Geochemical Characteristics of Ore-forming Intrusions and their Diagenetic and Metallogenic Revelation from the Xiataolegai Iron and Copper Deposit, Inner Mongolia
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摘要:
下陶勒盖铁铜矿床是位于内蒙古阿拉善盟额济纳旗西部的一处矽卡岩铁铜矿床，同时也是北山成矿带旱山地块古生代活动陆缘矽卡岩成矿系统的典型代表。其成矿与花岗闪长岩和二长花岗岩有密切的时空联系，为查明二者的形成时代、岩浆源区特征及其与矿化之间的关系，笔者开展了对花岗闪长岩和二长花岗岩进行了岩相学、岩石地球化学及锆石U-Pb年代学研究。结果表明，花岗闪长岩与二长花岗岩均具高SiO2、Al2O3含量和高碱含量，低MgO含量，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损。花岗闪长岩具Eu负异常和弱Ce正异常，亏损Ta、Nb、Ti和P等高场强元素，富集Rb和La等大离子亲石元素；二长花岗岩具弱Eu负异常和Ce正异常，亏损Nb、Ti和P等高场强元素，富集Rb和U等大离子亲石元素，这些特征表明二者均属钙碱性I型花岗岩。获得花岗闪长与二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为（451.7±4.8）Ma和（460.1±4.9）Ma，指示该矿床东矿段和西矿段成岩及与其相关的成矿作用分别发生于晚奥陶世和中奥陶世。综合分析认为，下陶勒盖铁铜矿床形成于中—晚奥陶世陆缘弧构造环境，与洋盆俯冲产生的挤压作用有关。
Abstract:The Xiataolegai iron and copper deposit, located in Inner Mongolia, is a representative skarn-type deposit within the active continental margin of the Beishan Metallogenic Belt. Situated in the western part of the Ejina Banner in the Alashan League, it is closely associated in both time and space with granodiorite and monzogranite linked to Fe-Cu mineralization. To ascertain the formation age, source characteristics, and the relationship between magmatism and mineralization, samples underwent petrography, geochemical analysis, and zircon U-Pb dating. Results reveal high SiO2, Al2O3, alkalinity, and low MgO, with LREE enrichment and HREE depletion in both granodiorite and monzogranite. Granodiorite exhibits Rb, La enrichment, Ta, Nb, Ti, P depletion, weak Ce positive and Eu negative anomaly, while monzogranite shows Rb, U enrichment, Nb, Ti, P depletion, Ce positive and weak Eu negative anomaly Both granodiorite and monzogranite are classified as calc-alkaline I-type granite. The obtained U-Pb ages for zircons from granodiorite and monzogranite are (451.7±4.8)Ma and (460.1±4.9)Ma, indicating that the magmatism and related mineralization in the eastern and western section of the deposit occurred in the Late Ordovician and Middle Ordovician, respectively. A comprehensive analysis suggests that the Xiataolegai deposit formed in the late-middle Ordovician within an active continental margin arc tectonic setting, likely associated with oceanic plate subduction.
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北山成矿带位于塔里木板块、西伯利亚板块与哈萨克斯坦结合部位，成矿带内深大断裂纵横交错，岩浆岩发育，成矿地质背景优越，金、铜、钼、铅和锌等金属资源丰富，是中国重要的有色金属找矿靶区（Xiao et al.，2010；卜建军等，2019；任云伟等，2019）。区内分布有黑鹰山铁矿、碧玉山铁矿、流沙山钼矿、三个井金矿和标山南东铁铜矿等一大批大中型矿床，充分展示了该区巨大的资源潜力和找矿前景（Ding et al.，2017；高树起等，2021；陈耀等，2023）。下陶勒盖铁铜矿床作为北山成矿带旱山地块古生代活动陆缘矽卡岩成矿系统的典型代表，是北山成矿带中南段磁海–公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-W-Sn-Rb-V-U-P成矿带中勘查发现的一处矽卡岩铁铜矿床（许立权等，2019）。该矿床的发现不仅为内蒙古自治区境内寻找铁铜矿床提供了有力支撑，而且对于中大型铁铜矿床的寻找具有重要启示意义。目前对下陶勒盖铁铜矿床的研究相对较少，前人仅开展了矿床地质特征和地球物理等研究工作（魏民等，2021），基本属于研究空白区，其成因机制和成矿规律有待深入研究。
笔者以下陶勒盖铁铜矿床成矿岩体为研究对象，通过成矿岩体岩相学、全岩元素组成和锆石U-Pb年代学研究，阐释成矿岩体的形成时代、岩浆成因和源区属性，进一步探讨成岩成矿构造环境，为深入理解下陶勒盖铁铜矿床成矿机制提供科学依据。
1. 区域地质
研究区位于内蒙古自治区额济纳旗下陶勒盖–梧桐井一带，大地构造位置处于塔里木板块（Ⅲ）–北山古生代造山带（Ⅲ-2）–旱山地块（Ⅲ-2-2）（图1a）。研究区基底岩层为古元古界、古生界分布最广，出露地层以石炭系、白垩系分布最为广泛。区内二级构造单元为北山古生代造山带，岩浆活动十分发育，侵入岩分布广泛，从超基性岩、基性岩、中性岩到酸性岩均有出露，其中以中酸性侵入岩为主，为本区金属矿床的形成提供了物质来源与热动力条件。区内已发现铁、铜、钼、金矿床及多金属矿（化）点多处（图1b），其中铁–铜矿化多沿侵入体与地层接触部位分布，构成矽卡岩型铁–铜矿床。
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Figure 1. (a) Tectonic map of the Xiataolegai iron and copper deposit a and (b) geological map, showing the distribution of Fe, Cu, Mo and Au polymetallic ore deposits in the Inner Mongolia Beishan metallogenic belt2. 矿床地质
下陶勒盖铁铜矿床是原甘肃省地质局第四地质队于20世纪60年代末进行1∶2000地质草图填制时在地表见到了薄层铁、铜矿体，后经钻探和坑探查明的矽卡岩型铁铜矿床。该矿床由东西两个矿段组成，其间相距10 km。两个矿段周围（约3 km2）为低缓山丘，基岩露头不佳，被白垩系下统赤金堡组及第四系冲洪积所覆盖，地貌上形成“戈壁滩”。
下陶勒盖铁铜矿区出露地层较为简单，主要为石炭系下统绿条山组（C1l）、白垩系下统赤金堡组（K1ch）及第四系全新统（Qh）（图2）。石炭系下统绿条山组（C1l）共划分3个岩性段，为一套浅海相碎屑岩组合，岩性以灰黄色长石砂岩、杂砂岩、灰黑色千枚岩、片岩、大理岩和硅质板岩为主，其中第二岩性段为赋矿地层，主要岩性为绢云母石英片岩、绿泥石片岩、变质砂岩夹板岩、大理岩和条带状大理岩；白垩系下统赤金堡组（K1ch）不整合覆盖于绿条山组之上，为一套紫红、灰绿色砾岩、砂岩、砂质泥岩和灰黑色页岩夹煤层及泥灰岩序列；第四系全新统（Qh）主要分布在矿区南部及东、西矿段之间，岩性为洪冲积砂、砾石和砂土等，厚度较小，一般在10 m以内。矿区构造与区域总体构造线方向一致，其总体走向线为285°～290°，局部有较小的变化，区内褶皱构造不发育，绿条山组构成一倾向南–南西的单斜构造，沿地层走向断裂发育，东西矿段共发育4条逆断层，具张性的正断裂发育不明显（图2）。矿区内岩浆岩不发育，主要为中–酸性侵入岩及其岩脉，多呈小岩株或岩枝顺地层走向侵入。花岗闪长岩和二长花岗岩与东西矿段的矿化有密切的时空联系，分别为东矿段和西矿段的含矿岩体，均顺地层侵位于绿条山组中，并各自与东矿段和西矿段绿条山组中大理岩组分接触交代形成矽卡岩化和铁矿化（图3a和图3b）。
