东昆仑夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床成矿特征

超大型岩浆镍钴硫化物矿床的形成多与大陆裂谷或地幔柱活动密切相关,是何种机制促使深部幔源金属元素超常富集于东昆仑造山带而形成超大型岩浆镍钴硫化物矿床呢?文章通过剖析夏日哈木岩体及矿体基本特征,发现赋矿岩体整体呈东宽西窄的楔状体,以富集轻稀土元素、贫重稀土元素以及Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素的亏损为特征,镍钴矿体主要富集于辉石岩和橄榄岩中,西段矿石富,东段矿石贫,矿石品位与橄榄石含量呈正相关关系.精细矿物学研究发现,寄主矿物"巨型"斜方辉石所包裹的橄榄石Fo值及Ni含量从核部到边部均增高,揭示含矿岩相侵入过程中可能存在至少2次岩浆活动.由橄榄石和铬尖晶石成分分析,推测夏日哈木母岩浆为低Ti、高Mg的拉斑玄武质岩浆,可能起源于软流圈地幔.结合区域构造演化和岩体形成时代,认为东昆仑夏日哈木镁铁-超镁铁质岩体形成于伸展环境,深部部分熔融形成的岩浆多次脉冲上涌叠加,地壳混染对硫化物达到饱和具有关键作用,于柴达木盆地南缘东昆仑造山带中构造薄弱部位成岩成矿,可能是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解岩浆镍钴成矿响应的表现.该认识对丰富造山带中的岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓宽岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑并指导区域找矿新突破,具有重要作用.     

橄榄石成分对东昆仑夏日哈木超大型镍钴矿床岩浆过程的约束

橄榄石是与镁铁-超镁铁质岩浆有关的铜镍硫化物矿床中最主要的造岩矿物之一，其成分记录了丰富的镍成矿信息，并可反映母岩浆成分组成、结晶分异过程及后期物质交换等。东昆仑夏日哈木镍钴矿床是全球铜镍硫化物矿床勘查20余年来最为重要的找矿发现之一，将逐步成为中国重要的镍钴资源基地。本文在大量镜下岩相学观察的基础上，对夏日哈木矿床橄榄石进行系统电子探针分析。分析数据表明，夏日哈木橄榄石Fo值为83.01~90.12；Ni含量为676×10-6 ~2845×10-6，Mn、Ca含量均较低，最大值分别为2457×10-6和650×10-6。“巨型”斜方辉石包裹的橄榄石成分自核心到边部Fo值和NiO含量均增高，表明含矿岩相形成时存在新鲜岩浆的补充，至少存在2次岩浆活动。橄榄石最高Fo值为90.12，反映夏日哈木镍钴矿床的母岩浆是Mg#值为0.73的高镁玄武质岩浆。硫饱和始于深部岩浆房母岩浆中少量橄榄石的结晶分异，早期熔离量较小，估算的橄榄石与硫化物熔体质量比大致为20：1。本次研究利用橄榄石成分约束了夏日哈木矿床岩浆的多期次活动，限定了母岩浆的成分性质与硫化物的熔离时机，可为矿床成因研究提供借鉴。     

金川超大型Ni-Cu-(PGE)矿床橄榄石微量元素特征及地质意义

我国金川超大型铜镍硫化物矿床是世界上第三大在采岩浆硫化物矿床,Ni开采量仅次于俄罗斯Noril'sk-Talnakh和加拿大Sudbury矿床,其成因研究备受关注。利用激光—等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析了金川岩体中橄榄石微量元素含量,并探讨了影响元素含量变化的因素,进而阐述成岩及成矿过程。分析结果显示橄榄石中元素Ni,Cr与Fo呈负相关,Mn/Fe与Fo呈正相关,而Mn/Zn,Zn/Fe与Fo无相关性。在原始地幔橄榄石多元素标准化图中,金川Ⅰ号和Ⅱ号岩体橄榄石具相同的配分模式,均显示Cr,V,Ni,Co和Ti的亏损,富集不相容元素Zr,Y,Ti,Sc和Ca的特征。元素变化特征暗示Ⅰ号和Ⅱ号岩体具相同的母岩浆成分;与铬尖晶石的共结使橄榄石亏损Cr,V和Ti元素,而熔离的硫化物及其与橄榄石的相互反应共同影响着橄榄石中Ni和Co元素的含量。Ⅱ号岩体橄榄石较Ⅰ号岩体具较低的Cr和V含量,暗示Ⅱ号岩体母岩浆较Ⅰ号岩体经历了更高程度的演化。橄榄石高的Mn/Zn值(>13)和低的Zn/Fe值(<11)指示金川岩体岩浆可能起源于橄榄岩地幔的部分熔融,而非辉石岩地幔源区。     

