Geological Characteristics, Zircon LA-MC-ICP-MS U-Pb Age of Kailekesaiyi Iron Deposit in Altay, Xinjiang, and Their Geological Implications

Abstract

Abstract:

Kailekesaiyi iron deposit, the unique small specularite deposit in Altay, Xinjiang, occurs in a sequence of metamorphic volcanic-sedimentary rocks. The wall-rock is muscovite quartz schist, and the orebodies are stratiform and in accordance with the stratigraphic occurrence. The ores occur as massive, banded, and striped structures. Ore minerals are dominated by specularite (TFeO=87.349%-88.988%,TiO₂=0-1.042%,Al₂O₃=0.036%-0.256%) with sedimentary characteristics. Zircons from the specularite muscovite-quartz schist yield a LA-MC-ICP-MS U-Pb concordant age of (375.6 ± 0.6) Ma, and constrained the ore forming age to the Middle Devonian (ca.376 Ma), suggesting that this deposit is one product of the few Middle Devonian mineralization in Altay. Meanwhile, the ore-bearing metamorphic volcanic-sedimentary rocks are dated to the Middle-Late Devonian Altay Formation, rather than the Early Devonian Kangbutiebao Formation which is considered by the previous scholars.

Key words: iron deposit, geological characteristic, zircon U-Pb dating, Kailekesaiyi, Altay, Xinjiang

CLC Number:

P618.31

GUO Xuji, LI Yan, YANG Chengdong. Geological Characteristics, Zircon LA-MC-ICP-MS U-Pb Age of Kailekesaiyi Iron Deposit in Altay, Xinjiang, and Their Geological Implications[J]. Geoscience, 2017, 31(01): 11-19.

