新疆古伦沟地区古仍格萨拉东岩体的地球化学及锆石U-Pb年龄

王居里, 杨 猛, 王建其, 党飞鹏

大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 陕西西安 710069

新疆古伦沟地区古仍格萨拉东岩体的地球化学及锆石U-Pb年龄

王居里, 杨 猛, 王建其, 党飞鹏

大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 陕西西安 710069

古伦沟地区古仍格萨拉东花岗闪长斑岩体位于中天山构造带北缘。地球化学和锆石U-P年龄测定结果显示: 岩石高碱富Na、贫Fe和Mg、弱过铝质(ACNK=0.98～1.11), 稀土总量较低(∑REE=61.28× 10-6～99.50×10-6)且分异明显(LaN/YbN=7.82～22.80)、铕弱负异常(δEu=0.72～0.97), 相对富集Rb、Ba、Th、U、K等, 亏损Nb、Ta、P、Ti等, 具火山弧花岗岩的特征。岩体具有较均一的Sr、Nd同位素组成: (87Sr/86Sr)i=0.70677～0.70685, εSr(t)=40.10～41.21, (143Nd/144Nd)i=0.51190～0.51191, εNd(t)= –2.62 ～ –2.30, tDM＝1.31～1.38 Ga。其锆石U-Pb年龄为(488.9±1.7)～(470.5±3.1) Ma。表明古仍格萨拉东岩体形成于早奥陶世陆缘弧环境, 可能是先存的中元古代幔源基性下地壳部分熔融的产物, 其形成与古准噶尔洋向伊犁—中天山板块下的俯冲作用有关, 标志着中天山北缘于早奥陶世时期已进入与俯冲消减有关的活动陆缘演化阶段。此次岩浆活动导致区内发生斑岩型铜矿化。

花岗闪长斑岩; LA-ICP-MS锆石U-Pb定年; 早奥陶世陆缘弧; 中天山北缘

古伦沟地区位于中天山构造带北缘中部, 区内出露大面积花岗岩类。由于该区处于天山深处, 交通不便, 因此地质研究工作程度较低。前人将区内大面积出露的花岗岩类的形成时代划为华力西中期(新疆维吾尔自治区区域地质调查大队, 1972, 1979;新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1993), 但缺少精确的锆石U-Pb年代学和系统的岩石学、地球化学以及同位素示踪研究。对于古伦沟以东及以西地区中天山北缘发育的花岗岩类和火山岩前人已有较多的研究, 并厘定出早古生代花岗类和火山岩(车自成等, 1994; 王居里等, 1995; 马瑞士等, 1993, 1997; 石玉若等, 2006; 朱永峰等, 2006; 胡霭琴等, 2008; 杨猛等, 2012), 为探讨中天山北缘早古生代构造演化提供了重要证据, 但对古伦沟地区花岗岩类的研究则比较薄弱。前人通过年代学、地球化学等研究, 对东天山、西天山等地区古生代与W、Sn、Mo、Fe、Cu、Au等成矿有关的岩浆活动的特征、构造意义及相关成矿意义进行了一些探讨(刘国仁等, 2010; 靳松等, 2010; 白建科等, 2011; 李国臣等, 2012; 孙敬博等, 2012; 张增杰等, 2012)。笔者在承担国家科技支撑计划项目专题的过程中在古伦沟地区发现与花岗闪长斑岩有关的铜矿化, 经初步工作已发现铜矿体1处、矿点4处及矿化点多处, 获得铜预测资源量6.47万吨(王居里, 2011)。经过初步追索, 在古仍格萨拉以东从前人所划的华力西中期花岗岩体中新厘定出与铜矿化有关的花岗闪长斑岩体, 即古仍格萨拉东岩体。本文通过对古仍格萨拉东岩体进行较详细的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学以及Sr、Nd同位素研究, 确定岩体性质、形成时代及形成环境, 初步探讨研究区成矿潜力, 为进一步认识天山早古生代构造演化及成矿作用提供新的岩石学及年代学证据。

1 区域地质概况及岩体特征

研究区位于西天山东段、巴仑台北西方向的玛纳斯河上游古伦沟地区, 距巴仑台直线距离约75 km, 构造上处于中天山与北天山构造带的结合部位。区内断裂构造发育, 主体为呈NW—SE向展布的中天山北缘断裂带, 该断裂带控制了区内地层、岩浆岩和次级构造发育特征(图1)。区内出露的地层主要为基本未变质-浅变质的沉积岩及火山-沉积岩系。中天山北缘断裂带以北为北天山地层区,主要分布泥盆系、石炭系火山-沉积岩系和侏罗系含煤地层, 呈NW—SE向狭长带状分布, 并以断层接触。断裂带以南为中天山地层区, 主要出露中天山志留系碳酸盐岩和碎屑岩以及下石炭统火山碎屑岩,由于受岩浆活动影响而显得支离破碎。前人所划的华力西中期花岗岩类(新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1993)大面积出露于中天山北缘断裂带以南, 深成-浅成相均有发育, 岩石类型主要包括黑云母斜长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩等, 南侧局部地区有华力西晚期辉绿玢岩呈小岩株产出。

