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第卷第期 年月 地 质 学 报 注 本文为国家自然科学基金创新群体项目 编号 和国家科技支撑计划重点项目 批准号 资助的成果 收稿日期 改回日期 责任编辑 郝梓国 作者简介 朱永峰 男 年生教授 博士生导师地球化学专业通讯地址 北京大学地球与空间科学学院 造山带与地壳 演化教育部重点实验室 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学 和锆石 年代学研究 朱永峰 徐新 北京大学地球与空间科学学院 造山带与地壳演化教育部重点实验室 北京 新疆自然资源与生态环境研究中心 乌鲁木齐 内容提要 塔城市南约 的别斯托别苏长辉长岩侵入石炭纪二长花岗岩中 二者的接触部位多被农田覆 盖二长花岗岩内部存在大量辉长岩 闪长岩 花岗闪长岩 石英闪长岩 石英斑岩等包体 但没有苏长辉长岩包 体苏长辉长岩主要由透辉石普通辉石 顽火辉石 基性斜长石 和少量钛铁矿磁铁矿组成从苏长 辉长岩中分选出的锆石 图像显示典型的扇形结构 锆石中存在辉石和斜长石包体 对两个锆石样品进行的 年代学研究得到平均年龄分别为 和 这两个年龄在误差范围内完全一致 表明别斯托别苏长辉长岩的形成时代为早二叠世晚期在该 苏长辉长岩与花岗岩接触带附近观察到的铜矿化现象 为找矿勘探提供了方向 关键词苏长辉长岩 年代学 早二叠世 别斯托别 塔城 新疆 塔城盆地 又称塔城额敏凹馅 位于北部的塔 尔巴哈台山和南部的托里铁厂沟之间 是巴尔喀 什准噶尔构造成矿域的重要组成部分由于该盆 地位于我国边境地区 对其开展的地质调查工作非 常有限随着对国际地质对比研究工作的重视 学 术界和矿业部门对塔城盆地最近几年陆续开展了一 些研究例如国家 十一五 科技支撑计划重点项目 将该地区作为重要研究地区之一 并通过该地区与 其西部哈萨克斯坦境内的巴尔喀什塔尔巴哈台构 造成矿区进行系统对比研究 何国琦等 朱永 峰等 在塔城北山发现的早奥陶世蛇绿混 杂岩 朱永峰等 为该地区地质演化的研究开 启了一个新窗口本文报道塔城市南约 处位 于裕民县境内的一个基性岩体及其锆石 年代学研究结果 抛砖引玉 以引起学术界对塔城地 区地质矿产研究的兴趣 区域地质 塔城盆地向西开口 延伸到哈萨克斯坦境内 是 哈萨克斯坦准噶尔板块的组成部分 其北部山区属 于成吉斯塔尔巴哈台构造带的东延部分 该构造带 广泛发育寒武纪和志留纪的岛弧火山岩系 在奥陶 纪早期 大规模凝灰岩火山碎屑岩覆盖在古老火 山岛弧组合之上位于塔城北山的早奥陶世蛇绿混 杂岩带属于成吉斯塔尔巴哈台洪古勒楞板块缝合 带的组成部分 朱永峰等 代表着早古生代古 亚洲洋消减的地质过程中奥陶世形成弧前盆地复 理石和海相磨拉石建造 晚奥陶世中泥盆世形成增 生楔从泥盆纪开始 成吉斯塔尔巴哈台地区发育 陆相火山活动 流纹岩英安岩凝灰岩组合 与含 植物化石的陆相碎屑岩伴生从晚泥盆世开始 形 成海相碎屑岩沉积据 万塔城幅阿西勒幅 区域地质图 塔城北山地层主要由泥盆系火 山沉积岩和下石炭统黑山头组火山沉积岩组成 局部出露上奥陶统灰岩硅质岩凝灰岩夹中基性熔 岩和志留系的碎屑岩生物灰岩和板岩晚古生代 花岗岩或者岩脉侵入到上述地层中 基本同时期的 闪长岩辉长岩主要呈小岩株或者岩脉产出在塔 城北山发育一套火山角砾岩 万地质图将这 