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镁铁-超镁铁质岩体中的Fe-Ti-(V)氧化物矿床具有重要的经济价值，比如加拿大的Muskox层状岩体(Irvine, 1975；1977；1988)、南非的Bushveld杂岩体(Reynolds, 1985; von Gruen et al., 1994; CawthornandSpies, 2003)和中国西南部的攀枝花辉长岩层状岩体(Zhou et al., 2005; Pang et al., 2008a；2009)等。形成这些矿床的机制包括母岩浆中钛磁铁矿晶体的聚集(Ashwal, 1978; Charlier et al., 2006; Pang et al., 2008a; 2008b)、晚期岩浆中氧化物的分离和沉淀(Philpotts, 1978; Zhou et al., 2005; Veksler et al., 2007; McBirney, 2008)，以及层状岩体中岩浆混合或地壳混染引发的氧化物结晶(Irvine, 1977; Kinnaird et al., 2002; Charlier et al., 2010)。
塔里木大火成岩省（TLIP）位于中国西北部，与中国西南部晚二叠世的峨眉山大火成岩省（ELIP）类似，同属于二叠纪火成岩省。在TLIP中，存在着早二叠世的大陆溢流玄武岩、少量镁铁-超镁铁质侵入体以及相关的Fe-Ti-(V)氧化物矿床(姜常义等，2004a;2006; Zhou et al., 2009;余星等, 2017)。主要含矿杂岩体包括普昌、瓦吉里塔格和小海子（也称为麻扎尔塔格）。TLIP中的Fe-Ti氧化物成矿作用经历了一系列复杂的地质过程，通常开始于地幔柱上升导致的地幔部分熔融，形成富含铁和钛的岩浆（杨树锋等，2014；曹俊，2015；余星等，2017;孙燕等，2009）。随着岩浆上升至地壳，压力降低和温度变化促使Fe-Ti氧化物矿物从岩浆中结晶分离，并可能在岩浆房中积累形成矿床。岩浆的进一步冷却和结晶导致矿床形成，而后期的地质改造过程，如构造活动和热液循环，可能进一步影响矿床的形态和品位。整个过程涉及岩浆分异、岩浆侵位、冷却结晶以及后期地质作用。
为揭示小海子杂岩的演化过程及其与Fe-Ti氧化物的成因联系，本次工作以小海子杂岩体为研究对象，重点探讨不同阶段岩浆岩的年龄，并通过地球化学研究对岩体的岩浆演化和Fe-Ti氧化物的成矿进行约束，以指导今后的找矿工作。
1地质背景及矿床地质特征1.1区域地质背景塔里木克拉通位于新疆维吾尔自治区西南部，北与天山造山带接壤，南临昆仑造山带，阿尔金造山带位于其南东面（Zhou et al., 2009; Li Y Q et al.，2012;倪康，2012;位荀等，2013;图1）。塔里木克拉通发育有全世界最大的内陆盆地，即塔里木盆地。该盆地呈不规则菱形展布，东西长约1400 km，南北最宽处约500 km，面积超过600 000 km2（倪康，2012;位荀等，2013;朱圣柱等，2023）。塔里木克拉通是中国境内的3大古老克拉通之一，其他2个是华北克拉通和扬子克拉通。由于塔里木克拉通位于中亚造山带的南部，其在中亚大地构造的地质演化过程中具有重要的位置（图1）。
塔里木盆地主要由前寒武纪结晶基底和显生宙地层组成（新疆维吾尔自治区地质矿产局，1993；Zhou et al., 2009）。在新元古代（约800 Ma），塔里木板块整体固结后处于稳定的克拉通状态，区内出露的古生代地层为泥盆系，另有少量新近系零星出露，第四系风积物和冲-洪积物大面积分布于山麓及地形低洼处，形成沙漠沙丘景观。在该地区发现了从太古宙到古生代的一些重要的构造热活动，其中早二叠世的岩浆事件被认为是最重要的一次（Zhou et al., 2009;姜常义，2004b）。在285 Ma前，喷发了超过25×1.4 km2的大陆溢流玄武岩，构成了该岩浆事件的主体部分(Zhang et al., 2010b; Yu et al., 2017;朱圣柱等, 2023）。
大陆溢流玄武岩代表了TLIP中较早的火山活动，大致形成于早二叠世。镁铁-超镁铁质侵入体包括辉长岩和辉石岩，这些岩体通常与Fe-Ti-(V)氧化物矿床相关联，它们的形成时代也主要集中于早二叠世。钾长花岗岩在TLIP中较少，它们的形成时代可能稍晚于上述岩石。辉绿岩脉和闪长岩脉可能是TLIP中较晚形成的岩石类型，代表了区域岩浆活动的后期阶段。红色正长岩脉年代学数据同样指示了它们可能是TLIP中较晚期形成的岩石（Zhou et al., 2009;位荀等，2013；张自力等，2008）。
1.2矿床地质特征（1）矿区地质小海子杂岩体位于塔里木盆地西部巴楚县东南部（图1）。该岩体具有明显的强负磁异常，并有可观的Fe-Ti氧化物和钒矿化，具有成为大型Fe-Ti-V氧化物矿床的潜力。小海子杂岩体北部为钾长花岗岩和正长岩构成的中高山，东南侧为石炭系下统巴楚组构成的低山，西侧为小海子水库，中央主要被大面积的第四系覆盖，仅局部见有零星的镁铁-超镁铁质岩露头，推测中央第四系砾漠、沙漠之下为镁铁-超镁铁质岩体（图2）。
岩体四周下石炭统巴楚组与岩体呈侵入接触，产状为向外围缓倾，倾角为2°~15°，岩性主要为紫红色、砖红色砂质泥岩夹浅灰绿色-灰白色薄-中层状细粒石英砂岩。由于受岩体侵入热力的影响，近岩体处可见石英角岩，长石角岩，长石变砂岩，变余长石石英砂岩等。第四系在区内大量分布，约占矿区总面积的70%以上，为全新统冲洪积堆积（Q4apl），由基岩碎石及砂土组成，有的地方还包括了坡积层。
（2）岩体地质特征研究区岩浆岩主要为镁铁质-超镁铁质-碱性岩，其中镁铁质-超镁铁质岩体由橄榄辉石岩、辉石岩、辉长岩等组成。碱性岩体分布于北部，由钾长花岗岩和辉石正长岩组成，侵入时间晚于镁铁质-超镁铁质岩。晚期有脉岩（辉绿岩脉、闪长岩脉、正长岩脉等）穿插上述岩体（图3）。
镁铁质-超镁铁质岩是矿区内侵入岩的主体，从地表零星露头和钻孔岩芯来看，岩性主要为辉长岩、辉石岩和橄辉岩。橄辉岩类：包括辉橄岩、含长橄榄岩，呈黑色，半自形中-粗粒状结构，块状构造。由含钛普通辉石(30%~40%)，橄榄石(30%~40%)及棕云母、斜长石、钛磁铁矿组成。辉石岩类：包括含长辉石岩、含橄辉石岩（图4b），呈黑色，半自形不等粒结构，以粗粒为主，块状构造，局部见斑杂状、不规则条带状构造。由普通辉石(70%~90%)，浸染状钛磁铁矿及少量斜长石(<10%)或橄榄石组成，磁铁矿多分散于暗色矿物颗粒之间，另有极少量的棕云母、棕闪石，此外，以含有磷灰石为特征。辉长岩类：包括含橄辉长岩，橄榄辉长岩（图4a），具中-粗粒结构，也有少量似斑状结构，基质为辉长-辉绿结构，呈块状构造，由含钛普通辉石和基性斜长石及钛磁铁矿、橄榄石、棕云母组成，由于主要矿物的含量比例变化大，所以岩石具浅灰色-深灰色不同颜色，可划分为深色、中色及浅色辉长岩。碱性岩分布于研究区北部，见有钾长花岗岩及辉石正长岩。
钾长花岗岩：呈圆状，侵入于辉石正长岩内（图4f、g），局部地段侵入于石炭系巴楚组内（图4c），呈浅灰红色、灰红色，半自形中细粒结构，块状构造，主要矿物成分为钾长石和石英，其内见有辉石正长岩包体和辉石岩包体（图4d）。辉石正长岩：围绕钾长花岗岩分布，呈条带状，宽多在100~200 m，自身不具冷凝边，未见其与超镁铁质岩的接触界线；辉石正长岩岩石多为灰褐色、深灰色，半自形中-粗粒、柱粒状结构，块状构造，主要矿物成分为碱性长石、霓辉石，碱性长石为正长石，次要矿物为霞石、棕云母等。
矿区内脉岩较发育，类型有辉绿岩、闪长岩、正长岩等，脉宽0.5~2.0 m，长约数米至数十米，各种脉岩总体围绕钾长花岗岩呈放射状展布。
野外可见闪长岩中有辉绿岩包体（图4h），红色正长岩脉切割闪长岩脉和辉绿岩脉，并含有辉长岩矿石包体（图4i）。从以上穿插关系，可以看出镁铁质-超镁铁质岩类（橄榄辉石岩+辉石岩）形成时间最早，随后是碱性岩类（先是辉石正长岩，随后是钾长花岗岩），最后是各种脉岩侵入（先是辉绿岩，随后是闪长岩，最后是正长岩）。
（3）矿体特征矿区1∶1万磁法测量圈定了2个异常（图2），与矿化密切相关。
M1异常矿化位于岩体的南部，地表露头矿化主要集中在辉长岩中，靠近辉石岩附近，磁铁矿品位更高，同时硫化物较多，并可见铜蓝。辉石岩中反而含量不高，此特征与瓦基里塔格以辉石岩矿石为主不同。由西往东，由长石较多的辉长岩（低品位铁矿），到具海绵陨石结构的辉长岩（较高品位铁矿），再到辉石岩。
前人已施工15个钻孔，TFe品位大于15%的11个，集中在负磁最大值范围内，磁异常等值线表现为北密南疏。主要含矿岩性为辉长岩，矿化深浅不一，西部一般在20~40 m深度见矿，往东中部100~160 m见矿，东部则到260~370 m深度才见矿。矿化连续，一般深至400~500 m均有矿化。TFe品位比北部M2高，一般每个孔矿化率w(TFe)均达到15%~20%。南部负磁异常高值区，虽然w(TFe)未达到15%，但也接近13%~14%。最南部钻孔揭露辉石岩，TFe品位小于12%。总体来看，矿体品位比M2异常矿体稍高，但埋藏较深。
M2异常矿化位于岩体的北部，前人已施工11个钻孔，TFe品位大于15%的7个，同样集中在负磁最大值范围内，磁异常等值线表现为北密南疏。含矿岩性为橄榄辉石岩，矿化浅，一般40~70 m深度见矿，矿化连续，一般深至400~500 m均有矿化，最深730 m（ZK4202），据此判断其他孔也可以矿化到此深部，品位不高，w(TFe)一般15%~18%；往南品位降低，一般12%~14%。正磁异常无矿化（ZK4801）。
前人预测铁矿石资源量近3亿t，远景资源量在5亿t以上（倪康，1994）。
（4）矿石特征10%~20%的铁钛氧化物及少量的硫化物普遍赋存于辉长岩类和橄榄辉石岩类中。与辉石岩相比，辉长岩的w(TFe)更高，一般在15%~18%，最高可达25%；辉石岩类w(TFe) 13%~14%，整体品位相对较低。橄辉岩中普遍含有10%~20%的磁铁矿，TiO2在2类岩石中含量基本相同，最高5.26%，最低1.74%，平均2.70%。V2O5在2类岩石中含量约0.1%。
辉长岩类和橄榄辉石岩类中的铁钛氧化物主要包括钛磁铁矿和钛铁矿。它们通常以不规则的集合体形式存在，分布在脉石矿物颗粒之间，粒度差别较大，一般在0.3~2.0 mm之间。有些钻孔中也可以见到少量致密块状的钛磁铁矿和钛铁矿。
钛磁铁矿的赋存状态可以分为以下几类：①以他形晶粒状的单体和集合体形式与脉石和粒状钛铁矿密切共生，充填于早期结晶的脉石矿物间隙中，粒度较粗，接触界线平坦；②呈自形-半自形晶粒状，包含于脉石矿物中，粒度较细且含量较少；③以细小片晶状的固溶体形式分布于粒状钛铁矿、辉石、橄榄石、角闪石、斜长石的解理裂隙中。
钛铁矿的赋存状态可以分为以下几类：①以他形晶粒状的单体或与钛磁铁矿形成连体充填于脉石矿物间隙中，粒度较粗，接触界线平坦，是钛铁矿的主要产出形态；②较细的自形-半自形钛铁矿包裹在脉石中，含量较少；③由固溶体分离形成的钛铁矿主要以板状、片晶、显微片晶的形式存在于钛磁铁矿中。另外还有少量钛铁矿片晶沿普通辉石和角闪石的解理分布。
辉长岩类和橄榄岩类中的硫化物种类较多，主要包括磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿和镍黄铁矿等。其中，磁黄铁矿占硫化物总数的80%以上。大部分镍黄铁矿是磁黄铁矿的固溶体分解产物，而紫硫镍矿往往与镍黄铁矿共生。黄铜矿与磁黄铁矿紧密共生。
硫化物在成矿期受其他矿物结晶的影响，通常以不规则粒状或集合体的形式产生。因此，硫化物的粒度大小相差悬殊，粒径大者可达到1 mm以上，小颗粒在0.01~0.001 mm之间，一般在1~0.1 mm之间。
硫化物的赋存状态呈他形晶粒状或集合体分布于脉石矿物间隙或铁、钛氧化物与脉石矿物接触处。其接触界线平坦光滑，粒度较粗，是硫化物的主要产出特征。少数硫化物以不规则粒状或乳滴状存在，包裹在钛磁铁矿和钛铁矿中。此外，硫化物以半自形晶粒、板条状、针状、羽毛状的形式分布于脉石矿物中，粒度中等偏细，一般粒径为0.025~0.06 mm，较小的小于0.002 mm。还有少量硫化物沿着钛磁铁矿颗粒间隙呈细脉状或网状产出。
总的来说，辉长岩类和橄榄辉石岩类中的铁钛氧化物和硫化物以不规则集合体的形式存在，其赋存状态和粒度大小会受其他矿物的影响。
3样品和测试方法3.1采样位置、标本描述样品采集于小海子地区的野外剖面中。所采集的岩石类型包括辉石岩、辉长岩、辉石正长岩、钾长花岗岩，以及辉绿岩脉、闪长岩脉和正长岩脉，代表了所研究岩体的主要岩石类型。辉长岩主要由斜长石（30%~50%）、单斜辉石（15%~25%）、橄榄石（10%~20%）、铁钛氧化物（5%~10%）以及少量的角闪石和黑云母（<5%）组成（图5a、b、c）。辉石岩由单斜辉石（50%~70%）、斜长石（20%~30%）和少量的Fe-Ti氧化物（5%~10%）组成（图d、e、f）。辉石岩中根据单斜辉石的晶粒尺寸可将其细分为粗晶和细晶辉石。粗粒辉石岩有不等粒状单斜辉石(含量约75%)，颗粒粗细从0.51 mm到5~10 mm不等，还有少量橄榄石、斜长石和Fe-Ti氧化物。辉石正长岩中正长石为40%~50%，斜长石20%~30%，霓辉石10%~20%，角闪石3%~5%。钾长花岗岩中石英为50%~60%，正长石为15%~25%，斜长石为10%~15%，Fe-Ti氧化物1%~3%（图5j、k、l）。辉绿岩具有典型的辉绿结构，斜长石为46%~60%，单斜辉石为22%~45%，有极少量铁钛氧化物。闪长岩中斜长石约占45%~60%，角闪石为30%~40%，Fe-Ti氧化物为3%~5%（图5g、h、i）。正长岩中正长石占50%~60%，斜长石25%~35%，角闪石3%~5%。
3.2测试方法3.2.1锆石U-Pb定年锆石LA-ICP-MS U-Pb定年在中国地质科学院矿产资源研究所和北京燕都中实测试技术有限公司完成。激光剥蚀系统为NWR193（Elemental Scientific Lasers LLC），ICP-MS为德国耶拿PlasmaQuant MS。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个Y型接头混合。每个时间分辨分析数据包括大约20~30 s的空白信号和50 s的样品信号。对分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算）,采用软件ZSkits完成。
U-Pb同位素定年中采用锆石标准Plesovice作外标进行同位素分馏校正，并对91500(Wiedenbeck et al., 1995)、Tanz (Hu et al., 2021)、ZS (Ling et al., 2022)分析一次作为监控。锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3完成。本次测试剥蚀直径根据实际情况选择25μm。
