新疆準(zhǔn)噶爾北緣早石炭世金-銅-鉬成礦事件:年代學(xué)證據(jù)*

王玉往 王京彬 龍靈利 丁汝福 石煜 趙路通

1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012

2.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100012

3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

4.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明 650093

新疆北部準(zhǔn)噶爾北緣地區(qū)地處西伯利亞板塊和準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊的結(jié)合部位，屬中亞造山-成礦帶的一部分，是中國(guó)重要的銅多金屬成礦帶之一。該區(qū)多年來(lái)一直作為我國(guó)和新疆地礦部門(mén)找礦的重點(diǎn)地區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)了多處大-中型銅鎳、銅金、銅鉬，以及銅多金屬、鐵和金礦。它們主要形成于2 個(gè)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)期，即泥盆紀(jì)的洋陸俯沖期和二疊紀(jì)的后碰撞伸展期(或幔柱疊加造山期)。前者主要形成了晚泥盆世島弧型斑巖銅(金)礦，如卡拉先格爾礦集區(qū)的喀臘蘇、玉勒肯喀臘蘇、卡拉先格爾等礦床，成巖成礦年齡多集中在374～381Ma(張招崇等，2006;閆升好等，2006a;吳淦國(guó)等，2008;趙戰(zhàn)鋒等，2009;楊富全等，2010);后者主要產(chǎn)有兩類(lèi)礦床:一是巖漿型銅鎳硫化物型礦床，如喀拉通克礦集區(qū)(包括1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)等礦床)，成巖成礦年齡多集中在280～298Ma(王潤(rùn)民和趙昌龍，1991;趙昌龍，1991;韓寶福等，2004;張作衡等，2005);二是造山型(或剪切帶型)Au 礦，如額爾齊斯剪切帶中的多納拉薩依、賽都、沙爾布拉克、科克薩依等礦床，成礦年齡多集中在275～293Ma(李華芹等，1998;閆升好等，2006b，c;陳克強(qiáng)等，2010)。而介于泥盆紀(jì)和二疊紀(jì)之間的石炭紀(jì)，特別是早石炭世成巖和成礦事件報(bào)道較少。

作者近年來(lái)在對(duì)該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和礦床的研究中獲得了一批早石炭世成巖成礦年代學(xué)數(shù)據(jù)。本文將對(duì)這些年代學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理和分析，并結(jié)合以往的年代學(xué)資料和區(qū)域地質(zhì)背景研究，探討該區(qū)構(gòu)造演化特征和成礦活動(dòng)事件的關(guān)系，以期對(duì)該區(qū)找礦預(yù)測(cè)工作有所啟迪和幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

新疆北部北準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于阿爾泰山南緣(圖1a)。該區(qū)以額爾齊斯-齋?？p合帶為界，北部屬于西伯利亞板塊，以南屬于準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊(肖序常等，1992;何國(guó)琦和李茂松，2000;李錦軼等，2006;吳波等，2006)。自縫合帶向南依次為Zharma-Sawuer-Dulate-Baytag 島弧、Boshchekule-Chengiz-Yemaquan 巖漿島弧帶和西準(zhǔn)噶爾增生雜巖。一般地，準(zhǔn)噶爾北緣系指烏倫古河以北、額爾齊斯河以南的地區(qū)，大致包括額爾齊斯-齋桑縫合帶和Zharma-Sawuer-Dulate-Baytag 島弧帶(Xiao et al.，2008;韓寶福等，2010)。

額爾齊斯-齋桑(-南蒙古)縫合帶是古亞洲洋的一部分(Buslov et al.， 2001， 2004; Badarch et al.， 2002;Yakubchuk，2004;Xiao et al.，2004，2009;Rippington et al.，2008)，其形成于早古生代或更早(Coleman，1989;Mossakovsky et al.，1993;Xiao et al.，1994)，東哈薩克斯坦查拉蛇綠混雜巖中發(fā)育有奧陶紀(jì)的洋底玄武巖、層狀硅質(zhì)巖和燧石，并發(fā)育早古生代俯沖雜巖(Dobretsov et al.，1992;Iwata et al.，1996;Buslov et al.，2001，2004)，該洋盆最早閉合于泥盆紀(jì)末-早石炭世，沿該縫合帶發(fā)育一系列洋脊俯沖有關(guān)的巖石組合。中國(guó)境內(nèi)，瑪因鄂博一帶發(fā)育有早泥盆世蛇綠混雜巖，層狀輝長(zhǎng)巖、枕狀玄武巖的鋯石U-Pb 年齡分別為403Ma 和397Ma，代表古亞洲洋的殘余(劉崴國(guó)，2011);科克森套蛇綠混雜巖帶中發(fā)育晚泥盆世蛇綠混雜巖(吐?tīng)枎?kù)班套輝長(zhǎng)巖鋯石U-Pb 年齡363Ma，Wang et al.，2012)、MORB 型拉斑玄武巖和深海復(fù)理石建造，以及喬夏哈拉-老山口地區(qū)中泥盆統(tǒng)北塔山組地層(D2b)中發(fā)育洋脊俯沖有關(guān)的苦橄巖、玄武巖(陳毓川等，2004;Zhang et al.，2005)等等，屬于準(zhǔn)噶爾洋盆俯沖的產(chǎn)物。