种含蛇纹岩角砾的火山角砾岩划归下石炭统黑山头 组研究表明 朱永峰等 火山角砾岩的角砾 主要由蛇纹石化橄榄岩 辉长岩 玄武质粗面岩 粗 第期朱永峰等 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学和锆石 年代学研究 图 塔尔巴哈台巴尔喀什西准噶尔及邻区的构造格架 图 塔城市南部地质简图 据 万塔城幅区域地质图编 绘 以及别斯托别苏长辉长岩与花岗岩围岩的地质关系图 第四系第三系沉积物上二叠统库吉尔台组杂砂岩夹煤 层下石炭统姜巴斯套组火山沉积岩上泥盆统铁列克 提组砂岩 凝灰岩石炭纪花岗岩侵入 面岩和硅质岩组成该火山角砾岩底部存在一套蛇 绿混杂岩组合 由蚀变辉长岩 蛇纹石化橄榄岩和硅 质岩组成 塔城盆地南部山区向西可能与西准噶尔连接为 一体 但由于缺乏该地区的地质资料 目前还无法对 其地质演化格架进行分析从 万地质图资料 可以看到 塔城盆地南缘主要由上泥盆统铁列克提 组砂岩凝灰质砂岩砾岩泥质粉砂岩和生物灰岩 下石炭统姜巴斯套组火山碎屑岩含碳质的陆相碎 屑岩和二叠系哈尔加乌组库吉尔台组杂砂岩砾岩 凝灰质砂岩夹煤层构成 图 石炭纪花岗岩侵 入上泥盆统铁列克提组和下石炭统姜巴斯套组火 山沉积地层中 分析测试方法 在对岩石样品进行详细手标本和偏光显微镜观 察后 挑选代表性样品进行岩石矿物的电子显微镜 研究和电子探针分析 在中国科学院地质与地球物 理研究所国家重点实验室使用 分析条 件 加速电压 束流 安培 束斑 从两个新鲜苏长辉长岩样品 中分选出锆石在北京离子探针中心虚拟网络实验 室指 定 的 远 程 工 作 站 澳 大 利 亚 应 用 系统完成锆 石的 测年 图像在北京北京离子探针 中心完成 苏长辉长岩的岩石学特征 野外地质观察表明 苏长辉长岩侵入石炭纪二 长花岗岩中 花岗岩侵入上泥盆统铁列克提组和下 石炭统姜巴斯套组火山沉积地层中 图 苏 长辉长岩与花岗岩的接触部位多被农田覆盖 在局 部凸起的小山坡上见到苏长辉长岩侵入花岗岩的露 头二长花岗岩内部存在大量中基性岩包体 包括 辉长岩 闪长岩 花岗闪长岩 石英闪长岩 石英斑岩 等 但花岗岩中没有苏长辉长岩包体花岗岩的边 缘为细晶岩 被苏长辉长岩岩脉穿切 图 向岩 体内部花岗岩逐渐变为粗粒二长花岗岩 见不到苏 长辉长岩包体或者脉体 苏长辉长岩呈偏长透镜体产在花岗岩体的北侧 接触带 岩体北侧被农田覆盖 无法估算该岩体的出 露面积该岩体出露的长轴约 短轴方向 图 苏长辉长岩样品中的各种矿物均 很新鲜苏长辉长岩中斜长石结晶程度较高 大多 数辉石呈粒状充填在斜长石构成的格架中 图 地质学报 年 图别斯托别苏长辉长岩的露头及显微照片 苏长辉长岩与花岗岩接触带中见到苏长辉长岩细脉穿切到细晶花岗岩中 苏长辉长岩的偏光显微镜照片为正交偏光为 单偏光 钛铁矿与含 磁铁矿形成的结构 该矿物组合与磁铁矿单斜辉石斜方辉石斜长石共生 背散射电子图像 单斜辉 石 钛铁矿 磁铁矿 斜方辉石 斜长石 第期朱永峰等 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学和锆石 年代学研究 细粒辉长岩主要由单斜辉石 斜方辉石 斜长 石 钛铁矿 磁铁矿和磷灰石组成 钛铁矿磁铁矿含 量局部达以上钛铁矿中常见斜长石包体 图 钛铁矿与含钛磁铁矿构成类似出溶结构的现 象 图 这种钛铁矿含钛磁铁矿集合体常与 不含钛的磁铁矿共生 