Question

成矿时代及矿床模型

Answer 1

2.3.5.1 糜棱岩化花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄与辉钼矿Re-Os年龄

哈腊苏地区斑岩铜矿的一个重要特点是构造改造与叠加成矿作用明显。前人对包括玉勒肯哈腊苏在内的成矿斑岩进行了大量的锆石U-Pb定年与辉钼矿Re-Os定年。已有的结果显示哈腊苏Ⅰ矿床成矿斑岩锆石U-Pb年龄为371～381Ma、辉钼矿Re-Os年龄为376～378Ma（张招崇等，2006；闫升好等，2006；吴淦国等，2008；杨福全等，2010；薛春纪等，2010），哈腊苏Ⅱ与哈腊苏Ⅲ花岗闪长斑的锆石U-Pb年龄分别为390.2Ma与3938Ma（相鹏等，2009），玉勒肯哈腊苏二长花岗斑岩锆石U-Pb年龄为382Ma（赵战锋等，2009a，2009b），喀拉萨依二长闪长斑岩锆石U-Pb年龄为376Ma与408Ma（张招崇等，2006）。但是，对构造改造的时间不清楚，对研究区的碰撞时间不清楚。

为确定玉勒肯哈腊苏铜矿区韧性变形及其改造成矿的时间，此次研究中选择花岗闪长斑岩质糜棱岩开展锆石U-Pb定年研究，选择ZK1204孔不同赋存状态的辉钼矿开展Re-Os定年研究。

锆石SIMS U-Pb定年的样品采于ZK1204孔326～328m处的岩心（样号YLK09-7）（图2.88a），从中可以看出样品岩石强烈的糜棱岩化与片理化，岩石中白云母鳞片定向排列构成片理构造，长石斑晶细粒化。大量透入性白云母的发育说明样品岩石在变形过程中有大量流体发育。样品岩石的锆石CL图像呈灰黑色、环带构造发育，但大部分颗粒内破裂发育、碎裂严重（图2.88c中颗粒A与B），少部分内部相对完好与均一。测年所选的颗粒正是这些内部相对完好的锆石。分析结果如表2.11所示，分析锆石Th含量非常高，为（1445～4135）×10^-6，Th/U比值为3.8～7.9，谐和年龄为（362.5±4）Ma（图2.88d），²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄的权重平均年龄为（361.8±4）Ma，即测量锆石的U-Pb年龄约为362Ma。与哈腊苏3个矿区未变形的花岗闪长斑岩相比，锆石具异常高的Th含量与Th/U比值，这是热液锆石的典型特征（Hoskin，2005；Pettke等，2005）。这些锆石形成于变形变质过程的重结晶作用，其记录的是岩石变形变质年龄。

表2.11 玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿花岗闪长斑岩质糜棱岩锆石SIMS U-Pb定年结果

续表

图2.88 玉勒肯哈腊苏花岗闪长斑岩质糜棱岩的标本照片

辉钼矿Re-Os测年的5个样品分别采于ZK1204 孔的441 m、447 m、452 m、458 m与457 m。5个矿石样品辉钼矿的赋存状态有3 种类型（图2.89）：TypeA—辉钼矿沿片理分布，强烈片理化，辉钼矿表面擦线构造发育（包括样品 Mo-2、Mo-3 与 Mo-5）；TypeB—辉钼矿钾长石脉顺片理发育（样品Mo-6）；TypeC—辉钼矿黄铜矿钾长石脉截切片理构造（样品Mo-1）。3种赋存状态代表不同成矿与变形阶段的产物。TypeA中辉钼矿已发生韧性变形，其形成时间早于韧性变形时间，可代表矿区斑岩铜矿的形成时间。TypeB中辉钼矿与钾长石共生，辉钼矿钾长石脉沿片理分布与充填，其形成于韧性变形过程，这从另一个侧面说明在韧性变形过程中有叠加成矿作用。TypeC中辉钼矿与黄铜矿和钾长石共生，其脉体截切片理，形成于片理之后，代表的是片理之后的叠加成矿作用。3种类型的辉钼矿分别代表俯冲阶段斑岩铜矿、碰撞变形改造成矿与后碰撞叠加成矿的产物。

图2.89 玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿辉钼矿赋存状态与Re-Os年龄结果对比

5个样品辉钼矿Re-Os测年结果如表2.12所示。样品Mo-1两次平行测量结果分别为（331.5±4.8）Ma与（334.7±5.2）Ma，平均值约为333Ma；样品Mo-2、Mo-3与Mo-5的模式年龄较接近，分别为（374.0±5.3）Ma、（374.5±5.6）Ma与（374.7±5.1）Ma，约为374Ma；样品Mo-6两次平行测量结果分别为（363.1±6.0）Ma与（357.3±5.2）Ma，平均值约为360Ma。

表2.12 新疆青河玉勒肯哈腊苏铜矿中辉钼矿Re-Os同位素数据

Type A辉钼矿年龄为374Ma，与相邻哈腊苏3个矿区未变形的花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄可以对比，可以认为玉勒肯哈腊苏矿区花岗闪长斑岩及其伴生斑岩铜矿形成时间约为374Ma，比矿区二长花岗斑岩稍晚。Type B辉钼矿年龄为360Ma，其与花岗闪长斑岩质糜棱岩中变质重结晶锆石相近，其不仅佐证了韧性变形时间，还说明韧性变形过程叠加了成矿的时间。Type C辉钼矿年龄约为333Ma，其代表韧性变形后的、后碰撞叠加成矿作用。值得指出的是，希勒库都克斑岩铜钼矿床含矿花岗斑岩锆石U-Pb年龄为329.6Ma，辉钼矿Re-Os同位素年龄为327Ma（龙灵利等，2009），这与矿区333Ma的年龄非常接近。因此，以希勒库都克斑岩铜钼矿床为代表的约330Ma左右的后碰撞阶段Cu-Mo成矿作用在玉勒肯哈腊苏铜矿区形成了叠加成矿作用。

2.3.5.2 玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床描述性模型

综上所述，玉勒肯哈腊苏铜矿为叠加改造型斑岩铜矿，其成矿作用可概括为4种类型。

1）374～382Ma俯冲阶段岛弧背景的斑岩铜金矿，成矿斑岩包括二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩与花岗斑岩，花岗闪长斑岩为主含矿斑岩。

2）360～362Ma碰撞阶段的改造与叠加成矿，NNW向韧性剪切变形不仅造成斑岩中硫化物发生变形、迁移与再定位，而且韧性变形过程有新的成矿物质加入，使韧性变形带中Cu含量进一步提高。

3）300～333Ma后碰撞阶段叠加成矿，在可能是由岩石圈拆沉引起的壳幔相互作用过程中产生的碱性岩浆活动与叠加成矿作用，形成以辉钼矿黄铜矿钾长石脉矿化为特征的叠加成矿。

4）300Ma之后与矿区低角度逆断层伴生的脉状叠加成矿作用。