青海省夏日哈木铜镍矿床岩石地球化学特征及其意义

新发现的青海省夏日哈木超大型镍矿床,在国内是仅次于金川岩浆铜镍矿床的第二大矿床。矿区发育5个镁铁-超镁铁岩体,目前仅Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体内发现了具有经济价值的超大型矿体,其他4个岩体多为镁质橄榄岩及榴辉岩,是多种构造体制叠加岩浆活动的结果。分析发现Ⅰ号岩体所有岩石的SiO_2含量为34.11%~54.28%,其m/f值为2.01~4.93,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩石。通过对橄榄石Fo值与Ni含量研究表明,存在多期次的岩浆成矿作用,橄榄石Fo值与Ni含量正相关和负相关的协变关系,说明存在早期硫化物不混溶作用。结合区域年代学综合分析认为,夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床的形成,是早泥盆世早期岩浆活动于柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区具体的成矿表现。在其Ⅰ号和Ⅱ号岩体的深部,仍具有较大的找矿潜力,而其他3个镁铁-超镁铁质多以镁质橄榄岩为主,不具备镍矿成矿条件,可能没有发现铜镍矿的经济价值。     

新疆东昆仑达拉库岸镁铁-超镁铁岩的矿物化学及其属性

达拉库岸镁铁-超镁铁岩位于东昆仑造山带南带之喀拉米兰晚古生代沟弧系,由二辉橄榄岩、单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、单辉岩、含长辉石岩和辉长岩组成。单辉橄榄岩和橄榄辉石岩中橄榄石均为贵橄榄石(Fo=84.55~89.08),其MnO含量为0.13%~0.29%,NiO含量为0.09%~0.28%;单斜辉石为透辉石和普通辉石,其MgO含量为15.12%~16.98%,Fe O含量为3.84%~5.34%,CaO含量为21.10%~22.95%;与蛇绿岩套中的同类岩石的橄榄石和单斜辉石成分存在较大差异,与夏日哈木和金川镁铁-超镁铁岩中同类岩石的矿物成分类似,表明达拉库岸岩体不是蛇绿岩套的组成部分,而是陆壳中的侵入体。单斜辉石成分表明其母岩浆为拉斑玄武质岩浆,可能形成于与俯冲有关的大陆边缘裂谷环境。达拉库岸岩体具有形成岩浆型铜镍硫化物矿床的条件。     

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。     

东昆仑夏日哈木镍铜硫化物矿床成矿岩浆条件:流体挥发份化学组成与碳同位素组成制约

夏日哈木镍铜硫化物矿床是我国东昆仑造山带新发现的全球岛弧环境最大的岩浆镍铜硫化物矿床。早泥盆世镁铁-超镁铁质成矿岩体中不同类型岩石的辉石中流体挥发份化学组成和碳同位素组成表明,流体挥发份总量较低,平均含量为888mm~3.STP/g(STP:标准温度和大气压)。流体挥发份组成以H_2O为主(48mol%),其次为H_2(26%)、CO_2(15%)和CO(5%)。H_2S含量从二辉橄榄岩(10mm~3/g)、橄榄辉石岩(18mm~3/g)到二辉辉石岩(28mm~3/g)逐渐增加,表明岩浆就位结晶演化过程中含硫组分的加入。CO_2的δ~(13)C值(-23.5‰~-5.0‰)位于地壳和地幔值范围之间。CH_4同系物碳同位素组成随碳数具有总体正序、局部反序的分布特征,显示大洋沉积有机质热裂解成因特征。夏日哈木成矿镁铁-超镁铁质岩体流体组分中较低的H2_O含量和较高的H_2含量表明,岩浆演化处于还原性挥发份条件,地幔岩浆源区存在俯冲洋壳沉积有机质,岩浆房围岩的混染和富S流体的加入可能是夏日哈木岩浆镍铜硫化物矿床硫饱和的主要机制。     

