吉林红旗岭晚三叠世镁铁-超镁铁质侵入体矿物化学和岩石地球化学特征：对镍-铜成矿的启示

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质侵入岩群位于中亚造山带东段南缘,由3个北西向岩带(I、II、III)组成,包括30多个小岩株,其中I-岩带的部分岩体伴有铜镍矿化,并且其1和7号岩体分别形成了中型和大型岩浆铜镍硫化物型矿床。矿床主要容矿岩石为辉橄岩、橄辉岩、斜方辉石岩、二辉石岩、苏长岩和辉长岩。主量元素方面,红旗岭岩群具有富镁(w(MgO)=20.7%～31.1%)、低钛(w(TiO₂)=0.33%～0.79%)、低碱(w(K₂O+Na₂O)=0.60%～2.29%)和硅(w(SiO₂)=40.0%～53.0%)变化范围大的特征;微量元素方面,红旗岭岩群呈现弱富集LREE和LILE(Th)以及亏损HREE和HFSE(Nb-Ta-Ti)。岩相学、地球化学和矿物(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、斜长石和角闪石)主微量元素特征表明,红旗岭岩群明显不同于洋岛型玄武岩、阿拉斯加型环状杂岩和科马提岩,但与岛弧玄武岩以及中亚造山带西段的“黄山西”和“黄山东”铜镍硫化物矿床的容矿超镁铁质岩相似,其母岩浆是一种富Mg、亏损...     

东天山二叠纪镁铁-超镁铁质成矿岩体造岩矿物特征及其成因意义

东天山造山带与镁铁-超镁铁质岩体有关的铜镍硫化物矿床数量多,分布集中,是我国重要的铜镍成矿带之一。成矿岩体多以小岩体群形式产出,由西向东分布有白鑫滩、黄山和图拉尔根3个岩体群,大型矿床主要赋存在黄山岩体群内。本文对3个岩体群内成矿岩体的主要造岩矿物进行了系统的对比研究。成矿岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、单斜辉石、斜长石和角闪石以及少量的铬尖晶石和金云母。橄榄石Al温度计计算结果表明,黄山岩体群内成矿岩体的母岩浆结晶温度介于1 143~1 257℃之间,略低于白鑫滩和图拉尔根岩体群(1 283~1 301℃)。单斜辉石压力计算表明成矿岩体的结晶压力相似,介于0.31~0.33 GPa之间。成矿岩体中均富含含水矿物,且单斜辉石结晶早于斜长石,指示成矿岩体的原始岩浆形成于富水环境。成矿岩体的单斜辉石具有较高的Al/Ti值,铬尖晶石和橄榄石具有与岛弧火山岩相似的矿物学特征,结合区域构造演化,认为东天山镁铁-超镁铁质成矿岩体的原始岩浆是被消减板片交代过的地幔部分熔融的产物。矿物学特征对比显示了黄山岩体群内成矿岩体更富斜方辉石和中性斜长石,且具有较低的铬尖晶石Cr~#值和橄榄石Ca含量。结合前人研究成果和相关地球化学数据,认为相对高的混染程度导致了黄山岩体群的母岩浆富SiO_2和Al_2O_3,同时降低了岩浆的结晶温度。     

中国西北地区岩浆铜镍矿床地质特点与找矿潜力

西北地区是中国岩浆铜镍硫化物矿床最为发育的地区,主要有3个重要成矿期,其地质特点、成矿条件、形成标志等存在明显不同。笔者梳理了目前诸多学者对岩浆铜镍硫化物矿床的研究工作,并结合野外实际,发现大陆裂谷是形成巨型-超大型岩浆铜镍硫化物矿床的构造背景条件,铁质系列的镁铁-超镁铁质岩体才可能形成有经济价值的岩浆铜镍硫化物矿体。超壳深大断裂为地幔岩浆上涌提供了有利条件。分异良好的超基性岩体更具有成铜镍矿的潜力。结晶分异促进了硫化物饱和,地壳混染是成矿的关键。橄榄石和单斜辉石具有低的CaO和FeO含量的岩体,更有利于形成规模较大的岩浆铜镍硫化物矿体。这些研究认识与发现为理解西北地区镁铁-超镁铁质岩浆成矿作用过程、找矿潜力预测及找矿方向和找矿空间提供了技术支撑与资料基础。     

