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  地质通报  2017, Vol. 36 Issue (6): 1001-1009  
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赵洪菊, 陈静, 王秉璋, 陈发彬, 王国良, 宋泰忠. 祁漫塔格东段晚三叠世-早侏罗世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义[J]. 地质通报, 2017, 36(6): 1001-1009.
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Zhao Hongju, Chen Jing, Wang Bingzhang, Chen Fabin, Wang Guoliang, Song Taizhong. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the Late Triassic-Early Jurassic granites in the eastern part of Qimantag area and its geological significance[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(6): 1001-1009.
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基金项目

中国地质调查局项目《柴达木周缘及邻区成矿带地质矿产调查评价专项》(编号:1212010818048)、青海省地质勘查基金项目《青海省格尔木市拉陵灶火铜多金属矿整装勘查区找矿部署研究》(编号:青国土资矿[2015]83)

作者简介

赵洪菊(1980-), 女, 在读硕士生, 工程师, 从事区域地质调查与找矿。E-mail:397073918@qq.com

文章历史

收稿日期: 2017-01-13
修订日期: 2017-04-20
祁漫塔格东段晚三叠世-早侏罗世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义
赵洪菊1,2, 陈静1,2, 王秉璋1,2, 陈发彬1,2, 王国良1,2, 宋泰忠1,2    
1. 青海省地质调查院, 青海 西宁 810012;
2. 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室, 青海 西宁 810012
摘要: 祁漫塔格东段拉陵高里河地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩组合为高SiO(2 72.18%~76.55%)、高K2O(4.08%~5.32%)的碱性花岗岩组合,具有明显的负Eu异常(δEu平均值为0.28)。岩石组合为二长花岗岩+正长花岗岩,采用LA-ICP-MS技术测得二长花岗岩和正长花岗岩的年龄分别为205.1±1.0 Ma和199.5±1.2 Ma。该套花岗岩组合与拉陵高里河地区的矽卡岩型多金属矿关系密切,初步确定祁漫塔格地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩组合也是一期重要的成矿岩浆建造。
关键词: 祁漫塔格    花岗岩    晚三叠世-早侏罗世    LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄    
LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the Late Triassic-Early Jurassic granites in the eastern part of Qimantag area and its geological significance
Zhao Hongju1,2, Chen Jing1,2, Wang Bingzhang1,2, Chen Fabin1,2, Wang Guoliang1,2, Song Taizhong1,2    
1. Qinghai Geological Survey Institute, Xi'ning 810012, Qinghai, China;
2. Qinghai Provincial Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources of Northern Qinghai-Tibetan Plateau, Xi'ning 810012, Qinghai, China
Abstract: The Late Triassic-Early Jurassic granitic assemblage in the eastern part of Qimantag area has high SiO2 content (72.18%~76.55%), high K2O content (4.08%~5.32%) and obvious negative Eu anomaly (average σEu value being 0.28).The granitic assem-blage is composed of monzogranite and syenogranite, whose ages were precisely redefined by the LA-ICP-MS zircon U-Pb meth-od, being 205.1±1.0 Ma and 199.5±1.2 Ma respectively.This granitic assemblage has close relationship with skarn-type polymetallic deposits in Lalinggaoli area.Therefore, the authors preliminarily hold that the Late Triassic-Early Jurassic granitic assemblage is proba-bly an important ore-forming magmatic formation in the eastern part of Qimantag area.
Key words: Qimantag    granite    Late Triassic-Early Jurassic    LA-ICP-MS zircon U-Pb age    

祁漫塔格地区印支期花岗岩极其发育,印支期是最重要的成矿期。近年的研究表明,东昆仑西段祁漫塔格地区印支期中酸性岩浆侵入作用分期、分带性很明显[1-2],且有明显的成矿专属性,印支期成矿作用集中在中晚三叠世[3-5]。通过近期的矿产远景调查与勘查工作,笔者发现,祁漫塔格东段拉陵高里河地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩也有形成矽卡岩型多金属矿的成矿事实, 该期花岗岩对矽卡岩型铁多金属矿的成矿具有一定贡献。

1 地质背景

拉陵高里河地区出露地层较简单(图 1),主要为古元古界金水口岩群白沙河岩组(Pt1b)、奥陶系—志留系滩间山群碎屑岩组(OST1)、石炭系大干沟组(Cdg)及第四系(Q)。其中金水口岩群白沙河岩组为一套有层无序的中高级变质岩系,以长英质片麻岩为主,镁质碳酸岩盐次之。滩间山群碎屑岩组岩性以砂岩、杂砂岩、粉砂岩、硅质岩、千枚岩为主,局部夹少量的灰岩。大干沟组下部为杂色砾岩、砂岩及粉砂岩,上部为灰色泥晶、粉晶及亮晶生物碎屑灰岩, 含丰富的珊瑚、腕足、、苔藓虫、有孔虫、植物等化石,与前石炭系为不整合接触关系。拉陵高里河地区印支晚期—燕山早期岩浆活动极其强烈,可以划出2个组合,晚三叠世花岗岩组合和晚三叠世—早侏罗世花岗岩组合。后者与本区成矿关系密切,也是本次讨论的重点。