深成岩石和同源岩石的岩相标志——日本岛弧东北部岩手火山和利尻岛火山的某些火山岩中橄榄石和铬尖晶石间成分关系

橄榄石和铬尖晶石一般形成于原始岩浆早期沉淀相与可能是残留物质的地幔橄榄岩主要相内。地幔橄榄岩中橄榄石类的镁橄榄石(Fo)含量和铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)原子比(=Cr~*)在Fo—Cr~*面中构成了一条狭窄的带(图1),该带称为“橄榄石—尖晶石地幔列阵(Arai,1987b)。橄榄石-尖晶石地幔列阵富Cr~*的一半和贫Cr~*的一半分别由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成。很可能橄榄石-尖晶石地幔列阵是一些未亏损的橄榄岩(贫Fo和Cr~*的二辉橄榄岩)在连续岩浆萃取作用期间,残留下来的地幔尖晶石橄榄岩(Jaques和格林,1980;Arai,1987ab)。橄榄石和铬尖晶石一般形成于原始岩浆早期沉淀相与可能是残留物质的地幔橄榄岩主要相内。地幔橄榄岩中橄榄石类的镁橄榄石(Fo)含量和铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)原子比(=Cr~*)在Fo—Cr~*面中构成了一条狭窄的带(图1),该带称为“橄榄石—尖晶石地幔列阵(Arai,1987b)。橄榄石-尖晶石地幔列阵富Cr~*的一半和贫Cr~*的一半分别由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成。很可能橄榄石-尖晶石地幔列阵是一些未亏损的橄榄岩(贫Fo和Cr~*的二辉橄榄岩)在连续岩浆萃取作用期间,残留下来的地幔尖晶石橄榄岩(Jaques和格林,1980;Arai,1987ab)。相对原始的岩浆在Fo—Cr~*面有各自的分异趋势,分异是在橄榄石-尖晶石地幔列阵上或其附近开始的(Arai,1987a)。Fo—Cr~*面分异趋势开始的这些点上或其附近,橄榄石-尖晶石地幔列阵上的橄榄岩可能是原始岩浆残留的对应物。换句话说,Fo-Cr~*面上原始岩浆的分异趋势是在其残留橄榄岩上或其附近开始的。因为在物理条件如果没有多大变化的情况下,某些原始岩浆的残留相和最早沉淀相在化学成分上几乎是相同的。岛弧玄武质岩浆经过萃取之后,残留物质会是什么样的橄榄岩呢?Tatsumi等(1983)的实验已经表明日本岛弧东北的原始拉斑玄武岩可能与一些地幔方辉橄榄岩相应,而原生高铝和碱性橄榄玄武岩则可能与一些地幔二辉橄榄岩相应。我们想从日本岛弧东北地幔橄榄岩(=橄榄石—尖晶石地幔列阵)与第四纪火山的玄武质和安山质岩浆中橄榄石和铬尖晶石间的成分关系来探讨这个问题。我们选择了岩手火山和利尻岛火山进行研究。前者是火山前缘附近的典型火山之一,产岛弧拉斑玄武岩(Onuma,1962;Nakagawa,1987)。后者是利尻岛和大岛—大岛火山对之一,产碱性橄榄玄武岩(Katsui,1953;Katsui等,1979),位子俯冲洋板块之上约300公里。岩手火山岩的大量化学分析资料可参阅Onuma(1962)的著作,而利尻岛火山则可参考Katsui(1953)和Matsui(1967)的。岩石描述岩手火山的玄武岩和安山岩:我们测了1801、1802和1803三个样品。1801号采自Onigajo脊,属于Onuma(1962)的Onigajo熔岩流或Nakagawa(1987)的Onigajo火成碎屑岩。1802和1803采自Kurokura山以东,Ubakura山以西之间的鞍部,可能属于Onuma(1962)的Kurokura山熔岩流或Nakagawa(1987)的Ubakura山下部熔岩。这些熔岩属于Onuma(1962)的老火山期或Nakagawa(1987)的老岩手期。1801和1802号样为安山岩,含橄榄石、紫苏辉石、辉石、斜长石和磁铁矿斑晶,前者为粒间结构,后者为填间结构。1803号样为玄武岩,具橄榄石和斜长石斑晶,呈粒间结构。这些岩石的橄榄石斑晶常常有自形的铬尖晶石小包体(<50微米)。在新火山期的Yakehashiri安山岩(Onuma,1962)或新岩手期安山岩(Nakagawa,1987)中,橄榄石斑晶经常被斜方辉石反应边所包围。偶尔也见有铬尖晶石小包体。本次研究所测定的岩手火山岩中橄榄石斑晶呈半自形到他形,具不明显的分带。利尻岛火山玄武岩:调查了出露在Oniwaki附近的碱性橄榄玄武岩(样号RSR71404)。这种岩石属于利尻岛火山南侧寄生火山锥之一的Oniwaki-pon山喷发出来的熔岩流(Matsui等,1967)。