新疆哈密香山西铜镍-钛铁矿床系同源岩浆分异演化产物——矿相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学证据

香山西岩体是东天山地区发现的唯一的一个铜镍-钛铁复合型含矿岩体,前人对香山西铜镍-钛铁矿床成因认识一直存在争议。本次通过矿相学研究结合电子探针分析,在香山西铜镍矿石中发现了铜镍硫化物与钛铁氧化物共生的现象,并首次测定了香山西钛铁辉长岩的SIMS锆石U-Pb年龄为278.6±1.8Ma(MSWD=1.2),与前人测得香山中岩体角闪辉长岩的锆石U-Pb年龄基本一致,证实了香山西铜镍矿与钛铁矿为共生关系,两者空间上渐变过渡。岩石地球化学研究表明,香山岩体(包括钛铁辉长岩)为同源岩浆经结晶分异作用形成的一套镁铁-超镁铁质岩体,具有拉斑玄武质岩浆分异演化趋势,并且经历了与地壳物质的混染。与中段和东段岩石相比,香山西辉长岩类具有相对高的REE、SiO₂(平均48.99%)、K₂O+Na₂O(平均3.43%)、TiO₂(平均1.26%)和明显低的Mg^#值(平均62.4),表现出分异演化程度高于中段和东段。经反演得出香山岩体原始岩浆含MgO约10%,FeO约9%,TiO₂约1.14%,与同一成矿带内其它含铜镍矿岩体原始岩浆成份相近,应为 普通的拉斑玄武质岩浆。因此,香山西钛铁矿床的形成机制可能是由普通的拉斑玄武质岩浆,经历了较高程度的分异演化导致钛铁氧化物在残余岩浆中逐步富集,岩浆在上升侵位过程中与地壳物质的混染,不仅促使了岩浆中硫化物的饱和,同时提高了岩浆体系的氧逸度,进而促使了钛铁氧化物结晶沉淀。对香山西钛铁矿床成因研究的启示意义在于,除我国攀西地区高钛的玄武质岩浆外,普通的拉斑玄武质岩浆,在有利的分异演化条件下(如初始低氧逸度、相对高度的分异演化、后期与地壳物质混染)也有可能形成大型钛铁矿床。     

东天山香山铜镍硫化物-钛铁氧化物矿床成因

新疆东天山地区是中国重要的Cu-Ni-Au-Mo-Fe矿集区,目前,该地区唯一的一个铜镍硫化物-钛铁氧化物复合型矿床产自香山岩体中。通过对香山岩体的岩石地球化学和同位素地球化学研究,表明香山岩体是同源岩浆不同演化阶段的产物;硫化物熔离主要受控于岩浆自身分离结晶作用,同化混染和外来硫的加入对硫化物熔离具有一定促进作用。岩浆高度演化、残余岩浆中Ti、Fe元素富集、岩浆体系高氧逸度、富含流体相和挥发分使钛铁氧化物逐步结晶,并在合适的容矿空间富集成矿。     

新疆香山杂岩体的成岩与成矿时序

新疆东天山香山地区镁铁-超镁铁杂岩体中产有香山中中型铜镍矿和香山西大型铜镍-钛铁矿床.杂岩体可分为辉长岩类、超镁铁质岩类和钛铁辉长岩类.野外证据表明三者具有先后侵位关系.本文通过对香山杂岩体不同岩相年代学资料梳理,补充了定年数据,获得香山杂岩体侵位年龄为283.2±2.1Ma,验证了不同岩石系列的侵位时序.此外,锆石年龄数据还记录了本地区曾经发生过的构造-岩浆热事件.利用角闪石40Ar/39Ar测年结果,并结合锆石U-Pb测年结果推测香山西岩体侵位较深,香山中岩体侵位较浅,进一步推测西岩体剥蚀量较大,而中岩体剥蚀量较小.结合野外穿插关系,厘定了杂岩体侵入-成矿事件的时序.     