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩体地球化学特征及其岩石成因意义

红旗岭铜镍硫化物矿床位于兴-蒙造山带东部。矿区出露30多个镁铁-超镁铁质侵入体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉(苏)长岩组成。本文通过对红旗岭含矿镁铁-超镁铁质岩体的主、微量及铂族元素(PGE)的研究,探讨了红旗岭岩体成矿母岩浆性质、PGE亏损的原因以及岩体形成的构造环境。全岩主、微量元素地球化学分析表明,红旗岭岩体具有高MgO(平均28.75%)、低TiO2(平均0.44%),富集轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(HFSE),极低ΣPGE(平均2.08×10~(-9))和高Cu/Pd(平均2916×10~3)的特征。岩石样品显示相似的微量和PGE配分模式,表明其来源于相同的岩浆源区。根据橄榄石-熔体平衡及质量平衡原理估算出红旗岭母岩浆为高镁玄武质岩浆(MgO=10.74%、FeO=7.78%)。红旗岭母岩浆在早期演化过程中发生硫化物熔离作用导致了红旗岭含矿岩体PGE的极度亏损。结合中亚造山带东段构造演化历史,本文认为红旗岭岩体形成于晚三叠世碰撞后伸展环境,矿床的形成受到了古亚洲洋俯冲结束后板片断离的影响。     

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿时代讨论

通过对红旗岭铜镍硫化物矿床1号含矿超镁铁质岩体和8号不含矿镁铁-超镁铁质岩体进行单矿物40Ar-39Ar法测年,得到与铜镍硫化物矿床相关的角闪石与黑云母结晶年龄分别为250 Ma和225 Ma,这一结果与前人所报道的K-Ar法年龄有明显的差异.结合与热液矿化相关的斜长伟晶岩锆石SHRIMP法年龄216 Ma,认为镁铁-超镁铁质岩形成于250 Ma左右的印支早期,铜镍硫化物矿床的形成时间晚于含矿岩体,大约为225 Ma前后的印支中期.216 Ma前后的岩浆期后热液叠加对成矿具有积极作用.     

吉林红旗岭镍矿田茶尖岩体锆石SHRIMP U-Pb年代学及其意义

茶尖1号岩体是茶尖矿床主要成矿岩体,其岩相组合为辉石橄榄岩、橄榄辉石角闪岩、角闪辉岩、辉长岩和闪长伟晶岩.辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb测年结果表明,茶尖镁铁-超镁铁岩的形成时代为239.6±2.6 Ma,属于印支期.结合红旗岭矿田已有年代学数据显示,红旗岭矿田成矿岩体形成时代具有由西南至东北依次变新的趋势.茶尖1号岩体的形成年龄明显早于红旗岭成矿岩体,矿床形成年龄差最大可达20 Ma,红旗岭矿区的镁铁-超镁铁岩浆的活动时间应开始于240 Ma之前且持续时间较长.茶尖矿床1号岩体中发现的捕获锆石核年龄为1.7 Ga和0.6 Ga,为镁铁-超镁铁岩浆混入地壳物质提供了直接证据.捕获锆石年龄与华北地台新元古代和中元古代构造－热事件相对应,表明其来源为华北地台基底.      

红旗岭―茶尖岭矿带部分含矿岩体时代认识——从陆壳、岩石圈角度认识含矿镁铁-超镁铁质岩体时代

红旗岭―茶尖岭矿带发育镁铁-超镁铁岩体(岩墙群)及铜镍硫化物矿床。关于该矿带含矿岩体时代的观点包括华力西期和印支期。含铜镍硫化物矿床的镁铁-超镁铁岩体(岩墙群)发育要件:初始成熟陆壳、较薄的岩石圈、拉张应力背景,三者缺一不可。只有符合地质事实、符合矿带含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体(岩墙群)发育要件的同位素定年数据,才能代表含矿岩体的成岩成矿时代。红旗岭—茶尖岭矿带印支期不具备含矿镁铁-超镁铁岩体(岩墙群)产出的要件。华力西期350Ma,矿带具备红旗岭1号、7号含中、大型铜镍硫化物矿床的镁铁-超镁铁岩体产出的要件,理应代表1号、7号岩体时代;华力西期258Ma,矿带具备茶尖岭包括1号、6号、新6号等含小型铜镍硫化物矿床的镁铁-超镁铁质岩体产出的要件,均代表茶尖岭矿区的镁铁-超镁铁岩体的时代。     

