对土耳其耶尼切（比加半岛）渐新世侵入岩进行了综合的地质年代学、同位素（Sr、Nd和Pb）及矿物化学研究，并探讨了这些岩石与岩浆-热液矿床系统之间的联系

《Geochemistry》：Integrated geochronological, isotopic (Sr, Nd and Pb) and mineral chemistry investigations of Oligocene intrusive rocks and their link to magmatic-hydrothermal ore systems, Yenice (Biga Peninsula), Türkiye

晚渐新世Yenice地区侵入体与矿化系统的时空关联性研究。通过锆石U-Pb年代学、辉钼矿Re-Os定年及Sr-Nd-Pb同位素地球化学分析，确定侵入体结晶年龄为25.5±0.65Ma，与矿化事件年龄一致。岩石地球化学显示地幔源岩经部分熔融形成高钾钙碱性花岗岩，氧 fugacity达ΔNNO=-0.09至2.68，氢含量3.46-5.72wt%表明具备斑岩型成矿条件。研究揭示特提斯造山带西北部晚渐新世岩浆活动与多类型热液成矿的时空耦合机制。

　　

穆斯塔法·奇切克（Mustafa ?i?ek）|托尔加·奥伊曼（Tolga Oyman）|马丁·R·帕尔默（Martin R. Palmer）|伊丽莎白·J·卡特洛斯（Elizabeth J. Catlos）|大卫·塞尔比（David Selby）|亚尔钦·埃尔索伊（Yal??n Ersoy）|梅兰妮·卡利沃达（Melanie Kaliwoda）

土耳其伊兹密尔布卡市杜科兹埃伊尔大学（Dokuz Eylül University）地质工程系，邮编TR-35160

摘要

土耳其西北部比加半岛（Biga Peninsula）东部的耶尼切（Yenice）地区存在晚渐新世侵入体，这些侵入体与岩浆-热液成矿系统具有遗传联系。本研究结合了新的原位²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石地质年代学数据、ReOs钼矿测年结果、Sr-Nd-Pb同位素地球化学数据以及矿物化学信息，以探讨岩浆活动与矿化作用之间的时间和遗传关系。耶尼切地区查基罗巴（?ak?roba）、内夫鲁兹（Nevruz）、索富拉尔（Sofular）和索古贾克（So?ucak）侵入体的加权平均²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石结晶年龄为25.5±0.65 Ma（±1σ，n = 29颗锆石）。这一年龄与ReOs钼矿的年龄范围（25.39±0.10 Ma至25.76±0.11 Ma）重叠，支持它们同时发生侵入和矿化作用。这些花岗岩具有高钾钙碱性特征、富金属特性以及I型岩石类型，其Sr-Nd-Pb同位素组成表明它们来源于富集的次大陆地幔物质，且地壳混合作用有限。黑云母和角闪石的成分显示高氧逸度（ΔNNO = ?0.09至2.68）和较高的熔融水含量（H₂O_melt = 3.46–5.72 wt%），这些是斑岩相关矿化作用的关键参数。黑云母的卤素逸度（IV(F/Cl) = 5.99–6.28）进一步表明该地区存在有利于成矿的岩浆-热液体系。这些发现凸显了该地区在斑岩、矽卡岩和热液矿化方面的潜力，并为未来针对安纳托利亚西北部渐新世侵入体相关热液系统的勘探提供了框架。

引言

土耳其西北部的比加半岛属于特提斯造山带（Tethyan orogenic belt），该地区以新近纪广泛的岩浆活动和相关的成矿作用为特征（图1）。这里的岩浆活动发生在晚白垩世-古新世时期，当时北部的庞蒂德弧（Pontide arc）与欧亚板块的南部活动边缘发生碰撞，而南部的安纳托利德-陶里德块（Anatolide-Tauride Block）也参与了碰撞过程（例如，Y?lmaz等人，2001年）。比加半岛拥有众多大型矿床，包括斑岩、热液和矽卡岩型矿化系统（Yi?it，2012年；Ku?cu等人，2019年；Oyman，2019年）。其中，耶尼切地区的岩浆岩中含有多种矿化类型，尤其是Pb–Zn–Cu±Ag±Au矿化，具有重要的经济价值（?i?ek等人，2021年）。

耶尼切地区出露的岩浆岩与多种矿床类型有关，包括热液脉、矽卡岩系统和斑岩型矿化（Aysal，2015年；?i?ek等人，2021年）。关于矿化作用的精确机制，包括岩浆流体、温度、压力和氧化状态的作用，目前仍知之甚少。本研究旨在通过提供耶尼切地区岩浆岩的地质年代学、同位素地球化学和矿物化学的新见解来填补这一空白。

具体而言，利用原位（薄片）二次离子质谱（SIMS）²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石地质年代学方法确定了侵入体的结晶年龄，为耶尼切地区的岩浆-热液演化建立了可靠的时间框架；同时对索古贾克（So?ucak）和索富拉尔（Sofular）地区的ReOs钼矿进行了测年，进一步明确了矿化的时间。长石、黑云母和角闪石的矿物化学数据提供了结晶过程中的氧逸度、温度和压力信息，这些参数对于理解岩浆环境及其与矿化作用的关系至关重要（Zarasvandi等人，2019年；Zarasvandi等人，2020年）。这些数据与花岗岩的整体Sr、Nd和Pb同位素分析相结合，有助于阐明该地区的岩浆环境及其与成矿过程的关系。

