杜玉雕,呂鵬瑞,張東陽

(中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100083)

0 引言

查汗薩拉金礦是近年來在西天山發(fā)現(xiàn)的重要金礦床之一。礦區(qū)的勘查工作始于1941年,近年來新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)對金礦區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)普查、區(qū)域化探和淺部地質(zhì)評價(jià),發(fā)現(xiàn)了金礦化和礦體異常[1]。隗合明等提及到該地區(qū)的巖漿活動性質(zhì)和成礦系列類型[2],鄧洪濤在研究博羅科努北坡金銅礦成因類型時(shí)也提及該礦床的成因類型概況[3]。2007年,新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)對本區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的勘探,初步證實(shí)該區(qū)具有較好的成礦潛力[1];王軍年等利用化探方法發(fā)現(xiàn)了一系列有價(jià)值的礦化點(diǎn),并提出金礦地質(zhì)-地球化學(xué)找礦模型[4]。但是,礦化體的規(guī)模、品位變化、分布特征及其深部礦化情況等問題仍沒有得到很好解決,其主要原因是對金礦成礦作用的認(rèn)識尚有分歧。馮京等根據(jù)金礦化巖石的蝕變特點(diǎn)和金礦石的特征認(rèn)為查汗薩拉金礦是造山末期或期后伴隨伸展過程中構(gòu)造-巖漿-熱液作用形成的構(gòu)造蝕變巖型金礦,早階段張性構(gòu)造-巖漿作用和晚階段持續(xù)的張性構(gòu)造-熱液作用是金礦化富集的基本地質(zhì)過程[5]。羅小平等根據(jù)礦體氫、氧、碳、硫、鉛同位素地球化學(xué)研究,認(rèn)為成礦流體顯示巖漿熱液和變質(zhì)建造水的混合特征,CO2和成礦金屬具有巖漿來源特點(diǎn),硫化物中硫的來源可能與地層有關(guān)[7]。值得指出的是,礦體主要呈脈狀產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)脈巖中,少數(shù)產(chǎn)于脈巖與凝灰質(zhì)粉砂巖接觸帶內(nèi)。因此,馮京等根據(jù)礦化特征和礦物組合認(rèn)為礦化富集與海西中晚期石英閃長巖脈密切相關(guān)[6]。然而人們對于與成礦密切相關(guān)的巖體研究甚少,巖漿的形成和演化過程以及物理化學(xué)條件也不清楚,這在很大程度上制約了對成巖成礦過程的深入理解。

本文以查汗薩拉金礦巖體的研究工作為基礎(chǔ),結(jié)合前人研究成果,試圖通過巖體地球化學(xué)特征的分析,揭示本區(qū)巖體的巖石成因和物理化學(xué)條件,為 進(jìn)一步研究成礦條件和找礦標(biāo)志提供巖石學(xué)方面的依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

查汗薩拉巖體位于新疆精河縣東南60 km處的西天山博羅科努山北坡查汗薩拉一帶,處于伊連哈比爾尕金成礦帶內(nèi);其大地構(gòu)造位置為哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊南緣伊犁—伊塞克湖微板塊的依連哈比爾尕晚古生代溝弧帶西端,北接同一板塊中的巴爾喀什—準(zhǔn)噶爾微板塊,南鄰賽里木地塊和博羅科努古生代復(fù)合島弧帶,西近阿拉套陸緣構(gòu)造帶[8-9]。巖體附近出露的地層主要為上石炭統(tǒng)凝灰質(zhì)粉砂巖,巖石中細(xì)小的條紋狀沉積層理較明顯,條帶成分多為硅質(zhì),呈淺灰白色,巖性較單一,地層總體向S傾,傾角50°～80°,南部地層傾向和傾角均有較大變化;地表多被第四系沖積物覆蓋。

受巴音溝—古爾圖縫合帶的影響,區(qū)域構(gòu)造線呈NW-SE向展布,構(gòu)造較為復(fù)雜。查汗薩拉大斷裂的次級斷裂在礦區(qū)西部發(fā)育,多與主斷裂平行或斜交,其中斜交的次級斷裂多表現(xiàn)為右行錯(cuò)動,將閃長巖脈及礦(化)帶錯(cuò)(斷)開。斷裂帶寬度不一,一般寬10～20 m,延伸1 000 m以上;小者寬度1～2 m,乃至幾十厘米,延伸數(shù)十米至數(shù)百米,其走向?yàn)镹W-NNW向,傾角53°～65°;礦區(qū)東部斷層較少。