Zharma-Sawuer-Dulate-Baytag 島弧帶的北界為額爾齊斯蛇綠混雜巖帶，其南界為烏侖古-阿爾曼臺(tái)-洪古勒楞蛇綠巖帶，其中的斜長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖的年齡在475～503Ma 之間(Jian et al.，2005;肖文交等，2006;張?jiān)凸俳埽?010)，是一條早古生代發(fā)育起來(lái)的蛇綠混雜巖帶。該帶以發(fā)育一套泥盆系島弧型火山巖系為特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)主要出露晚古生代地層(圖1b，c)，局部零星出露有早古生代上奧陶統(tǒng)大理巖。其中泥盆系中、下統(tǒng)為深海-淺海相復(fù)理石建造，基性-中基性火山巖、中酸性火山巖、火山碎屑巖建造，并含放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖，其中發(fā)育鈣堿性-拉斑玄武巖系列的雙峰式火山巖、苦橄巖，形成于俯沖環(huán)境(未成熟島弧，Zhang et al.，2009)，上泥盆統(tǒng)為火山碎屑巖、粗碎屑巖夾安山巖等，形成于成熟島弧環(huán)境;下石炭統(tǒng)主要為濱海、淺海相碎屑巖和中酸性火山巖，上石炭統(tǒng)則主要為淺海-濱海相碎屑巖;二疊系主要出露下統(tǒng)，巖性以陸相雙峰式火山巖為主，形成于后碰撞拉張環(huán)境(周濤發(fā)等，2006)。

區(qū)內(nèi)侵入巖漿巖主要形成于二疊紀(jì)，少量為石炭紀(jì)，以堿長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)為主，多形成幾到百余平方千米的巖基、巖株，另有少量淺成、超淺成中-中酸性小巖株、巖脈發(fā)育(童英等，2010)，個(gè)別地區(qū)發(fā)育中基性、基性脈巖，以及鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)以銅多金屬為主，主要有以下幾種類(lèi)型:1)斑巖型Cu(Au)礦(如喀拉蘇、玉勒肯喀拉蘇礦床等);2)斑巖型Mo-Cu 礦床(如希勒庫(kù)都克);3)矽卡巖型Mo-Cu 礦床(如索爾庫(kù)都克礦床);4)矽卡巖型或IOCG 型Fe-Cu(-Au)礦(如喬夏哈拉礦床);5)淺成低溫?zé)嵋盒虯u 礦床(如闊爾真闊臘礦床);6)(脈巖)構(gòu)造蝕變巖型Au 礦(如布爾克斯岱、201 礦床);7)造山型Au 礦(如沙爾布拉克、科克薩依礦床);8)巖漿型CuNi 硫化物礦床(如喀拉通克礦床)。它們均與晚古生代小型巖體、巖脈有關(guān)。

2 樣品采集及分析測(cè)試

圖1 新疆北部地質(zhì)構(gòu)造輪廓圖(a)、北準(zhǔn)噶爾地區(qū)西部(b)和東部(c)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch geological map of northern Xinjiang (a)，western part of NMJB (b)and eastern part of NMJB (c)

