新疆东天山白石泉Cu-Ni硫化物矿床杂岩体的地球化学特征及其对矿床成因和构造背景的制约

新疆东天山白石泉Cu-Ni硫化物矿床位于中天山地块北缘,阿齐库都克—沙泉子断裂带南侧。杂岩体w(SiO2)为40%~59%,具有高Mg的特征和拉斑系列的演化趋势。MgO、MnO和FeO含量与SiO2呈负相关,Al2O3、TiO2、Na2O与SiO2呈正相关;Co、Ni、Cr与SiO2呈负相关。稀土元素球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土富集型,LREE/HREE为2.5~7.84,(La/Yb)N为1.94~8.24,δEu为0.71~1.28。白石泉杂岩体稀土元素非常类似的配分型式,表明其来自同一源区,是同一原始岩浆分异演化的产物。杂岩体总体上富集大离子亲石元素(LILE:Rb、Ba、Sr)和活泼的不相容亲石元素(HILE:U),相对亏损高场强元素(HFSE:Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),表明地幔源区可能受到俯冲板片脱水的交代。硫化物饱和可能是由于大量含Fe、Mg矿物的结晶而造成的,地壳混染很弱。年代学和野外地质证据表明,白石泉杂岩体形成于晚古生代末碰撞造山后期的伸展构造环境下。晚古生代末碰撞造山挤压-伸展转变期是大规模成矿的有利时期。     

地幔部分熔融程度对东天山镁铁质-超镁铁质岩铂族元素矿化的约束——以图拉尔根和香山铜镍矿为例

东天山二叠纪镁铁质-超镁铁质岩带发育一系列的Ni-Cu硫化物矿床,但铂族元素(PGE)在这些矿化的岩体中没有明显地富集,岩体中PGE含量普遍低于原始地幔标准值.岩体中PGE含量过低可能有两方面原因:(1)岩浆上升过程中硫化物过早熔离,带走了岩浆中的大部分PGE;(2)原始地幔部分熔融程度较低,大部分PGE仍然保存在残留原始地幔中,导致部分熔融岩浆中PGE元素含量很低.本文模拟计算了原始地幔发生5%～20%部分熔融时产生岩浆中的PGE含量,与香山、图拉尔根为例与现有岩体中的PGE含量进行对比,结果显示PGE含量过低的原因可能是由于地幔部分熔融程度较低造成的,并推测本区的原始岩浆来自上地幔10%～20%的部分熔融.在通道系统内硫化物富集的部位可形成较好的(Pt Pd)矿化.图拉尔根矿区Pd-Ni图显示在岩浆演化早期没有发生过硫化物的熔离作用,熔离的硫化物也没有经历结晶分异作用.     

铂族元素矿床的主要类型、成矿作用及研究展望

铂族元素(PGE)矿床的研究在过去几十年取得了重要的进展.它可以赋存于不同的岩石类型、形成于不同的时代.内生PGE矿床与不同的岩浆类型及热液活动有关.由于铂族元素特殊的化学性质,比较稳定且难熔于普通的酸、碱等,故铂族元素成矿具有特殊性.PGE矿床可划分为岩浆型、热液型、火山块状硫化物型(VMS)和外生型四大类型.岩浆型又可分为铜镍硫化物型、铬铁矿型和磁铁矿型,热液型主要有斑岩型和夕卡岩型,外生型包括黑色页岩型和砂铂矿型.本文讨论了各岩浆演化过程中:(i)硅酸盐和氧化物的分异,(ii)富Fe矿物(橄榄石、辉石、磁铁矿、铬铁矿)的分异,(iii)岩浆的混染,(iv)不同成分、硫不饱和的岩浆的混合等,都可以导致岩浆中硫达到饱和,一旦形成不混熔硫化物熔体,硫化物富集,将形成有经济价值的PGE矿床.同时,成矿还受温度、Ni和Cu含量、体系中其它组分和硫逸度的控制.岩浆后期的热液蚀变会改变PGE的含量和品位,但典型的铂矿床一般没有遭受热液蚀变作用的显著影响.本文指出了铂族元素矿床研究存在的主要问题.如PGE矿床的物质来源、PGE演化过程中的分配规律、铂族元素矿物(PGM)的赋存状态,并对以后的发展前景做了展望,指出西藏(蛇绿岩套铬铁矿亚类和俯冲增生弧斑岩型Cu-Au矿)和新疆(碰撞后二叠纪岩浆Cu-Nj硫化物型和黑色页岩型)是我国寻找PGE矿床的最有利地区.     

西藏驱龙巨型斑岩Cu Mo矿床的富S、高氧化性含矿岩浆——来自岩浆成因硬石膏的证据

西藏冈底斯成矿带上的驱龙巨型斑岩Cu-Mo矿床以发育大量的硬石膏为特征.详细的岩相学研究发现:驱龙矿床不仅发育热液脉状的硬石膏,含矿斑岩中还产出岩浆成因硬石膏,这在国内系首次报道.观察表明,在岩浆演化早期的花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩中,岩浆硬石膏以矿物包体的形式产于斜长石、石英中;在主成矿期的二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩中,岩浆硬石膏以矿物包体产于斜长石斑晶中,局部以斑晶形式产出,并伴有富S的磷灰石(SO_3含量为0.11%～0.44%)、磁铁矿发育.后期热液活动也形成了大量的硬石膏±石英+硫化物脉,是矿区主要的矿化类型之一.电子探针分析结果显示,后期的热液硬石膏与岩浆硬石膏相比,在微量成分上明显富集Sr(分别为0.24%和0.03%),可能是由于在岩浆-热液演化过程中,Sr的不相容性或者/以及粘土化蚀变造成的.岩浆硬石膏以及与之共生的富S磷灰石的出现,明确指示驱龙矿床成矿岩浆具有富S、高氧逸度的特征;同时也为研究S在斑岩型矿床岩浆演化过程中的状态、行为,提供了很好的研究对象.     