Figures/Tables 8

References 33

[1]	曲国胜, 崇美英. 阿尔泰造山带的铅同位素地质及其构造意义[J]. 现代地质, 1991, 5(1):100-110.
[2]	张亚峰, 蔺新望, 王星, 等. 阿尔泰造山带南缘昆格依特岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石成因及其地质意义[J]. 现代地质, 2014, 28(1):16-28.
[3]	张进江, 曲国胜. 阿尔泰造山带内韧性剪切带的显微、超显微构造和变形机制[J]. 现代地质, 1993, 7(3):293-302.
[4]	徐学纯, 郑常青, 赵庆英. 新疆阿尔泰地区冲乎尔递增变质带特征及其演化[J]. 现代地质, 2005, 19(3):334-340.
[5]	刘国仁, 秦纪华, 赵忠合, 等. 新疆阿尔泰额尔齐斯构造带片麻岩的锆石U-Pb SHRIMP定年及其地质意义[J]. 现代地质, 2008, 22(2):190-196.
[6]	张志欣, 柴凤梅, 王丽芬, 等. 新疆阿尔泰南缘克因布拉克铜锌矿区黑云母二长花岗岩地球化学特征及意义[J]. 现代地质, 2014, 28(3):461-471.
[7]	张招崇, 周刚, 闫升好, 等. 新疆阿尔泰山南缘泥盆纪弧型苦橄岩铂族元素地球化学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2006, 20(4):519-526.
[8]	杨富全, 郭旭吉, 黄承科, 等. 新疆阿尔泰托莫尔特铁(锰)矿成矿作用[J]. 岩矿测试, 2012, 31(5):906-914.
[9]	杨富全, 毛景文, 柴凤梅, 等. 新疆阿尔泰蒙库铁矿床成矿流体及成矿作用[J]. 矿床地质, 2008, 27(6):659-680.
[10]	姜丽萍, 柴凤梅, 杨富全, 等. 新疆阿尔泰两棵树铁矿区二长花岗岩LA-ICP-MS锆石定年及地质意义[J]. 现代地质, 2011, 25(4):712-719.
[11]	刘锋, 肖静, 王燕岚, 等. 新疆富蕴县库额尔齐斯铁矿成矿时代及成因研究[J]. 矿床地质, 2010, 29(Z3):89-90.
[12]	李强, 柴凤梅, 杨富全, 等. 新疆阿尔泰库卫铜镍硫化物-钛铁氧化物复合型矿化镁铁-超镁铁质杂岩体成因[J]. 岩石学报, 2015, 31(8):2211-2229.
[13]	杨富全, 刘锋, 柴凤梅, 等. 新疆阿尔泰铁矿:地质特征、时空分布及成矿作用[J]. 矿床地质, 2011, 30(4):575-598.
[14]	何国琦, 成守德, 徐新, 等. 中国新疆及邻区大地构造图(1:2500000)说明书[M]. 北京: 地质出版社, 2004:1-65.
[15]	YANG F Q, MAO J W, LIU F, et al. A review of the geologi-cal characteristics and mineralization history of iron deposits in the Altay orogenic belt of the Xinjiang,Northwest China[J]. Ore Geology Reviews, 2013, 54:1-16. DOI URL
[16]	杨富全, 吴玉峰, 杨俊杰, 等. 新疆阿尔泰阿舍勒矿集区铜多金属矿床模型[J]. 大地构造与成矿, 2016, 40(4):701-715.
[17]	郭旭吉, 李彦, 孔令湖, 等. 新疆阿尔泰薄克土巴依铁锰矿地质特征及成矿作用[J]. 现代地质, 2015, 29(6):1309-1318.
[18]	YUAN C, SUN M, XIAO W J, et al. Accretionary orogenesis of the Chinese Altai: Insights from Paleozoic granitoids[J]. Chemical Geology, 2007, 242:22-39. DOI URL
[19]	柴凤梅, 欧阳刘进, 董连慧, 等. 新疆阿舍勒铜锌矿区英云闪长岩年代学及地球化学[J]. 岩石矿物学杂志, 2013, 32(1):41-52.
[20]	NASDALA L, NORBERG N, SCHALTEGGER U. Plesovice zircon—A new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis[J]. Chemical Geology, 2008, 249:1-35. DOI URL
[21]	侯可军, 李延河, 田有荣. LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术[J]. 矿床地质, 2009, 28(4): 481-492.
[22]	BELOUSOVA E A, GRIFFIN W L, O REILLY S Y, et al. Igneous zircon:trace element composition as an indicator of source rock type[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2002, 143:602-622. DOI URL
[23]	杨富全, 刘锋, 柴凤梅, 等. 中国新疆阿尔泰铁矿床[M]. 北京: 地质出版社, 2012:1-322.
[24]	何登峰, 李海平, 李玮, 等. 新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的重新厘定[J]. 现代地质, 2014, 28(4):751-760.
[25]	杨富全, 耿新霞, 李凤鸣, 等. 阿尔泰南缘火山沉积盆地解剖与矿床深边部定位预测[R]. 国家科技支撑项目专题报告. 2016:1-449.
[26]	耿新霞, 柴凤梅, 杨富全, 等. 新疆阿尔泰南缘达拉乌兹双峰式火山岩年龄及岩石成因[J]. 岩石学报, 2010, 26(10):2967-2980.
[27]	YANG F Q, LIU F, LI Q, et al. In situ LA-MC-ICP-MS U-Pb geochronology of igneous rocks in the Ashele Basin,Altay orogenic belt,northwest China:Constraints on the timing of polymetallic copper mineralization[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2014, 79:477-496. DOI URL
[28]	杨成栋, 杨富全, 吴玉峰. 新疆阿尔泰萨尔朔克金多金属矿区岩浆活动-剪切变形时限——锆石U-Pb和绢云母⁴⁰Ar/³⁹Ar测年证据[J]. 地质论评, 2016, 62(3):631-648.
[29]	张志欣, 杨富全, 李超, 等. 新疆准噶尔北缘乔夏哈拉铁铜金矿床成岩成矿时代[J]. 矿床地质, 2012, 31(2):347-358.
[30]	LI Q, LÜ S J, YANG F Q, et al. Geological characteristics and genesis of the Laoshankou Fe-Cu-Au deposit in Junggar,Xinjiang,Central Asian Orogenic belt[J]. Ore Geology Reviews, 2015, 68:59-78. DOI URL
[31]	杨富全, 张志欣, 刘国仁, 等. 新疆准噶尔北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床年代学研究[J]. 岩石学报, 2012, 28(7):2029-2042.
[32]	杨富全, 闫升好, 屈文俊, 等. 新疆哈腊苏铜矿床I号矿化带流体包裹体和碳氢氧同位素地球化学[J]. 地学前缘, 2010, 17(2):359-374.
[33]	吴淦国, 董连慧, 薛春纪, 等. 新疆北部主要斑岩铜矿带[M]. 北京: 地质出版社, 2008:1-345.

