东昆仑黑刺沟金矿区晚奥陶世花岗斑岩的成因:锆石U-Pb年龄、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

摘要

黑刺沟金矿区位于东昆仑造山带西段,区内花岗斑岩呈脉状沿北西向构造与金矿化带近平行产出,是近年勘查工作新圈定的与金矿化有成因关系的酸性岩脉。对研究区花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,全岩地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,探讨其形成时代、岩石成因、构造环境、岩浆源区等。研究结果表明,花岗斑岩锆石U-Pb年龄为445.8±2.4 Ma(MSWD=0.36),形成时间为晚奥陶世。岩石SiO_(2)含量在75.17%~78.94%之间,K_(2)O+Na_(2)O含量为5.49%~7.07%,K_(2)O/Na_(2)O=0.01~0.03,相对贫钾富钠,贫MnO(0.05%~0.07%)、MgO(0.08%~0.25%)、P_(2)O_(5)(0.07%~0.08%)和TiO_(2)(0.15%~0.18%),属低钾钙碱性岩石系列。A/CNK值为0.92~0.99,A/NK值为1.1~1.14,为准铝质岩石。稀土元素总量介于132.4×10^(-6)~183.95×10^(-6)之间,LREE/HREE=8.04~8.78,微量元素显示Ba、Th、Pb相对富集,K、P、Ti亏损,微量元素组成特征具有I型花岗岩特征。Sr-Nd-Pb-Hf同位素显示,样品具有高的I_(Sr)值(0.7133~0.7158),低ε_(Nd)(t)值(-4.45~-5.15),t_(DM)年龄为1.54~1.6 Ga,初始铅同位素比值(^(206)Pb/^(204)Pb)_(i)=18.218~18.375,(^(207)Pb/^(204)Pb)_(i)=15.63~15.738,(^(208)Pb/^(204)Pb)_(i)=38.22~38.544,锆石ε_(Hf)(t)值为-11.12~+0.13,t_(DM2)=1.42~1.65 Ga。综合认为,花岗斑岩形成于晚奥陶世原特提斯洋向北俯冲消减环境下的陆缘弧环境,岩浆来源于下地壳中—古元古代物质的部分熔融。