進(jìn)行鋯石定年的樣品分別取自下面2 個(gè)金礦區(qū)和科克森套蛇綠混雜巖帶(圖1b，c)，均為小型花崗巖類(lèi)巖體:1)A201 樣品來(lái)自阿克塔斯金礦與成礦有關(guān)的花崗閃長(zhǎng)巖，Au礦化即產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖巖株旁側(cè)的片理化黃鐵絹英巖中，根據(jù)礦體與圍巖的產(chǎn)出關(guān)系、巖體地球化學(xué)特征，以及物化探異常與礦體的關(guān)系，認(rèn)為花崗閃長(zhǎng)巖(前人稱(chēng)為斜長(zhǎng)花崗巖)為成礦母巖(潘東等，2012;紀(jì)珊珊等，2012);2)X49 樣品來(lái)自201 金礦與成礦有關(guān)的閃長(zhǎng)質(zhì)巖脈，Au 礦直接產(chǎn)于蝕變閃長(zhǎng)巖及巖脈旁側(cè)的片理化、黃鐵絹英巖化凝灰質(zhì)砂板巖中，按照王京彬等(1997，1999，2006)的分類(lèi)，屬典型的脈巖-構(gòu)造蝕變巖型金礦，脈巖即為Au 礦的成礦母巖;3)K3 樣品來(lái)自科克森套蛇綠混雜巖帶吐?tīng)枎?kù)班套地區(qū)，巖性為侵入于復(fù)理石建造中的花崗巖脈;4)K28 樣品來(lái)自科克森套地區(qū)，巖性為侵入于復(fù)理石建造中的巖枝狀花崗閃長(zhǎng)斑巖。

鋯石的挑選在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所進(jìn)行，首先將原巖樣品破碎至150μm 左右，然后使用常規(guī)的重液浮選和電磁分離方法挑選出鋯石，在雙目鏡下根據(jù)鋯石的顏色、自形程度、形態(tài)、透明度等特征初步分類(lèi)，挑選出具有代表性的鋯石，將鋯石樣品顆粒粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂靶上，對(duì)其拋光直至鋯石露出一半晶面。在上機(jī)分析前，先在顯微鏡下對(duì)鋯石進(jìn)行透射光、反射光及陰極發(fā)光(CL)照相，以檢查鋯石的表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu);結(jié)合陰極發(fā)光圖像、透、反射光圖像，對(duì)鋯石進(jìn)行分析，選定最佳的待測(cè)鋯石部位，然后將樣品靶在真空下鍍金以備分析。鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像分析在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室采用德國(guó)LE01450VP 掃描電子顯微鏡(SEM)及MiniCL 陰極放光裝置完成。

圖2 阿克塔斯金礦花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb 年齡圖(b)Fig.2 The CL images (a)and U-Pb dating (b)of zircon from granodiorite in the Aketasi Au deposit

圖3 201 金礦閃長(zhǎng)巖的鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb 年齡圖(b)Fig.3 The CL images (a)and U-Pb dating (b)of zircon from diorite in the“201”Au deposit

鋯石的LA-ICP-MS 微區(qū)U-Pb 年齡測(cè)定在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，將德國(guó)Lambda Physik公司的ComPex 102 ArF 準(zhǔn)分子激光器(工作物質(zhì)ArF，波長(zhǎng)193nm)與Agilent 7500ce 型ICP-MS 以及MicroLas 公司的GeoLas 200M 光學(xué)系統(tǒng)連接。采用He 氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣，用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST610 進(jìn)行儀器最優(yōu)化，采用Plesovice 標(biāo)準(zhǔn)鋯石外部校正法進(jìn)行鋯石原位U-Pb 分析。采用的激光束斑直徑為30μm，頻率為5Hz，能量密度為15J/cm2，激光剝蝕深度為30～40μm。數(shù)據(jù)采集為20s 氣體空白和60s 激光剝蝕。測(cè)試過(guò)程中在每5 次測(cè)定后就測(cè)定兩次Plesovice 標(biāo)準(zhǔn)鋯石對(duì)樣品進(jìn)行校正，同位素比值數(shù)據(jù)處理和U-Pb 表觀年齡計(jì)算采用Glitter 程序進(jìn)行，單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差均為1σ，加權(quán)平均值誤差為2σ。年齡計(jì)算及諧和圖采用Isoplot(ver3.0)完成(Ludwig，2003)。

3 分析結(jié)果

分析和計(jì)算所測(cè)鋯石的年代學(xué)數(shù)據(jù)及參數(shù)如表1 所示。

阿克塔斯花崗閃長(zhǎng)巖(A201)樣品共獲得15 個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)(表1)。測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)年齡值主要分布在319～336Ma 之間，加權(quán)平均值為328.0 ±3.8Ma，數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在諧和線上或其附近，由此獲得206Pb/238U 諧和年齡值為327.4 ±3.8Ma(圖2b)。鋯石粒度為60～100μm，晶體形態(tài)為短柱狀、雙錐狀，發(fā)育清楚的韻律環(huán)帶(圖2a)，其Th/U 比值較高(在0.9～1.8，均＞0.4)，且Th、U 呈現(xiàn)較好的正相關(guān)性，具典型巖漿鋯石特征(吳元保和鄭永飛，2004)。因此諧和年齡327.4 ±3.8Ma 可能代表花崗閃長(zhǎng)巖的成巖年齡。