该熔岩富含橄榄石斑晶,这种现象可能是晶体堆积的结果。薄片观察呈全晶质结构和不等粒结构。较大的晶体由橄榄石、辉石和斜长石构成,有时构成晶体团块。橄榄石呈自形,县明显分带,一般含微小的铬尖晶石包体(<50微米)。矿物化学共生的橄榄石和铬尖晶石(=铬尖晶石包体和主矿物橄榄石)是用JXA50A型电子探针分析的。橄榄石的成分变化:利尻岛火山和岩手火山的岩石里,甚至一块薄片内橄榄石的化学成分都有明显变化。两个火山的岩石中橄榄石的Fo含量总是低于86(表1,图2)。NiO和MnO的含量分别与Fo含量的变化一致和不一致。橄榄石的这种化学成分变化很可能是由一些更为原始的岩浆连续分异结晶作用所造成的。铬尖晶石的成分变化:尖晶石类的全部分析是扣除Fe_2 TiO_4(=钛尖晶石)的所有Ti原子后,按尖晶石的化学理想配比重新计算的。铬尖晶石成分变化甚至在一块薄片中也很明显。岩手火山:TiO_2含量变化从0.4—3.7(重量百分比),并与Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))的比成正相关(图3)。Cr~*相对稳定,尽管Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))的比值变化较大,但几乎所有的Cr~*值都在 0.40—0.55内(图2、4,表1)。Mg/(Mg+Fe~(2+))的原子比变化从0.35—0.59,与Cr~*的变化成负相关(图5)。铬尖晶石的Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))原子比随共生橄榄石Fo含量的减少而迅速增加(图6)。1802号样中一个橄榄石大斑晶(7×3毫米),成分为Fo_(80-81),其中有几个铬尖晶石包体,其Cr~*变化很大。当共生橄榄石的Fo>82时(图2)铬尖晶石的Cr~*与Fo含量成负相关。利尻岛火山:铬尖晶石的TiO_2含量随Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))值(图3)的增加而迅速地从0.7增加到3.5(重量百分比)。尽管Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))值变化很大,但Cr~*并没有变化(图2和4,表1)。Cr~*与Mg/(Mg+Fe~(3+))原子比成负相关(图5)。铬尖晶石Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))原子比随共生橄榄石Fo含量的减少而迅速增加(图6)。铬尖晶石的Cr~*随共生橄榄石Fo含量的减少而增加,在Fo—Cr~*面上表现出分异趋势(图2)。值得注意地是当Fe~(3+)含量十分低时,利尻岛火山玄武岩中铬尖晶石的钛含量比岩手火山岩中的Ti含量高(图3)。重要的是岩手火山岩中铬尖晶石的Cr~*通常比利尻岛火山玄武岩中的高[图2和3(可能为5—译者)]。岩手橄榄石-尖晶石在Fo—Cr~*面上的分异趋势不明显,但是比利尻岛橄榄石-尖晶石更富Cr~*(图2)。讨论利尻岛尖晶石Ti的含量比岩手尖晶石高,这与大多数化学成分关系是一致的,岛弧拉斑玄武岩和碱性玄武岩分别以低钛和高钛为特征。图2所示,利尻岛火山和岩手火山岩浆分异趋势富镁端远离橄榄石-尖晶石地幔列阵。这个事实说明两种岩浆都多少有点分异的特征。尽管推断性较大,但图2中的两种分异趋势还是可以推断橄榄石-尖晶石地幔列阵的二辉橄榄岩范围。因为铬尖晶石的Cr~*没有随岩浆的结晶而突然变化(Arai,1987a),这与实验结果是相矛盾的(Tatsumi等,1983),甚至于岩手的原始岩浆与地幔方辉橄榄岩可能不相当(图1和2)。然而,岩手拉斑玄武岩萃取作用以后,二辉橄榄岩更为亏损的特征与Tatsumi等(1983)的实验结果是一致的。岩手火山岛弧拉斑玄武岩(或安山岩)铬尖晶石比某些典型的原始岛弧拉斑玄武岩(如Ramsay等1984;Johnson等,1985;Falloon和格林,1986)或某些蛇绿岩玄武岩(如Cameron等1979;Falloon和格林,1986)中铬尖晶石明显贫Cr~*。最大可能是含高Cr~*尖晶石的这些玄武岩与亏损地幔方辉橄榄岩相当,相反,岩手拉斑玄武岩岩浆则可能与地幔二辉橄榄岩相当。总之,岩手火山的岛弧拉斑玄武岩的原始岩浆可能与具Cr~*=0.3—0.5铬尖晶石的地幔二辉橄榄岩相当,而利尻岛火山的碱性橄榄玄武岩与具Cr~*=0.2—0.3铬尖晶石的地幔二辉橄榄岩相当。     