本文研究的岩体是位于古伦沟地区古仍格萨拉以东的花岗闪长斑岩体, 岩体分布于古伦沟岩体(古伦沟地区1∶20万区域地质图所划的华力西中期花岗岩)的中北部, 其西南侧与华力西中期花岗岩类接触, 西北侧与华力西中期石英闪长岩接触, 东北侧与华力西中期花岗岩类以断层接触, 东南侧与前人所划的大哈拉军山组(C1d)火山碎屑岩(凝灰质粉砂岩、粉砂质凝灰岩、岩屑杂砂岩、安山玢岩等)接触(图1), 出露面积约6～7 km2。

古仍格萨拉东花岗闪长斑岩主要由石英(20%～23%)、斜长石(48%～52%)、钾长石(15%±)、暗色矿物(10%～13%)组成, 副矿物为褐帘石、榍石、磷灰石、锆石和他形、粉尘状金属矿物等。斜长石为更-中长石, An＝25～35, 钾长石主要为条纹长石,暗色矿物主要为黑云母和少量角闪石。岩石为块状构造, 斑状结构和似斑状结构。斑状结构者斑晶为斜长石、石英, 粒径3.5～4 mm; 基质由微细粒长石、石英、黑云母等组成, 粒径0.1～0.5 mm。似斑状结构者斑晶为斜长石、石英, 粒径4～4.5 mm, 基质由细粒长石、石英、黑云母等组成, 粒径0.5～2 mm。岩体内部较为新鲜, 基本无蚀变, 边部蚀变较强烈,尤其是南东部边缘发育强烈的绢云母化、高岭石化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化, 局部发育强烈的黄铁矿化、黄铜矿化, 蚀变带宽10～20 m。

图1 古伦沟地区地质简图(据新疆维吾尔自治区区域地质调查大队, 1972, 1979修编;构造单元划分据Gao et al., 1998)Fig. 1 Geological sketch map of Gulungou area (modified after Geological Survey Party of Xinjiang, 1972, 1979; tectonic division modified after Gao et al., 1998)

2 分析方法

本次分析的样品分别采自岩体内较新鲜、基本无蚀变部分, 采样位置见图1。样品的主量元素、微量元素、Sr、Nd同位素分析以及锆石阴极发光(CL)照相和U-Pb同位素定年分析等均在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。

主量元素用样品的碱熔玻璃片在日本理学RIX2100型X射线荧光光谱仪(XRF)上测试, 分析过程中采用GBW07109标样监控, 分析精度优于5%, 烧失量(LOI)在烘箱中高温(1000℃)烘烤90 min后称重获得。微量元素在美国Agilent公司生产的Agilent 7500a等离子体质谱仪(ICP-MS)上完成, 经BHVO-2、AGV-2、BCR-2、GSP-1国际标样监控, 分析精度多优于5%。

岩石样品Sr、Nd同位素采用英国Nu Instrument公司生产的Nu Plasma多接收等离子体质谱仪测定,仪器工作参数为Power 1300 w、Nebulizer gas 0.1 mL/min、Auxilliary gas 0.8 mL/min、Plasma gas 13 L/min。分析所用试剂HNO3、HF、HCl均为由优级纯酸经亚沸蒸馏装置制得的高纯试剂, 水为18.2 MΩ·cm-1的高纯水(Millipore Element, Millipore Corporation, USA)。分析全程采用USGS标准物质BHVO-2、BCR-2、AGV-2进行质量监控。仪器测试利用86Sr/88Sr=0.1194、146Nd/144Nd=0.7219按照指数法则进行内部校正, 质量监控样品分别选用NBS 987(87Sr/86Sr=0.710248)及La Jolla(143Nd/144Nd= 0.511859), 全流程过程本底＜20 pg。

定年用锆石样品采用常规重、磁选方法分选,选择晶形较好、无裂纹、不含包体的锆石用环氧树脂固化后抛光至露出核部。单颗粒锆石LA-ICP-MS法微区U-Pb年龄测定用德国MicroLas公司生产的GeoLas200M激光剥蚀系统与Elan6100DRC ICP-MS联机进行测定, 激光剥蚀斑束直径30 μm,剥蚀深度20～40 μm, 采用He作为剥蚀物质的载气,测试过程中采用标样NIST610、91500、GJ-1进行仪器最佳化, 分析流程为“3份标样+5个样品+1份标样(91500)+3份标样……”。锆石U-Pb年龄测定采用国际标准锆石91500作外标, 元素含量采用NIST610为外标,29Si为内标。数据处理采用Glitter(Ver4.0)程序, 并用Andersen(2002)方法进行普通铅校正, 年龄计算及谐和图制作采用Isoplot(ver.3)程序(Ludwig, 2003)完成。详细分析步骤和数据处理方法见袁洪林等(2003)。