201 金礦的閃長(zhǎng)巖(X49)樣品共獲得12 個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)(表1)。測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)年齡值主要分布在317～339Ma 之間，加權(quán)平均值為324.2 ±3.8Ma，數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在諧和線上或其附近，由此獲得206Pb/238U 諧和年齡值為323.7 ±3.4Ma(圖3b)。鋯石粒度為60～150μm，晶體形態(tài)為柱狀、雙錐狀、半錐狀，發(fā)育清楚的韻律環(huán)帶(圖3a)，其Th/U 比值均＞0.4(在0.4～0.6)，且Th、U 呈現(xiàn)較好的正相關(guān)性，具典型巖漿鋯石特征。因此諧和年齡323.7 ±3.4Ma 可能代表閃長(zhǎng)巖的成巖年齡。

表1 準(zhǔn)噶爾北緣花崗質(zhì)巖類(lèi)鋯石U-Pb 測(cè)試結(jié)果Table 1 Zircon U-Pb data for granitoid from the NMJB

圖4 吐?tīng)枎?kù)班套花崗巖的鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb 年齡圖(b)Fig.4 The CL images (a)and U-Pb dating (b)of zircon from the Tukuerbantao granite

圖5 科克森套花崗閃長(zhǎng)斑巖的鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb 年齡圖(b)Fig.5 The CL images (a)and U-Pb dating (b)of zircon from the Ketesentao granodiorite-porphyry

吐?tīng)枎?kù)班套花崗巖(K3)樣品共獲得8 個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)(表1)。測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)年齡值主要分布在311～330Ma 之間，加權(quán)平均值為322.3 ±5.1Ma，數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在諧和線上或其附近，由此獲得206Pb/238U 諧和年齡值為323.0 ±9.7Ma(圖4b)。鋯石粒度為50～90μm，晶體形態(tài)為長(zhǎng)柱狀、雙錐狀、半錐狀，發(fā)育清楚的韻律環(huán)帶(圖4a)，其Th/U 比值較高(在1.5～2.0，均＞0.4)，且Th、U 呈現(xiàn)較好的正相關(guān)性，具典型巖漿鋯石特征。因此諧和年齡323.0 ±9.7Ma 可能代表花崗巖的成巖年齡。

科克森套花崗閃長(zhǎng)斑巖(K28)樣品共獲得13 個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)(表1)。測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)年齡值主要分布在319～333Ma 之間，加權(quán)平均值為327.8 ±3.8Ma，數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在諧和線上或其附近，由此獲得206Pb/238U 諧和年齡值為328.3 ±4.5Ma(圖5b)。鋯石粒度為50～200μm，晶體形態(tài)為長(zhǎng)柱狀、短柱狀、雙錐狀、半錐狀，發(fā)育清楚的韻律環(huán)帶(圖5a)，其Th/U比值較高(在2.1～7.4，均＞0.4)，且Th、U 呈現(xiàn)較好的正相關(guān)性，具典型巖漿鋯石特征。因此諧和年齡328.3 ±4.5Ma可能代表花崗閃長(zhǎng)斑巖的成巖年齡。

上述各類(lèi)巖體的形成年齡被限定在323～328Ma 之間，屬早石炭世巖漿活動(dòng)產(chǎn)物，并集中在中晚期維憲階(Visean)和謝爾普霍夫階(Serpukhovian)。

