东昆仑祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿成矿时代及其地质意义——黑云二长花岗岩地球化学特征和锆石U-Pb年龄证据

时超; 李荣社; 何世平; 计文化; 辜平阳; 陈守建; 张海迪

东昆仑祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿成矿时代及其地质意义——黑云二长花岗岩地球化学特征和锆石U-Pb年龄证据

时超^{1, 2,},
李荣社^{1, 2, ,},
何世平^{1, 2},
计文化^{1, 2},
辜平阳^{1, 2},
陈守建¹,
张海迪^{1, 2}

1.
中国地质调查局西安地质调查中心/国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室, 陕西西安 710054
2.
中国地质调查局西安地质调查中心/造山带地质研究中心, 陕西西安 710054

基金项目:

中国地质调查局项目《秦岭成矿带文康—凤太地区地质矿产调查》 DD20160014

《西南三江成矿带北段地质矿产综合调查》 12120114044801

详细信息

作者简介:
时超(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事大地构造和地球化学研究。E-mail:fancyboy88@163.com

通讯作者:
李荣社(1959-), 男, 教授, 从事区域地质调查研究工作。E-mail:lrongshe@cgs.cn

中图分类号: P618.4;P597⁺.3
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2016-02-01
- 修回日期: 2016-05-22
- 网络出版日期: 2023-08-15
- 刊出日期: 2017-05-31

A study of the ore-forming age of the Hutouya deposit and its geological significance:Geochemistry and U-Pb zircon ages of biotite monzonitic granite in Qimantag, East Kunlun Mountains

SHI Chao^{1, 2,},
LI Rongshe^{1, 2, ,},
HE Shiping^{1, 2},
JI Wenhua^{1, 2},
GU Pingyang^{1, 2},
CHEN Shoujian¹,
ZHANG Haidi^{1, 2}

1.
MLR Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits, Xi'an Center of Geological Survey, CGS, Xi'an 710054, Shaanxi, China
2.
Research Center for Orogenic Geology, Xi'an Center of Geological Survey, CGS, Xi'an 710054, Shaanxi, China

摘要

摘要:
虎头崖铅锌多金属矿床位于东昆仑祁漫塔格地区，矿区内中酸性侵入岩体广泛发育，且与成矿关系密切。通过高精度LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年，获得与矿化、矽卡岩化关系密切的黑云二长花岗岩锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为234.2±1.5 Ma。地球化学分析表明，黑云二长花岗岩具有高Al₂O₃、K₂O，低TiO₂、Na₂O的特征，稀土和微量元素显示其富集轻稀土元素、Rb、Th和部分高场强元素，Nb、Sr、Zr相对亏损，稀土元素表现为LREE/HREE明显分离的配分模式，总体表现为I型花岗岩的特征。在（Y+Nb）-Rb图解中落入后碰撞花岗岩区，在R1-R2因子判别图上落入造山晚期和同碰撞花岗岩重叠区，显示其可能形成于碰撞-后碰撞构造阶段。虎头崖铅锌多金属矿区Ⅵ矿带具有强烈的矽卡岩化，结合矿石组构、脉石矿物、围岩蚀变等特征，认为其具有矽卡岩型矿床的特征，形成于234.2±1.5 Ma（中—晚三叠世）。
- LA-ICP-MS锆石U-Pb测年 /
- 黑云二长花岗岩 /
- 构造环境 /
- 虎头崖铅锌多金属矿 /
- 矽卡岩型矿床
Abstract:
The Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit is located in Qimantag, East Kunlun Mountains.Intermediate-acid intru-sive rocks occur widely in this area, and are closely related to iron polymetallic mineralization.The ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted average age is 234.2±1.5 Ma, which was obtained by in-situ LA-ICP-MS zircon dating of biotite monzonitic granite that was closely related to mineralization and skarn.The results of geochemical analysis show that the biotite monzonitic granite is characterized by high Al₂O₃, K₂O and low TiO₂, Na₂O.The I-type granites are characterized by rich LREE, Rb, Th and some of HFSE, but poor Nb, Sr and Zr, and clear separation of LREE from HREE.In diagram of(Y+Nb)-Rb, all samples fall into post-collision granite area, and in R1-R2 diagram, all samples fall into the superimpositon of post-collision granite area and collision granite area, indicating that the gran-ites probably formed in a collision-post-collision structural phase.The Ⅵ belt of the Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit expe-riended strong skarnization.The authors hold that the deposit has characteristics of skarn deposit, as shown by its ore fabric, gangue minerals, wall rock alteration, and it was formed at 234.2±1.5 Ma (Middle-Late Triassic).
- LA-ICP-MS zircon U-Pb dating /
- biotite monzonitic granite /
- tectonic environment /
- Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit /
- skarn deposit