东疆二叠纪镁铁-超镁铁岩体中辉石的成分特征及其对成岩和Ni-Cu成矿的指示

新疆东部早二叠世镁铁-超镁铁岩体主要分布在天山东段觉罗塔格构造带、中天山地块和北山地区,与这类岩体相关的Ni-Cu矿床主要产出在觉罗塔格带和中天山地区,北山目前并未发现典型Ni-Cu矿床。这些岩体中的斜方辉石主要为古铜辉石,少量为紫苏辉石;单斜辉石属透辉石、次透辉石或普通辉石。矿物成分系统变化显示橄榄石Fo值北山最高、觉罗塔格带到中天山逐次降低的特点,橄榄石Fo值在78~86和Ni含量低于1800×10-6范围内更有利于Cu-Ni成矿;斜方辉石En端元和单斜辉石Wo端元极差值也显示北山最高、觉罗塔格带和中天山较低的规律,且相对小的极差值更有利于成矿。单斜辉石AlⅣ/AlⅥ比值结果显示北山岩体在矿物结晶过程中压力较低,硫溶解度较大,可能是其矿化程度弱于觉罗塔格带和中天山的一个重要因素。觉罗塔格带、中天山和北山镁铁-超镁铁质岩体的母岩浆为非碱性系列、大陆拉斑玄武质岩浆。根据北山和觉罗塔格带岩体单斜辉石微量元素成分估算的母岩浆具有LREE富集以及Nb、Ta、Zr、Hf负异常的特征,指示出两者源区为受俯冲板片交代的地幔,且坡北源区俯冲交代程度更低。觉罗塔格带和中天山单斜辉石Alz vs.Ti显示裂谷堆晶趋势向弧堆晶趋势演化,而北山单斜辉石Alz vs.Ti则显示明显的裂谷堆晶趋势,这说明俯冲交代作用在觉罗塔格带和中天山地区表现的更为强烈。北山镁铁-超镁铁岩体中发现单斜辉石Ti的高异常及矿物温压计算结果显示,表明北山地区具有比觉罗塔格带和中天山更高的岩浆温度,这可能与塔里木二叠纪地幔柱的活动有关。     

天山-兴蒙成矿域岩浆铜镍硫化物矿床地质特征和成矿动力学背景

天山-兴蒙成矿域是中亚成矿域的重要组成部分,中亚造山带演化过程中,形成了大量的镁铁-超镁铁岩石和岩浆铜镍硫化物矿床,自西向东主要有菁布拉克、喀拉通克、黄山东和红旗岭等岩浆铜镍硫化物矿床,构成重要内生金属矿床富集区.含矿镁铁-超镁铁岩带成岩成矿时代由西至东逐渐变新,暗示古亚洲洋盆由西向东剪刀式构造迁移过程,其岩浆作用记录了中亚造山带构造演化过程.     

黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩中橄榄石深部结晶作用的发现

近年来,在新疆哈密黄山地区发现了一系列与铜镍硫化物矿床有关的镁铁超-镁铁侵入杂岩,构成了黄山铜镍成矿带。黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩为该成矿带重点岩体之一,其主要造岩矿物橄榄石深部结晶作用的发现对于丰富岩浆的成因理论、确切地解释杂岩体成岩成矿过程中岩浆的分异演化和成矿带内其它杂岩橄榄石深部结晶作用的确定均有重要意义。     

吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的矿物化学特征:对岩浆演化过程以及铜镍硫化物矿床形成机制的约束

本文对吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的主要造岩矿物进行了详细研究。两岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、单斜辉石、斜长石、角闪石和金云母。岩浆的暗色矿物结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→角闪石→黑云母,与镜下实际观察一致,是岩浆在不同深度结晶的产物。原始岩浆来自上地幔,两岩体进入高位岩浆房中的熔体的MgO含量分别13.98%和14.22%、Mg#值分别为72.22和71.05,为含水的高镁的苦橄质玄武岩浆。深部岩浆房深度距地表约26～27km,岩浆房内的结晶温度介于1280～1379℃之间,即结晶于下地壳中。岩浆由深部上升到高位(浅部)岩浆房中的过程是近绝热的,也是快速完成的。岩浆可能经历了两次岩浆房的演化过程,岩浆在上升到高位岩浆房之前,在深部曾经历了较短时间的橄榄石和少量辉石的分离结晶作用;但在高位岩浆房中混染了地壳物质,与此同时,还经历了同源岩浆混合作用以及岩浆过冷却作用,这些都有利于岩浆体系中成矿元素含量增高以及硫达到饱和状态,使金属硫化物熔离并晶出,从而使岩体发生铜镍矿化作用。     

