東天山阿奇山-雅滿蘇成礦帶富鈉火山巖年代學(xué)和礦物學(xué)特征*

孫志遠(yuǎn) 龍靈利 王玉往 羅照華 鄧小華 趙路通

1. 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,北京 1000122. 有色金屬礦山深部資源勘查工程技術(shù)研究中心,北京 1000123. 中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 1000831.

富鈉質(zhì)巖石和鐵(銅)等多金屬礦床有著密切的聯(lián)系(Williams, 1994；Frietschetal., 1997；Oliveretal.,2004；Smithetal., 2007；毛景文等，2008；Sheibi, 2014)，這些與成礦有關(guān)的巖石不僅具有鈉含量高的特點(diǎn)(楊峰華，2001；Feietal., 2005；姜福芝和王玉往，2005；張招崇等，2016)，而且礦床的形成與富鈉質(zhì)巖石具有時(shí)間上耦合(Oliveretal., 2004；Bonyadietal., 2011；鐘富明，2016)、空間上密切共生的關(guān)系(沈保豐等，1977；Mark and Foster, 2000；劉妍等，2002；Kontonikas-Charosetal., 2014)。阿奇山-雅滿蘇成礦帶是中亞造山帶南緣新疆地區(qū)重要的鐵(銅)等礦產(chǎn)資源產(chǎn)區(qū)(王登紅等，2006；董連慧等，2011)，帶內(nèi)發(fā)育多種成因礦床類型(王京彬等，2006)，但尤以賦存于火山地層中的鐵(銅)礦床最為突出(姜福芝等，2002；徐仕琪等，2011；董連慧等，2011；李厚民等，2014；Houetal., 2014)。帶內(nèi)大面積發(fā)育近東西向展布的石炭系火山巖地層，占其總面積的四分之三以上。前人已對(duì)該帶內(nèi)火山巖進(jìn)行了大量的年代學(xué)和巖石地球化學(xué)等方面的研究工作(方維萱等，2006；蘇春乾等，2009；羅婷等，2012；Houetal., 2014；楊富全等，2016)，但對(duì)帶內(nèi)火山巖的富鈉特征研究較為缺乏，特別是對(duì)鈉長(zhǎng)石(化)的形成過程與帶內(nèi)鐵(銅)等多金屬成礦關(guān)系的研究，目前尚屬空白。為此，本文擬通過對(duì)帶內(nèi)富鈉火山巖的成巖時(shí)代的厘定、不同類型鈉長(zhǎng)石(化)的原位主量和微量元素分析，試圖探討其成巖時(shí)代、揭示其形成條件及其與成礦的關(guān)系，結(jié)合帶內(nèi)富鈉火山巖與礦床的時(shí)空分布特征，為找礦勘查提供另一種思路。

1 地質(zhì)背景

中亞造山帶位于西伯利亞克拉通、東歐克拉通、塔里木克拉通和華北克拉通之間(圖1a)，是全球主要造山帶或成礦域之一(eng?retal., 1993；Windleyetal., 2007；Xiaoetal., 2010)。新疆東天山作為中亞造山帶的重要組成部分，在古生代經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化和成礦，成礦條件十分優(yōu)越(肖序常等，1992；Gaoetal., 1998；李錦軼等，2006)，形成了新疆乃至我國重要的鐵、銅、金、鎳、鉛、鋅和鉬等礦床成礦區(qū)帶(秦克章等，2002；Maoetal., 2005；王京彬等，2006)。東天山在構(gòu)造上以近東西向的深大斷裂為界，將其從北向南依次劃分為博格達(dá)-哈爾里克構(gòu)造帶、覺羅塔格構(gòu)造帶和中天山地塊(圖1b)。根據(jù)斷裂和礦床展布特點(diǎn)，覺羅塔格構(gòu)造帶進(jìn)一步可劃分為三個(gè)次一級(jí)的構(gòu)造單元，自北向南分別為：吐哈盆地南緣大南湖-頭蘇泉銅礦帶(北帶)、康古爾金礦帶(中帶)和阿奇山-雅滿蘇鐵(銅)銀多金屬礦帶(南帶)(王京彬等，2006)。

大南湖-頭蘇泉帶位于吐哈盆地以南，康古爾斷裂以北，帶內(nèi)主要發(fā)育奧陶系-石炭系火山巖地層，火山巖屬于島弧拉斑和島弧鈣堿性系列(馬瑞士等，1993；芮宗瑤等，2002；王京彬等，2006)，且火山巖時(shí)空分布指示該帶弧巖漿前鋒帶的演化具有向南逐漸遷移的特點(diǎn)(李錦軼等，2006)。其中奧陶系大柳溝組(O2d)主要為海相長(zhǎng)英質(zhì)火山巖地層，屬于鈉質(zhì)的鈣堿性系列巖石，該組中發(fā)育海相環(huán)境下的VMS型礦床，以卡拉塔格紅海礦床為代表(毛啟貴等，2010)。至泥盆紀(jì)末到早石炭世，演化成陸相環(huán)境，含銅花崗質(zhì)巖漿上升侵位到淺部形成土屋、延?xùn)|等斑巖型礦床(韓春明等，2006)。帶內(nèi)南部西段下石炭統(tǒng)小熱泉子組(C1x)為海相火山巖地層，由長(zhǎng)英質(zhì)火山巖組成，兩個(gè)火山噴發(fā)旋回的火山沉積層中發(fā)育小熱泉子VMS型礦床(王京彬等，2006)。

康古爾-黃山韌性剪切帶位于康古爾和雅滿蘇大斷裂之間，為一套變質(zhì)變形較強(qiáng)的石炭系火山-沉積巖系(張達(dá)玉，2012)，具有右行韌性剪切變形的特點(diǎn)(張連昌，1999)，可劃分為4～6條強(qiáng)變形的糜棱巖帶(楊興科等，1998)，韌性剪切變形時(shí)代在260～240Ma左右(陳文等，2005)。該帶內(nèi)金、銅-鎳成礦作用發(fā)育，金礦床主要賦存于雅滿蘇組和干墩組地層中，受構(gòu)造變形控制明顯(陳文等，2005；張達(dá)玉，2012)，銅-鎳礦床主要分布于帶內(nèi)東部的北緣地區(qū)，成礦時(shí)代主要集中在二疊紀(jì)(劉威，2017)。

圖1 中亞造山帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a, 據(jù)Jahn et al., 2000)和東天山地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖(b, 據(jù)王京彬等，2006)Fig.1 Tectonic sketch map of the Central Asia Orogenic Belt (a, modified after Jahn et al., 2000) and geological map and deposits distribution in the Eastern Tianshan (b, modified after Wang et al., 2006)

阿奇山-雅滿蘇成礦帶位于東天山覺羅塔格構(gòu)造帶南部，向北以雅滿蘇斷裂為界和康古爾韌性剪切帶相鄰，向南以阿奇克庫都克斷裂為界和中天山地塊相鄰(圖1b)，是東天山重要的鐵(銅)等多金屬成礦帶。帶內(nèi)主要出露石炭系火山巖地層，少量二疊系和第四系地層。其中石炭系地層包括下石炭統(tǒng)阿奇山組(C1a)、雅滿蘇組(C1y)和上石炭統(tǒng)土古土布拉克組(C2tgt)。阿奇山組主要分布于該帶西部沙泉子斷裂以北，該組主要由灰綠色玄武巖、灰褐色蝕變安山巖、熔結(jié)角礫巖、熔結(jié)凝灰?guī)r組成，夾透鏡狀砂巖和灰?guī)r等，蘇春乾等(2009)獲得該組中流紋英安巖鋯石U-Pb年齡為341.7±2.7Ma。雅滿蘇組在帶內(nèi)分布范圍廣泛，主要為一套海相火山巖-碳酸鹽建造。楊興科等(1998)在雅滿蘇組安山巖下灰?guī)r中采集有棱菊石化石，認(rèn)為其屬于早石炭世；羅婷等(2012)對(duì)雅滿蘇組英安巖、流紋巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，從東至西，年齡分別為348.0±1.7Ma、335.9±2.4Ma、334.0±2.5Ma。土古土布拉克組主要分布在阿奇山-雅滿蘇成礦帶西段的南部，在阿其克庫都克斷裂帶以北，南接中天山地塊，為一套火山熔巖、火山碎屑巖夾正常沉積巖，以火山熔巖為主，含有海百合莖和腕足化石。宋安江等(2006)對(duì)其中含礫巖屑砂巖的鋯石進(jìn)行SHRIMP U-Pb定年，獲得年齡為314±4.2Ma。二疊系阿奇克布拉克組(P1a)主要分布在雅滿蘇東部景峽-木頭井子地區(qū)，主要巖石組合為礫巖、砂礫巖。帶內(nèi)侵入巖體有閃長(zhǎng)質(zhì)巖體和花崗質(zhì)巖體，包括花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)花崗巖巖體等，主要為晚古生代巖體(吳昌志等，2006；周濤發(fā)等，2010；Zhaoetal., 2018)，部分早中生代巖體(雷如雄等，2013)。成礦帶內(nèi)礦床類型主要有賦存于海相火山巖中的鐵(銅)礦、矽卡巖型礦床、火山-次火山熱液型銅礦以及產(chǎn)于玄武巖中的自然銅礦等。與海相火山巖有關(guān)的“雅滿蘇式”鐵礦，包括紅云灘鐵礦、阿奇山鐵礦、雅滿蘇鐵礦等，主要產(chǎn)于早石炭世火山巖地層中，部分產(chǎn)于晚石炭世火山巖地層中，礦體大都呈層狀、似層狀產(chǎn)出，成礦時(shí)代為石炭紀(jì)(Houetal., 2014；黃小文等，2014； Huangetal., 2018；Sunetal.,2019)。與火山-次火山熱液活動(dòng)型有關(guān)的銅礦主要有寨北山銅礦、銅魚梁銅礦和景峽銅礦等(龍靈利等，2018)，張達(dá)玉(2012)將該類礦床與上述“雅滿蘇式”鐵礦同歸為火山巖型鐵(銅)礦。與花崗巖侵入體有關(guān)的矽卡巖型維權(quán)銀多金屬礦床，其成礦年齡為297±3Ma(王龍生等，2005)。

