矿床位于新疆青河县城西北约 40km 处, 大地构造上位于西伯利亚板块与哈萨克斯坦 准噶尔板块分界 NW 向额尔齐斯 玛因鄂博断裂与 NNW 向可可托海 二台断裂交汇部位 矿区出露地层主要为中泥盆统北塔山组和下石炭统姜巴斯套组 ( 图 1), 前者主要为基性 中基性火山岩系, 岩性为玄武质凝灰岩 玄武岩 辉斑玄武岩, 局部夹少量玄武质角砾凝灰岩 凝灰质砂岩 玄武质沉凝灰岩 后者为一套陆相碎屑岩夹火山碎屑岩建造, 主要岩性为含炭粉砂岩 凝灰质 ( 粉 ) 砂岩 凝灰岩, 夹少量玄武安山岩 流纹岩薄层 矿区内侵入岩发育, 主要岩性为中细粒石英闪长岩 黑云母石英斑岩 闪长玢岩和似斑状黑云母石英二长岩 石英闪长岩主要分布于矿区南部及东部, 呈不规则岩株状侵位于北塔山组玄武岩 玄武质凝灰岩中, 岩体中发育韧性剪切带 似斑状黑云母石英二长岩, 局部为中细粒黑云母石英二长 岩 二长岩, 主要分布于矿区南部, 呈北西向不规则岩株状侵位于北塔山组第二段上部辉斑玄武岩中 与石英闪长岩 花岗闪长斑岩相比, 剪切变形程度相对较低 闪长玢岩 ( 局部为细粒闪长岩 ) 为主要含矿岩体, 侵位于北塔山组第二段上部玄武质凝灰岩 玄武岩 辉斑玄武岩中, 呈北西向不规则岩株 岩枝 岩脉状, 部分地段与姜巴斯套组呈断层接触 矿区内闪长玢岩地表出露宽度 50~500m, 延长约 2 7km, 总体走向 110 ~120, 具较强的糜棱岩化变形作用 黑云母石英斑岩在矿区零星出露, 侵位于下石炭统姜巴斯套组含炭粉砂岩中 矿区内岩脉主要有辉长岩脉 正长岩脉 花岗斑岩脉 石英二长斑岩脉 石英闪长岩脉 花岗闪长斑岩脉等, 宽几米至 50 余米, 长几十米至 300 余米 矿化主要受闪长玢岩, 其次是似斑状黑云母石英二长岩控制, 少部分赋存在北塔山组火山岩 火山碎屑岩及绢云石英片岩中 根据矿化蚀变空间分布特征, 可分为 Ⅰ 号和 Ⅱ 号两个矿化带 Ⅰ 号矿化带分布于矿区中 东部 11~16 线间, 呈不规则的长条状, 断续延长约 800m, 宽 20~120m, 总体走向 330 左右, 倾向北东 矿化带内岩石主要为闪长玢岩, 次为似斑状黑云母石英二长岩, 具较强的钾长石化 硅化蚀变和强糜棱岩化 地表矿化主要表现为薄膜状 细脉状 团块状的孔雀石化以及星点状褐铁矿化, 局部可见少量团斑状黄铜矿 团块状兰铜矿 Ⅰ 号矿化带主要由 4 个矿体组成, 为隐伏 半隐伏矿体, 其中 Ⅰ 2 矿体是主矿体, 由工业矿体和低品位矿体组成, 长约 350m, 目前控制矿体长度大于 500m, 矿体厚度 2 10~45 09m, 控制矿体最大斜深 810m Ⅰ 4 矿体主要由工业矿体和少量低品位矿体组成, 低品位矿体厚度小, 一般为 1 89~3 96m, 最厚 7 81m, 平均厚度 3 85m; 工业矿体厚度为 1 8~17 77m, 平均厚度 12 11m Ⅰ 1 和 Ⅰ 3 个矿体规模较小, 延伸不稳定 4 个矿体主要分布于蚀变闪长玢岩的中下部, 呈脉状北西向延伸, 具分枝复合 膨缩变化, 沿走向和倾向铜工业矿体向北东倾伏 ( 图 2) 矿体展布形态受闪长玢岩控制 在 I 号矿化带圈出 2 个钼矿体和 2 个钼矿化体, 主要分布于 Ⅰ 2 矿体中 钼矿体平均厚度 7 56m, 沿走向目前控制长度约 200m Ⅱ 号矿化带分布于矿区北西部长约 350m, 宽 10~100m 矿化岩石以似斑状黑云母石英二长岩为主, 次为玄武岩 目前地表圈出一条品位较高的铜金矿体和 3 条规模较小的铜金矿化体 矿石类型分为黄铁矿黄铜矿矿石和含辉钼矿黄铜矿矿石 矿石中主要有浸染状 团块状 团斑状 细脉浸染状和细脉状构造 矿石结构主要为他形粒状结构 他形 半自形粒状结构 充填结构 共结结构 碎裂结构等 矿石中主要金属 1 王祥, 陈新杰, 夏焱等 新疆青河县哈腊苏铜矿 Ⅰ 号矿床详查地质报告 新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队 新疆青河县哈腊苏勘查区年度总结报告

