祁萬(wàn)修

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830013）

礦區(qū)侵入巖以早古生代中酸性巖體侵入為特征?？臻g上主要受阿爾金北緣斷裂和由其派生的北西西向次級(jí)斷裂控制,巖體規(guī)模一般較小,多以巖株或巖脈產(chǎn)出,侵位于礦區(qū)寒武-奧陶系阿克達(dá)坂組，中上奧陶統(tǒng)拉配泉組地層；另見有少量奧陶紀(jì)輝長(zhǎng)巖體。區(qū)內(nèi)巖脈較為發(fā)育，種類繁多，從基性-酸性均有產(chǎn)出?，F(xiàn)將礦區(qū)與礦產(chǎn)有關(guān)的主要中酸性侵入體，從巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、年代學(xué)等幾個(gè)方面簡(jiǎn)述如下。

1 巖石學(xué)特征

喀臘大灣鐵礦南側(cè)的侵入巖體呈東西向長(zhǎng)條狀展布,東西向延伸15km左右，侵位于阿克達(dá)坂組地層中[3]。本次地表采樣基本沿東西向近平行采樣（基本沿北緯39°05′線），共分析了四件樣品，其中有兩件為鉆孔樣。

（1）KL-38 :采集地表，為花崗巖，鏡下可見其石英含量很高，達(dá)60-80%，它形粒狀，粒度變化很大，最大約2mm，強(qiáng)波狀消光；局部可以看到少量的斜長(zhǎng)石晶體，發(fā)育聚片雙晶，其源巖應(yīng)該為花崗巖，具有典型的花崗結(jié)構(gòu)，后期被嚴(yán)重硅化。

（2）WZK16405-30:取自鉆孔WZK16405號(hào)巖芯距地表深度294.0m-296.0m處，為花崗閃長(zhǎng)巖，堿性長(zhǎng)石40-60%，1mm-1.5mm自形板狀，其中鈉長(zhǎng)石發(fā)育良好的聚片雙晶；石英10-20%，粒徑小于0.5mm,它形粒狀，波狀消光。樣品存在黃鐵礦化和碳酸鹽化，方解石具有典型的菱形解理和異常干涉色。

（3）WZK26004-02:取 自 鉆 孔WZK26004巖 芯 距 地 表307.5m-309.1m，為花崗斑巖，斑晶主要為斜長(zhǎng)石，發(fā)育聚片雙晶，可見成分分帶，表面多被絹云母化。

（4）地表樣 KL-07：采集地表，為黑云母似斑狀花崗巖，斑晶堿性長(zhǎng)石量稍多，稍比斜長(zhǎng)石多，0.5mm左右，表面呈土紅褐色，短柱狀，斜長(zhǎng)石40%，粒徑0.5-1mm,發(fā)育聚片雙晶；黑云母含量15%，呈棕褐色，片狀，多色性明顯；基質(zhì)中見自形的堿性長(zhǎng)石及斜長(zhǎng)石的簡(jiǎn)單雙晶，粒徑0.1mm左右，石英它形粒狀，粒徑0.05mm左右。

2 巖石地球化學(xué)特征

2.1 主量元素地球化學(xué)特征

測(cè)試樣品SiO2含量分布在66.47%-75.18%，除了WZK16405-30樣品SiO2含量稍低（66.47%），其余樣品集中在73.01-75.94%。全堿含量分布在4.37-11.87%之間，表現(xiàn)為不同程度富鈉貧鉀的特征。測(cè)試樣品鋁飽和指數(shù)A/CNK在1.00-3.39之間，說明巖石為弱過鋁質(zhì)-強(qiáng)過鋁質(zhì)。在SiO2-K2O圖上，KL-38、WZK16405-30落在低鉀系列，其他落在高鉀鈣堿性系列。侵入巖TAS圖解上， WZK16405-30落在正長(zhǎng)巖區(qū)，其余落在花崗巖區(qū)。

2.2 微量元素地球化學(xué)特征

ΣREE變化于174.91 ppm-308.34 ppm之間，其中KL-38號(hào)樣品稀土含量明顯較其他樣品偏低，LREE/HREE比值較大，分布在7.10-10.22，（La/Yb）N在7.61-12.60，表現(xiàn)為較強(qiáng)的輕重稀土分異。

不同的樣品間有相似的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線，為右傾式， (La/Sm)N 為6.40-9.35，(Th/Yb)N分布在0.27-0.33，δEu分別為0.42、0.29、0.29、0.47，反映出喀臘大灣地區(qū)的酸性侵入體具有稀土總量較高，輕稀土富集、分餾程度較大，重稀土分餾程度不明顯，及強(qiáng)的Eu負(fù)異常。強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常反映了部分熔融過程中源區(qū)斜長(zhǎng)石呈穩(wěn)定相或者巖漿演化過程發(fā)生較強(qiáng)的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶（Sun and macdanma et al.，1989）。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖上，樣品具有相似的配分模式，Ta、Nb、Sr、P、Ti表現(xiàn)為明顯的虧損和Th、U、La、Ce、Zr、Sm相對(duì)富集，樣品KL-38、WZK16405-30 表現(xiàn)為明顯的K虧損。