4 討論

4.1 北準(zhǔn)噶爾地區(qū)早石炭世的大地構(gòu)造背景

北準(zhǔn)噶爾地區(qū)屬阿爾泰山南緣造山帶，屬中亞造山帶的一部分。前已述及，阿爾泰山南緣造山帶是一條以增生為特點(diǎn)的古生代造山帶(?eng?r et al.，1993;Yin and Nie，1996;Jahn et al.，2004;Safonova et al.，2004，2011;Xiao et al.，2004，2009;張招崇等，2007)，其前身為古亞洲洋，發(fā)育于早古生代或更早。該區(qū)出露最晚的蛇綠巖，如吐?tīng)枎?kù)班套蛇綠巖中輝長(zhǎng)巖鋯石U-Pb 年齡為363Ma(Wang et al.，2012)及布爾根地區(qū)具蛇綠巖性質(zhì)的拉斑玄武巖SHRIMP 鋯石年齡為352Ma(吳波等，2006)表明其至少持續(xù)到晚泥盆世末-早石炭世初。關(guān)于該洋盆閉合的時(shí)限，各種證據(jù)表明應(yīng)發(fā)生在晚泥盆世末-早石炭世初:吐?tīng)枎?kù)班套地區(qū)片麻狀花崗巖的鋯石U-Pb 年齡為355Ma，早石炭世納林卡拉組(C1nl)底部的磨拉石建造不整合在同碰撞期片麻狀花崗巖之上(Wang et al.，2012);在那林卡拉地區(qū)，富含珊瑚、菊石的下世炭統(tǒng)那林卡拉組(C1nl)(相當(dāng)于維憲階頂部層位)底部發(fā)育厚170m 的花崗質(zhì)底礫巖，與下伏中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都喀拉組呈角度不整合接觸(王京彬和徐新，2006);新疆北部廣泛發(fā)育的C/D 區(qū)域性不整合(夏林圻等，2006)及區(qū)域變形和變質(zhì)作用等，可能代表了該洋盆閉合及其后相繼拼貼事件的產(chǎn)物。

按照Liegeois(1998)的定義，以蛇綠巖就位為特點(diǎn)，洋盆閉合之后進(jìn)入到兩個(gè)大陸之間的碰撞階段，并可劃分為主碰撞和后碰撞亞階段，后碰撞發(fā)生在主碰撞之后，通常為陸內(nèi)環(huán)境，但仍有較大的地體位移。后碰撞距主碰撞的時(shí)間較短，一般20～30Myr，甚至10～20Myr，(Sylvester，1998)。后碰撞造山為以伸展環(huán)境為特點(diǎn)(不同時(shí)期和地區(qū)也可出現(xiàn)擠壓環(huán)境)(錢(qián)青和王焰，1999;侯增謙等，2006;楊鑫等，2012)。關(guān)于后碰撞構(gòu)造階段的巖漿活動(dòng)特點(diǎn)，許多學(xué)者認(rèn)為以發(fā)育堿性-過(guò)堿性雜巖、出現(xiàn)“雙峰”巖石組合、含有一定量幔源或殼源的新生組分為特點(diǎn)(Hou et al.，2003，2004)。北準(zhǔn)噶爾地區(qū)早石炭世和早二疊世均發(fā)育雙峰式火山巖，特別是早二疊世薩吾爾地區(qū)裂陷盆地中陸相偏堿性玄武質(zhì)-堿性長(zhǎng)英質(zhì)火山噴發(fā)，標(biāo)志著后碰撞伸展階段強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)特征。該區(qū)堿性巖類(lèi)(包括堿性花崗巖、富堿花崗巖、A2型花崗巖)主要形成于晚石炭世和早二疊世:如南鄰卡拉麥里地區(qū)堿性花崗巖類(lèi)的鋯石U-Pb 年齡在302～314Ma(林錦富等，2007;唐紅峰等，2007;蘇玉平等，2008)，西準(zhǔn)噶爾大紅山富堿花崗巖的U-Pb 鋯石年齡305 ± 4Ma(徐新等，2010)，薩吾爾地區(qū)恰其海和闊依塔斯A2型花崗巖鋯石U-Pb年齡分別為291Ma 和298Ma(周濤發(fā)等，2006)。由此可見(jiàn)，該區(qū)進(jìn)入后碰撞構(gòu)造階段的時(shí)間基本限定在晚石炭世-早二疊世。

綜上所述，若把洋盆閉合之后到后碰撞之前的構(gòu)造階段定義為主碰撞階段，則北疆地區(qū)早石炭世-晚石炭世(早期)應(yīng)處于主碰撞階段。本文所測(cè)定的幾個(gè)花崗質(zhì)小巖體/巖脈年齡(323～328Ma)應(yīng)屬于主碰撞造山階段。上述大部分巖石屬高鉀鈣堿性系列(圖6a)，均具相似的稀土及不相容元素特征(圖6b)，形成于相似的構(gòu)造環(huán)境(圖6c，d)，即島弧/碰撞造山環(huán)境。