3 分析结果

3.1 主量及微量元素

古仍格萨拉东岩体的主量元素、微量元素分析结果及相关参数见表1。

主量元素分析结果显示, 古仍格萨拉东岩体SiO2含量67.72%～69.91%, 富铝(Al2O3=16.30%～18.02%), 高碱富Na(Na2O+K2O=6.86%～8.84%, Na2O/K2O=1.95～19.00), MgO(0.57%～1.13%)、TiO2、TFe2O3、P2O5含量低。σ＜3.3(1.81～3.04), 在SiO2-K2O图解上投点主要分布于低钾(拉斑)系列到钙碱性系列区域内(图2a); 铝饱和指数ACNK=0.98～1.11, 在ACNK-ANK图解中投点位于准铝质-弱过铝质区域, 以弱过铝质为主(图2b)。

微量及稀土元素分析结果显示, 岩体稀土总量较低(ΣREE=61.28×10-6～99.50×10-6), 相对富集LREE、亏损HREE; 轻、重稀土分异较强烈

(LaN/YbN=7.82～22.80), 显示右倾型稀土配分模式(图3a); 轻稀土分异较强烈(LaN/SmN=2.49～6.10),重稀土分异相对较弱(GdN/YbN=1.58～2.56); 铕具弱负异常(δEu=0.72～0.97)。岩石的原始地幔标准化图(图3b)显示Rb、Ba、Th、U、K、Sr等相对富集, Nb、Ta、P、Ti等亏损。

表1 古仍格萨拉东岩体主量元素(ω)、微量元素(×10-6)分析结果Table 1 Analytical results of major elements (ω) and trace elements (×10-6) from East Gurenggesala granitic intrusion

图2 古仍格萨拉东岩体SiO2-K2O(a; 实线据Peccerillo et al., 1976; 虚线据Middlemost, 1985)和ACNK-ANK(b; 据Maniar et al., 1989)图解Fig. 2 SiO2-K2O diagram (a; real line after Peccerillo et al., 1976; broken line after Middlemost, 1985) and ACNK-ANK diagram (b; after Maniar et al., 1989) of East Gurenggesala granitic intrusion

图3 古仍格萨拉东岩体稀土配分模式(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(标准化数据据Sun et al., 1989)Fig. 3 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized spider diagrams (b) of East Gurenggesala granitic intrusion (normalized data after Sun et al., 1989)

3.2 Sr、Nd同位素

古仍格萨拉东岩体的Sr、Nd同位素组成分析结果见表2。

表2 古仍格萨拉东岩体Sr、Nd同位素组成分析结果Table 2 Sr and Nd isotopic compositions of East Gurenggesala granitic intrusion

表2数据表明, 古仍格萨拉东岩体的(87Sr/86Sr)i=0.70677～0.70685, εSr(t)=40.10～41.21, (143Nd/144Nd)i=0.51190～0.51191, εNd(t)= –2.62~–2.30, tDM＝1.31～1.38 Ga。

3.3 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

阴极发光(CL)图像(图4)显示, 锆石以自形柱状晶体为主, 颗粒长150～250 μm、宽50～130 μm, 边

界清晰、平直, 柱面发育。锆石内部结构多不均一,同一锆石颗粒不同部位CL发光强度不同, 反映各晶域具有不同的U、Th、REE含量。锆石颗粒多具核幔结构, 核部常不均一, 可能为老的残留锆石,幔部常发育岩浆震荡环带, 表明其具岩浆锆石特征。锆石样品的U-Pb分析结果见表3。

图4 古仍格萨拉东岩体锆石CL图像(a为M-20; b为G-91)Fig.4 Zircon CL images of sample M-20 (a) and G-91 (b) from East Gurenggesala granitic intrusion

由表3可见, 锆石具有较高的U、Th含量, Th/U比均较高(0.20～0.78), 显示岩浆锆石特征。剔除不谐和年龄数据后, 样品M-20的年龄数据都落在谐和线上及其附近, 在谐和图上出现由14个点组成的年龄密集区(图5a), 其206Pb/238Ub表面年龄值变化于(488±3)～(490±3) Ma之间, 加权平均年龄为488.9±1.7 Ma(2σ), 该年龄值应代表岩体的形成年龄。在谐和线上还集中分布两个古老年龄值(图5a),其206Pb/238U表面年龄均为(878±7) Ma和(878±5) Ma,应为捕获的古老岩浆锆石年龄。谐和线上其余测点的年龄值比较分散, 不具有明确的地质意义。

样品G-91中大多数测点的年龄数据也都落在谐和线上及其附近, 在谐和图上出现由12个点组成的一个年龄密集区(图5b), 其206Pb/238U表面年龄值变化于(463±3)～(480±3) Ma之间, 加权平均年龄为(470.5± 3.1) Ma(2σ), 该年龄值也代表岩体形成年龄。谐和线上还有两个测点的206Pb/238U表面年龄值为(486± 3) Ma和(490±3) Ma, 与上述M-20的形成年龄一致。此外另有4个测点的206Pb/238U表面年龄值为(863±5)～(928±5) Ma(图5b), 也应为捕获的古老岩浆锆石年龄,可能代表天山900 Ma±的一次构造-岩浆作用事件。其余测点的年龄值也比较分散, 地质意义不明确。