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致谢: 在论文完成过程中，中国地质调查局西安地质调查中心计文化研究员、陈守建教授级高工给予了大力的支持和鼓励；镜下鉴定过程中得到中国地质调查局西安地质调查中心叶芳研究员、张汉文研究员的帮助；数据测试过程中得到西北大学柳小明教授的有益帮助，在此一并表示衷心的谢意。

图 1 虎头崖铅锌多金属矿区地质简图（据参考文献[11]修改）

1—蓟县系狼牙山组；2—奥陶系-志留系滩间山群；3—下石炭统大干沟组；4—上石炭统缔敖苏组；5—上三叠统鄂拉山组；6—第四系；7—二长花岗岩；8—钾长花岗岩；9—花岗闪长岩；10—闪长岩；11——辉绿岩脉；12—矽卡岩化带；13—断层；14—采样位置及编号；Ⅰ—塔里木陆块；Ⅱ—阿北-敦煌地块；Ⅲ—阿尔金造山带；Ⅲ-1—红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带；Ⅲ-2—阿中地块；Ⅲ-3—阿帕-茫崖早古生代蛇绿构造混杂岩带；Ⅳ—昆仑造山带；Ⅳ-1—北昆仑(祁漫塔格)岩浆弧带；Ⅳ-2—中昆仑微地块；Ⅳ-3—昆南增生楔杂岩带；Ⅴ—巴颜喀拉褶皱带；Ⅵ—柴达木陆块；Ⅵ-1—柴达木盆地北缘；Ⅵ-2—柴达木盆地；Ⅶ—祁连造山带；①—阿尔金北缘断裂；②—阿尔金南缘断裂；③—昆北断裂带；④—黑山-那陵格勒断裂；⑤—白干湖断裂；⑥—昆中断裂带；⑦—昆南断裂带；⑧—柴北缘断裂

Figure 1. Geological sketch map of the Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit

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图 2 黑云母二长花岗岩的野外（a）和显微特征（b、c正交偏光）

Q—石英；Pl—斜长石；Bi—黑云母

Figure 2. Macroscopic (a) and microscopic (b、c) characteristics of the biotite monzonitic granite(crossed nicols)

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图 3 黑云二长花岗岩（14H-1）锆石阴极发光（CL）图像（a）及U-Pb谐和图（b）

（a图中的圆圈为测定时的激光剥蚀范围，数字为点编号和²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄/Ma）

Figure 3. CL images (a) and U-Pb concordia diagram (b) of zircon from biotite monzonitic granite

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图 4 虎头崖铅锌多金属矿黑云二长花岗岩的Shand指数(a)^[20]和SiO₂-K₂O图解(b)^[21]

Figure 4. Shand'index (a) and SiO₂-K₂O diagram (b) of biotite monzonitic granite in the Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit

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图 5 虎头崖铅锌多金属矿黑云二长花岗岩的Harker图解（图例同图 4）

Figure 5. Harker diagram of biotite monzonitic granite in the Hutouya Pb-Zn polymetallic ore deposit

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图 6 黑云二长花岗岩稀土元素球粒陨标准化配分图解（a）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）^[22]

Figure 6. Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive-mantle normalised spidergram (b)for biotite monzonitic granite

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图 7 虎头崖铅锌多金属矿黑云二长花岗岩构造环境图解^[38-39]

VGA—火山弧花岗岩；ORG—大洋脊花岗岩；WPG—板内花岗岩；Syn-COLG—同碰撞花岗岩；Post-COLG—后碰撞花岗岩

Figure 7. Diagrams of tectonic environment of biotite monzonitic granite in the Hutouya Pb-Zn polymetallic ore doposit