2 樣品采集和巖相學(xué)特征

2.1 樣品采集

用于年代學(xué)測(cè)試的樣品采自康古爾南地區(qū)土古土布拉克組的安山巖。用于顯微鏡下研究、原位電子探針主量元素和LA-ICP-MS微量元素分析的樣品分別采自紅云灘、雅滿蘇、銀幫山和寨北山地區(qū)雅滿蘇組的火山巖；哈羅公路、十里坡西、康古爾南、十里坡和百合地區(qū)土古土布拉克組的火山巖；以及紅云灘礦區(qū)的蝕變巖石、礦石等。各樣品的采集分布地區(qū)見圖1b，各地區(qū)采樣位置及樣品描述等詳見表1。

表1阿奇山-雅滿蘇成礦帶樣品采樣位置及特征

Table 1 The locations of samples collected from the Aqishan-Yamansu belt and their characteristics

樣品號(hào)組地區(qū)采樣位置(北緯,東經(jīng))樣品特征描述分析項(xiàng)目H6927-7C1y紅云灘41°46′40.75″, 90°45′25.43″英安玢巖EMPAH6924-1C1y紅云灘41°46′59.68″, 90°35′16.54″流紋斑巖EMPA、LA-ICP-MSZK502-7C1y紅云灘41°46′55.08″, 90°34′21.22″安山質(zhì)凝灰?guī)rLA-ICP-MSY5818-10C1y雅滿蘇41°52′56.28″, 93°51′01.63″肉紅色流紋質(zhì)凝灰?guī)rEMPAY6104-14C1y雅滿蘇41°53′15.01″, 93°52′03.95″肉紅色凝灰?guī)rEMPAY4729-15C1y銀幫山42°14′33.30″, 92°43′34.23″英安巖EMPAY4729-32C1y銀幫山42°14′15.07″, 92°45′24.53″流紋巖EMPAY4729-33C1y銀幫山42°13′51.68″, 92°45′24.55″流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)rEMPAY4729-40C1y銀幫山42°14′16.07″, 92°45′27.53″安山玢巖EMPAZ4728-16C1y寨北山42°15′02.46″, 95°47′02.29″流紋斑巖EMPAZ4728-3C1y寨北山42°15′12.36″, 95°47′05.53″安山玢巖EMPAZ4728-6C1y寨北山42°15′02.46″, 95°47′02.29″安山玢巖LA-ICP-MSH5904-18C2tgt哈羅公路41°42′39.79″, 92°01′14.55″含杏仁安山巖EMPAH5904-19C2tgt哈羅公路41°42′39.79″, 92°01′14.55″安山巖EMPAH5904-20C2tgt哈羅公路41°42′14.32″, 91°59′59.25″灰綠色凝灰?guī)rEMPAB6916-1C2tgt十里坡西41°54′04.26″, 91°08′59.21″玄武巖EMPAB6916-3C2tgt康古爾南41°58′38.16″, 91°00′29.01″安山巖EMPA、鋯石U-PbB6916-5C2tgt十里坡41°53′56.92″, 91°08′47.47″含杏仁玄武巖EMPAB6916-8C2tgt十里坡41°54′16.33″, 91°12′05.17″少杏仁玄武巖EMPAB6916-11C2tgt百合41°52′47.27″, 91°22′12.81″流紋巖EMPAH5829-5 紅云灘41°47′03.67″, 90°34′54.88″鈉長(zhǎng)石化火山巖EMPAH6923-6 紅云灘41°46′51.51″, 90°34′51.52″礦石,含鈉長(zhǎng)石脈EMPAH6926-3 紅云灘41°46′59.69″, 90°35′16.55″礦石,被鈉長(zhǎng)石切穿EMPA、LA-ICP-MS

2.2 巖相學(xué)

阿奇山-雅滿蘇成礦帶內(nèi)富鈉火山巖幾乎均產(chǎn)于石炭系海相火山-沉積環(huán)境中，巖性類型包括火山熔巖和火山碎屑巖。本次對(duì)不同地(礦)區(qū)(表1)石炭系火山巖進(jìn)行顯微鏡下研究，包括下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖和上石炭統(tǒng)土古土布拉克組火山巖。

下石炭統(tǒng)雅滿蘇組可識(shí)別出兩種不同類型鈉長(zhǎng)石。第一類鈉長(zhǎng)石(Ab1)常具有斜長(zhǎng)石的典型結(jié)構(gòu)特征，自形晶發(fā)育較好，呈自形-半自形，長(zhǎng)條狀、板條狀，發(fā)育卡斯巴雙晶(圖2a)、卡鈉復(fù)合雙晶和貫穿雙晶(圖2b)，部分發(fā)育聚片雙晶(圖2c)。該類型鈉長(zhǎng)石在火山巖中常呈斑狀結(jié)構(gòu)或聚合斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶長(zhǎng)軸直徑在100～1000μm之間，常被綠泥石、綠簾石、方解石以及晚期鈉長(zhǎng)石(第二類鈉長(zhǎng)石Ab2)交代。火山熔巖中(玄武巖、安山巖和流紋巖)中該類型鈉長(zhǎng)石常呈微晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)成淬火狀中空骸晶結(jié)構(gòu)(圖2d)、玻晶交織結(jié)構(gòu)(圖2e)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)(圖2f)等。第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)通常無斜長(zhǎng)石晶形或不具有斜長(zhǎng)石的典型結(jié)構(gòu)特征，或雖有斜長(zhǎng)石的幾何形狀，但其結(jié)構(gòu)與第一類鈉長(zhǎng)石截然不同。該類型鈉長(zhǎng)石常呈半自形-他形，粒狀、短柱狀，或碎片狀、面狀雜亂分布(圖2g)，不發(fā)育鈉長(zhǎng)石雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶或聚片雙晶等(圖2g, j)，而且其表面較模糊。該類型鈉長(zhǎng)石在火山巖中粒徑大小不一，亦無固定形狀，常與綠泥石、綠簾石、方解石等形成面狀集合體。第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)通常交代火山巖中早期結(jié)晶的輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石、石英等呈交代殘余結(jié)構(gòu)(圖2g)、交代凈邊結(jié)構(gòu)(圖2h)、交代穿孔結(jié)構(gòu)(圖2i, j)、交代鑲邊結(jié)構(gòu)(圖2k)等，有時(shí)可見被交代的暗色礦物等附近有細(xì)粒的磁鐵礦顆粒(圖2h, j, l)，暗示晚期鈉長(zhǎng)石化可能與帶內(nèi)鐵礦化有關(guān)。