3 鋯石U-Pb定年結(jié)果

3.1 花崗巖（KL-38）

鋯石晶體中等，長(zhǎng)約60-140μm，寬約40-70μm，長(zhǎng)寬比1.5-2.0，鋯石自形，多數(shù)呈中等柱狀，少數(shù)呈短柱狀，震蕩環(huán)帶不發(fā)育。Th/Ub比值0.19-1.1，平均0.44，明顯的指示為巖漿鋯石，少見繼承核。共分析20個(gè)鋯石顆粒，206Pb/238U年齡分布范圍較大在1011-1458 Ma，在諧和圖上不成密集的一簇，選取了9個(gè)鋯石年齡分布較集中的數(shù)據(jù)做諧和圖，并計(jì)算得出206Pb/238U加權(quán)平均年齡為1383±13 Ma，MSWD=2.4。解釋為KL-38的結(jié)晶年齡（圖1）。

3.2 花崗閃長(zhǎng)巖（WZK16405-30）

鋯石CL圖像顏色很深，部分幾乎呈全黑，說明U含量很高；鋯石晶體中等，長(zhǎng)約60-120μm，寬約50-70μm，長(zhǎng)寬比1.1-2.2，鋯石自形程度一般，具有明顯的震蕩環(huán)帶，見次生生長(zhǎng)邊。Th/U比值為0.22-0.83，平均0.54，明顯的指示為巖漿鋯石，大部分未見繼承核。共分析了20個(gè)鋯石顆粒，在諧和圖上呈密集的一簇，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為500.3±2.5 Ma，MSWD=0.45，解釋為結(jié)晶年齡（圖1）。

3.3 花崗斑巖（WZK26004-02）

鋯石晶體中等，長(zhǎng)約60-140μm，寬約40-60μm，長(zhǎng)寬比1.1-2.3，鋯石自形程度高，多數(shù)呈中等柱狀，少數(shù)呈短柱狀，具有明顯的震蕩環(huán)帶和扇形環(huán)帶。Th/Ub比值0.67-0.78，平均0.64，明顯的指示為巖漿鋯石，未見繼承核。共分析了20個(gè)鋯石顆粒，在諧和圖上全部集中成一簇，得到206Pb/238U加權(quán)平均年齡479±1.8 Ma，MSWD=0.16，解釋為樣品的結(jié)晶年齡（圖1）。

3.4 黑云母似斑狀花崗巖（KL-07）

鋯石晶體中等，長(zhǎng)約50-90μm，寬約40-50μm，長(zhǎng)寬比1.3-2.2，鋯石自形程度高，多數(shù)呈中等柱狀，少數(shù)呈短柱狀，具有明顯的震蕩環(huán)帶和扇形環(huán)帶。Th/Ub比值0.49-1.0，平均0.70，明顯的指示為巖漿鋯石，未見繼承核。共分析20個(gè)鋯石顆粒，在諧和圖成密集的一簇，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為482.8±2 Ma，MSWD=1.5，解釋為KL-07的結(jié)晶年齡（圖1）。

圖1 喀臘大灣鐵礦區(qū)酸性侵入巖鋯石LA-LCP-MS U-Pb年齡諧和圖

4 年代學(xué)及構(gòu)造環(huán)境分析

4.1 年代學(xué)分析

鋯石U-Pb 定年結(jié)果表明，喀臘大灣地區(qū)酸性侵入巖的形成時(shí)代可分為中元古代和早古生代兩期。其中，中元古代（1383±13 Ma）侵入巖是在該區(qū)首次識(shí)別出，對(duì)于爭(zhēng)議很大的阿克達(dá)坂組地層時(shí)代的確定應(yīng)具有一定意義。

樣品WZK16405-30、KL-07、WZK26004-02喀臘大灣鐵礦區(qū)侵入體形成于500-480 Ma，為多次巖漿活動(dòng)的結(jié)果。

4.2 巖漿演化和源區(qū)分析

該區(qū)酸性侵入巖La-La/Sm呈現(xiàn)很好的正相關(guān)關(guān)系，說明該地區(qū)巖漿演化過程主要為部分熔融過程，而非分離結(jié)晶。酸性侵入巖較強(qiáng)的Eu負(fù)異常是源巖部分熔融過程中斜長(zhǎng)石呈穩(wěn)定相殘留所致的，而鏡下所見到樣品均有斜長(zhǎng)石，結(jié)合該區(qū)侵入體有較強(qiáng)的Sr、Ba虧損和較強(qiáng)的Eu負(fù)異常，認(rèn)為其源區(qū)不會(huì)太深（斜長(zhǎng)石大于1500 Mpa不穩(wěn)定）。

