He, Xi-Heng, Deng, Xiao-Hua, Bagas, Leon, Zhang, Jing, Li, Chao, and Zhang, Wen-Dong
The Xiaorequanzi Cu--Zn deposit is in the westernmost part of East Tianshan Terrane in northwestern China. The deposit is unique in the region being a volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit located near a zone (or belt) containing giant late Paleozoic porphyry Cu deposits. Aiming to better understand the genesis of the mineral deposits in the terrane and their tectonic setting, we report our findings of detailed studies on fluid inclusion microthermometry, Re--Os dating of chalcopyrite from the massive ore, and U--Pb dating of zircons from the host volcanic rocks. There are two sulphide stages with early pyrite succeeded by chalcopyrite--sphalerite, which are hydrothermally overprinted and supergene enriched. The hydrothermal overprinting is characterised by quartz--sulphide veins crossed by carbonate-rich quartz veins. Quartz from the chalcopyrite--sphalerite stage is characterised by primary fluid inclusions containing [H.sub.2]O--NaCl(-C[O.sub.2]) and homogenise at 228-392 [degrees]C with a salinity of 2.2-13.3 wt.% NaCl equiv. Secondary fluid inclusions related to the hydrothermal overprinting homogenise at 170-205 [degrees]C with a salinity of 2.7-12.1 wt.% NaCl equiv. Fluid inclusions in the quartz--sulphide stage of the hydrothermal overprinting contain [H.sub.2]O--NaCl with homogenisation temperatures of 164-281 [degrees]C and salinities in ranging from 2.9 to 12.4 wt.% NaCl equiv. Fluid inclusion in the quartz--calcite stage contain [H.sub.2]O--NaCl with homogenisation temperatures of 122-204 [degrees]C with salinities of 1.4-12.4 wt.% NaCl equiv. These characteristics are like those of the secondary fluid inclusions in the VMS mineralisation. Combining these findings with H--O isotopic data from previous studies, we propose that the primary mineralising fluid is magmatic in origin. Tuff hosting the mineralisation yields a SHRIMP U--Pb zircon age of 352 [+ or -] 5 Ma, which is interpreted as the age of the tuff, and a porphyritic felsite dyke intruding the tuff yields a SHRIMP U--Pb zircon date of 345 [+ or -] 6 Ma, interpreted as the emplacement ageofthe dyke. Chalcopyrite from the main orebodyatXiaorequanzi yieldsaRe--Os isochron ageof336[+ or -]13Ma with an initial [.sup.187]Os/[.sup.188]Os ratio of 0.25 [+ or -] 0.55 (MSWD = 12). Given that the VMS deposit is a syngenetic deposit, we regard the upper ca. 349 Ma limit of the Re--Os date as the approximate age of the chalcopyrite. The three dates are the same within error, and the upper limit of the Re--Os date of ca. 349 is taken as the age of the volcanic, dyke, and mineralisation. The volcanic rocks around the Xiaorequanzi deposit have been previously classified as calc--alkaline to high-K calc--alkaline enriched in large-ion lithophile elements and depleted in high-field-strength elements, which are characteristics indicative of a forearc setting. It is suggested that VMS mineralisation formed in a forearc setting related to the north-directed subduction of the Palaeo-Kangguer or North Tianshan oceanic plates. Key words: East Tianshan Terrane, Xiaorequanzi VMS deposit, chalcopyrite Re--Os, zircon U--Pb, fluid inclusions. Le gisement de Cu--Zn de Xiaorequanzi est situe a l'extremite nord-ouest du terrane du Tianshan oriental, dans le nord-ouest de la Chine. Il s'agit d'un gisement de sulfures massifs volcanogeniques (SMV) singulier dans la region, a proximite d'une zone (ou ceinture) contenant des gisements de Cu porphyriques geants d'age paleozoique tardif. Afin de mieux comprendre la genese des gisements mineraux dans le terrane et leur contexte tectonique, nous faisons etat de resultats d'etudes detaillees de microthermometrie des inclusions fluides, de datation Re--Os sur de la chalcopyrite provenant de minerai massif et de datation U--Pb sur des zircons provenant de roches volcaniques encaissantes. Deux etapes distinctes de formation de sulfures ont produit d'abord de la pyrite, puis de la chalcopyrite et de la sphalerite, sur lesquelles sont surimposes une alteration hydrothermale et un enrichissement supergene. L'alteration hydrothermale est caracterisee par des filons de quartz--sulfures recoupes par des filons de quartz riche en carbonates. Le quartz du stade a chalcopyrite--sphalerite est caracterise par des inclusions fluides primaires a [H.sub.2]O--NaCl(-C[O.sub.2]) donnant des temperatures d'homogeneisation de 228-392 [degrees]C et des salinites de 2,2-13,3 % equiv. NaCl en volume. Des inclusions fluides secondaires associees a l'alteration hydrothermale surimposee donnent des temperatures d'homogeneisation de 170-205 [degrees]C et des salinites de 2,7-12,1 % equiv. NaCl en volume. Les inclusions fluides du stade a quartz--sulfures de l'alteration hydrothermale surimposee contiennent du [H.sub.2]O et du NaCl et ont des temperatures d'homogeneisation de 164-281 [degrees]C et des salinites de 2,9 a 12,4 % equiv. NaCl en volume. Les inclusions fluides du stade a quartz--calcite sont a [H.sub.2]O--NaCl, avec des temperatures d'homogeneisation de 122-204 [degrees]C et des salinites de 1,4-12,4 % equiv. NaCl en volume. Ces caracteristiques sont semblables a celles des inclusions fluides secondaires dans la mineralisation a SMV. En combinant ces resultats a des donnees sur les isotopes de H et O d'etudes anterieures, nous proposons que le fluide associe a la mineralisation primaire etait d'origine magmatique. Du tuf encaissant la mineralisation donne un age U--Pb sur zircons par SHRIMP de 352 [+ or -] 5 Ma, interprete comme etant l'age du tuf, et un dyke porphyrique felsique recoupant le tuf donne un age U--Pb sur zircons par SHRIMP de 345 [+ or -] 6 Ma, interprete comme etant l'age d'intrusion du dyke. De la chalcopyrite du corps mineralise principal a Xiaorequanzi donne un age d'isochrone Re--Os de 336 [+ or -] 13 Ma avec un rapport [.sup.187]Os/[.sup.188]Os initial de 0,25 [+ or -] 0,55 (MSWD = 12). Etant donne que le gisement SMV est un gisement syngenetique, nous considerons que la limite d'age superieure d'environ 349 Ma par datation Re--Os represente l'age approximatif de la chalcopyrite. Les trois ages sont identiques compte tenu de l'erreur, et la limite superieure d'age Re--Os d'environ 349 Ma est consideree comme etant l'age des roches volcaniques, du dyke et de la mineralisation. Les roches volcaniques autour du gisement de Xiaorequanzi ont deja ete classees comme etant calcoalcalines a calcoalcalines riches en K, enrichies en LILE et appauvries en HFSE, des caracteristiques qui indiqueraient un milieu d'avant-arc. Il est propose que la mineralisation a SMV s'est formee dans un milieu d'avant-arc associe a la subduction vers le nord des plaques oceaniques paleo-Kangguer ou Tianshan nord. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : terrane du Tianshan oriental, gisement de SMV de Xiaorequanzi, Re--Os sur chalcopyrite, U--Pb sur zircons, inclusions fluides., Introduction The subduction of modern oceanic plates, such as the Pacific Plate, are associated with volcanogenic massive sulphide (VMS) and porphyry Cu deposits in back-arc basins (Cooke et al. 2005; [...]