苏长辉长岩中斜方辉石化学成分见表和斜长 石的化学分析结果见表 单斜辉石的化学分析结 果列在表中苏长辉长岩中的单斜辉石为透辉 石普通辉石 图 成分变化范围不大斜方辉石 的成分均匀 为顽火辉石 图 苏长辉长岩中的 斜长石不具有明显的成分环带 其化学分析结果见 表斜长石均为拉长石 其 端元 含量很低 图别斯托别苏长辉长岩中单斜辉石 斜方辉石 和斜长石的化学成分 锆石 年代学 为确定该苏长辉长岩的形成时代 在远离接触 带的 露 头 采 集 了 两 个 新 鲜 苏 长 辉 长 岩 样 品 从 中 分 选 出 锆 石 锆 石 测定 结 果 的 数 据 处 理 方 法 依 据 宋 彪 等 大部分锆石颗粒形状比较规则 大小一般 为 锆石的 图像显示典型的扇形 结构 图 这是辉长岩中锆石的基本特 征个别锆石有亮边 图 可能受到晚期热液活 动的改造极少数锆石具有不明显的核锆石的 测定结果列在表并表示在图 样品 和图 样品 测到两个锆 石核的表观年龄分别为 和 表 样品 的测点 和 除了样品 中出现的两个锆石核具有比较老的表观年 龄外 所有样品中锆石的表观年龄在 之间变化 样品 锆石的 个测点结果比较接 近 其加权平均年龄为 图 这个年龄代表苏长辉长岩的形成 时间除了测点 和 分别具有较老的表观 年 龄 和 外 表样 品 样品 锆石 个测点的加权平 均年龄为 图 显然 这个年龄与样品 的完全一致 他们均代表苏长辉长岩的形成时间 锆石的 和 含量 变化范围较大 比值 为 主要为 锆石的 图 像及其 比值特征均说明所测试的锆石为岩 浆锆石锆石中所含的矿物包体主要为辉石和斜长 石 图 这些矿物包体与苏长辉长岩的 主要组成矿物完全对应 说明锆石与苏长辉长岩同 时结晶因此 所获得的两个年龄 和 代表着别斯托别苏长辉长岩的结 晶时间从 关系图解可以看出 两个样品中 锆石的 和含量变化范围基本一致 之 间显示出比较明显的正相关关系 图 且 比值与锆石的表观年龄没有相关关系 图 讨论与结论 有关西准噶尔地区的地质演化与成矿作用最近 几年取得了一些新进展 张锐等 张连昌等 徐 新 等 何 国 琦 等 宋 会 侠 等 安 芳 等 朱 永 峰 等 朱 永 峰 等 二叠纪基性岩浆活动在西准噶尔地区比 较发育 形成各种类型的岩墙或岩脉 李辛子等 克拉玛依北岩体花岗岩中的基性岩墙中的 地质学报 年 表 第期朱永峰等 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学和锆石 年代学研究 表 地质学报 年 表 第期朱永峰等 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学和锆石 年代学研究 表别斯托别苏长辉长岩中锆石的 测年结果 点号 误差 年龄 锆石与其寄主花岗岩中的锆石完全一致 而且具有 基本相同的 年龄 韩宝福 等 这些作者认为基性岩墙仅仅捕获了花岗 岩中的锆石 基性岩墙中的锆石并不代表该地区基 性岩浆活动的时间他们同时获得了裕民县多拉那 勒花岗岩岩体的锆石 年龄为 韩宝福等 从其在图中标示出的位置判断 该岩体与别斯托别苏长辉长岩侵入围岩所处的位置 一致多拉那勒花岗岩岩体为晚石炭世侵入体 早 于别斯托别苏长辉长岩 约 见图 这 与我们野外观察到苏长辉长岩侵入到花岗岩中的现 象 图 一致 塔城 北 山 蛇 绿 混 杂 岩 中 变 辉 长 岩 的 锆 