测点	样号	Na₂O	MgO	Al₂O₃	K₂O	SiO₂	TiO₂	NiO	MnO	TFeO	Cr₂O₃	V₂O₃	总量
1	KLKSY12-2-1.1	0.022	0.01	0.036	0.002	0.096	0	0.034	0.071	88.988	0	0.013	89.272
2	KLKSY12-2-1.2	0	0.021	0.167	0.001	0	0.093	0	0.028	88.767	0	0.026	89.103
3	KLKSY12-2-3	0	0.014	0.068	0	0.107	0.025	0	0.151	88.508	0.011	0.065	88.949
4	KLKSY12-3-3	0.035	0.001	0.233	0	0.014	0.542	0	0	87.551	0.023	0.025	88.424
5	KLKSY12-3-4	0	0.007	0.099	0	0.008	0.245	0.027	0	88.551	0.001	0.046	88.984
6	KLKSY12-4-1	0	0.017	0.055	0	0.132	0	0	0.101	87.865	0.016	0.022	88.208
7	KLKSY12-5-1	0	0	0.256	0	0.016	0.814	0	0.012	87.349	0.001	0.013	88.461
8	KLKSY12-5-4	0	0.019	0.164	0	0	0.601	0	0	88.321	0	0	89.105
9	KLKSY12-6-3	0.007	0.017	0.188	0.007	0.016	1.042	0	0	87.491	0.009	0.013	88.790

测点	样号	Na₂O	MgO	Al₂O₃	K₂O	SiO₂	TiO₂	NiO	MnO	TFeO	Cr₂O₃	V₂O₃	总量
1	KLKSY12-2-1.1	0.022	0.01	0.036	0.002	0.096	0	0.034	0.071	88.988	0	0.013	89.272
2	KLKSY12-2-1.2	0	0.021	0.167	0.001	0	0.093	0	0.028	88.767	0	0.026	89.103
3	KLKSY12-2-3	0	0.014	0.068	0	0.107	0.025	0	0.151	88.508	0.011	0.065	88.949
4	KLKSY12-3-3	0.035	0.001	0.233	0	0.014	0.542	0	0	87.551	0.023	0.025	88.424
5	KLKSY12-3-4	0	0.007	0.099	0	0.008	0.245	0.027	0	88.551	0.001	0.046	88.984
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7	KLKSY12-5-1	0	0	0.256	0	0.016	0.814	0	0.012	87.349	0.001	0.013	88.461
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9	KLKSY12-6-3	0.007	0.017	0.188	0.007	0.016	1.042	0	0	87.491	0.009	0.013	88.790

