土屋_延东斑岩铜矿田成岩时代精确测定及其地质意义.pdf

注本文为国家重点基础研究发展规划项目编号G199904201、2001CB409810和国家科技攻关项目编号2001BA 609A207218A资助的成 果。 收稿日期 2004201213;改回日期 2004210228;责任编辑章雨旭。 作者简介陈富文,男, 1963年生。 研究员,主要从事岩浆岩石学及相关矿产研究。 通讯地址 443003,湖北省宜昌市港窑路37号,宜昌地质矿 产研究所;电话 07176346262; Email yccfuwencgs. gov. cn。 东天山土屋延东斑岩铜矿田成岩时代 精确测定及其地质意义 陈富文 1 ,李华芹 1 ,陈毓川 2 ,王登红 3 ,王金良 4 ,刘德权 5 ,唐延龄 5 ,周汝洪 5 1 中国地质调查局宜昌地质矿产研究所,湖北, 443003; 2 中国地质科学院,北京, 100037 3 中国地质科学院矿产资源研究所,北京, 100037; 4 新疆资源环境中心,乌鲁木齐, 830000 5 新疆维吾尔自治区地质矿产局,乌鲁木齐, 830000 内容提要东天山土屋延东斑岩铜矿的形成时代迄今尚存在争议。前人以矿区南侧凝灰质粉砂岩夹层中所含 古生物化石及区域地层对比为依据,将含矿地层时代划归为石炭纪,并推测其成矿的构造环境属于哈萨克斯坦准 噶尔板块的活动陆缘觉罗塔格石炭纪火山岛弧。近期一些研究者通过对区内各类地质体的同位素地质年代学 研究,获得了中晚泥盆世和早石炭世的年龄信息 390 ～360 M a , 认为含矿火山岩和矿化斜长花岗斑岩形成于中 晚泥盆世早石炭世。据此提出土屋和延东斑岩铜矿形成构造环境应属于塔里木板块的活动陆缘,是泥盆纪岛弧火 山2深成作用的产物。在前人研究基础上,笔者对土屋和延东斑岩铜矿区的矿化斜长花岗斑岩开展了锆石SHR I M P 微区原位U2Pb定年研究,获得土屋和延东矿区矿化斜长花岗斑岩体的年龄分别为3343 M a95置信度和333 4M a95置信度。 测定结果表明,土屋和延东斑岩型铜矿床的形成时代应归属为晚石炭世早期或早石炭世晚期, 成矿作用与石炭纪钙碱性岩浆浅成侵位有关。 关键词土屋延东铜矿;锆石SHR I M P U2Pb定年;东天山 1 矿床地质特征 土屋延东斑岩铜矿田位于东天山觉罗塔格构 造2岩浆带北缘,由土屋和延东两个矿区构成图 1 。矿田出露有下泥盆统、 石炭系、 中侏罗统及第四 系。 其中,下泥盆统大南湖组由玄武岩及火山碎屑岩 组成,分布于矿田西北部;下石炭统企鹅山群以玄武 岩、 安山玄武岩、 安山岩、 安山质角砾熔岩、 凝灰岩、 火山角砾岩夹英安岩、 凝灰质砂岩、 砾岩等为主,是 主要的赋矿地层,总体南倾,倾角25～65,片理化 及青磐岩化发育;上石炭统土屋组和干墩组主要为 长石岩屑砂岩、 生物灰岩、 沉凝灰岩;中侏罗统西山 窑组为砾岩、 砂岩夹煤层,不整合于石炭系之上;第 四系为松散沉积物。矿田内有大量中酸性侵入岩体 分布,岩性有早石炭世角闪辉长岩、 石英辉长岩、 辉 长闪长岩、 石英闪长岩、 花岗闪长岩、 二长花岗岩和 晚石炭世钾长花岗岩、 斜长花岗岩等。 与矿化有关的 是闪长玢岩及斜长花岗斑岩等浅成侵入体,普遍可 见浸染状孔雀石化,部分地段全岩矿化。其中,闪长 玢岩呈近东西向展布,出露面积约2km 2, 大部地段 被中新生代沉积物掩盖;斜长花岗斑岩位于闪长 玢岩北侧,岩石为偏碱性过铝花岗岩,具斑状结构、 块状构造。 矿区构造为一向南倾斜的单斜,近东西向 的断裂及破碎带发育。 土屋延东斑岩铜矿田矿化蚀变带南北宽250 ～530m ,长15km以上,赋矿岩石为斜长花岗斑岩 及下石炭统企鹅山群。其中,土屋矿区由、 ˚ 号两 个矿体组成。 号矿体基本上产于斜长花岗斑岩之 中,以Cu 012为 边 界 品 位 圈 定 的 矿 化 体 长 1300m ,宽约8～87m ,铜品位地表平均013 ,钻孔 平均品位为0135;˚ 号矿体位于 号矿体西段南 侧,向西延伸,矿化见于玄武岩、 玄武质凝灰岩及斜 长花岗斑岩中,以Cu 012为边界品位圈定的地表 矿化体长1400m ,宽约716～125m ,已控制矿体延深 600m ,富矿体最高品位2187 ,平均品位为 1103。