早石炭世時(shí)期，北準(zhǔn)噶爾地區(qū)主要沉積了一套淺海-濱海相火山-碎屑巖地層，下部黑山頭組(C1h)為碎屑巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖夾大理巖，底部有安山質(zhì)火山巖;上部那林卡拉組(C1nl)為雜色泥、砂質(zhì)巖夾生物灰?guī)r，南明水組(C1n)為一套雜色細(xì)碎屑巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)泥巖夾凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰?guī)r等。該一時(shí)期，北準(zhǔn)噶爾地區(qū)的侵入巖漿活動(dòng)出露零星，主要見(jiàn)于薩吾爾山地區(qū)，如薩吾爾堿長(zhǎng)花崗巖(321Ma，Chen et al.，2010)、沃肯薩拉二長(zhǎng)花崗巖(324Ma，Zhou et al.，2008)、森塔斯二長(zhǎng)花崗巖(328Ma，Zhou et al.，2008)、塔斯特二長(zhǎng)花崗巖(337Ma，范裕等，2007)，以及南部西準(zhǔn)噶爾地區(qū)的塔爾巴哈臺(tái)巖體(325～346Ma，Chen et al.，2010)。這些巖體以富鉀的I 型花崗巖為特征，地球化學(xué)構(gòu)造環(huán)境判別圖落入VAG(火山弧花崗巖)、WPG(板內(nèi)花崗巖)的過(guò)渡區(qū)域，指示巖體處于后碰撞演化階段擠壓向拉張過(guò)渡的時(shí)期(Zhou et al.，2008;Chen et al.，2010)。由此看來(lái)早石炭世時(shí)期在北準(zhǔn)噶爾地區(qū)的巖漿活動(dòng)并不太明顯，目前發(fā)現(xiàn)的早石炭世巖漿活動(dòng)事件以小型的巖枝、巖脈或淺成-超淺成巖為主，推測(cè)可能與剝蝕程度有關(guān)。

4.2 碰撞-后碰撞階段是斑巖型Cu-Mo-Au 礦成礦的有利構(gòu)造環(huán)境

近年來(lái)的研究表明，大陸造山帶(包括陸內(nèi)和碰撞環(huán)境)是我國(guó)最重要的斑巖型礦床成礦環(huán)境(侯增謙等，2007;侯增謙和楊志明，2009)，青藏高原的玉龍、岡底斯斑巖Cu-Mo-Au 成礦帶和秦嶺Mo(-PbZn)成礦帶就是典型實(shí)例(侯增謙等，2008;張正偉等，2001;李永峰等，2005)。研究表明，在碰撞造山環(huán)境，陸內(nèi)俯沖板片的拆沉導(dǎo)致軟流圈(上地幔)上涌，并誘發(fā)下地殼物質(zhì)熔融，產(chǎn)生含礦巖漿，由于碰撞后地殼伸展系統(tǒng)可為斑巖侵位提供運(yùn)移通道，并導(dǎo)致巖漿流體大量分凝和銅鉬金沉積(侯增謙，2004)，因此碰撞造山環(huán)境是斑巖銅礦最有利的構(gòu)造背景之一。一般認(rèn)為，即使大陸環(huán)境中的斑巖型銅礦，直接起源于古老下地殼物質(zhì)的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿也是不利于成礦的，仍需要有幔源物質(zhì)參與。中國(guó)大陸環(huán)境斑巖銅礦研究表明，主要成礦物質(zhì)Cu、Mo、Au 等也是來(lái)自于地幔，巖漿混合(獲取大量的S、揮發(fā)份和金屬元素)導(dǎo)致幔源物質(zhì)的加入是斑巖含礦性的主導(dǎo)因素，成礦作用主要是通過(guò)幔源巖漿的底侵成殼、軟流圈物質(zhì)對(duì)古老地殼的滲透交代、初生熔漿與地幔巖反應(yīng)這三種方式從地幔中獲取成礦金屬元素(侯增謙等，2007)。

新疆北部碰撞后巖漿活動(dòng)以地殼垂向增生為特點(diǎn)，石炭-二疊紀(jì)巖漿活動(dòng)，不論是基性-超基性巖類(lèi)，還是花崗質(zhì)巖石，均具有低的Sr 初始比值和正的εNd值特征，顯示強(qiáng)烈的殼幔相互作用特點(diǎn)(韓寶福等，1998，2006;童英等，2010)。另外，該區(qū)碰撞-后碰撞階段形成的花崗質(zhì)巖石普遍具有巖漿混合成因，希勒庫(kù)都克礦區(qū)巖漿混合作用研究表明，巖漿混合對(duì)斑巖型銅鉬金礦床成礦作用的制約主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:幔源巖漿提供大量的金屬物質(zhì)和含礦母巖漿的結(jié)晶分異作用。巖漿混合作用恰是形成斑巖型銅鉬礦床所需MASH 過(guò)程的重要環(huán)節(jié)(王玉往等，2012b)。