3.2.2全岩主、微量和稀土元素分析
全岩样品的主量元素、微量元素和稀土元素分析在国家地质分析测试中心完成，数据结果见表1。主量元素采用X射线荧光光谱仪(PW4400)进行分析，精度为1%~5%。微量元素和稀土元素采用等离子体质谱仪(PE300D)测定。采用不同基质、不同含量的国家一级地球化学标准物质进行测定。对于质量分数大于10×10-6的元素，分析误差为5%；质量分数小于10×10-6的元素，分析误差约为10%。
4测试结果4.1锆石U-Pb年代学小海子杂岩体中主要岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析数据详见表2、表3。
小海子杂岩体样品锆石主要为自形粒状结构，长度约为200μm，宽度约为100μm，长宽比为2∶1，整体颗粒粒度较大。阴极发光(CL)图像上，锆石颜色普遍较暗，主要为灰黑色，普遍具有环带结构，表明为岩浆成因。本次共测8个样品，得到7种岩体年龄（图6），分别是B0016-2代表强矿化辉长岩年龄（286.1±1.3）Ma、B0002代表弱矿化辉长岩年龄（285.80±0.81）Ma、PM02-1代表辉石岩年龄（282.30±0.82）Ma、PM03-1代表辉石正长岩年龄（279.4±1.3）Ma、PM03-2代表钾长花岗岩年龄（275.3±1.3）Ma、B0012-1代表辉绿岩脉年龄（284.9±1.3）Ma、B0012-2代表闪长岩脉年龄（274.0±1.1）Ma、B0004-1代表正长岩脉年龄（275.5±1.8）Ma。
4.2主量和微量元素本次研究的代表性样品的全岩主量和微量（含稀土）元素分析结果见表1。本次分析的岩石样品较为新鲜，在显微镜下未观察到明显的热液蚀变特征，与其较低的LOI值（大部分<1.5%）相一致。全岩样品之间的元素成分变化明显，可能与其主要组成矿物的含量变化较大有关。
小海子杂岩体中辉石岩的w(MgO)变化范围为8%~15%，大约集中在8%和15%两个峰值附近。根据w(MgO)，可将辉石岩分成两个相对集中的部分。随着w(MgO)的升高，w(Al2O3)（5.56%~13.94%）、w(TiO2)（1.29%~4.45%）、w(TFe2O3)（12.17%~18.91%）大致呈下降趋势。辉石岩中w(SiO2)为41.09%~47.19%，属于基性-超基性岩，全碱含量大约为10%。辉长岩和辉石岩有相似的w(SiO2)（41.15%~46.58%）和w(CaO)（7.4%~13.7%），同属基性-超基性岩的范畴。与辉石岩相比，辉长岩中w(MgO)（1.80%~15.57%）、w(Al2O3)（8.65%~26.66%）、w(FeO)（3.29%~8.17%）、w(TiO2)（11.27%~3.61%）和全碱（1.25%~3.12%）的含量普遍较低，这与其所含有的单斜辉石、斜长石和Fe-Ti氧化物的相对比例有关。对辉长岩样品而言，随着w(MgO)的升高，w(SiO2)、w(Al2O3)和全碱含量降低，而w(CaO)、w(TiO2)和w(FeO)逐渐升高（图7a~f）。值得注意的是，小海子杂岩体中所有研究样品显示为低w(P2O5)，为0.02%到0.84%（图7g），与峨眉山大火成岩省中攀枝花和红格侵入体中的含Fe-Ti氧化物岩石（大部分分别<1.1%和<0.4%）类似（Zhou et al., 2005）。
小海子杂岩体中辉石正长岩和钾长花岗岩具有较高的全碱含量，分别为（9.19%~9.76%）和（10.84%~11.99%）。辉石正长岩的w(SiO2)、w(Al2O3)、w(MgO)、w(TiO2)和w(TFe2O3)分别为56.52%、16.60%、2.43%、1.56%和7.65%，其中w(MgO)、w(TiO2)和w(TFe2O3)相对较高。相比辉石正长岩，钾长花岗岩具有较低的w(CaO)（20.8%~22.2%）、w(FeO)（1.74%~3.54%）、w(MgO)（7.1%~9.3%）和相似的w(Al2O3)（7.1%~19.2%）（图7a~e、h），与其主要组成矿物的相对丰度有关。
小海子杂岩体中晚期辉绿岩脉中的w(MgO)值较低，变化范围为2.27%~4.82%。随着w(MgO)的升高，w(TiO2)、w(CaO)、w(FeO)分别从1.62%、5.31%、4.44%增至3.90%、9.08%、9.79%，而w(SiO2)、w(Al2O3)、全碱的含量分别从53.77%、17.36%、7.42%下降至42.28%、10.79%、0.66%，存在较强的相关性（图7a、b、f）。与辉绿岩相比，闪长岩脉具有较高的w(SiO2)（56.76%~63.26%）和全碱（8.80%~10.50%）含量；较低的w(TiO2)（0.46%~1.27%）、w(CaO)（1.90%~4.02%）、w(FeO)（2.35%~4.72%）。随着w(MgO)的升高，w(SiO2)、w(Al2O3)、全碱的含量下降；w(TiO2)、w(CaO)、w(TFe2O3)的上升，表现出明显的相关性（图7c、e、h）。正长岩脉的w(SiO2)、w(Al2O3)、w(MgO)、w(TiO2)和w(FeO)的变化范围分别为64.25%~64.29%、15.94%~16.01%、0.43%~0.69%、0.46%~0.54%和4.00%~4.41%。
小海子杂岩体的原始地幔标准化的微量元素和球粒陨石标准化的稀土元素配分模式如图8、图9所示。辉长岩和辉石岩两种岩体表现出基本一致的REE配分模式，大致呈平行的右倾曲线，且相对富集轻稀土元素（LREE），亏损重稀土元素（HREE），辉长岩和辉石岩(La/Yb)N值分别为5.5~20.1和5.6~9.6。稀土元素配分模式显示辉长岩具有明显的正Eu异常，辉石岩显示较弱的正Eu异常。且两种岩体都相对富集Ba、Si、Ti等元素。辉石正长岩和钾长花岗岩相对亏损Si和Ti，两者的稀土元素配分模式相似，呈平行的右倾曲线，相对富集轻稀土元素（LREE），亏损重稀土元素（HREE），(La/Yb)N值分别为22.2~24.5和28.2~27.2，辉石正长岩略微富集Eu，而钾长花岗岩明显亏损Eu。辉绿岩的稀土元素配分曲线较平坦，其中两个样品显示出Sr和Ti的亏损，其(La/Yb)N值为8.6~22.6。闪长岩脉与正长岩脉具有几乎一致的稀土元素配分曲线，且同时亏损Si、Ti元素，两种岩脉总体上呈右倾曲线，且相对富集轻稀土元素（LREE），亏损重稀土元素（HREE），（La/Yb）N值分别为20.9~24.7和22.2~22.4。
5讨论5.1杂岩体的演化时限塔里木大火成岩省相关岩浆活动时限主要位于二叠纪的早阶段，开始于294 Ma，在269 Ma结束（张东阳，2014）。小海子杂岩体是TLIP的一部分，该杂岩体由镁铁质-超镁铁质岩体、碱性岩体和后期岩脉组成。上述三类岩体的锆石U-Pb定年显示其岩浆活动均与TLIP形成时间较为吻合。目前的数据表明TLIP的主要岩浆活动分为2期，第一期以溢流玄武岩和相关的长英质熔岩流（如流纹岩）为代表，形成于292~287 Ma（图10）。第二期以侵入岩和各种成分不同的次要长英质火山岩为特征（张东阳，2014），这些岩石在一个长的时间（约17 Ma，即在269~286 Ma）间隔内侵位，分别在283 Ma和275 Ma有2个峰值（图10）。本次年龄数据表明，小海子杂岩体的演化时限大约12 Ma，形成于第二次岩浆活动期间，且为岩浆连续演化所致。年龄数据显示矿区内最先形成由辉长岩和辉石岩组成的镁铁质-超镁铁质岩体，随后形成由辉石正长岩和钾长花岗岩组成的碱性岩体，辉绿岩脉，正长岩脉和闪长岩脉为最晚期形成，3种岩脉切割或捕虏早期岩体。这些年龄数据所展示出的演化顺序符合野外所观察到的穿切关系。该矿区内存在2次较大的岩浆事件，两次岩浆活动事件时限对应于TLIP第二次岩浆活动的2个峰值，第一次岩浆事件形成了镁铁质-超镁铁质岩体，第二次岩浆事件形成碱性岩体，随后以辉绿岩脉、闪长岩脉和正长岩脉的出现为特征。闪长岩脉和正长岩脉的侵入年龄分别为（274±1.1）Ma和（275.5±1.8）Ma，符合演化趋势，但辉绿岩的年龄较老（(284±1.3)Ma），结合辉绿岩脉中部分样品的微量元素异常，推测造成这种测年结果有2种可能：①野外观察中辉绿岩脉的穿切关系较为复杂难以判断先后关系，所以小海子杂岩体中可能存在2个期次的辉绿岩脉，第一期伴随镁铁质-超镁铁质形成，其年龄较老，第二期与闪长岩脉和正长岩脉同时形成，年龄相对较新；②锆石U-Pb年龄和地球化学特征表明小海子杂岩体的母岩浆来自于地幔源区，从镁铁质-超镁铁质到碱性岩体的演化是一个连续的过程，且极有可能是由结晶分馏和堆积引起的，是母岩浆连续演化作用的结果。根据年龄数据和野外所观察到的岩体穿切关系，岩浆演化顺序为：镁铁质-超镁铁质岩体→碱性岩体→辉绿岩脉、闪长岩脉、正长岩脉。
5.2岩石成因（1）镁铁质-超镁铁质岩
小海子杂岩体中的镁铁质-超镁铁质岩均具有LREE富集模式(图8b、d)，这可能归因于地壳混染。然而，高程度的地壳混染通常伴随着Zr和Hf的富集，这只在碱性岩中(图8e、g)中观察到略微富集。Th/Ta比值是结壳污染的敏感指标(Shellnutt et al., 2009)。小海子杂岩的Th/Ta比值介于0.64~3.94之间，平均值为1.93，与幔源岩石(Th/Ta=2；Shellnutt et al., 2009)相似，但远低于大陆下地壳(Th/Ta=7.9；Shellnutt et al., 2009)或大陆上地壳(Th/Ta=6.9；Shellnutt et al., 2009)。
Th/U和Zr/Nb等元素比值常用来指示岩石源区的性质(Eby, 1998；Shellnutt et al., 2009)。小海子镁铁-超镁铁岩的Th/U和Zr/Nb比值大多介于3.0~4.9和7.9~14.7之间。这些比值与洋岛玄武岩(OIB)(Th/U=3.5~3.8，Weaver, 1990；Zr/Nb<10，Pearce et al., 1979)相当。此外，镁铁质-超镁铁质岩显示出与OIB相似的微量元素模式(图8a、b)。这种类型的地幔源区类似于许多原生的大洋和大陆碱性岩套，它们同样富集LREE，为类OIB的软流圈地幔源区(Hou et al., 2012)提供了证据。
小海子杂岩的镁铁质-超镁铁质岩石具有与巴楚地区玄武岩相似的微量元素模式，表明它们可能具有相似的地幔源区(Jiang et al., 2004; Zhou et al., 2009; Zhang et al., 2010a；曹俊, 2015)。已有研究认为塔里木玄武岩主要侵位于290 Ma，可能来源于俯冲相关过程(Li Z L et al., 2012)所指示的陆下岩石圈地幔源区。TLIP中岩浆源区从岩石圈地幔（290 Ma）向软流圈（280 Ma）的迁移归因于在厚的塔里木克拉通下的地幔柱孵化，随后伴随着薄的岩石圈向克拉通边缘的偏转(徐义刚等, 2013; Wei et al., 2013)。
（2）碱性岩体在小海子杂岩体中，辉石正长岩在空间上切割镁铁质-超镁铁质岩体，在观察到钾长花岗岩切割辉石正长岩的同时，发现有辉石岩俘虏体存在于钾长花岗岩体中。因此可以大致判断镁铁质-超镁铁质岩体最先形成，其次是正长质岩体，钾长花岗岩晚于前两者。这与笔者所测定的锆石U-Pb年龄所揭示年龄差距大约为10 Ma所吻合。根据前人资料，结合本次测试所得到的岩体年龄，笔者认为这些碱性岩体是TLIP的一个组成部分，它们属于塔里木岩浆活动的第二阶段的产物(Wei et al., 2013)。
正长质岩浆可以由幔源镁铁质岩石部分熔融或分离结晶或由地壳岩石重熔产生(Collins et al., 1982; Clemens et al., 1986; Eby, 1990; Frost et al., 1997; Shellnutt et al., 2007; Zhou et al., 2009)。小海子辉石正长岩和钾长花岗岩的微量元素模式近乎相同且Th/U和Zr/Nb比值分别为3.6~4.7和4.6~6.0。考虑到它们紧密的空间联系，推测它们可能来源于同一源区。如果是这样的话，由古老结晶基底熔融形成的这2种碱性岩是不太可能的，更可能的情况是，碱性岩是由镁铁质岩石部分熔融或分离结晶形成的。相容元素和不相容元素的共变是区分分离结晶和部分熔融过程的有力工具(Peccerillo et al., 2003)。地球化学模拟表明，这两种碱性岩中的低Ni和V不能用镁铁质岩石的单阶段部分熔融来解释(图11a、b)；相比之下，这些变化可以从同时代巴楚基性岩墙的平均成分(n=7; Jiang et al., 2004; Zhou et al., 2009)开始分离结晶得到。因此，辉石正长岩和钾长花岗岩可以被解释为玄武质母岩浆分离结晶的结果。
同时，碱性岩体和镁铁质-超镁铁质岩体在微量元素分布模式上具有互惠模式（reciprocal patterns）(如Sr、Ti、Eu、RREE、Zr、Hf等)(图8a、c、e、g)，这有利于解释小海子正长岩直接来源于层状镁铁质-超镁铁质岩体的分异。如上所述，镁铁质-超镁铁质岩石普遍具有Th负异常和Zr、Hf负异常(图8a、c)。这与Zr、Hf和Th在镁铁质岩石体系中表现出不相容的特征是一致的。碱性岩体不亏损Th和Zr-Hf，类似于峨眉山LIP(Shellnutt et al., 2007; Zhong et al., 2009)中的攀枝花正长岩。笔者认为两种碱性岩是由镁铁质-超镁铁质岩石或具有相同母岩浆的深源岩浆分异形成的熔体侵位和随后的分离结晶作用形成的。
辉石正长岩和钾长花岗岩的CaO、TFe2O3、Al2O3和Na2O+K2O与MgO具有较好的线性相关性，指示了分馏趋势。辉石正长岩的分馏作用很可能导致了钾长花岗岩的形成。随着SiO2含量的增加，TiO2、MgO、TFe2O3、CaO、P2O5含量的系统性降低可以通过镁铁质矿物、Fe-Ti氧化物、长石和磷灰石的分馏来解释。辉石正长岩中单个样品的Eu正异常可归因于钾长石的积累。与之相反，钾长花岗岩中Sr和Ba的强烈亏损则指示了长石的分离(图8e~h)。
（3）岩脉在图12a中，辉绿岩脉、闪长岩脉和正长岩脉都划分为碱性玄武岩系列；而在图12b中，辉绿岩脉和闪长岩脉所有样品位于拉斑玄武岩系列区，两个正长岩脉样品位于钙碱玄武岩系列区。同时，从图12a可以看出，所有的样品均位于碱性区域且靠近分界线，差异不明显。从而，在一定程度上显示了大陆溢流玄武岩区经常出现的情况，即玄武岩的岩石化学组成表现为碱性系列与亚碱性系列之间的过渡类型(Yang et al., 1998)。就总体特征而论，它们遵循了拉斑玄武质岩浆的演化规律，即，在SiO2含量基本保持不变的前提下，岩浆向富集Fe和Ti的方向演化(Miyashiro, 1975)。
