Zircon and apatite fission track chronology of intrusive rocks in the Bainaimiao Cu-Au deposit, Inner Mongolia

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.12.57

Abstract

Abstract:

Porphyry copper deposits often experience late-stage uplifting, denudation, destruction and transformation after deposition. The Bainaimiao Cu-Au deposit in Inner Mongolia is one of the few Early-Paleozoic porphyry copper deposits in the orogenic belt of northern China, therefore, it is of both theoretical and practical (in mineral prospecting) significance to study the mineral alteration/preservation processes. According to thermochronological analysis of zircon fission tracks and apatite fission tracks, the total denudation of the Cu-Au mining area since 150 Ma is between 3.11-3.25 km, and the late-stage uplifting and cooling of intrusive rocks in the study area can be characterized by a three-stage process. During the rapid exhumation stage between 150-90 Ma, the tectonic stress is mainly compressional, and the average denudation rate is 0.0457 mm/a; in the stable denudation stage from 90 to 20 Ma, extensional stress dominates, and the average denudation rate is 0.0033 mm/a; and during the rapid exhumation stage from 20 Ma to present, compressional stress again dominates, and the average denudation rate is 0.0388 mm/a. Thus, from the Caledonian to Yanshanian, affected by subduction and collision of the ancient Asian Ocean and intracontinental orogenic activities, the mining area is under tectonic stresses alternating between compressional and extensional, which provides favorable geological conditions for mineral alteration/preservation in the Bainaimiao Cu-Au deposit.

Key words: Bainaimiao Cu-Au deposit, structural-thermal history, fission track age, mineral alteration/preservation

CLC Number:

P618.41

LÜ Zhao, XU Zhan, PANG Jianzhang, WANG Jichun, WANG Jianping, YUAN Shuopu. Zircon and apatite fission track chronology of intrusive rocks in the Bainaimiao Cu-Au deposit, Inner Mongolia[J]. Earth Science Frontiers, 2023, 30(3): 386-398.

Figures/Tables 9

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样品编号	经纬度	高程/m	采样位置	岩性
BNM-12	42°13'24.6″N 112°31'45.2″E	1 342.6	Ⅷ矿段北部露头	白云母花岗岩
BNM-14	42°13'27.4″N 112°31'50.4″E	1 314.0	Ⅷ矿段北部露头	石英闪长岩
BNM-19	42°13'37.0″N 112°31'33.1″E	1 286.1	Ⅷ矿段北部露头	石英闪长岩
BNM-33	42°13'47.0″N 112°30'23.8″E	1 312.6	矿区中部露采坑	钾化白云母花岗岩
BNM-42	42°13'34.8″N 112°29'32.1″E	1 289.9	矿区中部露头	钾化花岗闪长斑岩
ZK133301-2	约42°14'2.0″N 112°27'54.9″E	450	13矿段钻孔编号ZK133301	钾化花岗闪长斑岩
ZK133301-3,4	约42°14'2.0″N 112°27'54.9″E	790	13矿段钻孔编号ZK133301	钾化花岗闪长斑岩

样品编号	经纬度	高程/m	采样位置	岩性
BNM-12	42°13'24.6″N 112°31'45.2″E	1 342.6	Ⅷ矿段北部露头	白云母花岗岩
BNM-14	42°13'27.4″N 112°31'50.4″E	1 314.0	Ⅷ矿段北部露头	石英闪长岩
BNM-19	42°13'37.0″N 112°31'33.1″E	1 286.1	Ⅷ矿段北部露头	石英闪长岩
BNM-33	42°13'47.0″N 112°30'23.8″E	1 312.6	矿区中部露采坑	钾化白云母花岗岩
BNM-42	42°13'34.8″N 112°29'32.1″E	1 289.9	矿区中部露头	钾化花岗闪长斑岩
ZK133301-2	约42°14'2.0″N 112°27'54.9″E	450	13矿段钻孔编号ZK133301	钾化花岗闪长斑岩
ZK133301-3,4	约42°14'2.0″N 112°27'54.9″E	790	13矿段钻孔编号ZK133301	钾化花岗闪长斑岩

样品号	颗粒数 (n)	ρ_s(N_s)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_i(N_i)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_d(N)/ (10⁵·cm^-2)	P(χ²)/%	中值年龄 (±1σ)/Ma	池年龄 (±1σ)/Ma
BNM-14	35	135.734 (3 816)	57.445 (1 615)	16.414 (7 234)	93.5	169±8	169±8
BNM-42	35	178.285 (5 170)	15.683 (7 234)	45.5 (7 234)	45.5	169±8	169±7
ZK133301-2	34	155.76 (5 068)	56.028 (1 823)	14.952 (7 234)	9.6	180±9	181±8

样品号	颗粒数 (n)	ρ_s(N_s)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_i(N_i)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_d(N)/ (10⁵·cm^-2)	P(χ²)/%	中值年龄 (±1σ)/Ma	池年龄 (±1σ)/Ma
BNM-14	35	135.734 (3 816)	57.445 (1 615)	16.414 (7 234)	93.5	169±8	169±8
BNM-42	35	178.285 (5 170)	15.683 (7 234)	45.5 (7 234)	45.5	169±8	169±7
ZK133301-2	34	155.76 (5 068)	56.028 (1 823)	14.952 (7 234)	9.6	180±9	181±8

样品号	高程/ m	颗粒数	ρ_s(N_s)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_i(N_i)/ (10⁵·cm^-2)	ρ_d(N_d)/ (10⁵·cm^-2)	U/10^-6	P(χ²)/ %	池年龄 (±1σ)/Ma	平均径迹长度/ (μm±1σ)(N_j)	标准偏差/μm
BNM-12	1 342.6	31	12.205 (3 087)	27.403 (6 931)	12.4 (2 478)	25.93	38	96.9±2.2	13.36±0.1 (101)	1.97
BNM-14	1 314.0	31	6.877 (1 575)	14.13 (3 236)	12.5 (2 498)	13.65	99	106.5±3.3	13.61±0.1 (83)	1.91
BNM-19	1 286.1	30	5.446 (1 599)	11.805 (3 466)	12.6 (2 518)	11.22	87	100.9±3.1	13.17±0.11 (98)	1.96
BNM-33	1 312.6	29	14.49 (2 306)	34.824 (5 542)	12.8 (2 558)	32.77	6	94.0±2.8	13.25±0.1 (102)	1.85
BNM-42	1 289.9	30	6.546 (2 090)	15.683 (5 007)	12.9 (2 578)	14.15	10	93.5±6.1	12.75±0.12 (100)	1.71
ZK133301-2	450	32	10.26 (2 651)	25.363 (6 553)	13 (2 598)	22.45	51	92.2±2.1	12.84±0.11 (100)	1.94
ZK133301-3,4	790	29	9.592 (2 193)	23.471 (5 366)	13.1 (2 618)	21.08	21	93.9±2.7	12.31±0.12 (99)	1.84