阿尔泰南缘麦兹盆地萨吾斯铅锌矿床控矿铁闪石矽卡岩的40Ar／39Ar年代学研究

萨吾斯矿床位于麦兹盆地东部,是一个新近发现和勘探的铅锌矿床。萨吾斯铅锌矿床赋存于下泥盆统康布铁堡组上亚组凝灰岩、流纹岩及其沉积碳酸盐夹层,矿(化)体直接受石榴黑云矽卡岩和铁闪石矽卡岩控制,表现出火山喷流-沉积成矿和矽卡岩矿床的双重特征。这两类矿床的重要区别之一是同生和后生成矿。对主要矽卡岩矿物铁闪石进行精确的ArAr年龄测定,将其与康布铁堡组流纹岩的年龄对比,有助于确定萨吾斯铅锌矿床的成因。高精度、高灵敏度激光40Ar-39Ar测年方法,为解决闪石类低K矿物的定年提供了新的手段。岩芯样品SW85中,铁闪石晶粒较大、晶形发育,与闪锌矿、碳酸盐矿物和石榴子石都具有平直的边界,而不是复杂交生,不含矿物和流体包裹体,代表了相对简单均一的系统。对SW85的铁闪石做了激光40Ar-39Ar测年,其结果为412±15Ma,与康布铁堡组流纹岩的SIMS锆石U-Pb年龄(401±2.7Ma)和别斯萨拉玢岩的SIMS锆石U-Pb年龄(401±3.1Ma)在误差范围内一致,表明矽卡岩和铅锌矿的形成与康布铁堡组流纹质火山岩的喷发及其碎屑岩的沉积是同时的,成因上密切相关。其次,矽卡岩呈层状产出,局限于康布铁堡组凝灰岩及其铁锰钙质碳酸盐夹层的范围内;石榴子石为铁铝榴石、锰铝榴石,闪石为铁闪石,缺失透辉石、钙铁辉石。上述特征与接触交代矽卡岩不同,后者以钙铝榴石、钙铁榴石、透辉石/钙铁辉石为特征,闪石为角闪石。接触交代矽卡岩矿床是后成矿床,它晚于岩浆侵入体的围岩。综上所述,萨吾斯铅锌矿是一个与康布铁堡组火山喷发和浅成侵入有关的喷流-沉积矿床。麦兹盆地的控盆断裂巴寨断裂从北西端向南东发展而成。阿巴宫-库尔提断裂和琼库尔断裂是克兰盆地的控盆断裂,它们在北西撒开、向南东收敛,具有羽状张剪性断裂的特征。因此,阿尔泰南缘在早泥盆世具有活动陆缘的局部拉张性质。西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块的推错,在阿尔泰南缘产生局部张剪性应力场,从而形成了上述断裂以及早泥盆世火山-沉积盆地。

阿尔泰南缘早泥盆世康布铁堡组的SIMS锆石U-Pb年龄及其向东向北延伸的范围

麦兹火山-沉积盆地康布铁堡组的年龄及其东界,以及阿尔泰南缘早泥盆世火山活动往东往北延伸的范围仍然没有确定;康布铁堡组火山岩的源岩及其形成的构造环境还有待阐明。近年来在麦兹盆地东侧发现了萨吾斯铅锌矿床,矿床赋存于康布铁堡组火山岩,与别斯萨拉玢岩体密切有关。本研究对萨吾斯铅锌矿床的康布铁堡组流纹岩和别斯萨拉玢岩进行了SIMS锆石U-Pb定年以及主微量元素组成测定,以期回答上述问题。流纹岩锆石的18个靶点给出了一致的谐和年龄和加权平均年龄(401Ma);花岗闪长玢岩锆石的15个靶点给出了一致的谐和年龄和加权平均年龄(401Ma)。因此,萨吾斯铅锌矿床康布铁堡组流纹岩和别斯萨拉玢岩是同期喷发/侵入的;康布铁堡组火山活动的时代在早泥盆世;麦兹火山-沉积盆地的东界应抵达卡拉先格尔断裂西侧。在～400Ma时期,阿尔泰地区不仅存在着广泛的花岗岩类深成岩浆活动,也发生了强烈的酸性火山喷发,两者共同构成了阿尔泰南缘的大陆边缘岩浆弧。但是,火山喷发主要集中于阿尔泰南缘,受断裂控制。花岗闪长玢岩的一些锆石给出513.8Ma和3134Ma的U-Pb年龄,反映区内陆壳由寒武纪—奥陶纪岩石组成,并且还有前寒武纪微陆块。硅-碱、SiO_2-K_2O、logτ-logσ、SiO_2-FeO/(FeO+MgO)图以及构造环境判别图表明,萨吾斯铅锌矿床的流纹岩、凝灰岩、石英闪长玢岩-花岗闪长玢岩以及阿尔泰南缘早泥盆世康布铁堡组火山岩形成于活动大陆边缘或岛弧环境。康布铁堡组中下段细碧角斑岩在岛弧海底环境喷发,上段流纹岩喷发于大陆边缘环境。原始地幔标准化的多元素蛛网图表明,萨吾斯矿床的三类岩石具有明显的Nb、Ta、Ti和Sr、P、Ba负异常,显著富集Th、U、K、La、Ce、Pr、Zr、Hf。结合锆石U-Pb年龄,作者认为它们的源岩应以寒武纪-奥陶纪的岛弧岩石为主;同时,可能还含有一定比例的前寒武纪古老陆壳岩石。冲乎尔、克兰、麦兹三个火山-沉积盆地在所属构造单元、陆壳基底、火山岩岩石地球化学以及沉积岩的比例上都表现出系统变化,这些变异控制了阿尔泰南缘块状硫化物矿床从西部到中部到东部的成矿元素组合上的变化。