西准噶尔A型花岗岩地球化学特征及找矿意义_王晓伟

西准噶尔 Ａ 型花岗岩地球化学特征及找矿意义
２ ， 王晓伟１， 杨春霞２， 刘景显１， 田向盛１ （ ） 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院 ， 兰州 ７ 兰州大学资源环境学院 ， 兰州 ７ １． ３ ０ ０ ５ ０； ２． ３ ０ ０ ０ ０
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摘 要： 西准噶尔地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩 ， 年龄多集中于 ３ 在时代上属于晚石 ０ ０Ｍ ａ左 右 ， ／ 低铝 、 富 碱、 准 铝 质 － 弱 过 铝 质、 贫 钙、 低 镁， 炭世 ， Ａ 型花岗岩具有具有高硅 、 １ ０ ０ ０ ０×Ｇ ａ Ａ ｌ比 值 较 大 ， 、 、 强烈富集高场强元素 （ＨＦ 及Ｚ 稀 土 配 分 模 式 图 呈 现 典 型 的 右 倾＂ Ｓ Ｅ） ｒ Ｙ、 Ｇ ａ等元素 ， Ｓ ｒ Ｂ ａ强 烈 亏 损 ， 海鸥型＂ 等 ， 并且在 Ａ 表明 Ａ ２型 花 岗 岩 特 征， １ －Ａ ２ 型花岗岩判别图解显 示 具 有 典 型 的 铝 质 Ａ 型 的 Ａ 型花岗岩可能是年轻地壳 （ 洋壳和岛弧 ） 部分熔融形成的英云闪长 － 花岗闪长岩质岩浆经进一步分离 结 晶作用的产物 ， 具备规模成矿的条件 。 关键词 ： 后碰撞 ， 地球化学 ， 西准噶尔 Ａ 型花岗岩 ， （ ） 中图分类号 ： Ｐ ５ ８ ８． １ ３； Ｐ ５ ９ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １－５ ６ ６ ３ ２ ０ １ ２ ０ ５－０ ４ ２ ３－０ ７
０ 前言
西 准 噶 尔 盆 地 金 属 矿 产 十 分 丰 富， 已发现矿产 超基性 － 酸性的岩浆侵入 和 火 山 喷 发 活 动 ２ ５ ０ 余处 ， 强烈 ， 多形成岩浆分异型铬铁矿 、 斑岩型铜矿 、 石英脉 及构造蚀变岩型金 矿 等 。 随 着 包 古 图 斑 岩 铜 （ 钼） 矿 越来越被众 多 国 内 地 质 学 家 所 重 视 ， 也证实 的发现 ， 了哈萨克斯坦 — 蒙古 斑 岩 型 铜 矿 成 矿 带 从 巴 尔 鲁 克 延伸至准噶尔盆 地 西 部 边 缘 的 扎 伊 尔 山 。 整 个 西 准 地区不仅与巴尔喀什成矿带在地理位置上紧邻 ， 而且 成矿地质条件也 基 本 类 似 。 西 准 噶 尔 岩 体 除 少 数 岩 体研究程度较深外 ， 其余岩体研究程度均很浅 。 根据 产状可以将这些中酸性侵入岩分成两大类 ： 一类是以 如庙儿沟 、 克拉玛依 、 巨大的岩基形式出露的花岗岩 ， 阿克巴斯套和红山等岩体 ； 另一类是以小岩株或岩脉 形式出露的 岩 体 ， 如 包 古 图 岩 体。 但 Ａ 型 花 岗 岩 形 成时代 、 岩石成因及与成矿的关系等问题还存有较大 的争议 。 本文拟选取西准噶尔庙儿沟岩体 、 阿克巴斯 哈图岩体 、 谢米斯台岩体 、 克拉玛依岩体及红 套岩体 、 山岩体等 ６ 个 Ａ 型 花 岗 岩 体 作 为 研 究 对 象 ， 进行系 统的主元素 、 微量元素及同位素年代和组成的地球化 学研究 ， 并以此为基 础 探 讨 其 岩 石 成 因 、 构造意义及 成矿作用 。