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图 2 下陶勒盖铁铜矿床地质图（据内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院修改）a.西矿段地质图；b.东矿段地质图；1.第四系冲洪积物；2.白垩系下统赤金堡组石英砂岩；3.石炭系下统绿条山组第三岩性段变质砂岩；4.石炭系下统绿条山组第二岩性段片岩、大理岩；5.石炭系下统绿条山组第一岩性段片岩；6.奥陶系上统花岗闪长岩；7.奥陶系中统二长花岗岩；8.闪长岩脉；9.石英脉；10.铁矿体；11.铜矿体；12.逆断层；13.采样位置；14.探槽；15.勘探线及钻孔；16.地层产状Figure 2. Geological map of the Xiataolegai iron and copper deposit![]()
图 3 下陶勒盖铁铜矿床西矿段3号探槽剖面图（a）与东矿段9号勘探线钻孔剖面图（b）（据内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院修改）Figure 3. (a) Profile along 3 exploration trench in the western section and (b) boreholes profile along exploration line 9 in the eastern section of the Xiataolegai iron and copper deposit下陶勒盖矿铁铜矿区累计查明铁矿石资源储量（332+333）为411.16万吨，铜金属资源量（333）为1861.92吨。东西矿段共查明7个矿体，其中6个磁铁矿体，1个铜矿体。东矿段主要是2个铁矿体，编号为EFe-1和EFe-2，西矿段包括4个铁矿体和1个铜矿体，编号分别为WFe-1、WFe-2、WFe-3、WFe-4和WCu-1。全矿区7个矿体均赋存于同一地层层位中（即石炭系下统绿条山组的第二岩性段），矿体产状和地层产状基本一致（走向105°～110°，倾角65°～75°），向南西倾斜，连续性较差，呈似层状和脉状产出。矿体的控制长度在400～1500 m，控制深度一般在100 m，最深者超过200 m。7个矿体主要分布在3个地段，WFe-1、WFe-2、WFe-3和WCu-1分布在西矿段的P1至P7勘查线（部分向西延伸出勘查范围外）一带；WFe-4在西矿段的P15至P17线；EFe-1和EFe-2分布在东矿段的P9至P19线（图3b）。西矿段4个铁矿体厚度为1.28～6.94 m，平均厚度为3.6 m，mFe品位为20.92%～27.98%，平均品位为27.67%。铜矿体厚度为1.45～5.39 m，Cu品位0.51%～2.21%。东矿段两个铁矿体厚度为2.47～3.71 m，平均厚度为3.1 m，mFe品位为23.69%～24.76%，平均品位为24.57%。
下陶勒盖铁铜矿床矿石矿物主要为磁铁矿和黄铜矿，少量褐铁矿和闪锌矿等，脉石矿物主要为透辉石和透闪石，次为方解石和绿泥石，另见少量黑云母和蛇纹石等。金属矿物可见晚期黄铁矿呈小脉穿插于矿石中，磁黄铁矿填隙于矿石中。矿石构造以浸染状构造（图4a）、条带状构造（图4b）、脉状构造（图4c）和块状构造为主，矿石结构以半自形–他形粒状结构（图4d）、乳滴结构（图4e）、浸蚀结构（图4f）、交代港湾状结构（图4g）、交代残余结构（图4h）和包含结构（图4i）为主。
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图 4 下陶勒盖铁铜矿床矿石手标本及显微照片a.浸染状构造（含少量黄铜矿）；b.条带状构造；c.脉状构造（含自形黄铁矿）；d.磁铁矿呈半自形–他形粒状结构；e.磁铁矿呈乳滴结构；f.浸蚀结构（黄铜矿中包含磁黄铁矿）；g.黄铜矿交代磁铁矿呈港湾状结构；h.黄铜矿交代磁铁矿呈交代残余结构；i.磁黄铁矿包含黄铜矿呈包含结构；Ccp.黄铜矿；Mgt.磁铁矿；Po.磁黄铁矿Figure 4. Field photographs and microphotographs of the ore from the Xiataolegai iron and copper deposit下陶勒盖铁铜矿区围岩蚀变发育，主要蚀变类型为矽卡岩化、钾化（图5c）、硅化（图5d）、碳酸盐化和孔雀石化（图5e）。其中矽卡岩化中以透闪石化（图5a、图5b和图5f）和透辉石化（图5g）为主，还有少量的硅灰石（图5h）化和金云母化（图5i）。矽卡岩矿物基本为镁质矽卡岩矿物，未见石榴子石，表明下陶勒盖铁铜矿床属于镁质矽卡岩矿床。
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图 5 下陶勒盖铁铜矿床围岩蚀变特征a.粗晶透闪石；b.强烈透闪石化；c.钾质脉体切穿岩体；d.磁铁矿大理岩中长英质脉体；e.破碎带中孔雀石化和方解石脉体；f.针柱状透闪石晶体组成放射状及柱状集合体；g.粒状透辉石；h.柱状硅灰石；i.深色鳞片状金云母；Di.透辉石；Phl.金云母；Tr.透闪石；Wo.硅灰石Figure 5. Alteration characteristics of the wall-rock from the Xiataaolegai iron and copper deposit3. 样品采集与测试方法
3.1 样品采集与岩相学特征
全岩主、微量元素特征分析样品共9件，其中花岗闪长岩5件采自下陶勒盖铁铜矿床东矿段（样品XT-044、XT-045和XT-046采自东矿段北部岩体露头，样品XT-048和XT-049采自东矿段露采坑北部钻孔深部）；二长花岗岩4件采自西矿段（样品XT-051和XT-052采自西矿段岩体露头，样品XT-053和XT-054采自西矿段3号探槽）。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试样品共2件，1件花岗闪长岩测试样品采自东矿段露采坑北部钻孔（N：41°58′05.94″，E：98°25′09.51″）；1件二长花岗岩采自西矿段东竖井东南部探槽（N：41°58′22.10″，E：98°17′23.55″）。花岗闪长岩和二长花岗岩与成矿具有密切关系，岩体均遭受不同程度的中-低温热液蚀变作用，故样品采集过程中，尽量选取蚀变较弱的样品，以期降低蚀变对分析结果的影响。
花岗闪长岩呈灰黑色，中–粗粒结构，主要矿物为斜长石（50%～55%）、石英（20%～25%）以及角闪石（10%～15%），并还有少量的黑云母（约5%）。样品具有不同程度的蚀变，部分可见浸染状矿化（图6b）。显微镜下斜长石多呈宽板状，可见聚片双晶；石英多为他形粒状，大部分呈乳白色；板状黑云母呈黄褐色（图6c）。
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图 6 下陶勒盖铁铜矿床岩体手标本及显微照片a.东矿段花岗闪长岩体露头；b.花岗闪长岩中浸染状矿化；c.花岗闪长岩镜下照片；d.西矿段二长花岗岩体露头；e.二长花岗岩体手标本；f.二长花岗岩镜下照片；Bt.黑云母；Kp.钾长石；Pl.斜长石；Qtz.石英Figure 6. Field photographs and microphotographs of the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit二长花岗岩呈灰白色，中–细粒结构，主要矿物为斜长石（30%～35%）、钾长石（20%～30%）以及石英（25%～30%），并还有少量的黑云母（约2%）（图6e）。显微镜下斜长石多呈宽板状，钾长石呈板状，可见格子双晶的微斜长石呈条纹状；石英呈烟灰色，多为他形粒状，充填在不规则空隙中（图6f）。
3.2 测试方法
全岩主、微量元素分析测试是在北京燕都中实测试技术有限公司完成，测试流程如下：将岩石粉碎粗碎至厘米级的块体，选取无蚀变及脉体穿插的新鲜样品用纯化水冲洗干净，烘干并粉碎至200目以备测试使用。主量元素测试首先将粉末样品称量后加Li2B4O7（1∶8）助熔剂混合，并使用熔样机加热至1150 ℃使其在金铂坩埚中熔融成均一玻璃片体，后使用XRF（Zetium，PANalytical）测试，依据国标GB/T 14506.30-2010，采用标样GBW7113作为评估数据的标准，测试精度优于1%。微量元素测试将200目粉末样品称量并置放入聚四氟乙烯溶样罐并加入HF+HNO3，在干燥箱中将高压消解罐保持在190 ℃温度72小时，后取出经过赶酸并将溶液定容为稀溶液上机测试，测试使用ICP-MS（M90，analytikjena）完成，依据国标GB/T14506.30-2010，参考标样为GSR-2，分析误差小于5%，部分挥发性元素及极低含量元素的分析误差小于10%。
