新疆尾亚-天湖地区花岗岩类剥蚀程度估算及对区域找矿的启示

尾亚—天湖地区位于新疆中亚造山带东南部的中天山地块内,晚古生代—中生代岩浆活动强烈,产出了战略性关键矿产尾亚钒铁磁铁矿。在详细岩相学观察的基础上,对尾亚、天湖和沙泉子南岩体中的角闪石和黑云母进行了电子探针(EMPA)测试分析,限定了3个岩体结晶的温压条件、氧逸度、含水量和含铁指数等要素,为解析中天山地块的岩浆-成矿物化条件及其区域找矿勘查工作提供参考。测试结果表明,该区花岗岩类中的角闪石富镁、钙、钠,贫钾,属于钙角闪石族;黑云母有高镁、钛、铝、钾和低硅、钠的特征为镁质黑云母。角闪石和黑云母的化学成分揭示其寄主岩浆为钙碱性造山带岩系,具有壳幔混源的特征,推测可能是板块俯冲背景下由地幔楔与大陆地壳物质混熔形成。根据角闪石-黑云母矿物温压计,估算出沙泉子南石英闪长岩的结晶温度为651~753℃,压力为31~79 MPa,尾亚二长花岗岩和钾长花岗岩的结晶温度为762~833℃,压力为85~215 MPa,天湖花岗闪长岩的结晶温度为668~812℃,压力为31~117 MPa。3个岩体岩浆结晶时的氧逸度lg f(O_(2))范围为-15.7~-9.4,而且在角闪石结晶时岩浆具有较高的含水量。综合分析,认为该区的花岗岩类具有高温、低压、高氧逸度、富水和高含铁指数的特点,有利于Fe等成矿元素在流体中富集,具有良好的铁矿成矿条件。进一步利用角闪石-黑云母压力计,计算了花岗岩类岩体的侵位深度,从而估算出岩体的剥蚀程度处于2.2~5.5 km,且区域的隆升剥蚀量差异明显;结合现有的矿产地表展布特征,推测天湖岩体一带深部仍具有较好的铁矿找矿潜力。

中天山地块尾亚地区早古生代构造格架——来自野外地质和锆石U-Pb年代学的证据

野外地质调查发现尾亚地区分布的主体为岛弧杂岩,被更晚的造山后花岗岩如钾长花岗岩等侵入改造。尾亚地区的岛弧杂岩受造山作用的改造,局部发生了一定程度的变质变形作用。这套变质岩分布局限,变质程度较低且主要为绿片岩相,劈理化强。2个样品YM01、YM02分别为黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩,其原岩分别为中酸性火山碎屑岩及闪长岩。2个样品的锆石年龄记录了中天山地块北侧的岛弧岩浆事件,表明古亚洲洋(北天山洋)从奥陶纪已经开始,一直持续到泥盆纪由北向南持续俯冲。俯冲过程在晚寒武世开始,暗示中天山地块北侧在当时已经发生了构造转换,作为一个微陆块由被动大陆边缘转变为主动大陆边缘。另外,岛弧杂岩体中没有前寒武纪年龄记录的特征,表明区域内的前寒武纪基底物质分布有限,而变质变形强烈的部分多为造山过程的产物,是在造山带后期改造形成的。

天山东段尾亚地区白尖山超单元特征

早石炭世白尖山超单元横亘于尾亚站东西两侧，沙泉子断裂以南的狭长地带（研究区长５０余千米，宽３～６ｋｍ）。它是北部觉洛塔格早石炭世火山型被动陆缘与其南（以沙泉子断裂为界）卡瓦布拉克古陆块汇聚事件的产物。这次事件导致沿卡瓦布拉克地块北缘成线状分布的巨大岩基链的形成，即该带事实上成为一个活动陆缘弧──白尖山岩浆弧（白尖山超单元）。根据各岩石单元的接触关系，白尖山超单元由早至晚为辉长岩—石英闪长岩—花岗闪长岩—二长花岗岩—钾长花岗岩—碱长花岗岩。从沙泉子断裂向南，大体上反映出偏基性的石英闪长岩单元偏北侧分布，钾长花岗岩及碱长花岗岩单元偏南分布，表现出当时碰撞带的特性。由于晚石炭世末受到韧性剪切作用，大部分产生塑性变形，成为初糜棱岩—超糜棱岩的花岗质岩石，宏观上似具片麻状构造。无论从岩石学、岩石化学及地球化学特征方面来看，均具同源岩浆演化的特征。白尖山超单元侵入于含早石炭世动物化石的卡拉火大山组中，被二叠纪尾亚超单元组合（原尾亚岩体）侵入，测定Ｕ—Ｐｂ同位素年龄为３３８．４Ｍａ及３２５．２４Ｍａ，从而确定白尖山超单元形成时代为早石炭世。