东天山四顶黑山层状岩体地质特征及成矿潜力分析

东天山黄山岩带因发育众多镁铁质-超镁铁质岩体和岩浆铜镍硫化物矿床而备受地质学者关注。四顶黑山岩体位于该岩带最东端,具有层状岩体特征;岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩,主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、透辉石、普通角闪石和斜长石,岩体分异较好,蚀变较发育。通过矿物显微结构特征观察以及计算得出:四顶黑山岩体中橄榄石最先结晶,其开始结晶温度大约在1419℃左右;古铜辉石和透辉石在橄榄石之后开始结晶,结晶温度分别在1100℃左右和900～1100℃之间,两矿物相在岩石中可以共存。岩体中橄榄岩相、苏长岩相发育,以及贵橄榄石+古铜辉石的矿物组合特征,表明岩体具有形成铜镍(铂)矿床的有利条件。     

基于GIS的K-近邻法在成矿预测中的应用:以新疆东天山地区铁矿预测为例

K-近邻法(K-Nearest Neighbor,KNN)是一种应用广泛的人工智能方法,可用于线性不可分的多类别样本的识别。该方法的基本原理是在多维空间中找到与未知样本最近邻的k个点,并根据这k个点的类别来判断未知样本的类别。以新疆东天山地区铁矿预测为例,利用GIS采集、分析和管理数据,采用K-近邻法分析成矿有利度并圈定找矿有利地段。从预测结果看,研究区内绝大多数矿床(点)落入到成矿有利度的高值区域,表明该方法预测结果的可信度高,可以有效地用于成矿预测。     

东天山卡瓦布拉克地区片麻状花岗岩形成时代及地质意义

东天山卡瓦布拉克地区发育大量片麻状花岗岩,据野外特征分为含斑片麻状花岗岩和不含斑片麻状花岗岩,片麻理属后期韧性剪切叠加改造结果.本文获得含斑片麻状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(942.1±7.2)Ma和(941.9±4.9)Ma;不含斑晶的片麻状花岗岩年龄为(424.2±3.4)Ma,这些年龄数据表明片麻状花岗岩分别形成于新元古代和中志留世.野外调查表明,片麻状花岗岩侵入于长城系星星峡群和卡瓦布拉克群中,被块状石炭纪花岗岩侵入.研究区西侧上覆泥盆纪地层未发生明显韧性变形.据此限定区内韧性剪切变形发生于晚志留世(约424 Ma)之后至泥盆纪之前.     

东天山四顶黑山层状岩体岩石地球化学特征

位于东天山黄山岩带最东端的四顶黑山镁铁质-超镁铁质层状杂岩体规模较大,呈北东向展布,可分为南、北2个岩体。主要岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩和角闪辉长岩,超镁铁岩相常与辉长岩相呈韵律互层。主量元素化学组成主要属拉斑玄武岩系列。岩石稀土元素配分曲线呈平坦型以及Eu的正异常,普遍富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U),显示明显的Sr正异常以及Nb、Ta的亏损。通过橄榄石最高的Fo值(79.6)估算出母岩浆中MgO和FeO含量分别为6.23%和6.60%。岩浆在演化过程中发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石的分离结晶/堆晶作用以及较弱的上地壳同化混染作用。岩石高的(La/Yb)N值1.550和1.744值表明岩浆源区的深度可能大于90km;Th/U值特征以及Th/Yb-Nb/Yb和La/Ba-La/Nb图解表明,四顶黑山岩体的岩浆源区可能为受俯冲作用改造的岩石圈地幔。     

哈尔里克山晚古生代混合岩地质特征、年代学及其构造意义

哈尔里克山位于天山造山带东北缘,是古亚洲洋板片俯冲、弧—陆（或弧—弧）增生拼贴造山作用的产物。出露于哈尔里克山南麓的中—高级变质带中发育有混合岩,其成因和时代尚无详细研究。文章对哈尔里克变质带中的混合岩进行了野外岩相—构造分析与LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学研究。结果显示,该混合岩与高级变质沉积岩紧密伴生,可能是变质沉积岩经部分熔融作用形成的。混合岩带中多条变形程度不同的浅色岩脉的锆石U-Pb 年龄均在332~330 Ma 之间,部分浅色岩脉具有典型的同构造变形特征,从而可以限定哈尔里克山南麓变质带的混合岩化作用发生在330 Ma 左右。结合前人对研究区变质岩和侵入岩的研究结果以及区域地质演化特征,笔者认为哈尔里克山地区在330 Ma 可能已进入了后造山伸展阶段,该变质带中混合岩可能形成于后造山伸展减压部分熔融,是哈尔里克岛弧基底的组成部分,其折返抬升与同期后造山岩体的侵位作用有关。     

