新疆和田509道班西锂铍多金属矿床花岗岩U-Pb年龄及其构造意义

2021-05-22谭克彬郭岐明郭勇明

新疆有色金属 2021年2期

谭克彬郭岐明郭勇明

（①新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队哈密839000②陕西地质调查院西安710000 ③新疆宝地矿业股份有限公司哈密 839000）

1 前言

新疆西昆仑地区是我国最重要的铅锌和锂铍等稀有金属成矿区带之一，陆续发现了火烧云超大型世界级铅锌矿和大红柳滩锂铍多金属矿床[1-3]。随着国家对战略性关键金属矿产的重视和投入，近年来在大红柳滩一带陆续发现了一系列锂铍多金属矿床（点），宁强沟、异石沟、喀拉卡锂、铍多金属矿床（点），使得该地区成为和四川甲基卡花岗伟晶岩型锂铍矿床类似的稀有金属矿集区[4，5]。509 道班西锂铍多金属矿床即是近年来在大红柳滩南部新发现的一处矿床。前人仅开展了成矿地质特征和成矿规律的初步总结[6]，而对于矿化密切相关的花岗质岩石研究较少，这对于进一步理解成岩成矿作用不利。基于此，笔者在详细野外地质调查的基础上，通过先进的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄测试，获取了二云二长花岗岩和石英闪长岩的成岩年龄，探讨了其大地构造意义，以期为后续找矿工作提供理论参考。

2 矿区地质背景

矿区内出露地层主要为三叠系巴颜喀拉山群中组上段，岩性为一套细碎屑岩类复理石建造，经中－低级区域变质作用形成浅变质碎屑岩、板岩、片岩等。其中浅变质碎屑岩具有较好的渗透性，有利于含矿气液的运移；板岩、片岩对于含矿溶液的热、气、液等具有一定的储藏、封闭作用，更为矿物的结晶创造了良好的条件。矿区受大红柳滩断裂和奇台达坂断裂带两组斜交断裂带双重作用，致矿区次级断裂破碎带比较发育，呈密集条带状展布，边部岩石发育糜棱岩化。区内节理十分发育，为岩浆活动所形成的节理与早期断裂活动远程效应下的次级节理，是区内主要的控矿、容矿构造，区内片理化带比较发育，走向北西-南东向，呈带状延伸，但强弱程度不同。花岗质侵入体呈岩株状产出侵位于巴颜喀拉山群中组上段，从不含矿伟晶岩脉与含矿伟晶脉分别位于岩体外接触带0～500米、500～1500米范围，且成群成带密集分布，具有明显的分带性，其走向与岩体的接触带平行，暗示了伟晶岩脉与岩体在空间上关系密切。

3 侵入岩地质特征

3.1 地质特征

矿区岩浆活动较强，花岗伟晶岩脉发育，主要分布在西南一带。西南一带发育规模较大的晚三叠世似斑状中－粗粒二云母二长花岗岩和中－细粒石英闪长岩。二云母二长花岗岩呈长岩株状产出，走向北西－南东，侵入于三叠系巴颜喀拉山群中组上段，其接触界线不规则，大部分倾向北东；石英闪长岩分布于工作区西部、西南部，出露面积较小，呈小岩珠形式出露，与晚三叠世（似斑状）中－粗粒二云母二长花岗岩呈脉动侵入接触，被晚期伟晶岩脉沿裂隙侵入（图1）。

3.2 岩石学特征

似斑状中粒二云母二长花岗岩：岩石呈花岗结构、块状构造，主要矿物成分为石英25%、斜长石30%、钾长石37%、黑云母1%、白云母2%、电气石4%、石榴子石1%。石英呈它形粒状，受应力作用发生破碎，具波状消光，见变形纹变形带，部分颗粒间呈锯齿状镶嵌，由动态重结晶作用形成，斜长石双晶纹细密，主要为更长石，部分双晶发生弯曲、错位。钾长石主要有微斜长石和条纹长石，颗粒较大，裂纹发育，包含石英颗粒和云母碎片，副矿物见电气石、石榴子石，可能与后期气液交代作用有关（图1b）。

晚三叠世中－细粒石英闪长岩：岩石呈灰色，细粒花岗结构、块状构造。主要组成矿物为斜长石75～85%、石英10～15%±、黑云母3～5%，及少量角闪石、白云母等。斜长石，呈半自形柱状，钠长石双晶清晰；黑云母，自形片状，褐色；石英，烟灰色，它形填隙粒状；另有少量绿帘石等。岩石矿物粒径大小以1～1.5毫米为主，个别2～2.5毫米，矿物之间相互紧密接触，杂乱分布。岩石蚀变特征表现为次生绿帘石化，常与黑云母赋存一起。副矿物可见磁铁矿、磷灰石、榍石等零星分布（图1d）。

