甘肃黑山含铜镍硫化物岩体岩浆源区特征及构造背景探讨

北山褶皱带位于中亚造山带(CAOB)南部边缘。近年来,北山发现了一系列含铜镍硫化物的基性-超基性岩体,如坡北、红石山、罗东、笔架山、旋窝岭等。这些岩体大多形成于二叠世(260～290Ma,姜常义等,2006;李华芹等,2006;Suet al.,2010,2011;Qin et al.,2011),与新疆其他岩体(如喀拉通克、黄山、图拉尔根、白石泉、天     

新疆北山地区罗东镁铁质-超镁铁质层状岩体岩石成因

罗东镁铁质-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北部的新疆北山地区,岩体平面形态为眼球状,出露面积约2.1 km2.由纯橄岩、单辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、方辉辉石岩、橄长岩、橄榄辉长岩、辉长岩、苏长辉长岩和淡色辉长岩组成,堆晶结构和堆晶韵律发育,属于层状岩体.岩浆演化过程中主要分离结晶/堆晶相是橄榄石和单斜辉石,此...     

新疆坡北镁铁-超镁铁质岩体地球动力学背景探讨

坡北镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北缘的北山地区,主要由坡一、坡三、坡七和坡十等十几个侵入体组成,已发现坡一和坡十岩体赋存大型Cu-Ni硫化物矿床,目前对坡北含矿岩体成岩成矿构造背景存在不同认识。本文对坡一岩体各类岩石的矿物、主量和微量元素组成进行了系统分析,坡北岩体橄榄石Fo值范围为83.17～90.2,斜方辉石主要为古铜辉石,单斜辉石主要为普通辉石和透辉石;铬尖晶石Cr^#和Mg^#值变化范围分别为0.45～0.69和0.11～0.41,具有由富铝、富镁向富铬、富铁方向演化的趋势。微量元素具有明显的Nb、Ta和Ti负异常,Pb正异常。岩体主量元素变化特征主要受橄榄石、辉石和斜长石分离结晶/堆晶作用控制。模拟计算表明,岩体母岩浆MgO含量为16.09%,FeO含量为10.38%,岩浆结晶温度为1 331～1 411℃,为高温苦橄质岩浆。坡北岩体是早期受俯冲流体交代的岩石圈地幔在塔里木地幔柱作用下发生较高程度部分熔融的产物。     

新疆北山地区坡一岩体橄榄石成分特征及其对地幔源区的制约

坡一超镁铁质岩体位于塔里木板块东北缘与中亚造山带南缘拼贴处的北山地区,主要由纯橄岩、异剥橄榄岩、方辉橄榄岩、橄榄辉石岩和少量橄长岩组成,其中方辉橄榄岩和橄榄辉石岩赋含铜镍硫化物矿化。不同类型岩石中橄榄石的Fo值介于84%～89%之间,其中纯橄岩中橄榄石的Fo值最高可达89%,与幔源原生岩浆结晶橄榄石的Fo值(88%～91%)相当。岩体中异剥橄榄岩和纯橄岩中Fo大于86%的橄榄石结晶于硫化物熔体熔离之前,相比与饱满地幔熔体平衡的橄榄石,其具有更高的Ni和更低的Mn含量,指示坡一岩体母岩浆可能不是饱满地幔部分熔融形成的。利用坡一岩体纯橄岩全岩成分和其中Fo值最高的橄榄石成分估算出的母岩浆成分与夏威夷玄武岩的母岩浆成分类似,均表现为富Si和富Ni,显示其地幔源区可能存在辉石岩组分。利用橄榄石的Ni/(Mg/Fe)和Mn/Fe比值估算出地幔源区部分熔融时辉石岩组分贡献的熔体比例约为49%。     