3 杨富全等 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 图 玉勒肯哈腊苏铜矿区地质略图 据新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队 修改 F S m f m f Y k 矿物为黄铁矿 黄铜矿 斑铜矿 辉钼矿 磁铁矿 少量方铅 主要为石英 少量斜长石 矿物粒度一般在 矿 磁黄铁矿 毒砂 钛磁铁矿 白钛矿 Ⅰ 矿体中 C平均 mm 最小 mm 最大 mm 基质 为细 品位为 Ⅰ 矿体中 C平均品位为 Ⅰ 矿体 mm 主要为石英 少量斜长石 粒结构 粒度一般在 C平均品位为 Ⅰ 矿体平均品位 矿石中 和黑云母 石英波状消光 斜长石局部 伴生金 伴生 M 钼矿石中 M平均 见钠长聚片双晶 黑云母呈集合体不规则分布 孔隙中有石 品位 刘国仁等 英和石榴石充填 YKH 采自矿区南部中细粒石英闪长岩 图 坐标 为 岩体块状构造 中细粒半自形粒状 样品与测试方法 石 英 结构 图 主 要 由 斜 长 石 样品特征 钾长石 黑云母 角闪石 岩体测年样品采自矿区南部中细粒石英闪长岩体 矿区 组成 粒度一般 mm 部分 mm 斜长石呈 黑云母石英斑岩脉 矿区含矿糜棱岩化闪长玢岩和似斑状黑 半自形板状 高岭土化 绢云母化 绿帘石化明显 钾长石呈 云母石英二长岩 他形粒状 高岭土化 交代斜长石 粒内见格子双晶 石英为 YKH 采自矿区中部黑云母石英斑岩脉 图 坐标 他形粒状 波状 带状消光 略重结晶 集合体似团状 条痕状 为 岩 体 块 状 构 造 斑 状 结 构 斑 晶 占 分布于斜长石粒间 黑云母呈叶片状 交代角闪石 无规则

4 2032 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 图 2 玉勒肯哈腊苏铜矿联合剖面图 ( 据刘国仁等,2010) Fig 2 CombinegeologicalsectionoftheYulekenhalasucopperdeposit(afterLiuetal.,2010) 分布 角闪石为柱状, 被黑云母等交代, 杂乱分布 YLKZK 和 YLKZK 分别采自钻孔 ZK m 和 ZK m 的细粒似斑状黑云石英二长岩 ( 图 3 c) 岩石似斑状构造 ( 图 3g), 斑晶主要由斜长石 (5% ~ 20%) 钾长石 (5% ~40%) 组成, 粒度 2~30mm, 斑晶边界不规则, 细粒重结晶明显 基质为细粒花岗结构, 主要由斜长石 (25% ~50%) 钾长石 (5% ~20%) 石英 (5% ~ 10%) 黑云母 (5% ~10%) 组成, 粒度为 0 1~0 2mm, 部分 0 2~2 8mm 斜长石呈他形粒状 半自形板状, 无规则分布, 高岭土化 绢云母化, 可见净边结构 钾长石为半自形板状 他形粒状, 交代斜长石 内含斜长石包体, 可见钠质补片, 杂乱分布, 高岭土化, 可见格子双晶 石英呈他形粒状, 重结晶明显, 波状消光, 填隙状分布 黑云母为叶片状, 粒度小, 局部绿泥石化 绢云母化, 集合体似团块状 条痕状 条纹状分布于长石粒间 YKH09 采自矿区中部地表的褐铁矿化糜棱岩化闪长玢岩 ( 图 3e), 坐标为 , 岩体条纹状构造, 斑状结构 斑晶主要为斜长石 (20% ~25%), 少量黑云母 (5% ~10%), 斑晶粒度 0 5~1mm, 最大 1 5mm 基质为细粒结构, 粒度 0 05mm, 由斜长岩 (65% ~70%) 和黑云母 (5% ~10%) 组成 斜长石部分可见聚片双晶和卡斯巴双晶, 矿物拉长, 定向排列 黑云母斑晶受韧性变形呈不规则透镜状 鱼形状, 细片状黑云母集合体呈条纹状分布 YKH10 采自 ZK08 02 含矿闪长玢岩, 岩石为变余斑状结 构, 基质为变余微晶结构 斑晶 (5% ~35%) 主要为斜长石, 少量黑云母 钾长石 斜长石呈半自形 近半自形板状为主, 零散定向分布, 部分呈聚斑状, 大小一般 0 1~2 0mm, 具轻微高岭土化 绢云母化 绿帘石化等 基质由斜长石 (50% ~ 70%) 黑云母 (10% ~15%) 绢云母 (2% ~5%) 角闪石 (2% ~3%) 电气石 (2% ~3%) 构成 斜长石部分呈他形微粒状, 粒径 <0 15mm, 粒间镶嵌状, 部分呈霏细状, 针柱状, 多无明确个体边界, 定向分布 黑云母鳞片 叶片状, 片径 <0 5mm, 集合体多呈线纹状 条痕状等定向分布, 局部绿泥石化 角闪石他形柱状 粒状 针柱状等, 直径 <0 3mm, 集合体呈线纹状定向分布 电气石呈柱状,<0 4mm, 少见 岩体中发育钾长石化 绿帘石化 硅化 ( 图 3d), 黄铜矿和黄铁矿浸染状分布于闪长玢岩中 ( 图 3f) 本次测定的 9 件辉钼矿样品采自 ZK0804 钻孔的 I 2G 号矿体, 为含辉钼矿石英细脉 辉钼矿脉 辉钼矿团块和薄膜状辉钼矿 ( 图 4) 从 9 件样品中分选出辉钼矿单矿物, 质纯, 无氧化, 无污染, 纯度达到 99% 以上, 用于 Re Os 同位素年龄测定 2 2 测试方法锆石样品靶的制作和锆石阴极发光照相在北京离子探针中心完成 锆石 U Pb 定年在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室完成, 所用仪器为 FinniganNeptune 型 MC ICP MS 及与之配套的 NewwaveUP213 激光剥蚀系统

