内蒙古中部乌拉山地区西沙德盖岩体地球化学-年代学特征及其地质意义

摘要/Abstract

摘要：

内蒙古乌拉山地区西沙德盖岩体位于哈达门沟钼矿田范围内,大地构造位置处于华北克拉通北缘西段,岩性为正长花岗岩。地球化学特征表现为高硅(SiO₂质量分数为74.08%~75.95%)、富钾(K₂O/Na₂O值为1.20~3.39)、富碱(K₂O+Na₂O为7.03%~8.46%)、弱过铝质(Al₂O₃的质量分数为11.22%~13.06%,A/CNK的值为1.002~1.284),里特曼指数指示为钙碱性;轻稀土富集,重稀土亏损(LREE/HREE为19.84~27.83),Eu明显亏损(δEu为0.36~0.53);微量元素富集Rb、Th、U、Pb、Zr、Hf、Sm等,亏损Ba、Ta、P、Ti,高场强元素Nb、Sr含量偏低,具有陆壳改造型花岗岩特征。利用LA-ICP-MS对西沙德盖岩体进行定年,22个锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄统计权重平均值为(231±0.8) Ma,指示该岩体形成于中三叠世。根据成矿年龄与成岩年龄的对比,成岩与成矿作用均发生于中三叠世末,成矿年龄略小于成岩年龄,属印支期岩浆活动的产物。根据已有年龄资料进行归纳和分析,认为区内在印支期曾发生过重要的构造-岩浆成矿事件。

关键词: 西沙德盖岩体, 陆壳改造型花岗岩, 钼矿床, 地球化学, 地质年代学, 印支期

Abstract:

The West Shadegai granites in Wulashan of Inner Mongolia is located in Hadamengou molybdenum orefield,tectonically located in the west part of the northern margin of North China Craton,whose lithology is syenogranite. Geochemical characteristics show that the granite is characterized by high silicon (the mass fraction of SiO₂ is 74.08%-75.95%),rich potassium (K₂O/Na₂O=1.20-3.39),rich alkali (K₂O+Na₂O= 7.03%-8.46%),weakly peraluminous (mass fraction of Al₂O₃ is 11.22%-13.06%,A/CNK= 1.002-1.284).The Litman index belongs to the calc alkaline.The REEs are of enrichment of light rare earth elements,loss of heavy rare earth elements (LREE/HREE=19.84-27.83),and obvious loss of Eu (δEu=0.36-0.53).The enriched trace elements include Rb,Th,U,Pb,Zr,Hf,Sm; the loss elements include Ba,Ta,P,Ti;high field strength elements including Nb and Sr are slightly low,showing the characteristics of continental crust reformation type granite.The LA-ICP-MS ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted average age of 22 zircon samples from Shadegai pluton is (231±0.8) Ma,belonging to Middle Triassic. According to the contrast of the mineralization age and the diagenetic age,the diagenesis and mineralization both occurred in Late Triassic,and the mineralization age is slightly less than the diagenetic age,showing the pluton belongs to the product of extensional tectonic magmatic activity after Indosinian. According to the available age data,we concluded that significant tectono-magmatic molybdenite mineralization events had ever occurred in Indosinian.

Key words: West Shadegai granite, continental crust reformation type granite, molybdenum deposit, geochemistry, geochronology, Indosinian

中图分类号:

P588.12

戴朝成, 黄成, 焦正, 王新亮. 内蒙古中部乌拉山地区西沙德盖岩体地球化学-年代学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2017, 31(04): 662-671.

DAI Chaocheng, HUANG Cheng, JIAO Zheng, WANG Xinliang. Geochemistry and Geochronology of West Shadegai Granites in Wulashan of Inner Mongolia and Its Geological Significance[J]. Geoscience, 2017, 31(04): 662-671.