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表 2 黑云二长花岗岩主量元素含量

Table 2 Major element composition of biotite monzonitic granite

%
样品编号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO
14H-2	74.88	0.17	12.96	0.49	1.38	0.05	0.53	1.38
14H-3	75.40	0.12	13.15	0.58	1.05	0.05	0.23	1.04
14H-4	76.35	0.11	12.75	0.36	0.97	0.04	0.20	0.93
14H-5	76.36	0.11	12.69	0.55	0.82	0.05	0.17	0.92
14H-6	76.33	0.10	12.83	0.34	0.97	0.04	0.15	0.91
14H-7	73.26	0.25	13.85	0.36	1.85	0.06	0.51	1.80
样品编号	Na₂O	K₂O	P₂O₅	TFeO	里特曼指数	TFeO/MgO	AR	A/CNK
14H-2	3.40	4.70	0.05	1.82	2.06	3.45	3.60	0.98
14H-3	3.67	4.66	0.05	1.57	2.14	6.75	3.84	1.01
14H-4	3.44	4.80	0.04	1.30	2.04	6.42	4.03	1.02
14H-5	3.50	4.79	0.04	1.32	2.06	7.68	4.11	1.01
14H-6	3.47	4.82	0.04	1.28	2.06	8.44	4.04	1.02
14H-7	3.46	4.50	0.09	2.18	2.10	4.31	3.07	1.00

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表 1 虎头崖铜多金属矿区黑云二长花岗岩(14H-1) LA-ICP-MS单颗粒锆石U-Th-Pb同位素测年结果

Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic dating of biotite monzonitic granite (14H-1) of the copper polymetallic ore district in Hutouya area

测点编号	同位素含量/10^-6			同位素比值								年龄/Ma								Th/U	谐和度
	Th	U	Pb^*	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th
	Th	U	Pb^*	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	年龄	1σ	年龄	1σ	年龄	1σ	年龄	1σ
1	161	439	18	0.0546	0.0027	0.283	0.014	0.0376	0.0003	0.0117	0.0002	397	115	253	11	238	2	236	3	0.37	106.30
2	195	452	18	0.0514	0.0014	0.264	0.007	0.0372	0.0003	0.0120	0.0002	258	44	238	5	235	2	241	4	0.43	101.28
3	254	504	21	0.0533	0.0014	0.266	0.006	0.0362	0.0003	0.0120	0.0002	342	41	240	5	229	2	241	3	0.50	104.80
4	208	314	14	0.0534	0.0020	0.266	0.010	0.0361	0.0004	0.0121	0.0002	347	63	239	8	228	2	244	4	0.66	104.82
5	193	489	20	0.0509	0.0014	0.263	0.006	0.0374	0.0003	0.0122	0.0002	235	43	237	5	237	2	246	4	0.39	100.00
6	140	278	11	0.0512	0.0017	0.263	0.008	0.0373	0.0003	0.0111	0.0002	248	55	237	6	236	2	223	4	0.50	100.42
7	405	786	33	0.0502	0.0023	0.262	0.011	0.0378	0.0004	0.0125	0.0003	204	79	236	9	239	3	250	6	0.52	98.74
8	254	472	20	0.0536	0.0013	0.267	0.006	0.0361	0.0003	0.0114	0.0001	353	38	240	5	229	2	230	3	0.54	104.80
9	168	384	16	0.0505	0.0017	0.261	0.008	0.0376	0.0003	0.0120	0.0002	218	57	236	7	238	2	240	5	0.44	99.16
10	280	496	21	0.0506	0.0014	0.262	0.006	0.0376	0.0003	0.0126	0.0002	224	43	237	5	238	2	252	3	0.56	99.58
11	238	476	21	0.0520	0.0017	0.263	0.008	0.0367	0.0003	0.0130	0.0002	286	54	237	6	232	2	262	4	0.50	102.16
12	208	382	16	0.0513	0.0010	0.259	0.005	0.0367	0.0002	0.0115	0.0001	252	29	234	4	232	1	231	2	0.54	100.86
13	217	352	15	0.0509	0.0014	0.262	0.007	0.0373	0.0003	0.0123	0.0002	237	46	236	6	236	2	247	3	0.62	100.00
14	166	366	15	0.0512	0.0018	0.262	0.009	0.0372	0.0003	0.0121	0.0002	248	58	236	7	235	2	243	5	0.45	100.43
15	309	748	30	0.0512	0.0010	0.263	0.005	0.0373	0.0002	0.0124	0.0001	250	29	237	4	236	1	249	3	0.41	100.42
16	210	423	18	0.0514	0.0011	0.264	0.005	0.0373	0.0002	0.0123	0.0001	261	33	238	4	236	1	247	3	0.50	100.85
17	224	354	17	0.0513	0.0027	0.257	0.014	0.0364	0.0003	0.0115	0.0001	253	125	232	11	230	2	230	2	0.63	100.87
18	447	1015	43	0.0530	0.0020	0.267	0.010	0.0365	0.0004	0.0129	0.0003	327	63	240	8	231	2	259	6	0.44	103.90
注：Pb^=0.241 ²⁰⁶Pb+0.221* ²⁰⁷Pb+0.524* ²⁰⁸Pb

