新疆坡北杂岩体西端镁铁-超镁铁质岩体成因的稀有气体同位素制约

新疆坡北镁铁-超镁铁质杂岩体由一个辉长岩体以及二十多个超镁铁质侵入体组成,其中坡一超镁铁质岩体稀有气体同位素组成揭示存在地幔柱的贡献。坡北杂岩体西端的坡一、坡四、坡十和坡十四等几个超镁铁质岩体的稀有气体同位素对比分析结果表明,岩浆矿物的³He/⁴He值（0.26~2.79Ra）分布于地壳与地幔值之间,较高的²⁰Ne/²²Ne和较低的²¹Ne/²²Ne值分布于Ne质量分馏线（MFL）和L-K线之间,⁴⁰Ar/³⁶Ar=295~598。³He/⁴He与⁴⁰Ar/³⁶Ar比值揭示坡北杂岩体西端不同超镁铁质岩体形成过程中地幔（柱）、地壳和大气组分的贡献不同,岩体成因也可能不同。其中,坡一岩体具有地幔柱作用的贡献,其他三个岩体的岩石圈地幔及地壳流体组分的贡献较大。岩浆地幔源区由深部地幔柱物质叠加俯冲流体交代的岩石圈地幔物质所组成,大气与地壳物质组分可能由俯冲再循环洋壳带入到岩浆地幔源区以及围岩物质的混入。     

新疆北山地区坡北镁铁-超镁铁岩体单斜辉石的矿物学特征及其地质意义

单斜辉石是坡北镁铁-超镁铁杂岩体的主要造岩矿物之一,在各岩相中普遍存在。本文对岩体各岩相中单斜辉石的矿物化学组成进行了电子探针和LA-ICPMS分析,以探明岩体性质、形成的构造背景及演化过程。分析表明,单斜辉石主要氧化物含量为:SiO21.05%~54.00%、MgO 13.95%~17.64%、CaO 19.87%~23.56%、FeO3.44%~6.58%、TiO20.13%~1.36%、Al2O32.17%~4.21%、Na2O 0.17%~0.50%、Cr2O30.01%~1.27%。岩石判别图解表明寄主岩浆为亚碱性拉斑玄武岩,形成于岛弧环境。单斜辉石的结晶温度范围介于1 141~1 221℃。∑REE和(Ce/Yb)N值表明从(异剥)橄榄岩和橄榄单辉辉石岩到橄榄辉长岩和角闪辉长岩,岩浆结晶作用增强。与岩浆正常结晶演化相比,(异剥)橄榄岩和橄榄单辉辉石岩中单斜辉石的SiO2、Na2O含量有所增大,角闪辉长岩和橄榄辉长岩中单斜辉石的CaO含量略有富集,结合前人研究成果和围岩性质,初步认为成岩过程中,可能发生过地壳同化混染作用,其中大理岩为角闪辉长岩和橄榄辉长岩提供了部分Ca元素,而黑云母石英片岩则为(异剥)橄榄岩和橄榄单辉辉石岩贡献了Si、Na等。(异剥)橄榄岩和橄榄单辉辉石岩具较低的FeO含量,此外黑云母石英片岩混入其中,这可能是引起硫化物熔离的重要因素。     

新疆坡北镁铁-超镁铁杂岩体中橄榄石成分特征及其成因意义

橄榄石的矿物化学成分可以很好的反映母岩浆成分、岩浆分异结晶及硫化物熔离作用等信息.坡北镁铁-超镁铁杂岩体中橄榄石电子探针成分分析表明:橄榄石均为贵橄榄石,其化学成分与寄主岩石类型密切相关,其中橄榄辉长岩中橄榄石的Fo值在74～81之间,橄长岩或橄榄单斜辉石岩中橄榄石Fo=75～82.7,异剥橄榄岩或橄榄岩中橄榄石Fo值为83.6～86.3,暗示橄榄岩结晶早于橄榄辉长岩.橄榄石Ni含量变化范围为(174～2281)×10-6.利用最高Fo含量的橄榄石成分计算得到坡北岩体母岩浆MgO=14.38％,为高镁玄武岩浆.橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟显示:坡北岩体主要发生了～25％的橄榄石分离结晶,在橄榄石结晶程度为2％～4％的过程中,发生过硫化物熔离作用,但熔离程度较低(～0.2％).总体来看,该区成矿远景不佳.     