延东矿区位于土屋˚ 号矿体西南延长线上 第79卷 第2期 2 0 0 5年4月 地 质 学 报 ACTA GEOLOGICA SI N ICA Vol . 79 No. 2 Apr. 2005 8km处。矿体主要赋存于斜长花岗斑岩中, 少部分 在玄武质熔岩及凝灰岩围岩中。矿体地表大部分被 侏罗系陆相含煤岩系掩盖,已控制矿体长约3200m , 宽26m。经钻孔深部验证,矿体为巨厚板状,单钻孔 见矿厚度为2～183m ,平均约60m ,矿体延深在 800m以上,铜品位为012～2170。矿石结构以 稀疏浸染状为主,细脉状和团块状次之。 矿石矿物为 黄铜矿、 斑铜矿、 辉钼矿和黄铁矿等,脉石矿物为石 英、 绢云母、 高岭石和长石等。矿床围岩蚀变具一定 的分带性,自矿体向外依次为石英2黑云母2绢云母2 硬石膏带、 石英2绢云母化带绢英岩化带和青磐岩 化带。 图1 新疆哈密土屋延东矿田区域地质略图据新疆地质矿产局第一地质大队, 2002修改 Fig.1 Regional sketch map of the TuwuYandong orefield in Ham i,Xinjiang modified after the No. 1 Geological Party of Xinjiang Bureau of Geology andM ineral Resources, 2002 Q第四系; J2x中侏罗统西山窑组砾岩、 砂岩夹煤层; C2t上石炭统土屋组长石岩屑砂岩、 生物灰岩、 沉凝灰岩; C2g上石炭统干墩组 长石岩屑砂岩、 沉凝灰岩 ; C 1q下石炭统企鹅山群玄武岩、 安山玄武岩、 凝灰岩、 火山角砾岩夹英安岩、 凝灰质砂岩、 砾岩 ;D 1d下泥盆统 大南湖组玄武岩、 火山碎屑岩;Ν Χ 2 4晚石炭世钾长花岗岩;ΓΧ 2 4早石炭世二长花岗岩;∆Ο 2 4早石炭世石英闪长岩;Μ 2 4早石炭世石英辉长 岩、 角闪辉长岩;Χ ∆ 2 4早石炭世花岗闪长岩;∆Μ 2 4早石炭世辉长闪长岩;Χ Ο Π 2 4晚石炭世斜长花岗斑岩; 1地质界线; 2地层不整合线; 3断裂; 4韧性剪切带; 5铜矿化蚀变带 QQuaternary; J2xconglomerate, sandstone and coal seam ofM iddle Jurassic Xishanyao ation; C2tfeldspar sandstone, li mestone and tuff of Upper Carboniferous Tuwu ation; C2gfeldspar sandstone and tuff of Upper Carboniferous Gandun ation; C1q basalt, andesitic basalt, tuff, volcano breccia, dacite, sandstone and conglomerate of Lower Carboniferous Q iθeshan Group;D1dbasalt and volcano breccia of Lower Devonian Dananhu ation;Ν Χ 2 4Later Carboniferous K2feldspar granite;ΓΧ 2 4Early Carboniferous monzonitic granite;∆Ο 2 4Early Carboniferous quartz diorite;Μ 2 4Early Carboniferous gabbroand hornblende gabbro;Χ ∆ 2 4Early Carboniferous granitic diorite;∆Μ 2 4Early Carboniferous gabbrodiorite;Χ Ο Π 2 4Later Carboniferous plagiogranitic porphyry; 1geological line; 2uncon ity; 3fault; 4shear zone; 5alteration zone w ith copper m ineralization 2 样品采集及定年方法 定年样品分别采自土屋矿区 号矿体的48号 探槽和延东矿区ZK001钻孔的矿化斜长花岗斑岩。 