图5 古仍格萨拉东岩体锆石U-Pb年龄谐和图(a为M-20; b为G-91)Fig.5 Zircon U-Pb age concordia diagrams for sample M-20(a) and G-91(b) from East Gurenggesala granitic intrusion

4 讨论

4.1 古仍格萨拉东岩体的形成年龄及其意义

本次研究由2个样品获得古仍格萨拉东岩体的形成年龄分别为(488.9±1.7) Ma和(470.5±3.1) Ma,说明古仍格萨拉东岩体形成于早奥陶世。样品G-91谐和线上有两个测点的206Pb/238U表面年龄值为(486±3) Ma和(490±3) Ma, 与样品M-20代表的成岩年龄一致。2个样品具有相同的地质和地球化学特征, 表明古仍格萨拉东岩体的形成至少从早奥陶世开始延续至早奥陶世末, 或者是早奥陶世同源岩浆脉动式侵位的产物。样品中保留的900 Ma±的岩浆锆石年龄信息, 表明中天山北缘古伦沟地区保留有Rodinia超大陆聚合过程中Grenville造山-岩浆作用(陈新跃等, 2009; 胡霭琴等, 2010)的印记。

古仍格萨拉东花岗闪长斑岩体形成年龄的确定,表明: ①中天山构造带北缘中部古伦沟地区发育早奥陶世岩浆活动; ②古伦沟地区出露的大面积花岗岩类(前人将其形成时代划归华力西中期)实际上是一个由多期岩浆活动、不同岩石类型构成的复式岩体。新近获得古仍格萨拉东岩体西北侧相邻的石英闪长岩的形成年龄为333.1±5.6 Ma(另文发表), 因此, 古伦沟复式岩体的形成时代可能至少包括早奥陶世和早石炭世不同时期。

4.2 古仍格萨拉东岩体的形成构造环境及成因

古仍格萨拉东花岗闪长斑岩相对富集Rb、Ba、Th、U、K、Sr等, 亏损Nb、Ta、P、Ti等, 和与俯冲带岩浆活动有关的岩浆岩相对富集LILE、贫化HFSE、亏损Nb、Ta和Ti(Pearce et al., 1984; Brown et al., 1984; Stolz et al., 1996)的特征一致, 在原始地幔标准化图解(图3b)上也显示出火山弧花岗岩的特征。在Pearce等(1984)的Y+Nb-Rb、Yb-Ta构造环境判别图解中(图6a, b)投点均落入火山弧花岗岩区(VAG)。说明古仍格萨拉东花岗闪长斑岩体的形成与火山弧构造环境密切相关。岩体稀土总量较低,轻、重稀土分异比较强烈, 铕具弱负异常(图3a), 表现出中、下地壳基性物质部分熔融并有一定量斜长石作为残余相的岩浆结晶产物的稀土元素特征。表明古仍格萨拉东岩体可能形成于与俯冲有关的活动大陆边缘构造环境。

图6 古仍格萨拉东岩体Y+Nb-Rb、Yb-Ta图解(据Pearce et al., 1984)Fig. 6 Y+Nb-Rb, Yb-Ta tectonic discrimination diagrams of East Gurenggesala granitic intrusion (after Pearce et al., 1984)

前人对中天山北缘早古生代构造环境已有较多研究, 研究工作多集中在中天山北缘古伦沟以东和以西地区。马瑞士等(1993)认为米什沟地区发育典型的奥陶纪岛弧火山岩, 中天山早古生代岛弧带是寒武纪后古准噶尔—天山大洋向塔里木板块北缘俯冲、弧后扩张形成的。车自成等(1994)从中天山北缘干沟—乌苏通沟地区原划的志留系阿哈布拉克群中解体出中下奥陶统可可乃克群, 其典型岩石组合是细碧-角斑岩和杂砂岩建造, 认为中天山存在加里东期岛弧。Gao等(1998)认为古准噶尔洋在早奥陶世早期(或晚寒武世末)已经开始向伊犁—中天山板块下俯冲, 中天山北缘在早奥陶世早期就已经进入活动陆缘演化阶段。胡蔼琴等(2008)认为西天山温泉地区早古生代斜长角闪岩的原岩是形成于晚奥陶世岛弧环境的火成岩, 为中天山北缘早古生代大洋向南消减到中天山地块之下、形成中天山岩浆弧提供了年代学和地球化学证据。董云鹏等(2006)通过对中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带的研究认为中寒武世—早奥陶世中天山北缘存在以干沟蛇绿岩为代表的古洋盆, 并于晚寒武世开始发生大洋岩石圈板块的俯冲消减作用。石玉若等(2006)获得中天山干沟一带强变形眼球状花岗岩的形成年龄为(428±10) Ma, 认为该花岗岩是与碰撞有关的花岗岩。杨猛等(2012)获得望峰地区高钾钙碱性过铝质S型花岗岩的结晶年龄为(439.9±2.2) Ma, 形成时代为早志留世, 认为其形成于中天山北缘早古生代碰撞造山期同碰撞环境。这些研究成果表明, 早古生代早中期中天山北缘处于与洋壳板块俯冲消减有关的岛弧或陆缘弧演化阶段, 早古生代晚期、早志留世开始中天山北缘已经进入碰撞演化阶段。