闪长岩脉和正长岩脉的轻稀土元素配分曲线与重稀土元素配分曲线具有相同的斜率（图9d、f），而不是像板块会聚边缘玄武岩那样，轻稀土元素配分曲线向右陡倾，而重稀土元素配分曲线相对平坦(王仁民，1987)。由此证明本区各种脉岩具有板内拉张环境的稀土元素地球化学特征。闪长岩脉、正长岩脉和辉绿岩脉的部分样品Sr、Ti元素具有明显的负异常（图9a、c、e）。其中，Sr的贫化与ΔEu值的正负无关，因而不应该是由斜长石的分离结晶作用所致，Ti受控于源区的地球化学特征以及岩浆演化过程中晶体-熔体平衡，Ti的亏损可能是受到Fe-Ti氧化物、金红石和榍石的约束。这些元素在不同样品间贫化程度的明显差异应该反映了热液蚀变作用的不均匀性。岩相学观察表明，热液蚀变虽然总体上较弱，但还是普遍存在的。在排除热液蚀变的影响之后，这些样品同样显示了板内玄武岩特有的大隆起型多元素配分曲线特征。本区各种脉岩均具有板内拉张环境玄武岩的微量元素地球化学特征。
5.3 Fe-Ti氧化物的形成小海子杂岩体中辉石岩发育有钛铁矿出溶现象，表明单斜辉石颗粒是从高Ti的岩浆中结晶出来的（Zhou et al., 2009; Li Y Q et al., 2012）。杂岩体总体相对富集Fe和Ti以及堆积晶成因的橄榄石和单斜辉石中大量Fe-Ti氧化物包裹体的出现也表明其母岩浆相对富Fe和Ti。小海子杂岩体母源的幔源岩浆经历了广泛的分离结晶作用，并高度演化。结晶作用开始于橄榄石，其次为单斜辉石，斜长石和角闪石也可能参与其中。早期结晶的橄榄石可能是在母岩浆穿过地幔到地壳的过程中结晶的，而演化的岩浆在进入中上地壳后继续以单斜辉石为主的结晶。演化的岩浆应该伴随着缓慢的岩浆结晶而冷却下来，正如共存的磁铁矿中的钛铁矿出溶层所表明的那样。在岩浆分异的晚期阶段，Fe-Ti氧化物的积累通常与特定的氧化状态（f(O2)）和挥发分含量有关。在高氧化条件下（高f(O2)），Fe2+的活化度增加，这促进了Fe-Ti氧化物的稳定和结晶。同时，挥发分（如H2O和CO2）的存在可以降低熔体的粘度，增加岩浆的流动性，从而有助于Fe-Ti氧化物的分离和聚集。Fe-Ti氧化物在岩浆中的饱和度受多种因素影响，包括岩浆的成分、温度、压力和挥发分含量。在岩浆演化过程中，随着温度的降低和结晶矿物的分离，岩浆中的Fe和Ti含量逐渐增加，导致Fe-Ti氧化物的饱和。挥发分的加入，尤其是水，能够降低岩浆的熔点，增加部分熔融程度，从而影响岩浆中Fe-Ti氧化物的结晶行为。此外，Fe-Ti氧化物的积累还与岩浆的冷却速率有关。在缓慢冷却的条件下，Fe-Ti氧化物有足够的时间结晶和分离，形成富集的矿床。而在快速冷却的情况下，Fe-Ti氧化物可能仍然保持在岩浆中，不易形成独立的矿床。值得注意的是，Fe-Ti氧化物的积累也与岩浆的源区性质有关。地幔源区的部分熔融程度、地幔的氧化还原状态以及地幔中Fe和Ti的含量都是影响Fe-Ti氧化物形成的重要因素（Zhou et al., 2009; Li et al., 2012）。
碱性岩应该是分离结晶的最后阶段产物，代表了演化岩浆(Li et al., 2001; Zhang et al., 2010a)的富Si组分，这就是为什么它们产出于侵入体的最上部。尽管早期硅酸盐矿物中包裹有磁铁矿或钛铁矿包裹体，但大部分Fe-Ti氧化物在晚期以不规则集合体(图5a~c、j~l)的形式结晶。浸染状和填隙状磁铁矿的聚集可能是由于液相Fe2O3/FeO比值、f(O2)和压力的变化，或者分离结晶过程中硅酸盐岩浆的挥发分含量变化引起的。钛铁矿可能是由共存的磁铁矿溶出的结果，该过程将有助于去除磁铁矿中的Mn和Mg，使其更加富Fe（Zhou et al., 2005;Wang et al., 2008）。
6结论（1）小海子杂岩体是TLIP的一部分，由镁铁质-超镁铁质岩体、碱性岩体和岩脉组成。该杂岩体来源于富集的地幔柱源区和富Fe-Ti的玄武质岩浆。锆石定年数据显示小海子杂岩体（274~286 Ma）形成于TLIP第二期岩浆活动（269~286 Ma），演化时限大约12 Ma，且为岩浆连续演化所致。
（2）小海子杂岩体的镁铁质-超镁铁质岩石与巴楚地区玄武岩具有相似的微量元素特征，暗示它们可能有共同的地幔源区，且这个源区可能与俯冲作用相关的岩石圈地幔有关。同时，小海子的碱性岩体，包括辉石正长岩和钾长花岗岩，显示出相似的微量元素模式和特定的Th/U、Zr/Nb比值，表明它们可能源自同一源区，通过镁铁质岩石的部分熔融或分离结晶形成。此外，该地区的脉岩表现出与板内拉张环境下玄武岩相一致的地球化学特征。
（3）小海子杂岩体中Fe-Ti氧化物矿石最可能起源于一个封闭系统中玄武质熔体的正常分离结晶和堆晶作用的产物。富Fe母岩浆的漫长分异过程，以及岩浆与围岩的相互作用可能是大量Fe-Ti氧化物结晶关键因素。
图1 塔里木盆地构造背景简图（据梁孝伟等，2023）
Fig. 1 Structural background diagram of Tarim Basin (after Liang et al., 2023)
图2 小海子杂岩体简要地质图（改自梁孝伟等，2023）
Fig. 2 Simplified geologic map of the Xiaohaizi complex（modified from Liang et al., 2023）
图3 小海子杂岩体中镁铁质-超镁铁质岩及岩脉地质简图
Fig. 3 Geological diagram of mafic-ultramafic rocks and dykes in Xiaohaizi complex
图4小海子杂岩体野外照片
a.辉长岩；b.含铜蓝的辉石岩；c.钾长花岗岩侵位于石炭系及辉石岩捕虏体；d.辉石岩捕虏体；e.钾长花岗岩侵入石炭系砂岩中；f.钾长花岗岩脉侵入辉石正长岩中；g.辉石正长岩与钾长花岗岩界线；h.闪长岩脉中的辉绿岩捕虏体；i.红色正长岩脉胶结早期的辉长岩矿石
C1b—石炭系下统巴楚组；ξϒ—钾长花岗岩；ξ—正长岩；ψl—辉石岩；δ—闪长岩；βμ—辉绿岩；σν—辉长岩
Fig. 4 Field photos of the Xiaohaizi complex
a. Gabbro; b. Pyroxenite containing covellite; c. Pyroxenite xenoliths in K-feldspar granite which intruded into Carboniferous strata; d. Pyroxenite xenoliths; e. K-feldspar granite intruded into Carboniferous sandstone; f. K-feldspar granite dike intruded into pyroxene syenite; g. The boundary between pyroxene syenite and K-feldspar granite; h. Diabase xenoliths in diorite dykes; i. Early gabbro ores cemented in red syenite dykes
C1b—Lower Carboniferous Bacha Formation;ξϒ—K-feldspar granite;ξ—Syenite;ψl—Pyroxenite;δ—Diorite;βμ—Diabase;σν—Gabbro
图5小海子杂岩体典型岩石手标本照片及矿物组成显微照片
a.辉长岩手标本照片；b.辉长岩单偏光下显微照片；c.辉长岩正交偏光下显微镜照片；d.橄榄辉石岩手标本照片；e.橄榄辉石岩单偏光下显微照片；f.橄榄辉石岩正交偏光下显微镜照片；g.闪长岩脉手标本照片；h.闪长岩脉单偏光下显微照片；i.闪长岩脉正交偏光下显微镜照片；j.钾长花岗岩手标本照片；k.钾长花岗岩单偏光下显微照片；l.钾长花岗岩正交偏光下显微镜照片；辉长岩由单斜辉石、斜长石及少量钛铁氧化物组成（a~c）；橄榄辉石岩由橄榄石、单斜辉石、斜长石及少量钛铁氧化物组成（d~f）；闪长岩脉主要有由斜长石、角闪石组成（g~i）；钾长花岗岩由正长石、石英及少量的钛铁氧化物组成（j~l）
Cpx—单斜辉石；Opa—钛铁氧化物；Pl—斜长石；Ol—橄榄石；Or—正长石；Hbl—角闪石；Q—石英
Fig. 5 Photos and photomicrographs of typical rock samples from the Xiaohaizi complex
a. Hand specimen of gabbro; b. Photomicrograph of gabbro (single polarized light); c. Microscopic photograph of gabbro (orthogonal polarized light); d. Hand specimen of olivine pyroxenite; e. photomicrograph of olivine pyroxenite (single polarized light); f. Microscopic photograph of olivine pyroxenite (orthogonal polarized light); g. Hand specimen of diorite dike ; h. Photomicrograph of diorite dike (single polarized light) ;
i. Microscopic photo of diorite dike (orthogonal polarized light); j. Hand specimen of K-feldspar granite; k. Photomicrograph of K-feldspar
granite (single polarized light); l. Photomicrograph of K-feldspar granite (orthogonal polarized light); gabbro is composed of clinopyroxene,
plagioclase, and a small amount of titanium iron oxide (a~c); olivine pyroxenite is composed of olivine, clinopyroxene, plagioclase and a
small amount of titanium iron oxide(d~f). The diorite dikes are mainly composed of plagioclase and hornblende(g~i); k-feldspar granite
is composed of orthoclase, quartz and a small amount of titanium iron oxide(j~l)
Cpx—Clinopyroxene; Opa—Fe-Ti oxides; Pl—Plagioclase; Ol—Olivine; Hbl—Hornblende; Q—Quartz
图6小海子杂岩体锆石U-Pb年龄谐和图
a.强矿化辉长岩锆石U-Pb年龄谐和图；b.弱矿化辉长岩锆石U-Pb年龄谐和图；c.辉石岩锆石U-Pb年龄谐和图；d.辉石正长岩锆石U-Pb年龄谐和图；e.钾长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图；f.辉绿岩脉锆石U-Pb年龄谐和图；g.闪长岩脉锆石U-Pb年龄谐和图；h.正长岩脉锆石U-Pb年龄谐和图
Fig. 6 The diagrams of zircon U-Pb concordia age of the Xiaohaizi complex
a. U-Pb concordia age diagram of zircon in strongly mineralized gabbro; b. U-Pb concordia age diagram of zircon in weakly mineralized gabbro;
c. U-Pb concordia age diagram of zircon in pyroxenite; d. U-Pb concordia age diagram of zircon in pyroxene syenite; e. U-Pb concordia age
diagram of zircon in K-feldspar granite; f. U-Pb concordia age diagram of zircon in diabase dike; g. U-Pb concordia age diagram of zircon
in diorite dyke; h. U-Pb concordia age diagram of zircon in syenite dike
表1小海子杂岩体辉长岩、辉石岩、钾长花岗岩、正长岩、辉绿岩和闪长岩主量元素（w(B)/%）、微量元素和稀土元素（w(B)/10-6）分析结果
Table 1 Major elements（w(B)/%）, trace elements and rare earth elements（w(B)/10-6）analysis results of gabbro, pyroxenite, K-feldspar granite, syenite, diabase and diorite in Xiaohaizi complex
组分
辉长岩
辉绿岩
B0001-1
B0002
B0014-1
B0016-3
B0202-1
B0404-1
B0003-1
B0005-1
B0008-1
B0009-1
B0010-1
B0012-1
B0015-2
PM02-2
PM02-3
PM02-4
SiO2
46.58
44.10
42.40
41.15
45.97
45.36
50.41
44.19
48.57
50.36
43.70
50.71
53.77
51.39
42.28
48.64
Al2O3
26.66
20.92
15.28
15.65
26.27
8.65
16.42
14.49
14.78
13.96
14.29
14.50
15.71
15.13
10.79
17.36
CaO
13.17
12.85
14.81
14.51
13.96
13.57
8.21
8.89
7.93
6.95
8.57
7.25