据镜下岩石薄片观察,岩石具斑状结构,斑晶为斜长 石、 石英及黑云母,基质为花岗结构,由斜长石、 石 英、 黑云母组成,副矿物为磷灰石和锆石等。在岩石 矿物学研究基础上,岩石大样经室内加工处理,从中 分选出晶形完好,符合SHR I M P锆石微区原位定年 要求的锆石单矿物样品。锆石SHR I M P U2Pb年龄 分析方法采用宋彪等2002所报道的流程。首先在 双目镜下挑选出晶形完好、 具有代表性的锆石颗粒 和SHR I M P定年的标准锆石TEM一起粘贴在环 氧树脂表面,然后抛光并镀金,在SHR I M P同位素 分析之前,对待测锆石进行了透射光和反射光显微 照相分析。锆石微区原位U2Pb同位素分析在北京 离子探针中心的SHR I M P˚ 离子探针上进行,对测 752第2期陈富文等东天山土屋延东斑岩铜矿田成岩时代精确测定及其地质意义 表1 土屋铜矿区斜长花岗斑岩和延东铜矿区斜长花岗斑岩 锆石SHRI M P U-Pb年龄数据 Table 1 Zircon SHRI M P U-Pb data of the Tuwu plagiogran itic porphyry and the Yandong plagiogran itic porphyry 岩 体 编号 206Pb UTh 10- 6 232Th 238U 206Pb3 10- 6 t 206Pb 238U M a 207Pb3 235U 测定值 相对误 差 206Pb3 238U 测定值 相对误 差 土 屋 铜 矿 区 斜 长 花 岗 斑 岩 延 东 铜 矿 区 斜 长 花 岗 斑 岩 D1. 11. 17126 550. 455. 9734260. 3817. 00. 05451. 9 D1. 20. 70172 810. 498. 0033860. 3805. 50. 05391. 9 D2. 11. 3088 280. 333. 9932770. 3789. 70. 05202. 1 D3. 10. 26117 420. 375. 3633460. 4114. 60. 05311. 9 D4. 10. 24255 800. 3212. 034360. 4113. 20. 054691. 8 D5. 10. 66169 670. 417. 7833560. 3896. 00. 053291. 9 D6. 12. 884818 0. 382. 2333190. 26420. 05272. 8 D7. 10. 60329 840. 2615. 033260. 3734. 00. 052821. 8 D8. 10. 94198 780. 418. 7832260. 3505. 40. 051161. 8 D9. 10. 36115 410. 375. 4534570. 4263. 90. 05492. 0 D10. 12. 0046 170. 372. 1132780. 361190. 05212. 5 D11. 11. 3153 310. 602. 4333370. 3677. 90. 05292. 2 D12. 15. 5014 80. 620. 684341170. 37670. 05445. 1 D13. 11. 50166 270. 177. 9134260. 3277. 70. 05451. 9 D14. 10. 20264 880. 3411. 932960. 3943. 90. 052351. 8 D5. 20. 73193 900. 488. 7532860. 3706. 00. 052261. 9 C1. 15. 85128 1020. 834. 88264100. 04184. 0 C2. 10. 00213 2181. 067. 6226360. 3126. 60. 04172. 5 C3. 13. 92146 680. 485. 92285120. 247390. 04534. 4 C4. 10. 8687 520. 623. 9733170. 3907. 