圖1 新疆西天山查汗薩拉金礦地質(zhì)簡圖(據(jù)馮京等,2008)Fig.1 The geological sketch of the Chahansala gold deposit in the Western Tianshan,Xinjiang

區(qū)域侵入巖發(fā)育,但巖體大多規(guī)模較小,呈巖株?duì)?、脈狀產(chǎn)出。鎂鐵質(zhì)巖脈主要見于查汗薩拉及其東側(cè),總體表現(xiàn)出帶狀分布的特點(diǎn),與金礦化關(guān)系較為密切。鎂鐵質(zhì)巖脈發(fā)育于張扭性斷裂內(nèi),邊界極不規(guī)則,空間形態(tài)上為扭曲狀,走向多變,且膨大、縮小、分支復(fù)合無規(guī)律,其內(nèi)見眾多凝灰質(zhì)粉砂巖團(tuán)塊。在鎂鐵質(zhì)巖脈內(nèi)及粉砂巖中沿裂隙發(fā)育大量的石英細(xì)脈(局部為石英團(tuán)塊),規(guī)模均不大。

巖體規(guī)模較小,出露面積小于1 km2;明顯受NW向深大斷裂控制,沿深大斷裂呈帶狀分布。主要由閃長巖和輝長巖組成,其中閃長巖出露最為廣泛;多呈不規(guī)則巖株?duì)?、脈狀,延伸方向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致,平面形態(tài)呈似橢圓狀或長條狀(圖1);巖體內(nèi)礦化蝕變較為發(fā)育,以斷裂破碎帶為中心,向兩側(cè)減弱;蝕變類型有黃(褐)鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化,綠泥石化相對較弱,偶見孔雀石化。巖體侵入上石炭統(tǒng)奇爾古斯套組凝灰質(zhì)粉砂巖中,與圍巖多呈不規(guī)則接觸,接觸界面波狀彎曲且外傾,傾角中等,有巖枝伸入圍巖之中。地表巖體出露不連續(xù),間有第四系沖積物覆蓋。

2 巖石學(xué)特征

本區(qū)巖體中閃長巖出露最為廣泛,同時(shí)還有少量的輝長巖。侵入巖多呈巖株?duì)?、脈狀產(chǎn)出,未見二者的明顯接觸關(guān)系。經(jīng)過手標(biāo)本和顯微鏡觀察,主要巖石類型的巖相學(xué)特征如下:

(1)閃長巖。風(fēng)化面為黃色或灰黃色,新鮮面為青灰色,半自形中細(xì)粒結(jié)構(gòu),致密塊狀構(gòu)造。主要礦物為石英(5%～10%)、斜長石((25%～35%)、鉀長石(20%～25%)、角閃石(20%～25%)。石英多為他形粒狀(圖2A),粒度不均,顆粒小者0.01 mm×0.02 mm,大者 0.04 mm ×0.06 mm,多具波狀消光;斜長石多呈半自形柱狀、板狀,顆粒小者0.02 mm×0.04 mm,大者0.06 mm×0.09 mm,可見聚片雙晶(圖2B),部分雙晶紋消失,晶體輕微碎裂,邊部發(fā)育絹云母化;鉀長石多為半自形板狀,有簡單雙晶出現(xiàn),顆粒小者0.02 mm×0.04 mm,大者0.05 mm×0.08mm;角閃石呈自形-半自形板柱狀,橫斷面近菱形,解理清楚,有多色性,核部發(fā)育綠泥石化(圖 2C),顆粒小者 0.04 mm×0.09 mm,大者0.07 mm×0.12 mm。

圖2 查汗薩拉巖體樣品顯微照片F(xiàn)ig.2 Microscopic Photo of samples from the Chahansala intrusion