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表 3 黑云二长花岗岩稀土和微量元素含量

Table 3 REE and trace elements composition of biotite monzonitic granite

10^-6
样品编号	10H-2	10H-3	10H-4	10H-5	10H-6	10H-7
La	22.80	27.50	26.20	28.30	28.20	33.30
Ce	42.10	49.10	48.80	53.20	51.10	57.30
Pr	4.88	5.75	5.36	5.77	5.78	6.61
Nd	15.90	18.40	17.20	18.60	18.60	22.10
Sm	3.25	3.62	3.26	3.48	3.58	3.88
Eu	0.34	0.32	0.31	0.26	0.29	0.70
Gd	2.97	3.50	3.08	3.22	3.14	3.31
Tb	0.49	0.56	0.50	0.52	0.54	0.52
Dy	3.35	3.75	3.14	3.53	3.54	3.27
Ho	0.74	0.81	0.72	0.75	0.74	0.71
Er	2.25	2.50	2.22	2.34	2.31	2.10
Tm	0.36	0.41	0.37	0.40	0.38	0.31
Yb	2.67	3.05	2.58	2.90	2.83	2.33
Lu	0.42	0.47	0.40	0.48	0.46	0.34
ΣREE	102.52	119.74	114.14	123.75	121.49	136.78
LREE	89.27	104.69	101.13	109.61	107.55	123.89
HREE	13.25	15.05	13.01	14.14	13.94	12.89
LREE/HREE	6.74	6.96	7.77	7.75	7.72	9.61
(La/Yb)_N	5.76	6.08	6.85	6.58	6.72	9.64
δEu	0.33	0.27	0.29	0.23	0.26	0.58
Ba	156.00	142.00	176.00	143.00	152.00	529.00
Rb	316.00	343.00	314.00	330.00	329.00	249.00
Sr	67.40	75.30	59.60	61.50	62.40	146.00
Co	3.14	1.57	1.18	1.06	0.94	3.10
V	13.30	6.23	4.64	4.42	3.75	14.20
Cr	2.61	2.00	1.56	1.88	3.28	1.43
Ni	2.34	0.93	1.74	0.44	1.50	0.77
Nb	16.10	19.30	14.80	17.10	15.90	14.80
Ta	4.52	5.41	4.44	4.90	4.85	3.27
Zr	96.00	105.00	95.20	102.00	94.80	151.00
Hf	3.51	4.06	3.66	3.96	3.47	4.49
Y	22.00	24.10	21.40	23.90	23.10	20.80
Th	32.90	35.70	34.50	37.30	36.50	26.50
Sc	2.28	1.40	1.30	1.19	1.19	2.76
Rb/Ba	2.03	2.42	1.78	2.31	2.16	0.47
Nb/Ta	3.56	3.57	3.33	3.49	3.28	4.53

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参考文献(50)

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东昆仑祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿成矿时代及其地质意义——黑云二长花岗岩地球化学特征和锆石U-Pb年龄证据

作者简介: 时超(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事大地构造和地球化学研究。E-mail:fancyboy88@163.com

通讯作者: 李荣社(1959-), 男, 教授, 从事区域地质调查研究工作。E-mail:lrongshe@cgs.cn

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出版历程

A study of the ore-forming age of the Hutouya deposit and its geological significance:Geochemistry and U-Pb zircon ages of biotite monzonitic granite in Qimantag, East Kunlun Mountains

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作者简介:
时超(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事大地构造和地球化学研究。E-mail:fancyboy88@163.com

通讯作者:
李荣社(1959-), 男, 教授, 从事区域地质调查研究工作。E-mail:lrongshe@cgs.cn