新疆沙泉子铜铁矿床位于中国著名的铁矿产区东天山东部，距哈密市东南180km。属雅满苏-沙圈子成矿区，位于沙圈子深大断裂北侧，属沙圈子背斜南翼。出露地层属于中石炭统沙泉子组中段的一套中性(偏酸性)火山岩和火山碎屑岩。在以往的地质勘查工作中，对矿区的主要矿体和地质特征做了一些工作，但工作重点是对露头矿的评价，而对矿区的成矿作用，特别是成矿规律、控矿因素和成矿时代的研究不足，整体地质研究程度较低。因此，本文在前人研究的基础上，重点研究了成矿时代问题。
一、矿区地质背景
沙泉铜铁矿区区域构造位置属于塔里木盆地北缘(工程级)，觉罗塔格(阿齐山-崖门苏)晚古生代岛弧带(ⅱ级)，南以阿奇克库都克-沙泉子深断裂为界，毗邻东天山中央隆起带，划分中天山变质带，北连康古尔断裂与康古尔弧盆地(图1)。
本区出露地层主要有玄武岩、英安岩、流纹岩、凝灰岩等。下石炭统雅满苏组(Cly)和下二叠统阿其布拉克组(Pla)，以及一些杂砂岩。侵入岩发育，华力西中期岩浆作用最强，主要为花岗闪长岩、二长花岗岩和黑云母花岗岩。早石炭世是一个火山活动强烈的时期，基本属于一系列深海沉积角闪石岩，在岛弧带有一次中心喷发，自西向东形成一系列火山构造(火山弯曲、火山洼地、火山机构)，并形成一些相关的系列铜铁矿床。
图1新疆东天山沙泉子地区构造图(1 ∶ 50万)
(据报2002年报道)
1.岛弧火山岩；2.大陆坡沉积；3.角闪岩相变质岩；4.蛇绿岩套和镁铁质-超镁铁质岩石；
5.克拉通；6.弧后盆地沉积；7.新生代沉积；8.双峰式火山岩；
9.俯冲带(箭头指俯冲方向)；10.故障；11.逆掩断层；12.工作区域；ⅰ.塔里木大陆；
1.塔里木古陆；ⅰ.北山裂谷；ⅱ.东天山古生代造山带；ⅱ-1.塞利克赛弧后盆地；
ⅱ-2.红柳河-玉石山弧后盆地；2.中天山早古生代岛弧带；
3.晚古生代阿齐山-雅满苏岛弧带；Ⅱ.晚古生代康古尔弧盆地
二。矿床地质特征分析
矿区主要含矿带位于矿体中部(图2)，位于英安岩顶部，夹凝灰岩和角闪石。矿带长1.3公里，宽30～70米，被后期的剪切断层打断和切割成段。含矿带由磁性矿体和磁铁矿蚀变岩组成。矿体规模自东向西变化较大，单个矿体长30 ~ 400 m，表观厚度约2 ~ 12 m，估计TFe平均品位在35% ~ 40%之间，自西向西TFe品位变化较大，平均超过40% (TFE)。地表铜矿化主要为孔雀石，含量较低。矿体不连续，呈层状、透镜状。矿区主要蚀变类型有矽卡岩化、钾长石化、绢云母化、碳酸盐化等。从钾长石到绢云母化，热液温度或碱度降低。
矿区层状矿体存在“层间”滑移，受断裂带控制，成矿断裂带一般与岩层产状一致(136°∠20°)。但岩层受区域背斜控制，然后经历各种构造活动，导致不同部位原岩岩层产状不同。矿体的容矿构造主要是英安岩与凝灰岩之间的不整合，受区域褶皱南翼控制。这个不整合也是一个断裂带(74°∠60°，95°∠46°)，所以矿体可以产在英安岩和凝灰岩中。由于多期成矿作用，形成了四组含矿断裂构造，分别为东西向、南北向、北西向和南北向，以东西向为主。
图2新疆沙泉子铜铁矿床地质图
本区火山岩主要为英安岩和凝灰岩，形成于沙圈子缝合带闭合前后。英安岩具有较高的铁背景含量，凝灰岩具有较高的钙含量，是本区矽卡岩成矿的必要条件和矿源层。与成矿关系密切的蚀变主要是矽卡岩化，即矿石由矽卡岩矿物组成，反映了矿体与矽卡岩的密切成因联系。矽卡岩的形成与岩浆岩有关，因此岩浆侵入岩是本区成矿的热动力和物质来源。根据上述特征，沙圈子铜铁矿床属于与岩浆作用有关的矽卡岩型矿床。
三。样品处理和分析