(2)輝長巖。風(fēng)化面為灰黃色,新鮮面為青灰色,中細(xì)粒結(jié)構(gòu),致密塊狀構(gòu)造。主要礦物為輝石(35%～40%)、斜長石(45%～50%)、角閃石(10%～15%)。輝石多呈短柱狀,具兩組正交解理,縱切面可見一組解理,顆粒小者0.08 mm×0.1 mm,大者0.1 mm×0.2 mm,蝕變強(qiáng)烈(圖2D);斜長石呈半自形柱狀、板狀,顆粒小者0.08 mm×0.1mm,大者0.1 mm×0.15 mm,可見聚片雙晶,部分絹云母化(圖2E);角閃石呈半自形柱狀,橫斷面可見兩組斜交解理,局部發(fā)育綠泥石化,顆粒小者0.03 mm×0.06 mm,大者0.06 mm×0.1 mm。副礦物為磁鐵礦(1%～2%)(圖2F)。

3 地球化學(xué)特征

3.1 地球化學(xué)分析方法

查汗薩拉巖體的主要元素分析在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成,分析方法為XRF,分析精度優(yōu)于0.1%～1.0%,其中FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)用濕化學(xué)法測定,分析精度優(yōu)于0.5%～1%。燒失為1 000℃時(shí)的燒失量;采用粉末樣品壓片制樣,用X射線熒光光譜儀直接測量樣品中SiO2等10項(xiàng)主量元素以及Ti,Cr,Rb,Sr,Ba,Zr等34個(gè)痕量元素,各分析元素采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法與散射線內(nèi)標(biāo)法校正元素間的基體效應(yīng)。15種稀土元素和Ni,Cu,Zn,Ga,Nb,Mo,Cd,Cs,Hf,Ta,Pb,Bi,Th,U元素采用ICP-MS分析,在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的等離子體質(zhì)譜儀上測定完成。角閃石電子探針成分分析在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心電子探針實(shí)驗(yàn)室完成;實(shí)驗(yàn)條件:加速電壓 15 kV,電流 1 ×10-8A,束斑 1μm,ZAF修正法。

3.2 主量元素地球化學(xué)特征

由表1可以看出,本區(qū)巖石樣品w(SiO2)=46.47%～63.14%,平均 53.03%,變化范圍大;低w(TiO2)(0.56%～1.32%,平均為 0.87%);w(Al2O3)=13.02%～15.69%,變化不明顯;w(MgO)=1.91%～8.32%,變化顯著;w(TFeO)=5.14%～9.76%,且 FeO ＞Fe2O3;高鈣(w(CaO)＞2%);堿質(zhì)稍低(w(Na2O+K2O)=4.64%～7.55%,平均5.88%);w(Na2O)偏高 ,Na2O/K2O=0.59～4.20,平均3.71,總體上Na2O＞K2O。樣品較高的燒失量與巖體發(fā)生強(qiáng)烈蝕變有關(guān)。

在反映巖石系列的SiO2-(K2O+Na2O)圖解中[10],樣品大都落在堿性、亞堿性巖石分界線附近(圖3),說明它們具有過渡的特點(diǎn),但絕大多數(shù)樣品偏向于亞堿性區(qū)域。在巖體的 K2O-SiO2圖解中[11],一部分樣品落在鈣堿性系列區(qū)域,一部分落在高鉀鈣堿性系列范圍內(nèi),個(gè)別樣品落在鉀玄巖系列范圍內(nèi),這可能是巖體后期蝕變導(dǎo)致w(K2O)發(fā)生較大變化的緣故;巖石樣品的里特曼組合指數(shù)變化范圍較大,為1.97～4.63,平均值3.05(<3.3),屬鈣堿性系列;A/N K=1.34～2.73,平均值＞1;鋁飽和指數(shù)A/CN K=0.59～1.02(均<1.1),平均值0.84(<0.90)?？傊?查汗薩拉巖體為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性系列。

表1 查汗薩拉巖體主量元素分析結(jié)果Table 1 The analysis results about the major elements of the Chahansala intrusion

圖3 SiO2-(K2O+Na2O)圖解[10]和SiO2-K2O圖解Fig.3 SiO2-(K2O+Na2O)diagram and SiO2-K2O diagram