圖2 阿奇山-雅滿蘇成礦帶雅滿蘇組富鈉火山巖顯微照片 (a) Ab1呈卡式雙晶結(jié)構(gòu)；(b) Ab1呈卡鈉復(fù)合雙晶和貫穿雙晶；(c) Ab1呈聚片雙晶；(d)玄武巖中Ab1呈中空骸晶結(jié)構(gòu)；(e)安山巖呈玻晶交織結(jié)構(gòu)，微粒磁鐵礦分布其中；(f)流紋巖具霏細(xì)結(jié)構(gòu)，含微晶鈉長(zhǎng)石；(g) Ab2交代早期斜長(zhǎng)石，呈交代殘余結(jié)構(gòu)；(h) Ab2(邊部，斜長(zhǎng)石牌號(hào)An0.86)交代Ab1(核部，斜長(zhǎng)石牌號(hào)An1.20)，呈交代凈邊結(jié)構(gòu)；(i)石英被Ab2(斜長(zhǎng)石牌號(hào)An0.63)交代，呈交代穿孔結(jié)構(gòu)；(j)角閃石被Ab2(斜長(zhǎng)石牌號(hào)An0.93)交代，呈交代穿孔結(jié)構(gòu)，有磁鐵礦與Ab2共生；(k) Ab2(邊部白色部分，斜長(zhǎng)石牌號(hào)An0.19)交代Ab1(核部灰色部分，斜長(zhǎng)石牌號(hào)An0.69)，呈交代鑲邊結(jié)構(gòu)；(l) Ab2交代Ab1，有磁鐵礦微粒集合體與Ab2共生. (e)為反射光照片，(h)為背散射照片，其他均為正交偏光照片.縮寫：Ab1-第一類鈉長(zhǎng)石；Qtz-石英；Mt-磁鐵礦；Ab2-第二類鈉長(zhǎng)石；Pl-斜長(zhǎng)石；Hbl-角閃石Fig.2 Photomicrographs of Na-rich volcanic rocks from the Yamansu Formation in the Aqishan-Yamansu belt (a) Ab1 showing carlsbad twin; (b) Ab1 showingcarlsbad-albite compound twin and interpenetranttwin; (c) Ab1 showing polysynthetic albite twin; (d) Ab1 showing central absent skelecton crystal texture in the basalt; (e) Ab1 showing pilotaxitic texture in the andesite; (f) the felsic texture in the rhyolite with microlite albite; (g) early plagioclase replaced by Ab2, showing metasomatic relict texture; (h) Ab1 (in the center, gray, with An1.20) replaced by Ab2 (at the edge, with An0.86); (i) quartz replaced by Ab2 (with An0.63) showing perforation texture; (j) hornblende replaced byAb2 (with An0.93) showing perforation texture, and the intergrowth between magnetite and Ab2 at the edge; (k) Ab1 (in the center, gray, An0.69) replaced by Ab2 (at the edge, white, An0.19) showing metasomatic rimmed texture; (l) Ab1 replaced by Ab2 and showing the co-existence of magnetite and Ab2. Imaging light source: (e) based on reflected light; (h) based on back-scattered electron (BSE); the rest of others based on cross-polarized light. Abbreviations: Ab1-the first type albite; Qtz-quartz; Mt-magnetite; Ab2-the second type albite; Pl-plagioclase; Hbl-hornblende

上石炭統(tǒng)土古土布拉克組火山巖中鈉長(zhǎng)石呈自形-半自形，長(zhǎng)條狀、板條狀，發(fā)育聚片雙晶，安山巖中可見角閃石鑲嵌其中(圖3a)。礦區(qū)火山巖中鈉長(zhǎng)石表面常被碳酸鹽化和簾石化。英安玢巖中鈉長(zhǎng)石呈自形-半自形的長(zhǎng)條狀或磨圓狀，基質(zhì)呈隱晶質(zhì)或微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖3b)。

圖3 阿奇山-雅滿蘇成礦帶土古土布拉克組富鈉火山巖顯微照片(a、b)和紅云灘礦區(qū)脈狀鈉長(zhǎng)石(c)及其顯微鏡下特征(d) (a)安山巖中鈉長(zhǎng)石自形雜亂分布，角閃石等鑲嵌其中；(b)英安玢巖中自形鈉長(zhǎng)石，基質(zhì)微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；(c)綠泥石+磁鐵礦礦石被晚期鈉長(zhǎng)石+陽起石脈切穿；(d)鈉長(zhǎng)石呈卡鈉復(fù)合雙晶和聚片雙晶雙晶結(jié)構(gòu). (a、b、d)為正交偏光照片.縮寫：Act-陽起石；Chl-綠泥石Fig.3 Photomicrographs of Na-rich volcanic rocks from the Tugutu Bulak Formation in the Aqishan-Yamansu belt (a, b) and vein-Ab in the Hongyuntan ore district (c) and its photomicrograph (d) (a) Ab irregularly distributed in andesite and hornblende inlayed; (b) euhedral Ab in dacite porphyry, showing microcrystalline texture; (c) massive chlorite and magnetite crosscut by vein-Ab and actinolite; (d) Ab showing carlsbad-albite compound twin and polysynthetic twin. Abbreviations: Act-actinolite; Chl-chlorite

此外，礦區(qū)(如紅云灘礦區(qū))發(fā)育有脈狀鈉長(zhǎng)石(vein-Ab)(圖3c)，它們主要呈脈狀，切穿塊狀礦石，指示形成于成礦后期。鏡下特征顯示該類型鈉長(zhǎng)石形晶完整，大都呈自形集合體，單晶體呈長(zhǎng)條狀、短柱狀，發(fā)育卡鈉復(fù)合雙晶和聚片雙晶雙晶(圖3d)。為了進(jìn)行對(duì)比，本次亦對(duì)該類型鈉長(zhǎng)石進(jìn)行了研究(詳見下述)。

3 分析方法

3.1 SHRIMP鋯石U-Pb定年

SHRIMP鋯石U-Pb定年樣品重約10kg。鋯石單礦物分選工作由河北廊坊地質(zhì)服務(wù)有限公司實(shí)驗(yàn)室完成，將樣品清洗后粉碎至80目，采用重力和磁選方法分選出鋯石，然后在顯微鏡下挑出實(shí)驗(yàn)所用鋯石，鋯石純度大于99.9%。將分選出的鋯石和標(biāo)樣TEMORA一起粘在玻璃板上，用環(huán)氧樹脂澆鑄，待環(huán)氧樹脂固化后將樣品制成樣品靶。分析測(cè)試前，在顯微鏡下對(duì)鋯石進(jìn)行透射光、反射光照相和陰極發(fā)光(CL)掃描電鏡照相。制靶和照相在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所完成。SHRIMP 鋯石U-Pb定年實(shí)驗(yàn)在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心的SHRIMPII上完成，在實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量選擇顯微照片下完整、無裂隙、環(huán)帶結(jié)構(gòu)清晰的鋯石顆粒且選擇鋯石核部與邊部之間的過度位置為最佳測(cè)試點(diǎn)。鋯石測(cè)年實(shí)驗(yàn)時(shí)為5組掃描，一次離子流O2-強(qiáng)度為3～4nA，束斑為30μm，每分析4個(gè)樣品數(shù)據(jù)則分析1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋯石樣品(TEMORA，年齡為417Ma；Blacketal., 2003)。對(duì)樣品數(shù)據(jù)處理采用SQUID(Ludwig, 2001)和ISOPLOT3.0程序(Ludwig，2003)，根據(jù)實(shí)測(cè)204Pb進(jìn)行普通Pb校正。單個(gè)數(shù)據(jù)誤差為1σ，加權(quán)平均年齡誤差為95%置信度。詳細(xì)測(cè)試原理、流程和方法等參考Williams(1997)和Compstonetal.(1992)。

3.2 斜長(zhǎng)石電子探針分析

分析前需對(duì)樣品進(jìn)行巖石薄片的制備，磨制工作由北京久仁偉業(yè)礦產(chǎn)品加工公司制作完成。電子探針實(shí)驗(yàn)工作在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針(EMPA)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在電子探針測(cè)試之前需對(duì)光薄片進(jìn)行噴涂炭膜前處理。實(shí)驗(yàn)過程中工作儀器為JXA-8100 型，分析條件選擇加速電壓為15kV，加速電流20nA，束斑直徑3μm。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在二次電子像下選擇所測(cè)試對(duì)象，然后放大聚焦，選定測(cè)試點(diǎn)后進(jìn)行測(cè)試。

3.3 斜長(zhǎng)石原位LA-ICP-MS分析

分析前需對(duì)樣品進(jìn)行巖石薄片的制備，磨制工作由北京久仁偉業(yè)礦產(chǎn)品加工公司制作完成。激光剝蝕等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)實(shí)驗(yàn)在中國中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所完成。使用儀器為Thermo Element II等離子質(zhì)譜儀，激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave UP-213。實(shí)驗(yàn)采用He作為載氣，波長(zhǎng)213nm、激光束斑40μm、脈沖頻率10Hz、能量0.176mJ、密度23～25J/cm2，測(cè)試中首先遮擋激光束進(jìn)行空白背景采集15s，然后連續(xù)剝蝕采集45s，停止剝蝕后繼續(xù)吹掃15s清洗進(jìn)樣系統(tǒng)，單點(diǎn)分析時(shí)間75s。等離子質(zhì)譜測(cè)試參數(shù)為冷卻氣流速(Ar)15.55L/Min，輔助氣流速(Ar)0.67L/Min，載氣流速(He)0.58L/Min，樣品氣流速0.819L/Min，射頻發(fā)生器功率1205W。測(cè)試數(shù)據(jù)采用內(nèi)標(biāo)和外標(biāo)相結(jié)合的方法。斜長(zhǎng)石原位LA-ICP-MS微量元素分析內(nèi)標(biāo)選擇為Si元素，外標(biāo)使用NIST SRM-610。