5 杨富全等 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 图 玉勒肯哈腊苏矿区岩体特征 黑云母石英斑岩脉 中细粒石英闪长岩 似斑状黑云母石英二长岩 绿帘石化 钾长石化闪长玢岩 褐铁矿化闪长 黄铁矿黄铜矿浸染状分布于闪长玢岩中 细粒似斑状黑云母石英二长岩镜下照片 含矿闪长玢岩镜下照片 玢中破碎带 f F C f Y k q z k m m f q z q zm z w K f z m z f m f q zm z m m

6 A P S 岩石学报 图 玉勒肯哈腊苏铜矿辉钼矿特征 辉钼矿沿硅化闪长玢岩裂隙分布 辉钼矿呈薄膜状分布于钾长石化闪长玢岩中 辉钼矿细脉分布于钾长石中 辉钼矿 呈薄膜状分布于黄铜矿化闪长玢岩中 F C fm Y k m f m f m K f m v K f m f m 锆石定年激光剥蚀所用斑束直径为 μm 频率为 Hz 能 量密 度 约 为 J m 以 H为 载 气 信 号 较 小 的 P P P H 和H用离子计数器接收 P T 管封闭溶样分解样品 R和 O的分离等化 成 采用 C 学处理过程及质谱测试过程参见文 献 S W k M D 质谱测定采 U信号用法拉第杯接收 实现了所有目标同位素信号的同 用美国 TJ A公司生产的 TJ AX I CPMS测定同位素比 时接收 且不同质量数的峰基本上都是平坦的 进而可以获 选择质量数 用 监 测 O 对 于 值 对于 R 得高 精 度 的 数 据 均 匀 锆 石 颗 粒 P P P P P U的测试精度 σ 均为 左右 对锆石标准的定年 O 选择质量数为 用 监测 R 本次实验标准物质为 GBW HLP 精度和准确度在 σ 左右 LA MC I CP MS激光剥蚀采 样采用单点剥蚀的方式 锆石 U P定年以锆石 GJ 为外 U T T 标 U T含量以锆石 M 测试结果 U N 为外标进行校正 在测试过程 锆石 LA I CP MSU P年龄 中每测定 个样品点后 前后重复测定 个锆石标样 个 黑云母石英斑岩 石英闪长岩 闪长玢岩和似斑状石英 GJ 和 个 P v 进 行 校 正 数 据 处 理 采 用 二长岩中大部分锆石颗粒具有自形晶 半自形晶 呈长柱状 I CPMAD C 程序 测试过程中绝大多数分析点 P 和短柱状 长变化于 μm之间 宽介于 μm之 P 未进行普通铅校正 P由离子计数器检测 间 在阴极发光图像中 大部数锆石均发育较好的岩浆锆石 振荡环带结构 图 显示岩浆锆石的特点 个别锆石含有 P含量异常高的分析点在计算式剔除 锆石年龄谐和图用 不透明的 包 裹 体 件 样 品 锆 石 的 U T含 量 变 化 较 大 I 程序获得 表达式中所列单个数据点的误差均为 T介于 表 U介于 σ 谐和年龄具 的置信度 详细实验测试过程可参见 T U比值介于 之间 大于 侯可军等 表明了锆石为岩浆成因 B v P含量异常高的分析点可能受包体等普通铅的影响 对 R O同位素分析测试工作在国家地质实验测试中心完 黑云母石英斑岩 YKH 个锆石测点的年龄在误差