在巖體的 Harker圖解(圖 4)中[12],總體上MgO,CaO,TFeO和 TiO2隨著SiO2的增高而有小幅降低,Na2O,K2O,Al2O3和 P2O5與SiO2沒有明顯的相關(guān)性,總的說來相關(guān)程度不高,離散性較明顯;而分異指數(shù)偏低(DI=4.83～34.56,平均為17.93)說明僅有少量的暗色礦物和長石分離結(jié)晶,反映了巖漿結(jié)晶分異程度不高。

3.3 微量元素地球化學(xué)特征

從微量元素分析結(jié)果(表2)中可以看出,V,Cr,Sr,Ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,而Nb,Cs,Hf,Ta和 Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對偏低。巖體中w(Cr)=153.485×10-6～393.355×10-6,w(Ni)=70.150×10-6～175.285×10-6,w(Co)=15.545×10-6～38.899×10-6;Ni/Co=4.187～5.843,暗示成巖物質(zhì)具有地幔物質(zhì)特征。而輝長巖中Ni和Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,顯示原生巖漿的特征;w(Rb)相對較低,可能與巖體的后期蝕變有關(guān);Nb/Ta相對較低(14.04～17.29);La/Nb=2.28～3.40,平均 2.87,與地殼La/Nb比值相近;Nb/U=2.62～8.20,平均4.90,低于球粒隕石和原始地幔值;Nb/Pb=0.46～0.97,平均0.67,與大陸地殼值(1.6)相近[13]。巖體的Rb/Sr值和 Sr/Nd值變化較小(分別為 0.051～0.238和10.025～38.024),反映了巖體組成相對均一[14]。在微量元素配分中顯示出Nb和 Ta有明顯的虧損,Zr和 Th有輕微的虧損(圖5),而U,Ba和Pb富集,多表現(xiàn)為波谷,總體上向右傾斜。

圖4 巖體的 H arker圖解Fig.4 The Harker diagrams of the intrusion

圖5 查汗薩拉巖體微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線Fig.5 The primordial mantle normalized pattern of trace elements of the Chahansala intrusion

巖體的 ∑REE偏低(51.22×10-6～69.57×10-6),且隨巖石酸度的增加而沒有明顯變化,暗示稀土元素不富集,總體變異趨勢不明顯。LREE/HREE=3.03～5.74,均為輕稀土富集型;La/Yb=3.44～7.75;Sm/Nd=0.21～0.29,且(La/Yb)N＞1,(La/Sm)N＞1,反映LREE富集型。La/Sm=1.811～4.067,Gd/Yb=1.765～2.154;(La/Sm)N和(Gd/Lu)N比值都較低(分別為1.1～2.5和 1.4～1.8);暗示輕、重稀土元素內(nèi)部分異不明顯,但LREE分餾程度略高,HREE內(nèi)部分餾作用弱。稀土元素配分曲線呈向右緩傾的曲線(圖6),且輕稀土元素配分型式為逐漸降低,重稀土元素則近于水平,表現(xiàn)為LREE相對富集、HREE相對虧損的平緩曲線;同時(shí)有較弱的Ce負(fù)異常,表明其成巖環(huán)境氧逸度高[15];樣品具有微弱的負(fù) Eu異常,表明其巖漿演化過程中斜長石分離結(jié)晶較弱,斜長石幾乎全部進(jìn)入熔漿。同一系列巖石的分布型式非常接近,暗示其具有相同或相近的成因,也反映了同源巖漿的特點(diǎn)。

3.4 角閃石礦物化學(xué)特征

角閃石是查汗薩拉金礦巖體中的主要鐵鎂礦物,在閃長巖和輝長巖中普遍發(fā)育。表3中w(SiO2)=45.31%～48.51%,平均46.52%;w(MgO)=14.38%～15.94%,平均 14.80%;w(Al2O3)=7.25%～10.63%;w(Na2O)=1.58%～2.31%;w(K2O)=0.25%～0.60%;w(Mg#)=0.67～0.71。角閃石結(jié)構(gòu)中B位陽離子是決定角閃石結(jié)構(gòu)類型的主要因因素[16];B位空隙 較大,被Fe2+,Mn和Ca所占據(jù),它們的離子半徑一般較大,則該晶系為單斜晶系。(Ca+Na)B＞1.34,在B位上沒有Na,(Na+K)＞0.50,Ti<0.50。