东天山黑峰山、双峰山及沙泉子(铜)铁矿床的矿物微量和稀土元素地球化学特征

东天山黑峰山铁矿床、双峰山铁矿床以及沙泉子铜铁矿床位于新疆哈密盆地以南,是东天山阿齐山-雅满苏构造带的重要矿床。文章利用磁铁矿、黄铁矿和方解石的微量元素及稀土元素组成示踪了这些矿床的成矿流体来源和性质,初步探讨了矿床的成因类型。激光剥蚀（LA）-ICP-MS磁铁矿微量元素分析表明,三个矿床的磁铁矿具有非常低的w（V）、w（Cr）和w（Ti）（平均分别为68×10^-6、13×10^-6和237×10^-6）,指示磁铁矿形成于热液过程而不是岩浆分异。黄铁矿中较高的Cu含量可能反映了含Cu矿物微颗粒的存在。黄铁矿中较低的Pb、Zn含量可能反映了成矿流体中较低的Pb²⁺和Zn²⁺浓度。黄铁矿中的Co/Ni比值表明这些矿床均为火山-热液成因。三个矿床黄铁矿的稀土元素总量都很低（ΣREE为0.58×10^-6~3.02×10^-6）,黑峰山铁矿中的黄铁矿轻、重稀土元素分馏不明显,双峰山铁矿和沙泉子铜铁矿中的黄铁矿均为轻稀土元素富集型,（La/Yb）_N分别为3.51~13.4和2.76~17.2。三个矿床略有差别的方解石稀土元素配分模式,反映了其流体组成和形成机制的差别。黑峰山铁矿中的重稀土元素富集型的方解石稀土元素配分模式为方解石Sm-Nd定年提供了依据。三个矿床的黄铁矿和方解石均无Ce异常,黑峰山铁矿中的黄铁矿和方解石表现为负Eu异常,而双峰山铁矿和沙泉子铜铁矿中的黄铁矿和方解石表现为正Eu异常,反映了三个矿床均形成于较高的温度,前者成矿流体可能为碱性,后两者成矿流体为酸性、还原性。结合前人研究成果认为,黑峰山铁矿、双峰山铁矿及沙泉子铜铁矿均为火山热液-充填（交代）矿床。     

东天山香山铜镍-钛铁成矿与两类岩浆演化关系探讨

香山矿床是东天山唯一一个铜镍矿体与钛铁矿体共存的复合型矿床,目前普遍被认为是同源岩浆高度演化的产物。但为何区内众多同时代镁铁-超镁铁质岩体中只有香山岩体产出有大型钛铁矿床?这一问题仍有待进一步探讨。本文通过系统对比香山与其相邻的黄山东、黄山和黄山南等典型铜镍矿的地球化学特征、母岩浆性质及岩浆演化过程,认为香山岩体母岩浆相对其相邻典型铜镍矿床并不富集Fe和Ti,且其母岩浆早期演化过程及分异演化程度相似。模拟计算表明:岩浆体系早期都处于较还原的环境(f_(O_2)QFM+1),而且都发生了大量橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶和硫化物的熔离,由此消耗了岩浆体系中大量的Fe,导致残余岩浆中Fe含量降低;另外在岩浆演化的各阶段,尤其到岩浆演化后期,大量角闪石的结晶进一步降低了残余岩浆中的Fe和Ti的含量,不能造成Fe和Ti的逐渐富集,据此我们认为同源岩浆演化不具备形成钛铁矿床的物质基础。通过初步对比东天山地区典型铜镍矿床和钛铁矿床与该地区早二叠世两类玄武岩的地球化学特征及演化趋势,我们初步推测东天山地区铜镍成矿与钛铁成矿是两类不同性质岩浆独立演化的产物,铜镍成矿可能与拉斑玄武质岩浆演化密切相关,而钛铁矿则可能与碱性玄武岩演化密切相关。     

东天山古生代板块构造特点及其演化模式

东天山的古板块构造格局主要由塔里木陆壳板块、西伯利亚陆壳板块和哈萨克斯坦洋壳板块在古生代的活动所奠定的。在古生代，东天山的板块构造格局主要表现为多列岛弧及其间弧间盆地和弧后盆地的形式。自北而南依次发育：博格达－哈尔里克泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，中天山志留－石炭纪岛弧，南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。其主要成因是由于准噶尔洋壳板块向塔里木陆壳板块下俯冲，俯冲带不断后退所形成的。奥陶纪中后期，中天山由塔里木北缘分出，形成具有古老陆块基底的类似于现今日本列岛的中天山岛弧。在其后形成南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。泥盆纪早期，俯冲带后退至觉罗塔格北侧形成觉罗塔格岛弧。泥盆纪晚期，俯冲带后退至博格达－哈尔里克北缘，形成博格达－哈尔里克岛弧。中石炭世至早二叠世，博格达同准噶尔陆块碰撞造山，哈尔里克同麦钦乌拉岛弧碰撞造山。与此同时，南天山－红柳河弧后盆地和北山裂谷带也相继闭合，而吐哈弧间盆地则成为未被消减完的弧间盆地残留下来。东天山古生代板块演化可与现今印度尼西亚地区的板块演化相类比。     

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。     

新疆东天山石东金矿床成因及找矿标志

康古尔韧脆性剪切活动控制着东天山二叠纪大规模的金成矿作用。新发现的石东金矿位于东天山康古尔韧性剪切带西段,赋存于石炭系凝灰质砂岩与石炭纪正长斑岩接触带。根据该矿床矿物共生组合和蚀变类型成矿过程可分为黄铁矿-绢云母-石英阶段(Ⅰ)、石英-多金属-自然金阶段(Ⅱ)和绿泥石-方解石-石英阶段(Ⅲ),主成矿阶段(Ⅱ)以粗大石英硫化物脉、中温热液蚀变为特征。载金硫化物及自然金电子探针数据显示该矿床与中低温变质热液活动关系密切,认为是二叠纪康古尔韧性剪切活动过程中形成的金矿床。石东正长斑岩(平均K₂O=8.8%)富集大离子亲石元素且具有较低的Mg#值(平均为30.8),认为其起源于康古尔增生杂岩部分熔融,与石东金矿没有直接成因联系。康古尔剪切带内地层-岩浆-构造活动均对二叠纪大规模金成矿事件有贡献,石炭纪碱性花岗侵入体与二叠纪脆-韧性变形是重要找矿标志。