甘肃黑山铜镍硫化物含矿岩体的地质特征及橄榄石成因探讨

黑山铜镍硫化物含矿岩体位于中亚造山带南缘北山褶皱带东部,对该岩体的研究有助于正确理解造山带型铜镍硫化物的成矿作用。详细的野外基础地质特征表明黑山矿区仅出露单一的新元古代青白口系地层,无寒武纪地层出露。黑山含矿岩体由早期的方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄榄辉长苏长岩,以及稍晚期的辉长岩脉组成。黑山岩体位于黑山背斜南翼,其初始产状应为一水平或近水平的岩床状岩体,因后期褶皱作用,岩体发生了倾斜形成现今的产状。黑山岩体中橄榄石Fo值为80.5~87.0,其Ni含量为1070×10^-6~3461×10^-6。借助"MELTS"软件,我们进一步厘定了黑山母岩浆为高镁玄武岩浆 (12.81% MgO, 10.84% FeO, 430×10^-6 Ni)。研究表明,黑山橄榄石的主要控制因素为:1)母岩浆的成分;2)后续新鲜岩浆的补充混合作用;3)硫化物熔离作用;4)晶间硅酸盐熔浆作用;5)橄榄石与硫化物之间发生的Fe-Ni交换。模拟计算表明,硫化物熔离与橄榄石结晶几乎同时发生,橄榄石与硫化物的最小质量比约为20:1。1号矿体及矿化体的橄榄石比4号矿体更富Mg和Ni,并且还呈现非常好的负相关关系,表明这些橄榄石与硫化物发生了不同程度的Fe-Ni交换,而与其发生Fe-Ni交换的硫化物更富Ni以及共生的岩浆更为原始。这很可能是因为黑山岩体形成于开放的岩浆通道系统,早期融离的硫化物与后续的新鲜的硫不饱和岩浆发生反应,使得该类硫化物含量减少但硫化物中的金属元素含量增高从而形成1号矿体及矿化体。     

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。     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

新疆牛毛泉磁铁矿含矿岩体岩浆演化过程及源区特征

牛毛泉基性杂岩体位于准噶尔古板块博格达-哈尔里克晚古生代岛弧东段,赋存磁铁矿。研究表明,该岩体具有明显成层性和韵律构造特征,主要岩石类型有橄榄辉长岩、含橄榄辉长岩、辉长岩和角闪辉长岩。岩石地球化学特征表明,该套岩石属拉斑玄武岩系列,m/f值介于0.65~1.44之间,属铁质基性-超基性岩。岩石稀土元素总量相对较低,稀土元素配分曲线为轻稀土元素略富集的右倾型;岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr、U),相对亏损高场强元素(Zr、Hf),具有明显的Nb、Ta负异常和弱的Ti正异常。岩石εNd(t)=-3.4~-0.50,εSr(t)=-3.4~8.5,具有向EMⅠ方向演化的趋势,表明岩浆源区可能为受俯冲流体交代改造的富集岩石圈地幔,是新疆北部早二叠世时期后碰撞伸展阶段的产物,由拆沉的富集岩石圈地幔被软流圈加热后发生部分熔融并上侵形成。     

塔里木和中亚造山带西段二叠纪大火成岩省的两类地幔源区

对塔里木和中亚造山带西段二叠纪玄武质岩石地质、年龄、元素地球化学、同位素组成的系统总结表明,二叠纪火成岩在分布面积、岩石类型(以玄武岩占绝对优势)、活动时间(以275Ma左右为峰期)等方面均与世界典型的大火成岩省一致,将其命名为巴楚大火成岩省(Bachu LIP)。元素和同位素地球化学特征表明,塔里木玄武岩来自长期富集的岩石圈地幔,来源深度为60～80km。塔里木基性岩墙和超镁铁-镁铁杂岩的原始岩浆可能来自软流圈地幔(OIB)部分熔融。中亚造山带西段的玄武岩、基性岩墙和超镁铁-镁铁杂岩主要来自被俯冲带熔体交代的强烈亏损的岩石圈地幔,其中部分地区可能有软流圈物质的加入,如东天山和阿勒泰南缘高Ti系列的玄武质岩石。根据元素和同位素地球化学资料,将巴楚大火成岩省分为2个地幔省(mantledomain),即塔里木省和中亚省。这2个不同地幔省的成矿系列也有显著的差异,塔里木省为钒-钛磁铁矿矿床,而中亚则以铜-镍-(铂族金属)硫化物矿床为主,成矿作用的差异和岩浆地幔源区的差异是完全对应的。综合地质、地球化学和成矿作用,认为巴楚大火成岩省的形成和二叠纪地幔柱密切相关。     