7 杨富全等 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 图 玉勒肯哈腊苏矿区岩体中代表性锆石的阴极发光图 F C m m f v z f m Y k 范围内有较一致的P P P U和P U比值 在 谐和图上基本上成群集中分布在谐和线上及附近 图 其 P U年龄 的 加 权 平 均 值 为 ± M MS WD ± M MS WD 一致 该年 与谐和年龄 P U比 值 测 点 分 布 在 谐 和 线 上 及 附 近 图 其 P U年龄的加权平均值分别为 ± M MS WD ± M MS WD 代表闪长玢岩的形 和 成年龄 龄可代表黑云母石英斑岩脉的形成年龄 中细粒石英闪长岩 YKH 个锆石测点的年龄在误 辉钼矿 R O年龄 差范围内有较一致的P P P U和P U比值 在谐和图上基本上成群集中分布在谐和线上及附近 图 其P U年龄的加权平均值为 ± M MS WD 可代表石英闪长岩的形成年龄 件 似 斑 状 黑 云 石 英 二 长 岩 YLKZK YLKZK 个和 个锆石测点的年龄在误差范围内 有较一致的P P P U和P U比值 在谐和图 上基 本 上 成 群 集 中 分 布 在 谐 和 线 上 及 附 近 图 其 P U年龄的加权平均值分别为 ± M MS WD 和 ± M MS WD 可代表黑云石英 二长岩的形成年龄 件矿化闪长玢岩 YKH YKH 个和 个锆石测 点的年龄在误差范围内有较一致的P P P U和 R O模 式 年 龄 按 下 式 计 算 O λ R 采用 λ R衰变常数 玉 勒肯哈腊苏铜矿 件辉钼矿 R O同位素测试结果见表 辉钼矿 R含量介于 之间 R 的含量为 O含量介于 之间 O的含量为 件样 品 的 R O同 位 素 模 式 年 龄 十 分 接 近 为 ± M ± M 加权平均值 ± M MS WD 采用 I S OPLOT软件 L w 对所获得 的数据进行等时线计算 件辉钼矿样品获得的等时线年龄 为 ± M MS WD 图 与模式年龄加权平均 值十分接近

8 2036 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 表 1 玉勒肯哈腊苏铜矿区岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄测定结果 Table1 LA ICP MSU PbdataofzirconsfromtheplutonsintheYulekenhalasuoredistrict 测点号 同位素含量 ( 10-6 ) 同位素比值表面年龄 (Ma) Pb Th U 206 1σ Pb 235 1σ U 206 Pb/ Pb/ 232 1σ Th 232 Th/ 207 Pb / 238 U 206 1σ Pb Pb/ Pb/ 232 1σ Th YKH07 黑云母石英斑岩 YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH28 中细粒石英闪长岩 YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH

9 杨富全等 : 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 2037 续表 1 ContinuedTable1 测点号 同位素含量 ( 10-6 ) 同位素比值表面年龄 (Ma) Pb Th U 206 1σ Pb 235 1σ U 206 Pb/ Pb/ 232 1σ Th 232 Th/ 207 Pb / 238 U 206 1σ Pb Pb/ Pb/ 232 1σ Th YKH ZK 似斑状黑云石英二长岩 ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK 似斑状黑云石英二长岩 ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK

10 2038 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 续表 1 ContinuedTable1 测点号 同位素含量 ( 10-6 ) 同位素比值表面年龄 (Ma) Pb Th U 206 1σ Pb 235 1σ U 206 Pb/ Pb/ 232 1σ Th 232 Th/ 207 Pb / 238 U 206 1σ Pb Pb/ Pb/ 232 1σ Th ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK ZK YKH09 矿化闪长玢岩 YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH10 矿化闪长玢岩 YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH YKH

