东天山卡拉塔格钠质火山岩岩石学、地球化学及成因

东天山卡拉塔格早泥盆世卡拉塔格组火山岩主要岩性为海相富钠质的安山岩、流纹岩和英安岩，夹少量的钠质玄武安山岩和钠质玄武岩以及正常系列的玄武安山岩。钠质火山岩的特征是：Na2O=1．69～6．38％，Na2O／K，O〉1，多在2～100间：无论是斑晶还是基质，斜长石均为富钠长石；酸性岩石斑晶主要是钠长石和石英，中基性岩石斑晶主要是钠长石（少量更长石）：酸性岩以斑状结构、霏细结构、球粒结构为主，而中基性岩以交织结构、玻晶交织结构为主。各类岩石全岩化学分析计算结果均含标准矿物Q、Hy、Hm，一部分含Di或C，在TAS图上全都投于亚碱性区；∑REE=25、96-96．11ppm，LaN／YbN=1．68-5．32，Eu／E^＊=0．46-1．25，LaN／SmN=1．01-2．95；强不相容元素适度富集，Nb和Ta强烈亏损，部分样品Cs、Rb、K、Zr和Hf适度亏损。这些特征表明，该区钠质火山岩的原始岩浆可能来自富钠俯冲洋壳熔体与地幔楔岩石反应的产物部分熔融。这样的岩浆形成机制与前人有关卡拉塔格是早泥盆世岛弧的认识相一致。

东天山卡拉塔格早古生代红海块状硫化物矿床精确定年及其地质意义

东天山卡拉塔格矿带红海块状硫化物Cu-Zn矿床产于卡拉塔格海相火山岩建造中,矿层主要与两个岩性段的火山-碎屑岩地层有关:(1)盖层为中性-酸性火山岩、火山角砾岩、凝灰岩,夹凝灰质砂岩;(2)赋矿层位主要由中基性-中酸性火山角砾岩、凝灰角砾岩、凝灰岩和沉凝灰岩组成。高精度的锆石离子探针U-Pb同位素定年获得矿体上盘围岩底部酸性火山岩的年龄为416.3±5.9Ma,为成矿时代的上限年龄;K-Ar同位素定年获得矿体下盘强绢云母化蚀变围岩年龄为424±7Ma,记录了最晚一期成矿热液活动的时代。同位素年代学研究显示,卡拉塔格地区在早古生代末期存在一期铜多金属成矿作用,这个认识不仅为吐哈盆地南缘古生代火山岩地层的时代划分提供了年代学限制,而且扩大了卡拉塔格地区和区域找矿空间。

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数（A/CNK）为0.77~1.37,低ΣREE（43×10-6~70×10-6）,为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高（63.74%~75.35%）,具有相似的Al2O3（12.3%~16.0%%）和Ti O2（0.32%~0.52%）含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高（61×10-6~84×10-6）,铝饱和指数（A/CNK）为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素（LILE）,亏损高场强元素（HFSE）,具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。

新疆东天山卡拉塔格斑岩型铜(金)矿成矿地质背景与找矿评价

卡拉塔格斑岩型铜金矿为哈萨克斯坦Kounrad、Aktogai—中国土屋、卡拉塔格、包古头—蒙古OyuTolgoi亚洲大陆内部最重要的斑岩金铜矿成矿带的重要组成部分之一。该区位处幔隆与幔凹过渡带和重磁变异梯度带,主要铜金矿和异常区分布于两组深大断裂交汇处,具备形成大型—超大型斑岩铜金的大地构造环境。主要类型岩、矿石的化学成分特点、稀土元素组成特征及球粒陨石标准化分布模式、大离子半径元素特征等研究表明,火山、潜火山岩可能来源于上地幔,为岛弧环境下的产物。通过与土屋、Kounrad和OyuTolgoi典型矿床进行对比,它们的成矿地质环境、含矿岩体的主微量元素含量特征、矿床的主要特征等具有较多的相似性。结合区域化探异常和最新找矿成果,认为该区具备形成大型斑岩型铜金矿的条件,具有良好的找矿前景。

浅析卡拉塔格铜金矿成矿地质背景

拉塔格铜金矿位于大南湖-头苏泉古生代岛弧带北段,是近年来在土屋铜矿带北侧新发现的一个矿点。其成矿作用与早泥盆世火山活动晚期的次火山岩-侵入岩有关,含矿岩性主要为辉石闪长玢岩、石英闪长玢岩和英安斑岩。卡拉塔格所在的大南湖-头苏泉火山-岩浆活动带制约了本区铜、金矿产的分布,在成因上也有十分紧密的联系。