东昆仑夏日哈木铜镍硫化物矿床辉石特征及地质意义

夏日哈木铜镍硫化物矿床的发现在矿床规模、成矿时代及成矿区带方面都有重要意义。辉石作为最主要的造岩矿物之一,广泛赋存于该矿床的各岩相中,在橄榄岩相中多为填隙相,而在辉石岩相及辉长岩相中多呈堆晶相;总体上,斜方辉石含量大于单斜辉石含量。辉石Cr_2O_3含量在橄榄岩相、辉石岩相、辉长岩相具有依次降低的趋势,说明从早到晚含矿的橄榄岩相、辉石岩相、辉长岩相先后结晶,并非所有辉长岩相的结晶均早于橄榄岩相和辉石岩相;单斜辉石SiO_2、TiO_2及Na_2O含量之间的关系显示夏日哈木矿床母岩浆属拉斑玄武质岩浆,较高的Al_2O_3含量(2.55%~10.61%)暗示岩体形成过程中与富铝围岩发生了同化混染作用。     

吉林省红旗岭铜镍硫化物矿床的岩石学和地球化学研究

红旗岭铜镍硫化物矿床产于幔源超镁铁质杂岩体中，杂岩体分为含矿与非含矿两种岩石类型。工业矿床多产于富含斜方辉石的岩石中。矿化强度与蚀变强度正相关。岩石化学与地球化学表明，含矿岩体的Na、K、Al、Ca、Fe等组分明显地高于平均地幔岩组分。含矿岩体是同化了壳源组分组经历了充分的岩浆重力分异作用后脉动式侵拉的。壳源组分的加入是促进岩浆熔离作用的重要因素。     

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。     

内蒙古赤峰柴胡栏子金矿基性麻粒岩包体特征及其成矿动力学意义

柴胡栏子金矿位于华北板块北缘,属中温热液蚀变岩型金矿。金成矿与矿区北部的早中生代辉石闪长岩体有密切关系。在辉石闪长岩体内发育大量包体,可以分为基性麻粒岩和角闪岩两类包体。包体的地球化学、形成温压条件表明基性岩包体为来源于大陆下地壳的基性麻粒岩包体,来源深度大约相当于下地壳中部-中上部位置,为早中生代时期底侵作用的产物。角闪岩包体来源于下地壳上部-中地壳下部位置,被上升岩浆带至地壳浅部。包体和寄主岩石具有相似的地球化学和氧、铅、锶、钕同位素特征,说明二者具有相同的岩浆来源。基性麻粒岩包体为底侵作用早期形成的堆晶岩受到后续岩浆的烘烤发生麻粒岩化形成。基性麻粒岩和寄主岩石辉石闪长岩与金矿床形成的密切时空关系显示底侵作用对柴胡栏子金矿含矿流体形成、运移和矿质富集有重要控制作用,其中 H2O和CO2等挥发性组分对控制流体形成和演化有至关重要作用。基性麻粒岩包体发育为成柴胡栏子金矿成矿物质来源于深部提供了有力的证据。     