11 杨富全等 : 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 2039 图 6 玉勒肯哈腊苏矿区岩体锆石 LA ICP MSU Pb 年龄 Fig 6 ZirconLA ICP MSU Pbageoftheplutonsfrom the Yulekenhalasuoredistrict 4 讨论 本次所测得矿区 6 件岩体锆石 LA ICP MSU Pb 年龄分成 4 组, 最早的石英闪长岩侵位年龄为 382 4±1 3Ma, 属中泥盆世, 不是前人根据穿插关系确定的早二叠世 ( 贺永康等, ) 该期岩体在矿区南部广泛分布, 在矿区的北西外围和南东的哈腊苏矿区均有分布, 被称为玉勒肯哈腊苏岩体, 是卡拉先格尔斑岩铜矿带中泥盆统北塔山组火山沉积岩系形成后最早的侵入岩, 与该组中基性火山岩可能为同源岩浆活动的产物 第二组为矿化闪长玢岩, 其 206 Pb/ 238 U 年龄的加权平均值为 379 2±1 9Ma 和 379 2±1 2Ma, 略晚于石英闪长岩 3Ma, 与石英闪长岩为同期岩浆演化的不同侵入体 在哈腊苏铜矿区含矿花岗闪长斑岩锆石 SHRIMPU Pb 年龄为 381±6Ma(Zhangetal.,2006), 老山口一带也有该期闪长 ( 玢 ) 岩出露, 其锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 379 3±2 3Ma 和 379 7±3Ma( 吕书君等,2012) 第三组为似斑状黑云石英二长岩, 在平面上分布于矿区中部, 在剖面图上位于矿体及含矿岩体下盘, 其 206 Pb/ 238 U 年龄的加权平均值为 375 1± 1 2Ma 和 374 4±0 98Ma, 比含矿闪长玢岩晚 4~5Ma 区域上该期岩浆活动也有分布, 如喀拉萨依与斑岩铜矿成矿有关的二长闪长斑岩锆石 SHRIMPU Pb 年龄为 376±10Ma (Zhangetal.,2006), 在准噶尔北缘的乔夏哈拉铁铜金矿区有闪长岩和闪长玢岩分布, 并与铁铜金成矿有关, 闪长玢岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 377 6±1 4Ma( 张志欣等, 2012) 第四组为黑云母石英斑岩脉, 其 206 Pb/ 238 U 年龄的加权平均值为 347 8±1 3Ma, 属早石炭世, 该期岩浆侵入活动在准噶尔北缘其他地区也有发育, 如老山口矿区有闪长岩侵入 (353 8±1 9Ma, 吕书君等,2012), 布尔根有黑云母二长花岗岩 (343Ma) 和碱性花岗岩 (353Ma) 侵入 ( 王涛等,2010) 另外, 赵战锋等 (2009) 获得矿区钻孔中石英二长斑岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 ±3 7Ma, 表明矿区中二叠世仍有岩浆侵入活动, 该期岩浆侵入活动在准噶尔北缘较少 综上所述, 目前的岩体年代学资料表明, 玉勒肯哈腊苏矿区岩浆侵入活动从中泥盆世 (~382Ma) 延续到中二叠世 (~266Ma), 持续时间长达 116Ma 前人对准噶尔北缘的晚古生代构造环境进行了研究, 认为中泥盆统北塔山组苦橄岩及中基性火山岩形成于岛弧环境 ( 张招崇等,2007), 在火山岩形成之后侵入的花岗岩类 (381~376Ma) 为俯冲花岗岩, 其构造环境为板块的俯冲阶段 (Zhangetal.,2006) 早石炭世维宪期 晚二叠世为后碰撞演化阶段 ( 王京彬和徐欣,2006), 周刚等 (2009) 认为阿尔泰及准噶尔北缘后碰撞的时限为 360~290Ma, 韩宝福等 (2006) 提出东准噶尔后碰撞深成岩浆活动发生在 330~ 265Ma, 王涛等 (2010) 认为早石炭世 早二叠世为后碰撞或晚造山阶段, 晚二叠世后 (<270Ma) 进入板内演化阶段 综合上述学者对准噶尔北缘地球动力学的研究, 玉勒肯哈腊苏铜矿区岩浆侵入活动对应于不同的构造环境,382~374Ma 形成的石英闪长岩 含矿闪长玢岩和似斑状黑云石英二长岩形成于板块俯冲阶段 ;348Ma 形成的黑云母石英斑岩脉, 其构 1 贺永康, 何斌, 周刚等 新疆青河县阿拉图拜幅 哈依尔很幅 1 5 万区域地质矿产调查.