表2康古爾南地區(qū)安山巖SHRIMP鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果

Table 2 SHRIMP zircons U-Pb isotopic data of andesite from the southern Kangguer area

測(cè)點(diǎn)號(hào)元素成分(×10-6)UThPb?Th/U同位素比值年齡(Ma)207Pb206Pb±%207Pb235U±%206Pb238U±%206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ208Pb232Th1σB6916-3-1248.0206.810.68 0.83 0.0507 3.1 0.3490 3.4 0.0500 1.2 314.3 3.8 226 72.0 292 7.9 B6916-3-2227.7134.29.73 0.59 0.0495 3.4 0.3378 3.7 0.0495 1.4 311.7 4.1 170 80.4 284 8.2 B6916-3-3301.5173.112.79 0.57 0.0532 2.2 0.3614 2.5 0.0493 1.3 310.3 3.8 335 50.1 299 6.3 B6916-3-4197.679.308.71 0.40 0.0600 9.6 0.4273 9.8 0.0516 2.2 324.6 6.8 604 207.2 349 38.1 B6916-3-5306.3163.813.61 0.53 0.0470 3.0 0.3341 3.6 0.0515 2.0 323.9 6.2 51 71.5 299 9.0 B6916-3-6142.3 63.326.05 0.44 0.0476 5.1 0.3222 5.5 0.0491 2.1 308.8 6.4 80 120.6 274 13.7

圖4 土古土布拉克組安山巖中鋯石CL圖像(a)和鋯石U-Pb協(xié)和圖及加權(quán)平均年齡(b)Fig.4 Zircon CL images (a) and U-Pb concordia plot, age data bar mean ages (b) of the andesite in the Tugutu Bulak Formation

表3阿奇山-雅滿蘇帶不同地區(qū)斜長(zhǎng)石電子探針主量元素分析結(jié)果(wt%)

Table 3 Electron microprobe analyses of plagioclases from different areas in the Aqishan-Yamansu belt (wt%)

地區(qū)類型測(cè)點(diǎn)號(hào)樣品描述SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalAnAbOr紅云灘Ab1H6927-7-1鈉長(zhǎng)石斑晶68.97 0.01 20.21 0.16 0.00 0.00 0.27 11.71 0.06 101.39 1.27 98.40 0.34H6927-5-2.1 鈉長(zhǎng)石斑晶69.41 0.01 19.46 0.02 0.00 0.00 0.29 11.42 0.06 100.67 1.37 98.26 0.36H6927-5-2.2 鈉長(zhǎng)石斑晶68.29 0.00 18.31 0.07 0.00 0.00 0.61 11.23 0.06 98.57 2.92 96.74 0.35H6924-1鈉長(zhǎng)石斑晶65.24 0.01 21.30 0.05 0.03 0.00 2.66 10.27 0.18 99.75 12.38 86.61 1.01Ab2H5829-5-AB-1 蝕變鈉長(zhǎng)石68.98 0.00 19.42 0.10 0.00 0.02 0.29 11.58 0.16 100.55 1.37 97.77 0.86H5829-5-AB-2 蝕變鈉長(zhǎng)石68.05 0.01 19.74 0.09 0.00 0.02 0.43 10.99 0.33 99.66 2.07 96.03 1.90H5829-5-AB-3 蝕變鈉長(zhǎng)石66.41 0.04 20.27 0.17 0.00 0.04 1.43 10.22 0.37 98.95 7.04 90.82 2.14Vein-AbH6923-6-AB-1 礦石中鈉長(zhǎng)石脈68.97 0.00 19.62 0.07 0.00 0.09 0.15 11.78 0.07 100.75 0.70 98.91 0.39H6923-6-AB-2 礦石中鈉長(zhǎng)石脈67.34 0.00 19.72 0.33 0.00 0.07 0.96 11.08 0.20 99.68 4.51 94.40 1.09H6923-6-AB-3 礦石中鈉長(zhǎng)石脈65.51 0.00 20.66 0.03 0.00 0.02 2.20 10.03 0.14 98.60 10.70 88.50 0.80H6926-3-AB-2 切穿礦石的鈉長(zhǎng)石脈66.35 0.01 20.08 0.02 0.03 0.01 0.96 10.97 0.14 98.56 4.58 94.65 0.78H6926-3-AB2-1 切穿礦石的鈉長(zhǎng)石脈65.75 0.00 19.14 0.07 0.04 0.01 1.32 10.82 0.04 97.18 6.28 93.49 0.23雅滿蘇Ab1Y5818-10-AB-1.1 鈉長(zhǎng)石核部68.20 0.01 20.04 0.12 0.03 0.04 0.26 11.56 0.27 100.52 1.20 97.33 1.47Y5818-10-AB-1.2 鈉長(zhǎng)石斑晶68.42 0.02 19.93 0.07 0.00 0.00 0.25 11.65 0.15 100.48 1.15 98.03 0.82Y5818-10-AB-2.1 鈉長(zhǎng)石斑晶68.15 0.00 19.79 0.07 0.02 0.00 0.13 11.75 0.13 100.05 0.62 98.64 0.74Y5818-10-AB-2.2 鈉長(zhǎng)石斑晶68.12 0.03 20.01 0.18 0.02 0.04 0.25 11.36 0.38 100.38 1.16 96.71 2.13Y5818-10-AB-3.1 鈉長(zhǎng)石斑晶68.48 0.00 19.97 0.14 0.01 0.05 0.25 11.42 0.29 100.61 1.19 97.18 1.62Y5818-10-AB-3.2 鈉長(zhǎng)石斑晶68.36 0.02 20.08 0.17 0.01 0.05 0.24 11.49 0.26 100.67 1.11 97.43 1.46Y5818-10-AB-4.2 安山巖中鈉長(zhǎng)石69.05 0.00 19.81 0.12 0.00 0.01 0.15 11.61 0.12 100.86 0.71 98.64 0.64Ab2Y5818-10-AB-4.1 鈉長(zhǎng)石反應(yīng)邊68.67 0.01 19.86 0.08 0.02 0.01 0.18 11.53 0.12 100.47 0.86 98.47 0.66Y6104-14-AB-1 蝕變鈉長(zhǎng)石68.41 0.02 19.62 0.28 0.02 0.22 0.14 12.01 0.05 100.75 0.63 99.10 0.27Y6104-14-AB-2 蝕變鈉長(zhǎng)石67.65 0.01 19.56 0.06 0.00 0.04 0.09 11.77 0.06 99.24 0.43 99.23 0.34銀幫山Ab1Y4729-15-8 鈉長(zhǎng)石斑晶68.60 0.04 19.42 0.00 0.04 0.00 0.19 11.40 0.08 99.77 0.89 98.67 0.43Y4729-40-1 鈉長(zhǎng)石斑晶66.02 0.00 19.74 0.10 0.01 0.04 1.71 10.81 0.04 98.48 8.03 91.73 0.25Y4729-32-1 鈉長(zhǎng)石斑晶66.31 0.00 20.58 0.16 0.03 0.06 0.37 10.48 1.01 99.00 1.80 92.34 5.86Y4729-33-1 鈉長(zhǎng)石斑晶68.28 0.00 19.18 0.03 0.00 0.00 0.19 11.60 0.07 99.35 0.88 98.72 0.40Y4729-33-2 鈉長(zhǎng)石斑晶67.98 0.00 19.08 0.05 0.00 0.01 0.18 11.46 0.07 98.83 0.87 98.72 0.41