前已述及, 古仍格萨拉东岩体的形成年龄为(488.9±1.7)～(470.5±3.1) Ma; 岩体中有元古代锆石捕获晶; 岩体具有相对较高的锶同位素初始比值((87Sr/86Sr)i=0.70677～0.70685), εNd(t)为不太大的负值(εNd(t)= –2.62 ～ –2.30), 并具有较老的Nd模式年龄(tDM＝1.31～1.38 Ga)。这些特征表明该岩体的形成可能主要与中天山古老基底物质部分熔融有关, 中天山北缘古伦沟地区早奥陶世时期是在古老基底岩石基础上发育的陆缘弧。岩石高碱富钠, 说明其形成与基性物质的部分熔融关系密切。因此, 古仍格萨拉东岩体可能是早奥陶世古准噶尔洋洋壳板片俯冲(Gao et al., 1998)引起的俯冲带岩浆底侵、诱发中元古代幔源基性地壳物质部分熔融的产物, 这一构造演化过程为区内奥陶纪陆缘弧环境下的成岩成矿作用奠定了基础。

4.3 古仍格萨拉东岩体与铜矿化的关系及成矿潜力

野外和室内研究表明, 古仍格萨拉东岩体边部发育强烈的与斑岩铜矿化相关的蚀变: 硅化、绢云母化、高岭石化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化等。目前已在岩体边部和围岩中发现铜矿体1处、矿点4处及矿化点多处, 获得预测铜资源量6.47万吨。斑岩中原生铜矿石的品位为0.51%～1.03%, 矿石为浸染状、细脉浸染状构造, 微粒-中粒自形-他形粒状结构、交代结构, 粒度0.05～2.5 mm。金属矿物含量2.5%～12%, 原生金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿和斑铜矿。次生铜矿石品位为0.40%～4.56%, 金属矿物主要为孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿、铜蓝、赤铜矿等。显示区内具有较高的矿化强度和良好的找矿前景。

古仍格萨拉东岩体出露于中天山构造带北缘,北邻中天山北缘深大断裂带, 岩体的形成与早奥陶世古准噶尔洋洋壳向伊犁中天山板块下的俯冲消减有关, 具备形成斑岩铜矿化的构造条件。岩体的岩相学、地球化学和Sr、Nd同位素特征表明古仍格萨拉东岩体为典型的深源浅成斑岩体, 岩石类型为花岗闪长斑岩, 岩体规模较小, 但其形成经历了较长时间的脉动式侵位, 其下部可能存在大的岩浆房。幔源基性地壳物质的部分熔融为铜矿化提供了主要物源, 岩浆作用的较长时间持续进行有利于成矿物质聚集和成矿流体活动, 为铜矿化提供了必要条件。因此区内具备了形成斑岩铜矿化的岩浆岩条件和物源条件, 古仍格萨拉东岩体及其周围地区具有良好的斑岩型铜矿成矿潜力和找矿前景。

5 结论

(1)古仍格萨拉东岩体的形成年龄为(488.9±1.7)～(470.5±3.1) Ma, 古伦沟地区前人所划的华力西中期花岗岩类实际上是一个由多期岩浆活动、多种岩石类型构成的复式岩体, 其形成时代可能至少包括早奥陶世和早石炭世不同时期。

(2)古仍格萨拉东岩体形成于陆缘弧环境。岩体的形成标志着中天山北缘于早奥陶世时期已进入与俯冲消减有关的活动陆缘演化阶段, 是古准噶尔洋向伊犁—中天山板块下俯冲过程中产生的岩浆底侵至陆缘弧底部, 诱发中元古代幔源基性下地壳物质发生部分熔融的产物。

(3)古伦沟地区具备形成斑岩型铜矿化的构造条件、岩浆岩条件和物源条件。区内已发现的铜矿化与古仍格萨拉东岩体密切相关, 对该岩体及其周围地区开展进一步工作有望取得该地区找矿评价的新突破。

致谢:感谢审稿人对完善本文提出的意见和建议。

白建科, 李智佩, 徐学义, 茹艳娇, 李婷. 2011. 新疆西天山吐拉苏—也里莫墩火山岩带年代学: 对加曼特金矿成矿时代的约束[J]. 地球学报, 32(3): 322-330.

车自成, 刘洪福, 刘良. 1994. 中天山造山带的形成与演化[M].北京: 地质出版社: 1-135.

陈新跃, 王跃军, 孙林华, 范蔚铭. 2009. 天山冰达坂和拉尔敦达坂花岗片麻岩SHRIMP锆石年代学特征及其地质意义[J].地球化学, 38(5): 424-431.