80. 05282. 1 C4. 21. 8849 190. 402. 2432690. 3519. 10. 05193. 0 C5. 12. 3346 190. 442. 2835580. 368130. 05662. 4 C6. 10. 8472 270. 393. 4234370. 4169. 80. 05472. 1 C7. 11. 359831 0. 334. 6734570. 3518. 80. 05492. 0 C8. 10. 6271 390. 563. 1632270. 3936. 40. 05112. 1 C9. 11. 71161 610. 397. 6034060. 3478. 50. 05411. 9 C10. 10. 85155 1060. 706. 8732160. 3785. 00. 051091. 9 C11. 11. 5651 180. 362. 3633680. 387200. 05352. 5 C12. 10. 0068 260. 393. 1633770. 4985. 30. 05372. 1 C13. 12. 2339 180. 471. 8233090. 395150. 05262. 6 C14. 10. 76141 480. 356. 5033470. 4247. 40. 05322. 1 C15. 12. 37105 690. 684. 6231570. 360170. 05012. 3 注表中单点年龄误差为1б 。 定结果用标准物质对铀含量和年龄作了校正。 3 测年结果 土屋矿区48号探槽和延东ZK001钻孔的矿化 斜长花岗斑岩体样品中的锆石均为浅黄色透明长柱 状和短柱状双锥自形晶体,具岩浆结晶环带结构特 征。 土屋铜矿区矿化斜长花岗斑岩样品 TC48 中的 14颗锆石分析编号为D的U2Pb同位素年龄分析 结果见表1, 16个分析点在误差范围内有一致的 206Pb238U 和207Pb 235U 比值,由于年轻锆石一般无铅 丢失,且207Pb的积累比较少,故仅取206Pb 238U 年龄 作为所测锆石的形成年龄,其206Pb 238U 年龄的加权 平均值为3343M a95置信度,图 2a , 代表土 屋矿区斜长花岗斑岩结晶年龄;延东斑岩铜矿区 ZK001钻孔矿化斜长花岗斑岩样品YD01中14颗 锆石分析编号为C 16 个分析点的U2Pb年龄分析 结果见表1。其中13个分析点在误差范围内有一致 的206Pb 238U 和207Pb 235U 比值,其中206Pb 238U 年龄 的加权平均值为3334 M a95置信度,图 2b , 代 表延东矿区斜长花岗斑岩结晶年龄。C111、 C2 11和 C311号分析点的206Pb 238U 年龄 264 ～285 M a较 之其他13个分析点的206Pb 238U 年龄的加权平均值 333 4 M a要明显偏年轻,其 原因和它们所代表的确切地质 意义上有待进一步研究。 4 讨论及结论 4. 1 前人主要认识 前人对土屋延东斑岩型 铜矿田进行了大量的研究,取 得了诸多成果和认识,但在赋 矿地层企鹅山群、 矿化斜长 花岗斑岩及成矿作用的时代归 属等方面尚存在较大的争议。 1刘德权等 2001a 、 王 福同2001、 龙保林等2001 主要依据矿区南侧地层中发现 石炭纪的各种贝类化石新疆 维吾尔自治区地质矿产局, 1993和李文明等2002测得 土屋矿区东部TC42探槽斜 长花岗斑岩锆石U2Pb和谐曲 线年龄 301 13 M a和处于 同一成矿带上赤湖斑岩铜矿区 斜长花岗斑岩锆石U2Pb和谐 曲线年龄 292 4 M a认为东 天山土屋、 延东和赤湖斑岩铜 矿区斜长花岗斑岩的侵位时代 为晚石炭世;成矿作用与晚石 炭世早期汇聚阶段钙碱性火山 2深成岩建造有关;成矿构造环 境属哈萨克斯坦板块的活动陆 缘觉罗塔格石炭纪岛弧。 2芮宗瑶等2002通过 对矿区赋矿地层围岩、 矿化斑 852地 质 学 报2005年 图2 土屋铜矿区斜长花岗斑岩a和延东铜矿区斜长 花岗斑岩b锆石U2Pb年龄谐和曲线图 Fig.2 Concordia plot of zircon SHR I M P U 2Pb ages of the Tuwu plagiogranitic porphyryaand the Yandong plagiogranitic porphyryb 岩和金属矿物的年代学研究。 