锆石U-Pb同位素定年在内蒙古自治区地质调查院地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，采用多接收器电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）进行分析，测试仪器型号Agilent 7500a+New Wave 193 nm SS，并采用Geo Las 2005激光剥蚀系统。束斑直径32 μm，激光剥蚀深度20～40 μm，具体分析流程参见文献（Liu et al.，2010）。
4. 分析结果
4.1 主量元素
本次测试样品全岩主量元素分析结果见表1。花岗闪长岩SiO2含量在63.38%～68.76%，平均为65.64%；Al2O3含量为15.38%～16.61%，铝饱和指数（A/CNK）为0.95～1.24，平均值为1.21；K2O含量介于4.9%～6.4%，平均为5.8%；Na2O含量介于1.67%～2.34%；全碱含量（Na2O+K2O）为7.07%～8.39%，均值为7.87%，K2O/Na2O值为2.26～3.83；MgO含量较低为0.88%～1.49%，TFe2O3含量为2.89%～3.98%，平均为3.31%。二长花岗岩SiO2含量为73.8%～74.47%，平均为74.11%；Al2O3含量为13.81%～14.63%，铝饱和指数（A/CNK）为1.06～1.15，平均为1.12；K2O含量为5.2%～5.93%，平均为5.59%；Na2O含量为2.82%～3.08%；全碱含量（Na2O+K2O）为8.28%～8.75%，均值为8.57%，K2O/Na2O值为1.69～2.1；MgO含量较低为0.15%～0.18%，TFe2O3含量为0.32%～0.5%，平均为0.41%。
表 1 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩全岩主量元素（%）、稀土和微量元素（10−6）分析结果表Table 1. Major elements (%), REE and trace elements (10−6) compositions of the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit样品号 样品名 SiO2 TiO2 Al2O3 TFe2O3 MgO CaO Na2O K2O P2O5 烧失量 总量 Sc Ti Cr Co Ni Rb Sr Y Zr XT-044 花岗闪
长岩65.92 0.43 15.56 3.21 0.88 3.46 1.95 6.28 0.19 1.22 98.89 8.75 2556.73 2.87 2.87 3.16 273.09 217.88 25.11 245.99 XT-045 花岗闪
长岩63.38 0.49 16.61 3.98 1.49 3.31 2.23 5.34 0.21 1.23 98.26 11.75 2998.22 3.1 7.21 9.83 228.31 345.71 26.05 327.47 XT-046 花岗闪
长岩64.57 0.38 16.47 3.31 1.03 2.62 2.34 6.05 0.14 2.21 99.11 7.49 2254.02 3.45 4.03 8.22 248.55 287.41 15.45 248.25 XT-048 花岗闪
长岩65.57 0.41 16.46 3.37 1.17 2.31 1.67 6.42 0.14 1.99 99.47 8.22 2414.66 3.19 3.68 3.61 278.26 260.31 16.29 285.03 XT-049 花岗闪
长岩68.76 0.31 15.38 2.89 0.94 2.37 2.17 4.91 0.12 1.44 99.27 7.12 1846.33 2.45 4.43 2.36 217.81 271.06 17.87 193.32 XT-051 二长花
岗岩73.81 0.01 14.63 0.32 0.18 1.23 2.82 5.93 0.03 0.85 99.81 1.42 173.01 2.58 0.40 4.89 188.62 202.72 8.46 38.08 XT-052 二长花
岗岩74.47 0.01 13.81 0.34 0.18 0.85 3.03 5.53 0.05 1.11 99.33 1.07 179.12 1.45 0.26 1.23 189.78 185.41 8.36 24.17 XT-053 二长花
岗岩74.24 0.04 13.93 0.49 0.15 1.13 2.97 5.74 0.05 1.09 99.83 2.86 242.92 0.79 0.24 0.83 173.77 188.01 13.94 24.98 XT-054 二长花
岗岩73.95 0.02 14.15 0.51 0.18 1.42 3.08 5.21 0.03 1.34 99.88 1.96 209.39 0.47 0.41 0.63 166.95 153.62 16.85 48.82 样品号 样品名 Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Hf Lu Ta Pb Bi Th XT-044 花岗闪
长岩888.49 36.12 73.21 8.23 32.96 5.89 1.35 4.95 0.62 4.74 0.87 2.57 0.41 2.23 5.96 0.36 1.03 3.56 0.58 5.54 XT-045 花岗闪
长岩1207.12 41.49 87.39 9.81 40.31 7.39 1.69 5.88 0.74 5.06 0.95 2.81 0.42 2.35 8.12 0.39 1.04 11.62 0.21 10.83 XT-046 花岗闪
长岩1383.96 64.21 122.78 12.46 45.29 6.83 1.63 5.37 0.54 3.51 0.73 2.13 0.33 2.01 6.31 0.33 0.99 9.91 0.22 15.19 XT-048 花岗闪
长岩1269.25 61.25 118.09 12.01 45.63 6.66 1.56 5.31 0.62 3.86 0.77 2.35 0.36 2.10 7.26 0.34 0.96 11.63 0.28 16.21 XT-049 花岗闪
长岩897.14 43.05 83.32 8.95 33.11 4.92 1.13 4.01 0.49 3.19 0.66 2.04 0.33 2.01 5.19 0.33 1.57 12.75 0.14 16.01 XT-051 二长花
岗岩379.84 8.09 23.35 2.56 9.33 1.74 0.64 1.63 0.24 1.89 0.41 1.29 0.23 1.26 1.72 0.22 0.61 31.71 0.07 8.39 XT-052 二长花
岗岩281.22 9.08 23.43 3.02 11.09 2.17 0.59 1.81 0.29 2.21 0.46 1.41 0.27 1.56 1.45 0.25 2.61 30.96 0.11 9.21 XT-053 二长花
岗岩354.39 8.38 17.89 2.84 10.41 2.23 0.47 2.04 0.36 2.96 0.66 2.04 0.36 2.25 1.52 0.35 1.42 19.36 0.06 9.71 XT-054 二长花
岗岩224.21 12.23 35.46 4.23 16.24 3.16 0.64 2.89 0.45 3.82 0.81 2.55 0.46 2.66 1.75 0.42 1.12 22.92 0.07 11.32 下陶勒盖铁铜矿床测试样品在花岗岩TAS图解中，1件落入闪长岩区域，4件落入花岗闪长岩区域，4件落入花岗岩区域（图7a）。在花岗岩MALI-SiO2图解中，花岗闪长岩与二长花岗岩样品均落入钙碱性花岗岩区域（图7b）。在SiO2-AR图解中，样品点分布较散，样品分布于钙碱性和碱性系列（图7c）。在A/NK-A/CNK图解中，整体样品大部分落入过铝质区域，1件花岗闪长岩样品落入准铝质区域（图7d）。在Harker图解中，花岗闪长岩样品SiO2与Al2O3、Na2O、MgO、TFe2O3、CaO和TiO2具备良好的线性关系，并且随SiO2含量增加，表现出逐渐降低的趋势（图8），这说明花岗闪长岩样品具备同源岩浆分异演化的共性，由此说明岩浆成分的演化受分离结晶作用的控制（王梁等，2015；Han et al.，2020）；二长花岗样品SiO2与Na2O、MgO、TFe2O3、CaO和TiO2线性关系不明显（图9），且除Al2O3之外，随SiO2含量增加其他含量基本保持不变，说明二长花岗岩样品岩浆成分的演化受分离结晶作用控制的影响较小（王梁等，2015；Han et al.，2020）。