5.31
9.08
22.05
8.55
TFe2O3
6.52
11.79
15.23
17.25
6.49
12.97
11.68
13.50
14.44
12.42
13.69
11.23
10.42
9.73
10.44
10.67
FeO
3.29
5.77
7.53
7.85
3.61
8.17
8.03
9.79
8.96
7.20
9.72
8.24
7.20
4.44
4.15
5.77
K2O
0.58
0.31
0.14
0.13
0.31
0.19
1.68
1.89
1.24
1.92
2.02
1.63
2.25
2.01
0.24
1.03
MgO
1.80
4.08
6.73
6.43
2.09
15.57
3.65
4.82
4.49
3.85
4.83
3.56
2.27
3.92
9.35
3.47
MnO
0.08
0.12
0.14
0.14
0.07
0.17
0.17
0.19
0.21
0.24
0.28
0.13
0.20
0.13
0.16
0.13
Na2O
2.54
2.26
1.52
1.39
2.47
1.06
3.75
3.19
3.57
3.84
3.47
5.04
4.99
4.27
0.42
4.23
P2O5
0.08
0.07
0.03
0.04
0.05
0.03
0.53
0.60
0.51
0.50
0.57
0.84
0.60
0.62
0.02
0.56
TiO2
1.30
2.41
3.21
3.61
1.27
1.31
2.88
3.83
3.45
3.09
3.90
2.99
1.62
2.88
1.97
2.84
H2O+
0.52
0.94
0.32
0.02
0.16
1.24
0.60
3.08
0.56
1.90
2.54
1.46
1.54
0.30
0.80
2.12
LOI
0.61
0.38
0.02
0.02
0.55
0.65
0.46
3.65
0.34
2.43
4.44
1.72
2.36
0.11
1.84
1.84
Li
0.67
5.08
3.64
3.23
3.96
8.62
8.71
25.7
8.99
15.6
20.7
40.2
32.7
16.1
12.9
17.8
Be
0.54
0.54
0.33
0.33
0.44
0.27
1.89
2.11
1.84
2.00
2.15
2.85
4.11
1.86
2.25
1.82
Mn
552
928
1076
1085
471
1312
1362
1529
1621
1929
2203
990
1573
1031
1306
1034
Co
17.9
42.7
52.4
59.3
20.9
77.6
30.2
38.8
37.6
29.9
31.5
25.6
12.2
26.9
27.8
23.8
Ni
30.3
30.9
131
156
34.3
356
9.7
9.1
11.9
4.0
10.7
<1
1.0
20.7
53.6
15.3
Cu
40.0
49.1
249
386
29.3
441
75.2
52.5
43.3
18.7
63.0
36.4
28.8
62.2
18.5
35.0
Zn
52.3
126
114
119
74.4
97.5
116
131
125
86.3
128
125
178
116
141
84.6
Ga
23.1
23.4
21.1
22.1
23.6
11.7
25.0
24.6
24.3
23.2
24.5
27.0
30.6
22.6
17.1
23.9
Rb
9.15
5.07
1.53
1.37
3.91
3.81
31.1
48.9
41.9
35.0
44.9
40.8
58.7
38.3
8.25
30.3
Sr
946
832
576
540
1019
354
690
665
666
504
730
599
697
801
233
688
Mo
0.26
0.35
0.25
0.30
0.25
0.40
0.91
1.54
2.97
0.70
1.10
3.67
1.55
1.21
0.38
1.69
Cd
0.11
0.14
0.13
0.12
0.12
0.13
0.24
0.10
0.06
0.06
0.07
0.13
0.11
0.09
0.09
0.02
In
0.041
0.056
0.080
0.082
0.034
0.064
0.11
0.17
0.11
0.12
0.15
0.13
0.19
0.088
0.13
0.13
Cs
0.39
0.15
0.080
0.032
0.15
0.14
0.36
1.12
0.64
0.35
0.96
0.79
1.10
1.08
0.86
0.65
Ba
208
201
123
116
181
112
913
514
483
873
591
471
815
995
45.2
667
组分
辉长岩
辉绿岩
B0001-1
B0002
B0014-1
B0016-3
B0202-1
B0404-1
B0003-1
B0005-1
B0008-1
B0009-1
B0010-1
B0012-1
B0015-2
PM02-2
PM02-3
PM02-4
Tl
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
0.14
0.10
<0.1
0.15
<0.1
0.10
0.14
<0.1
0.12
Pb
2.59
7.40
2.32
2.05
2.55
2.95
11.9
7.35
4.97
4.27
3.92
29.2
4.09
9.83
2.84
5.73
Bi
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
0.07
0.06
<0.05
<0.05
<0.05
0.35
0.08
<0.05
0.07
0.13
Th
0.62
0.85
0.24
0.21
0.46
0.24
5.26
5.65
4.85
6.53
5.66
7.88
11.6
6.67
1.88
3.91
U
0.18
0.17
0.056
0.077
0.094
0.062
1.00
1.38
1.00
1.33
1.32
2.11
2.63
1.57
0.86
1.26
Nb
4.95
7.13
3.99
4.30
3.64
1.92
38.2
59.4
41.1
40.4
57.2
80.4
105
44.4
9.31
37.4
Ta
0.34
0.52
0.30
0.33
0.26
0.16
2.57
3.89
2.86
2.67
3.97
5.03
6.35
2.84
1.15
2.42
Zr
51.6
68.8
58.6
54.7
41.1
52.0
297
335
299
310
323
462
642
325
247
275
Hf
1.48
2.05
2.17
2.03
1.28
1.88
7.86
8.42
8.01
8.17
8.41
11.9
16.5
8.42
6.51
7.09
Ti
7454
14336
18850
20645
7326
7653
16638
22867
20332
18573
23039
17614
9387
16968
12188
17068
W
0.19
0.18
<0.1
<0.1
0.14
<0.1
0.44
1.79
0.46
0.76
5.73
1.32
1.44
0.62
0.25
1.47
As
2.8
<1
<1
<1
<1
1.5
<1
10.0
1.1
2.0
7.9
3.6
3.0
3.1
1.4
3.3
V
182
293
486
545
174
211
198
237
256
220
235
153
26.2
183
155
172
La
7.43
8.44
5.39
5.41
6.44
4.77
43.1
49.4
37.5
47.3
50.3
73.9
88.5
50.8
12.3
34.7
Ce
14.4
17.7
13.4
13.1
11.8
12.2
88.3
95.3
80.7
93.0
98.4
145
177
95.5
31.0
74.3
Pr
1.81
2.31
2.11
2.03
1.56
1.95
11.3
13.0
10.1
11.7
12.7
19.1
22.3
12.4
4.29
9.46
Nd
7.44
9.70
10.4
9.85
6.29
10.1
46.4
53.0
41.3
46.8
51.9
80.8
91.7
49.9
18.1
39.2
Sm
1.50
2.29
2.83
2.74
1.34
2.66
9.67
10.5
8.75
9.35
10.8
15.8
17.2
9.47
3.80
8.67
Eu
0.91
1.07
1.31
1.27
0.87
1.08
3.02
3.46
2.79
2.93
3.99
5.28
5.04
2.98
1.01
3.13
Gd
1.22
2.13
2.69
2.73
1.17
2.81
8.23
9.63
7.90
8.32
10.9
13.6
14.0
8.09
3.44
7.85
Tb
0.20
0.33
0.47
0.45
0.20
0.44
1.28
1.30
1.22
1.29
1.66
1.99
2.22
1.26
0.55
1.31
Dy
1.09
1.78
2.60
2.41
1.02
2.46
6.81
6.72
6.65
6.85
9.25
10.6
11.8
6.54
3.12
7.43
Ho
0.18
0.32
0.43
0.41
0.17
0.42
1.16
1.12
1.14
1.19
1.40
1.79
2.05
1.12
0.55
1.28
Er
0.45
0.77
1.07
1.01
0.43
1.10
3.01
2.71
2.85
2.99
3.19
4.27
5.00
2.88
1.47
3.32
Tm
0.060
0.098
0.13
0.12
0.052
0.13
0.38
0.35
0.37
0.38
0.39
0.55
0.66
0.38
0.20
0.44
Yb
0.37
0.61
0.84
0.77
0.32
0.87
2.53
2.19
2.39
2.51
2.35
3.50
4.33
2.47
1.43
2.78
Lu
0.050
0.086
0.11
0.11
0.045
0.12
0.34
0.29
0.34
0.36
0.31
0.48
0.61
0.34
0.21
0.39
Sc
8.91
24.0
56.3
50.7
11.2
48.1
22.4
20.4
24.5
21.5
20.5
17.9
11.3
18.9
16.4
21.0
Y
4.93
8.30
11.1
10.2
4.46
11.1
31.3
29.8
30.1
31.9
35.7
46.2
53.1
30.2
15.8
34.3
续表 1-1
Continued Table 1-1
组分
闪长岩
辉石岩
正长岩
钾长花岗岩
B0011-1
B0011-2
B0011-3
B0012-2
B0015-3
B0202-2
B0202-3
B0306-1
B0505-1
B0505-2
PM02-1
XHZN-1
XHZN-2
B0004-1
B0009-2
PM03-6-2
PM03-6-4
PM03-6-5
SiO2
62.38
56.76
59.54
59.17
63.26
57.72
62.95
45.24
45.91
47.19
44.16
41.09
42.75
64.29
64.25
56.52
64.48
62.09
Al2O3
16.43
16.82
17.52
17.97
17.72
17.87
17.60
9.91
7.24
6.33
13.94
10.94
5.68
16.01
15.94
16.60
16.62
16.16
CaO
2.71
4.57
3.05
3.28
1.90
4.02
2.00
14.64
13.89
14.91
14.80
14.22
12.92
1.76
1.35
4.39
0.76
2.41
TFe2O3
5.72
8.34
7.08
6.94
4.89
7.76
4.91
12.17
12.90
12.46
13.31
18.91
16.84
4.00
4.41
7.65
4.41
6.11
FeO
3.22
4.54
4.40
3.97
2.21
4.72
2.35
7.49
8.89
7.20
6.16
9.65
12.30
0.45
0.41
4.90
1.74
3.54
K2O
3.70
3.00
3.38
3.44
4.42
2.87
4.30
0.13
0.22
0.46
0.24
0.43
0.23
3.49
3.35
2.70
5.35
4.34
MgO
1.24
2.31
1.25
1.10
0.62
1.62
0.56
14.77
15.71
14.63
8.64
8.49
15.09
0.43
0.69
2.43
0.22
0.83
MnO
0.11
0.15
0.12
0.18
0.13
0.18
0.13
0.15
0.18
0.17
0.13
0.18
0.20
0.10
0.11
0.18
0.13
0.19
Na2O
5.55
5.35
6.27
6.11
6.04
5.93
6.20
0.92
0.86
0.93
1.50
1.18
0.92
6.27
6.29
6.49
6.64
6.41
P2O5
0.30
0.22
0.30
0.26
0.12
0.40
0.12
0.04
0.03
0.07
0.06
0.10
0.07
0.08
0.10
0.53
0.04
0.27
TiO2
0.88
1.27
0.85
0.79
0.44
1.08
0.46
1.29
1.66
1.55
2.43
4.04
4.56
0.46
0.54
1.56
0.51
0.88
H2O+
0.22
0.80
0.54
0.48
0.38
0.26
0.10
0.66
1.24
0.90
0.44
0.84
0.76
1.18
1.14
0.38
0.08
0.30
LOI
0.51
0.67
0.44
0.13
0.42
0.49
0.17
0.58
0.97
0.86
0.22
0.24
0.19
2.78
2.60
0.41
0.53
0.20
Li
11.3
13.0
9.60
9.25
8.21
8.35
5.48
5.59
5.31
4.96
15.1
17.4
10.2
3.89
7.91
35.9
4.87
19.4
Be
3.77
3.05
3.51
2.75
3.44
2.97
2.94
0.21
0.31
0.39
0.38
0.55
0.44
5.21