图 1 拉陵高里河地区地质矿产图 Fig.1 Sketch geological map of Lalinggaoli area 1─晚三叠世-早侏罗世花岗岩组合;2─晚三叠世花岗岩组合;3─断层;4─区域性大断裂;5─地质界线;6─角度不整合地质界线;7─锆石U-Pb样品采集点;8─矿点及编号;Pt1b─金水口岩群白沙河岩组;OST1─滩间山群碎屑岩组;Cdg─大干沟组;Q─第四系
2 岩石特征

相对于祁漫塔格地区广泛出露的中晚三叠世花岗岩,晚三叠世—早侏罗世侵入岩浆活动较弱,侵入岩出露少,群居性差,分布范围较分散,以岩株形式散布于不同的构造岩浆岩带中。拉陵高里河地区花岗岩组合岩性主要为正长花岗岩,另有少量二长花岗岩,主要分布在拉陵高里河两侧。

浅肉红色二长花岗岩平面上呈不规则状岩株出露,侵入到奥陶系滩间山群碎屑岩中,与围岩滩间山群碎屑岩的接触界线明显,接触部位可见明显的烘烤边现象。岩石为灰红色、浅肉红色,中-细粒花岗结构,局部见似斑状结构,块状构造,岩石由斜长石(26%)、钾长石(42%)、石英(28%)、黑云母(4%)及少量不透明矿物组成,粒度一般为0.54~4.36mm,呈细-中粒状。其中钾长石为正长石,呈他形粒状,粒径大小为0.3~1mm,与石英混杂分布,少数包于石英之中,均匀分布。斜长石呈半自形板状,大小为0.5~3mm,成分为更长石,与钾长石混杂分布。石英呈他形粒状,最大的可达5mm左右,一般为0.3~1mm,杂乱分布。黑云母很少,且细小,呈细片状散布。

正长花岗岩以小岩株、岩脉和岩枝形式侵入到早期侵入体中,岩石为灰红色、砖红色,中细粒花岗结构,块状构造。矿物组分有钾长石(70%)、斜长石(5%~10%)、石英(20%)、黑云母(<2%)。钾长石为正长石,呈他形粒状,粒径大小为2~5mm,杂乱分布,少数粒径小于0.5mm,与石英一起散布于中粗粒长石之间,还有少数钾长石与石英交生呈文象结构。石英呈他形粒状,较大者在0.5~3mm之间,较小者小于0.5mm,杂乱分布。斜长石很少,为更长石,呈半自形板状,粒径为0.5~2mm,杂乱分布。黑云母极少,呈细板状,已析出铁质,发生褪色。

3 样品特征及测试方法 3.1 岩体地质特征

拉陵高里河地区与本期花岗岩相关的成矿事实为拉陵高里河西矽卡岩型钼矿点(K1)与拉陵高里河下游铁多金属矿床(K2)。笔者分别在2个矿床点附近采集了同位素测年样品(图 1图 2)。

图 2 拉陵高里河岩体岩石面貌与锆石U-Pb样品采集点 Fig.2 Rock landscape and zircon U-Pb sampling sites in Lalinggaoli area 1─粉砂岩;2─灰岩;3─矽卡岩;4─辉钼矿体;5─花岗岩;6─钻孔位置及编号;7─10DQ9JD3132号样锆石U-Pb样品采集点;8─辉钼矿体编号

(1)拉陵高里河东侧二长花岗岩

该样品(10DQ9JD3312)为二长花岗岩(图 3-a),采自拉陵高里河下游矽卡岩型铁多金属矿床北侧围岩中(图 1中K2矿点北东),采样点地理位置为北纬36°37′05″、东经93°11′13″(图 1)。岩性为浅肉红色二长花岗岩,块状构造,中粒花岗结构(图 3-b),矿物成分主要为钾长石(35%)、斜长石(25%)、石英(28%)、黑云母(10%)。二长花岗岩体与南侧大干沟组灰岩接触带产出小型矽卡岩型铁多金属矿床,目前矿区共圈定出30条以磁铁矿和铜锌矿为主的工业矿体,磁铁矿体最长约1960m,平均厚度为8.72m,矿体mFe平均品位为29.29%,最高可达49.28%,铁铜矿体最长达600m,平均厚度为9.60m,矿体Cu平均品位为0.70%,mFe平均品位为35.77%,最高可达58.73%;铜锌矿体最长达288m,平均厚度为6.20m,矿体Cu平均品位为1.07%,最高可达6.81%;Zn平均品位为3.12%,最高可达14.06%。围岩为大理岩、矽卡岩。

