山東和喀拉通克1號巖體和鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖體鋯石u-pb年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

山東和喀拉通克1號巖體和鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖體鋯石u-pb年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

新疆是中國巖漿銅銅錳氧化物礦床的重要礦區(qū)。巖漿銅硫醚硫酸鹽礦床分布在鎂鐵礦的超鎂鐵礦中。除西山伯納克和塔里木東北部邊緣外，主要集中在東準噶爾的卡拉通克和東天山的黃山西爾泉兩個大型銅銅近代氧化物礦床。長期以來，對含礦巖和含礦巖進行了大量的研究。銅錳礦床是在含礦巖的差異過程中形成的。卡拉通克和黃山西爾的兩個鎂鐵礦帶是晚古生代巖漿活動的產(chǎn)物。在成礦時代和成巖時代的研究中，rb-sr、sm-nd和re-os的時間線方法首次證實了上述事件。其中，gartin和其他人具有相同或更多的年齡數(shù)據(jù)。rb-sr和sm-nid等時線分別集中在285.1.2ma、gartin和re-os。這些年數(shù)據(jù)無疑是對成礦研究重要年度信息的可靠年度報告。然而，最近報道的黃山東巖體中含有銅硫含礦的r-os等價格為282.20ma，而青山金山西特的鎂銅礦和含礦卵石中的蘇長輝長巖中的u-pb。這兩個問題是，（1）黃山東巖體是什么時候形成的？這需要通過其他獨立的定年方法和可靠的定年結(jié)果來確定。（2）rb-sr、sm-nd和re-os等價格是多少，以及是否與以前的黃山西鐵礦和含礦卵石u-pb的年齡相對應(yīng)。這兩個問題是，（1）黃山東巖體是什么時候形成的。這需要通過其他獨立的定年方法和可靠的定年結(jié)果來確定。（2）rb-sr、sm-u和re-os的有效辛年測試結(jié)果表明，是否有幾種鎂銅絲。帶中的u-pb鋯氧化物礦床的成巖和成礦時間線是否與前幾代硫酸鈉氧化物礦床的成巖和成礦過程中的硫酸鈉氧化物礦床的成巖和成礦過程中的成巖性質(zhì)和可靠的后代信息。本文根據(jù)卡拉通克和黃山東兩礦銅錫礦床的鎂鐵礦u-pb定年結(jié)果，對上述兩個。1巖相特征和巖相特征位于東準噶爾的喀拉通克鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖侵入于下石炭統(tǒng)南明水組之中.其中的1號巖體幾乎全部都有礦化現(xiàn)象,金屬硫化物富集程度高,相對于黃山東巖體,以富Cu貧Ni為特征.巖體分異很好自上而下可以劃分出4個相帶:閃長巖、蘇長巖、橄欖蘇長巖和輝綠輝長巖,并被石英斑巖脈穿插(圖1).各巖相的共同特征是普遍含角閃石和(或)黑云母等含水礦物.在東天山的黃山-鏡兒泉鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶中,黃山東巖體在地表呈近東西向延長的菱形,侵入在下石炭統(tǒng)干墩組之中,巖漿分異的相帶清楚,可以分為橄欖巖相、輝長蘇長巖相和蘇長巖相,閃長巖相亦占相當比例(圖2).礦物組合中除黑云母外角閃石與金云母也較常見,透閃石化、綠泥石化等蝕變明顯.相對于喀拉通克1號巖體,以富Ni貧Cu為特征.2鋯石u-th-pb同位素取自喀拉通克1號巖體采礦坑口的礦石堆(N46°45′40″,E89°40′33″)的蘇長巖樣品(樣品號:02KK101)主要由斜方輝石和斜長石組成,次要礦物為粗粒黑云母,并含少量磁鐵礦等不透明礦物.而取自黃山東巖體亞克斯公司采礦坑(N42°16′25″,E94°44′06″)的橄欖蘇長巖樣品(樣品號:02HSD-02)主要由斜方輝石和斜長石組成,次要礦物有粗粒黑云母和圓粒狀橄欖石,含少量磁鐵礦等不透明礦物.用常規(guī)方法從樣品中分離鋯石.可能是由于樣品粉碎的原因,分離出的鋯石多為形態(tài)不完整的顆粒.