4.20
2.95
4.77
3.31
Mn
840
1140
929
1416
985
1326
953
1192
1422
1350
1058
1399
1565
765
831
1386
1011
1492
Co
7.19
14.7
6.75
4.08
3.14
6.40
2.61
74.2
76.4
68.6
66.0
62.0
86.2
1.52
4.18
12.2
1.06
3.59
Ni
<1
23.9
<1
<1
<1
<1
<1
390
383
377
216
289
490
<1
<1
29.6
<1
2.5
Cu
8.27
67.1
9.46
8.00
14.9
7.41
16.6
279
221
560
318
223
209
3.99
9.70
16.8
4.47
9.76
Zn
85.4
106
79.1
133
93.0
152
102
79.7
121
90.3
90.2
130
152
32.6
25.0
139
132
164
Ga
26.7
25.6
27.7
28.0
26.9
28.4
26.5
12.3
10.7
10.3
18.4
21.4
11.6
32.7
33.6
27.5
39.7
33.6
Rb
60.0
53.1
53.8
58.6
65.1
57.1
60.0
1.97
4.90
12.7
4.33
14.5
5.02
79.0
66.1
69.7
109
85.2
Sr
430
432
466
490
301
569
334
346
244
200
484
423
255
263
308
777
92.0
404
Mo
1.14
3.66
1.55
1.51
2.08
1.65
2.36
0.44
0.27
0.42
0.35
1.22
0.59
5.84
4.92
4.27
1.97
2.44
Cd
0.07
0.13
0.08
0.10
0.11
0.13
0.11
0.11
0.13
0.16
0.14
0.14
0.12
0.08
0.13
0.19
0.15
0.24
In
0.086
0.098
0.094
0.15
0.071
0.11
0.078
0.063
0.069
0.078
0.079
0.090
0.088
0.083
0.070
0.11
0.13
0.19
Cs
0.46
0.60
0.38
0.42
0.27
0.63
0.40
0.10
0.21
0.29
0.24
0.90
0.67
0.27
0.24
1.46
1.70
0.91
Ba
1531
2018
1650
2075
2010
1671
2413
82.9
116
234
114
119
79.5
1210
1401
1334
256
666
续表 1-2
Continued Table 1-2
组分
闪长岩
辉石岩
正长岩
钾长花岗岩
B0011-1
B0011-2
B0011-3
B0012-2
B0015-3
B0202-2
B0202-3
B0306-1
B0505-1
B0505-2
PM02-1
XHZN-1
XHZN-2
B0004-1
B0009-2
PM03-6-2
PM03-6-4
PM03-6-5
Tl
0.10
<0.1
<0.1
0.14
0.10
0.13
0.13
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
0.14
0.11
0.22
0.21
0.21
Pb
8.76
12.1
6.50
9.89
13.4
10.6
17.7
1.48
3.12
5.14
1.80
7.92
3.07
2.01
2.15
9.26
7.55
11.9
Bi
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
0.05
0.11
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
Th
12.9
7.30
8.97
8.35
11.7
7.36
10.7
0.26
0.43
0.67
0.53
1.33
0.82
16.9
14.9
8.21
20.6
13.0
U
2.15
1.78
2.27
1.86
2.11
1.48
2.24
0.073
0.10
0.16
0.12
0.42
0.27
3.60
3.46
2.28
3.44
2.84
Nb
65.5
54.5
67.4
70.4
67.5
71.8
57.7
2.36
5.11
5.31
4.89
10.5
11.5
136
132
62.5
88.2
93.0
Ta
4.42
3.36
3.73
3.48
3.93
4.00
3.52
0.17
0.37
0.36
0.36
0.70
0.97
8.21
7.92
3.77
5.23
4.84
Zr
488
446
615
666
697
507
734
46.6
58.0
64.6
69.1
100
91.4
909
945
374
1964
1156
Hf
12.3
11.0
14.5
16.5
17.0
12.4
17.1
1.65
1.99
2.29
2.49
3.07
3.03
22.9
22.9
9.40
37.5
24.4
Ti
5132
7176
4843
4625
2583
6031
2611
7574
10015
9081
14786
24289
27460
2690
3159
9184
2989
4950
W
0.42
0.40
0.33
0.39
0.64
0.88
0.77
<0.1
<0.1
0.11
0.12
0.24
0.43
2.69
1.36
0.76
1.50
1.75
As
1.2
1.5
<1
<1
1.2
<1
<1
<1
<1
<1
<1
1.2
<1
1.1
2.2
1.5
1.8
1.4
V
12.7
110
5.00
3.62
2.51
12.2
1.40
234
240
248
411
612
439
0.28
0.85
75.0
0.96
20.2
La
82.9
64.1
82.2
89.5
93.5
85.7
93.3
4.00
4.67
8.13
6.28
10.0
7.54
111
107
65.2
151
127
Ce
147
113
145
159
171
155
156
9.84
11.7
20.2
14.8
23.4
18.4
214
216
128
270
238
Pr
18.3
13.9
17.9
19.6
19.1
19.0
18.4
1.55
1.78
3.01
2.20
3.28
2.74
27.9
27.1
16.5
31.5
29.4
Nd
71.1
54.5
69.0
76.4
68.6
77.2
67.2
7.89
8.64
14.4
10.7
14.7
13.3
112
108
65.2
115
112
Sm
11.8
9.39
11.8
12.5
10.9
13.0
9.85
2.18
2.48
3.78
2.96
3.88
3.55
19.4
18.4
12.0
16.8
18.0
Eu
3.15
2.82
3.52
4.00
2.78
4.26
3.22
0.85
0.95
1.28
1.19
1.35
1.19
5.00
5.64
4.78
1.60
2.92
Gd
10.7
8.39
9.83
11.5
7.73
11.2
8.04
2.29
2.55
3.77
3.06
3.79
3.57
16.7
14.7
8.63
10.5
14.9
Tb
1.50
1.21
1.55
1.63
1.40
1.64
1.32
0.36
0.41
0.63
0.48
0.60
0.58
2.41
2.30
1.48
1.89
2.15
Dy
8.61
6.89
8.59
8.83
8.07
9.25
7.35
2.02
2.38
3.38
2.62
3.21
3.06
13.1
12.2
7.70
9.66
11.5
Ho
1.51
1.24
1.53
1.63
1.47
1.65
1.36
0.34
0.41
0.57
0.45
0.54
0.50
2.23
2.19
1.28
1.61
1.97
Er
4.01
3.21
4.20
4.37
3.88
4.31
3.87
0.83
1.00
1.47
1.14
1.30
1.24
5.60
5.65
3.08
4.27
4.83
Tm
0.54
0.47
0.57
0.64
0.57
0.63
0.55
0.11
0.12
0.19
0.13
0.16
0.15
0.77
0.74
0.42
0.63
0.66
Yb
3.63
2.99
3.87
4.17
3.78
4.10
3.89
0.67
0.83
1.18
0.83
1.04
0.95
5.00
4.78
2.66
4.06
4.50
Lu
0.51
0.44
0.55
0.60
0.58
0.62
0.59
0.087
0.11
0.17
0.12
0.14
0.13
0.70
0.65
0.37
0.61
0.64
Sc
8.40
14.3
6.15
5.94
3.76
8.28
3.36
51.0
49.4
53.9
49.6
42.9
44.1
7.69
8.13
9.57
4.52
5.80
Y
42.1
33.3
42.1
42.2
39.7
44.8
37.6
9.01
10.4
15.4
11.6
13.9
13.3
59.6
58.3
33.6
44.5
50.5
续表 1-3
Continued Table 1-3
样品号
207Pb/206Pb
207Pb/235U
206Pb/238U
208Pb/232Th
207Pb/206Pb
207Pb/235U
Pb206/238U
208Pb/232Th
比值
1σ
比值
1σ
比值
1σ
比值
1σ
t/Ma
1σ
t/Ma
1σ
t/Ma
1σ
t/Ma
1σ
B0012-01
0.052 16
0.001 99
0.321 99
0.011 58
0.044 79
0.0006
0.0137
0.000 32
292.5
87.2
283.4
8.9
282.4
3.7
275
6.3
B0012-12
0.053 65
0.002 35
0.330 18
0.014 74
0.044 61
0.000 54
0.013 35
0.000 43
356.2
99
289.7
11.3
281.3
3.4
268
8.6
B0012-17
0.053 91
0.001 38
0.3378
0.008 75
0.045 53
0.0005
0.014 26
0.0003
367.1
57.7
295.5
6.6
287
3.1
286.2
5.9
B0012-20
0.053 25
0.001 25
0.335 99
0.008 16
0.045 87
0.000 46
0.014 28
0.000 28
339.3
53
294.1
6.2
289.1
2.9
286.6
5.6
B0012-27
0.051 89
0.001 61
0.3208
0.013 42
0.044 69
0.000 83
0.014 28
0.000 64
280.8
71.1
282.5
10.3
281.8
5.1
286.6
12.7
B0012-35
0.053
0.001 32
0.325 51
0.007 83
0.044 66
0.000 49
0.014 37
0.000 27
328.7
56.6
286.1
6
281.6
3
288.4
5.4
PM02-1-02
0.051 95
0.000 95
0.321 37
0.008 83
0.044 93
0.000 85
0.015 31
0.000 48
283.1
41.6
283
6.8
283.3
5.2
307.1
9.6
PM02-1-05
0.052 45
0.001 25
0.321 19
0.007 72
0.044 51
0.000 43
0.014 06
0.000 26
304.9
54.1
282.8
5.9
280.7
2.7
282.2
5.1
PM02-1-06
0.051 91
0.000 68
0.317 56
0.004 56
0.0444
0.000 42
0
281.4
29.9
280
3.5
280
2.6
0
PM02-1-09
0.052 11
0.001 19
0.325 09
0.008 23
0.045 36
0.000 66
0.014 01
0.000 25
290.4
52.2
285.8
6.3
286
4.1
281.2
4.9
PM02-1-12
0.052 74
0.001 01
0.326 03
0.008 25
0.0447
0.000 64
0.014 55
0.000 35
317.7
43.5
286.5
6.3
281.9
3.9
292
7
PM02-1-14
0.052 73
0.000 53
0.322 93
0.005 39
0.044 41
0.000 63
0.014 32
0.000 27
317.2
23
284.2
4.1
280.1
3.9
287.3
5.3
PM02-1-15
0.051 11
0.000 67
0.317 67
0.005 48
0.045 09
0.000 61
0.014 15
0.000 27
245.9
30.3
280.1
4.2
284.3
3.8
284
5.4
PM02-1-17
0.052 85
0.000 55
0.324 96
0.005 49
0.044 39
0.000 47
0.0145
0.000 31
322.3
23.7
285.7
4.2
280
2.9
290.9
6.2
PM02-1-18
0.051 32
0.000 64
0.317 35
0.004 91
0.044 79
0.000 45
0.013 64
0.000 28
255.4
28.5
279.9
3.8
282.5
2.7
273.8
5.6
PM02-1-19
0.051 51
0.000 93
0.3213
0.008 68
0.045 03
0.000 89
0.014 01
0.000 44
263.8
41.5
282.9
6.7
283.9
5.5
281.1
8.8
PM02-1-20
0.052 65
0.000 66
0.3277
0.0057
0.045 03
0.000 52
0.014 02
0.000 31
313.9
28.5
287.8
4.4
283.9
3.2
281.5
6.3
PM02-1-21
0.052 19
0.000 53
0.321 06
0.004 67
