Petrogenesis and tectonic setting of the quartz porphyry in Mazhuangshan gold deposit, Eastern Tianshan Orogen: Evidence from geochemistry, zircon U-Pb geochronology and Sr-Nd-Hf isotopes

马庄山金矿位于东天山东段，矿区出露有大量的石英斑岩，总体上呈北东走向，沿矿区中部断裂侵入。石英斑岩呈灰白色，具斑状结构，斑晶主要为石英，少量正长石和斜长石，基质为长英质和少量暗色矿物。石英斑岩的Na2O+K2O含量为3.55%~9.67%，Al2O3含量（10.37%~14.28%），K2O/Na2O比值为2.57~66.5，显示富碱高钾、过铝质特征；稀土含量中等（65×10-6~161×10-6），轻重稀土分异中等（[La/Yb]N=6.15~12.5），相对富集轻稀土元素、具弱的负Eu异常。微量元素总体富集Rb、K、Th、U和Pb，亏损Sr、Ba、P、Nb和Ti等元素，与活动大陆边缘弧火成岩的微量元素特征一致。马庄山石英斑岩的SiO2与P2O5呈现负相关关系，Y、Th与Rb均呈现正相关的关系，说明研究区的次火山岩属于I型花岗岩类。对马庄山石英斑岩内岩浆锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年，获得一致曲线年龄为315.4±0.6Ma（MSWD=0.67），加权平均年龄为316.0±2.0Ma（MSWD=0.23），将矿区内以石英斑岩为主的次火山岩侵位时间限定在314~318Ma。石英斑岩具有较高的（87Sr/86Sr）i值（0.7077~0.7102），较低的eNd（t）值（-1.62~1.82），Nd的二阶段模式年龄（tDM2）为0.9~1.2Ga，eHf（t）值为-3.2~0.4，tDM2在1.28~1.51Ga之间，暗示岩石来自于下地壳物质重熔，可能有部分地幔物质加入。综合石英斑岩的地质、地球化学和年代学特征，认为东天山东段，在晚石炭世，马庄山地区处于与俯冲相关的活动陆缘弧环境。