镁铁质-超镁铁质层状岩体基本特征及岩浆作用

镁铁质-超镁铁质层状岩体可以产于多种构造环境,岩体具有典型的层状构造和韵律结构。层状岩体形成时主要的岩浆作用有重力分异作用、双扩散对流作用、压实作用、同化混染和岩浆混合作用等,其中重力分异作用很好地解释了层状岩体垂向上岩石类型的变化和矿物组分的变化,双扩散对流作用和岩浆混合作用在韵律层理形成过程中起了很重要的作用,而压实作用对岩浆演化晚期阶段补堆晶结构的形成作用明显,同化混染作用可改变岩浆的成分,导致岩浆分异产物的组成和成分的变化。堆晶结构的不同主要依赖于粒间液体的活动性和晶粥的渗透率,补堆晶结构形成需要高渗透率,而粒间液体不活动时将有利于正堆晶结构的形成。岩石组合、岩石结构、矿物组分及其变化规律很好地记录岩浆分异过程、岩浆补给等信息,可以用来讨论层状岩体的岩石成因:温度压力条件、原生岩浆及其演化过程等。     

新疆北山二叠纪大型镁铁-超镁铁质岩体的动力学背景及成矿潜力

新疆北山地区聚集着坡北、罗东、红石山、漩涡岭和笔架山等众多的二叠纪大型镁铁-超镁铁质杂岩体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉长岩组成,具有堆晶韵律层,其形成年龄(260.7~289 Ma)与塔里木大火成岩省年龄接近。岩体橄榄石Fo值与Ni含量正相关;与原始地幔相比,微量元素富集Rb、Sr和Pb,亏损Nb、Ta、Ti、Zr和Hf;稀土元素具LREE亏损-平坦型球粒陨石标准化配分曲线。岩石PGE含量低、具IPGE亏损型原始地幔标准化配分型式。SrNd同位素位于亏损地幔(DM)与OIB范围之间,Re-Os同位素组成与地幔柱岩浆作用形成的Noril'sk铜镍硫化物矿床和峨眉山溢流玄武岩重叠。模拟计算表明,母岩浆Mg O含量高,岩浆初始液相线温度及结晶温度高,岩浆演化过程中经历了分离结晶作用、地壳混染以及早期的硫化物熔离。由此推断北山大型镁铁-超镁铁杂岩体可能是在后碰撞伸展环境叠加地幔柱作用,诱发软流圈上涌、岩石圈底侵,导致俯冲流体交代的岩石圈地幔在高温条件下高程度部分熔融形成的,具有较大的岩浆矿床成矿潜力。     

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及矿石成因分析

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体位于柴达木陆块北部的欧龙布鲁克微陆块东北缘,呈岩墙状,出露面积约0.1km~2,由方辉橄榄岩、橄榄二辉岩、含长单辉橄榄岩、橄榄辉长苏长岩、暗色橄榄辉长岩、苏长岩、辉长岩等组成,各岩相带在空间上呈渐变过渡关系。电子探针分析结果显示,岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、普通辉石和斜长石,并且各矿物的结晶温度为1 307~1 122℃。岩体钛铁矿化明显,主要金属矿物为钛铁矿、钛磁铁矿和磁铁矿。利用橄榄石Fo最高值反演出原生岩浆MgO含量为8.49%,FeO含量为10.03%,TiO_2含量为1.63%,为普通玄武质岩浆。通过综合研究各矿物形成的温度和氧逸度条件,认为岩浆从橄榄石结晶到普通辉石结晶,其氧逸度是缓慢升高的,并且氧逸度是控制红柳沟北岩体Ti-Fe氧化物结晶的主要因素。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁质岩体锆石U-Pb年龄及岩浆演化过程探讨