0.044 43
0.000 46
0.014 22
0.000 37
293.8
23.3
282.7
3.6
280.2
2.8
285.3
7.3
PM02-1-24
0.051 79
0.000 66
0.321 06
0.004 87
0.044 97
0.000 52
0.014 26
0.0003
275.9
29.3
282.7
3.7
283.6
3.2
286.2
6.1
PM02-1-28
0.051 13
0.001 14
0.318 45
0.006 89
0.045 19
0.000 46
0.014 05
0.000 28
246.8
51.3
280.7
5.3
284.9
2.8
281.9
5.5
PM02-1-30
0.051 41
0.0006
0.322 34
0.004 52
0.045 52
0.000 48
0.013 98
0.000 24
259.1
26.9
283.7
3.5
286.9
3
280.6
4.8
B0016-3-07
0.052 12
0.000 73
0.328 08
0.005 06
0.045 74
0.000 55
0.013 72
0.000 23
290.7
31.8
288.1
3.9
288.3
3.4
275.3
4.6
B0016-3-08
0.052 66
0.002 07
0.326 47
0.012 16
0.045 33
0.0007
0.014 68
0.000 38
314.1
89.3
286.9
9.3
285.8
4.3
294.6
7.5
B0016-3-09
0.052 64
0.000 79
0.328 07
0.004 78
0.045 08
0.0005
0.007 838
0.000 14
313.5
34.2
288.1
3.7
284.2
3.1
157.8
2.8
B0016-3-11
0.0521
0.0014
0.323 23
0.0084
0.045 14
0.000 64
0.013 17
0.000 23
289.7
61.3
284.4
6.4
284.6
4
264.5
4.7
B0016-3-13
0.051 66
0.000 63
0.3249
0.004 49
0.0455
0.0005
0.013 59
0.000 17
270.4
28
285.7
3.4
286.8
3.1
272.9
3.5
B0016-3-21
0.051 93
0.0005
0.324 37
0.004 62
0.045 29
0.000 52
0.014 04
0.000 21
282.1
22.2
285.3
3.5
285.5
3.2
281.8
4.1
B0002-01
0.051 54
0.000 46
0.315 19
0.003 72
0.044 32
0.000 39
0.012 81
0.000 21
264.9
20.5
278.2
2.9
279.5
2.4
257.3
4.2
B0002-04
0.051 57
0.000 64
0.323 71
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0
266.6
28.3
284.8
3.8
287.2
3.9
0
B0002-05
0.051 21
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250.3
30
282.6
3.6
286.7
3
277.9
7.1
B0002-07
0.052 48
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306.3
42
289.6
4.6
287.7
3
295.3
5.9
B0002-09
0.052 37
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301.4
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4.5
289.2
4.8
267.4
8.1
B0002-10
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0.000 71
279.4
28.8
285.4
4.4
286.4
3.8
340.1
14.2
B0002-11
0.053 37
0.000 69
0.336 87
0.004 94
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0.018 43
0.0005
344.5
29.2
294.8
3.8
289
3.8
369.1
9.9
B0002-15
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331.6
30.4
291
3.8
286.1
3.6
270.7
5.9
B0002-21
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286.4
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2.7
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3.2
B0002-23
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3.8
287.1
3.2
278.2
5
B0002-24
0.053 48
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56.1
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7
286.2
3.2
280.2
4.6
B0002-25
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23.6
282.6
2.2
287.9
2.6
267.8
3.9
B0002-26
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39.3
286.1
4.1
284.3
3.6
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5.8
B0012-2-04
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57.6
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6.4
274.3
3.8
274.2
5.5
B0012-2-05
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B0012-2-14
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272.6
4.2
B0012-2-19
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27.2
276
3.3
274.9
2.5
264.8
3.2
B0012-2-23
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32.8
272
3.9
270.4
2.2
258.6
2.7
B0012-2-27
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0.000 15
305.2
47.8
282.4
5.1
279.8
2.9
275.2
2.9
表2小海子杂岩体辉长岩、辉石岩、辉绿岩脉、闪长岩脉锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果
Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb analysis results of gabbro, pyroxenite, diabase and diorite in Xiaohaizi complex
样品号
w(B)/10-6
Th/U
206Pb/238U
206Pb/238U年龄
207Pb/235U
207Pb/235U年龄
208Pb/232Th
208Pb/232Th年龄
207Pb/206Pb
207Pb/206Pb年龄
Th
U
Pb
比值
2σ
比值
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
B0004-1-1-3
37.81
90.81
4.98
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285.42
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B0004-1-1-10
29.47
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B0004-1-1-16
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B0004-1-1-27
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B0004-1-1-30
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B0004-1-1-31
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B0004-1-1-33
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B0004-1-1-35
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B0004-1-1-37
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B0004-1-1-38
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4.72
0.56
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-31.45
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B0004-1-1-43
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-94.4
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B0004-1-1-45
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B0004-1-1-48
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B0004-1-1-52
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B0004-1-1-56
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B0004-1-1-57
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0.5
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B0004-1-1-61
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-16.04
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B0004-1-1-62
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B0004-1-1-63
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0.7
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267.95
23.88
0.0537
0.01
79.53
471.29
B0004-1-1-66
23.91
54.32
2.8
0.44
0.0418
0.0029
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17.63
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0.0022
262.23
44.35
0.0541
0.0103
-73.66
524.25
B0004-1-1-69
85.36
119.96
6.84
0.71
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PM03-1-9
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PM03-1-16
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0.0035
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PM03-1-21
111.72
171.74
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277.07
10.89
0.3259
0.0344
285.5
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0.0138
0.0008
276.83
15.92
0.054
0.0057
326.34
227.74
PM03-1-30
14487.63
1094.39