12 2040 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) 表 2 玉勒肯哈腊苏铜矿辉钼矿 Re Os 同位素数据 Table2 Re OsdataformolybdenitefromtheYulekenhalasucopperdeposit 样品号 Re( 10-6 普 ) Os( 10-9 ) 187 Re( 10-6 ) 187 Os( 10-9 ) 模式年龄 (Ma) 测定值不确定度测定值不确定度测定值不确定度测定值不确定度测定值不确定度 YKZK YKZK YKZK YKZK YKZK YKZK YKZK YKZK YKZK 图 7 玉勒肯哈腊苏铜矿辉钼矿 Re Os 同位素等时线 (a) 和辉钼矿 Re Os 模式年龄加权平均值 (b) Fig 7 Re Osisochroneformolybdenites(a)andthemeanofmodelages(b)fromtheYulekenhalasucopperdeposit 造环境为后碰撞阶段早期,266Ma 形成的二长斑岩, 对应于后碰撞阶段的末期 矿区在长达 116Ma 的时间里有五次岩浆侵入活动, 形成了从基性 ( 辉长岩 ) 到酸性 ( 花岗斑岩 ) 的多种类型侵入岩, 铜钼矿化与哪一期或几期岩浆侵入作用有关, 关系到矿床模型的构建和成矿过程的探讨, 以及找矿勘查工作的部署 辉钼矿 Re Os 年龄为准确限定成矿时代提供了依据, 玉勒肯哈腊苏铜矿 9 件辉钼矿样品 Re Os 同位素模式年龄加权平均值为 372 2±2 5Ma, 等时线年龄为 373 9±2 2Ma, 可代表铜钼成矿时代, 属中泥盆世晚期 辉钼矿年龄与似斑状黑云石英二长岩 (375 1±1 2Ma 和 374 4±0 98Ma) 年龄一致, 但晚于矿化闪长玢岩年龄 (379 2±1 9Ma 和 379 2±1 2Ma) 5Ma 锆石 U Pb 年龄纪录的是岩体侵位的年龄, 辉钼矿纪录的是岩浆期后热液活动形成铜钼矿化的年龄, 一般成矿年龄略晚于岩体年龄, 这也是斑岩铜矿的重要特征之一 从钻孔资料及矿化分布表明, 铜钼矿体主要位于蚀变闪长玢岩的中下部, 闪长玢岩之下为似斑状黑云石英二长岩, 矿化很弱或 无矿化, 地表见似斑状黑云石英二长岩中部分矿化 依据地质及年代学资料, 我们认为与成矿有关的含矿岩体主要是闪长玢岩,~379Ma± 岩体侵位,~374Ma 岩浆期后热液活动在岩体中形成浸染状 细脉和网脉状斑岩型铜钼矿化, 与此同时 (375~374Ma) 形成侵位相对较深的似斑状黑云石英二长岩, 伴随少量矿化 玉勒肯哈腊苏铜矿辉钼矿等时线年龄 (374Ma) 与卡拉先格尔斑岩铜矿带的哈腊苏铜矿辉钼矿等时线年龄相近 (378~377Ma, 吴淦国等,2008, 杨富全等,2010), 表明该斑岩成矿带主要成矿期为中泥盆世晚期 另外与斑岩成矿带相距不远的乔夏哈拉铁铜金矿中含黄铁矿黄铜矿磁铁矿矿石中辉钼矿 Re Os 等时线年龄为 377 4±4 3Ma( 张志欣等, 2012), 表明准噶尔北缘在中泥盆世晚期除形成斑岩型铜 ( 钼 ) 矿外, 还形成了矽卡岩型铁铜金矿 蒙古欧玉陶勒盖斑岩型铜金矿发现后引起了我国矿床学家和矿业公司的极大关注, 关于该成矿带向西延伸进入新疆后与东天山斑岩铜矿带相连还是经东准噶尔琼河坝成矿带后与卡拉先格尔斑岩