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６］ 林［ 获 得 庙 儿 沟 岩 体 锆 石 Ｕ—Ｐ ｂ年龄为３ ０ ６ ［ ９］ ； 金 成 伟 获 得 包 古 图 岩 体 锆 石 Ｕ—Ｐ ±８． ８ Ｍ ａ ｂ年 １ １］ ； 龄为 ３ 王金荣等 ［ 认为哈图岩体为 Ａ 型花岗 ０ ５Ｍ ａ
岩， 形 成 于 后 碰 撞 环 境， 获 得 锆 石 Ｕ—Ｐ ｂ年龄为 ； 朱 光 儒 等 获 得 谢 米 斯 台 岩 体Ｒ ３ １ ９． ６±３． ２Ｍ ａ ｂ— ； 可 见， 西准噶尔地±９ Ｍ ａ 花岗岩类同位 素 年 龄 均 集 中 于 ３ 与韩宝 ０ ０ Ｍ ａ左 右，
２ 岩石学特征
研究区主要出露的花岗岩有钾长花岗岩 、 二长花 斑状二长花岗岩 、 斑状石英二长闪长岩 、 花岗闪 岗岩 、 长岩 、 斜长花岗岩 、 角闪黑云母花岗岩等 ， 岩体边缘与 往往出现中粗粒石英正长岩 、 中粒角 围岩接触部位 ，
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， 收稿日期 ： 王晓伟 （ 男， 甘肃岷县人 ， 硕士研究生 ， 构造地质学专业 。 ２ ０ １ ２－０ ３－０ １ 作者简介 ： １ ９ ７ ６－ ）
１ 地质概况
西准噶尔褶皱系 属 中 亚 古 生 代 构 造 带 的 重 要 组
１， ２］ ， 成部分 ［ 主 要 由 海 西 褶 皱 山 系 组 成， 是在古生代 ３， ４］ ， 由板块经聚 合 — 俯 冲 — 增 生 作 用 形 成 的 ［ 属于典
型的增生造山带 。 自 东 向 西 发 育 有 克 拉 玛 依 蛇 绿 岩 达尔布特蛇绿岩带 、 玛依勒蛇绿岩带 ， 南侧有唐巴 带、 勒蛇绿岩 带 ， 记录了西准噶尔早古生代大洋演化阶 西 准 噶 尔 是 相 互 连 通 的 海 域， 段 。 晚古生代期间 东 、 向北西延入哈萨克斯坦斋桑 ， 向东则可能延入蒙古境 内 。 之后经过欧亚大陆的碰撞及固结阶段 ， 石炭纪末 二叠纪初后造山 拉 张 阶 段 。 受 到 西 伯 利 亚 板 块 和 塔 发育一系列 Ｎ 控制 里木板块的影响 ， Ｅ—ＮＮ Ｅ 断 裂， 了蛇绿岩套和花岗岩的分布 ， 区内出露的最老地层是 少量二叠纪火山岩及大 泥盆 — 石炭纪的火山碎屑岩 ， ） 。 量 Ｉ型 、 图１ Ａ 型花岗岩 （
［］ ６］ 高 山 林［ 获得阿克巴斯陶岩体 Ｐ ｂ 年龄为 ２ ９ ６ Ｍ ａ５ ， ； 年龄为 ３ １ ８±２． ９ Ｍ ａ Ｃ ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ｄ Ｊ ａ ｈ ｎ获得克拉玛依 ［］ — 花岗 岩 Ｒ 全 岩 等 时 线 年 龄 为 ｂ Ｓ ｒ ２ ９ ７±１ ２ Ｍ ａ７ ，
３ 形成时代
— 断裂及编号 （ — 花岗岩类 ３ — 铜矿 ４ — 金矿 图中 ： １ －Ⅳ） Ⅰ ２ ① — 铁厂沟岩体 ② — 哈 图 岩 体 ③ — 阿 克 巴 斯 陶 岩 体 ④ — 庙 儿沟岩体 ⑤ — 接 特 布 调 岩 体 ⑥ — 阿 拉 山 口 岩 体 ⑦ — 拉 巴 河
１ ８］ ， ） 异程度较强 ［ 球粒陨石标准化模式图 （ 图４ 呈右倾 １ ９］ “ ， 。二长花 海鸥型 ” 具有 Ａ 型 花 岗 岩 的 图 谱 特 征 ［
形成于长 期 较 稳 定 的 环 境 ， 和 Ａ 型花岗岩特征一 １ ６］ 。Ｒ （ ， 致［ 含量 较 高 平 ｂ ６ ８． ７×１ ０－６ ～１ ３ ４×１ ０－６ ） ／ 平均 ５． 比值 均１ ０ １． ２ ９， Ｒ ｂ Ｓ ｒ介于 ０． ７～１ ０． １ ５， ０ ２， 也较高 ， 与苏玉平 总结的 Ａ 型花岗岩微量元素特 征基 本 相 同 ， Ｅ ｕ相对负异常是由于岩浆发生分离结 主 要 为 斜 长 石 结 晶） 作 用 而 使 其 降 低。 岩 石 中 晶（