获得含矿火山岩闪长 玢岩锆石U2Pb年龄为361～416M a,矿化斜长花 岗斑岩采自土屋铜矿区11号探槽北端和土屋及延 东矿区钻孔的锆石U2Pb年龄为3618M a,全岩 Rb2Sr等时线年龄为36969M a,并根据年代学资 料提出土屋延东斑岩铜矿赋矿地层和成矿时代分 属泥盆纪中期和晚期,是泥盆纪岛弧火山2深成作用 产物,从而推断东天山斑岩铜矿的成矿构造环境为 塔里木板块的活动陆缘。 3秦克章等2002对土屋延东斑岩铜矿田 矿化斜长花岗斑岩和绢英岩作了年龄测定,分别获 得锆石U2Pb年龄3568M a和绢云母K2A r年龄 3425M a,提出成矿时代为早石炭世;并根据斜长 花岗斑岩与含矿火山岩原定为闪长玢岩是侵入接 触关系,推断企鹅山群地层时代可能为晚泥盆世,其 成矿构造环境为板块汇聚边缘晚期阶段挤压陆缘环 境。 4. 2 主要结论及依据 从上述李文明等2002和芮宗瑶等2002所公 开发表的论文来看,两位研究者对同一矿区土屋 和同一岩体斜长花岗斑岩中的锆石,在同一实验 室中国地质调查局天津地质矿产研究所采用同一 定年方法和在同一台仪器上进行的同位素年龄测定 所获得的U2Pb和谐曲线年龄结果分别为30113 M a和3618M a相差达60M a左右;两个矿区内 斜长花岗斑岩的Rb2Sr等时线年龄变化区间更大 变化于300～438M a之间。因此,笔者认为对前 人所报道的土屋和延东矿区斜长花岗斑岩的U2Pb 和Rb2Sr年龄数据的可靠性及赋予年龄的地质意 义值得质疑和商榷。 笔者认为,土屋和延东斑岩铜矿 的形成时代应厘定为早石炭世晚期或晚石炭世早 期,成矿作用应与石炭纪汇聚阶段钙碱性火山2侵入 作用有关。主要依据有 1SHR I M P微区原位定年是目前国际上公认 的最可靠的锆石U2Pb定年技术。从本文报道的土 屋和延东铜矿区斜长花岗斑岩体中锆石SHR I M P 微区原位U2Pb定年结果来看,除延东矿区样品 YD01 的16个分析点中的C111、 C2 11和C311年 龄偏低外,两矿区其余29颗锆石不同微区的原位 U2Pb年龄测定结果在实验误差范围内一致,其 206Pb238U 年龄的加权平均值分别为3334 M a和 3343 M a,应代表矿化花岗斑岩的结晶年龄。鉴于 斜长花岗斑岩体本身就是矿化岩体,因此矿床形成 时代也应为早石炭世晚期或晚石炭世早期成矿作 用略晚于成矿岩体的结晶年龄。 2辉钼矿Re2O s等时线测年被认为是一种直 接确定成矿时代的高精度定年技术。芮宗瑶等 2002曾获得土屋延东铜矿田铜矿体辉钼矿Re2 O s等时线年龄为3232 M a,说明成矿时代属晚石 炭世。 3企鹅山群是矿田主要的赋矿地层,其中已发 现有早石炭世古生物化石王福同等, 2001b;龙保 林等, 2001;刘德权等, 2001;李文明等, 2002,应属 下石炭统。因此,成矿时代不应早于早石炭世。 4矿化斜长花岗斑岩体侵位于主要赋矿地层 企鹅山群,说明成岩时代不应早于早石炭世。 而 成矿作用一般略晚于相关岩浆的结晶作用。 因此,成 矿作用应发生在晚石炭世或更晚。 5土屋延东铜矿田位于东天山觉罗塔格构 造2岩浆带北缘。据何国琦等1994研究,该带自早 石炭世初地壳开始拉张,堆积了一套双峰式火山岩2 陆缘碎屑岩建造;晚石炭世早期转入汇聚,发育大规 模钙碱性花岗岩链,并发生斑岩铜钼矿化;晚石炭世 952第2期陈富文等东天山土屋延东斑岩铜矿田成岩时代精确测定及其地质意义 末固结,有钾长花岗岩2碱性花岗岩侵位及局部发育 中酸性火山磨拉石;固结后期有陆内堆叠作用形 成的康古尔塔格韧性剪切带、 尾亚韧性剪切带;固结 期后的弛张期有弛张性黄山深断裂生成充填有含 铜镍镁铁2超镁铁岩 ; 二叠纪起隆起为陆。 矿田内与 成矿有关的花岗岩类为整个觉罗塔格北带花岗岩链 的一部分,岩性主要为辉长岩2闪长岩2石英闪长 岩英云闪长岩2二长花岗岩组合。 土屋及其东侧赤 湖地区花岗岩类的成分及演化与整个觉罗塔格构造 2岩浆带无明显区别,表明整个觉罗塔格斑岩铜矿带 成矿地质背景具有一致性。