图 3 岩体面貌和镜下照片 Fig.3 Photographs and photomicrographs of pluton a─二长花岗岩野外露头;b─二长花岗岩镜下特征;c─正长花岗岩野外露头;d─正长花岗岩镜下特征;Q─石英;Pl─斜长石;Kf─钾长石

(2)拉陵高里河西侧正长花岗岩

该样品(10DQ9JD3132)为正长花岗岩(图 3-c),采自拉陵高里河西矽卡岩型钼矿点北侧的围岩中(图 1中K1矿化点北东,图 2),采样点地理位置为北纬36°39′02″、东经93°07′27″,岩性为正长花岗岩。该正长花岗岩体与滩间山群接触带附近产出矽卡岩型钼矿体,该地段滩间山群岩性为细砂岩(图 3-d)、粉砂岩夹少量灰岩,细粉砂岩具角岩化,而呈夹层或透镜状产出的灰岩多交代为矽卡岩化灰岩或矽卡岩,矽卡岩主要为石榴子石矽卡岩,次为硅灰石矽卡岩。钻孔ZK003(图 2)中正长花岗岩与灰岩接触带内可见2层辉钼矿体,矿体编号分别为MoⅠ和MoⅡ,其中MoⅡ号辉钼矿体最厚,厚度为3.6m,平均品位为0.2%,赋矿岩性为灰白色硅灰石矽卡岩,辉钼矿多呈浸染状,局部呈星点状分布于岩石中。

3.2 测试方法

用于U-Pb年龄测定的锆石,由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成分选。在双目显微镜下挑选具有代表性的锆石颗粒制作成样品靶,并用扫描电镜拍摄阴极发光(CL)图像。微区原位U-Pb年龄测定在天津地质矿产研究所同位素实验室采用激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)完成。测试方法与数据处理参见李怀坤等[6]

岩石地球化学样品由湖北省地质实验测试中心分析,主量元素分析测试采用X荧光光谱法(XRF)完成,分析仪器为菲利普PW2440型波长色散X-射线荧光光谱仪,精度优于2%。微量及稀土元素采用等离子体质谱法(ICP-MS)和等离子体发射光谱法(ICP-OES),测试仪器采用热电公司X2型电感耦合等离子体质谱仪和ICAP7400型电感耦合等离子体原子发射光谱仪。各元素的分析精度按照GSR—1~GSR—12国家标准物质进行12次测量,确定分析方法的准确度和精密度,当元素含量大于10×10-6时,精度优于5%,当元素含量小于10× 10-6时,精度优于10%。

4 锆石U-Pb测定结果

锆石U-Pb同位素分析结果列于表 1

表 1 二长花岗岩(10DQ9JD3312)和正长花岗岩(10DQ9JD3132)锆石U-Th-Pb同位素数据 Table 1 Zircon U-Th-Pb isotopic composition of the samples of monzogranite (10DQ9JD3312) and syenogranite (10DQ9JD3132) as measured by LA-ICP-MS technique

(1)二长花岗岩(10DQ9JD3312)

样品锆石呈短柱状,阴极发光图像显示具有很好的岩浆振荡环带结构(图 4),锆石的Th、U含量分别为21×10-6~181.9×10-6和23.8×10-6~486.0×10-6,Th/U值为0.31~1.07。15个锆石的206Pb/238U年龄在202.3±2.3~208.1±1.8Ma之间,年龄加权平均值为205.1±1.0Ma(图 5)。

图 4 锆石阴极发光(CL)图像和206Pb/238U年龄图 Fig.4 CL images and U-Pb age of zircon grains
图 5 锆石U-Pb谐和图 Fig.5 U-Pb concordia diagrams of the zircon samples

(2)正长花岗岩(10DQ9JD3132)

样品锆石基本呈短柱状,阴极发光图像显示具有很好的岩浆振荡环带结构(图 4),锆石的Th、U含量分别为46.3×10-6~387.1×10-6、121.3×10-6~571.2×10-6,均高于二长花岗岩(10DQ9JD3312),Th/U值为0.26~1.27,25个锆石的206Pb/238U年龄为193.0 ± 1.5~203.8 ± 1.7Ma,年龄加权平均值为199.5 ±1.2Ma(图 5)。