續(xù)表3Continued Table 3地區(qū)類型測(cè)點(diǎn)號(hào)樣品描述SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalAnAbOr寨北山Ab1Z4728-16-1 鈉長(zhǎng)石斑晶68.02 0.02 19.32 0.04 0.01 0.05 0.07 11.32 0.02 98.86 0.34 99.53 0.14Z4728-16-4 鈉長(zhǎng)石斑晶68.05 0.00 19.39 0.01 0.00 0.01 0.08 11.63 0.09 99.25 0.39 99.13 0.48Z4728-16-6 鈉長(zhǎng)石斑晶67.71 0.01 19.17 0.06 0.00 0.00 0.07 11.22 0.06 98.30 0.35 99.30 0.36Z4728-16-9 鈉長(zhǎng)石斑晶68.02 0.01 19.14 0.07 0.00 0.00 0.06 11.32 0.08 98.68 0.27 99.30 0.43Z4728-16-11 鈉長(zhǎng)石斑晶68.07 0.02 19.37 0.02 0.03 0.01 0.08 11.26 0.18 99.02 0.36 98.61 1.03Z4728-16-12 鈉長(zhǎng)石斑晶67.20 0.01 19.42 0.00 0.00 0.00 0.17 10.99 0.20 97.98 0.83 98.02 1.15Z4728-16-13 鈉長(zhǎng)石斑晶67.75 0.00 19.54 0.00 0.01 0.00 0.32 11.27 0.08 98.98 1.55 97.97 0.48Z4728-16-14 鈉長(zhǎng)石斑晶68.24 0.00 19.22 0.00 0.00 0.00 0.03 11.32 0.04 98.85 0.14 99.60 0.25Z4728-16-7 鈉長(zhǎng)石斑晶核部67.95 0.00 19.06 0.00 0.00 0.00 0.14 11.23 0.07 98.45 0.69 98.89 0.42Ab2Z4728-16-8 鈉長(zhǎng)石斑晶邊部67.99 0.00 19.05 0.00 0.00 0.03 0.04 11.15 0.05 98.31 0.19 99.51 0.31Z4728-16-5 交代石英的鈉長(zhǎng)石67.34 0.00 19.08 0.02 0.00 0.00 0.13 11.42 0.07 98.06 0.63 98.97 0.40Z4728-3-1 交代角閃石的鈉長(zhǎng)石68.08 0.04 19.32 0.10 0.00 0.00 0.17 11.25 0.12 99.07 0.82 98.52 0.66Z4728-3-6 交代角閃石的鈉長(zhǎng)石67.96 0.00 19.45 0.01 0.02 0.03 0.21 11.31 0.12 99.10 1.01 98.30 0.69Z4728-3-7 交代角閃石的鈉長(zhǎng)石67.38 0.00 19.82 0.17 0.00 0.05 0.19 11.16 0.43 99.20 0.93 96.63 2.44Z4728-3-9 交代角閃石的鈉長(zhǎng)石68.55 0.00 19.57 0.06 0.03 0.03 0.20 11.23 0.11 99.78 0.98 98.37 0.65哈羅公路Ab1H5904-18-1.1 安山巖中斜長(zhǎng)石65.01 0.01 20.22 0.38 0.00 0.62 1.29 9.73 0.59 97.85 6.59 89.82 3.59H5904-18-1.2 安山巖中斜長(zhǎng)石65.65 0.00 20.53 0.24 0.01 0.15 1.58 9.65 0.61 98.42 7.99 88.32 3.69H5904-18-1.3 安山巖中斜長(zhǎng)石62.82 0.03 22.35 0.64 0.01 0.51 2.35 8.28 1.80 98.78 12.06 76.94 10.99H5904-18-1.4 安山巖中斜長(zhǎng)石66.41 0.04 20.27 0.17 0.00 0.04 1.43 10.22 0.37 98.95 7.04 90.82 2.14H5904-18-2.1 安山巖中斜長(zhǎng)石64.88 0.00 21.51 0.33 0.01 0.22 1.49 9.08 1.51 99.03 7.56 83.33 9.11H5904-18-2.2 安山巖中斜長(zhǎng)石66.51 0.04 19.39 0.43 0.03 0.39 1.32 10.78 0.25 99.12 6.24 92.38 1.39H5904-19-1.1 安山巖中斜長(zhǎng)石64.97 0.02 21.80 0.39 0.00 0.22 1.20 9.62 1.53 99.76 5.89 85.18 8.93H5904-19-1.2 安山巖中斜長(zhǎng)石64.97 0.00 20.34 0.47 0.04 0.78 1.86 9.88 0.71 99.05 9.05 86.87 4.08H5904-19-1.3 安山巖中斜長(zhǎng)石66.19 0.01 20.63 0.33 0.02 0.49 1.46 10.33 0.30 99.75 7.11 91.18 1.71H5904-19-1.4 安山巖中斜長(zhǎng)石67.00 0.03 20.22 0.09 0.00 0.03 1.37 10.71 0.10 99.55 6.58 92.82 0.59H5904-19-2.1 安山巖中斜長(zhǎng)石66.47 0.00 20.68 0.15 0.02 0.24 1.84 10.34 0.18 99.91 8.87 90.12 1.02H5904-19-2.2 安山巖中斜長(zhǎng)石67.45 0.00 19.48 0.49 0.04 1.12 0.67 10.91 0.10 100.24 3.25 96.19 0.56哈羅公路Ab1H5904-20-1.1 凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石68.98 0.00 19.42 0.10 0.00 0.02 0.29 11.58 0.16 100.55 1.37 97.77 0.86H5904-20-1凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石68.90 0.00 19.11 0.08 0.00 0.02 0.27 11.45 0.06 99.88 1.27 98.40 0.33H5904-20-2凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石68.71 0.00 19.63 0.14 0.01 0.00 0.26 11.59 0.14 100.48 1.21 98.01 0.78H5904-20-2.1凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石69.02 0.00 19.35 0.02 0.00 0.01 0.25 11.66 0.09 100.41 1.17 98.32 0.51H5904-20-2.2凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石69.19 0.00 19.30 0.02 0.01 0.02 0.13 11.67 0.14 100.48 0.62 98.61 0.77H5904-20-3.1凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石68.05 0.01 19.74 0.09 0.00 0.02 0.43 10.99 0.33 99.66 2.07 96.03 1.90H5904-20-3.2凝灰?guī)r中斜長(zhǎng)石69.01 0.00 19.49 0.03 0.00 0.00 0.27 11.57 0.11 100.49 1.27 98.11 0.62十里坡西Ab1B6916-1-1.1 玄武巖中斜長(zhǎng)石64.67 0.05 20.86 0.48 0.02 0.34 2.78 9.35 0.40 98.94 13.79 83.83 2.38B6916-1-1.2 玄武巖中斜長(zhǎng)石63.71 0.20 20.19 0.90 0.05 0.82 2.86 8.97 0.14 97.84 14.86 84.25 0.88B6916-1-2.1 玄武巖中斜長(zhǎng)石62.80 0.07 21.18 1.33 0.06 0.87 3.74 8.75 0.26 99.06 18.80 79.62 1.58康古爾南Ab1B6916-3-1.1 安山巖中斜長(zhǎng)石68.26 0.01 17.95 0.11 0.55 0.08 0.31 10.72 0.13 98.10 1.54 97.67 0.79B6916-3-1.2 安山巖中斜長(zhǎng)石68.12 0.00 18.78 0.27 0.00 0.04 0.32 10.12 0.63 98.27 1.67 94.49 3.84

圖5 阿奇山-雅滿蘇帶石炭系火山巖中不同類型斜長(zhǎng)石成分分類圖解(底圖據(jù)Dana et al.,1993)Fig.5 Classifications of different plagioclases in Carboniferous Na-rich volcanic rocks from the Aqishan-Yamansu belt (base map after Dana et al., 1993)

4 分析結(jié)果

4.1 SHRIMP鋯石U-Pb年齡

康古爾南地區(qū)安山巖中挑選出的鋯石在透射光下均為無色透明-半透明，陰極發(fā)光圖像中形態(tài)呈自形粒狀、短柱狀結(jié)構(gòu)，粒徑多在100～200μm，大都顯示出清晰的震蕩韻律環(huán)帶(圖4a)，應(yīng)屬巖漿鋯石。對(duì)挑選最佳的6顆鋯石進(jìn)行離子探針分析，U-Pb同位素分析結(jié)果見表2。結(jié)果顯示所測(cè)鋯石Th/U比值均大于0.40，表明鋯石為巖漿成因(Belousovaetal., 2002)。獲得206Pb/238U年齡分布在308.8～324.6Ma之間，樣品點(diǎn)年齡數(shù)據(jù)均在協(xié)和線上或附近，得到加權(quán)平均年齡為313.9±5.8Ma(MSWD=1.4)(圖4b)。

4.2 斜長(zhǎng)石主量元素

阿奇山-雅滿蘇成礦帶不同地區(qū)石炭系富鈉火山巖中斜長(zhǎng)石主量元素分析測(cè)試結(jié)果列于表3。測(cè)試過程可能存在系統(tǒng)誤差和偶然誤差，結(jié)果顯示，所測(cè)81個(gè)樣品點(diǎn)，除1個(gè)樣品Total值大于101(可能是由于儀器不穩(wěn)定造成的系統(tǒng)誤差)和4個(gè)樣品Total值小于97(可能是由于電子束的聚焦偏轉(zhuǎn)所致的偶然誤差)外，樣品均在誤差范圍內(nèi)。

下石炭統(tǒng)雅滿蘇組中第一類鈉長(zhǎng)石(Ab1)SiO2含量在65.24%～69.41%之間，平均為67.95%，Al2O3含量在18.31%～21.30%之間，平均為19.62%，Na2O含量在10.27%～11.75%之間，平均為11.30%，CaO和K2O含量較低，分別在0.03%～2.66%和0.02%～1.01%之間，平均分別為0.36%和0.16%，MnO、MgO和TiO2含量均很低，平均分別為0.01%、0.01%和0.01%。第一類鈉長(zhǎng)石(Ab1)An值變化很大，在0.14%～12.38%之間，平均為1.70%，Ab值在86.61%～99.60%之間，平均為97.38%，Or值在0.14%～5.86%之間，平均為0.92%。第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)SiO2含量在66.41%～68.98%之間，平均為67.96%，Al2O3含量在19.05%～20.27%之間，平均為19.56%，Na2O含量在10.22%～12.01%之間，平均為11.32%，CaO和K2O含量較低，分別在0.04%～1.43%和0.05%～0.43%之間，平均分別為0.29%和0.17%。第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)An、Ab和Or值分別在0.19%～7.04%、90.82%～99.51%和0.27%～2.44%之間，平均分別為1.41%、97.64%和0.94%。