图/表 10

参考文献 29

[1]	ZHANG Y M, GU X X, LIU R P, et al. Geology,geochronolo-gy and geochemistry of the Gaogangshan Mo deposit:A newly discovered Permo-Triassic collision-type Mo mineralization in the Lesser Xing’an Range, NE China[J]. Ore Geology Reviews, 2016:1-17.
[2]	陈衍景, 张成, 李诺, 等. 中国东北钼矿床地质[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(5):1223-1268.
[3]	杨帅师, 王守光, 沈存利, 等. 内蒙古小狐狸山钼多金属矿床成岩成矿年龄及地质意义[J]. 现代地质, 2012, 26(2):261-268.
[4]	覃锋, 刘建明, 曾庆栋, 等. 内蒙古小东沟斑岩型钼矿床的成矿时代及成矿物质来源[J]. 现代地质, 2008, 22(2):173-180.
[5]	陈衍景, 翟明国, 蒋少涌. 华北大陆边缘造山过程与成矿研究的重要进展和问题[J]. 岩石学报, 2009, 25(11):2695-2726.
[6]	聂凤军, 裴荣富, 吴良士, 等. 内蒙古乌拉山石英—钾长石脉型金矿床铅和硫同位素研究[J]. 矿床地质, 1994, 13(2):106-117.
[7]	聂凤军, 江思宏, 刘妍, 等. 再论内蒙古哈达门沟金矿床的成矿时限问题[J]. 岩石学报, 2005, 21(6):1719-1728.
[8]	郎殿有. 内蒙古乌拉山金矿地质特征及成矿地质条件[J]. 内蒙古地质, 1990(2):30-40.
[9]	郭砚田. 内蒙古乌拉山“哈德门沟式”金矿床成矿地质特征[J]. 贵金属地质, 1992, 1(2/3):191-195.
[10]	中国人民武装警察部队黄金指挥部. 内蒙古哈达门沟伟晶岩金矿地质[M]. 北京: 地震出版社, 1995:1-10.
[11]	侯万荣, 聂凤军, 胡建民, 等. 内蒙古乌拉山地区沙德盖岩体年代学、地球化学特征及成因探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2011, 41(6):1914-1927.
[12]	李硕, 冷昌恩, 贺战鹏. 内蒙古哈达门沟金矿13号矿体地质地球化学特征[J]. 现代地质, 2012, 26(5):1095-1103.
[13]	侯万荣, 聂凤军, 杜安道, 等. 内蒙古西沙德盖钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义[J]. 矿床地质, 2010, 29(6):1043-1053.
[14]	杨帆, 肖荣阁, 李娜, 等. 内蒙古宝音图钼矿床花岗岩稀土元素地球化学特征及花岗岩成因[J]. 现代地质, 2013, 27(4):831-839.
[15]	章永梅, 顾雪祥, 董树义, 等. 内蒙古西沙德盖钼矿床锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义[J]. 矿物岩石, 2011, 31(2):33-41.
[16]	罗照华, 卢欣祥, 许俊玉, 等. 成矿侵入体的岩石学标志[J]. 岩石学报, 2010, 26(8):2247-2254.
[17]	郭旻, 李响, 胡祥昭, 等. 内蒙古道郎山地区花岗岩的地质地球化学特征及其意义[J]. 现代地质, 2010, 24(4):762-766.
[18]	李良林, 周汉文, 陈植华, 等. 福建太姥山地区花岗岩岩石地球化学特征及其地质意义[J]. 岩石矿物学杂志, 2011, 30(4):598-600.
[19]	刘建峰, 迟效国, 张兴洲, 等. 内蒙古西乌旗南部石炭纪石英闪长岩地球化学特征及其构造意义[J]. 地质学报, 2009, 83(3):365-376.
[20]	KELEMEN P B, HANGH K, GREENEM A R. One view of the geochemistry of subduction-related magmatic arcs,with an emphasis on primitive andesite and lower crust[J]. Treatise on Geochemistry, 2003, 3:593-659.
[21]	李怀坤, 耿建珍, 郝爽, 等. 用激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪(LA-MC-ICP MS)测定锆石U-Pb同位素年龄的研究[J]. 矿物学报, 2009, 29(增刊):600-601.
[22]	WILLIAMS I S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe[J]. Reviews in Economic Geology, 1998, 7:1-35.
[23]	WILLIAMS I S, BUICK A, CARTWRIGHT I. An extended episode of early Mesoproterozoic metamorphic fluid flow in the Reynold Region,central Australia[J]. Journal of Metamorphic Geo-logy, 1996, 14:29-47.
[24]	XIAO W J, BRIAN F HAO J, HAO Jie, et al. Accretion leading to collision and the Permian Solonker sutere,Inner Mongolia,China:termination of the Central Asian orogenic belt[J]. Tectonics, 2003, 22(6):2-20.
[25]	HUANG Fan, FENG Chengyou, CHEN Yuchuan, et al. Isotopic chronological study of Huangsha-Tieshanlong quartz vein-type tungsten deposit and timescale of molybdenum mineraliza-tion in Southern Jiangxi Province,China[J]. Acta Geologica Sinica, 2011, 85 (6):1434-1447. DOI URL
[26]	聂凤军, 张可, 刘翼飞, 等. 华北克拉通北缘及邻区印支期岩浆活动与钼和金成矿作用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2011, 41(6):1651-1666.
[27]	李大鹏, 陈岳龙, 王忠, 等. 内蒙古不同时代花岗岩类Nd、Pb同位素特征及地质意义[J]. 现代地质, 2010, 24(5):821-831.
[28]	赵越, 陈斌, 张栓宏, 等. 华北克拉通北缘及邻区前燕山期主要地质事件[J]. 中国地质, 2010, 37(4):900-915.
[29]	内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区区域矿产总结[R]. 呼和浩特: 内蒙古自治区地质矿产局, 1995:1-786.