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图 7 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩主量元素图解a.花岗岩TAS图解（Middlemost，1994）；b.花岗岩MALI-SiO2图解（Frost et al.，2001）；c.花岗岩SiO2-AR图解（Leng et al.，2018）；d.A/NK-A/CNK图解（Tan et al.，2023）Figure 7. Major elements diagrams of the granodiorite and monzogranite the Xiataolegai iron and copper deposit![]()
图 8 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩哈克图解a.Al2O3-SiO2协变图；b.TFe2O3-SiO2协变图；c.MgO-SiO2协变图；d.TiO2-SiO2协变图；e.Na2O-SiO2协变图；f.CaO-SiO2协变图Figure 8. Harker diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit![]()
图 9 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩稀土、微量元素图解a.稀土元素球粒陨石标准化分配曲线；b.微量元素原始地幔标准化蛛网图（球粒陨石标准值和原始地幔标准化值据Tan et al.，2023）Figure 9. Ree and trace elements diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit4.2 稀土元素和微量元素
测试样品全岩稀土和微量元素分析结果见表1。花岗闪长岩稀土元素总量ΣREE=174.51×10−6～268.09×10−6，平均为219.54×10−6，ΣLREE值为157.76×10−6～253.19×10−6，平均为203.74×10−6；ΣHREE值为13.04×10−6～18.6×10−6，平均为15.8×10−6；LREE/HREE值为9.42～17，（La/Yb）N值为11.63～23。以上数据表明，花岗闪长岩以轻稀土元素富集，重稀土元素亏损为特征，且轻重稀土元素发生了明显的分馏（图9a）。δEu值为0.77～0.82，平均为0.79，显示了花岗闪长岩样品具有Eu负异常，δCe值为1.04～1.07，平均为1.05，显示花岗闪长岩样品具有弱Ce正异常。Sr的含量较高，变化范围较大，为217.88×10−6～345.71×10−6；Y含量较低，介于15.45×10−6～26.05×10−6；相容元素Cr、Co和Ni含量偏低（Cr含量为2.45×10−6～3.45×10−6，Co含量为2.87×10−6～7.21×10−6，Ni含量为2.36×10−6～9.83×10−6）。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中（图9b），本区花岗闪长岩主要富集Rb和La等大离子亲石元素（LILE）及Th、Zr、Hf和Pb等高场强元素（HSFE），同时亏损Ta、Nb、Ti和P等高场强元素（HSFE）以及K和Sr等大离子亲石元素（LILE），表明有陆缘弧岩浆岩的特性，且岩石形成可能与陆壳密切相关（孙德有等，2004；Tan et al.，2023）。
二长花岗岩ΣREE值为52.88×10−6～85.8×10−6，平均为62.36×10−6，ΣLREE值为42.18×10−6～71.72×10−6，平均为52.25×10−6；ΣHREE值为7.17×10−6～14.07×10−6，平均为10.11×10−6；LREE/HREE值为3.84～6.38，（La/Yb）N值为2.73～4.62。以上数据表明，二长花岗岩以轻稀土元素富集，重稀土元素亏损为特征，且轻重稀土元素发生了明显的分馏（图9a）。δEu值为0.65～1.16，平均为0.85，显示二长花岗岩样品具有弱Eu负异常；δCe值为0.9～1.26，平均为1.13，显示二长花岗岩样品具有Ce正异常。Sr的含量较高，变化范围较大，为153.62×10−6～202.72×10−6；Y含量较低，介于8.36×10−6～16.85×10−6；相容元素Cr、Co和Ni含量偏低（Cr含量为0.47×10−6～2.58×10−6，Co含量为0.24×10−6～0.41×10−6，Ni含量为0.63×10−6～4.89×10−6）。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中（图9b），本区二长花岗岩主要富集Rb和U等大离子亲石元素（LILE）以及Pb、Ta和Th等高场强元素（HSFE），同时亏损Nb、Ti和P等高场强元素（HSFE）以及K和Ba等大离子亲石元素（LILE），表明可能是受到岩石圈或地壳污染的陆缘弧岩浆岩特性（孙德有等，2004；郝增元等，2020）。
4.3 锆石U-Pb年龄
花岗闪长岩样品锆石的阴极发光图像见图10a，LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果见表2。花岗闪长岩样品锆石颗粒粒度为100～300 μm。根据镜下透反射及阴极发光特征可见，锆石普遍具有生长环带，形态较为完好，多呈长柱状，干净透明，无明显裂缝和包裹体。锆石Th/U值均大于0.1（0.64～1.02），岩浆锆石特征明显。花岗闪长岩中锆石共分析了11个点，主要集中在465.7～443.0 Ma，11个测点计算获得206Pb/238U和207Pb/235U谐和年龄为(451.7±4.8) Ma（MSWD=2.3）（图10b），大部分在谐和线附近，加权平均年龄为（452.1±4.8 Ma）（MSWD=2.3）（图10b），时代为晚奥陶世，代表该花岗闪长岩的侵位时间。
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图 10 花岗闪长岩典型测点CL图像（a）及年龄与锆石U-Pb加权平均年龄、谐和年龄图（b）图a中标示年龄为锆石206Pb/238U年龄Figure 10. (a) Zircon cathodoluminescence (CL) images of the granodiorite and (b) Zircon U-Pb concordia and weighted average age diagrams of the granodiorite表 2 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩锆石U-Pb同位素 LA-ICP-MS 定年结果表Table 2. Results of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit测试
点号元素含量 （10−6） 232Th/238U 同位素比值 年龄 （Ma） 谐和度（%） 206Pb 238U 232Th 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 样品 XT-47花岗闪长岩 XT-47-1 33.0 420 270 0.64 0.055683 0.000971 0.555747 0.009897 0.072438 0.000761 439.8 38.8 448.8 8.0 450.8 4.7 99 XT-47-2 59.5 708 635 0.90 0.056501 0.000875 0.567133 0.009134 0.072766 0.000745 472.1 34.3 456.2 7.3 452.8 4.6 99 XT-47-3 53.9 671 512 0.76 0.060149 0.000909 0.593241 0.009375 0.071511 0.000737 608.9 32.7 472.9 7.5 445.3 4.6 93 XT-47-4 54.7 677 536 0.80 0.061129 0.000972 0.601235 0.010187 0.071153 0.000719 643.8 34.2 478.0 8.1 443.1 4.5 92 XT-47-5 77.9 885 908 1.03 0.056599 0.000819 0.579132 0.008990 0.074183 0.000800 475.9 32.0 463.9 7.2 461.3 5.0 99 XT-47-6 68.4 820 758 0.92 0.057073 0.000838 0.566472 0.008859 0.071918 0.000750 494.3 32.4 455.7 7.1 447.7 4.7 98 XT-47-7 39.8 490 382 0.78 0.056459 0.000908 0.565446 0.009521 0.072619 0.000764 470.5 35.6 455.1 7.7 451.9 4.8 99 XT-47-8 51.5 643 536 0.83 0.055836 0.000856 0.548034 0.008808 0.071138 