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1.36
0.0479
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248.61
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PM03-1-31
1679.83
1206.57
79.95
1.39
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0.0009
289.68
5.68
0.323
0.0099
284.01
7.59
0.014
0.0005
280.7
9.14
0.051
0.0017
227.88
72.39
PM03-1-34
40.82
90.99
4.63
0.45
0.0429
0.0014
270.89
8.63
0.3211
0.0296
281.22
22.54
0.0136
0.0009
273.18
18.12
0.0542
0.0047
300.63
213.86
PM03-1-35
145.23
173.95
9.94
0.83
0.0435
0.0011
274.74
6.74
0.3185
0.0231
279.84
17.6
0.0141
0.0006
283.32
11.72
0.0529
0.0033
284
143.05
PM03-1-36
36.3
85.72
4.44
0.42
0.0433
0.0016
272.91
10.19
0.3197
0.0359
279.4
27.73
0.0145
0.0012
290.01
23.27
0.0538
0.0062
319.69
235.02
PM03-1-37
143.19
271.52
14.31
0.53
0.0441
0.0013
278.1
8.26
0.3174
0.0171
279.38
13.14
0.0138
0.0005
276.3
10.01
0.0523
0.0029
268.46
124.91
表3小海子杂岩体钾长花岗岩、辉石正长岩、正长岩脉代表性锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果
Table 3 Zircon LA-ICP-MS U-Pb isotope analysis results of K-feldspar granite, pyroxene syenite and syenite vein in Xiaohaizi complex
样品号
w(B)/10-6
Th/U
206Pb/238U
206Pb/238U年龄
207Pb/235U
207Pb/235U年龄
208Pb/232Th
208Pb/232Th年龄
207Pb/206Pb
207Pb/206Pb年龄
Th
U
Pb
比值
2σ
比值
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
比值
2σ
t/Ma
2σ
PM03-1-38
121.93
247.9
12.89
0.49
0.0445
0.0009
280.71
5.52
0.3137
0.0173
276.51
13.33
0.0143
0.0005
286.35
9.4
0.0511
0.0028
214.53
127.08
PM03-1-40
128.24
173.66
9.94
0.74
0.045
0.0014
283.65
8.73
0.3158
0.0182
278.09
14.03
0.0142
0.0005
284.03
9.04
0.0512
0.0035
199.32
166.19
PM03-1-43
92.97
156.27
8.46
0.59
0.0437
0.0015
275.74
9.1
0.3149
0.0254
276.77
19.62
0.014
0.0008
281.65
15.99
0.0525
0.0047
296.34
169.44
PM03-1-46
160.95
189.76
10.97
0.85
0.0437
0.0018
275.58
11.02
0.3216
0.0236
282.14
17.92
0.014
0.0005
280.06
9.93
0.0533
0.0031
305.87
132.89
PM03-1-47
114.12
229.52
12.42
0.5
0.0442
0.001
278.85
6.4
0.3214
0.017
282.44
13.13
0.0137
0.0005
274.86
10.88
0.0528
0.003
285.04
136.97
PM03-1-48
542.25
528.7
32.62
1.03
0.0454
0.0012
286.24
7.43
0.3239
0.0137
284.56
10.45
0.0137
0.0004
276.01
7.27
0.0517
0.0022
255.23
98.57
PM03-1-49
961.22
922.16
56.42
1.04
0.0452
0.001
284.9
6.44
0.3208
0.0111
282.28
8.5
0.0139
0.0004
279.9
8.48
0.0514
0.0013
251.87
60.05
PM03-1-52
1182.63
897.46
58.61
1.32
0.0448
0.001
282.5
6.37
0.3232
0.0111
284.15
8.56
0.0142
0.0003
284.57
6.75
0.0523
0.0014
309.65
48.71
PM03-1-53
168.27
212.12
12.07
0.79
0.0453
0.0014
285.27
8.51
0.3147
0.0242
276.76
18.35
0.0135
0.0005
271.12
9.77
0.0504
0.0035
163.02
159.09
PM03-1-56
162.82
247.29
13.55
0.66
0.044
0.0007
277.3
4.62
0.3214
0.0215
282.17
16.27
0.0139
0.0005
278.82
9.41
0.0525
0.0034
266.77
147.06
PM03-1-60
146.85
184.7
10.5
0.8
0.0437
0.0011
275.84
7.09
0.3136
0.0268
275.68
20.49
0.0136
0.0006
272.06
11.56
0.0521
0.0046
214.04
206.99
PM03-2-9
73.63
118.97
6.57
0.62
0.0443
0.0018
279.11
10.9
0.3169
0.0282
278.09
21.68
0.0141
0.0007
282.86
13.24
0.0528
0.0045
243.48
207.09
PM03-2-11
72.52
126.31
7.03
0.57
0.0445
0.0015
280.9
9.49
0.3154
0.0227
277.43
17.51
0.0144
0.0009
289.83
17.83
0.0517
0.0039
211.57
179.79
PM03-2-18
73.02
155.73
8.59
0.47
0.0436
0.0012
275.07
7.68
0.3181
0.0217
279.59
16.58
0.0146
0.0007
292.5
14.94
0.0512
0.0027
304.91
116.48
PM03-2-24
110.59
405.93
19.97
0.27
0.0434
0.0012
273.55
7.58
0.3093
0.0107
273.4
8.26
0.0134
0.0007
268.64
14.88
0.0513
0.002
237.82
88.92
PM03-2-27
85.51
147.72
7.95
0.58
0.0428
0.0015
270.1
9.31
0.3158
0.0274
277.34
21.12
0.0141
0.0006
283.75
12.02
0.053
0.0041
269.55
177.35
PM03-2-29
61.67
123.89
6.52
0.5
0.0437
0.0017
275.95
10.62
0.3125
0.0253
274.99
19.46
0.0139
0.0008
278.73
16.48
0.0518
0.0042
206.26
200.48
PM03-2-30
56.03
159.37
8.04
0.35
0.0436
0.0017
274.8
10.52
0.3123
0.0203
275.24
15.72
0.0143
0.0008
287.47
16.73
0.0518
0.0029
287.28
114.7
PM03-2-34
59.35
269.05
13.17
0.22
0.0437
0.0012
275.9
7.36
0.3103
0.023
273.47
17.83
0.0146
0.0008
293.3
15.46
0.0506
0.0032
181.26
156.11
PM03-2-35
61.26
169.7
8.65
0.36
0.0438
0.0012
276.62
7.11
0.3109
0.0249
273.78
18.98
0.0139
0.0008
279.14
15.95
0.0506
0.0039
169.4
166.13
PM03-2-36
64.24
101.95
5.63
0.63
0.0436
0.0014
274.88
8.87
0.3152
0.0305
276.5
23.23
0.0137
0.0008
275.34
16.27
0.0522
0.0058
164.13
267.87
PM03-2-38
117.21
182.57
10.02
0.64
0.0439
0.0013
276.89
8.07
0.3149
0.02
277.27
15.47
0.0137
0.0007
275
13.1
0.0508
0.0033
188.18
159.7
PM03-2-47
70.14
187.49
9.86
0.37
0.0449
0.0015
283.34
9.16
0.3134
0.0231
275.84
17.73
0.014
0.0006
280.39
12.45
0.0513
0.0039
248.43
152.18
PM03-2-48
63.21
101.93
5.95
0.62
0.0459
0.0016
289.51
9.6
0.3113
0.0312
273.44
24.05
0.0145
0.0006
290.38
12.42
0.0499
0.0048
175.91
198.7
PM03-2-51
95.11
161.93
8.96
0.59
0.0444
0.0014
280.06
8.43
0.311
0.0205
274.18
15.78
0.0134
0.0006
269.31
12.19
0.0523
0.0041
234.19
184.16
PM03-2-52
63.03
105.98
5.65
0.59
0.0423
0.0014
267.14
8.78
0.3091
0.0235
272.53
18.09
0.0138
0.0006
276.91
11.42
0.0541
0.0039
323.46
166.61
PM03-2-56
57.15
144.57
7.51
0.4
0.0439
0.0008
277.09
5.21
0.3114
0.02
274.58
15.51
0.0137
0.0007
274.06
13.71
0.0519
0.0034
233.59
160.72
PM03-2-61
50.21
163.64
8.45
0.31
0.0451
0.0012
284.48
7.14
0.3112
0.026
273.86
20
0.0143
0.001
286.63
20.14
0.0496
0.0043
91.77
216.74
PM03-2-62
38.67
110.45
5.61
0.35
0.0437
0.0015
275.38
9.28
0.3158
0.0205
277.87
15.9
0.0135
0.0008
271.62
16.07
0.052
0.0034
239.07
159.72
PM03-2-67
44.1
127.63
6.54
0.35
0.0437
0.0013
275.97
7.86
0.3115
0.0269
273.99
20.8
0.0133
0.0009
266.45
17.91
0.0515
0.0044
179.03
215.39
PM03-2-79
90.18
187.67
9.95
0.48
0.0436
0.0011
275.3
6.49
0.3152
0.0167
277.68
12.96
0.0128
0.0006
256.18
11.1
0.0531
0.003
298.43
136.01
图7小海子杂岩体中代表性样品的主量元素变化图解
a.杂岩体MgO-SiO2图解；b.杂岩体MgO-Al2O3图解；c.杂岩体MgO-TiO2图解；d.杂岩体MgO-FeO图解；e.杂岩体MgO-CaO图解；f.杂岩体MgO-(Na2O+K2O)图解；g.杂岩体MgO-P2O5图解；h.杂岩体MgO-TFe2O3图解
Figure. 7 Diagrams of major element variation of representative rock samples from the Xiaohaizi complex
a. MgO-SiO2diagram of the complex; b. MgO-Al2O3diagram of the complex; c. MgO-TiO2diagram of the complex; d. MgO-FeO diagram of the complex; e. MgO-CaO diagram of the complex; f. MgO- ( Na2O+K2O ) diagram of the complex; g. MgO-P2O5diagram of the complex;h. MgO-TFe2O3diagram of the complex
图8小海子杂岩体稀土元素球粒陨石标准化配分图和微量元素原始地幔标准化蛛网图（球粒陨石标准化值据Boynton, 1984；原始地幔标准化值据Sun et al., 1989）