单位编号	样品编号	SiO₂	Al₂O₃		Fe₂O₃		MgO		CaO		Na₂O		K₂O		MnO		TiO₂		P₂O₅		FeO		CO₂		A/CNK
23240	TWB5GS	74.080	12.960		2.310		0.465		0.560		2.610		4.420		0.049		0.510		0.113		0.600		0.040		1.284
63555	GS D4629	74.130	11.220		4.260		0.344		0.606		1.810		6.140		0.026		0.198		0.050		1.300		0.040		1.046
63556	GS D2657	76.910	12.430		1.280		0.130		0.408		3.720		4.740		0.016		0.101		0.021		0.450		0.040		1.036
63557	GS D8058	75.160	13.060		1.820		0.312		0.691		3.740		4.600		0.037		0.213		0.062		0.630		0.080		1.054
63558	GS D1325	75.660	12.660		1.830		0.223		0.770		3.820		4.570		0.030		0.161		0.046		0.900		0.040		1.002
63559	GS D4640	75.950	12.150		2.500		0.202		0.221		2.460		5.910		0.036		0.183		0.026		1.330		0.130		1.120
平均值		75.315	12.413		2.333		0.279		0.543		3.027		5.063		0.032		0.228		0.053		0.868		0.062		1.090
单位编号	样品编号	SI		AR		σ43		σ25		R₁		R₂		F₁		F₂		F₃		A/MF		C/MF		DI
23240	TWB5GS	4.500		3.170		1.580		1.010		2 926		342.00		0.76		-1.02		-2.49		2.6		0.2		67.370
63555	GS D4629	2.510		5.100		2.030		1.290		2 711		302.00		0.76		-0.85		-2.38		1.38		0.14		74.070
63556	GS D2657	1.260		4.860		2.110		1.380		2 640		293.00		0.74		-1.03		-2.53		4.78		0.29		63.940
63557	GS D8058	2.820		4.080		2.170		1.380		2 525		344.00		0.73		-1.05		-2.53		3.26		0.31		60.990
63558	GS D1325	1.970		4.330		2.160		1.380		2 522		339.00		0.73		-1.06		-2.52		3.03		0.34		60.510
63559	GS D4640	1.630		5.180		2.130		1.370		2 670		269.00		0.76		-0.89		-2.44		2.17		0.07		72.400
平均值		2.448		4.453		2.030		1.302		2 666		314.833		0.747		-0.983		-2.482		2.870		0.225		66.547