樣品02KK101中的鋯石以長柱狀顆粒為主,柱面解理清晰,而樣品02HSD-02中的鋯石多為不規(guī)則粒狀,解理不發(fā)育.在北京離子探針中心,按照宋彪等人描述的方法,將挑選的鋯石和標準鋯石TEMORA1(年齡為417Ma,)一起用環(huán)氧樹脂制作成樣品靶,經(jīng)拋光、顯微照相、超聲波清洗和鍍金后,在SHRIMPⅡ型離子探針上完成U-Th-Pb同位素分析使用的標準樣品為SL13和TEMORA1.TEMORA1和待測鋯石的U,Th,Pb含量用SL13標定,而鋯石U-Th-Pb同位素比值用TEMROA1標定.對SHRIMP分析方法的詳細介紹可參見文獻[12,13],關(guān)于標樣TEMORA1見文獻[14,15].數(shù)據(jù)處理、年齡計算和繪圖使用的是SQUID和ISOPLOT程序.表1列出的SHRIMP分析數(shù)據(jù)是每個鋯石點連續(xù)5次分析的平均值,誤差為1σ,但206Pb/238U加權(quán)平均年齡的誤差為95%置信度的結(jié)果.3鋯石u-pb年齡喀拉通克1號巖體的樣品共測定了16個鋯石顆粒.所有數(shù)據(jù)點在U-Pb諧和圖上集中落在諧和線上及其附近(圖3(a)),尤其是206Pb/238U比值變化很小得到206Pb/238U年齡為287±5Ma,MSWD=0.34.黃山東巖體的樣品共測定了15個鋯石顆粒.所有數(shù)據(jù)點在U-Pb諧和圖上集中落在諧和線上及其右側(cè),只有1個數(shù)據(jù)點因為207Pb/235U比值較高,偏離諧和線較遠(圖3(b)).雖然207Pb/235U比值比較分散,但206Pb/238U年齡值卻比較集中,得到206Pb/238U年齡為274±3Ma,MSWD=1.35.上述兩個年齡是使用實測的204Pb做普通鉛校正的結(jié)果.需要指出的是,即使采用其他的普通鉛校正方法,仍然能夠得到在誤差范圍內(nèi)一致的206Pb/238U年齡(參見表1).兩個定年樣品的鋯石Th/U比值分別變化于1.06~1.80和0.52~1.33之間,U,Th之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,表明所測定的鋯石都是從巖漿中結(jié)晶形成的,因而鋯石年齡可以代表巖體的形成時代.4年齡和黑云母蘇長巖的shrimp鋯石u-pb年齡黃山東巖體黑云母橄欖蘇長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為274±3Ma,即使考慮到年齡誤差,也明顯小于該巖體全巖Sm-Nd等時線年齡和礦石Sm-Nd等時線年齡(分別為320±38Ma和314±14Ma)甚至小于新近報道的礦石Re-Os等時線年齡值(282±20Ma).根據(jù)Re-Os同位素數(shù)據(jù),輸入的187Re188Os和187Os/188Os誤差分別為1%和0.05%,用ISOPLOT重新計算的等時線年齡279±17Ma,與所報道的值基本一致.顯然,無論是Re-Os等時線年齡還是SHRIMP鋯石U-Pb年齡均表明,黃山東巖體的形成時代是在275Ma左右,而不是在310~320Ma.如果考慮到鋯石U-Pb體系具有約900℃的封閉溫度以及高質(zhì)量的SHRIMP鋯石U-Pb定年結(jié)果,將274±3Ma作為黃山東巖體的形成時代是可靠的.喀拉通克1號巖體黑云母蘇長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為287±5Ma,處于該巖體各巖相全巖Rb-Sr等時線年齡的范圍(285±17~298±23Ma之間),在誤差范圍內(nèi)也與該巖體全巖Sm-Nd等時線年齡和礦石Sm-Nd等時線年齡(分別為298±11和281±12Ma)基本一致,但是誤差明顯小得多.上面引用的Rb-Sr和Sm-Nd等時線年齡值的誤差至少在4%以上,最高達到17%.如果用ISOPLOT重新計算這些等時線年齡,得到的年齡誤差更大.