樣品鋁飽和指數(shù)A/CNK全部大于1，分布在1.0-3.4，有兩個(gè)樣品屬于弱鋁質(zhì)，其余都屬于過鋁質(zhì)，則指示礦區(qū)酸性侵入巖屬于過渡型到S型花崗巖類型。

在花崗巖Zr-TiO2圖解中，所有的樣品都投在I型花崗巖區(qū)，據(jù)此判斷其可能為未經(jīng)風(fēng)化的火成巖部分熔融形成。而利用全巖Zr飽和溫度計(jì)（Miller et al.，2003）計(jì)算該區(qū)樣品巖漿結(jié)晶溫度分布在792-897 Ma，明顯大于沉積巖類源巖的熔融溫度。應(yīng)該注意的是，在鋯石CL圖像中，測(cè)試樣品少見繼承核，說明該區(qū)酸性侵入巖演化過程中Zr可能仍未達(dá)飽和，說明其結(jié)晶溫度可能更高，但不影響判斷。

微量元素方面，本區(qū)侵入巖樣品Nb/Ta值9.9-14.4，小于幔源巖石(Nb/Ta=22)，判斷為殼源（地殼Nb/Ta=12）；具有極低的Ti/Zr（3.5-14.0）、Ti/Y（18.3-109），遠(yuǎn)低于判斷殼源的標(biāo)準(zhǔn)（Ti/Zr＜30,Ti/Y＜200），也指向本區(qū)侵入巖源巖主要為殼源。有同化混染作用存在。

綜上，初步判斷其源巖主要為殼源的火成巖類，有少量的幔源成分，屬于I型花崗巖，主要經(jīng)歷了部分熔融過程，成巖溫度較高。

4.3 構(gòu)造環(huán)境分析

礦區(qū)侵入巖表現(xiàn)為右傾的輕稀土富集及Th、Pb、Zr、U等富集及Nb、Ta、Ti、P虧損的特征，具有典型的殼源弧巖漿的特征（Atherton et al，1979）。

由于微量元素在巖漿演化中具有獨(dú)特的規(guī)律性，且受后期熱事件影響較小，所以在本區(qū)侵入巖都存在一定的蝕變的情況下，使用微量元素比值及圖解比使用主量數(shù)據(jù)可靠。在喀臘大灣酸性侵入巖微量元素判別圖解（Pearce et al.,1984）Rb-Nb+Y圖中，基本位與火山弧花崗巖與板內(nèi)花崗巖邊界偏向VAG這邊；在Nb-Y圖解中大部分樣品位于島弧和板內(nèi)花崗巖邊界靠島弧區(qū)，個(gè)別落在板內(nèi)花崗巖區(qū)；在Ta-Yb圖解中也是集中在VAG與WPG邊界區(qū)域附近，說明了本區(qū)中酸性侵入巖應(yīng)形成于島弧環(huán)境與碰撞作用的交界處，應(yīng)處于俯沖階段末期島弧環(huán)境向同碰撞環(huán)境轉(zhuǎn)換的時(shí)期。

結(jié)合李松彬等所測(cè)的鋯石年齡數(shù)據(jù)[2,4,5]（中酸性火山巖（517±7 Ma）、酸性火山巖[2,4,5]（477.6-488.2 Ma）及本次研究獲得的流紋巖年齡482.8±2.7 Ma（未列出），基本可以確定該區(qū)發(fā)育的火山巖組合是和酸性侵入巖是同一時(shí)代，同屬于一個(gè)構(gòu)造環(huán)境，佐證了之前的分析。

據(jù)以上判斷，喀臘大灣鐵礦區(qū)酸性侵入巖應(yīng)該形成于活動(dòng)大陸邊緣弧向同碰撞轉(zhuǎn)化的階段。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可總結(jié)以下幾點(diǎn)：

（1）年代學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，喀臘大灣地區(qū)存在中元古和早古生代兩期巖漿活動(dòng)，形成年齡分別為1383 Ma和505 -479 Ma。

（2）喀臘大灣地區(qū)酸性侵入巖具有高硅、貧鈦和高鋁飽和指數(shù)等特征，富集LREE、Th、U、Pb、Zr等元素以及虧損Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素。

（3）喀臘大灣地區(qū)酸性侵入巖源巖應(yīng)為未經(jīng)風(fēng)化的火成巖類，殼源為主，有少量幔源成分，屬于I型花崗巖；巖漿主要經(jīng)歷了部分熔融過程，源區(qū)斜長(zhǎng)石呈穩(wěn)定殘留相。初步認(rèn)為喀拉大灣地區(qū)酸性侵入巖形成于板塊俯沖作用末期活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境向同碰撞環(huán)境轉(zhuǎn)化的階段。