东天山黄山西含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体岩浆地幔源区特征研究

新疆黄山-镜儿泉铜镍成矿带位于中亚造山带东天山晚古生代造山带,铜镍总储量达百万吨,是我国仅次于金川硫化物矿床的铜镍矿基地.黄山西铜镍矿床是该成矿带内一个大型矿床,Cu平均品位是0.31％,总储量18.8×104t,Ni平均品位是0.49％,总储量32×104t.黄山西岩体岩石地球化学特征与塔里木大火成岩省镁铁-超镁铁侵入岩和玄武岩存在明显差异;较之塔里木大火成岩省镁铁-超镁铁岩体( 269～ 274Ma),黄山-镜儿泉铜镍成矿带镁铁-超镁铁岩体的形成更早(274～298Ma);此外,成矿带内并没有早二叠溢流玄武岩大量出露.黄山西岩体各岩相的MORB标准化微量元素蛛网图显示明显的Nb、Ta、Ti负异常,(87Sr/86Sr)269Ma值较低(0.7034～0.7037),而εNd(269Ma)较高(5.14～ 7.14),这些地球化学特征难以用地壳混染来解释,而显示其原始岩浆来自于交代地幔的部分熔融,表明原始岩浆可能形成于活动大陆边缘.然而,黄山西岩体的岩相学特征与阿拉斯加型岩体存在差别,因此,不能排除交代地幔的部分熔融发生于碰撞造山后的伸展阶段的可能,软流圈的上涌可能起到重要作用.     

新疆北山地区坡十镁铁-超镁铁岩体的岩石学特征及其对成矿作用的指示

新疆北山地区的坡十镁铁-超镁铁岩体在钻孔剖面上主要由辉长岩、纯橄岩和二辉橄榄岩组成,各岩相在矿物含量上具有渐变过渡的关系,主要组成矿物橄榄石、单斜辉石和尖晶石的化学成分显示系统的变化,而底部的二辉橄榄岩中的矿物成分具有“边缘反转”现象.这些特征表明坡十岩体的形成主要受结晶分异作用控制,亦有明显的壳源混染痕迹.以反应边形式出现在辉石边部的角闪石的出现,尖晶石的分解现象,以及角闪石和金云母化学成分剖面上的系统变化揭示该岩体经历了堆晶后自上而下程度减弱的蚀变反应.在早期结晶的矿物相(橄榄石和尖晶石)中发现有硫化物颗粒或细脉产出,表明在岩浆演化的早期阶段确实发生了硫化物熔离的现象.硫化物总与含水矿物(金云母)或蚀变矿物(角闪石和蛇纹石)相伴生的特点显示铜镍硫化物的形成和沉淀不仅与壳源混染有关,而且也与堆晶后的蚀变反应密切相关.     

塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨

距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献   

塔里木板块东北部坡十侵入体铂族元素地球化学特征及成矿作用

坡十侵入体位于塔里木板块东北部坡北岩体内,是该岩体第三阶段岩浆活动形成的十几个小侵入体中的一个。现有钻探资料显示其主要岩石类型有:纯橄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、正堆晶辉长岩。其中,含矿岩石主要为二辉橄榄岩。矿石构造以星散浸染状-稀疏浸染状为主,局部具稠密浸染状构造。铂族元素(PGE)地球化学特征表明,原生岩浆为高镁玄武质岩浆,演化过程中深部发生了约0.012%硫化物熔离,使得侵入体现有岩石和矿石的PGE含量总体偏低。综合坡十侵入体的岩体特征、矿体在侵入体中赋存的部位、矿石类型和矿石结构/构造分析,现阶段评价的矿(化)体主要为含有少量硫化物的上悬矿体,侵入体深部找矿潜力较大。     

新疆北天山黄山东含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体的岩石成因：主要元素、微量元素和Sr-Nd同位素证据

本文对新疆黄山-镜儿泉铜镍成矿带中黄山东岩体进行了主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素的研究,探讨了岩体成因和区域构造演化.黄山东岩体有三次岩浆侵入,第一次侵入形成了橄榄辉长岩、角闪辉长岩和闪长岩,构成岩体的主体,其中橄榄辉长岩位于岩体中部,角闪辉长岩位于岩体上部和下部,闪长岩沿岩体边缘分布;第二次侵入形成辉长苏长岩,...     

