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西北天山吐拉苏岩体的地球化学特征及其斑岩成矿潜力

13、矿产与资源 > 专题3：斑岩成矿系统——缅怀世界著名矿床学家Jeremy Richards

吐拉苏岩体位于西天山吐拉苏盆地东北缘，由石英闪长玢岩、辉石闪长玢岩和花岗岩三个岩相组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，石英闪长玢岩侵位年龄为360.3±7.8 Ma，辉石闪长玢岩的侵位年龄为375.4±6.2 Ma，两者属于晚泥盆世；而花岗岩相侵位年龄为305.9±5.9 Ma，属于晚石炭世，表明吐拉苏岩体是晚泥盆世闪长质岩浆作用和晚石炭世花岗质岩浆作用两期岩浆活动的产物。
晚泥盆世石英闪长玢岩和辉石闪长玢岩为钙碱性-高钾钙碱性系列，表现为准铝质。石英闪长玢岩和辉石闪长玢岩富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素，这与典型的俯冲弧岩浆有着相似的地球化学特征。石英闪长玢岩和辉石闪长玢岩的εHf(t)值分别为+4.5 ~ +8.8和+2.0 ~ +6.4，表明它们来自于亏损地幔楔；而相应的二阶段模式年龄（TDM2）814 ~ 1087 Ma和955 ~ 1227 Ma则暗示了其源区有陆壳物质的参与。两类闪长岩体均具有低的Ce/Th比值（3.16 ~ 7.34）和Ba/Th比值（18.29 ~ 38.92），表明俯冲沉积物在岩浆源区中扮演着重要的作用。同时，具有较高的Ba/La比值（10.26 ~ 17.92）和较低的Th/Yb比值（1.96 ~ 5.80），说明俯冲带流体参与其中。因此，晚泥盆世的石英闪长玢岩和辉石闪长玢岩可能来自于被俯冲带流体交代的亏损地幔楔的部分熔融，同时伴有俯冲沉积物和壳源物质的加入。
晚石炭世晚期花岗岩根据岩相学观察又可细分为花岗闪长玢岩和花岗斑岩。花岗闪长玢岩为高钾钙碱性系列，表现为过铝质；而花岗斑岩为高钾钙碱性-钾玄岩过渡系列，表现为弱过铝质。花岗闪长玢岩具有I型花岗岩的特征，而花岗斑岩具有A型花岗岩的特征；从花岗闪长玢岩到花岗斑岩分离结晶程度逐渐增强且壳源物质的含量逐渐增多。高的176Hf/177Hf比值（0.282600 ~ 0.282833）和范围较大的εHf(t)值（+0.4 ~ +8.7）和Rb/Ti比值（0.03-0.19）表明花岗岩具有地幔和地壳岩浆混合的属性，可能形成于后碰撞环境。
吐拉苏岩体石英闪长玢岩的岩浆氧逸度为ΔFMQ=1.0 ~ 1.8，水含量为0.9 ~ 2.2%，Ce4+/Ce3+比值平均为291；辉石闪长玢岩的岩浆氧逸度为ΔFMQ=2.6 ~ 3.3，水含量为0.2 ~ 1.3%，Ce4+/Ce3+比值平均为96；花岗闪长玢岩Ce4+/Ce3+比值平均为138，均符合斑岩矿床的岩浆性质条件。吐拉苏晚泥盆世闪长岩和晚石炭世晚期花岗岩形成时的地壳厚度分别为30-35km和~40km，均与中亚造山带内的斑岩Cu-Au、Cu矿床相似（30-35km-<40km）。因此推断吐拉苏岩体具备了演化形成斑岩型Cu-Au成矿系统的有利岩浆条件。