西藏日喀则蛇绿岩大竹曲豆荚状铬铁矿形成机制

为了研究蛇绿岩型豆荚状铬铁矿床的成因和构造环境,对西藏雅鲁藏布构造带中段的日喀则蛇绿岩大竹曲岩体中的铬铁矿化进行了研究。通过岩相学和地球化学研究,发现大竹曲地幔橄榄岩中铬尖晶石为不规则它形,且全岩的CaO和Al_2O_3含量与铬尖晶石Cr~#分别呈正相关和负相关关系,这表明地幔橄榄岩中铬尖晶石为地幔部分熔融的残余。然而,纯橄岩和矿石中铬尖晶石显示自形-半自形,并可见橄榄石包裹自形铬尖晶石,且纯橄岩与矿石的CaO和Al_2O_3和Cr~#均无相关性,均说明纯橄岩和铬铁矿石形成于岩石-熔体反应。高Cr~#矿石和纯橄岩的母岩浆性质接近于玻镁安山质熔体,而低Cr~#纯橄岩的母岩浆则类似于MORB,表明大竹曲铬铁矿可能形成于弧后扩张中心。     

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。     

阿尔巴尼亚布尔其泽纯橄岩壳中橄榄石的包裹体研究

阿尔巴尼亚布尔其泽纯橄岩壳非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和单斜辉石等矿物组成.其中橄榄石存在单斜辉石和铬尖晶石（磁铁矿）共生包裹体现象,包裹体矿物粒度在1~10 μm,有些甚至为纳米级200~500 nm.纯橄岩橄榄石的Fo值为94.7~96.0,铬尖晶石的Cr#为76.5~82.4,远高于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩的铬值（Cr#>60）.基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铬、铁熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体并存在Ti4+、Al3+、Ca2+、Fe3+,而部分Cr3+进入铬尖晶石结晶.后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中混溶的组分析出包裹体形成磁铁矿和铬尖晶石.并且依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出岩体内方辉橄榄岩相对较低的部分熔融程度约为30%~40%,纯橄岩部分熔融程度约为40%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异.因此,认为布尔奇泽蛇绿岩具有多阶段的过程,首先是在洋中脊环境下经历部分熔融作用形成了方辉橄榄岩,后受到俯冲环境（SSZ）的岩石-熔体反应生成更富Mg、Si和Cr等的熔体,致使地幔橄榄岩高度部分熔融,形成此类纯橄岩.      