Ｋｗ ｏ ｎ 等 获 得 克 拉 玛 依 岩 体 的 锆 石 Ｕ—Ｐ ｂ年龄为 ［ ［ ［ ８］ ９］ １ ０］ 金成伟 、 伍建机 认为庙尔沟岩体 ３ ２ １±７ Ｍ ａ ； 为 Ａ 型花岗岩 ， 具有后碰撞花岗岩的特 征 ， 源区是来 自亏损地幔 ， 可能是早古生代期间形成的洋壳和岛弧 ， 建造 ， 获得庙尔沟岩体 Ｋ—Ａ 高山 ｒ年龄为 ２ ７ ７． ５ Ｍ ａ ４ ２ ４
４． １ 主量元素特征
闪石英闪长岩 、 中粒 正 长 闪 长 岩 等 岩 性 ， 多见有后期 花岗细晶岩脉贯入 ， 岩 体 节 理 十 分 发 育， 多球形风化 形成椭球状 、 球状 等 。 花 岗 岩 均 侵 入 到 泥 盆 系 、 石炭 系地层之中 ， 围岩受 其 侵 入 的 影 响 ， 物质成分多发生 了变化 ， 颜色变为黑色 — 深黑色 ， 暗色矿物增多 ， 愈接 ， 近岩体角岩化程度 愈 深 内 接 触 带 花 岗 岩 颗 粒 变 细 ， 有程度不同的混染岩化作用 。 岩体中含有大量包体 ， 成分接近混染花岗岩 。 ／ ／ 图 ２ Ａ ＮＫ －Ａ Ｃ ＮＫ 图解 ／ ／ Ｆ ｉ ． ２Ａ ＮＫ－Ａ Ｃ ＮＫ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｇ ｇ 花岗岩岩石化学 成 分 分 析 结 果 及 有 关 参 数 见 表 ， 岩石 具 有 高 硅 （ 低铝 １， Ｓ ｉ Ｏ２ ＝７ ３． ５ １％ ～７ ７． ８ １％ ） （ ） ， （ 偏 碱 性 Ａ ｌ ９ ６％ ～１ ４． １％ Ｋ ａ ２Ｏ ３ ＝９． ２Ｏ＋Ｎ ２Ｏ＝ ， ／ 准铝质到弱过铝质（ ６ ６％ ） Ａ Ｃ ＮＫ ５． ８ １％ ～ ９． ） ， ， 部分显示过碱性的特 征 （ 图 ２） 部分 ＝０． ８ ３～１． ０ ４ 样品的 Ｃ 表明岩 Ｉ ＰＷ 标 准 矿 物 中 也 出 现 少 量 刚 玉 ， 众多学者认为西 准 噶 尔 花 岗 岩 类 大 多 形 成 于 华 ５］ 力西期 。 如庞振 甲 ［ 认为阿克巴斯陶岩体是由上地 幔物质 （ 玄武岩浆 ） 作用下岩石部分熔融形成 ， 具有高 硅、 高 碱 及 低 铝 Ａ 型 花 岗 岩 的 特 征 。 获 得 锆 石 Ｕ—
１ ２］ １ ３］ 、 福等 ［ 王京彬等 ［ 所厘 定 的 准 噶 尔 “ 后碰撞” 时限
表明 西 准 噶 尔 地 区 在 石 炭 世 应 处 于 后 碰 撞 环 一致 ， 境。
４ 地球化学特征
图 １ 西准噶尔花岗岩类分布图 Ｆ ｉ ． １Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｕ ｎ ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｄ ｓ ｇ ｇ ｇ ｇ
、 ／ Ｋ Ａ ＮＫ 等比值与 Ｓ ｉ Ｏ２ 的含量具有明显的负相 ２Ｏ） ， 关性 ， 与Ｋ 则表现出正相关的变化 反映了分离结 ２Ｏ 晶作用在岩浆演化中起到重要作用 。 ４． ２ 微量元素特征 花岗岩类微 量 元 素 含 量 （ 表 ２） 及微量元素标准 化蛛网图 （ 图 ３） 显 示， 总 量 及 各 分 量 值 明 显 偏 高， 标 、 、 、 准化曲线向右中等倾斜 ， 表现为 Ｂ ａ Ｓ ｒ Ｎ ｂ、 Ｔ ａ Ｐ、 Ｔ ｉ
的亏损及 Ｔ 反映了有强烈分 ｈ、 Ｋ 的富集一中等富集 ， 表明形成西准噶尔岩体的岩 异的分离结晶作用存在 ，
１ ５］ ， 浆应是壳源的 ［ 显示了与地壳的相 似 性 ； 说明岩石