圖6 準(zhǔn)噶爾北緣早石炭世有關(guān)巖石地球化學(xué)圖解(a)K2O-SiO2圖(仿Middlemost，1994);(b)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化多元素配分曲線(原始地幔值據(jù)Sun and McDonough，1989);(c)Nb-Y 圖(據(jù)Pearce et al.，1984);(d)Rb-(Y+Nb)圖(據(jù)Pearce et al.，1984).原始數(shù)據(jù)均據(jù)本文未發(fā)表數(shù)據(jù)Fig.6 Geochemical diagrams of related Early Carboniferous rocks in the NMJB(a)K2O vs.SiO2 diagram (after Middlemost，1994);(b)primordial mantle-normalized multi-elements pattern (normalized values after Sun and McDonough，1989);(c)Nb vs.Y diagram (after Pearce et al.，1984);(d)Rb vs.(Y+Nb)diagram (after Pearce et al.，1984).All data is from this paper

北準(zhǔn)噶爾地區(qū)傳統(tǒng)的(已發(fā)現(xiàn)的引人矚目的礦床)成礦時(shí)代主要是泥盆紀(jì)和二疊紀(jì)，前者主要是俯沖期形成的斑巖Cu(Au)礦和矽卡巖型Fe-Cu(-Au)礦，斑巖型礦床如喀拉蘇、玉勒肯喀拉蘇、卡拉先格爾等Cu(Au)礦床，成礦與晚泥盆世中酸性花崗質(zhì)小巖株、巖脈有關(guān)，成巖成礦年齡集中在374～381Ma(張招崇等，2006;閆升好等，2006a;吳淦國(guó)等，2008;趙戰(zhàn)鋒等，2009;楊富全等，2010);矽卡巖型礦床如喬夏哈拉Fe-Cu(-Au)礦床，成礦與晚泥盆世閃長(zhǎng)玢巖有關(guān)，閃長(zhǎng)玢巖的鋯石U-Pb 年齡377.6 ±1.4Ma，輝鉬礦Re-Os 等時(shí)線年齡377.4 ±4.3Ma(張志欣等，2012)。二疊紀(jì)成礦作用以巖漿型銅鎳硫化物礦床(如喀拉通克)和造山帶型金礦(如沙爾布拉克、科克薩依礦床等)著稱(chēng)，分別與二疊紀(jì)韌性剪切帶(275～293Ma，李華芹等，1998;閆升好等，2006c)和二疊紀(jì)鎂鐵-超鎂鐵雜巖(280～298Ma，韓寶福等，2004;張作衡等，2005)有關(guān)。

其實(shí)，研究區(qū)內(nèi)還發(fā)育了一系列早石炭世碰撞期的斑巖-矽卡巖型Mo(Cu)礦和淺成低溫?zé)嵋篈u 礦，以及脈巖-構(gòu)造蝕變巖型Au 礦，已構(gòu)成一早石炭世斑巖系列有關(guān)的Au-Cu-Mo 成礦帶，但尚未引起廣大地質(zhì)學(xué)家的重視。希勒庫(kù)都克Mo(Cu)礦床為一典型的早石炭世斑巖型礦床，其含礦流紋斑巖的鋯石U-Pb 年齡為329Ma，輝鉬礦Re-Os 等時(shí)線年齡為327Ma(龍靈利等，2009，2011);索爾庫(kù)都克矽卡巖型Cu-Mo 礦床是該區(qū)較早發(fā)現(xiàn)的一個(gè)中型礦床，以前被認(rèn)為形成于二疊紀(jì)，石榴石、綠簾石的Sm-Nd 等時(shí)線年齡為284 ±4Ma(周肅等，1996)。然而，最近Liu and Liu (2013)獲得輝鉬礦Re-Os 平均年齡323Ma，Mo 的成礦時(shí)代與希勒庫(kù)都克斑巖Cu-Mo 礦床相近。在薩吾爾地區(qū)，產(chǎn)有闊爾真闊臘和布爾克斯岱等2 個(gè)中型金礦，其中闊爾真闊臘為淺成低溫?zé)嵋盒虯u 礦(尹意求等，1996);而相鄰的布爾克斯岱Au 礦，屬淺成低溫?zé)嵋盒团c脈巖構(gòu)造蝕變巖型金礦的復(fù)合型(王玉往等，2012a)，其流體包裹體Ar-Ar 年齡在332～337Ma，但被認(rèn)為形成于島弧環(huán)境(Shen et al.，2005)。除此之外，主碰撞階段的造山型金礦也是重要的成礦類(lèi)型，盡管目前北準(zhǔn)噶爾地區(qū)這類(lèi)金礦尚不發(fā)育，但北鄰阿爾泰南緣的薩熱闊布大型金礦很可能是一造山型金礦(徐九華等，2007;秦雅靜等，2012)，其礦石礦物石英的Ar-Ar 年齡為320Ma ±6Ma(丁汝福等，2001)，亦屬早石炭世晚期謝爾普霍夫階。根據(jù)青藏高原等地區(qū)碰撞造山成礦規(guī)律，造山型金礦一般賦存于主碰撞縫合帶及側(cè)翼(侯增謙等，2008)，推測(cè)本區(qū)額爾齊斯縫合帶兩側(cè)均具有尋找該類(lèi)型金礦的潛力。