岩浆铜镍矿与钒钛磁铁矿的过渡类型--新疆哈密香山西矿床

铜镍硫化物矿床与钒钛磁铁矿矿床虽然同属与镁铁-超镁铁质岩有关的岩浆型矿床范畴,但在一般情况下,二者是不共生的.新疆东天山地区的香山西矿床则是一个铜镍矿与钛铁矿共生的实例.香山地区为一复式含矿杂岩体,最早期形成辉长岩(如角闪辉长岩、灰白色细粒辉长岩等)为主体的侵入;第二期侵入的是以辉橄岩、单辉橄榄岩、二辉橄榄岩等为主的超镁铁质岩,含铜镍硫化物矿化;第三期则为岩浆期后残余岩浆形成的含钛铁矿化的辉长岩(脉).香山西铜镍-钛铁矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数、岩浆酸度、钙碱富集指数等地球化学参数,氧逸度和硫逸度等物理化学参数均介于独立的典型铜镍硫化物和典型钒钛磁铁矿矿床之间.矿床中磁铁矿较其他钒钛磁铁矿矿床(尾亚)具较高的V和Ti含量,同时黄铁矿和黄铜矿具较高的Co、Ni和Cu含量,反映出成矿过程中,Cu-Ni-Co系列与V-Ti-Fe系列的分离不够彻底.形成本区CuNi-VTi复合型矿床的原因,可能在于矿床所处独特的构造环境--产于造山带,而不是克拉通(边缘).     

东天山香山铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学特征及其意义

香山含铜镍矿岩体位于东天山北部的土墩-图拉尔根镁铁-超镁铁岩带中段,受康古尔塔格-黄山深大断裂控制,为由辉长岩、辉橄岩、细粒辉长岩和钛铁辉长岩组成的复式岩体。香山铜镍矿床岩石铂族元素总量(∑PGE)变化范围为0.74×10-9～2.82×10-9,矿石∑PGE变化范围为20.64×10-9～148.99×10-9,PPGE(Pd、Pt)和IPGE(Ru、Ir、Os)之间分异均较弱,二者具有相似PGE原始地幔标准化配分曲线形式。香山铜镍矿床原生岩浆w(MgO)下限值为4.97%,源于亏损型地幔,PGE丰度较高,母岩浆为高镁玄武质岩浆,PGE处于亏损状态且亏损的原因是发生了硫化物熔体不混溶作用,引发硫饱和的机制为地壳物质同化混染作用,以及橄榄石、辉石和基性斜长石等矿物的结晶分离作用。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁岩体的岩浆演化过程:矿物学、Sr-Nd同位素特征的指示

黄山南镁铁-超镁铁质岩体位于东天山造山带觉罗塔格构造带内,属于土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带。本文在前人研究的基础上,从橄榄石、辉石矿物学组成和全岩Sr、Nd同位素等方面对黄山南岩体进行了分析研究,并与黄山、黄山东、香山等典型含矿岩体作了对比,旨在进一步查明黄山南岩体的岩浆源区和母岩浆性质及其岩浆演化过程。Sr-Nd同位素特征表明黄山南岩体来自一个弱亏损的地幔源区,相较黄山、黄山东、香山等岩体的源区具有更加富集的特征。黄山南岩体中的橄榄石属于贵橄榄石,斜方辉石主要为古铜辉石,少数为紫苏辉石,单斜辉石主要为顽透辉石、普通辉石和少数的透辉石。单斜辉石和橄榄石的成分特征表明形成黄山南岩体的母岩浆为演化程度较低的拉斑玄武质岩浆,且母岩浆成分具有高Mg、高Ni的特点。计算得到黄山南岩体母岩浆的Fe O~T=13.20%、MgO=16.96%、Ni=377.2×10~(-6),且母岩浆在结晶分异过程中没有经历充分的硫化物熔离作用,这也是造成母岩浆中Ni含量较高以及岩体含矿性较差的主要因素。     