班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床斑岩-火山岩的地球化学特征与时代:对成矿构造背景的制约

西藏多不杂铜矿床是班公湖-怒江带北侧新近发现的具有超大型远景的、典型的富金斑岩型铜矿床.本文对含矿斑岩、玄武质火山岩进行了系统的地球化学分析,甄别出三套岩石系列:埃达克岩、高Nb玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩.三套岩石SiO2含量47%～68%,Al2O3含13%～18%,MgO含量1.4%～8.5%,FeOt含量2.3%～8.1%和CaO含量2.1%～10%,属于钙碱系列.MgO、CaO和FeOt与SiO2呈负相关,K2O与SiO2基本呈正相关.高Nb玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩富Na,Na2O/K2O在0.9～7之间,而埃达克岩是相对富K,Na2O/K2O比为0.8.稀土元素总量∑REE为29×10-6-203×10-6,从基性到酸性岩乏REE是逐渐减小的,高Nb玄武岩的稀土元素含量最高,而埃达克岩最低.球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土富集型,LREE/HREE为7.0～12.4,(La/Yb)N为3.2～13,δEu为0.9～2.1.埃达克岩和正常的岛弧玄武岩富集大离子亲石元素(LILE:如Rb、Ba、K、Sr)和活泼的高场强元素(如:U、Th),相对亏损其它高场强元素(HFSE:如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),表明具有俯冲带之上岛弧岩浆的特征.而高Nb玄武岩具有明显Nb、Ta正异常,且TiO2含量高(>2%),(La/Nb)PM<2.微量元素地球化学特征和Sr、Nd同位素结果表明该区埃达克岩直接来源于俯冲洋壳的部分熔融,但可能有俯冲沉积物成分的加入;而高Nb的玄武岩则可能来源于埃达克质熔体交代或者超临界流体交代而产生富Nb、Ta的地幔源区,可能有软流圈地幔的加入;而正常的岛弧火山岩则来源于俯冲流体交代过的地幔楔.另外,多不杂矿区埃达克岩和高Nb玄武岩(HNB)空间共生的"埃达克质岩浆交代的火山岩系列",表明多不杂铜矿床形成于典型的岛弧俯冲构造背景.对与成矿密切相关的花岗闪长斑岩进行精确的SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,其锆石具有明显的岩浆结晶环带,Th/U比值范围为0.51～0.90,均大于0.1,为岩浆成因锆石,其SHRIMP U-Pb年龄为121.6±1.9Ma,表明至少在大约120Ma期间班公-怒江洋盆正在向北俯冲,洋盆闭合时间应晚于早白垩世中期.     

东天山白石泉矿区地球物理多方法联合探查与隐伏铜镍矿定位预测

隐伏矿床(体)空间位置、形态和矿化强度的预测是经济地质学的前沿课题和热点问题。在新疆东天山白石泉基性-超基性岩型隐伏铜镍矿预测与找矿研究过程,尝试性引入高分辨率的浅层地震与大地电磁测深(MT)方法,并结合常规的高精度重力、磁法和激电,开展隐伏含矿岩体(铜镍矿)空间分布位置、形态和矿化强度的联合探查与定位预测。基本查明了白石泉杂岩体的深部产状与形态结构,发现了5个隐伏低阻异常区。对其中两个低阻异常区的钻探结果表明预测结果是准确的,在异常YC-II位置发现了厚28m的铜镍矿体。     

东天山图拉尔根铜镍钴硫化物矿床岩相、岩石地球化学特征及其形成的构造背景

新疆图拉尔根铜镍钴矿产于康古儿塔格—黄山韧性剪切带的北东段,是由硫化物深部熔离成矿为主兼就地熔离、热液叠加成矿多重作用形成的半隐伏矿床。1号岩体以全岩矿化为特征,可分为4个岩相:角闪橄榄岩、辉石橄榄岩、角闪辉石岩、辉长岩。岩性具有单期岩浆多次脉动上涌成矿特征。岩体m/f值为3.1～4.8,属于铁质超镁铁岩类,且具有低钛、低碱、低Al2O3特征,与黄山—镜儿泉镁铁质-超镁铁质杂岩带岩石化学特征相似。由稀土元素配分曲线和微量元素、过渡族元素蛛网图可知1号和2号岩体具有同源性,并具有互补性,预示2号岩体深部成矿潜力很大,虽然其地表辉长岩矿化微弱。根据横穿1号和2号岩体的大地电磁测深剖面图可以看出两个岩体在深部具有同一个岩浆通道,也验证了两岩体属于同一岩浆来源。较低的La/Sm(<2)和Th/Ta值(4.6)表明成矿岩浆为地幔来源,岩体就位时很少受到地壳的混染。     

霍林河流域生态环境需水量研究

根据霍林河流域的具体情况,其生态环境需水量由河流基本功能生态环境需水量和通河湖泊湿地需水量组成。其中河流基本功能生态环境需水量又包括保持水体自净能力用水和河流基本生态环境需水量。综合分析生态环境需水的现有计算方法。结合霍林河流域河流、湖泊、湿地生态系统类型的特点,建立适合于研究区域不同生态系统类型的生态环境需水计算方法。以土地利用遥感动态分析为基础,对霍林河流域各生态系统类型的生态环境需水量进行计算,扣除重复计算部分,基准年和各规划水平年生态环境需水量为85 976万m~3/a,再扣除产流量(18 865万m~3/a)和流域内三个自然保护区的沼泽湿地对应的多年平均降水量(17244万m~3/a),需要霍林河流域和外流域提供的水资源量为49867万m~3/a。