13 杨富全等 : 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究 2041 成矿带相连存在不同认识 通过成矿时代研究表明, 卡拉先格尔斑岩成矿带成矿时代为 378~377Ma, 与蒙古国欧玉陶勒盖斑岩型铜金矿田的西南欧玉矿床 中部欧玉矿床和南雨果矿床的辉钼矿 Re Os 同位素年龄 (373~370Ma,Kirwinet al.,2005) 和蒙古国查干苏布尔加大型斑岩型铜钼矿床辉钼矿 Re Os 等时线年龄 (370±5 9Ma,WatanabeandStein, 2000; 侯万荣等,2010) 相近, 暗示蒙古国欧玉陶勒盖斑岩铜矿带延伸到准噶尔北缘的卡拉先格尔斑岩成矿带 5 结论 (1) 玉勒肯哈腊苏铜矿区有 5 次主要岩浆侵入活动, 中泥盆世北塔山组火山沉积岩系形成后不久在 382Ma 有石英闪长岩侵入,379Ma 形成含矿闪长玢岩,375~374Ma 形成似斑状黑云石英二长岩, 三次岩浆侵入活动与板块的俯冲作用有关 ;348Ma 形成黑云母石英斑岩脉, 其构造环境为后碰撞阶段早期 ;266Ma 形成二长斑岩, 对应于后碰撞阶段末期 (2) 玉勒肯哈腊苏铜矿 9 件辉钼矿样品 Re Os 同位素等时线年龄为 373 9±2 2Ma, 表明铜钼成矿时代为中泥盆世晚期, 与闪长玢岩侵入有关 卡拉先格尔斑岩铜矿带成矿时代为 378~374Ma, 与蒙古国欧玉陶勒盖斑岩铜矿带成矿时代相近 (373~370Ma) 致谢野外工作期间得到新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队周刚总工 秦纪华总工 刘振江高级工程师, 杜志明 李魁元和赵宝贵三位先生的大力支持和帮助 ; 岩体样品的年龄测试得到了中国地质科学院矿产资源研究所侯可军博士的帮助 ; 在此一并致以衷心的感谢 References BelousovaEA,GrifinWL,O ReilySY andfisherni.2002.igneous zircon:traceelementcompositionasanindicatorofsourcerock type.contributionstomineralogyandpetrology,143: DuAD,WuSQ,SunDZ,WangSX,QuWJ,SteinRMH,MorganJand MalinovskiyD.2004.PreparationandcertificationofRe Osdating referencematerials:molybdenitehlpandjdc.geostandardand GeoanalyticalResearch,28(1):41-52 HanBF,JiJQ,SongB,ChenLH andzhangl.2006.latepaleozoic verticalgrowth ofcontinentalcrustaround the JunggarBasin, Xinjiang,China(PartI):Timingofpost colisionalplution.acta PetrologicaSinica,22(5): (inChinesewithEnglish abstract) HouKJ,LiYHandTianYR.2009.InsituU Pbzircondatingusinglaser ablation multiioncounting ICP MS.MineralDeposits,28(4): (inChinesewithEnglishabstract) HouWR,NieFJ,JiangSH,BaiDM,LiuY,YunFandLiuYF.2010.The geologyandore formingmechanismofthetsagaansuvargalarge size Cu MoporphyrydepositinMongolia.ActaGeoscienticaSinica,31 (3): (inChinesewithEnglishabstract) KirwinDJ,ForsterCN,KavalierisI,GraneD,OrsichC,PantherC, GaramjavD,MunkhbatTOandNislelkhuuG.2005.TheOyuTolgoi copper golddeposit,southgobi,mongolia.in:seltmannr,gerelo andkirwindj(eds.).geodynamicsandmetalogenyofmongolia witha SpecialEmphasisonCopperandGoldDeposits.IAGOD GuidebookSeries11,London, LiuGR,DongLH,XueCJ,LiXR,ZhangLW,WeiGZ,HeLX,ZhaoZH, Qin JH and Zhang ZX.2010.Geologicalcharacteristics and explorationdirectionoftheyulekenhalasucopperdeposit,xinjiang. 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EarthScienceFrontiers,17(2): (inChinesewithEnglish abstract) YangSH,TengR,ZhangZC,ChenBL,ChenW,ZhouG andhelx NewunderstandingonoriginofKalaxiangeercopperdepositon southernmarginofaltaymountain,xinjiang:constraintsfroms Pb H O isotopegeochemistryand 40 Ar 39 ArageofHalasu copper deposit.mineraldeposits,25(3): (inchinesewith Englishabstract) YangWP,ZhangZC,ZhouG,YanSH,HeLX andchenpl DiscoveryoftheXileketehalasu porphyrycopperdepositon the