0.000731 445.9 34.1 443.7 7.1 443.0 4.6 99 XT-47-9 60.7 701 703 1.00 0.058394 0.000891 0.590287 0.009525 0.073264 0.000765 544.6 33.3 471.1 7.6 455.8 4.8 96 XT-47-10 43.6 530 368 0.70 0.057726 0.000928 0.596570 0.010196 0.074922 0.000807 519.4 35.3 475.1 8.1 465.7 5.0 98 XT-47-11 59.9 707 663 0.94 0.057924 0.000903 0.585539 0.009673 0.073272 0.000772 526.9 34.2 468.0 7.7 455.8 4.8 97 样品 XT-50二长花岗岩 XT-50-1 65.7 853 373 0.44 0.058255 0.000854 0.599708 0.009533 0.074612 0.000805 539.4 32.1 477.0 7.6 463.5 5.0 97 XT-50-2 63.4 846 329 0.39 0.055924 0.000827 0.568218 0.008921 0.073668 0.000772 449.3 32.8 456.9 7.2 458.2 4.8 99 XT-50-3 65.6 882 334 0.38 0.060274 0.000926 0.598740 0.009818 0.071920 0.000739 613.4 33.2 476.4 7.8 447.7 4.6 93 XT-50-4 61.5 809 332 0.41 0.055732 0.000883 0.569984 0.009641 0.074167 0.000811 441.7 35.3 458.0 7.7 461.2 5.0 99 XT-50-5 69.7 910 506 0.56 0.064514 0.001077 0.626786 0.009992 0.071055 0.000806 758.5 35.2 494.1 7.9 442.5 5.0 88 XT-50-6 57.6 750 312 0.42 0.056160 0.000843 0.579898 0.009349 0.074860 0.000805 458.7 33.3 464.4 7.5 465.4 5.0 99 XT-50-7 72.2 902 414 0.46 0.060178 0.000886 0.631297 0.009776 0.076404 0.000902 610.0 31.8 496.9 7.7 474.6 5.6 95 XT-50-8 66.8 877 295 0.34 0.055790 0.000832 0.581459 0.009302 0.075534 0.000787 444.0 33.2 465.4 7.4 469.4 4.9 99 XT-50-9 45.2 581 259 0.45 0.056166 0.000925 0.580605 0.010168 0.074984 0.000806 458.9 36.5 464.9 8.1 466.1 5.0 99 注：1σ代表单个数据点误差。 二长花岗岩样品锆石的阴极发光图像见图11a，LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果见表2。二长花岗岩样品锆石颗粒粒度为100～200 μm。根据镜下透反射及阴极发光特征可见，锆石普遍具有生长环带，形态较为完好，多呈长柱状，干净透明，无明显裂缝和包裹体。锆石Th/U值均大于0.1（0.34～0.56），显示其岩浆成因（柳永正等，2023；王新雨等，2023；冉亚洲等，2024）。二长花岗岩中锆石共分析了9个点，主要集中在474.6～442.5 Ma，9个测点计算获得206Pb/238U和207Pb/235U谐和年龄为（460.5±7.8）Ma（MSWD=4.1）（图11b），大部分落在谐和线附近，加权平均年龄为（460.1±4.9）Ma（MSWD=4.1）（图11b），时代为中奥陶世，代表该二长花岗岩的侵位时间。
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图 11 二长花岗岩典型测点CL图像（a）及年龄与锆石U-Pb加权平均年龄、谐和年龄图（b）图a中标示年龄为锆石206Pb/238U年龄Figure 11. (a) Zircons cathodoluminescence (CL) images of the monzogranite and (b) Zircon U-Pb concordia and weighted average age diagrams of the monzogranite5. 讨论
5.1 成岩成矿时代
下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩成岩年龄为(451.7±4.8) Ma，二长花岗岩的成岩年龄为(460.5±7.8) Ma，这两个年龄之间存在大约10 Ma时间差，应为两期岩浆事件的结果。花岗闪长岩的侵位时代为晚奥陶世，二长花岗岩的侵位时代为中奥陶世，这与赋矿地层为早石炭世描述相矛盾。目前矿区地层资料将赋矿地层绿条山组划归为石炭系，但以往的地质资料认为绿条山组地层划归于下元古界北山岩群。北山岩群地层（杨富林于2016年测得约1329 Ma，属中元古代）为一套中低级变质岩系，其原岩以碎屑岩及碳酸盐岩岩系为主，表现为各种片岩及大理岩，部分地段见混合岩化，与矿区赋矿地层绿条山组第二岩性段以绢云母石英片岩、绿泥石片岩、变质砂岩夹板岩、大理岩和条带状大理岩为主的特征较为相似。本区赋矿地层绿条山组很大可能属于北山岩群的一部分（王东星，内蒙古地调院口头交流）。因此，下陶勒盖铁铜矿床东矿段和西矿段的矿化分别与花岗闪长岩和二长花岗岩的侵位时代同时或略晚，该岩浆事件与北山成矿带中芨芨台子–石板井–小黄山构造带中奥陶世变质辉长岩（约462.5 Ma）、斜山–东七一山岛弧晚奥陶世片麻状细中粒石英闪长岩（约453.2 Ma）和阿民乌苏–好水井一带中奥陶世片麻状细中粒花岗闪长岩（约463.8 Ma）等构造-岩浆活动的时间相一致（Song et al.，2013a，2013b；孟庆涛，2019）。
5.2 岩石成因类型
下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩主量元素均显示高硅、高碱和高铝饱和指数的特点；花岗闪长岩微量元素显示Eu负异常，弱Ce正异常，富集Rb和La等大离子亲石元素（LILE）以及Th、Zr、Hf和Pb等高场强元素（HSFE），同时亏损Ta、Nb、Ti和P等高场强元素（HSFE）以及K和Sr等大离子亲石元素（LILE）。二长花岗岩微量元素显示弱Eu负异常，Ce正异常，富集Rb和U等大离子亲石元素（LILE）以及Pb、Ta和Th等高场强元素（HSFE），同时亏损Nb、Ti和P等高场强元素（HSFE）以及K和Ba等大离子亲石元素（LILE）。在Ce-SiO2图解中，全部的花岗闪长岩与二长花岗岩数据点均落在I型花岗岩区域内（图12a）。研究表明，I型花岗岩P2O5的含量会随着SiO2的含量增加而表现为下降的趋势，呈现明显的负相关性（Li et al.，2006；吴福元等，2007；Essaifi et al.，2014）。下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩P2O5含量基本随着SiO2含量的升高而降低，与I型花岗岩的演化趋势相同（图12b）。
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图 12 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩成因类型图解Figure 12. Granite discrimination diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper depositcopper deposit5.3 岩浆源区
下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩在Harker图解中，SiO2与Al2O3、Na2O、MgO、TFe2O3、CaO和TiO2都呈现良好线性关系（图8），说明其可能经历了岩浆混合作用（王珍珍等，2017）。显示较高的SiO2、K2O和Al2O3含量，较低的MgO和TFe2O3含量，富集大离子亲石元素（Rb），亏损高场强元素（Nb、Ta和Ti），结合其Eu负异常，很可能是下地壳岩石部分熔融而成（Latisha et al.，2018）。微量元素Nb/Ta值介于9.66～15.52，平均为11.32，小于地幔平均值（60），接近地壳平均值（10），Nd均值为39.46，高于壳源岩石范围（小于15），Th均值为12.76，低于壳源岩石范围（Bea et al.，2001；Du et al.，2016）。这些特征表明本区花岗闪长岩形成源于地壳物质和地幔岩浆的混合作用（袁玲玲等，2022）。