区域地质

安纳托利亚西部的前新生代基底由两个主要大陆地块在中生代晚期合并而成：北部的庞蒂德地块（Pontides，或?eng?r和Y?lmaz，1981年所称的罗德佩-庞蒂德片断）和南部的安纳托利德-陶里德块（ATB，Okay等人，1996年）。庞蒂德地块的基底由伊斯坦布尔（?stanbul）、斯特兰贾（Strandja）和萨卡里亚（Sakarya）地带组成，是一个晚白垩世形成的大陆弧

耶尼切北部地区的地质背景和成矿作用

研究区域位于比加半岛东部，耶尼切地区以北（图1）。该地区的基底由萨卡里亚地带（Sakarya Zone）岩石构成，包括卡兹达格地块（Kazda? Massif）和卡拉卡亚复合体（Karakaya Complex）（Duru等人，2004年；Okay和G?ncüo?lu，2004年；图1）。卡兹达格地块主要由片麻岩、角闪岩、大理石和高级片岩组成（Duru等人，2004年；Erdo?an等人，2013年）。卡拉卡亚复合体经历了强烈的变形和部分变质作用

采样与分析方法

在野外研究中，共采集了25块岩石和9个矿石样本（见补充表S1），其中包括来自耶尼切北部地区岩体中部和边缘区域的15个样本，用于进行整体岩石地球化学分析。采样地点包括内夫鲁兹（Nevruz）、索富拉尔（Sofular）和查基罗巴（?ak?roba）岩体、索古贾克（So?ucak）和卡拉科伊（Karak?y）斑岩、索富拉尔（Sofular）和索古贾克（So?ucak）钼矿（Mo）及铜矿（Cu）矿化区、卡拉科伊（Karak?y）蚀变带、哈拉奇拉尔（Halla?lar）火山岩以及阿拉普丘坎德雷（Arapu?andere）铅锌铜（Pb-Zn-Cu）矿床。

锆石原位²³⁸U-²⁰⁶Pb年龄测定

对4个花岗岩样本进行的原位离子微探针²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石分析共获得了21颗锆石颗粒的29个点分析结果。个别²³⁸U-²⁰⁶Pb年龄范围从11.3±1.5 Ma（晚中新世，AC14，索古贾克斑岩中的锆石2）到31.8±1.2 Ma（早渐新世，AC10，查基罗巴岩体中的锆石1）。排除这些异常数据后，其余数据的加权²³⁸U-²⁰⁶Pb年龄为25.5±0.33/0.65 Ma（±内部分析不确定性/外部不确定性；晚渐新世）。

地质年代学框架

耶尼切北部地区的岩浆活动和热液活动的时间演化有助于了解晚渐新世构造运动与结晶、冷却和矿化过程之间的相互作用。总体而言，²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石年龄表明，内夫鲁兹-查基罗巴侵入体复合体以及查基罗巴和索古贾克斑岩的形成时间较短（基于25.5±0.33/0.65 Ma的锆石年龄），这与该地区的晚渐新世特征一致

结论

本研究为理解耶尼切北部地区（比加半岛东部）的岩浆-热液演化提供了全面的地质年代学、同位素和矿物学框架。原位²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石地质年代学和ReOs钼矿测年结果证实了岩体侵入与矿化作用在时间上的重叠，加权平均²³⁸U-²⁰⁶Pb锆石结晶年龄为25.5±0.65 Ma，而钼矿化作用发生在25.76±0.11 Ma至25.39±0.10 Ma之间。

作者贡献声明

穆斯塔法·奇切克（Mustafa ?i?ek）：负责撰写初稿、验证、软件应用、方法论设计、数据分析、数据整理及概念构建。托尔加·奥伊曼（Tolga Oyman）：负责撰写、审稿与编辑、验证、方法论指导、数据分析及数据整理。马丁·R·帕尔默（Martin R. Palmer）：负责撰写、审稿与编辑、验证及数据分析。伊丽莎白·J·卡特洛斯（Elizabeth J. Catlos）：负责撰写、审稿与编辑、验证及数据分析。大卫·塞尔比（David Selby）：负责撰写及审稿。

未引用参考文献

Bozkaya和Banks，2015年

Bozkaya等人，2008年

Orgün等人，2005年

Parsapoor等人，2015年

Stein和Dietl，2001年

Stein等人，2001年

Yi?it，2009年

Zartman和Doe，1981年

利益冲突声明

通讯作者（穆斯塔法·奇切克：[e-mail]）代表所有作者声明，不存在任何可能对提交的手稿或相关人员产生不当影响的财务或非财务利益冲突。

作者所获得的所有支持已在手稿的致谢部分适当说明。

致谢

本研究是第一作者在杜科兹埃伊尔大学地质系攻读博士学位期间的工作成果，由托尔加·奥伊曼教授指导。该研究的资金支持来自土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK）的研究项目（编号?AYDAG – 114Y055）和国际博士研究奖学金计划（编号2214-A）。SIMS地质年代学分析得到了美国国家科学基金会（NSF，项目编号0937254）和德克萨斯大学的支持。