上石炭統(tǒng)土古土布拉克組中斜長(zhǎng)石SiO2含量在62.80%～69.56%之間，平均為67.28%，Al2O3含量在17.95%～22.35%之間，平均為19.80%，Na2O含量在8.28%～11.67%之間，平均為10.57%，CaO含量在0.13%～3.74%之間，平均為1.02%，K2O含量在0.04%～1.80%之間，平均為0.31%，MnO、MgO和TiO2含量均很低，部分低于檢測(cè)線以下。斜長(zhǎng)石An值變化較大，在0.62%～18.80%之間，平均為5.04%，Ab值在76.94%～98.61%之間，平均為93.10%，Or值變化較大，在0.21%～10.99%之間，平均為1.86%。

脈狀鈉長(zhǎng)石(vein-Ab)SiO2含量在65.51%～68.97%之間，平均為66.78%，Al2O3含量在19.14%～20.66%之間，平均為19.84%，Na2O含量在10.03%～11.78%之間，平均為10.94%，CaO含量變化較大，0.15%～2.20%之間，均為1.12%，K2O含量較低，在0.04%～0.20%，平均為0.12%。脈狀鈉長(zhǎng)石(vein-Ab)An值變化較大，0.70%～10.70%之間，平均為5.35%，Ab和Or值分別在88.50%～98.91%和0.23%～1.09%之間，平均分別為93.99%和0.66%。

整體上，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組，從Ab1到Ab2，SiO2含量和K2O含量幾乎不變，Al2O3含量和CaO含量降低，Na2O含量升高，An值降低、Ab值升高。從下石炭統(tǒng)雅滿蘇組到上石炭統(tǒng)土古土布拉克組，斜長(zhǎng)石中的SiO2含量和Na2O含量降低，Al2O3含量、CaO含量和K2O含量升高，An值和Or值升高、Ab值降低。在Or-Ab-An判別圖中(圖5)，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組第一類鈉長(zhǎng)石(Ab1)除紅云灘地區(qū)1個(gè)樣品外，均落入到鈉長(zhǎng)石區(qū)域(圖5a)，第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)全部落入到鈉長(zhǎng)石區(qū)域(圖5b)。上石炭統(tǒng)土古土布拉克組中斜長(zhǎng)石除十里坡西和哈羅公路地區(qū)的四個(gè)樣品落入到更長(zhǎng)石區(qū)域外，大都落入到鈉長(zhǎng)石區(qū)域(圖5c)。紅云灘礦區(qū)成礦后的脈狀鈉長(zhǎng)石(vein-Ab)除1個(gè)樣品外，其余樣品均落入到鈉長(zhǎng)石區(qū)域(圖5d)。

4.3 斜長(zhǎng)石微量元素

斜長(zhǎng)石原位LA-ICP-MS微量元素分析列于表4。

第一類鈉長(zhǎng)石(Ab1)的稀土元素總量(∑REE)在5.16×10-6～18.90×10-6之間，平均為10.93×10-6；LREE/HRRR值在15.87～49.81之間，平均為28.07，重稀土較輕稀土虧損；δEu=5.28～17.78，平均為10.59，具有明顯的正Eu異常；δCe=0.84～1.17，平均為0.98，Ce異常不明顯； Rb含量在0.23×10-6～27.05×10-6之間，平均為7.49×10-6；Sr含量在228.3×10-6～336.7×10-6之間，平均為285.8×10-6；Ba含量在40.30×10-6～87.95×10-6之間，平均為59.08×10-6。

第二類鈉長(zhǎng)石(Ab2)的稀土元素總量在1.19×10-6～59.32×10-6之間，平均為13.46×10-6；LREE/HRRR值在0.71～18.69之間，平均為8.64，重稀土相對(duì)虧損；δEu=1.42～6.44，平均為3.17，具有正的Eu異常；δCe=0.84～1.06，平均為0.95，Ce異常不明顯或弱的負(fù)Ce異常；Rb含量在22.97×10-6～106.7×10-6之間，平均為80.42×10-6；Sr含量在604.3×10-6～ 909.6×10-6之間，平均為727.3×10-6；Ba含量在31.85×10-6～824.5×10-6之間，平均為258.1× 10-6。

脈狀鈉長(zhǎng)石(veined Ab)稀土元素總量在0.06×10-6～6.24×10-6之間，平均為1.93×10-6；LREE/HRRR值在0.98～54.13之間，平均為28.59，重稀土相對(duì)虧損；δEu=0～386.8，平均為69.01，具有明顯的正Eu異常；δCe=0.70～0.95，平均為0.78，Ce負(fù)異常較明顯；Rb含量在0.12×10-6～92.32×10-6之間，平均為24.35×10-6；Sr含量在0.18×10-6～167.72×10-6之間，平均為86.39×10-6；Ba含量在0.08×10-6～255.3×10-6之間，平均為66.32×10-6。

表4阿奇山-雅滿蘇成礦帶不同類型鈉長(zhǎng)石LA-ICP-MS微量元素組成(×10-6)

Table 4 LA-ICP-MS trace element analyses of different plagioclases in the Aqishan-Yamansu belt (×10-6)