下陶勒盖铁铜矿床二长花岗岩显示较高的SiO2、K2O和Al2O3含量，较低的MgO和TFe2O3含量，富集大离子亲石元素（Rb），亏损高场强元素（Nb、Ti和P），反映了地壳源区的特点。微量元素Nb/Ta值介于3.63～6.71，平均为5.33，远远小于地幔平均值（60），较小于地壳平均值（10），Nd和Th均值分别为11.77和9.65，均低于壳源岩石范围（小于15），La/Nb值平均为1.51（大于1），表明岩石壳源的属性（Bea et al.，2001；Du et al.，2016）。此外，研究区样品Sm/Nd值在0.19～0.21，与大陆地壳的Sm/Nd值（0.17～0.25）相近，反映岩石组分多源于地壳（Bea et al.，2001；Du et al.，2016）。综上所述，本区二长花岗岩特征显示出壳源属性。
5.4 成岩成矿构造环境
花岗闪长岩与二长花岗岩均具有准铝质–弱过铝质特征（0.95～1.19），它们的镁质、钙碱性–碱钙性特征均类似于科迪勒拉花岗岩，因此被视为典型的与弧岩浆相关的I型花岗岩（Frost et al.，2001）。花岗闪长岩与二长花岗岩在Nb-Y构造判别图解（图13a）中样品数据投点于火山弧与同碰撞构造环境，Ta-Yb构造判别图解中大部分样品数据均投点于火山弧区域（图13b），Th/Yb-Ta/Yb图解中大部分样品数据均投点于陆缘弧区域（图13c），由此说明下陶勒盖铁铜矿床的花岗闪长岩与二长花岗岩很大可能形成于陆缘弧构造环境。
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图 13 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩微量元素构造环境图解a.Nb-Y构造判别图解（Pearce et al.，1984）；b.Ta-Yb构造判别图解（Pearce，1983）；c.Th/Yb-Ta/Yb构造判别图解（Bonin et al.，2007）；d.La/Yb图解（Profeta et al.，2015）Figure 13. Tectonic discrimination diagram of trace elements for the the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper depositcopper deposit前人研究表明，研究区所处旱山地块是在奥陶纪中期从塔里木陆块裂解分离出来的，裂解后在塔里木陆块与旱山地块之间形成一个具有一定规模的次生洋盆，并形成蛇绿岩带，即红柳河–洗肠井蛇绿岩带（刘雪亚等，1984；左国朝等，1990；龚全胜等，2002，2003）。中国地质调查局天津地质调查中心在红柳河–牛圈子–洗肠井蛇绿岩带东段白云山和月牙山等地发现了典型的MORB型蛇绿岩，并在蛇绿岩套中的辉长岩、辉石岩和斜长花岗岩中获得多个锆石U-Pb年龄，范围在530～500 Ma（孙立新等，2017）。本区的花岗质岩石均显示出LILE和LREE的相对富集但HSFE（如Ta、Nb和Ti）明显亏损，这通常被解释为弧相关花岗岩的“俯冲特征”（Morris et al.，2000），并且时代更早的红柳河–洗肠井蛇绿岩带的存在是洋壳俯冲的强有力证明（Cleven et al.，2015）。因此，笔者认为下陶勒盖铁铜矿床的花岗闪长岩与二长花岗岩形成于与俯冲相关的挤压环境，这也与北山造山带广泛存在的早古生代弧岩浆作用相吻合（Song et al.，2013a，2013b）。并且，与早期二长花岗岩474.6～442.5 Ma样品相比，晚期花岗闪长岩465.7～443.0 Ma岩样品具有更低的La/Yb值（图13d），而这项指标与地壳厚度具有正相关性（Profeta et al.，2015）。因此，研究区晚奥陶世的地壳厚度比中奥陶世的地壳厚度要厚得多，进一步表明了本区域地壳变厚是由于洋盆俯冲产生的挤压环境导致。花岗闪长岩与二长花岗岩年龄与前人在石板井地区测得早古生代陆缘弧花岗岩和石英二长岩样品的年龄464～428 Ma较为一致（袁禹，2020），表明了本区花岗闪长岩与二长花岗岩形成于中—晚奥陶世的陆缘弧构造环境。
综上所述，笔者认为下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩均形成于陆缘弧构造环境，其演化过程为：奥陶纪中期，研究区所处旱山地块从塔里木陆块裂解分离，裂解后在塔里木陆块与旱山地块之间形成一个具有一定规模的次生洋盆，洋盆向北发生俯冲消亡，导致陆壳加厚，洋壳的俯冲作用带来水和热，使得被加厚的陆壳底部部分熔融产生二长花岗岩的母岩浆，随着俯冲进行和温度升高，俯冲板片脱水交代引起上覆地幔楔的部分熔融，地幔物质熔融产生岩浆底侵作用，地壳物质被加热，发生部分熔融，随着幔源岩浆与地壳物质的不断作用，形成混合岩浆，即花岗闪长岩的母岩浆。两种岩浆分别向上运移，地层中的铁质（包括铜）被溶解运移到热液中，再沿其通道（走向断层）迁移至绿条山组（北山岩群）中化学性质活泼的大理岩而停留，与之发生强烈的交代，富集而形成了本矿床。
6. 结论
（1）下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩主量元素具有高硅、高碱和高铝饱和指数的特点，微量元素花岗闪长岩富集Rb、La、Th、Zr、Hf和Pb等元素，亏损Ta、Nb、Ti、P、K和Sr等元素，二长花岗岩富集Rb、U、Pb、Ta和Th等元素，亏损Nb、Ti、P、K和Ba等元素，二者均为钙碱性的I型花岗岩。
（2）下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(451.7±4.8 )Ma，二长花岗岩年龄为(460.1±4.9 )Ma，与区域内大规模构造–岩浆活动的时间一致，表明下陶勒盖铁铜矿床形成于中—晚奥陶世的陆缘弧构造环境，可能与洋盆俯冲作用有关。
致谢：内蒙古自治区地质调查院为野外工作提供较大帮助，匿名审稿人对文章的评审并提出宝贵意见，编辑老师提出建设性意见极大提高了本文的质量，在此一并致谢。
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图 1 下陶勒盖铁铜矿大地构造区（a）与内蒙古北山成矿带铁、铜、钼和金多金属矿床分布图（b）（据Ding et al.，2017；高树起等，2021）
Figure 1. (a) Tectonic map of the Xiataolegai iron and copper deposit a and (b) geological map, showing the distribution of Fe, Cu, Mo and Au polymetallic ore deposits in the Inner Mongolia Beishan metallogenic belt
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图 2 下陶勒盖铁铜矿床地质图（据内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院修改）
a.西矿段地质图；b.东矿段地质图；1.第四系冲洪积物；2.白垩系下统赤金堡组石英砂岩；3.石炭系下统绿条山组第三岩性段变质砂岩；4.石炭系下统绿条山组第二岩性段片岩、大理岩；5.石炭系下统绿条山组第一岩性段片岩；6.奥陶系上统花岗闪长岩；7.奥陶系中统二长花岗岩；8.闪长岩脉；9.石英脉；10.铁矿体；11.铜矿体；12.逆断层；13.采样位置；14.探槽；15.勘探线及钻孔；16.地层产状
Figure 2. Geological map of the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 3 下陶勒盖铁铜矿床西矿段3号探槽剖面图（a）与东矿段9号勘探线钻孔剖面图（b）（据内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院修改）
Figure 3. (a) Profile along 3 exploration trench in the western section and (b) boreholes profile along exploration line 9 in the eastern section of the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 4 下陶勒盖铁铜矿床矿石手标本及显微照片
a.浸染状构造（含少量黄铜矿）；b.条带状构造；c.脉状构造（含自形黄铁矿）；d.磁铁矿呈半自形–他形粒状结构；e.磁铁矿呈乳滴结构；f.浸蚀结构（黄铜矿中包含磁黄铁矿）；g.黄铜矿交代磁铁矿呈港湾状结构；h.黄铜矿交代磁铁矿呈交代残余结构；i.磁黄铁矿包含黄铜矿呈包含结构；Ccp.黄铜矿；Mgt.磁铁矿；Po.磁黄铁矿
Figure 4. Field photographs and microphotographs of the ore from the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 5 下陶勒盖铁铜矿床围岩蚀变特征