裂变径迹法是一种反映温度和时间关系的地质温度计。裂变径迹年龄反映了热事件的年龄，当然也可以反映热液成矿的年龄。当矿物短时间经过退火区时，矿物中的原裂变径迹在有效退火前进入径迹稳定区，从而保持原径迹。此时矿物的裂变径迹年龄记录了之前的热事件时代。裂变径迹分析中常用的矿物锆石的密封温度为250℃。锆石矿物可能不是热液成矿的典型矿物，但只要经历热液成矿的热转化，即裂变径迹退火，就能反映成矿的热历史特征。
采集矿区附近侵入岩中的锆石进行裂变径迹年龄测定。测试的样品是新鲜的，未改变的，没有明显的变化迹象。取样位置见图2。将采集的岩样破碎至60 ~ 80目左右，破碎后的粒度与岩石中矿物的粒度相适应。然后对单矿物进行分选，尽可能多的选出单矿物。错石的所选单矿物用聚全氟乙丙烯热压法取样后，用化学蚀刻法揭示被测矿物的自发径迹，用普通光学显微镜即可观察到。根据IUGS推荐的ε常数法和标准裂变径迹年龄方程计算年龄值。裂变径迹法确定地质年龄的特点是裂变径迹测量裂变的辐射损伤效应，根据矿物中238 U自发裂变产生的径迹数和自发裂变速度计算裂变时间，即裂变径迹年龄。
四。裂变径迹实验结果分析
五个锆石样品的裂变径迹年龄在126±8ma到177±10ma之间(表1)。X2检验是判断单个粒子年龄变化程度的有效方法。当P (x2) > 5%时，属于同组年龄，否则属于混合年龄。测试的5个锆石样品中，有3个样品的P (%)值远大于5，属于同一个年龄组，即具有确切的年龄意义，而另外2个样品(SQ4和SQ28)的P (%)值小于5，应该是表观混合年龄。根据样品的单颗粒年龄直方图(图3)，样品SQ4和SQ28明显有两个年龄组，主体约为170 Ma，另一个为240 Ma，应该是两次热事件的反映。锆石裂变径迹年龄闭合温度约为250℃，退火带温度为180 ~ 350℃，相对较高，不易退火，与研究区成矿温度相当。因此，我们认为这里的断裂年龄应该是岩石形成年龄或成矿年龄，即成矿年龄在126m ~ 240ma之间。
表1锆石裂变径迹分析结果
图3单颗锆石的年龄直方图(显示年龄组:约170 Ma和240 Ma)
方等(2006)认为，沙泉子铜矿、沙泉子铜铁矿、雅满苏铁矿等铜铁矿床与东天山雅满苏-沙泉子石炭纪火山岛弧带上的火山穹窿构造密切相关，推断沙泉子铜铁矿床形成的构造背景处于石炭纪火山陆缘成熟岛弧向东天山陆缘弧的演化过程中。但通过系统的裂变径迹年代学分析发现，沙泉子铜铁矿床的成矿具有多期性，与野外地质特征一致，存在印支期和燕山期两个成矿期。东天山地区上土屋-延东铜矿一直被认为是海西期成矿，但根据错石裂变径迹年龄系统研究，发现该区有3个成矿期，即289M～276ma、232M～200ma和165M～158ma。本文断裂岩石的主要年龄约为126±8ma～177±10ma和240Ma，分别相当于土屋-延东铜矿区的后两个成矿期。
中生代，中国大陆的构造运动发展进入了一个新阶段。大规模的海侵已经不复存在，大陆地壳区域的陆地普遍上升，进入大陆沉积阶段。印支-燕山运动以陆壳内断块活动为主要特征，塔里木、准噶尔、吐鲁番盆地出现受多组周边断裂构造控制的地体，进入挤压、碰撞、造山、断陷时期。早三叠世地壳进一步减薄，由B型俯冲变为A型俯冲，塔里木陆壳向北俯冲至阿齐山-亚曼苏岛岛弧带之下。三叠纪以后，东天山地区以差异抬升、断块造山和夷平剥蚀为主，侵入岩浆活动微弱。可以推断，石炭纪的火山活动很可能为成矿提供了物质来源，真正的成矿开始于印支早期。
动词 （verb的缩写）结论
由于锆石裂变径迹年龄的闭合温度为250℃，相对较高，不易退火，所以这里得到的锆石年龄应该是岩石形成或矿化的年龄。获得了五条锆石裂变径迹，分析年龄为126±8ma～177±10ma。其中两个样品为混合年龄，其主要年龄为177 Ma和240Ma。裂变径迹分属于126±8ma ~ 177±10ma和240 ma两个年龄组，成矿时代分别为印支-燕山早期，两者相当。