新疆东天山香山岩体橄榄石特征及其成因意义

新疆东天山香山镁铁-超镁铁杂岩体位于东天山镜儿泉-黄山镁铁-超镁铁质岩带的西段,由香山东、香山中、香山西3个岩体组成。其中香山中产出中型铜镍矿,香山西为小型铜镍-钒钛铁复合型矿床。香山岩体橄榄石为贵橄榄石,Fo值多为81.90~85.66,Ni含量为638×10^-6~2 283×10^-6。模拟计算得出香山岩体母岩浆w(MgO)=10.70%,w(FeO)=10.66%,属于高镁玄武质岩浆。香山岩体橄榄石中Ni含量的最大值为2 283×10^-6,母岩浆中Ni含量为326×10^-6,是由原始地幔发生14%的部分熔融而成。香山岩体在橄榄石结晶过程中伴随硫化物熔离,隙间硅酸盐和硫化物对橄榄石作用明显,造成早期结晶橄榄石成分改变。     

北山裂谷红石山镍矿床特征及成因——多期岩浆成矿作用

新疆东天山南部北山裂谷带中出露大量镁铁-超镁铁岩,铜镍含量较低。红石山镍矿位于北山裂谷金铜镍成矿带西部,在前人工作基础上,结合裂谷环境下成岩机制,对红石山铜镍矿矿区侵入岩序列、容矿围岩及构造、矿体特征进行研究,分析红石山铜镍矿成矿环境及成矿作用演化特征,建立多期岩浆成矿模式及找矿标志,以期为矿区寻找隐伏矿床(体)及铜镍矿床提供理论依据。     

新疆圪塔山口含铜镍岩体锆石SHRIMPU-Pb年龄、岩石地球化学特征及其地质意义

圪塔山口含铜镍镁铁-超镁铁质岩体位于东天山黄山–镜儿泉–图拉尔根铜镍矿带东段。岩体由I-1,I-2,I-3,I-4四个小岩体组成,主要岩石类型为辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、辉长岩和闪长岩,主要赋矿岩相为辉石橄榄岩。I-2号含矿岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为275.0±3.6 Ma,与东天山地区含铜镍矿镁铁–超镁铁岩体形成时代相近,I-4号不含矿岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为364.2±3.9 Ma,明显早于含矿岩体。样品的主量元素组成显示岩浆演化过程主要发生了橄榄石和少量辉石的分离结晶/堆晶作用;稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈轻稀土略富集的右倾型,Eu异常不明显;微量元素特征显示相对富集大离子亲石元素(Cs、Sr、Ba),适度亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。岩石地球化学特征表明岩浆演化过程中遭受了较弱的中–下地壳物质混染。U/Th-Th/Zr、Ba/Th-Th/Yb图解,La/Nb、La/Ba和Ba/Nb比值表明岩浆源区遭受了明显的俯冲流体交代作用。综合含矿岩体年代学、岩石地球化学特征及区域演化历史,认为圪塔山口含矿岩体形成于碰撞后伸展背景,可能同时叠加了塔里木地幔柱活动的影响。     

新疆坡一含铜镍矿镁铁-超镁铁质岩体岩浆作用深部过程及形成机制探讨

<正>新疆东天山-北山是中亚造山带南缘镁铁-超镁铁岩体的集中分布区,因其赋含铜镍硫化物矿床而得到地质学家的广泛关注,并逐渐成为我国继世界第三大甘肃省金川岩浆铜镍硫化物矿床之后的,又一重要岩浆铜镍硫化物矿床的主要产地和热点地区。东天山地区的多数镁铁-超镁铁岩体赋含铜镍矿并已在开采中(如香山、黄山东、黄山、图拉尔根、天宇等)或被认定为具有赋存     

新疆巴楚小海子岩体铁钛成矿特征及资源利用前景

新疆巴楚小海子是近年来在塔里木大火成岩省探获的一个低品位-大吨位岩浆型钒钛磁铁矿床,其成岩成矿机制以及资源利用前景尚不清楚。文章针对小海子岩体2种含矿岩相橄榄辉长岩和橄榄辉石岩开展了地质地球化学研究。橄榄辉长岩相和橄榄辉石岩相虽然在空间上关系不明,但岩相学观察表明它们矿物组成的差异与矿物堆晶作用有关,且二者具有相似的稀土元素球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化配分曲线,说明是同源岩浆演化的产物,橄榄石较低的Fo值（67.9~72.5）指示幔源母岩浆在深部岩浆房中发生了分异。小海子岩体和与相距约45 km的瓦吉里塔格相比,岩石组成和地球化学组成相似,表明为同源岩浆成因,但后者矿物组成变化范围更大,指示瓦吉里塔格岩体在形成过程中经历了更高程度的分离结晶作用,这可能是造成瓦吉里塔格岩体比小海子岩体的w（TiO₂）更高的原因。小海子岩体虽然w（TiO₂）较低（3%~4%）,但铁钛氧化物固溶体分离结构不发育,且矿物颗粒粗大,使得铁和钛选矿解离比中国其他地区的钒钛磁铁矿更为容易,因此钛资源利用前景巨大,笔者建议出台地方性的勘查技术规范,为这类铁钛资源的开发利用提供技术标准。     