圖7 準(zhǔn)噶爾北緣晚古生代俯沖-碰撞構(gòu)造-成礦演化示意圖Fig.7 Schematic model of the Late Paleozoic subductioncollision tectonic and metallogenetic evolution of the NMJB area

結(jié)合本文對(duì)201 和阿克塔斯兩個(gè)小型Au 礦的含礦巖體精確定年推測(cè)，早石炭世中晚期(主要在維憲階和謝爾普霍夫階)發(fā)育的構(gòu)造-巖漿-成礦事件可能具有普遍性，其含礦巖體均以小巖體形式出現(xiàn)。該期成巖、成礦事件發(fā)生在主碰撞階段(圖7)，大地構(gòu)造背景和地質(zhì)條件對(duì)形成斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒蚆o-Cu-Au 礦、脈巖-構(gòu)造蝕變巖型Au 礦，以及造山型Au 礦有利。

本文早石炭世巖漿-成礦事件的厘定暗示準(zhǔn)噶爾北緣可能發(fā)育一套碰撞型成礦組合，使該區(qū)成礦作用的認(rèn)識(shí)構(gòu)成了一個(gè)完整的成礦譜系:俯沖型成礦作用→碰撞型成礦作用→后碰撞型成礦作用。這一認(rèn)識(shí)對(duì)于進(jìn)一步理解中亞造山帶構(gòu)造-成礦背景提供了依據(jù);同時(shí)，明確提出北準(zhǔn)噶爾地區(qū)可能構(gòu)成一潛在的早石炭世與碰撞有關(guān)的Mo-Cu-Au 成礦帶，建議找礦部門(mén)引起重視。

5 結(jié)論

本文對(duì)新疆北部北準(zhǔn)噶爾地區(qū)部分礦區(qū)和地區(qū)巖體進(jìn)行了鋯石U-Pb 定年分析，獲得201 金礦閃長(zhǎng)斑巖年齡323.7±3.4Ma，阿克塔斯Au 礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖年齡327.4 ±3.8Ma，科克森套地區(qū)花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡328.3 ±4.5Ma，庫(kù)爾吐班套地區(qū)花崗巖年齡323.0 ±9.7Ma，這些年齡數(shù)據(jù)集中在323～328Ma，即早石炭世(主要在維憲階和謝爾普霍夫階)。

結(jié)合前人資料和區(qū)域地質(zhì)分析認(rèn)為，在早石炭世該區(qū)洋盆已經(jīng)閉合，從而結(jié)束板塊俯沖階段進(jìn)入碰撞造山階段，該階段中酸性巖漿活動(dòng)發(fā)育，殼幔相互作用強(qiáng)烈，對(duì)形成大陸碰撞型斑巖系列的銅-鉬-金礦床較為有利。

該區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)的早石炭世礦床主要有斑巖-矽卡巖型Mo(Cu)礦、淺成低溫?zé)嵋盒虯u 礦、脈巖-構(gòu)造蝕變巖型Au礦等類(lèi)型，成礦與這一時(shí)期中-酸性的小巖體、巖脈有關(guān)，構(gòu)成一早石炭世與大陸碰撞帶斑巖系列有關(guān)的銅-鉬-金成礦帶。

致謝 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室季建清研究員、涂繼耀老師、孫榮雙老師的幫助;兩位評(píng)審專(zhuān)家提出了有益的建議和修改意見(jiàn);在此一并表示摯謝!

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