Carbonate- and silicate-rich globules in the kimberlitic rocks of northwestern Tarim large igneous province,NW China: Evidence for carbonated mantle source

We report carbonate- and silicate-rich globules and andradite from the Wajilitage kimberlitic rocks in the northwestern Tarim large igneous province, NW China. The carbonate-rich globules vary in size from 1 to 3 mm, and most have ellipsoidal or round shape, and are composed of nearly pure calcite. The silicate-rich globules are elliptical to round in shape and are typically larger than the carbonate-rich globules ranging from 2 to several centimeters in diameter. They are characterized by clear reaction rims and contain several silicate minerals such as garnet, diopside and phlogopite. The silicate-rich globules, reported here for the first time, are suggested to be related to the origin of andradite within the kimberlitic rocks. Our results show that calcite in the carbonate-rich globules has a high X_Ca (>0.97) and is characterized by extremely high concentrations of the total rare earth elements (up to 1500 ppm), enrichment in Sr (8521–10,645 ppm) and LREE, and remarkable depletion in Nd, Ta, Zr, Hf and Ti. The calcite in the silicate-rich globules is geochemically similar to those in the carbonate-rich globules except the lower trace element contents. Garnet is dominantly andradite (And_{59.56–92.32}Grs_5.67–36.03Pyr_0.36–4.61Spe_0–0.33) and is enriched in light rare earth elements (LREEs) and relatively depleted in Rb, Ba, Th, Pb, Sr, Zr and Hf. Phlogopite in the silicate-rich globules has a high Mg^# ranging from 0.93 to 0.97. The composition of the diopside is Wo_{45.82–51.39}En_{39.81–49.09}Fs_0.88–0.95 with a high Mg^# ranging from 0.88 to 0.95. Diopside in the silicate-rich globules has low total rare earth element (REE) contents (14–31 ppm) and shows middle REE- (Eu to Gd), slight light REE- and heavy REE-enrichment with elevated Zr, Hf and Sr contents and a negative Nb anomaly in the normalized diagram. The matrix of the kimberlitic rocks are silica undersaturated (27.92–29.31 wt.% SiO₂) with low Al₂O₃ (4.51–5.15 wt.%) and high CaO (17.29–17.77 wt.%) contents. The samples are characterized by incompatible element enrichment with high (La/Yb)_N values (41–58) and remarkable negative anomalies in HFSEs (e.g. Ta, Zr, Hf). Our new data suggest that the carbonate-rich globule most likely crystallized at high-temperature and does not represent immiscible liquids, whereas the silicate-rich globules are related to carbonate-rich deuteric hydrothermal fluids during the later-stage of melt evolution. The fluids reacted with the surrounding silicate melts resulting in the formation of skarn minerals such as phlogopite, diopside and andradite. The presence of the carbonate-bearing globules indicates that the Wajilitage kimberlitic rocks are carbonate-rich and most likely derived from an enriched mantle with abundant carbonate. We correlate the carbonated mantle to metasomatism by the migration of deep-seated fluids (carbonate-rich) in response to the impingement of the early Permian mantle plume.     

Petrogenesis and Metallogenesis of the Mazaertag Layered Intrusion in the Tarim Large Igneous Province, NW China