西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系--以云南金宝山岩体为例

内容提要本文以金宝山为典型实例,根据元素地球化学特征探讨了西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系。分析表明,金宝山超镁铁岩与低钛峨眉山玄武岩在元素地球化学特征上具有一致的岩浆成因属性,两者在成岩机制上互补,低钛峨眉山玄武岩普遍经历了橄榄石结晶分异和硫化物熔离亏损作用,金宝山成矿岩体则与低钛峨眉山玄武岩同源岩浆深部分异的堆晶相相对应,由堆晶橄榄石及熔离硫化物和部分残余熔体构成的“晶-糊”侵位形成,因此认为铜镍硫化物矿床成矿岩体与低钛峨眉山玄武岩为同源异相产物。     

甘肃金川Ⅱ号岩浆硫化物含矿岩体岩浆演化过程探讨

金川矿床是我国最大的岩浆铜镍硫化物矿床,岩体主要由硫化物橄榄岩、含辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄榄辉石岩等岩相组成。以金川Ⅱ号岩体为例,根据岩相学观察和常量元素、微量元素地球化学特征的分析,试图对岩浆上升过程中的演化分异进行深入探讨,发现金川Ⅱ号岩体岩浆结晶分异演化过程主要包括深部岩浆房中尖晶石—橄榄石的分离结晶和浅部岩浆房辉石与斜长石的结晶,而地壳物质的同化混染发生在岩浆上升的整个过程,地壳物质的同化混染是导致母岩浆中硫饱和的主要因素。该岩浆分异演化过程间接支持了汤中立提出的"深部分异-熔离,依次贯入"成矿模式。     

芬兰北部克维特斯塔镍-铜-铂族元素矿床地质特征及矿床成因

位于芬兰北部中拉普兰绿岩带的克维特斯塔(Kevitsa)镍-铜-铂族元素矿床是世界上主要的岩浆镍-铜硫化物矿床之一。该矿床储量大,含丰富的镍-铜硫化物和铂族元素。对矿床产出环境、地质特征、矿床成因等进行了总结,结果表明:矿体主要赋存于克维特斯塔基性—超基性层状侵入体的超基性单元中。主要矿石类型为普通型和镍-铂族元素型2种,其中镍-铂族元素型矿石内橄榄石具极高的Ni含量。主要矿石矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、针硫镍矿、红砷镍矿、砷镍矿、辉砷镍矿等,绝大部分铂族矿物包含在硅酸盐中和附着在硫化物颗粒边界。Re-Os、Sm-Nd、Sr及S同位素特征显示成矿岩浆为幔源,但受到地壳物质的混染作用。Pb同位素年代学结果表明克维特斯塔侵入体形成于古元古代。     

The Permian Huangshanxi Cu–Ni deposit in western China: intrusive–extrusive association,ore genesis,and exploration implications