东天山卡拉塔格铜多金属矿集区黄铁矿化(次)流纹岩年代学、地球化学特征及其对成矿的潜在意义

卡拉塔格矿集区位于东天山吐哈盆地南缘大南湖岛弧带中,区内普遍发育黄铁矿化流纹岩类。该类岩石主要由(次)流纹岩、少量流纹质火山角砾熔岩和英安岩组成,均为偏铝质钙碱性岩石,具高硅特征(Si O2=69.51%~95.81%);稀土总量不高(ΣREE=9.53×10^(-6)~86.40×10^(-6)),轻重稀土分异较弱((La/Yb)N=0.41~29.4),铕多具负异常(δEu=0.29~1.91),显示轻稀土略富集的右倾型配分模式的地球化学特征;轻微富集Rb、Ba、K等大离子元素,明显亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,表现出弧岩浆的特征;正的εNd(t)值(+2.98^+10.61)、分布范围较广的(87Sr/86Sr)i(0.703053~0.712568)值表明岩浆源区主要来自地幔,且有地壳物质的混染。获得流纹质火山角砾熔岩和次流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为439.9±4.8Ma、439±7Ma。综合研究表明,该岩类可能为早志留世古亚洲洋向北俯冲至准噶尔板块之下形成的火山-次火山岩。黄铁矿化(次)流纹岩与红石-梅岭热液脉状矿床存在成因联系,该岩类同源深成岩体可能为红石-梅岭脉状矿床的成矿地质体。同时,它们是卡拉塔格矿集区重要的找矿标志之一,且具有一定的普遍性。

新疆东部卡拉塔格地区构造影像特征分析

卡拉塔格是新疆东天山地区近年来新发现的铜锌金多金属矿区,找矿潜力较大。本文利用高分辨率的QuickBird卫星遥感数据,通过图像增强处理和影像特征分析,结合卡拉塔格矿区地质勘查成果资料,提取出与成矿作用有关的各级线-环构造。根据线性构造的影像特征分析,划分出三个构造期次:区域性近东西向-北东向、近南北向和北西向。环形影像就其成因类型有火山机构、基底隆起以及褪色蚀变岩体等三种,其中火山机构和蚀变岩体与区内成矿关系密切。最后,通过对区域成矿地质条件、矿化地质特征以及遥感影像解译结果的综合分析,进行了初步的成矿预测,优选出5处找矿远景区。

新疆东天山卡拉塔格地区中泥盆世玉带斑岩铜(金)矿发现的地质找矿意义

新疆东天山玉带斑岩铜(金)矿床产于卡拉塔格西段,其含矿围岩是一套火山岩-火山碎屑岩和大南湖组(D1d)含生物碎屑灰岩的碎屑沉积岩,矿体产于石英闪长玢岩体内及与围岩接触带,以石英-硫化物细网脉状矿化为主,矿石矿物以黄铁矿和黄铜矿为主,及少量磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿等,矿区发育Cu-Au-Ag-Mo-Pb-Zn-As-Sb-Hg-Ba元素异常。矿床蚀变(>5km2)包括钠长石化、钾长石化、硅化、绿泥石化、绢云母化、水白云母化、高龄土化等蚀变类型,以含矿斑岩为中心向外可划分出钾(钠)化-绢云母化-硅化带、硅化-绢云母化(水云母+高岭土)-黄铁矿带和青磐岩化带(绿泥石-绿帘石化-碳酸盐化带)。围岩接触关系和同位素年代学研究显示玉带斑岩铜矿成矿时代为中泥盆世(391Ma),有别于土屋斑岩铜矿带,扩大了卡拉塔格地区及区域找矿空间。

东天山卡拉塔格泥盆纪岩浆岩地球化学特征及成因

文中对卡拉塔格地区泥盆纪岩浆岩进行了系统的岩相学、岩石地球化学研究,探讨其成因及形成构造背景。卡拉塔格地区泥盆纪火山岩主要为安山岩,并被同期一套成分连续的侵入体,包括辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、二长岩等侵入。其中,辉长岩为钙碱性-低钾系列准铝质岩石,具有较高的Al2O3含量(18.76%~19.06%)和Mg#(57.28~69.37),具有正Eu异常;闪长岩、石英闪长岩、二长岩和安山岩为钙碱性-高钾钙碱性系列的准铝质-弱过铝质岩石,也具有较高的Al_2O_3含量(15.02%～17.43%)和Mg#(53.67～72.91),具有较弱的Eu负异常或无Eu异常。这些岩浆岩都具有较低的初始Sr值(0.703 11～0.705 18)以及较高的ε值Nd(t)(5.36～7.72),均富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、Ba、K等,亏损重稀土和高场强元素Ta、Nb、Ti等,都具有岛弧岩浆岩的特征。相似的岩石地球化学特征显示它们可能为同源岩浆活动的产物,可能是由俯冲洋壳形成的流体交代地幔楔岩石发生部分熔融而形成。泥盆纪岩浆岩形成于康古尔洋向卡拉麦里洋俯冲的岛弧背景。