The Mazaertag layered intrusion is located in the northwestern part of the Tarim large igneous province where several early Permian layered mafic-ultramafic intrusions host important Fe-Ti oxide deposits. The intrusion covers an area of ～0.13 km~2 and has a vertical stratigraphic thickness of at least300 m. It consists chiefly of olivine clinopyroxenite, and is cut through by the nearby mafic-ultramafic dykes. In this paper, we report new mineral chemistry data and whole-rock chemical and isotopic compositions for the Mazaertag intrusion along with whole-rock isotopic compositions for the nearby mafic dykes. The averaged compositions of cumulus olivine, clinopyroxene and intercumulus plagioclase within individual samples range from Fo_(71-73),Mg~# = 76 to 79 and An_(65-75) but they do not define sustained reversals. The observed mineral compositions are consistent with the differentiation of a single batch of magma in a closed system. Rocks of the Mazaertag intrusion are characterized by enrichment in light REE relative to heavy REE, positive Nb and Ta anomalies and a small range of age-corrected ε_(Nd)(t)(-0.1 to +0.9) and initial ~(87)Sr/~(86)Sr values(0.7044 to 0.7068). The slightly lower ε_(Nd)(t), initial ~(206)Pb/~(204)Pb and higher initial ~(87)Sr/~(86)Sr values of the intrusion compared to those of the least contaminated dykes[ε_(Nd)(t) =+2.8 to +3.4;(~(206)Pb/~(204)Pb)_i = 18.516-18.521;(~(87)Sr/~(86)Sr)_i = 0.7038-0.7041] imply that the Mazaertag magma was subjected to small to modest degrees of contamination by the upper crust. The Sr-Nd isotopic compositions of the least contaminated dykes are consistent with derivation from a FOZO-like mantle source. The parental magma of the Mazaertag intrusion, estimated from clinopyroxene compositions using mineral-melt partition coefficients, has trace element compositions similar to some of the most primitive mafic dykes in the same area. This suggests that the Mazaertag intrusion and mafic dykes shared a similar mantle source. Therefore, the parental magma of the Mazaertag intrusion was interpreted to have originated from a mantle plume. Based on the Cr_2 O_3 contents in titanomagnetite and less-evolved characteristics of the Mazaertag intrusion compared to the Wajilitag Fe-Ti oxide deposit in Bachu, it is speculated that there might not be a potential to find economic Fe-Ti oxide mineralization in the intrusion.     

东天山白鑫滩含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体的岩石成因:年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素证据

自20世纪70年代以来,新疆东天山觉罗塔格构造带库姆塔格沙垅以东地区发现了大量的镁铁-超镁铁岩体和岩浆铜镍硫化物矿床,但是在沙垅以西地区没有大的找矿突破。白鑫滩含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体为近几年在库姆塔格沙垅以西地区发现的岩浆铜镍硫化物矿床,研究工作薄弱,本文通过对白鑫滩岩体的岩石学、年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素分析来解释其岩石成因。白鑫滩岩体不同岩相中矿物的粒径和含量的变化规律说明岩体为三期岩浆侵入作用形成,第一期为顶部的角闪辉长岩;第二期的橄榄辉长岩、斜长二辉橄榄岩和含长橄榄二辉岩,矿物种类相同,含量呈渐变关系;第三期为底部为的辉长岩,矿物粒径相对顶部的角闪辉长岩较小。白鑫滩岩体与黄山东、黄山西岩体具有相似的稀土元素和微量元素配分型式,大离子亲石元素(Rb、Ba、U、K)相对富集,而部分高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损,稀土元素呈轻稀土略微富集的右倾样式,均表现出岛弧火山岩的地球化学性质,εNd(t)值(2. 84～5. 05)和(~(87)Sr/~(86)Sr)(t)值(0. 704113～0. 705682)介于软流圈地幔与岩石圈地幔之间。但是与黄山东、黄山西岩体相比,白鑫滩岩体不相容元素含量更高,且εNd(t)值更低,(87Sr/86Sr)(t)值更高,还具有较高的La/Nb(2. 00～3. 33),较低的La/Ba(0. 02～0. 15),这些特征说明白鑫滩岩体的原始岩浆为岩石圈与软流圈物质相互作用的产物,且白鑫滩岩体的原始岩浆中软流圈物质相对于黄山东和黄山西岩体加入的比例更小。白鑫滩橄榄辉长岩年龄为287±3Ma,晚于该地区蛇绿岩(336～503Ma)、岛弧火山岩(320～322Ma)、岛弧花岗岩(316～328Ma)和含矿斑岩侵入体(326～334Ma)的年龄,与A型花岗岩和双峰式火山岩(284～294Ma)的年龄基本一致,而且白鑫滩岩体单斜辉石的化学成分与拉张裂谷环境的堆晶岩相似,因此推断白鑫滩岩体形成于后碰撞拉张环境。