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  在汇聚板块边缘由板块俯冲所形成的弧盆体系,如现代西太平洋以及中生代南美安第斯,普遍伴随着强烈的岩浆作用及产出多种成因类型的矿床,例如与火山弧紧密相关的斑岩-浅成低温矿床、与弧后/弧间盆地紧密相关的块状硫化物矿床以及与弧相盆地闭合相关的铁氧化物-铜金矿床。其中对弧相盆地(包括弧前、弧间和弧后盆地)的演化以及伴随的岩浆作用方面的研究能够同时提供地壳生长和多金属成矿方面的信息。然而相关研究尤其是古生代的弧相盆地演化的整个过程以及盆地闭合期间的岩浆及成矿作用研究仍然较为缺乏。

  位于新疆东天山的阿齐山-雅满苏铁铜成矿带为弧相盆地并发育有大量的多金属矿床。中国科学院广州地球化学研究所博士生张拴亮在导师陈华勇研究员的指导下,选取带内典型矿床双龙铁铜矿床为中心并设计了完整的连续地层-岩体剖面,通过详细的岩石学、锆石LA-ICP-MS定年和全岩地球化学工作,获得以下认识:

  (1)带内主要发生了三期岩浆活动:早石炭酸性岩浆岩(ca. 350–330 Ma), 晚石炭中酸性岩浆岩(ca. 320–305 Ma)以及早二叠石英闪长岩和闪长斑岩脉(ca. 280–265 Ma)。

  (2)早石炭酸性岩源于古老下地壳的重熔并同时有地幔物质参与;晚石炭中性岩源于受到板片脱水流体和俯冲沉积物交代的亏损地幔;晚石炭酸性岩为I型花岗岩且普遍具有壳幔混合特征,源于新生下地壳重熔;早二叠石英闪长岩和闪长斑岩脉具有埃达克型地球化学特征,源于拉张环境下残余洋壳的部分熔融。

  (3)阿齐山-雅满苏带在早石炭纪(ca. 350–330 Ma)经历了拉张成盆并伴随VMS铜矿化,随后经历了短暂的碳酸盐岩沉积期(ca. 330–320 Ma),在晚石炭纪(ca. 320–305 Ma),阿齐山-雅满苏带由拉张状态转变为挤压状态,盆地开始闭合,同时产生大量的花岗岩并伴随IOCG型铁铜矿化。而在早二叠纪,阿齐山-雅满苏带处于后碰撞拉张环境,同时有少量埃达克岩脉侵入。

 图1 阿齐山-雅满苏带地质构造剖面及综合地层柱状剖面图

图2 阿齐山-雅满苏带晚古生代构造-岩浆-成矿模式图

  上述研究成果发表在Geological Society of America Bulletin期刊上,得到了国家杰出青年科学基金(41725009)和院先导计划项目(XDB18030206)的资助。文章信息如下:

  Zhang, S., Chen, H.Y.*, Hollings, P., Zhao, L., Gong, L. (2020). Tectonic and magmatic evolution of the Aqishan-Yamansu belt: A Paleozoic arc-related basin in the Eastern Tianshan (NW China). GSA Bulletin.

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(中国科学院矿物学与成矿学重点实验室供稿)

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