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摘 要：通过对新疆东天山雅满苏岛弧带双龙铜矿成岩地质特征、岩石地球化学特征及Hf同位素分析，认为赋矿岩体为一套形成于后碰撞环境下的准铝质高钾钙碱性岩石系列的石英闪长岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为（300.9±1.2）Ma。岩石地球化学显示，赋矿岩石具富集大离子亲石元素（LILE）K，Rb等及高场强元素（HFSE）Th，U，Zr和Hf，贫Nb，Ta，Ti，Sr，P特征，可能形成于后碰撞构造环境。石英闪长岩锆石176Hf/177Hf变化范围0.282 949～0.283 002，平均值0.282 979，εHf（t）值为12.32～14.40，平均13.40，tDM2（Hf）为375～482 Ma，平均 429 Ma，表明岩浆物源可能来自志留纪新生地壳的部分熔融。
关键字：东天山;双龙铜矿;石英闪长岩;锆石U-Pb定年;构造环境
东天山位于吐哈盆地以南，中天山北缘断裂——阿其克库都克断裂以北地区，属中亚造山带南缘。受古亚洲洋盆形成、消减的影响，经历了复杂多样的陆壳增生，是全球显生宙构造-岩浆事件及陆壳增生最显著地区[1-4]。该区完整的碰撞造山演化历史、强烈的构造-岩浆活动、显著的陆壳增生过程和大规模成矿作用成为研究构造岩浆活动及成矿作用的理想地区，受到学者们的广泛关注[5-8]。该区为我国西北地区重要的Cu，Au，Fe，Mo等矿产富集区[9]。2004年新疆地矿局第一地质大队在实施“新疆鄯善县百灵山-多头山一带铜矿资源评价项目”时发现双龙铜矿，经槽探揭露和钻孔验证，圈出铜、铁（伴生金、银、钴等）矿体。但对新发现的铜矿床及铜礦床成矿时代研究仍属空白。本文针对双龙铜矿赋矿岩体进行研究，在野外观察基础上，对与成矿相关的石英闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学研究，旨在对铜矿成矿时代及研究区构造环境提供有效证据。
1 地质背景
东天山位于中亚造山带南缘（图1-a），自北向南分别为博格达-哈尔里克造山带、吐哈盆地（陆块）、觉罗塔格造山带、中天山地块（图1-b，c）。双龙铜矿即产于东天山觉罗塔格构造带南部阿奇山-雅满苏岛弧带西段，百灵山岩体东南部（图1-c）。觉罗塔格构造带为夹持于吐哈陆块与中天山前寒武纪地块之间的长条形造山带，被近EW向康古尔-黄山韧性剪切带分割成北部大南湖-头苏泉岛弧带和南部阿奇山-雅满苏岛弧带。从现有资料来看，觉罗塔格构造带是吐哈地块南缘的晚古生代活动大陆边缘，其南部阿奇山-雅满苏岛弧带主要出露石炭系火山-沉积岩系，下部以中基性、酸性火山熔岩为主，中部以陆缘碎屑岩、碳酸盐岩建造为主，上部以中基性火山熔岩及同质火山碎屑岩为主。受后期造山作用影响，发育大面积不同期次的中酸性侵入岩体[10]，其中规模较大的为百灵山岩体，围绕该岩体已发现矽卡岩型银铜矿（维权）、火山岩型铅锌矿（阿齐山）、火山岩型铁矿（百灵山）、层控型铅锌矿（彩霞山）等一大批大、中型矿产，反映出该期侵入岩浆的控矿作用十分明显。
双龙铜矿即产于百灵山岩体与地层接触带之内带闪长岩体中（图2），初步认为成矿类型为斑岩型。矿区出露地层主要为上石炭统土古土布拉克组，总体产状倾向SW向，倾角67°～75°。矿区侵入岩极发育，为百灵山岩体的一部分。主要岩石类型有闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩、花岗岩等，岩体侵入时代为晚石炭世。闪长岩和石英闪长岩二者呈相变过渡关系，二长花岗岩与花岗岩同样也呈相变过渡关系。花岗岩类晚于闪长岩类侵入。矿区脉岩较发育，主要类型有辉长岩、斜长花岗斑岩、花岗斑岩、辉绿岩等。其中辉长岩、辉绿岩脉主要分布在花岗岩体中，斜长花岗斑岩、花岗斑岩主要分布在闪长岩岩体中。
2 岩石学特征