例如,根據(jù)喀拉通克1,2,3號巖體的Rb-Sr同位素數(shù)據(jù),輸入的87Rb/86Sr和87Sr/86Sr誤差分別為2%和0.02%,重新計算得到的各等時線年齡誤差在13%~106%之間,平均誤差為42%.根據(jù)喀拉通克1號巖體和黃山東巖體的Sm-Nd同位素數(shù)據(jù),輸入的147Sm/144Nd和143Nd/144Nd誤差分別為0.5%和0.05%,重新計算得到的各等時線年齡誤差最低為74%.顯然,誤差如此之大的等時線年齡不能準確限定喀拉通克和黃山東巖體及其所含礦體的形成時代.與已有的Rb-Sr,Sm-Nd和Re-Os等時線年齡值相比較,喀拉通克1號巖體黑云母蘇長巖和黃山東巖體黑云母橄欖蘇長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡的誤差很小,低于2%.因此,SHRIMP鋯石U-Pb年齡對這兩個巖體的形成時代提供了較以前更嚴格的制約.5u-pb年齡高精度的SHRIMP鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示,一方面,喀拉通克1號巖體和黃山東巖體的形成時代存在明顯差別,而且黃山東巖體與同一鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶中的香山巖體的形成時代(285±1.2Ma)也存在明顯差別.另一方面,位于不同鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶的香山巖體和喀拉通克1號巖體的形成時代在誤差范圍內(nèi)一致.這可能暗示:(1)在喀拉通克和黃山-鏡兒泉兩個鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶中,巖漿活動可能是同時發(fā)生的;(2)同一鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶中的巖漿活動持續(xù)了至少10Ma以上.如果喀拉通克和黃山-鏡兒泉兩個鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶是在270~290Ma期間形成的,那么,它們與鄰近的后碰撞A型花崗巖的形成時代相近.例如,喀拉通克鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶鄰近烏倫古河A型花崗巖帶,黃山-鏡兒泉鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖帶鄰近克拉麥里-哈爾里克堿性花崗巖帶,而這些A型花崗巖形成于270~300Ma之間[21~24].與此相似的是中國東北的紅旗嶺等含銅鎳礦的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖與鄰近的后碰撞A型花崗巖均形成于190~230Ma期間.因此,在中亞造山帶(CentralAsianOrogenicBelt)顯生宙地殼生長過程中,含銅鎳礦的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖與鄰近的后碰撞A型花崗巖形成時代相近可能具有普遍意義,與后碰撞伸展背景下巖石圈地幔拆沉和軟流圈地幔上涌、熔融作用可能密切相關(guān)因而可以作為幔源巖漿侵入地殼導(dǎo)致地殼垂向生長[25~27]的最直接的標志.高精度的SHRIMP鋯石U-Pb定年結(jié)果還表明喀拉通克1號巖體和黃山東巖體的形成時代有顯著差別,鋯石的U,Th,Pb含量也存在明顯差異(表1).根據(jù)這兩個巖體的Sm-Nd同位素數(shù)據(jù),按照SHRIMP鋯石U-Pb年齡值重新計算的εNd(t)值也表現(xiàn)出顯著差別:喀拉通克1號巖體的平均值為+5.60,黃山東巖體的平均值高達+7.29.所有這些均