东昆仑东段阿拉思木辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及洋盆闭合时限界定

东昆仑东段广泛分布晚古生代的中酸性花岗岩,基性岩浆岩记录较少。本文选择位于东昆仑北弧岩浆岩带南缘的阿拉思木基性岩进行研究,为东昆仑东段晚古生代岩浆演化研究提供新的依据。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得阿拉思木基性岩形成年龄为(241±1)Ma,为中三叠世岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示岩石具有低Ti O2(0.17%~0.37%,平均值0.25%)和较高的Mg#值(72.94~77.32,平均值为74.95)及Al2O3值(13.08~23.20%,平均值18.9%),富集大离子亲石元素(LILE:Sr、Rb、Ba),明显亏损高场强元素(HFSE:Nb、Ta、Zr、Hf)。Harker图解表明,Mg O与Fe2O3T、Ti O2、Ni、Co呈明显的正相关,暗示阿拉思木基性岩浆在形成过程中有一定程度的橄榄石、钛铁氧化物的分离结晶。阿拉思木辉长岩具有岛弧玄武岩的地球化学特征,并且其结晶年龄明显早于东昆仑碰撞及后碰撞构造岩浆时限。综合区域地质资料认为,阿拉思木辉长岩可能代表了东昆仑地区中三叠世洋壳俯冲的最晚期岩浆记录,进而确定东昆仑古特提斯洋俯冲结束碰撞开始的时间可能为中三叠世。     

塔里木东北缘坡十Ni矿化侵入体中橄榄石和铬尖晶石对成岩成矿及源区特征的约束

坡十Ni矿化超镁铁侵入体的矿化岩相主要为第二侵入期次的（斜长）单辉橄榄岩、（斜长）二辉橄榄岩、 纯橄岩等岩相。坡十超镁铁岩的橄榄石成分变化范围较大, 橄榄石的Fo值在76.8～89.6之间, Ni含量为767×10^-6～4 580×10^-6。铬尖晶石的Mg^#值和Cr^#值变化范围分别为19.4～41.9和49.8～64.8, 原生铬尖晶石中Cr₂O₃和Al₂O₃表现为负相关, 蚀变改造的铬尖晶石则表现为正相关。橄榄石成分剖面显示坡十母岩浆处于一个动态的岩浆系统中, 成分稳定的新鲜岩浆的补给、 持续向上的动力及浅部橄榄石快速分离结晶,造成了不同深度橄榄石成分的不同变化。坡十侵入体母岩浆估算结果为MgO=14.49％, FeO=10.01％,模拟结果显示橄榄石中Ni含量的变化主要受橄榄石结晶分异和硫化物不混溶作用共同控制,其中橄榄石与硫化物熔体发生明显的Fe-Ni交换反应。坡十母岩浆中橄榄石分离结晶造成的硫饱和,是坡十硫化物熔离的重要因素。橄榄石高Fo值、母岩浆高MgO、超镁铁岩中斜长石发育、矿物高结晶温度和铬尖晶石成分的弧岩浆特征显示,塔里木东北缘坡十侵入体是俯冲交代的岩石圈地幔部分熔融形成的母岩浆的产物,表现出低压高温的演化特征,其中源区熔融机制可能与塔里木二叠纪地幔柱提供的热源或该区大规模拆沉作用造成的软流圈上涌有关。     

镁铁-超镁铁岩的自然组合与铬镍矿床的成矿专属性

基于幔源岩石产出的不同岩石组合与铬镍的浓集关系得出:铬矿体的寄主岩相优选于M/F值6～12区间内,专属于超镁铁质岩区和岩体,寄主岩相造岩矿物橄榄石专属于镁橄榄石,副矿物铬尖晶石富Mg和Cr.镍矿体寄主岩相的M/F值介于2～6,造岩矿物橄榄石为贵橄榄石,副矿物铬尖晶石相对富Fe贫Mg和Cr.铬和镍对不同Si-O系统的选择,制约于系统能量效应的不同.氧逸度(fo2)达1.013×10-3.5Pa时有利于铬尖晶石的生成.镁铁质岩浆同化地壳是获取硫得以产出硫化物矿石的必要条件.岩浆中地壳Ca、Al、Na、Si等造岩组分的加入有利于镍矿浆的熔离,并导致超镁铁载镍岩相必含有少量斜长石.     