双龙铜矿主要赋矿岩石类型为蚀变细粒石英闪长岩，侵入于上石炭统土古土布拉克组基性凝灰岩中，石英闪长岩呈细粒半自形粒状结构，块状构造。岩石主要由斜长石（58%）、石英（15%）、钾长石（10%）、角闪石（15%）及少量黑云母（2%）组成。岩石次生蚀变明显，主要为绢云母化、粘土化、绿泥石化。斜长石呈半自形-自形板状，粒径0.5～1.5 mm，表面多被绢云母、粘土矿物取代。石英呈他形粒状，钾长石亦呈他形粒状，粒径细小，与石英填隙于板状斜长石粒间。角闪石为半自形-自形柱状，粒径0.2～0.5 mm，中心或边缘多见绿泥石化。黑云母少量，片状，多被绿泥石化，并沿解理析出铁质。见少量短柱状磷灰石分布于长石粒之间（图3）。矿石类型为孔雀石化、褐铁矿化蚀变闪长岩矿石。矿石呈残余半自形-他形粒状结构、块状构造、网脉状构造。主要金属矿物有褐铁矿、孔雀石、铜蓝、磁铁矿及少量黄铁矿、黄铜矿等，主要非金属矿物有长石、暗色矿物、石英及蚀变矿物绢云母等。
3 成矿时代
对双龙铜矿区石英闪长岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素组成分析，结果见表1。锆石CL图像在北京离子探针中心完成。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所实验室完成，定年分析仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为25 μm，以He为载气。锆石标准定年精度和准确度为1%（2σ）左右，锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标，U，Th含量以锆石M127为外标进行校正。测试过程中测定5～7个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正，并测量一个锆石Plesovice，观察仪器状态以保证测试精确度。数据处理采用ICPSDataCal程序[11]，锆石年龄谐和图用Isoplot3.0程序获得[12]。锆石以短柱及长柱状晶形为主，自形晶，具明显震荡环带结构（图4），Th/U比值为0.9～1.6，具岩浆结晶锆石特征。进行普通铅校正后，石英闪长岩17个点均为有效数据，206Pb/238U加权平均年龄为（300.9±1.2）Ma（n=17，MSWD=2.3）（图5），分析数据位于谐和线上，锆石年龄代表了石英闪长岩的结晶年龄。
关键字：东天山;双龙铜矿;石英闪长岩;锆石U-Pb定年;构造环境
东天山位于吐哈盆地以南，中天山北缘断裂——阿其克库都克断裂以北地区，属中亚造山带南缘。受古亚洲洋盆形成、消减的影响，经历了复杂多样的陆壳增生，是全球显生宙构造-岩浆事件及陆壳增生最显著地区[1-4]。该区完整的碰撞造山演化历史、强烈的构造-岩浆活动、显著的陆壳增生过程和大规模成矿作用成为研究构造岩浆活动及成矿作用的理想地区，受到学者们的广泛关注[5-8]。该区为我国西北地区重要的Cu，Au，Fe，Mo等矿产富集区[9]。2004年新疆地矿局第一地质大队在实施“新疆鄯善县百灵山-多头山一带铜矿资源评价项目”时发现双龙铜矿，经槽探揭露和钻孔验证，圈出铜、铁（伴生金、银、钴等）矿体。但对新发现的铜矿床及铜礦床成矿时代研究仍属空白。本文针对双龙铜矿赋矿岩体进行研究，在野外观察基础上，对与成矿相关的石英闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学研究，旨在对铜矿成矿时代及研究区构造环境提供有效证据。
1 地质背景