a.辉长岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；b.辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分图；c.辉石岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；d.辉石岩稀土元素球粒陨石标准化配分图；e.辉石正长岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；f.辉石正长岩稀土元素球粒陨石标准化配分图；g.钾长花岗岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；h.钾长花岗岩稀土元素球粒陨石标准化配分图
Fig. 8 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams of the Xiaohaizi complex(chondrite values are from Boynton, 1984; primitive mantle values are from Sun et al., 1989)
a. Primitive mantle-normalized trace element spider diagram of gabbro; b. Chondrite-normalized REE patterns of gabbro ; c. Primitive mantle
normalized trace element spider diagram of pyroxenite ; d. Chondrite-normalized REE patterns of pyroxenite; e. Primitive mantle-normalized trace
element spider diagram of pyroxene syenite; f. Chondrite- normalized REE patterns of pyroxene syenite; g. Primitive mantle-normalized trace
element spider diagram of k-feldspar granite; h. Chondrite-normalized REE patterns of K-feldspar granite
图9小海子杂岩体岩脉稀土元素球粒陨石标准化配分图和微量元素原始地幔标准化蛛网图（球粒陨石标准化值据Boynton, 1984；原始地幔标准化值据Sun et al., 1989）
a.辉绿岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；b.辉绿岩稀土元素球粒陨石标准化配分图；c.闪长岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；d.闪长岩稀土元素球粒陨石标准化配分图；e.正长岩微量元素原始地幔标准化蛛网图；f.正长岩稀土元素球粒陨石标准化配分图
Fig. 9 The chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams of dykes in the
Xiaohaizi complex (chondrite-normalized values according to Boynton, 1984; primitive mantle normalized values according
to Sun et al., 1989)
a. Primitive mantle-normalized trace element spider diagram of diabase; b. Chondrite-normalized REE patterns of diabase; c. Primitive mantle-
normalized trace element spider diagram of diorite; d. Chondrite-normalized REE patterns of diorite; e. Primitive mantle- normalized trace element spider diagram of syenite; f. Chondrite-normalized REE patterns of syenite
图10塔里木大火成岩省中岩浆岩的有效年龄柱状图（改自张东阳，2014）
Fig. 10 The effective age histogram of magmatic rocks in Tarim large igneous province（modified from Zhang，2014）
图11小海子碱性岩相容与不相容元素图（巴楚基性岩脉据Jiang et al., 2004；Zhou et al., 2009）
a.w(V)-w(Zr)图解；b.w(Ni)-w(Zr)图解
Fig. 11 Compatible and incompatible element diagrams of alkaline rocks from the Xiaohaizi complex（Bachu mafic dykes are from Jiang et al., 2004; Zhou et al., 2009）
a.w(V)-w(Zr) diagram; b.w(Ni)-w(Zr) diagram
图12岩脉岩石化学系列分类图
a.w(Na2O+K2O)-w(SiO2)图解；b.w(Na2O+K2O)-w(TFe2O3)-w(MgO)图解
Fig. 12 The petrochemical series classification diagrams of dyke rocks
a.w(Na2O+K2O)-w(SiO2) diagram; b.w(Na2O+K2O)-w(TFe2O3)-w(MgO) diagram
-
参考文献
摘要
摘要新疆巴楚县小海子杂岩体是中国西北部早二叠世塔里木大火成岩省的一部分，由镁铁-超镁铁质侵入体及碱性岩体和岩脉组成。为了更好地约束小海子杂岩体的成因及相关Fe-Ti氧化物的成矿条件，作者对第一期镁铁-超镁铁质侵入体（辉长岩、辉石岩）、第二期碱性岩体（辉石正长岩、钾长花岗岩）及后期脉岩（辉绿岩脉、闪长岩脉和正长岩脉）进行了矿物学、地球化学和锆石U-Pb定年的综合研究。锆石测年结果表明，辉长岩年龄286.1~285.8 Ma，辉石岩年龄约282.3 Ma，辉石正长岩年龄约279.4 Ma，钾长花岗岩年龄约275.3 Ma，辉绿岩脉年龄为284.9 Ma、闪长岩脉年龄约274 Ma、正长岩脉年龄约（275.5±1.8）Ma，与地质观察的先后侵入关系吻合，并说明小海子杂岩体（274~286 Ma）为塔里木大火成岩省第二期岩浆活动的产物，演化时限大约12 Ma。地球化学数据显示小海子杂岩具有类似OIB的成分亲和性，类似于巴楚地区同时代的玄武岩。铁钛氧化物矿体主要赋存于辉石岩和辉长岩中，推测由深处的岩浆分异和随后的分离结晶作用形成。小海子杂岩的镁铁质-超镁铁质岩石具有与巴楚地区玄武岩相似的微量元素模式，表明它们可能具有相似的地幔源区，来源于俯冲相关过程所指示的陆下岩石圈地幔源区。小海子辉石正长岩和钾长花岗岩的微量元素模式近乎相同且Th/U和Zr/Nb比值分别为3.6~4.7和4.6~6.0，暗示它们可能来源于同一地幔源区，且是由镁铁质岩石或具有相同母岩浆的深源岩浆部分熔融或分离结晶形成的。本区各种岩脉均具有板内拉张环境玄武岩的微量元素地球化学特征。在岩浆分异的晚期阶段，Fe-Ti氧化物的积累可能伴随着高f(O2)和富挥发分条件下Fe-Ti熔体的结晶,大部分Fe-Ti氧化物在晚期以不规则集合体的形式结晶，浸染状和填隙状磁铁矿的聚集可能是由于液相Fe2O3/FeO比值、f(O2)和压力的变化，或者分离结晶过程中硅酸盐岩浆的挥发分含量变化引起的。
Abstract
The Xiaohaizi complex in Bachu County, Xinjiang, is a part of the Early Permian Tarim Large Igneous Province in northwestern China. It is composed of mafic-ultramafic intrusions, alkaline intrusions and dykes. In order to better constrain its genesis and the metallogenic conditions of associated Fe-Ti oxides, we conducted a comprehensive study of mineralogy, geochemistry and zircon U-Pb dating of the first-stage mafic-ultramafic intrusions (gabbro, pyroxenite), the second-stage alkaline intrusions (pyroxene syenite, K-feldspar granite) and the later dikes (diabase dikes, diorite dikes and syenite dikes). Zircon dating results show that the age of gabbro is 286.1~285.8 Ma, the age of pyroxenite is 282.3 Ma, the age of pyroxene syenite is 279.4 Ma, the age of K-feldspar granite is 275.3 Ma, the age of diabase dyke is 284.9 Ma, the age of diorite dyke is 274 Ma, and the age of syenite dyke is (275.5±1.8) Ma, which are consistent with the successive intrusion relationship from geological observation, and indicates that the Xiaohaizi complex(274~286 Ma) was formed in the second stage of magmatic activity in the Tarim Large Igneous Province, and the evolution time is about 12 Ma.The geochemical data show that the Xiaohaizi igneous rock has a composition affinity similar to OIB, similar to the contemporary basalt in the Bachu area. The iron-titanium oxide ore is mainly hosted in pyroxenite and gabbro, which may be formed by deep magmatic differentiation and subsequent fractional crystallization. The mafic-ultramafic rocks of the Xiaohaizi complex have similar trace element patterns to basalts in the Bachu area, indicating that they may have similar mantle sources, which may derive from the subcontinental lithospheric mantle source indicated by subduction-related processes. The trace element patterns of the Xiaohaizi pyroxene syenite and K-feldspar granite are nearly the same, and the Th/U and Zr/Nb ratios are 3.6~4.7 and 4.6~6.0, respectively, suggesting that they may derive from the same mantle source and formed by partial melting or fractional crystallization of mafic rocks or deep-seated magmas with the same parent magma. All kinds of dikes in this area have the trace element geochemical characteristics of basalt formed in intraplate extensional environment. In the late stage of magmatic differentiation, the accumulation of Fe-Ti oxides may be accompanied by the crystallization of Fe-Ti melts under highf(O2) and volatile-rich conditions. Most of the Fe-Ti oxides crystallize in the form of irregular aggregates in the late stage. The aggregation of disseminated and interstitial magnetite may be caused by the change of Fe2O3/FeO ratio,f(O2) and pressure in the liquid phase, or the volatile content of silicate magma in the process of separation and crystallization.