The Permian Huangshanxi Cu–Ni deposit is the second largest magmatic sulfide deposit discovered to date in a major Ni–Cu province related to protracted basaltic magmatism in eastern Xinjiang, China. It is hosted by a small mafic–ultramafic intrusion comprised predominantly of lherzolites, olivine websterites, gabbronorites, and gabbros. The Huangshanxi intrusion is coeval with Permian basalts of tholeiitic and alkaline affinities in the Tuha and Tarim basins, respectively. To evaluate a possible genetic relationship between the Huangshanxi intrusion and a specific type of coeval basalt in the region, as well as ore genesis in the intrusion, we have carried out an integrated mineralogical, petrological, and geochemical study. Our data reveal that the Huangshanxi intrusive rocks are characterized by relatively flat chondrite-normalized REE patterns, depletion in Nb and Ta, and elevated εNd values varying between 6 and 10. These features are similar to those of coeval tholeiitic basalts in the nearby Tuha basin, but are significantly different from those of coeval alkaline basalts in the relatively remote Tarim basin. The geochemical similarities and differences suggest that the Huangshanxi intrusion is genetically related to the tholeiitic basalts in the Tuha basin, not to the alkaline basalts in the Tarim basin, as suggested previously by some researchers. This implies that regional exploration for the Huangshanxi-type Cu–Ni deposits should be centered in the Tuha basin instead of the Tarim basin. More specifically, the uplifted areas around the Tuha basin where similar intrusions may have been brought close to the surface should be carefully examined for mineralization potential. Intrusive relations and mass balance constraints from incompatible trace elements and sulfide abundances suggest that the Huangshanxi intrusion represents a dynamic magma conduit through which multiple pulses of magma ascended to higher levels or to the surface. Numerical simulation of magma evolution and mixing calculations using Sr–Nd isotopes indicate that selective assimilation of S-bearing crustal materials is important for sulfide saturation during the early stages of magma evolution when lherzolites formed. Fractional crystallization may have also played a role in the attainment of sulfide saturation during the later stages of magma evolution when olivine websterites and gabbronorites formed. In both cases, immiscible sulfide droplets were retained in the conduit to form disseminated sulfide lenses while the fractionated silicate liquids and buoyant phases such as plagioclase continued to ascend. Extremely low PGE tenors in the sulfide ores of the Huangshanxi deposit suggest that the parental magma was highly depleted in chalcophile elements possibly due to previous sulfide segregation at depth.     

杨柳坪岩浆Ni-Cu-PGE硫化物矿床PGE地球化学特征

杨柳坪岩浆Ni-Cu-PGE硫化物矿床与大石包组玄武岩的PGE原始地幔标准化配分模式为向左倾斜的PPGE富集型.PGE特征参数表明,正子岩窝岩(矿)体与大石包组玄武岩具有负Pt异常和Rh的富集的特征,这可能反映了岩浆早期Pt-Fe合金的析出以及未发生尖晶石相的结晶分离的演化历史.大石包组玄武岩的PGE参数与正子岩窝岩(矿)体的总体趋势具有很好的吻合性,暗示着两者之间具有一定的成生联系.     

Chalcophile element geochemistry of the Baima layered intrusion, Emeishan Large Igneous Province, SW China: implications for sulfur saturation history and genetic relationship with high-Ti basalts

The Permian Baima mafic layered intrusion, believed to be related to the S-undersaturated Emeishan high-Ti basalts, hosts a giant Fe–Ti-V oxide deposit in the lower part of the intrusion. Uniformly high Cu/Pd (1.9 × 10⁶–6.1 × 10⁴) and low Pd/Zr (<0.1) indicate that the Baima parental magma experienced prior sulfide segregation. Mantle-liked δ³⁴S values and low S/Se values indicate negligible external sulfur addition. Primitive mantle-normalized PGE patterns and MELTS calculations indicate that extensive fractional crystallization (~59 %) of chromite, olivine and pyroxene at depth drove the primitive picritic magma to S saturation. Strong positive correlation between IPGE and PPGE and between PGE and V, Cr and S suggest that magmatic sulfide is the dominant mineral controlling the distribution of PGE in the Baima intrusion. A positive correlation between S and Cr, FeO_T + TiO₂ and V content, together with MELTS calculations, indicate that the parental magma of the Baima intrusion reached a second stage of S saturation in the shallower Baima magma chamber, which was likely triggered by decreasing Fe²⁺ accompanying magnetite precipitation. Primitive mantle-normalized PGE patterns for Baima intrusion rocks display similar trends to high-Ti basalts inside the Panxi area, suggesting that they are comagmatic, and following a similar differentiation trend. However, the lavas erupted before they reached sulfide saturation. The more evolved nature of high-Ti basalts outside the Panxi area indicate that they experienced more extensive pre-eruption fractional crystallization. Further fractional crystallization process led these lavas show more PGE fractionated feature.     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.