遥感在卡拉塔格铜金矿找矿中的应用

通过对本区的构造特征、影像岩石类型特征、蚀变特征等的分析,进一步确定了卡拉塔格的大地构造位置,总结了该区的遥感找矿模型,圈定了几处找矿靶区。

东天山卡拉塔格红石铜矿地质特征及矿床成因初步探讨

红石铜矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带北段的卡拉塔格地区。矿体产于火山岩—次火山岩中,受断裂构造控制,主要呈脉状;矿石类型以石英脉型和角砾岩型为主,矿石组构以梳状构造、晶簇/晶洞状等构造为特征,金属矿物以黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿为主,非金属矿物以石英为主;矿区普遍发育硅化、绢云母化、碳酸盐化、青磐岩化等低温蚀变组合;成矿过程包括石英—黄铁矿脉、石英—硫化物脉以及石英—碳酸盐细脉;成矿流体以低温、低盐度的水溶液为特征。红石铜矿床地质与流体特征均与浅成低温热液型成矿系统一致,应属于浅成低温热液型铜矿床。

新疆东天山卡拉塔格红石铜矿床硫同位素研究

卡拉塔格红石铜矿床位于新疆东天山大南湖—头苏泉岛弧带北段,矿床产于陆相火山岩—次火山岩中,受断裂构造控制而呈脉状;成矿过程包括早、中和晚阶段,分别以石英—黄铁矿脉、石英—硫化物脉以及石英—碳酸盐—石膏细脉为标志;围岩蚀变以硅化、绢云母化、碳酸盐化、青磐岩化等中低温蚀变组合为特征。矿石硫化物的δ^(34)S值变化于-1.9‰~3.6‰之间,平均为1.2‰,其中黄铁矿δ^(34)S值为-1.1‰~3.6‰(平均值1.3‰),黄铜矿δ^(34)S值为-1.9‰~1.6‰(平均值0.5‰),闪锌矿δ^(34)S值为2.0‰~3.5‰(平均值2.8‰)。从早到晚,矿石硫化物的δ^(34)S值显示逐渐降低的特点,表明成矿过程中硫源发生了变化或成矿流体系统性质有所改变,由与石英斑岩有关的矿化过渡为浅成低温热液矿化。红石矿床地质与流体特征与新疆北部浅成低温热液矿床一致,应为浅成低温热液矿床。

东天山卡拉塔格红海早古生代VMS型矿床成矿作用研究

卡拉塔格矿集区位于东天山大南湖岛弧带中段(图1a略),红海早古生代VMS型矿床位于卡拉塔格铜多金属矿集区的东段,为隐伏矿(埋藏深度>300 m)(图1b略)。块状矿体为北西走向,长约350 m,宽几十m^150 m,最厚为40 m,矿体向北东倾伏,倾角为(25~45°)。矿体总体特征是规模较大(已控制Cu 26.6万吨,Zn 27.4万吨),矿石品位高(块状矿体平均品位Cu 2.82%、Zn 9.58%)

东天山卡拉塔格矿集区赋矿火山岩地层时代探讨——SHRIMP锆石U-Pb年龄证据

新疆东天山卡拉塔格矿集区内发育有红海(—黄土坡)大型VMS型铜锌矿床、红石—梅岭热液脉状铜矿床、玉带斑岩型铜矿床等,其赋矿围岩均为一套多旋回火山—沉积岩系。文章获得侵入该岩系下部岩性段中闪长玢岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(442.6±5.3)Ma和(437.1±3.8)Ma,其精确限定了该岩性段形成时代上限为晚奥陶世,表明这套含矿岩系最早可能形成于奥陶纪。

东天山卡拉塔格红石矿床构造-蚀变特征

卡拉塔格矿区位于近东西向头苏泉-大南湖岛弧带中段,是大南湖-头苏泉岛弧带中段发育3个火山岩隆起之一,是中国重要的铜多金属勘查评价基地。红石铜矿床位于卡拉塔格矿区东南部,红海以西,卡拉萨以东。矿体主要产于奥陶系大柳沟组火山岩中中,明显受构造控制。红石矿床主要由多条产在破碎带内的石英-黄铁-黄铜矿脉组成,矿脉受NS向断裂构造控制,NE向、NNE向。