董云鹏, 周鼎武, 张国伟, 赵霞, 罗金海, 徐静刚. 2006. 中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带的地质地球化学[J]. 岩石学报, 22(1): 49-56.

胡霭琴, 韦刚健, 江博明, 张积斌, 邓文峰, 陈林丽. 2010. 天山0.9 Ga新元古代花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义[J]. 地球化学, 39(3): 197-211.

胡霭琴, 韦刚健, 张积斌, 邓文峰, 陈林丽. 2008. 西天山温泉地区早古生代斜长角闪岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义[J]. 岩石学报, 24(12): 2731-2739.

靳松, 张兆祎, 陈志彬, 杨红宾, 杨进京, 康贵军. 2010. 新疆吉木乃县恰其海A型花岗岩的地球化学特征、年代学及构造意义[J]. 地球学报, 31(6): 803-812.

李国臣, 丰成友, 王瑞江, 马圣钞, 李洪茂, 周安顺. 2012. 新疆白干湖钨锡矿田东北部花岗岩锆石SIMS U-Pb 年龄、地球化学特征及构造意义[J]. 地球学报, 33(2): 216-226.

刘国仁, 董连慧, 高福平, 陈剑祥, 赵华, 王定胜, 宋志勇, 何立新, 秦纪华. 2010. 新疆阿尔泰克兰河中游泥盆纪花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地球化学特征[J]. 地球学报, 31(4): 519-531.

马瑞士, 舒良树, 孙家齐. 1997. 东天山构造演化与成矿[M]. 北京: 地质出版社: 1-202.

马瑞士, 王赐银, 叶尚夫. 1993. 东天山构造格架及地壳演化[M].南京: 南京大学出版社: 1-225.

石玉若, 刘敦一, 张旗, 简平, 张福勤, 苗来成. 2006. 中天山干沟一带花岗岩类SHRIMP年代学及其构造意义[J]. 科学通报, 51(22): 2665-2672.

孙敬博, 陈文, 刘新宇, 张彦, 李洁, 纪宏伟, 张斌. 2012. 东天山红石金矿区石英钠长斑岩Ar-Ar和U-Pb年龄及构造和成矿意义讨论[J]. 地球学报, 33(6): 907-917.

王居里, 炎金才, 王润三, 刘养杰. 1995. 新疆胜利达坂地区花岗岩类的地球化学及成岩环境[J]. 西北地质科学, 16(2): 29-35.

王居里. 2011. 西天山天格尔—依连哈比尔尕金矿带大型金矿床定位预测与找矿靶区评价技术与应用研究报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆维吾尔自治区人民政府国家三〇五项目办公室: 1-189.

新疆维吾尔自治区区域地质调查大队. 1972. 1:20万小布鲁斯台幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队.

新疆维吾尔自治区区域地质调查大队. 1979. 1:20万石场幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队.

新疆维吾尔自治区地质矿产局. 1993. 新疆维吾尔自治区区域地质志[M]. 北京: 地质出版社: 1-841.

杨猛, 王居里, 王建其, 党飞鹏. 2012. 新疆中天山北缘望峰地区花岗岩的地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成研究[J]. 岩石学报, 28(7): 2121-2131.

袁洪林, 吴福元, 高山, 柳小明, 徐平, 孙德有. 2003. 东北地区新生代侵入体的锆石激光探针U-Pb年龄测定与稀土元素成分分析[J]. 科学通报, 48(4): 1511-1520.

张增杰, 孙敬博, 胡明月, 纪宏伟, 陈文. 2012. 东天山红云滩铁矿稳定同位素地质特征及其对成矿作用过程的指示[J].地球学报, 33(6): 918-924.

朱永峰, 宋彪. 2006. 新疆天格尔糜棱岩化花岗岩的岩石学及其SHRIMP年代学研究: 兼论花岗岩中热液锆石边的定年[J].岩石学报, 22(1): 135-144.

References:

ANDERSEN T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report204Pb[J]. Chemical Geology, 192(1/2): 59-79.

BAI Jian-ke, LI Zhi-pei, XU Xue-yi, RU Yan-jiao, LI Ting. 2011. The Chronology of Tulasu-Yelimodun Volcanic Belt: Constraints on the Metallogenic Epoch of the Jiamante Gold Deposit, Western Tianshan Mountains of Xinjiang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(3): 322-330(in Chinese with English abstract).

BROWN G C, THORPE R S, WEBB P C. 1984. The geochemical characteristics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources[J]. J. Geol. London, 141: 413-426.

Bureau of geology and mineral resources of Xinjiang Uygur Autonomous Region. 1993. Regional geology of Xinjiang Uygur Autonomous Region[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-841(in Chinese with English summery).

CHE Zi-cheng, LIU Hong-fu, LIU Liang. 1994. Formation and evolution of the Middle Tianshan orogenic belt[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-135(in Chinese).