a.粗晶透闪石；b.强烈透闪石化；c.钾质脉体切穿岩体；d.磁铁矿大理岩中长英质脉体；e.破碎带中孔雀石化和方解石脉体；f.针柱状透闪石晶体组成放射状及柱状集合体；g.粒状透辉石；h.柱状硅灰石；i.深色鳞片状金云母；Di.透辉石；Phl.金云母；Tr.透闪石；Wo.硅灰石
Figure 5. Alteration characteristics of the wall-rock from the Xiataaolegai iron and copper deposit
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图 6 下陶勒盖铁铜矿床岩体手标本及显微照片
a.东矿段花岗闪长岩体露头；b.花岗闪长岩中浸染状矿化；c.花岗闪长岩镜下照片；d.西矿段二长花岗岩体露头；e.二长花岗岩体手标本；f.二长花岗岩镜下照片；Bt.黑云母；Kp.钾长石；Pl.斜长石；Qtz.石英
Figure 6. Field photographs and microphotographs of the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 7 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩主量元素图解
a.花岗岩TAS图解（Middlemost，1994）；b.花岗岩MALI-SiO2图解（Frost et al.，2001）；c.花岗岩SiO2-AR图解（Leng et al.，2018）；d.A/NK-A/CNK图解（Tan et al.，2023）
Figure 7. Major elements diagrams of the granodiorite and monzogranite the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 8 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩哈克图解
a.Al2O3-SiO2协变图；b.TFe2O3-SiO2协变图；c.MgO-SiO2协变图；d.TiO2-SiO2协变图；e.Na2O-SiO2协变图；f.CaO-SiO2协变图
Figure 8. Harker diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 9 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩稀土、微量元素图解
a.稀土元素球粒陨石标准化分配曲线；b.微量元素原始地幔标准化蛛网图（球粒陨石标准值和原始地幔标准化值据Tan et al.，2023）
Figure 9. Ree and trace elements diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit
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图 10 花岗闪长岩典型测点CL图像（a）及年龄与锆石U-Pb加权平均年龄、谐和年龄图（b）
图a中标示年龄为锆石206Pb/238U年龄
Figure 10. (a) Zircon cathodoluminescence (CL) images of the granodiorite and (b) Zircon U-Pb concordia and weighted average age diagrams of the granodiorite
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图 11 二长花岗岩典型测点CL图像（a）及年龄与锆石U-Pb加权平均年龄、谐和年龄图（b）
图a中标示年龄为锆石206Pb/238U年龄
Figure 11. (a) Zircons cathodoluminescence (CL) images of the monzogranite and (b) Zircon U-Pb concordia and weighted average age diagrams of the monzogranite
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图 12 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩成因类型图解
a.花岗岩Ce-SiO2图解（据洪大卫等，2000）；b.I型花岗岩P2O5-SiO2图解（据吴福元等，2007；Essaifi et al.，2014）
Figure 12. Granite discrimination diagrams for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper depositcopper deposit
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图 13 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩微量元素构造环境图解
a.Nb-Y构造判别图解（Pearce et al.，1984）；b.Ta-Yb构造判别图解（Pearce，1983）；c.Th/Yb-Ta/Yb构造判别图解（Bonin et al.，2007）；d.La/Yb图解（Profeta et al.，2015）
Figure 13. Tectonic discrimination diagram of trace elements for the the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper depositcopper deposit
表 1 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩全岩主量元素（%）、稀土和微量元素（10−6）分析结果表
Table 1 Major elements (%), REE and trace elements (10−6) compositions of the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit
样品号 样品名 SiO2 TiO2 Al2O3 TFe2O3 MgO CaO Na2O K2O P2O5 烧失量 总量 Sc Ti Cr Co Ni Rb Sr Y Zr XT-044 花岗闪
长岩65.92 0.43 15.56 3.21 0.88 3.46 1.95 6.28 0.19 1.22 98.89 8.75 2556.73 2.87 2.87 3.16 273.09 217.88 25.11 245.99 XT-045 花岗闪
长岩63.38 0.49 16.61 3.98 1.49 3.31 2.23 5.34 0.21 1.23 98.26 11.75 2998.22 3.1 7.21 9.83 228.31 345.71 26.05 327.47 XT-046 花岗闪
长岩64.57 0.38 16.47 3.31 1.03 2.62 2.34 6.05 0.14 2.21 99.11 7.49 2254.02 3.45 4.03 8.22 248.55 287.41 15.45 248.25 XT-048 花岗闪
长岩65.57 0.41 16.46 3.37 1.17 2.31 1.67 6.42 0.14 1.99 99.47 8.22 2414.66 3.19 3.68 3.61 278.26 260.31 16.29 285.03 XT-049 花岗闪
长岩68.76 0.31 15.38 2.89 0.94 2.37 2.17 4.91 0.12 1.44 99.27 7.12 1846.33 2.45 4.43 2.36 217.81 271.06 17.87 193.32 XT-051 二长花
岗岩73.81 0.01 14.63 0.32 0.18 1.23 2.82 5.93 0.03 0.85 99.81 1.42 173.01 2.58 0.40 4.89 188.62 202.72 8.46 38.08 XT-052 二长花
岗岩74.47 0.01 13.81 0.34 0.18 0.85 3.03 5.53 0.05 1.11 99.33 1.07 179.12 1.45 0.26 1.23 189.78 185.41 8.36 24.17 XT-053 二长花
岗岩74.24 0.04 13.93 0.49 0.15 1.13 2.97 5.74 0.05 1.09 99.83 2.86 242.92 0.79 0.24 0.83 173.77 188.01 13.94 24.98 XT-054 二长花