世代 測(cè)點(diǎn)號(hào)TiVCrFeO(%)CoNiCuZnRbSrYZrNbBaAb1H6924-1-1-0132.12 0.081 6.209 0.056 0.000 0.000 1.136 3.877 1.746 254.6 0.624 0.341 0.040 55.99 H6924-1-1-0218.87 0.005 0.760 0.061 0.087 0.445 0.290 1.590 0.866 310.1 0.459 0.080 0.003 64.50 H6924-1-1-0465.93 0.118 39.28 0.269 0.034 0.301 0.904 7.334 1.414 287.5 0.460 0.101 0.012 52.72 H6924-1-1-0522.69 0.072 0.000 0.045 0.000 0.107 0.145 3.375 4.101 325.3 0.212 0.000 0.000 58.70 H6924-1-2-151.68 10.238 2.304 0.050 0.035 2.639 0.428 3.289 4.485 248.6 0.752 16.420.143 79.01 H6924-1-2-223.90 0.164 0.000 0.054 0.016 0.000 0.659 0.000 0.550 319.1 0.405 0.000 0.000 58.27 H6924-1-2-4206.9 5.288 7.295 0.276 0.075 0.354 0.476 2.114 21.51 336.7 1.128 0.539 0.211 87.96 H6924-1-2-538.27 0.005 12.01 0.054 0.000 0.000 0.025 0.005 0.489 327.6 0.420 0.000 0.000 63.29 ZK502-7-0231.15 0.904 0.513 0.143 0.039 0.000 0.191 0.391 0.227 228.3 0.329 8.187 0.000 40.31 ZK502-7-03795.4 9.892 2.265 0.124 0.130 0.000 1.115 6.442 27.06 268.4 0.493 0.033 0.423 43.20 ZK502-7-04579.2 9.841 7.366 0.487 1.474 0.768 0.538 6.969 20.00 237.0 0.258 0.029 0.217 46.01 Ab2Z4728-6-012173 22.12 2.163 1.761 4.213 2.045 6.998 26.09 90.87 684.0 3.351 81.219 7.352 385.7 Z4728-6-0216.90 20.8830.46 0.454 1.410 1.114 3.737 6.270 79.03 683.0 1.207 0.375 0.024 58.89 Z4728-6-03133.9 8.323 1.477 0.377 0.558 0.374 14.71 3.670 86.23 815.5 0.769 1.037 0.112 141.2 Z4728-6-0476.9470.27 45.21 2.233 9.141 2.187 65.22 34.57 57.71 617.0 2.687 7.397 0.758 43.70 Z4728-6-0520.21 17.47 0.856 0.537 2.199 1.106 9.243 10.32 22.97 909.6 1.746 0.084 0.000 31.86 Z4728-6-06118.7 31.22 3.202 1.845 8.293 3.718 32.41 45.64 106.7 783.5 1.180 1.781 0.066 411.2 Z4728-6-0763.11 100.1 4.071 0.636 2.007 0.432 9.259 8.852 69.54 651.0 1.750 2.433 0.031 150.2 Z4728-6-08394.6 25.75 4.206 0.922 1.550 0.495 8.144 7.945 105.7797.6 3.699 4.747 0.554 275.9 Z4728-6-0912.22 0.484 4.479 0.144 0.127 0.423 4.957 2.147 105.0 604.3 0.304 0.000 0.005 824.5 veined AbH6926-3-021.5760.000 10.80 0.016 0.015 0.000 0.709 1.404 7.636167.7 0.112 0.062 0.000 43.73 H6926-3-0315.740.206 3.751 0.081 0.070 0.117 0.305 2.785 92.33 101.7 1.341 0.000 0.016 255.3 H6926-3-040.7140.060 0.935 0.044 0.048 0.000 0.204 0.123 6.96680.79 0.009 0.000 0.000 22.06 H6926-3-055.5870.000 4.432 0.073 0.000 0.410 0.523 1.616 14.33 89.21 0.152 0.000 0.000 20.50 H6926-3-0627.06 0.069 3.318 0.005 0.015 0.233 0.069 0.223 0.1270.1810.003 0.000 0.000 0.089H6926-3-072.654 0.000 1.899 0.024 0.002 0.000 0.485 0.000 24.74 78.74 0.013 0.054 0.000 56.27 世代測(cè)點(diǎn)號(hào)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAb1H6924-1-1-011.438 3.144 0.352 0.808 0.127 0.407 0.072 0.020 0.140 0.028 0.071 0.000 0.060 0.005 H6924-1-1-021.947 3.507 0.354 0.974 0.233 0.616 0.148 0.009 0.163 0.003 0.042 0.000 0.000 0.000 H6924-1-1-045.207 8.724 0.747 2.637 0.403 0.780 0.239 0.030 0.074 0.011 0.042 0.007 0.000 0.007 H6924-1-1-053.486 4.931 0.420 1.453 0.218 0.655 0.118 0.005 0.054 0.004 0.023 0.003 0.016 0.000 H6924-1-2-13.450 6.086 0.546 1.498 0.244 0.487 0.226 0.042 0.151 0.020 0.095 0.008 0.094 0.035 H6924-1-2-24.125 6.466 0.572 1.954 0.126 0.595 0.268 0.007 0.187 0.013 0.035 0.000 0.030 0.007 H6924-1-2-44.676 6.884 0.614 2.486 0.406 0.595 0.252 0.039 0.212 0.035 0.099 0.021 0.067 0.024 H6924-1-2-52.625 4.562 0.401 1.114 0.213 0.768 0.135 0.011 0.075 0.008 0.038 0.005 0.000 0.000 ZK502-7-021.188 3.037 0.327 1.443 0.196 0.765 0.041 0.008 0.023 0.016 0.016 0.004 0.104 0.017 ZK502-7-031.670 4.150 0.475 1.459 0.324 0.685 0.184 0.017 0.060 0.015 0.049 0.008 0.089 0.006 ZK502-7-040.858 2.083 0.291 0.875 0.169 0.694 0.061 0.017 0.059 0.004 0.012 0.003 0.038 0.000 Ab2Z4728-6-0114.6326.43 2.635 10.05 1.458 1.106 1.045 0.139 0.673 0.138 0.471 0.036 0.444 0.069 Z4728-6-020.126 0.301 0.038 0.109 0.022 0.062 0.131 0.021 0.157 0.049 0.083 0.021 0.055 0.021 Z4728-6-031.728 2.967 0.319 1.485 0.109 0.219 0.131 0.022 0.169 0.043 0.117 0.011 0.054 0.013 Z4728-6-042.998 5.472 0.577 1.507 0.412 0.289 0.388 0.099 0.596 0.103 0.434 0.061 0.746 0.119 Z4728-6-050.202 0.380 0.032 0.055 0.133 0.062 0.132 0.028 0.244 0.068 0.348 0.019 0.312 0.053 Z4728-6-062.198 3.728 0.351 1.105 0.142 0.263 0.098 0.014 0.123 0.024 0.049 0.019 0.082 0.017 Z4728-6-070.627 1.360 0.194 0.747 0.229 0.119 0.219 0.033 0.210 0.084 0.371 0.039 0.350 0.081 Z4728-6-085.169 9.133 0.931 3.377 0.793 0.678 0.564 0.068 0.684 0.142 0.396 0.060 0.463 0.059 Z4728-6-090.584 0.829 0.070 0.277 0.000 0.051 0.121 0.008 0.000 0.006 0.016 0.005 0.000 0.000 veined AbH6926-3-020.825 1.051 0.121 0.163 0.000 0.061 0.001 0.000 0.018 0.005 0.013 0.012 0.000 0.000 H6926-3-031.607 2.546 0.187 0.737 0.118 0.179 0.073 0.021 0.221 0.035 0.146 0.038 0.293 0.045 H6926-3-040.191 0.206 0.010 0.055 0.000 0.009 0.000 0.002 0.016 0.000 0.000 0.004 0.000 0.000 H6926-3-050.719 0.786 0.058 0.236 0.031 0.119 0.004 0.000 0.000 0.004 0.012 0.003 0.013 0.000 H6926-3-060.000 0.033 0.000 0.000 0.000 0.000 0.014 0.000 0.008 0.000 0.000 0.000 0.012 0.000 H6926-3-070.197 0.257 0.020 0.018 0.000 0.018 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.012 0.000

圖6 阿奇山-雅滿蘇成礦帶石炭系雅滿蘇組火山巖中不同類型鈉長(zhǎng)石及礦區(qū)脈狀鈉長(zhǎng)石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a-c)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(d-f，底圖據(jù)Norman et al., 2005)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.6 Chondrite-normalized REE pattern diagram (a-c) and primitive-mantle normalized trace element spider diagram (d-f, base map after Norman et al., 2005) of different plagioclases in the Carboniferous Yamansu Formation Na-rich volcanic rocks and vein-Ab in the Aqishan-Yamansu belt (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

圖7 阿奇山-雅滿蘇成礦帶石炭系雅滿蘇組火山巖中不同類型鈉長(zhǎng)石和脈狀鈉長(zhǎng)石微量元素成分變化圖Fig.7 Contents variation diagrams for different plagioclases in the Carboniferous Yamansu Formation Na-rich volcanic rocks and vein-An in the Aqishan-Yamansu belt

圖8 阿奇山-雅滿蘇成礦帶石炭系雅滿蘇組火山巖中不同類型鈉長(zhǎng)石及礦區(qū)脈狀鈉長(zhǎng)石中的成礦微量元素成分變化圖Fig.8 Contents variation diagrams of ore-forming trace element in different plagioclases in the Carboniferous Yamansu Formation Na-rich volcanic rocks and vein-Ab in the Aqishan-Yamansu belt

5 討論

5.1 鈉長(zhǎng)石(化)及其與成礦關(guān)系

斜長(zhǎng)石的巖相學(xué)特征表明阿奇山-雅滿蘇成礦帶發(fā)育有兩種類型鈉長(zhǎng)石，且主量和微量元素特征亦均表明兩種類型鈉長(zhǎng)石存有差異。從Ab1到Ab2，SiO2和K2O含量幾乎不變，Al2O3和CaO含量降低，而Na2O含量升高(An值降低、Ab值升高)，表明在Ab2形成過程中，更多富鈉的流體參與了其中，暗示Ab2與區(qū)域的蝕變交代礦化有關(guān)。稀土元素和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖(圖6)顯示，Ab2相對(duì)Ab1的元素含量和變化范圍均較大，而vein-Ab的各微量元素成分總體上均很低，部分低于檢測(cè)線以下。不同微量元素協(xié)變圖中顯示(圖7)，Ab2相對(duì)于Ab1具有較大微量元素成分變化范圍、較高的Al、Sr、Ca、Ba、Y、Rb和較低的Ti、LREE/HREE、δEu，表明Ab2在形成過程中可能有流體成分參與了作用(趙振華，1997)，而成礦后的vein-Ab幾乎任何元素含量均比Ab1和Ab2都要低，暗示成礦過程中耗盡了流體中成礦元素或其他微量元素成分，致使最晚的vein-Ab各成分含量均很低。有意義的是，相對(duì)于Ab1，Ab2含有更高的有利成礦元素(如Fe、Co、Ni、Cu、V、Zn等，圖8)，該現(xiàn)象指示Ab2可能參與了區(qū)域的成礦作用，這和上述Ab2常與磁鐵礦等金屬礦物共生的巖相學(xué)證據(jù)相吻合。