CHEN Xin-yue, WANG Yue-jun, SUN Lin-hua, FAN Wei-ming. 2009. Zircon SHRIMP U-Pb dating of the granitic gneisses from Bingdaban and Laerdundaban (Tianshan Orogen) and their geological significances[J]. Geochimica, 38(5): 424-431(in Chinese with English abstract).

DONG Yun-peng, ZHOU Ding-wu, ZHANG Guo-wei, ZHAO Xia, LUO Jin-hai, XU Jing-gang. 2006. Geology and geochemistry of the Gangou ophiolitic mélange at the northern margin of the Middle Tianshan Belt[J]. Acta Petrologica Sinica, 22(1): 49-56(in Chinese with English abstract).

GAO Jun, LI Mao-song, XIAO Xu-chang, TANG Yao-qing, HE Guo-qi. 1998. Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan Orogen, northwestern China[J]. Tectonophysics, 287: 213-231.

HU Ai-qin, WEI Gang-jian, JIANG Bo-ming, ZHANG Ji-bin, DENG Wen-feng, CHEN Lin-li. 2010. Formation of the 0.9Ga Neoproterozoic granitoids in the Tianshan Orogen, NW China: Constraints from the SHRIMP zircon age determination and its tectonic significance[J]. Geochimica, 39(3): 197-211(in Chinese with English abstract).

HU Ai-qin, WEI Gang-jian, ZHANG Ji-bin, DENG Wen-feng, CHEN Lin-li. 2008. SHRIMP U-Pb age for zircons of the amphibolites and tectonic evolution significance from the Wenquan domain in the west Tianshan Mountains, Xinjiang, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 24(12): 2731-2739(in Chinese with English abstract).

JIN Song, ZHANG Zhao-yi, CHEN Zhi-bin, YANG Hong-bin, YANG Jin-jing, KANG Gui-jun. 2010. Geochemical Characteristics, Geochronology and Tectonic Implications of A-Type Granite from Qiaqihai Intrusion in Jeminay County, Xinji-ang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(6): 803-812(in Chinese with English abstract).

LI Guo-chen, FENG Cheng-you, WANG Rui-jiang, MA Sheng-chao, LI Hong-mao, ZHOU An-shun. 2012. SIMS Zircon U-Pb Age, Petrochemistry and Tectonic Implications of Granitoids in Northeastern Baiganhue W-Sn Orefield, Xinjiang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(2): 216-226(in Chinese with English abstract).

LIU Guo-ren, DONG Lian-hui, GAO Fu-ping, CHEN Jian-xiang, ZHAO Hua, WANG Ding-sheng, SONG Zhi-yong, HE Li-xin, QIN Ji-hua. 2010. LA-ICP-MS U-Pb Zircon Dating and Geochemistry of the Devonian Granites from the Middle Kelan River Valley of Altay in Xinjiang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(4): 519-531(in Chinese with English abstract).

LUDWIG K R. 2003. User’s manual for Isoplot 3.00: A geochronological toolkit for Microsoft Excel[J]. Berkeley Geochronological Center, Special Publication, 4: 1-73.

MA Rui-shi, SHU Liang-shu, SUN Jia-qi. 1997. Tectonic evolution and metallogeny of Eastern Tianshan Mountains[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-202(in Chinese with English abstract).

MA Rui-shi, WANG Ci-yin, YE Shang-fu. 1993. Tectonic framework and crustal evolution of Eastern Tianshan mountains[M]. Nanjing: Publishing House of Nanjing University: 1-225(in Chinese).

MANIAR P D, PICCOLI P M. 1989. Tectonic discrimination of granitoids[J]. Geological Society of America Bulletin, 101(5): 635-643.

MIDDLEMOST E A K. 1985. Magmas and Magmatic Rocks[M]. London: Longman: 1-266.

PEARCE J A, HARRIS N B W, TINDLE A G. 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks[J]. Journal of Petrology, 25(4): 956-983.

PECCERILLO A, TAYLOR S R. 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1): 63-81.

SHI Yu-ruo, LIU Dun-yi, ZHANG Qi, JIAN Ping, ZHANG Fu-qin, MIAO Lai-cheng. 2006. SHRIMP zircon U-Pb dating of the Gangou granitoids, Central Tianshan Mountains, Northwest China and tectonic significances[J]. Chinese Science Bulletin, 51(22): 2665-2672(in Chinese).

STOLZ A J, JOCHUM K P, SPETTEL B. 1996. Fluid- and melt-related enrichment in the subarc mantle: Evidence from Nb/Ta variations in island-arc basalts[J]. Geology, 24: 587-590.

SUN Jing-bo, CHEN Wen, LIU Xin-yu, ZHANG Yan, LI Jie, JI Hong-wei, ZHANG Bin. 2012. Ar-Ar and Zircon U-Pb Dating of Quartz Albitophyres in the Hongshi Gold Ore District of Eastern Tianshan and Its Metallogenic significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(6): 907-917(in Chinese with English abstract).

SUN S S, MCDONOUGH W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalt: implications for mantle composition and processes. In: Saunders A D and Norry M J (eds), Magmatism in the Ocean Basins[M]. Geological Society, London, Special Publications, 42: 313-345.