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,与构造带内一系列镁铁-超镁铁质岩体构成了东天山镁铁-超镁铁质岩带。黄山南岩体锆石U-Pb同位素定年得到293.7±3.1Ma的加权平均年龄,显示其形成年龄为早二叠世。岩石样品镁铁比值m/f比值介于4.45~6.37之间,属于铁质超基性岩;利用橄榄石最高Fo值计算得到黄山南岩体母岩浆的Mg~#值为0.70,表明其母岩浆成分与原生岩浆较为接近,具有高镁拉斑玄武岩质岩浆的性质,且演化程度较低或母岩浆有过剩橄榄石堆晶的加入。Ba/La、Ba/Nb、Ba/Th、Rb/Nb、Th/Nb和Sm/Yb等微量元素比值表明黄山南岩体的岩浆源区可能为一被俯冲板片沉积物和流体改造过的较富集的岩石圈地幔。主量元素变化特征显示了岩浆结晶分异作用的一般特征;较高的Ba/Nb比值,相对高的La/Nb和低La/Ba值以及Ni-Ta-(Ti)元素的负异常表明岩浆上升过程中可能经历了地壳物质的混染作用。黄山南岩体年龄及岩石地球化学特征综合表明其能够代表东天山地区地幔岩浆演化早期阶段的产物,具有较好的成矿潜力。     

甘-新北山地区二叠纪镁铁-超镁铁质岩体造岩矿物化学特征及其岩石学指示

二叠纪镁铁-超镁铁质岩体在北山造山带广泛分布, 其中多发育铜镍硫化物矿化, 并集中在新疆北山坡北和甘肃北山柳园地区。本文对柳园地区二叠纪骆驼山(283Ma)和西南山(277Ma)矿化岩体中早期结晶的造岩矿物开展矿物化学分析, 并对甘-新北山地区矿化岩体的主要造岩矿物进行系统对比研究。骆驼山和西南山岩体主要由单辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成, 主要造岩矿物为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石和角闪石, 及少量铬尖晶石和金云母。铬尖晶石Cr^#值范围为52.2~70.4, TiO₂含量为1.1%~4.0%, Al₂O₃含量为8.1%~18.9%。橄榄石Fo值范围为78~86, Ni含量为856×10^-6~2121×10^-6, Ca含量为71.3×10^-6~720×10^-6。斜方辉石主要为顽火辉石和少量古铜辉石; 单斜辉石为透辉石和普通辉石, Mg^#范围为86~88, Al^Ⅳ/Al^Ⅵ比值范围为1.42~3.49。矿物成分计算结果表明岩体的母岩浆为高Mg拉斑玄武质岩浆, 结晶温度范围为1132~1323℃, 结晶压力为0.23~0.25GPa, 氧逸度范围为FMQ +1.0~+1.7, 具有富集LREE以及Nb-Ta-Zr-Hf负异常的特征。富含含水矿物及母岩浆含水量反演结果显示骆驼山和西南山岩体单斜辉石结晶时其岩浆含水量分别为3.4%和3.6%, 表明岩体原始岩浆形成于富水源区, 可能与俯冲交代作用有关。与坡北地区岩体对比, 骆驼山和西南山岩体母岩浆结晶温度略低, 较高的单斜辉石Al^Ⅳ/Al^Ⅵ值以及压力计算表明岩体形成于相对低压环境, 岩浆氧逸度范围略高于坡北地区岩体, 可能与含水的镁铁质岩浆分异演化作用相关。结合区域地质资料认为柳园地区二叠纪岩体形成于碰撞后伸展构造环境, 母岩浆所具有的岛弧岩浆特征来源于地幔源区曾经历的俯冲板片来源熔/流体的改造作用。

     

甘肃龙首山东段小口子镁铁-超镁铁质岩体岩石学、地球化学及年代学研究

阿拉善地块南缘龙首山地区以产出新元古代的金川铜镍硫化物矿床而著名,围绕金川矿床外围寻找铜镍矿一直备受关注。小口子镁铁-超镁铁质岩体位于龙首山东段,主要由蛇纹岩、单辉橄榄岩、橄榄辉石岩组成,岩体中局部发现了星点状硫化物,硫化物由黄铁矿、黄铜矿组成,没有发现铜镍矿体,仅有部分磁铁矿化,前人研究认为小口子岩体可能是金川铜镍矿床同期的岩浆事件产物。本次研究通过岩石地球化学研究显示,小口子岩体镁铁比值为5.31~8.74,高于一般赋存铜镍矿岩体的镁铁比值。样品球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线为平坦型,稀土元素总量低,暗示岩石具有橄榄石堆晶特征;Sr,Nd同位素研究显示:ε_(Nd)(t)=6.09~7.77,指示岩浆源区为亏损型地幔特征;微量元素比值与同位素模拟计算结果指示母岩浆经历了微弱的中上地壳物质混染。岩体中单颗粒锆石U-Pb年龄为284.4±3.5Ma,结合区域地质对比,小口子镁铁-超镁铁质岩体的形成背景可能与古亚洲洋的闭合或俯冲之后的伸展作用相关。     