单位编号	样品编号	SiO₂	Al₂O₃		Fe₂O₃		MgO		CaO		Na₂O		K₂O		MnO		TiO₂		P₂O₅		FeO		CO₂		A/CNK
23240	TWB5GS	74.080	12.960		2.310		0.465		0.560		2.610		4.420		0.049		0.510		0.113		0.600		0.040		1.284
63555	GS D4629	74.130	11.220		4.260		0.344		0.606		1.810		6.140		0.026		0.198		0.050		1.300		0.040		1.046
63556	GS D2657	76.910	12.430		1.280		0.130		0.408		3.720		4.740		0.016		0.101		0.021		0.450		0.040		1.036
63557	GS D8058	75.160	13.060		1.820		0.312		0.691		3.740		4.600		0.037		0.213		0.062		0.630		0.080		1.054
63558	GS D1325	75.660	12.660		1.830		0.223		0.770		3.820		4.570		0.030		0.161		0.046		0.900		0.040		1.002
63559	GS D4640	75.950	12.150		2.500		0.202		0.221		2.460		5.910		0.036		0.183		0.026		1.330		0.130		1.120
平均值		75.315	12.413		2.333		0.279		0.543		3.027		5.063		0.032		0.228		0.053		0.868		0.062		1.090
单位编号	样品编号	SI		AR		σ43		σ25		R₁		R₂		F₁		F₂		F₃		A/MF		C/MF		DI
23240	TWB5GS	4.500		3.170		1.580		1.010		2 926		342.00		0.76		-1.02		-2.49		2.6		0.2		67.370
63555	GS D4629	2.510		5.100		2.030		1.290		2 711		302.00		0.76		-0.85		-2.38		1.38		0.14		74.070
63556	GS D2657	1.260		4.860		2.110		1.380		2 640		293.00		0.74		-1.03		-2.53		4.78		0.29		63.940
63557	GS D8058	2.820		4.080		2.170		1.380		2 525		344.00		0.73		-1.05		-2.53		3.26		0.31		60.990
63558	GS D1325	1.970		4.330		2.160		1.380		2 522		339.00		0.73		-1.06		-2.52		3.03		0.34		60.510
63559	GS D4640	1.630		5.180		2.130		1.370		2 670		269.00		0.76		-0.89		-2.44		2.17		0.07		72.400
平均值		2.448		4.453		2.030		1.302		2 666		314.833		0.747		-0.983		-2.482		2.870		0.225		66.547

单位编号	样品编号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	ΣREE
23240	TWB5GS	98.3	156.0	14.80	47.20	6.06	0.91	5.06	0.63	3.47	0.66	2.22	0.40	3.13	0.55	21.80	339.39
63555	GSD4629	37.8	58.4	5.06	15.00	1.86	0.21	1.68	0.23	0.88	0.16	0.59	0.10	0.72	0.12	7.49	122.81
63556	GSD2657	19.5	25.0	2.10	5.61	0.69	0.13	0.75	0.10	0.47	0.10	0.36	0.08	0.68	0.13	3.59	55.70
63557	GSD8058	46.4	66.7	6.17	17.90	2.20	0.37	2.15	0.27	0.93	0.16	0.59	0.10	0.71	0.12	5.45	144.76
63558	GSD1325	46.7	63.1	5.80	16.30	2.00	0.32	1.94	0.25	0.98	0.18	0.67	0.12	0.94	0.16	6.24	139.47
63559	GSD4640	39.2	58.2	5.29	15.10	1.92	0.26	1.79	0.22	0.79	0.14	0.52	0.09	0.76	0.14	4.12	124.42
单位编号	样品编号	LREE	HREE	L/H	La_N/ Yb_N	δEu	δCe	Rb	Ba	Th	U	K	Ta	Nb	Sr	Zr	Hf
23240	TWB5GS	323.27	16.13	20.05	22.53	0.49	0.89	230	169	60.0	4.44	4.42	8.04	96.2	56.3	466	15.50
63555	GSD4629	118.33	4.48	26.41	37.45	0.36	0.90	395	650	20.4	23.60	6.14	2.13	38.6	52.9	126	3.58
63556	GSD2657	53.03	2.67	19.84	20.63	0.53	0.78	224	99	26.6	1.99	4.74	2.78	36.7	31.3	97	3.88
63557	GSD8058	139.74	5.02	27.83	46.68	0.51	0.84	208	621	29.2	4.80	4.60	2.30	29.2	165.0	139	4.32
63558	GSD1325	134.22	5.25	25.59	35.52	0.49	0.80	186	403	29.5	5.87	4.57	2.58	32.6	118.0	132	4.26
63559	GSD4640	119.97	4.45	26.96	36.90	0.42	0.86	377	540	32.3	6.23	5.91	3.09	49.4	76.6	146	5.06