圖6 查汗薩拉巖體稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線Fig.6 The chondrite normalized REE pattern of the Chahansala intrusion

表2 查汗薩拉巖體微量元素、稀土元素的分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù)Table 2 The analysis and related parameters of trace element in the Chahansala intrusion

根據(jù)Leake等的角閃石分類方案(圖7)[17],本區(qū)角閃石屬鈣角閃石類的鎂角閃石和純角閃石。

4 討論

4.1 巖石成因

本區(qū)侵入巖w(SiO2)=46.47%～63.14%,平 均53.03%;其基性端元的w(SiO2)<53%,實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究結(jié)果表明,大陸地殼局部熔融不能產(chǎn)生比安山巖更基性的原生巖漿[18-20],陸殼局部熔融產(chǎn)物的w(SiO2)通常應(yīng)＞56%。很顯然,查汗薩拉地區(qū)侵入巖不可能完全由陸殼直接局部熔融產(chǎn)生,應(yīng)該有地幔物質(zhì)的加入。巖石組合中出現(xiàn)真正的基性端元組分,巖石w(SiO2)較低,過渡族金屬元素Cr,Ni等的富集暗示地幔成分可能非常多。Sr/Y=9.868～32.190,該值<40;Rb隨巖漿分異作用加強(qiáng)而明顯富集,Sr主要在巖漿早期階段富集,在分異程度高的巖漿中Ba減少,Rb/Sr和Rb/Ba的比值不高,分別為0.051～0.238和0.044～0.210,這一方面暗示原始巖漿未經(jīng)高度的結(jié)晶分異作用[21],另一方面說明源巖可能部分來自地殼[22]。Ba/Y=5.488～38.912,平均24.632,暗示地幔富集程度高[23]。巖石顯示負(fù)的Nb異常,反映了大陸地殼的特征,可能指示地殼物質(zhì)參與了巖漿過程[24];Nb,Th,Ta明顯虧損以及U的富集可能顯示巖體與地殼物質(zhì)的加入有關(guān)[25]。巖石微量元素地球化學(xué)特征表明,查汗薩拉巖體的巖漿可能起源于地幔,LIL E元素的富集反映了大陸組分的混染[26]。由此反映巖體來源于殼-幔物質(zhì)混合而成的混源巖漿,這與準(zhǔn)噶爾板塊南緣伊連哈比爾尕晚古生代溝弧帶巖漿活動性質(zhì)為殼幔混源相一致[2]。

表3 閃長巖中角閃石的電子探針成分分析結(jié)果Table 3 The microprobe analysis of amphibole in the diorite

圖7 角閃石成分分類圖解[17]Fig.7 The composition classification diagram of amphibole

在角閃石的 TiO2-Al2O3圖解[27](圖8)中,本區(qū)角閃石全部落在殼幔源區(qū),并且投點(diǎn)偏向于幔源區(qū)域,從整體上反映出本區(qū)成巖物質(zhì)來源于地殼,并且有大量地幔物質(zhì)的加入。在反映巖漿演化方式的TFeO-MgO圖解[26](圖8)中,樣品的投點(diǎn)均沿殼幔混合線分布,但較為離散,這可能是巖體后期蝕變或風(fēng)化導(dǎo)致 TFeO增高的緣故。而在主量元素中,Na2O/CaO比值隨著Al2O3/CaO比值的增大而增大,有很好的相關(guān)性,反映出殼幔物質(zhì)交換、混合的特點(diǎn)[29]。由此可以看出,查汗薩拉巖體是殼幔相互作用的產(chǎn)物。

在 Harker圖解中,總體上MgO,CaO,TFeO和TiO2隨著 SiO2的增高而有輕微的降低,Na2O,K2O,Al2O3和 P2O5與 SiO2沒有明顯的相關(guān)性?！芌EE較低;LREE/HREE,La/Yb和Sm/Nd的比值較低,反映REE分餾程度低,LREE和 HREE分餾不明顯;具有微弱的負(fù)銪異常;Rb/Sr和Rb/Ba比值較低。這些特點(diǎn)表明其巖漿演化演化程度不高。