攀西三个镁铁-超镁铁质岩体的地球化学及其对源区的约束

在峨眉山大火成岩省的攀西地区的南北向断裂带内分布着一系列层状镁铁-超镁铁质岩体,它们在时空上与峨眉山玄武岩有着密切的联系,代表了岩浆管道系统.本文选择了3个代表性岩体,含钒钛磁铁矿的攀枝花岩体,含铜镍硫化物矿床的力马河岩体以及同时舍钒钛磁铁矿和铜镍硫化物铂族元素矿床的新街岩体进行了主要元素、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学研究.总体上新街岩体在地球化学特征上均介于攀枝花岩体和力马河岩体之同.在主要元素特征上,攀枝花岩体相对富Fe、Ti、Ca、Al,而力马河岩体则相对富Mg.3个岩体的稀土和微量元素标准化由线均与丽江苦橄岩相似,均显示出LREE和LILE的相对富集,但是力马河岩体有明显的负Nb、Ta和Ti异常,反映了源区有地壳物质或岩石圈地幔的混染.在log(Th/Yb)PM vs. log(Ta/Th)PM图解上,3个岩体昱示出线性关系,其中攀枝花岩体具有高的(Ta/Th)PM和低的(Th/Yb)PM值,而力马河岩体则显示出相反的特征,并且该图解也暗示了攀枝花岩体有岩石圈地幔的混染,力马河岩体有上地壳物质的混染,而新街岩体则有下地壳物质的混染.在Sr-Nd同位素特征上,3个岩体也有明显的区别,其中新街岩体具有较均一的(87Sr/86Sr)t(0.70610～0.70636)和εNd(t)值(1.01 to 1.75),力马河岩体则具有高的(87Sr/86 Sr).(0.70631～0.70930)和低的εNd(t)值(-0.85 to -4.13),而攀枝花岩体则与丽江苦橄岩的Sr-Nd同位素组成(0.70434～0.70510,1.1～3.2)相似.然而,3个岩体的Sr-Nd同位素成分(除力马河岩体部分样品外)均落在峨眉山玄武岩和洋岛玄武岩(OIB)内,因此这3个岩体可能均来自于地幔柱,但地幔柱熔体在上升过程中受到了不同物质的混染,其中,攀枝花岩体的源区为地幔柱和岩石?圈地幔,新街岩体为地幔柱和下地壳,而力马河岩体则为地幔柱和上地壳,其源区的特征可能反映了地幔柱熔体的演化过程.     

塔里木东北缘坡北基性-超基性岩体形成时代及岩浆演化

坡北基性-超基性岩体位于塔里木板块东北缘,出露面积约180 km2,岩浆分异充分,主要岩性包括橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩、辉长岩等。锆石U-Pb测年结果显示,辉长岩结晶年龄为277.1±2.2 Ma,辉长苏长岩结晶年龄为273.5±2.9 Ma,橄榄辉长岩结晶年龄为275.5±1.5 Ma,含斜长石橄榄岩结晶年龄为280±2 Ma,不同类型岩石形成年龄集中在270~280 Ma,与塔里木地幔柱在时间和空间上具有一定耦合性。矿物地球化学数据显示,纯橄榄岩中橄榄石Fo(镁铁比值)值最高,达到90.9%;单斜辉石成分在不同类型的岩石中相似,MgO和CaO含量连续变化,且呈负相关关系,指示其具有相似的原始岩浆成分;不同类型岩石的微量元素蛛网图与稀土元素配分图变化一致,表明其为同源岩浆演化;Sr-Nd同位素地球化学图解显示,坡北岩体源自亏损地幔,经历了4%~15%下地壳物质的混染。综合研究认为,坡北基性-超基性杂岩体不同岩相具有过渡或侵入接触关系,形成时代相近,具有同源岩浆演化特征,但是岩浆就位顺序不同,地壳混染程度存在差异。     

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,...     

