中亚造山带是世界上最重要的显生宙造山带之一，古生代的多期次构造岩浆热事件及相关的多金属矿化作用一直是地质学和矿床学研究的热点。东天山造山带位于中亚造山带南段，是我国重要的铜多金属矿产地。区内产出了一系列不同类型铜矿床，如斑岩型、浅成低温热液型、岩浆铜镍硫化物型、矽卡岩型。但是至今没有大规模的火山块状硫化物（VMS）型铜多金属矿化产生，除了黄土坡和小热泉子矿床，这与同处中亚造山带南段的阿尔泰造山带明显不同，后者产出有阿舍勒等大型VMS型铜矿床。此外，因为矿化多发生在晚古生代，以往对东天山地区铜矿化的成岩成矿作用研究集中在晚古生代，对早古生代的研究较少。东天山地区早古生代岩浆作用及相关的VMS成矿作用研究有助于进一步认识中亚造山带的形成演化、构造格局和成岩成矿作用，可为东天山铜矿找矿勘探提供理论参考。
最近，我院吕新彪教授，阮班晓讲师与美国爱达荷州地质调查研究所学Ratchford Michael Edward教授合作，依托地调项目“东天山卡拉塔格-雅满苏一带戈壁荒漠浅覆盖区地质填图”，选择东天山卡拉塔格地区新近发现的黄滩铜金矿床为研究对象，分别对赋矿火山岩地层和侵入岩开展了锆石U-Pb年龄测定，对比测定了钻孔中新鲜块状硫化物的Re-Os同位素年龄。结果发现，英安质凝灰岩和侵入岩的锆石年龄和黄铁矿的成矿年龄一致，为438-439 Ma，这一成果准确地限定了成矿成矿作用时限为早古生代早志留世。岩石化学和Sr-Nd-Hf同位素证据显示火山岩（玄武岩，安山岩和英安质凝灰岩）和侵入岩（石英闪长岩）属同源演化系列，其岩浆源区为受俯冲流体交代改造的亏损地幔，母岩浆来源于亏损地幔部分熔融产生的基性岩浆，同时混合了新生玄武质下地壳部分熔融产生的岩浆，经历高程度的结晶分异作用后，形成侵入岩和火山岩。结合区域构造演化史，作者提出了一个构造模型来解释东天山地区早古生代岩浆作用和VMS型铜多金属成矿作用。晚奥陶世至早志留世北天山洋北向俯冲至大南湖-哈尔里克岛弧带（430-450 Ma），而非克拉美丽洋的南向俯冲，是卡拉塔格地区早古生代成岩成矿作用的动力学背景。黄滩铜金矿床和邻近的黄土坡铜锌矿床均为VMS型矿床，二者成矿岩浆来自于深部同一岩浆房，岩浆沿着不同的断裂上升，在不同的围岩条件下分别形成VMS型铜金矿化和铜锌矿化，结合近期邻区发现的月牙湾岩浆铜镍硫化物矿床，后续勘探工作应该不同矿化类型不同矿种之间的联系。
研究成果发表于国际著名地学期刊“岩石”（Lithos）（T2，IF 3.9）。阮班晓讲师为本文通讯作者，博士生孙冰珂为第一作者。研究获得了中国地调局地质调查项目、国家自然科学基金、中央高校基本科研基金等的经费资助。
论文信息：Sun B, Ruan B*, Lv X, Tuohan B, Ratchford M E. Geochronology and geochemistry of the igneous rocks and ore-forming age in the Huangtan AuCu deposit in the Kalatag district, Eastern Tianshan, NW China: Implications for petrogenesis, geodynamic setting, and mineralization[J]. Lithos. 2020, 368-369: 105594.
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图一. 东天山地区区域地质矿产图
图二. 东天山地区早古生代VMS型矿化的地球动力学模型