The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region. 1972. Regional Map and Report of the Geology for the Xiaobulusitai sheet at the scale of 1∶200,000[R]. Urumqi: The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region(in Chinese).

The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region. 1979. Regional Map and Report of the Geology for the Shichang sheet at the scale of 1∶200,000[R]. Urumqi: The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region(in Chinese).

WANG Ju-li, YAN Jin-cai, WANG Run-san, LIU Yang-jie. 1995. Geochemistry and diagenetic environment of the granitoids in Shenglidaban area, Xinjiang[J]. Northwest Geoscience, 16(2): 29-35(in Chinese with English abstract).

WANG Ju-li. 2011. Prediction of large gold deposit location and evaluation of prospecting target area in Tianger-Yilianhabirga gold ore belt, West Tianshan[R]. Urumqi: National 305 Project Office: 1-189(in Chinese).

YANG Meng, WANG Ju-li, WANG Jian-qi, DANG Fei-peng. 2012. Studies on geochemistry, zircon U-Pb geochronology and Hf isotopes of granite in Wangfeng area at the northern margin of Middle Tianshan, Xinjiang[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(7): 2121-2131(in Chinese with English abstract).

YUAN Hong-lin, WU Fu-yuan, GAO Shan, LIU Xiao-ming, XU Ping, SUN De-you. 2003. Determination of U-Pb age and rare earth element concentrations of zircons from Cenozoic intrusions in northeastern China by laser ablation ICP-MS[J]. Chinese Science Bulletin, 48(14): 1511-1520(in Chinese).

ZHANG Zeng-jie, SUN Jing-bo, HU Ming-yue, JI Hong-wei, CHEN wen. 2012. Study on Stable Isotopic Characteristics of the Hongyuntan Iron Deposit of Eastern Tianshan and Their Implications for the Process of Mineralization[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(6): 918-924(in Chinese with English abstract).

ZHU Yong-feng, SONG Biao. 2006. Petrology and SHRIMP chronology of mylonitised Tianger granite, Xinjiang: Also about the dating on hydrothermal zircon rim in granite[J]. Acta Petrologica Sinica, 22(1): 135-144(in Chinese with English abstract).

Geochemistry and Zircon U-Pb Age of East Gurenggesala Granitic Intrusion in Gulungou Area, Xinjiang

WANG Ju-li, YANG Meng, WANG Jian-qi, DANG Fei-peng
State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University, Xi’an, Shaanxi 710069

The East Gurenggesala granitic intrusion in Gulungou area on the northern margin of Middle Tianshan Mountains consist of granodiorite-porphyry with porphyry copper mineralization. The intrusion is characterized by enrichment of alkali, with Na2O/K2O ratio changing from 1.95 to 19.00, and depletion of Fe and Mg, accompanied by sub-alkaline (mainly tholeiitic and calc-alkaline series) and weakly peraluminous features (A/CNK=0.98～1.11). REE concentrations are low (∑REE=61.28×10-6～99.50×10-6) and show obvious differentiation between LREE and HREE (LaN/YbN=7.82～22.80), with weak Eu negative anomalies (δEu=0.72～0.97). In addition, the rock mass is relatively rich in such elements as Rb, Ba, Th, U and K, and poor in Nb, Ta, P, Ti etc., suggesting characteristics of volcanic-arc granite (VAG). Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results show that the crystallization of the intrusion took place from (488.9±1.7) Ma to (470.5±3.1) Ma, i.e., in Early Ordovician. Sr-Nd isotopic compositions of East Gurenggesala granitic intrusion are fairly uniform: (87Sr/86Sr)i=0.70677～0.70685, εSr(t)=40.10～41.21, (143Nd/144Nd)i=0.51190～0.51191, εNd(t)=–2.62 ～ –2.30, tDM=1.31～1.38 Ga, implying that magma originated from partial melting of Meso-Proterozoic mantle-derived basic lower crust. Based on both previous and present research results, the authors have reached the conslusion that East Gurenggesala graniticintrusion was formed in the epicontinental arc relevant to the subduction of the paleo-Junggar ocean towards Yili-Central Tianshan plate in Early Ordovician together with porphyry copper mineralization. In general, the emplacement of East Gurenggesala granitic intrusion marked the epoch when the northern margin of Middle Tianshan entered into the stage of active epicontinental arc in connection with subduction in Early Ordovician.

granodiorite-porphyry; zircon LA-ICP-MS U-Pb dating; Early Ordovician epicontinental arc; northern margin of Middle Tianshan Mountains

P597; P588.122

A

10.3975/cagsb.2013.06.05

本文由国家科技支撑计划项目(编号: 2011BAB06B01-03; 2006BAB07B04-05)资助。

2013-01-24; 改回日期: 2013-04-04。责任编辑: 魏乐军。

王居里, 男, 1958年生。教授。主要从事岩石学、矿床学研究。通讯地址: 710069, 陕西省西安市太白北路229号。E-mail: jlwang@nwu.edu.cn。