成矿作用应与石炭纪汇 聚阶段钙碱性火山2侵入作用有关。 参 考 文 献 何国琦,李茂松,刘德权,等.1994.中国新疆古生代地壳演化及成 矿.乌鲁木齐新疆人民出版社;香港文化教育出版社, 177～ 208. 李文明,任秉琛,杨兴科,李有柱,陈强. 2002.东天山中酸性侵入岩浆 作用及其地球动力学意义.西北地质, 354 41～63. 刘德权,唐延龄,周汝洪. 2001.新疆斑岩铜矿的成矿条件和远景.新 疆地质, 191 43～48. 龙保林,薛迎喜,冯京,庄道泽,姜立丰,肖志坚.2001.新疆东天山斑 岩铜矿的找矿模型初探.中国地质, 285 35～38. 秦克章,孙枢,李继亮,肖文交,郝杰.2002.北疆古生代矿床组合的 六大构造阶段划分及其意义.矿床地质 , 21 增刊 203～206. 芮宗瑶,王龙生,王义天,刘玉琳.2002.东天山土屋和延东斑岩铜矿 床时代讨论.矿床地质, 211 16～21. 宋彪,张玉海,万渝生,简平.2002.锆石SHR I M P样品靶制作,年龄 测定及有关对象讨论.地质论评, 48增刊 26 ～31. 王福同,冯京,胡建卫,王磊,姜立丰,张征.2001a.新疆土屋大型斑 岩铜矿床特征及发现意义.中国地质, 281 37～41. 王福同,庄道泽,胡建卫,冯京,姜立丰.2001b.物探在新疆土屋地 区铜矿找矿中的应用兼谈斑岩铜矿“三位一体“的找矿模 式.中国地质, 283 39～47. 新疆维吾尔自治区地质矿产局. 1993.新疆维吾尔自治区区域地质 志.北京地质出版社, 454～457. 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Application of geophysical exploration in the Tuwu area,Xinjiangon the prospecting of porphyry copper deposit.Geology in China, 28 3 39～ 47 in Chinese w ith English abstract . 062地 质 学 报2005年 Zircon SHRI M P U-Pb Dating and Its Geological Sign if icance of M ineralization in TuwuYandong Porphyry CopperM ine, East Tianshan M ountain CHEN Fuw en 1 , L IHuaqin 1 , CHEN Yuchuan 2 , WAN G Denghong 3 , WAN G Jinliang 4 L I U Dequan 5 , TAN G Yanling 5 , ZHOU Ruhong 5 1 Y ichang Institute of Geology and M ineral R esources,Chinse Geolog ical S urvey,H ubei, 443003 2 Chinese A cademy of Geolog ical S ciences,B eijing, 100037; 3 Institute of M ineral R esources,CA GS,B eijing, 100037 4 X injiang Center of R esources and Environm ents,U rum qi, 830000 5 X injiang B ureau of Geology and M ineral R esources,U rum qi, 830000 Abstract The metallogenetic age of Tuw uYandong porphyry copper deposit in eastern T ianshan M ountain is in dispute.A ccording to fossils found in the interlayer of tuffaceous siltstone and