不僅如此，在眾多鐵(銅)等多金屬礦床的鈉長(zhǎng)石(化)過程中，均出現(xiàn)有多期次(或多世代)的鈉長(zhǎng)石化。如賀節(jié)明(1980)在四川拉拉鐵銅礦區(qū)發(fā)現(xiàn)鈉長(zhǎng)石特征具有一定規(guī)律：?jiǎn)渭兊拟c長(zhǎng)石化，或者叫做第一期鈉長(zhǎng)石化的產(chǎn)物，往往保留原巖外貌，繼承原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，后期蝕變作用常引起鈉長(zhǎng)石化變?nèi)蹘r的重結(jié)晶，使鈉長(zhǎng)石顆粒變粗，出現(xiàn)各種交代結(jié)構(gòu)，為第二期鈉長(zhǎng)石化，且第二期鈉長(zhǎng)石化的長(zhǎng)石牌號(hào)An值比第一期鈉長(zhǎng)石化降低5%左右。陳毓川等(1981)研究梅山鐵礦發(fā)現(xiàn)有兩期堿長(zhǎng)石蝕變礦化，早期鈉長(zhǎng)石化一般是基質(zhì)斜長(zhǎng)石蝕變成鈉長(zhǎng)石，析出細(xì)粒磁鐵礦，中期產(chǎn)生鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石，該期礦化表現(xiàn)在磁鐵礦的假象赤鐵礦化，并認(rèn)為鐵質(zhì)的來源是由于鈉長(zhǎng)石化過程中巖石中鐵的析出。Battles and Barton(1995)報(bào)道美國西部火山巖鈉質(zhì)蝕變有兩期，早期為Na+Ca蝕變，與區(qū)域Fe礦化有關(guān)，晚期為Na蝕變，與Cu±Zn礦化有關(guān)。Oliveretal.(2004)對(duì)澳大利亞Cloncurry礦區(qū)的礦床研究發(fā)現(xiàn)存在多時(shí)期的鈉長(zhǎng)石化疊加，早期鈉長(zhǎng)石化與1600～1590Ma的變質(zhì)事件有關(guān)，后期與1550～1500Ma期間William巖套侵位所引起的熱事件有關(guān)，且礦床鈉長(zhǎng)石化過程中的地球化學(xué)特征表明，后期鈉長(zhǎng)石化過程中Na被帶入，而Fe、Ba、Rb(Co、V、Mn、Pb、Zn)等被帶出，被帶出的元素主要富集在富銅金的鐵礦石中。

綜上可知，堿質(zhì)交代，特別是鈉長(zhǎng)石交代，是鐵(銅)等多金屬礦床的一種熱液蝕變作用過程(Simurkovaetal., 2016)。無論含礦流體的最終沉淀方式如何，鈉長(zhǎng)石(化)交代都是成礦物質(zhì)被帶出、遷移和富集的重要作用(李九玲等，1979；王玉榮等，1981；楊峰華等，2001；Oliveretal., 2004；Alexandre, 2010)。阿奇山-雅滿蘇成礦帶內(nèi)廣泛發(fā)育富鈉火山巖及鈉長(zhǎng)石化，巖相學(xué)和礦物地球化學(xué)特征均指示鈉長(zhǎng)石化與區(qū)域蝕變礦化有密切聯(lián)系，因此帶內(nèi)礦床的成礦物質(zhì)的遷出和運(yùn)移可能與鈉長(zhǎng)石(化)有關(guān)。

5.2 富鈉火山巖對(duì)找礦的啟示

國內(nèi)外關(guān)于富鈉火山巖與鐵(銅)礦床有密切成因聯(lián)系的研究一直都受到極大關(guān)注，這些賦礦火山巖的鈉含量總是偏高的，如瑞典北部的Kiruna礦區(qū)鐵礦賦存在鈉含量高的細(xì)碧巖-角斑巖系中(Martinssonetal., 2016)；智利中生代鐵礦產(chǎn)在富鈉安山-粗面巖的火山巖中(Ménard, 1995)；俄羅斯土爾蓋地區(qū)鐵礦主要產(chǎn)在鈣堿性系列的富鈉安山玄武巖和凝灰?guī)r中、俄羅斯安格拉依利姆型鐵礦產(chǎn)在鈉含量高的粗玄玢巖和集塊巖中、阿爾泰山地區(qū)鐵礦產(chǎn)在角斑巖和石英斑巖等火山碎屑巖中(冶金工業(yè)部情報(bào)標(biāo)準(zhǔn)研究所，1977)；伊朗中部Choghart鐵氧化物-磷灰石(IOA)礦床賦存于前寒武紀(jì)富鈉的火山-沉積巖中(Khoshnoodietal., 2017)。我國寧蕪-廬樅地區(qū)與鐵礦有關(guān)的火山巖-次火山巖，是偏基性富鈉質(zhì)的閃長(zhǎng)玢巖，且大量發(fā)育的鈉長(zhǎng)石化與鐵成礦具有明顯的分帶關(guān)系(毛景文等，2008)。甘肅黑鷹山鐵礦賦礦圍巖為富鈉質(zhì)火山巖(角斑巖-石英角斑巖系)，鈉長(zhǎng)石化與鐵礦關(guān)系密切(劉妍等，2002)。近些年研究程度較高的我國西天山海相火山巖型鐵礦賦礦圍巖也為富鈉火山巖系(張招崇等，2016)。

成礦地質(zhì)體是指與礦床形成在時(shí)間、空間和成因上有密切聯(lián)系的地質(zhì)體(葉天竺等，2014)。賦存于海相火山巖中的鐵(銅)礦床一般產(chǎn)于火山巖地層中，為火山同期活動(dòng)的產(chǎn)物，成礦地質(zhì)體即為海相火山巖。國內(nèi)外與海相火山巖有關(guān)的鐵(銅)礦床的成巖、成礦年代學(xué)研究顯示，在誤差范圍內(nèi)，礦床的成礦年齡和賦礦火山巖年齡具有高度的一致性，或成礦年齡略晚于成巖年齡，如瑞典Kiruna礦床(Cliffetal., 1990；Romeretal., 1994)、伊朗Bafq礦床(Ramezani and Tucker, 2003；Bonyadietal., 2011)以及我國的云南大紅山礦床(張招崇等，2016)和新疆的蒙庫礦床(張保江等，2012；張招崇等，2016)、查崗諾爾礦床(汪幫耀，2011；洪為，2012)、智博礦床(蔣宗勝，2014)等。以上研究表明鐵(銅)礦床的形成與海底火山活動(dòng)有密切關(guān)系。阿奇山-雅滿蘇成礦帶火山機(jī)構(gòu)廣泛發(fā)育，顯示以中心式和裂隙噴發(fā)為主，鐵(銅)等礦床的分布受火山機(jī)構(gòu)的控制，礦床的形成幾乎均與火山噴發(fā)中心有密切關(guān)系(王正鋌，1980；張安和丁天府，1984；丁天府，1990；徐仕琪等，2011)。而且近年來成巖和成礦年代學(xué)研究亦發(fā)現(xiàn)，礦床的成礦年齡與火山巖的成巖年齡在誤差范圍內(nèi)一致，如沙泉子礦床(楊富全等，2016)、黑峰山-雙峰山礦床(楊富全等，2016；Huangetal., 2013)、雅滿蘇礦床(Houetal., 2014；Huangetal., 2018)和紅云灘礦床(鄭仁喬，2015；Sunetal., 2019)等。因此帶內(nèi)鐵(銅)礦床可能與火山作用有關(guān)，成礦受火山活動(dòng)控制。

礦床成因是礦床勘查的向?qū)?，而成礦地質(zhì)體的厘定是尋找同類型礦床的先決條件。阿奇山-雅滿蘇成礦帶石炭紀(jì)火山巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，礦床受火山機(jī)構(gòu)控制作用明顯，且礦床與海相富鈉火山巖有空間上和時(shí)間上的耦合關(guān)系，因此，對(duì)帶內(nèi)該類型礦床的勘查指導(dǎo)應(yīng)該圍繞火山活動(dòng)中心及其周圍構(gòu)造單元，并重點(diǎn)對(duì)富鈉火山巖系來展開。

6 結(jié)論

(1)阿奇山-雅滿蘇成礦帶內(nèi)石炭系海相火山巖為富鈉火山巖系，獲得康古爾南地區(qū)上石炭統(tǒng)土古土布拉克組安山巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為313.9±5.8Ma，形成于晚石炭世。

(2)下石炭統(tǒng)雅滿蘇組富鈉火山巖中斜長(zhǎng)石為鈉長(zhǎng)石，少量更長(zhǎng)石，識(shí)別出兩種類型鈉長(zhǎng)石(Ab1和Ab2)的存在，Ab2不僅在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上，而且在元素成分上均與Ab1相異。上石炭統(tǒng)土古土布拉克組富鈉火山巖中斜長(zhǎng)石亦為鈉長(zhǎng)石和少量更長(zhǎng)石。從下石炭統(tǒng)雅滿蘇組到上石炭統(tǒng)土古土布拉克組，其火山巖中斜長(zhǎng)石的SiO2含量和Na2O含量降低，Al2O3含量、CaO含量和K2O含量升高，An值和Or值升高、Ab值降低。

(3)雅滿蘇組Ab2形成過程中，更多富鈉流體、更多成礦元素參與其中，Ab2可能與帶內(nèi)的蝕變交代及礦化有關(guān)。阿奇山-雅滿蘇成礦帶內(nèi)海相富鈉火山巖與礦床有空間上和時(shí)間上的耦合關(guān)系，指示找礦勘查工作應(yīng)重視富鈉火山巖。

謹(jǐn)以此文祝賀肖序常院士90華誕！祝先生青松不老、萬壽無疆、身體安康、幸福吉祥！