14 2042 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2012,28(7) southernmarginofthealtaicoppermetalogenicbelt.geologyin China,32(1): (inChinesewithEnglishabstract) ZhangZC,YanSH,ChenBL,ZhouG,HeYK,ChaiFM,HeLXandWan YS.2006.SHRIMPzirconU Pbdatingforsubduction relatedgranitic rocksinthenorthernpartofeastjunggar,xinjiang.chinesescience Buletin,51(8): ZhangZC,ZhouG,YanSH,ChenBL,HeYK,ChaiFM andhelx GeologyandgeochemistryoftheLatePaleozoicvolcanicrocks ofthesouthmarginofthealtaimountainsandimplicationsfor tectonicevolution.actageologicasinica,81(3): (in ChinesewithEnglishabstract) ZhangZX,YangFQ,LiC,LiuF,GengXX,LiuGR,ChaiFM and OuyangLJ.2012.Rock formingandore formingagesofqiaoxiahala Fe Cu AudepositonnorthernmarginofJunggarBasin,Xinjiang. MineralDeposits,31(2): (inChinesewithEnglish abstract) ZhaoZF,XueCJ,ZhangLW,WenCS,ZhouGandLiuGR.2009.U Pb dataingofzirconsfrom acid intrusionsin Yulekenhalasu copper depositofqinghe,xinjiang,anditsgeologicalsignificance.mineral Deposits,28(4): (inChinesewithEnglishabstract) ZhouG,WuGG,DongLH,ZhangZC,DongYG,TongY,HeLXandYing LJ.2009.Formationtimeand geochemicalfeatureofwutubulak plutoninthenortheasternmarginofjunggarinxinjiangandits geologicalsignificance.actapetrologicasinica,25(6): (inchinesewithenglishabstract) 附中文参考文献 韩宝福, 季建清, 宋彪, 陈立辉, 张磊 新疆准噶尔晚古生代陆壳垂向生长 (Ⅰ) 后碰撞深成岩浆活动的时限. 岩石学报,22 (5): 侯可军, 李延河, 田有荣.2009.LA MC ICP MS 锆石微区原位 U Pb 定年技术. 矿床地质, 28(4): 侯万荣, 聂凤军, 江思宏, 白大明, 刘妍, 云飞, 刘翼飞 蒙古国查干苏布尔加大型铜 钼矿床地质特征及成因. 地球学报,31(3): 刘国仁, 董连慧, 薛春纪, 李香仁, 张立武, 魏广智, 何立新, 赵忠合, 秦纪华, 张志欣 新疆玉勒肯哈腊苏铜矿床地质特征及找矿方向. 新疆地质,28(4): 吕书君, 杨富全, 柴凤梅, 张希兵, 姜丽萍, 刘锋, 张志欣, 耿新霞, 欧阳刘进 东准噶尔北缘老山口铁铜金矿区侵入岩 LA ICP MS 锆石 U Pb 定年及地质意义. 地质论评,58(1): 万博, 张连昌 新疆阿尔泰东南缘卡拉先格尔铜矿带含矿斑岩 地球化学及其成矿意义. 中国地质,33(3): 王京彬, 徐新 新疆北部后碰撞构造演化与成矿. 地质学报,80 (1):23-31 王涛, 童英, 李舢, 张建军, 史兴俊, 李锦轶, 韩宝福, 洪大卫 阿尔泰造山带花岗岩时空演变 构造环境及地壳生长意义 以中国阿尔泰为例. 岩石矿物学杂志,29(6): 吴淦国, 董连慧, 薛春纪, 冯京, 谭捍东, 张招崇, 温长顺, 周刚, 龚庆杰, 高景岗, 杜杨松, 何明跃, 刘俊来, 涂其军 新疆北部主要斑岩铜矿带. 北京 : 地质出版社,1-345 薛春纪, 赵战锋, 吴淦国, 董连慧, 冯京, 张招崇, 周刚, 池国祥, 高景岗 中亚构造域多期叠加斑岩铜矿化 以阿尔泰东南缘哈腊苏铜矿床地质 地球化学和成岩成矿时代研究为例. 地学前缘,17(2):53-82 闫升好, 滕荣, 张招崇, 陈柏林, 陈文, 周刚, 何立新 新疆阿尔泰山南缘卡拉先格尔斑岩铜矿带成因再认识 来自哈腊苏铜矿硫 铅 - 氢 氧同位素和 40 Ar 39 Ar 年龄的约束. 矿床地质,25(3): 杨富全, 闫升好, 屈文俊, 周刚, 刘锋, 耿新霞, 刘国仁, 王祥 新疆哈腊苏铜矿床 I 号矿化带流体包裹体和碳氢氧同位素地球化学. 地学前缘,17(2): 杨文平, 张招崇, 周刚, 闫升好, 何立新, 陈柏林 阿尔泰铜矿带南缘希勒克特哈腊苏斑岩铜矿的发现及其意义. 中国地质,32 (1): 张招崇, 周刚, 闫升好, 陈柏林, 贺永康, 柴凤梅, 何立新 阿尔泰山南缘晚古生代火山岩的地质地球化学特征及其对构造演化的启示. 地质学报,81(3): 张志欣, 杨富全, 李超, 刘锋, 耿新霞, 刘国仁, 柴凤梅, 欧阳刘进 新疆准噶尔北缘乔夏哈拉铁铜金矿床成岩成矿时代. 矿床地质,31(2): 赵战锋, 薛春纪, 张立武, 温长顺, 周刚, 刘国仁 新疆青河玉勒肯哈腊苏铜矿区酸性岩锆石 U Pb 法定年及其地质意义. 矿床地质,28(4): 周刚, 吴淦国, 董连慧, 张招崇, 董永观, 童英, 何立新, 应立娟 新疆准噶尔北东缘乌图布拉克岩体形成时代 地球化学特征及地质意义. 岩石学报,25(6):

Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap

Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap 36 4 2017 7 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.36 No.4 Jul. 2017 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2017.0404. : [J]. 201736(4):29-35. : ab b ab ( )a. ;b. 430074) : : 330~300 Ma 310 Ma U-Pb 330~300 Ma

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