单位编号	样品编号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	ΣREE
23240	TWB5GS	98.3	156.0	14.80	47.20	6.06	0.91	5.06	0.63	3.47	0.66	2.22	0.40	3.13	0.55	21.80	339.39
63555	GSD4629	37.8	58.4	5.06	15.00	1.86	0.21	1.68	0.23	0.88	0.16	0.59	0.10	0.72	0.12	7.49	122.81
63556	GSD2657	19.5	25.0	2.10	5.61	0.69	0.13	0.75	0.10	0.47	0.10	0.36	0.08	0.68	0.13	3.59	55.70
63557	GSD8058	46.4	66.7	6.17	17.90	2.20	0.37	2.15	0.27	0.93	0.16	0.59	0.10	0.71	0.12	5.45	144.76
63558	GSD1325	46.7	63.1	5.80	16.30	2.00	0.32	1.94	0.25	0.98	0.18	0.67	0.12	0.94	0.16	6.24	139.47
63559	GSD4640	39.2	58.2	5.29	15.10	1.92	0.26	1.79	0.22	0.79	0.14	0.52	0.09	0.76	0.14	4.12	124.42
单位编号	样品编号	LREE	HREE	L/H	La_N/ Yb_N	δEu	δCe	Rb	Ba	Th	U	K	Ta	Nb	Sr	Zr	Hf
23240	TWB5GS	323.27	16.13	20.05	22.53	0.49	0.89	230	169	60.0	4.44	4.42	8.04	96.2	56.3	466	15.50
63555	GSD4629	118.33	4.48	26.41	37.45	0.36	0.90	395	650	20.4	23.60	6.14	2.13	38.6	52.9	126	3.58
63556	GSD2657	53.03	2.67	19.84	20.63	0.53	0.78	224	99	26.6	1.99	4.74	2.78	36.7	31.3	97	3.88
63557	GSD8058	139.74	5.02	27.83	46.68	0.51	0.84	208	621	29.2	4.80	4.60	2.30	29.2	165.0	139	4.32
63558	GSD1325	134.22	5.25	25.59	35.52	0.49	0.80	186	403	29.5	5.87	4.57	2.58	32.6	118.0	132	4.26
63559	GSD4640	119.97	4.45	26.96	36.90	0.42	0.86	377	540	32.3	6.23	5.91	3.09	49.4	76.6	146	5.06

样品号(TWB5)	含量/10^-6		同位素比值				年龄/Ma
测点	Pb	U	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ
1	37	1 029	0.036 5	0.000 4	0.253	0.003 1	231	2	230	3
2	52	1 402	0.036 7	0.000 3	0.253	0.002 8	232	2	229	3
3	35	931	0.036 2	0.000 3	0.285	0.012 5	229	2	255	11
4	66	1 678	0.036 4	0.000 3	0.286	0.004 3	231	2	255	4
5	45	1 265	0.036 4	0.000 3	0.256	0.002 9	230	2	232	3
6	47	1 267	0.036 5	0.000 3	0.311	0.003 3	231	2	275	3
7	81	2 123	0.036 5	0.000 3	0.327	0.004 5	231	2	288	4
8	75	1 793	0.036 3	0.000 3	0.309	0.004 4	230	2	274	4
9	40	1 111	0.036 4	0.000 3	0.255	0.003 2	231	2	231	3
10	68	1 742	0.036 3	0.000 3	0.260	0.006 7	230	2	235	6
11	62	1 579	0.036 4	0.000 3	0.303	0.008 3	231	2	269	7
12	35	941	0.036 5	0.000 3	0.252	0.005 0	231	2	229	5
13	36	881	0.036 7	0.000 3	0.283	0.005 6	232	2	253	5
14	21	616	0.036 2	0.000 4	0.256	0.009 2	230	2	232	8
15	72	1 789	0.036 6	0.000 3	0.289	0.004 3	232	2	258	4
16	32	890	0.036 4	0.000 3	0.256	0.003 7	231	2	231	3
17	68	1 502	0.036 3	0.000 4	0.295	0.005 5	230	2	263	5
18	55	1 207	0.036 3	0.000 4	0.324	0.012 6	230	2	285	11
19	90	1 752	0.037 0	0.000 3	0.293	0.005 3	234	2	261	5
20	100	1 767	0.036 7	0.000 3	0.296	0.003 2	232	2	264	3
21	55	1 406	0.036 3	0.000 3	0.258	0.003 2	230	2	233	3
22	26	743	0.031 4	0.000 3	0.352	0.005 0	199	2	306	4