石 年龄为 朱永峰等 其北部出露大面积花岗岩的锆石侵入到奥陶纪沉积 岩地层中韩宝福等 获得了该花岗岩的一个 锆石 年龄为 位于裕民县 方向约 的塔尔根钾长花岗岩中最年轻的颗 锆石 加权平均年龄为 韩宝福 等 塔城地区有限的锆石 年代学 地质学报 年 图样品 锆石阴极发光图像 及锆石的 定年结果 图样品 锆石阴极发光图像 及 定年结果 第期朱永峰等 新疆塔城别斯托别苏长辉长岩的岩石学和锆石 年代学研究 图锆石中 与含量的相关关系及 比值 与表观年龄之间的对应关系 资料显示 该地区晚石炭世花岗岩分布普遍 二叠纪 基性岩浆活动少见报道通过研究这种基性岩浆源 区的地球化学性质 可以为研究该地区的地质演化 包括塔城盆地基底的性质及塔城盆地的形成过程 提供基本制约条件本文报道的别斯托别早二叠世 晚期苏长辉长岩为探讨该地区基性岩浆的演化提供 了可能别斯托别苏长辉长岩中的锆石在 图像 上显示典型的扇形结构 两个样品的锆石 年龄分别为 和 这两个年龄表明别斯托别苏长辉长岩形成于早二叠 世晚期这个时期在新疆北部形成了大量基性侵入 体 例如喀拉通克 黄山岩体等 这些基性岩浆活动 对应着新疆北部岩浆型铜矿的形成阶段对别斯托 别苏长辉长岩的研究具有重要的找矿勘探意义事 实上 在该苏长辉长岩与花岗岩接触带附近我们已 经观察到一定规模的铜矿化现象 进一步的工作将 在研究别斯托别岩体岩浆成因的基础上对其成矿潜 力进行评价 致谢谨以此文纪念北京大学地质学系成立 周年薛云兴和陈博参加了野外工作 实验室 工作得到毛骞博士 中国科学院地质与地球物理研 究所 的协助 石玉若研究员 北京离子探针中心 指 导了锆石的 测定 地质学报 匿名审稿专 家提出的具体修改意见对提高本文质量有很好的帮 助 特此一并感谢 参考文献 安芳朱永峰 新疆西准噶尔哈图金矿蚀变岩型矿体地质和 地球化学研究矿床地质 韩宝福季建清宋彪等 新疆准噶尔晚古生代陆壳垂向生 长 后碰撞深成岩浆活动的时限岩石学报 何国琦 朱永峰 中国新疆及其邻区地质矿产对比研究中国 地质 何国琦 刘建波 张跃迁 徐新 准噶尔盆地西缘克拉玛依早 古生代蛇绿混杂岩带的厘定岩石学报 李辛子 韩宝福 季建清 等 新疆克拉玛依中基性岩墙群的 地质地球化学 年代学及大地构造意义地球化学 宋彪 张拴宏 王彦斌 锆石 年龄测定数据处理时系 统偏差的避免 标 准 锆 石 分 段 校 正 的 必 要 性岩 矿测 试 宋会侠刘玉琳屈文俊等 新疆包古图斑岩铜矿矿床地质 特征岩石学报 徐新何国琦李华芹等 克拉玛依蛇绿混杂岩带的基本特 征和锆石 年龄信息中国地质 张连昌 万博 焦学军 张锐 西准包古图含铜斑岩的埃达克 岩特征及其地质意义中国地质 张锐 张云孝 佟更生 汪疆 李龙乾 新疆西准包古图地区斑 岩铜矿找 矿 的 重 大 突 破 及 意 义中 国 地 质 朱永峰徐新 新疆塔尔巴哈台山发现早奥陶世蛇绿混杂岩 岩石学报 朱永峰徐新 西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出 溶结构及其地质意义岩石学报 朱永峰何国琦安芳 中亚成矿域核心地区地质演化与成 矿规律总论地质通报 朱永峰徐新魏少妮等 西准噶尔克拉玛依 型枕状 玄武岩地球化学及其地质意义研究岩石学报 地质学报 年
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