另外,La/Sm和La/Yb對La圖解可以區(qū)分結(jié)晶分異作用和部分熔融作用。在部分熔融過程中,La/Sm比值有一定變化,其趨勢軌跡為斜線;而在分離結(jié)晶作用過程中,La/Sm比值幾乎沒有明顯的變化,其分布趨勢軌跡為近水平的直線[30]。由圖9可以看出,絕大多數(shù)樣品的投影點(diǎn)沿一較陡的斜線分布,隨著La的增加,La/Sm和La/Yb呈線性增加,完全符合部分熔融的地球化學(xué)作用;因此說明,在巖漿演化過程中,巖漿作用以部分熔融為主,指示了本區(qū)巖石是由殼幔型巖漿經(jīng)過平衡部分熔融作用而形成。

4.2 溫度壓力估算

張儒瑗等指出[31],普通角閃石的 Ti含量與溫度有關(guān),Ti含量隨溫度增高而增大;AlⅣ隨溫度增高而增加。結(jié)合角閃石中的AlⅣ和 Ti隨溫度變化圖解可知(圖10),角閃石的平衡溫度為650～760℃,低于一般巖漿角閃石的結(jié)晶溫度,可能與含有大量流體有關(guān),使角閃石的固相線下降;這與深部巖體在上升侵位過程中帶來大量成礦流體相吻合[6]。

圖8 角閃石的Ti2O-Al2O3圖解[27]和TFeO-MgO圖解[28]Fig.8 The Ti2O-Al2O3diagram of amphibole and the TFeO-MgO diagram of the intrusion

圖9 La/Sm和La/Yb對La的圖解Fig.9 The diagram of La/Sm and La/Yb versus La

圖10 角閃石中的AlⅣ和Ti隨溫度變化圖解[31]Fig.10 The diagram showing change of AlⅣand Ti in the amphibole with change of the temperature

實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料證實(shí),鈣堿性侵入巖中角閃石的全鋁含量與結(jié)晶時(shí)的壓力成正比,這是確定巖體結(jié)晶深度的一種有效方法。Hammarstrom和Zen在大量角閃石成分?jǐn)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上[32],經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得到了一個(gè)角閃石中鋁與壓力之間的線性關(guān)系:p=-3.92+5.03 AlT,γ2=0.80;其中AlT是角閃石結(jié)構(gòu)式中Al原子總數(shù)。壓力誤差范圍為3×108Pa。該壓力計(jì)主要適用于主要礦物組合為斜長石+角閃石+黑云母+鉀長石+石英+磁鐵礦+綠簾石的巖石,并且在壓力低于10×108Pa時(shí)較為準(zhǔn)確。隨后 Hollister et al,Johnson,Schmidt分別通過實(shí)驗(yàn)校正對該公式又作了些改進(jìn)[33-35],獲得如下壓力方程:p=(-4.76+5.64 AlT)×108Pa,p=(-3.46+4.23 AlT)×108Pa,p=(-3.01+4.76 AlT)×108Pa。通過以上角閃石全鋁壓力計(jì)算公式得到的壓力數(shù)據(jù),可看到巖體中角閃石的形成壓力為1.76 ×108Pa～5.75 ×108Pa(表4),差異較大(圖12);角閃石中心的形成壓力普遍比邊緣的形成壓力高(圖11),反映角閃石從核部→邊部是一個(gè)壓力降低的結(jié)晶過程;而它們的形成溫度幾乎沒有明顯的變化(650～760℃),表明一部分角閃石是在巖漿上升過程中結(jié)晶的,另一部分可能是巖漿定位以后結(jié)晶的,這對巖體成巖過程分析發(fā)揮了重要的作用。

表4 查汗薩拉巖體角閃石全鋁壓力計(jì)算結(jié)果Table 4 The aluminum pressure results of amphibole in the Chahansala intrusion