点号	同位素含量/(μg/g)			Th/U	同位素比值						表面年龄/Ma
点号	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U		1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
KLKSY12-8-1	176	203	241	0.84	0.054 13	0.000 23	0.445 26	0.002 39	0.059 71	0.000 33	376	11		374	2	374	2
KLKSY12-8-2	43	60	58	1.02	0.054 96	0.000 39	0.457 26	0.003 77	0.060 35	0.000 33	409	19		382	3	378	2
KLKSY12-8-3	89	106	123	0.86	0.053 67	0.000 24	0.440 31	0.003 10	0.059 50	0.000 35	367	11		370	2	373	2
KLKSY12-8-4	64	74	66	1.11	0.053 77	0.000 34	0.443 09	0.003 39	0.059 81	0.000 35	361	15		372	2	374	2
KLKSY12-8-5	64	79	92	0.85	0.053 75	0.000 28	0.453 02	0.004 46	0.061 15	0.000 54	361	11		379	3	383	3
KLKSY12-8-6	76	93	112	0.83	0.054 08	0.000 40	0.451 31	0.008 57	0.060 51	0.001 04	376	12		378	6	379	6
KLKSY12-8-7	282	347	276	1.26	0.054 13	0.000 34	0.447 62	0.008 93	0.059 88	0.001 01	376	15		376	6	375	6
KLKSY12-8-8	106	123	136	0.91	0.054 16	0.000 41	0.452 62	0.007 02	0.060 75	0.000 95	376	17		379	5	380	6
KLKSY12-8-9	134	170	184	0.92	0.053 81	0.000 33	0.449 53	0.005 52	0.060 68	0.000 72	361	13		377	4	380	4
KLKSY12-8-10	115	137	145	0.95	0.053 41	0.000 31	0.450 32	0.005 59	0.061 22	0.000 73	346	18		378	4	383	4
KLKSY12-8-11	177	235	211	1.12	0.055 13	0.001 37	0.506 30	0.027 48	0.064 79	0.001 83	417	56		416	19	405	11
KLKSY12-8-12	103	143	133	1.08	0.054 46	0.000 52	0.448 43	0.009 65	0.059 78	0.001 19	391	22		376	7	374	7
KLKSY12-8-13	115	154	128	1.20	0.055 21	0.000 36	0.492 46	0.005 77	0.064 75	0.000 68	420	15		407	4	404	4
KLKSY12-8-14	82	120	138	0.87	0.054 46	0.000 54	0.450 09	0.006 93	0.059 92	0.000 75	391	22		377	5	375	5
KLKSY12-8-15	56	85	107	0.80	0.054 41	0.000 58	0.452 83	0.006 12	0.060 32	0.000 55	387	24		379	4	378	3
KLKSY12-8-16	82	131	141	0.93	0.054 35	0.000 64	0.459 04	0.008 68	0.061 00	0.000 61	387	23		384	6	382	4
KLKSY12-8-17	70	111	139	0.80	0.057 67	0.004 19	0.488 17	0.028 65	0.064 62	0.002 21	517	192		404	20	404	13
KLKSY12-8-18	71	116	155	0.75	0.055 25	0.000 62	0.460 30	0.009 10	0.060 40	0.001 12	433	29		384	6	378	7
KLKSY12-8-19	38	55	87	0.64	0.054 21	0.001 00	0.446 57	0.013 35	0.059 74	0.001 73	389	41		375	9	374	11
KLKSY12-8-20	31	58	77	0.75	0.054 22	0.000 53	0.447 62	0.005 27	0.059 84	0.000 47	389	50		376	4	375	3
KLKSY12-8-21	30	50	46	1.09	0.056 93	0.000 55	0.512 30	0.007 09	0.065 29	0.000 74	487	16		420	5	408	4
KLKSY12-8-22	53	92	100	0.92	0.054 29	0.000 58	0.452 60	0.007 13	0.060 28	0.000 51	383	19		379	5	377	3
KLKSY12-8-23	44	69	87	0.79	0.054 27	0.000 50	0.450 46	0.005 75	0.060 10	0.000 44	383	53		378	4	376	3
KLKSY12-8-24	77	117	152	0.77	0.054 16	0.000 45	0.447 51	0.007 25	0.059 83	0.000 72	376	14		376	5	375	4
KLKSY12-8-25	101	168	101	1.66	0.055 58	0.001 27	0.460 88	0.021 23	0.060 23	0.002 49	435	52		385	15	377	15
KLKSY12-8-26	133	186	221	0.84	0.055 29	0.001 46	0.515 61	0.034 64	0.065 29	0.002 18	433	59		422	23	408	13
KLKSY12-8-27	69	93	109	0.85	0.054 23	0.000 30	0.446 91	0.003 50	0.059 79	0.000 38	389	13		375	2	374	2
KLKSY12-8-28	47	65	68	0.95	0.054 28	0.000 33	0.447 41	0.004 06	0.059 81	0.000 46	383	13		375	3	374	3
KLKSY12-8-29	25	36	59	0.62	0.054 11	0.000 34	0.447 58	0.003 70	0.060 00	0.000 36	376	15		376	3	376	2
KLKSY12-8-30	17	18	17	1.11	0.055 39	0.001 12	0.455 18	0.009 70	0.059 59	0.000 44	428	44		381	7	373	3

