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。     

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。     

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).     

东天山香山中镁铁-超镁铁质岩体岩石学与矿物学特征:对成岩成矿过程的约束

香山中镁铁-超镁铁岩体产出于新疆东天山地区的黄山—镜儿泉镁铁-超镁铁岩带。主要的岩石类型为二辉橄榄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄榄辉石岩及角闪辉长岩。矿物学特征显示,岩体造岩矿物的结晶顺序为铬尖晶石→橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石→角闪石。电子探针分析显示,同一侵入期次中各岩相具有良好的过渡渐变关系,钻孔剖面上橄榄石含量与颗粒大小、单斜辉石的成分有随深度连续变化的特征,铬尖晶石则具有良好的Cr→Fe3+、Ti的演化趋势,由此反映岩体的形成主要受结晶分异作用的控制;含长单辉橄榄岩中橄榄石和单斜辉石成分的突然变化显示岩浆结晶过程中受到了地壳物质阶段性的混染;模拟计算表明,橄榄石分离结晶伴随着硫化物的熔离;钻孔ZK3693深度为295~325 m,含长单辉橄榄岩中橄榄石、斜长石、单颗粒单斜辉石成分突然性的变化指示在区间内有新鲜的基性程度更高的岩浆注入,而此区间内矿石的Cu、Ni品位明显高于区间外同一岩相岩体,说明新鲜岩浆的注入是香山中岩体硫化物富集的重要原因。     

新疆香山铜镍钛铁矿区两个镁铁-超镁铁岩系列及特征

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床和香山西大型铜镍-钛铁矿床。通过对这套镁铁-超镁铁岩进行系统的野外研究和采样,对各类岩石进行详细的岩石学和岩石地球化学研究,识别出该区两个具有不同成矿专属性的岩石系列。（1）早期与钒钛磁铁矿矿化有关的岩石系列（简称“钛铁系列”）,岩石组合为细晶辉长岩-钛铁辉长岩（钛铁矿石）-含钛（角闪）辉长岩-淡色辉长岩。从钛铁矿石-含钛辉长岩-淡色辉长岩连续演化,矿物组成和岩石结构逐渐过渡,岩石相对偏酸性,化学成分以富碱、富铁、高钛、硅、铝、钙,钙碱指数（calk/m）高而镁铁指数（m/f）低为特征,稀土和微量元素方面斜长石堆积作用和分离结晶作用特征明显;（2）晚期与铜镍硫化物矿化有关的岩石系列（简称“铜镍系列”）,岩石组合为超镁铁岩-韵律状橄榄辉长岩-蚀变角闪辉长岩,与前一系列呈侵入关系。该系列岩石组合偏基性,化学成分上明显富镁,贫铁、钛,具相对较低的硅、铝和钾、钠含量,稀土和微量元素配分曲线平缓,与原始地幔/亏损地幔特征相近。此外,本区发育的浅成-超浅成脉岩（辉绿岩类）多为辉长岩类的晚期补充岩相,其岩石化学特征位于两个演化系列的末端,可能是两个演化系列残余岩浆混合-再侵位的产物。     

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.     

东天山地区两类钒钛磁铁矿型矿床含矿岩石对比

新疆东天山地区产出有两类岩浆型钒钛磁铁矿矿床，分别以尾亚和香山西矿床为代表。尾亚是以铁钛为主的中型钒钛磁铁矿矿床，香山西则是以钛为主的大型钛铁矿矿床，与铜镍矿床共生。尾亚矿床含矿岩石的岩石学、岩石化学、稀土及微量元素特征与典型的钒钛磁铁矿矿床相似。而香山西矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数（FeO^＊／MgO）、岩浆酸度（αsi）、钙碱富集指数（calk／m）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。两类矿床含矿岩石特征的差异可能在于其产出的构造背景不同，导致其含矿岩浆演化过程中处于不同的物理化学条件。     

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,...     

牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体岩石特征

牛鼻子梁岩体位于柴达木地块的北缘,出露面积约8 km2,平面形态呈长条状,主要由斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、角闪橄榄二辉岩、黑云母化二辉岩、角闪辉石岩、橄榄辉石角闪石岩、角闪橄榄辉长岩、细粒辉长岩、似斑状辉长岩、暗色辉长岩、辉长岩、淡色辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩组成。文章通过岩石学、矿物学、地球化学研究,得到锆石U-Pb年龄为(361.5±1.2)Ma,Sm-Nd等时线年龄为(347±26)Ma。研究认为,牛鼻子梁基性-超基性岩体含矿岩石产于大陆边缘环境。岩体形成于泥盆纪晚期。岩浆分异充分,岩石类型丰富,岩浆演化过程中主要发生了橄榄石和斜长石的分离结晶/堆晶作用。岩体的母岩浆应属于拉斑玄武岩质岩浆。从目前发现的矿化情况来看,牛鼻子梁基性-超基性杂岩体为含矿岩体,有很好的找矿前景。     

牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体岩石特征

牛鼻子梁岩体位于柴达木地块的北缘,出露面积约8 km²,平面形态呈长条状,主要由斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、角闪橄榄二辉岩、黑云母化二辉岩、角闪辉石岩、橄榄辉石角闪石岩、角闪橄榄辉长岩、细粒辉长岩、似斑状辉长岩、暗色辉长岩、辉长岩、淡色辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩组成。文章通过岩石学、矿物学、地球化学研究,得到锆石U-Pb年龄为（361.5±1.2） Ma,Sm-Nd等时线年龄为（347±26） Ma。研究认为,牛鼻子梁基性-超基性岩体含矿岩石产于大陆边缘环境。岩体形成于泥盆纪晚期。岩浆分异充分,岩石类型丰富,岩浆演化过程中主要发生了橄榄石和斜长石的分离结晶/堆晶作用。岩体的母岩浆应属于拉斑玄武岩质岩浆。从目前发现的矿化情况来看,牛鼻子梁基性-超基性杂岩体为含矿岩体,有很好的找矿前景。