东天山位于中亚造山带南缘（图1-a），自北向南分别为博格达-哈尔里克造山带、吐哈盆地（陆块）、觉罗塔格造山带、中天山地块（图1-b，c）。双龙铜矿即产于东天山觉罗塔格构造带南部阿奇山-雅满苏岛弧带西段，百灵山岩体东南部（图1-c）。觉罗塔格构造带为夹持于吐哈陆块与中天山前寒武纪地块之间的长条形造山带，被近EW向康古尔-黄山韧性剪切带分割成北部大南湖-头苏泉岛弧带和南部阿奇山-雅满苏岛弧带。从现有资料来看，觉罗塔格构造带是吐哈地块南缘的晚古生代活动大陆边缘，其南部阿奇山-雅满苏岛弧带主要出露石炭系火山-沉积岩系，下部以中基性、酸性火山熔岩为主，中部以陆缘碎屑岩、碳酸盐岩建造为主，上部以中基性火山熔岩及同质火山碎屑岩为主。受后期造山作用影响，发育大面积不同期次的中酸性侵入岩体[10]，其中规模较大的为百灵山岩体，围绕该岩体已发现矽卡岩型银铜矿（维权）、火山岩型铅锌矿（阿齐山）、火山岩型铁矿（百灵山）、层控型铅锌矿（彩霞山）等一大批大、中型矿产，反映出该期侵入岩浆的控矿作用十分明显。
双龙铜矿即产于百灵山岩体与地层接触带之内带闪长岩体中（图2），初步认为成矿类型为斑岩型。矿区出露地层主要为上石炭统土古土布拉克组，总体产状倾向SW向，倾角67°～75°。矿区侵入岩极发育，为百灵山岩体的一部分。主要岩石类型有闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩、花岗岩等，岩体侵入时代为晚石炭世。闪长岩和石英闪长岩二者呈相变过渡关系，二长花岗岩与花岗岩同样也呈相变过渡关系。花岗岩类晚于闪长岩类侵入。矿区脉岩较发育，主要类型有辉长岩、斜长花岗斑岩、花岗斑岩、辉绿岩等。其中辉长岩、辉绿岩脉主要分布在花岗岩体中，斜长花岗斑岩、花岗斑岩主要分布在闪长岩岩体中。
2 岩石学特征
双龙铜矿主要赋矿岩石类型为蚀变细粒石英闪长岩，侵入于上石炭统土古土布拉克组基性凝灰岩中，石英闪长岩呈细粒半自形粒状结构，块状构造。岩石主要由斜长石（58%）、石英（15%）、钾长石（10%）、角闪石（15%）及少量黑云母（2%）组成。岩石次生蚀变明显，主要为绢云母化、粘土化、绿泥石化。斜长石呈半自形-自形板状，粒径0.5～1.5 mm，表面多被绢云母、粘土矿物取代。石英呈他形粒状，钾长石亦呈他形粒状，粒径细小，与石英填隙于板状斜长石粒间。角闪石为半自形-自形柱状，粒径0.2～0.5 mm，中心或边缘多见绿泥石化。黑云母少量，片状，多被绿泥石化，并沿解理析出铁质。见少量短柱状磷灰石分布于长石粒之间（图3）。矿石类型为孔雀石化、褐铁矿化蚀变闪长岩矿石。矿石呈残余半自形-他形粒状结构、块状构造、网脉状构造。主要金属矿物有褐铁矿、孔雀石、铜蓝、磁铁矿及少量黄铁矿、黄铜矿等，主要非金属矿物有长石、暗色矿物、石英及蚀变矿物绢云母等。
3 成矿时代
对双龙铜矿区石英闪长岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素组成分析，结果见表1。锆石CL图像在北京离子探针中心完成。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所实验室完成，定年分析仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为25 μm，以He为载气。锆石标准定年精度和准确度为1%（2σ）左右，锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标，U，Th含量以锆石M127为外标进行校正。测试过程中测定5～7个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正，并测量一个锆石Plesovice，观察仪器状态以保证测试精确度。数据处理采用ICPSDataCal程序[11]，锆石年龄谐和图用Isoplot3.0程序获得[12]。锆石以短柱及长柱状晶形为主，自形晶，具明显震荡环带结构（图4），Th/U比值为0.9～1.6，具岩浆结晶锆石特征。进行普通铅校正后，石英闪长岩17个点均为有效数据，206Pb/238U加权平均年龄为（300.9±1.2）Ma（n=17，MSWD=2.3）（图5），分析数据位于谐和线上，锆石年龄代表了石英闪长岩的结晶年龄。