5 岩石地球化学特征

从主量元素特征看,拉陵高里河东西两侧岩体的特征一致(表 2图 6),二长花岗岩与正长花岗岩化学特征十分接近。岩石具高SiO2(72.18%~76.55%)、富碱的特点,Na2O含量为2.75%~3.9%,K2O含量为4.08%~5.32%,Na2O与K2O含量相近,Na2O/K2O平均值为0.78,为钾质类型;TiO2含量为0.07%~0.33%,Al2O3含量为12.04%~13.75%,FeO含量为0.33%~1.82%,MgO含量为0.06%~0.85%,CaO含量为0.64%~1.73%,P2O5含量异常低,平均含量为0.04%,岩石属于碱性系列(图 6)。在硅钾图(图 6)中,样品点主要投于高钾钙碱性系列区,A/CNK值主要变化于0.9~1.08之间,以偏铝质为主,个别为弱过铝质岩石。K2O-Na2O图解中,样品点集中分布于A型花岗岩区(图 6-d)。

表 2 拉陵高里河地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩主量、微量和稀土元素含量 Table 2 Composition of major, trace and rare earth elements of Late Triassic -Early Jurassic granites in Lalinggaoli area
图 6 花岗岩的岩石分类图解 Fig.6 Classification diagrams of the granites a─硅碱图解(底图据参考文献[7]);b─SiO2-Na2O图解(底图据参考文献[8]);c─AR-SiO2图解(底图据参考文献[9]);d─K2O-Na2O图解(底图据参考文献[10])

稀土元素总量变化大,在107.46×10-6~215.79× 10-6之间,稀土元素配分模式右倾(图 7),轻稀土元素富集,(La/Yb)N值主要在0.75~18.84之间,轻稀土元素分馏强烈,(La/Sm)N值在0.97~5.91之间,曲线陡倾。重稀土元素分馏程度低,(Gd/Yb)N值在0.7~2.21之间,曲线平坦,具强烈的负Eu异常,δEu平均值为0.28。微量元素蛛网图中(图略),正长花岗岩Ba、Sr、P、Ti具有强烈的负异常。

图 7 稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(标准化值据参考文献[11]) Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns
6 讨论

近年来,在祁漫塔格地区发现了一大批与中酸性深成侵入岩浆活动相关的矽卡岩型铁铜钼铅锌多金属矿床,如卡而却卡铜多金属矿床、四角羊铅锌矿床、虎头崖铅锌矿床、尕林格铁矿床、野马泉铁多金属矿床、它温查汉铁多金属矿床等,均已达到大型矿床规模,这些矿床主要形成于中晚三叠世[3-5]。中晚三叠世花岗岩组合对祁漫塔格地区矽卡岩型多金属矿床的形成至关重要。这些花岗岩以普遍含有铁镁质暗色微粒包体为特征,岩石类型主要为花岗闪长岩和二长花岗岩,其次为闪长岩、英云闪长岩及正长花岗岩,主体为偏铝质高钾钙碱性系列岩石。祁漫塔格地区与成矿作用相关的中晚三叠世花岗岩大体上可以分为中三叠世与晚三叠世2期,中三叠世以卡而却卡大型矽卡岩型铜多金属矿床为代表,成岩成矿时代为237~239Ma[3],晚三叠世形成的大中型矿床相对多一些,如景仁矽卡岩型多金属矿[5]、虎头崖铅锌矿[3]、野马泉铁多金属矿[12]等,成岩成矿时代为218~226Ma。而晚三叠世—早侏罗世花岗岩成矿与否尚不清楚,野马泉地区与矽卡岩型多金属矿床成矿相关的景仁正长花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为204.1Ma[13],但最近的研究表明,野马泉铁铜多金属矿区与矽卡岩型铁铜多金属矿化具有密切成因联系的花岗闪长岩形成年龄为226Ma[12],因此祁漫塔格地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩类成矿的事实尚不能完全被肯定。

7 结论

(1)祁漫塔格东段拉陵高里河地区晚三叠世—早侏罗世花岗岩组合为一套具有高硅、高碱特征的A型花岗岩组合,与祁漫塔格地区的中晚三叠世花岗岩组合有明显的区别,该套花岗岩组合岩性主要为二长花岗岩和正长花岗岩,形成时代介于199.5~205.1Ma之间,是祁漫塔格地区最晚的一期花岗岩组合。

(2)该组合同样形成了矽卡岩型铁多金属矿床与矽卡岩型钼矿,因此祁漫塔格地区晚三叠世—早侏罗世的A型花岗岩组合可能也是一期重要的成矿岩浆建造。

致谢: 野外工作得到青海省地质调查院拉陵灶火地区矿产远景调查、矿产勘查项目组同志的帮助,天津地质矿产研究所同位素实验室、湖北省地质实验测试中心在测试和数据处理过程中给予帮助,审稿专家给予了有益指导,在此一并深表感谢。

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