五台地区雁门关早元古代镁铁-超镁铁岩体的岩石地球化学特征、成因及其大地构造意义

本文对五台地区侵入于原北金岗库组的雁门关镁铁-超镁铁岩体进行了详细的岩石学、矿物学和岩石地球化学分析研究.雁门关岩体在矿物成份上,特别是单斜辉石、尖晶石和角闪石,具有阿拉斯加型侵入岩体和俯冲带或弧相关的岩浆特征,其元素地球化学特征也可与阿拉斯加型侵入杂岩体类比,具有明显的Nd (Ta),Zr (Hf),Y和Ti负异常.从构造环境判别图来看,雁门关岩体主要为与俯冲相关的成因,具大陆边缘弧的性质.因此,雁门关岩体是侵入在大陆边缘弧环境的岩浆经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用的产物.它与恒山-五台-阜平地区广泛分布的同时代花岗岩和火山岩一起,构成了华北克拉通中部造山带内一期重要的古元古代大陆边缘岛弧岩浆活动.     

新疆北山地区坡十镁铁-超镁铁岩体的岩石学特征及其对成矿作用的指示

新疆北山地区的坡十镁铁-超镁铁岩体在钻孔剖面上主要由辉长岩、纯橄岩和二辉橄榄岩组成,各岩相在矿物含量上具有渐变过渡的关系,主要组成矿物橄榄石、单斜辉石和尖晶石的化学成分显示系统的变化,而底部的二辉橄榄岩中的矿物成分具有“边缘反转”现象.这些特征表明坡十岩体的形成主要受结晶分异作用控制,亦有明显的壳源混染痕迹.以反应边形式出现在辉石边部的角闪石的出现,尖晶石的分解现象,以及角闪石和金云母化学成分剖面上的系统变化揭示该岩体经历了堆晶后自上而下程度减弱的蚀变反应.在早期结晶的矿物相(橄榄石和尖晶石)中发现有硫化物颗粒或细脉产出,表明在岩浆演化的早期阶段确实发生了硫化物熔离的现象.硫化物总与含水矿物(金云母)或蚀变矿物(角闪石和蛇纹石)相伴生的特点显示铜镍硫化物的形成和沉淀不仅与壳源混染有关,而且也与堆晶后的蚀变反应密切相关.     

新疆坡北基性-超基性岩带Ⅰ号岩体Sm-Nd和SHRIMP U-Pb同位素年龄及其地质意义

坡北基性_超基性岩带Ⅰ号岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带内,侵位于下石炭统红柳园组。该岩体规模较大、分异良好,是坡北岩带中寻找铜镍硫化物矿床最具代表性岩体之一。前人根据侵位地层的时代,间接推断该岩体形成于中、晚石炭世。笔者首次对该岩体不同岩相进行了同位素年代学研究,获得岩体Sm_Nd等时线年龄为(307±32)Ma(95%可信度,MSWD=0.12),辉长岩锆石SHRIMPU_Pb年龄为(278±2)Ma(95%可信度,MSWD=1.17)。鉴于铜镍矿化无论从时间上和空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型为岩浆熔离型,说明坡北Ⅰ号铜镍矿区的成岩成矿作用发生于晚石炭世—早二叠世,是后碰撞构造背景下幔源岩浆上侵的产物。     

东天山黄山西含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体岩浆地幔源区特征研究

新疆黄山-镜儿泉铜镍成矿带位于中亚造山带东天山晚古生代造山带,铜镍总储量达百万吨,是我国仅次于金川硫化物矿床的铜镍矿基地.黄山西铜镍矿床是该成矿带内一个大型矿床,Cu平均品位是0.31％,总储量18.8×104t,Ni平均品位是0.49％,总储量32×104t.黄山西岩体岩石地球化学特征与塔里木大火成岩省镁铁-超镁铁侵入岩和玄武岩存在明显差异;较之塔里木大火成岩省镁铁-超镁铁岩体( 269～ 274Ma),黄山-镜儿泉铜镍成矿带镁铁-超镁铁岩体的形成更早(274～298Ma);此外,成矿带内并没有早二叠溢流玄武岩大量出露.黄山西岩体各岩相的MORB标准化微量元素蛛网图显示明显的Nb、Ta、Ti负异常,(87Sr/86Sr)269Ma值较低(0.7034～0.7037),而εNd(269Ma)较高(5.14～ 7.14),这些地球化学特征难以用地壳混染来解释,而显示其原始岩浆来自于交代地幔的部分熔融,表明原始岩浆可能形成于活动大陆边缘.然而,黄山西岩体的岩相学特征与阿拉斯加型岩体存在差别,因此,不能排除交代地幔的部分熔融发生于碰撞造山后的伸展阶段的可能,软流圈的上涌可能起到重要作用.