regional analogy of strata, some predecessors believed that the host volcanic rocks w ere ed in the active continent margin oftheKazakstanJunggar paleo2plateduringCarboniferous .Basedon M iddle DevonianEarly Carboniferous isotopic ages 390 ～360 M aobtained in recent years, some others considered that the host volcanic rocks andm ineralized plagiogranite porphyryw ere ed in the activemargin of the Tari m Paleo2 plate during M iddle Devonian and m ineralization should be resulted from Devonian island2arc volcanism and magmatic intrusion. How ever, zircon SHR I M P U2Pb dating show s that the m ineralized plagiogranite porphyry w as emplaced around 330 M a, indicating that the Tuw uYandong porphyry copper deposit w as ed during Carboniferous related to high2level emplacement of calc2alkaline magma. Key words Tuw uYandong copper deposit; zircon; SHR I M P U2Pb dating; east T ianshan M ountain ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ 塔里木盆地下寒武统底部层状硅质岩微量元素和稀土元素地球化学特征及其成因意义 于炳松1, 2, Dong Hailiang 3 ,陈建强 1 ,李兴武 1 ,林畅松 1 1 中国地质大学地球科学与资源学院,北京, 100083; 2岩石圈构造、 深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京, 100083 3 Department of Geology, M iam iU niversity, Oxford, OH 45056, U SA 下寒武统底部是揭示地球发育演化历史的关键层段,在 该层位中广泛发育有一套黑色页岩夹硅质岩的岩石组合。在 这套岩石组合中蕴含着诸如Rodinia大陆裂解这样岩石圈演 化的重要信息。塔里木盆地北部下寒武统底部黑色岩系由黑 色页岩夹薄层硅质岩组成。本文从塔里木盆地北部肖尔布拉 克和苏盖特布拉克两个厚度分别为8. 8m和7. 5m的寒武系 露头剖面的黑色页岩夹硅质岩组合中的硅质岩从底到顶系 统采取了10个样品。样品经粉碎后进行了微量元素和稀土 元素分析。结果表明,硅质岩的微量元素中,V , Cu, Zn, U , Pb, Ba, Cd, A g, M o, A s和Sb高度富集,而Rb, Zr, Cs, Hf, Ta, W , T l, Bi和Th明显亏损,这一特点表明该硅质岩 具有深源成因特征,同时,其低的ThU和RbSr比也进一 步证明了其沉积时所具有的深部物源和热水注入迹象。硅质 岩的稀土元素中,球粒陨石标准化后的EuEu3值从剖面最 底部的5. 54向上明显地下降到顶部的0. 73。北美页岩标准 化后的EuEu3值从8. 05下降到1. 03。塔里木盆地北部硅 质岩中相对较高的EuEu3值很有可能反映了热水的注入 如已有报道热水沉积硅质岩的EuEu3可达 10 。EuEu3 值从剖面底部到顶部的系统降低反映了剖