岗岩73.95 0.02 14.15 0.51 0.18 1.42 3.08 5.21 0.03 1.34 99.88 1.96 209.39 0.47 0.41 0.63 166.95 153.62 16.85 48.82 样品号 样品名 Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Hf Lu Ta Pb Bi Th XT-044 花岗闪
长岩888.49 36.12 73.21 8.23 32.96 5.89 1.35 4.95 0.62 4.74 0.87 2.57 0.41 2.23 5.96 0.36 1.03 3.56 0.58 5.54 XT-045 花岗闪
长岩1207.12 41.49 87.39 9.81 40.31 7.39 1.69 5.88 0.74 5.06 0.95 2.81 0.42 2.35 8.12 0.39 1.04 11.62 0.21 10.83 XT-046 花岗闪
长岩1383.96 64.21 122.78 12.46 45.29 6.83 1.63 5.37 0.54 3.51 0.73 2.13 0.33 2.01 6.31 0.33 0.99 9.91 0.22 15.19 XT-048 花岗闪
长岩1269.25 61.25 118.09 12.01 45.63 6.66 1.56 5.31 0.62 3.86 0.77 2.35 0.36 2.10 7.26 0.34 0.96 11.63 0.28 16.21 XT-049 花岗闪
长岩897.14 43.05 83.32 8.95 33.11 4.92 1.13 4.01 0.49 3.19 0.66 2.04 0.33 2.01 5.19 0.33 1.57 12.75 0.14 16.01 XT-051 二长花
岗岩379.84 8.09 23.35 2.56 9.33 1.74 0.64 1.63 0.24 1.89 0.41 1.29 0.23 1.26 1.72 0.22 0.61 31.71 0.07 8.39 XT-052 二长花
岗岩281.22 9.08 23.43 3.02 11.09 2.17 0.59 1.81 0.29 2.21 0.46 1.41 0.27 1.56 1.45 0.25 2.61 30.96 0.11 9.21 XT-053 二长花
岗岩354.39 8.38 17.89 2.84 10.41 2.23 0.47 2.04 0.36 2.96 0.66 2.04 0.36 2.25 1.52 0.35 1.42 19.36 0.06 9.71 XT-054 二长花
岗岩224.21 12.23 35.46 4.23 16.24 3.16 0.64 2.89 0.45 3.82 0.81 2.55 0.46 2.66 1.75 0.42 1.12 22.92 0.07 11.32 
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表 2 下陶勒盖铁铜矿床花岗闪长岩与二长花岗岩锆石U-Pb同位素 LA-ICP-MS 定年结果表
Table 2 Results of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating for the granodiorite and monzogranite from the Xiataolegai iron and copper deposit
测试
点号元素含量 （10−6） 232Th/238U 同位素比值 年龄 （Ma） 谐和度（%） 206Pb 238U 232Th 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 样品 XT-47花岗闪长岩 XT-47-1 33.0 420 270 0.64 0.055683 0.000971 0.555747 0.009897 0.072438 0.000761 439.8 38.8 448.8 8.0 450.8 4.7 99 XT-47-2 59.5 708 635 0.90 0.056501 0.000875 0.567133 0.009134 0.072766 0.000745 472.1 34.3 456.2 7.3 452.8 4.6 99 XT-47-3 53.9 671 512 0.76 0.060149 0.000909 0.593241 0.009375 0.071511 0.000737 608.9 32.7 472.9 7.5 445.3 4.6 93 XT-47-4 54.7 677 536 0.80 0.061129 0.000972 0.601235 0.010187 0.071153 0.000719 643.8 34.2 478.0 8.1 443.1 4.5 92 XT-47-5 77.9 885 908 1.03 0.056599 0.000819 0.579132 0.008990 0.074183 0.000800 475.9 32.0 463.9 7.2 461.3 5.0 99 XT-47-6 68.4 820 758 0.92 0.057073 0.000838 0.566472 0.008859 0.071918 0.000750 494.3 32.4 455.7 7.1 447.7 4.7 98 XT-47-7 39.8 490 382 0.78 0.056459 0.000908 0.565446 0.009521 0.072619 0.000764 470.5 35.6 455.1 7.7 451.9 4.8 99 XT-47-8 51.5 643 536 0.83 0.055836 0.000856 0.548034 0.008808 0.071138 0.000731 445.9 34.1 443.7 7.1 443.0 4.6 99 XT-47-9 60.7 701 703 1.00 0.058394 0.000891 0.590287 0.009525 0.073264 0.000765 544.6 33.3 471.1 7.6 455.8 4.8 96 XT-47-10 43.6 530 368 0.70 0.057726 0.000928 0.596570 0.010196 0.074922 0.000807 519.4 35.3 475.1 8.1 465.7 5.0 98 XT-47-11 59.9 707 663 0.94 0.057924 0.000903 0.585539 0.009673 0.073272 0.000772 526.9 34.2 468.0 7.7 455.8 4.8 97 样品 XT-50二长花岗岩 XT-50-1 65.7 853 373 0.44 0.058255 0.000854 0.599708 0.009533 0.074612 0.000805 539.4 32.1 477.0 7.6 463.5 5.0 97 XT-50-2 63.4 846 329 0.39 0.055924 0.000827 0.568218 0.008921 0.073668 0.000772 449.3 32.8 456.9 7.2 458.2 4.8 99 XT-50-3 65.6 882 334 0.38 0.060274 0.000926 0.598740 0.009818 0.071920 0.000739 613.4 33.2 476.4 7.8 447.7 4.6 93 XT-50-4 61.5 809 332 0.41 0.055732 0.000883 0.569984 0.009641 0.074167 0.000811 441.7 35.3 458.0 7.7 461.2 5.0 99 XT-50-5 69.7 910 506 0.56 0.064514 0.001077 0.626786 0.009992 0.071055 0.000806 758.5 35.2 494.1 7.9 442.5 5.0 88 XT-50-6 57.6 750 312 0.42 0.056160 0.000843 0.579898 0.009349 0.074860 0.000805 458.7 33.3 464.4 7.5 465.4 5.0 99 XT-50-7 72.2 902 414 0.46 0.060178 0.000886 0.631297 0.009776 0.076404 0.000902 610.0 31.8 496.9 7.7 474.6 5.6 95 XT-50-8 66.8 877 295 0.34 0.055790 0.000832 0.581459 0.009302 0.075534 0.000787 444.0 33.2 465.4 7.4 469.4 4.9 99 XT-50-9 45.2 581 259 0.45 0.056166 0.000925 0.580605 0.010168 0.074984 0.000806 458.9 36.5 464.9 8.1 466.1 5.0 99 注：1σ代表单个数据点误差。
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