圖11 角閃石電子探針的位置Fig.11 The location of microprobe analysis in amphibole

圖12 查汗薩拉巖體的 p-T圖解Fig.12 Thep-Tdiagram of the Chahansala intrusion

中泥盆世初期,板內(nèi)伸展作用在新疆西天山地區(qū)普遍發(fā)生,早石炭世后期形成依連哈比爾尕晚古生代弧前-海溝帶[36],晚石炭世末-二疊紀(jì),西天山所有洋盆閉合,進(jìn)入板塊碰撞-板內(nèi)伸展階段,大量幔源花崗巖類和少量的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖在上地殼侵位[37]。查汗薩拉巖體侵入于上石炭統(tǒng)圍巖中,金礦化可能伴隨巖漿晚期或期后的構(gòu)造-熱液活動而發(fā)生,可推測成巖和成礦時(shí)代在晚石炭世末期-二疊紀(jì)或之后,形成于造山晚期,與海西中晚期巖漿侵入密切相關(guān)[7]。海西中晚期構(gòu)造活動強(qiáng)烈,并且?guī)r漿侵入活動強(qiáng)烈[2],侵入體多分布于區(qū)域性深大斷裂帶附近。由此可以推測海西中晚期大量地幔物質(zhì)侵入到深部地殼環(huán)境,形成殼?；旌闲蛶r漿,同時(shí)地殼深部有部分角閃石結(jié)晶;由于構(gòu)造活動強(qiáng)烈,形成區(qū)域性深大斷裂帶,巖漿沿著深大斷裂從大約20 km處(巖漿房的深度)快速上侵到深度約為6 km(假定1×109Pa≈33 km)處結(jié)晶成巖,即結(jié)晶于地殼環(huán)境,形成深成侵入巖。

5 結(jié)論

(1)本區(qū)巖石系列具有過渡的特點(diǎn),屬于亞堿性的準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性系列,巖性為輝長巖和閃長巖。總體上MgO,CaO,TFeO和TiO2隨著SiO2的增高而有輕微的降低,Na2O,K2O,Al2O3和P2O5與SiO2沒有明顯的相關(guān)性,這說明僅有少量的暗色礦物和長石分離結(jié)晶,同時(shí)也反映了巖漿演化程度不高。

(2)在微量元素配分中顯示 Th,Nb,Ta和 Zr相對虧損,而U,Ba和 Pb富集,總體上向右傾斜,顯示負(fù)的Nb異常和高的正Pb異常,反映本區(qū)巖漿屬于殼?；旌闲蛶r漿;稀土元素配分曲線呈向右的平緩傾斜,且輕稀土元素配分型式為逐漸降低,重稀土元素則近于水平,屬于向右緩傾斜的輕稀土元素富集型;稀土總量∑REE偏低且變化不大,輕、重稀土分餾不明顯,但輕稀土元素分餾程度略高,HREE內(nèi)部分餾作用弱;有較弱的Ce和 Eu負(fù)異常。稀土元素地球化學(xué)特征顯示巖體形成時(shí)的巖漿演化程度不高。

(3)本區(qū)角閃石屬于鈣角閃石類的鎂角閃石和純角閃石,一部分角閃石是在巖漿上升過程中結(jié)晶,另一部分可能是巖漿定位以后結(jié)晶的;由于原始巖漿含有大量的流體,降低了角閃石的結(jié)晶溫度,導(dǎo)致角閃石形成溫度為650～760℃;成巖物質(zhì)含有地殼物質(zhì),并且有大量地幔物質(zhì)的加入;海西中晚期大量地幔物質(zhì)侵入到深部地殼環(huán)境,形成殼?；旌闲蛶r漿,同時(shí)地殼深部有部分角閃石結(jié)晶;由于構(gòu)造活動強(qiáng)烈,形成區(qū)域性深大斷裂帶,巖漿沿著深大斷裂從大約20 km處(巖漿房的深度)快速上侵到深度約 為6 km的部位結(jié)晶成巖,形成深成侵入巖。

致謝:本文得到了國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:2006BAB07B01)的資助。在數(shù)據(jù)的分析過程中得到中國地質(zhì)大學(xué)(北京)張招崇教授的幫助,羅照華教授提出了寶貴的修改意見,在此向他們表示誠摯的感謝!

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