造山带环境钴岩浆成矿作用——以夏日哈木镍钴硫化物矿床为例

东昆仑造山带新发现的夏日哈木和石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床伴生有钴资源,它们与区域上火山-热液型、喷流沉积型等钴独立矿床共同指向早古生代镁铁质岩浆活动相关的钴成矿作用,表明镁铁质岩浆是区域钴富集成矿的重要载体,并预示东昆仑造山带的钴成矿潜力巨大。夏日哈木超大型镍钴硫化物矿床为造山带环境镍钴岩浆成矿作用的产物,本文在现有岩石地球化学数据甄别的基础上,分析了不同岩相和矿物Co、Ni和Cu等成矿元素的含量变化特征,探讨了镁铁质岩浆钴富集机制和控制因素。镁铁—超镁铁质岩具有较高的钴含量,随空间位置(期次)、岩石与矿物类型钴含量变化较大。在Mg O含量最高的橄榄岩、辉石岩相中钴富集,在硫化物矿物中钴含量较高。钴含量与全岩Mg O、硫、镍和铜含量正相关,这些规律表明夏日哈木镁铁质岩浆富集钴金属,不同期次岩浆中钴的富集程度不同,硫化物熔体是钴富集的主要途径之一,岩浆演化过程中钴在矿物中的富集机制需要原子层面钴赋存状态的系统认识。     

日喀则弧前盆地碎屑铬尖晶石地球化学与物源判别

该工作在藏南日喀则弧前盆地砂岩中发现了大量碎屑铬尖晶石。电子探针化学成分分析显示这些铬尖晶石具有高铬(铬指数Cr#为0.52~0.89)、低Fe3+含量(Fe3+/ Fe2+<0.5)、低TiO2含量(多小于0.2%)的特征,指示这些铬尖晶石来源于与洋壳俯冲作用有关的橄榄岩和火成岩,因此弧火山岩和SSZ型蛇绿岩套是其最可能的物源。考虑到日喀则弧前盆地的碎屑物主要来源于拉萨地体,而拉萨地体北侧的班公-怒江缝合带的碎屑物质不可能穿过晚白垩世时期已经隆起的冈底斯岩浆弧。笔者推测,铬尖晶石可能来自于冈底斯弧和拉萨地体内部已经消失的古蛇绿岩套。     

新疆北山坡一基性-超基性岩体铬铁矿矿物学特征及其指示意义

坡一含铜镍基性-超基性岩体是新疆北山西段早二叠世幔源岩浆活动产物之一。本文主要对该岩体中铬铁矿及内部固体包裹物进行了电子探针分析。坡一岩体铬铁矿主要成分呈线性变化并具低Zn、Ti和Fe3+的特征。铬铁矿内部固体包裹物由橄榄石、辉石等无水单矿物相包裹物,角闪石、金云母等含水多矿物相包裹物以及硫化物三类组成,硅酸盐包裹物化学成分上表现出富镁高铬的特点,其中云母具有富碱高镁的特征。估算得到铬铁矿结晶温度在1340~1411℃之间,结晶压力在2.56~3.33 GPa之间,坡一岩体原始岩浆Al2O3含量约为14.13%,Ti O2含量约为1.57%。结合已有研究成果,认为坡一岩体原始岩浆早期属于低钛苦橄质岩浆,可能是软流圈地幔环境下经历了15.5%~18.9%程度的部分熔融产物。原始岩浆早期存在含水富挥发份流(熔)体相且达到了硫饱和,铬铁矿结晶可能是导致硫饱和的重要原因。     

