河北省宽城县孤山子超基性岩体锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

华北克拉通北缘在早石炭世晚期—中二叠世出露大量中酸性侵入岩体,但基性-超基性岩体出露较少,因而缺乏对该时期地幔性质的认识。笔者对位于内蒙古地轴以南百余千米的孤山子超基性岩体开展锆石U-Pb定年、微量元素、Lu-Hf同位素组成测试分析。结果显示,孤山子超基性岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为296.9±2.6 Ma,为早二叠世的岩浆活动产物。锆石(样号:GSZ-B3)微量元素含量低,具有强Ce正异常和弱Eu负异常特征以及较低的εHf(t)=-1.9^-7.5(n=17),表明其源区主要为富集的岩石圈地幔。锆石tDM、tCDM远大于其U-Pb年龄,表明岩石圈地幔形成过程中有再造古老地壳加入。对比内蒙古地轴上的同时代波罗诺岩体含角闪辉长岩(297±1 Ma)的锆石εHf(t)(-17.0^-14.1),孤山子超基性岩体的锆石εHf(t)明显偏大,表明孤山子超基性岩体的源区富集程度相对较小。此外,孤山子超基性岩体还有2个锆石测点εHf(t)分别为3.2、4.0,指示母岩浆中有少量亏损幔源物质加入,这暗示了华北克拉通北缘局部地区,在晚古生代已有岩石圈拉张减薄的趋势。

河北省宽城孤山子超基性岩体铜矿成矿性分析

孤山子超基性岩体内Cu元素丰度值普遍较高（平均159．50×10^-6），浓集克拉克值（7．98）远远大于1，呈非常强的富集状态，具备了形成大型铜矿床的物质基础；岩体内结晶分异现象比较明显，自早而晚、自下而上岩石组合总体呈现基性程度逐渐减小的分异演化趋势，为海西期熔离一贯人型铜矿的形成提供了重要的前提条件；岩体位于不同方向断裂的交汇部位，构造条件十分有利；区内Cu元素异常的空间位置距燕山期花岗质岩体较近，表明区内很可能存在燕山期热液型铜矿的叠加成矿作用。