川西拉拉Fe-Cu矿区含矿镁铁质层状岩席的首次发现及其成岩成矿意义

尽管镁铁质层状侵入体得到了广泛关注,与其相关的成岩和成矿过程仍然存在很多疑问。文中首次报道了在川西拉拉Fe-Cu矿区发现的一种含矿镁铁质岩席,它的深入研究可能有助于理解拉拉Fe-Cu矿床的成因,以及层状侵入体的组装过程与成矿作用。野外观察表明,该岩席共由9个岩相带组成,相邻岩相带为侵入接触关系,上半部分和下半部分的岩性呈镜像对应。对该岩席上半部分的5个岩相带分别进行了显微镜观察、粉晶X-射线衍射分析和CSD分析,表明相邻岩相带的矿物组成和结构参数具有明显区别,揭示该岩席由4、5次岩浆脉动组装而成。各岩相带均具有显微斑状结构,其中1～4岩相带的斑晶矿物主要为角闪石、云母和Ti-Fe氧化物,第5岩相带的斑晶为白云母、钾长石和石英。此外,第3岩相带还含有大颗粒单斜辉石斑晶,第4岩相带含有方解石大斑晶。含水矿物呈斑晶产出表明所有岩相带都是挥发分(H2O+CO2)饱和或过饱和岩浆固结的产物,但各岩相带的岩浆具有不同的来源。根据斑晶(循环晶)矿物组合、定量化结构参数和参数变异趋势,推测拉拉岩席之下曾经存在3～5个位于不同深部水平上的岩浆房。这些岩浆房有不同成分的进化岩浆充填,可能富集了相应的成矿金属。当深部含矿流体输入该岩浆系统时,有可能引起骨牌效应,导致各种含矿流体大规模释放。拉拉矿区的这类岩席可能对成矿物质起到了屏蔽作用,使其大规模聚集形成超大型矿床。需要注意的是,拉拉岩席的富矿岩相带侵位时间最晚,类似于攀枝花铁矿。因此,拉拉岩席的成岩成矿模式有可能也适应于攀枝花式铁矿。     

红旗岭3号含矿岩体地质年龄及其岩石学特征

以1号和7号岩体为代表的红旗岭铜镍硫化物矿床,是兴蒙造山带中典型的岩浆熔离型矿床。矿区内共有30多个镁铁-超镁铁质岩体,3号岩体是其中的含矿岩体,多年来因其地质产状与主要含矿岩体不同被认为形成于燕山期。本次工作对采自不同深度岩心样品中的单矿物角闪石进行⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年代学研究,得到（228.2±3.0 ）Ma的坪年龄和（230.1±7.1）Ma的等时线年龄。该年龄和近年发表的红旗岭1号岩体地质年龄基本一致,说明它们均为早印支期岩浆作用的产物。通过对比分析1号和7号主含矿岩体与3号岩体的岩石地球化学特征发现,无论是稀土元素还是微量元素图解均显示了它们具有相同的配分模式,暗示了这些岩体的同源性特点。     

铜陵舒家店矿床年代学-地球化学特征及其意义

本文对铜陵舒家店辉石闪长岩开展了年代学和地球化学的系统研究。结果表明,舒家店辉石闪长岩的侵入年龄为140.5±1.4Ma,低于铜陵地区花岗闪长岩年龄。辉石闪长岩是矿床赋矿岩石,据此推测成矿时代也应该同为140.5Ma左右,或稍晚于岩浆岩侵位的时代。舒家店辉石闪长岩的地球化学特征表明其SiO2含量为50%左右,属于稍偏基性的岩类,并且具有大离子亲石元素(LILE:Ba,Sr,Th,Pb)的富集,而相对亏损高场强元素(HFSE:Zr,Nb,Hf),反映出该侵入岩的原始岩浆可能来源于受到了板片俯冲作用改造的富集地幔。舒家店岩体及铜金矿床形成的大地构造背景可能与古太平洋板块俯冲密切相关,位于大陆边缘岩浆弧的内陆一侧环境,它可能是俯冲洋壳部分熔融形成的熔体或流体交代地幔楔并使地幔楔发生部分熔融而形成的玄武质岩浆侵位到地壳浅部过程中混染了大量地壳物质而成。     

中天山白石泉镁铁-超镁铁质岩体岩石学与矿物学研究

白石泉地区镁铁一超镁铁质岩体处于塔里木板块前缘活动带与中天山地块接合部位，是中天山地块华力西中期岩浆活动的产物。主要岩石类型有辉石橄榄岩（斜方辉石橄榄岩、斜长二辉橄榄岩）、橄榄辉石岩、橄长岩、辉长岩及角闪辉长岩等，主要造岩矿物为橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、斜长石及黑云母。橄榄石均为贵橄榄石，其Fo值（78-85）位于含铜镍硫化物矿橄榄石的Fo值范围之内；辉石主要有顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石、透辉石等；斜长石的环带构造较为发育；角闪石的FeO含量随着岩浆的演化逐渐增加。它们与造山带环境中的东疆型镁铁一超镁铁杂岩中的造岩矿物具有相同的特征。这些特征表明了白石泉地区的镁铁一超镁铁质岩体的原始岩浆为高镁的拉斑玄武质岩浆。     

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。