东昆仑地区夏日哈木铜镍矿床成矿模式及找矿方向

通过对夏日哈木铜镍矿成矿地质背景、矿床地质特征的研究,总结了夏日哈木铜镍矿床成矿模式。认为夏日哈木岩体群处于昆中岩浆弧带,晚志留世—早泥盆世处于陆-陆碰撞阶段伸展环境,是夏日哈木超大型镍-钴硫化物矿形成的先决条件;幔源岩浆深部熔离和向上贯入是成矿关键,熔离成矿过程中地壳混染也是一个必须条件,后期构造控制了矿体的定位以及形态。该区成矿经历了橄榄石和斜方辉石成矿期、黄铜矿和镍黄铁矿成矿期和镍华和孔雀石表生氧化期三期。据此提出下一步找矿方向,区域上昆中岩浆弧带是主要的成矿区带,矿区Ⅰ和Ⅲ号岩体中间是深部最有利的验证位置,外围拉宁灶火异常是验证的重要靶区。     

新疆白鑫滩铜镍矿床矿物学、Sr Nd同位素特征及其成矿过程探讨

白鑫滩铜镍矿床是近几年在东天山地区新发现的一个中型铜镍矿床,位于觉罗塔格构造岩浆带中段,对其开展深入研究有利于下一步的矿床勘查。本文在前人研究成果基础上,对白鑫滩矿床进行了较系统的橄榄石、辉石、斜长石和铬尖晶石矿物晶体化学和全岩Sr、Nd同位素的研究工作。结果表明白鑫滩矿床橄榄石Fo值为78.8~84.3,属贵橄榄石,Ni含量为299×10~(-6)~2483×10~(-6)。斜方辉石En为79.1~83.9,属古铜辉石;单斜辉石En为44.3~48.8,Wo为42.6~45.4,属透辉石-顽透辉石。斜长石An为60~83.9,主要为拉长石和培长石;铬尖晶石100Cr/(Cr+Al))为51~73.9。模拟计算表明白鑫滩矿床母岩浆MgO和FeO含量分别为9.30%和10.59%,Mg#值为0.61,是原始岩浆发生一定程度分离结晶的产物。母岩浆中橄榄石开始结晶温度为1258℃,约发生了7%的橄榄石分离结晶,结晶出的橄榄石与熔离出的硫化物的质量比介于50∶1~15∶1之间。斜方辉石开始结晶温度为1183℃,单斜辉石开始结晶温度为1143℃。白鑫滩矿床的(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.70278~0.70439,εNd(t)=+4.51~+5.92(t=278Ma),表明其源区为亏损地幔,但其富集程度略高于东天山地区其它典型矿床。Sr、Nd同位素模拟计算表明原生岩浆上升过程中经历了约5%~20%的地壳物质同化混染,橄榄石的分离结晶和地壳物质同化混染共同促进了岩浆中硫化物的熔离。     

东昆仑夏日哈木镍成矿赋矿机理认识与找矿方向指示

东昆仑造山带夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿体全部赋存于Ⅰ号镁铁超镁铁质岩体内,118万t镍,23.8万t铜,4.3万t钴,是迄今为止全球造山带背景发现的规模最大的岩浆镍钴矿床。与传统的大火成岩省、大陆边缘裂谷等成矿构造背景认识明显不同,对其含矿性特点与成矿赋矿机理认识有助于揭示造山带背景岩浆镍钴硫化物矿床形成机制和成矿模式,指示进一步找矿方向和岩体含矿性评价,拓展东昆仑造山带镍钴硫化物矿床的找矿空间,实现找矿新突破。笔者通过对夏日哈木岩浆镍钴硫化物矿床的岩(矿)体地质特点、矿物学及地球化学的研究,并结合前人的区域构造背景研究成果及野外实际,发现地壳S的混染加入是导致夏日哈木镁铁超镁铁质岩浆硫化物熔离的关键因素,斜方辉石含量高的岩相更有利于赋存富矿体。提出夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解、镁铁超镁铁质岩浆多次脉冲叠加硫化物熔离成矿结果的认识,大断裂为地幔岩浆上侵提供了有利条件。东昆仑造山带沿昆北、昆中断裂带于夏日哈木镍钴硫化物矿床北西、南东方位发育的岩体、铁质系列的镁铁超镁铁质岩相是该区域进一步找矿的重要方向。