图1 509道班西矿床中灰白色二云母花岗岩（a，b）和灰绿色石英闪长岩（c，d）野外和镜下照片

4 锆石U-Pb年龄

众多学者对西昆仑大红柳滩岩体花岗岩进行过详细的年代学研究，乔耿彪等[7]测得大红柳滩岩体二长花岗岩的形成年龄为220±2.2～217.4±2.2Ma；魏小鹏等[8]测得大红柳滩岩体二云母花岗岩的形成年龄为209.6±1.3Ma；李侃等[9]测得大红柳滩岩体中二长花岗岩加权平均年龄为213±2.1Ma、黑云母钠长花岗岩加权平均年龄为214±1.8M；据《新疆西昆仑地区1∶5 万I44E002006 等四幅区调报告》资料，奇台达坂一带未分异的I型花岗岩形成于晚三叠世，其中英云闪长岩（214.7±2.0Ma）、石英闪长岩（211.3±3.3Ma）、花岗闪长岩（210.6±2.8Ma）。

本次工作在矿区西南部采集了一套二云母二长花岗岩样品，样品中挑选出来的锆石数量较多，用于测试的锆石大多呈自形程度较高的浅黄色－无色透明的长柱状，个别短柱状，柱状晶体长宽比约为2∶1，锆石粒度多在80～150μm（图2）。锆石阴极发光CL图像显示，锆石形态完整，晶形完好，晶棱锋锐、清晰，整体发光性较好；锆石多具有明显的核－边结构特征（除图2 中3、5、6、7、9、10、13、14 号点），核部与边部界线清晰且阴极发光强度不同，核部残留的继承锆石阴极发光明显强于后期的岩浆增生边（图2中2、4、8、12、15、16、18、19、20、21、22、23、24 号锆石），说明继承核的U含量很低。后期的岩浆增生边显示比较清晰的振荡环带结构，具岩浆成因结构特点。

样品的年龄数据进行处理后，发现年龄信息较为丰富，分布范围较广。测年数据包含有986.8Ma、770.2～512.8Ma、364.4～223.5Ma 和208.1～219.9Ma的4 类结果，其中前三类数据（图2 中1、3、7、10、11、15、16、17、18、19、21、22）内部存在继承锆石核，由于普通铅含量较少与谐和线发生了偏离，因此不参与加权平均年龄值得计算。

表1 509道班西矿床二云二长花岗岩锆石LA-ICP-MS分析结果

图3 509道班西矿床二云二长花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和年龄(a)和加权平均年龄(b)

谐和度较好的10 组分析点中，14、20 号锆石其中间均有继承核，可能代表混合年龄，而其余的点（2、4、5、6、8、9、12、13 号锆石）锆石测点其中间没有核，可能代表成岩年龄，8 组具有较集中的206Pb/238U年龄值介于208.1±3.2～219.9±2.8Ma 之间（图3，表1），其206Pb/238U加权平均年龄值为208.8±1.7Ma，对应的MSWD=0.13。因此，矿区二云二长花岗岩和石英闪长岩均形成于晚三叠世。

5 构造意义

众多资料表明，古特提斯洋是具多洋岛特征以及双极性特征，三叠纪时期矿区局限洋盆仍然处于接受沉积阶段，巴颜喀拉盆地向甜水海陆块之下俯冲，形成了奇台达坂一带具有俯冲性质的TTG 岩类[10]；而随后的甜水海地块向北仰冲，沿郭扎错断裂形成大量的三叠纪沉积增生楔，为一大套碎屑岩沉积建造，但该套碎屑岩无火山岩夹层，而且碎屑岩中火山质碎屑很少或无，且该套地层的下部（奇台达坂一带）见含砾砂岩，可以看出，该地区此后再次拉张凹陷。到晚三叠世－早侏罗世时期，由于受南部冈瓦纳大陆向北漂移，板块挤压漂移作用再次发生，盆地发生褶返封闭，地壳深部发生重熔，在矿区形成了一套未分异的I 型花岗岩[8，11]。之后，南昆仑地体与喀喇昆仑－甜水海联合地体之间的古特提斯洋向北俯冲消减到昆仑联合地体之下，使南昆仑地体在晚古生代－三叠纪期间发育190～220Ma具有岛弧型钙碱性花岗岩的岩浆弧，而康西瓦断裂变质带的孔兹岩系的变质年龄证明北部陆陆碰撞造山作用且已经接近尾声，地壳发生均衡性调整，地壳深部发生重熔，这一阶段可能是形成矿区高分异的S型花岗岩的重要过程[9，12，13]。