点号	同位素含量/(μg/g)			Th/U	同位素比值						表面年龄/Ma
点号	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U		1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
KLKSY12-8-1	176	203	241	0.84	0.054 13	0.000 23	0.445 26	0.002 39	0.059 71	0.000 33	376	11		374	2	374	2
KLKSY12-8-2	43	60	58	1.02	0.054 96	0.000 39	0.457 26	0.003 77	0.060 35	0.000 33	409	19		382	3	378	2
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KLKSY12-8-5	64	79	92	0.85	0.053 75	0.000 28	0.453 02	0.004 46	0.061 15	0.000 54	361	11		379	3	383	3
KLKSY12-8-6	76	93	112	0.83	0.054 08	0.000 40	0.451 31	0.008 57	0.060 51	0.001 04	376	12		378	6	379	6
KLKSY12-8-7	282	347	276	1.26	0.054 13	0.000 34	0.447 62	0.008 93	0.059 88	0.001 01	376	15		376	6	375	6
KLKSY12-8-8	106	123	136	0.91	0.054 16	0.000 41	0.452 62	0.007 02	0.060 75	0.000 95	376	17		379	5	380	6
KLKSY12-8-9	134	170	184	0.92	0.053 81	0.000 33	0.449 53	0.005 52	0.060 68	0.000 72	361	13		377	4	380	4
KLKSY12-8-10	115	137	145	0.95	0.053 41	0.000 31	0.450 32	0.005 59	0.061 22	0.000 73	346	18		378	4	383	4
KLKSY12-8-11	177	235	211	1.12	0.055 13	0.001 37	0.506 30	0.027 48	0.064 79	0.001 83	417	56		416	19	405	11
KLKSY12-8-12	103	143	133	1.08	0.054 46	0.000 52	0.448 43	0.009 65	0.059 78	0.001 19	391	22		376	7	374	7
KLKSY12-8-13	115	154	128	1.20	0.055 21	0.000 36	0.492 46	0.005 77	0.064 75	0.000 68	420	15		407	4	404	4
KLKSY12-8-14	82	120	138	0.87	0.054 46	0.000 54	0.450 09	0.006 93	0.059 92	0.000 75	391	22		377	5	375	5
KLKSY12-8-15	56	85	107	0.80	0.054 41	0.000 58	0.452 83	0.006 12	0.060 32	0.000 55	387	24		379	4	378	3
KLKSY12-8-16	82	131	141	0.93	0.054 35	0.000 64	0.459 04	0.008 68	0.061 00	0.000 61	387	23		384	6	382	4
KLKSY12-8-17	70	111	139	0.80	0.057 67	0.004 19	0.488 17	0.028 65	0.064 62	0.002 21	517	192		404	20	404	13
KLKSY12-8-18	71	116	155	0.75	0.055 25	0.000 62	0.460 30	0.009 10	0.060 40	0.001 12	433	29		384	6	378	7
KLKSY12-8-19	38	55	87	0.64	0.054 21	0.001 00	0.446 57	0.013 35	0.059 74	0.001 73	389	41		375	9	374	11
KLKSY12-8-20	31	58	77	0.75	0.054 22	0.000 53	0.447 62	0.005 27	0.059 84	0.000 47	389	50		376	4	375	3
KLKSY12-8-21	30	50	46	1.09	0.056 93	0.000 55	0.512 30	0.007 09	0.065 29	0.000 74	487	16		420	5	408	4
KLKSY12-8-22	53	92	100	0.92	0.054 29	0.000 58	0.452 60	0.007 13	0.060 28	0.000 51	383	19		379	5	377	3
KLKSY12-8-23	44	69	87	0.79	0.054 27	0.000 50	0.450 46	0.005 75	0.060 10	0.000 44	383	53		378	4	376	3
KLKSY12-8-24	77	117	152	0.77	0.054 16	0.000 45	0.447 51	0.007 25	0.059 83	0.000 72	376	14		376	5	375	4
KLKSY12-8-25	101	168	101	1.66	0.055 58	0.001 27	0.460 88	0.021 23	0.060 23	0.002 49	435	52		385	15	377	15
KLKSY12-8-26	133	186	221	0.84	0.055 29	0.001 46	0.515 61	0.034 64	0.065 29	0.002 18	433	59		422	23	408	13
KLKSY12-8-27	69	93	109	0.85	0.054 23	0.000 30	0.446 91	0.003 50	0.059 79	0.000 38	389	13		375	2	374	2
KLKSY12-8-28	47	65	68	0.95	0.054 28	0.000 33	0.447 41	0.004 06	0.059 81	0.000 46	383	13		375	3	374	3
KLKSY12-8-29	25	36	59	0.62	0.054 11	0.000 34	0.447 58	0.003 70	0.060 00	0.000 36	376	15		376	3	376	2
KLKSY12-8-30	17	18	17	1.11	0.055 39	0.001 12	0.455 18	0.009 70	0.059 59	0.000 44	428	44		381	7	373	3