东天山卡拉塔格黄土坡铜锌矿床地质特征及成因探讨

黄土坡铜锌矿床位于哈密市260°方向约160 km处,北距兰新铁路十三间房站70 km。目前,由于缺乏有效的手段对该矿床进行准确可靠的成矿定年,且矿区及外围地质研究相对薄弱,因此目前对于该矿床,仍存在着'VMS型'和'浅成低温热液型'两种成因认识。本文拟在区域地质、矿床地质研究的基础上,结合矿床的O、H、S、Pb等同位素组成特征。

东天山卡拉塔格金岭—黄滩金铜矿床的发现及其意义

东天山卡拉塔格地区发育了典型的古弧盆体系,为查明新发现金岭-黄滩金铜矿床的成因类型,开展了系统的岩相学研究。金岭-黄滩矿床的铜锌矿体受凝灰岩层位控制,以黄铁绢英岩化为特色,显示低阻高极化的地球物理特征,而金矿体受断裂构造控制,呈局部富集,以硅化为特色,具有相对高阻高极化特征。其成矿过程可分为VMS成矿期(包含黄铁矿、黄铜矿-闪锌矿阶段)、热液叠加期(包含石英-硫化物)和表生期。金岭-黄滩矿床成因类型为典型的喷流沉积-热液叠加成矿,即早古生代海底火山喷流沉积作用形成的铜锌矿化,叠加了后期岩浆热液作用形成的金矿化;这一新的成矿类型丰富了卡拉塔格矿集区成矿作用,扩展了进步一步找矿思路和空间。

东天山卡拉塔格地区铜多金属矿成矿地质特征

卡拉塔格地区是东天山重要的铜多金属成矿带,成矿条件优越。叠加产出红海、红石、梅岭等与早古生代海相火山活动有关的铜多金属矿床及玉带、西二区、红山等与晚古生代中酸性岩浆侵入活动有关的铜金矿床。矿床在空间上具有"成带分布、分段集中、相间展布"的特点。海相火山岩地层、岩相界面、同生断裂及火山通道等多种因素耦合控制着红海VMS型铜锌矿的形成与产出;北北西向断裂的近南北向和北西向次级张裂隙制约着红石—梅岭火山热液脉状铜矿的赋存;晚古生代花岗闪长(斑)岩为玉带斑岩型铜金矿、西二区矽卡岩型铜矿的成矿地质体;钠长斑岩多与红山浅成低温热液型铜金矿相伴产出。各类型矿床是卡拉塔格地区古生代特定构造环境及不同构造—岩浆演化阶段的产物。

东天山卡拉塔格石炭纪安山岩地球化学、年代学研究及地质意义

通过对东天山卡拉塔格石炭纪安山岩进行详细岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,精确厘定了该火山岩成岩时代,探讨了岩浆来源及构造背景,进一步约束了古亚洲洋闭合时限。卡拉塔格石炭纪地层为一套火山碎屑岩夹火山岩,其中火山岩以安山岩为主。对安山岩进行LA-ICPMS锆石U-Pb测年,获得年龄(309.0±3.3)Ma为晚石炭世。岩石地球化学特征显示,安山岩为钠质、过铝质、钙碱性系列;稀土元素富集LREE,(La/Yb)_(N)为3.10~4.13,δEu呈弱的负异常;微量元素Zr/Yb(6.78~8.76)、Hf/Yb(1.47~1.83)、Zr/Nb(32.06~34.60)的值均接近于岛弧安山岩;元素蛛网图上具富集大离子亲石元素Rb,Ba,U,K等,亏损Nb,Ta,Ti特征,表明其形成于岛弧环境。样品εHf(t)变化范围较大为-13.1~+14.8,且具高Sr,Yb和Y含量,低Sr/Y值,Ba/La>13,表明安山岩源区以俯冲流体交代的地幔楔部分熔融为主。

新疆卡拉塔格地区航空高光谱矿物填图及找矿预测

利用HyMap机载成像光谱仪,获取了新疆卡拉塔格地区的高光谱遥感数据,对数据进行了辐射校正和辐射定标、大气校正(光谱重建)与几何校正等预处理,同时利用ASD光谱仪,开展了成矿有利地质单元和典型矿床地面岩矿光谱测量,进行了典型蚀变矿物光谱特征的提取和光谱分析。在数据处理与光谱分析的基础上,采用混合调制匹配滤波法对矿物进行了识别和填图工作,并编制了蚀变矿物分布图。通过野外调查验证和地质综合分析,圈定了8处找矿有利地段,取得了良好的应用效果。