新疆北山地区红石山镁铁-超镁铁岩体的岩石矿物学特征:对同化混染和结晶分异过程的启示

结晶分异和同化混染是侵入岩体形成过程中控制岩相成分和分异程度的主导因素。探讨这两个因素在岩浆演化过程中的作用阶段及对矿物成分变化的影响对揭示岩体成因和成矿具有重要意义。新疆北山地区的红石山镁铁-超镁铁岩体钻孔剖面上岩相和各种矿物含量的渐变特征反映了岩浆演化的结晶分异过程。长石中Si、Na、Al、Ca和单斜辉石中Si、Al、Ti、Ca、Mg的系统变化揭示不同程度的同化混染作用。橄榄石和尖晶石对同化混染作用的反应较为迟缓,但其Fo、Ni和Cr^#、Ti对新鲜岩浆注入较为敏感。这些矿物化学对岩浆演化过程的推断与全岩成分变化的指示相一致。因此,矿物化学在研究岩浆演化方面将会发挥重要作用。     

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.     

新疆北山地区两个含铜镍镁铁—超镁铁质岩体铂族元素地球化学研究

对北山地区坡一和罗东含铜镍的镁铁-超镁铁质岩体铂族元素研究表明,两个岩体的铂族元素(PGE)总量较低,PPGE较IPGE富集,原始地幔标准化模式呈正斜率,均较原始地幔亏损,具Ir和Rh的弱负异常。较低的Pd/Ir比值表明岩石主要受岩浆作用控制,后期热液作用影响不明显。两个岩体的原生岩浆均为MgO 含量较高的PGE不亏损的拉斑玄武质岩浆,较高的Cu/Pd、Ti/Pd比值表明岩浆在演化过程中发生了硫化物的熔离。罗东岩体早期矿物相（橄榄石、铬铁矿）的分离结晶作用对岩浆中的硫达到饱和具有重要的贡献,而坡一岩体该作用对硫化物熔离的贡献不明显。坡一和罗东岩体的R值表明两岩体均具有达到中型Ni矿床的潜力。     

新疆北山地区漩涡岭镁铁质—超镁铁质层状岩体岩石学与矿物学研究

位于新疆北山地区的漩涡岭岩体是一堆晶层理发育的镁铁质-超镁铁质层状岩体。岩石类型主要有纯橄岩、橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩等。主要的造岩矿物有橄榄石、辉石、斜长石、铬尖晶石,岩相学特征表明岩浆在演化过程中经历了橄榄石、尖晶石、斜长石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶,结晶次序依次为橄榄石+尖晶石→斜长石→辉石,表明结晶时压力较低。漩涡岭岩体的纯橄岩中橄榄石的Fo高达90.1,这不同于新疆北部黄山岩带、喀拉通克岩体群以及甘肃金川岩体的橄榄石Fo组成,利用橄榄石最高Fo值估算得到漩涡岭岩体的母岩浆的Mg#为0.73~0.75,岩浆的液相线温度高达1330~1350℃,其岩浆为高温高Mg的苦橄质岩浆,这为塔里木东北部二叠纪地幔柱活动提供了新的证据。     

新疆哈密黄山东镁铁-超镁铁杂岩体成因探讨

黄山东镁铁-超镁铁杂岩体热侵位于下石炭统干洞组变余含铁粉砂岩、生物碎屑灰岩之中,K-Ar法同位素地质年龄为280—300Ma。为同源岩浆经深部分异作用形成的复式岩体,可划分出两次侵入共四个相带。其源岩浆为上地幔石榴二辉橄榄岩经部分熔融形成的拉斑玄武岩浆。杂岩体的成岩作用受控于康古尔断裂带中不同级别的断裂构造,其成岩温度为1841—794℃;成岩压力为0.35—0.44GPa;成岩氧逸度为10~(-11·73)-10~(-13·80)。     

新疆磁海铁矿区镁铁质岩及正长岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征:对成岩、成矿作用的制约

对新疆磁海铁矿区镁铁-超镁铁质岩与铁成矿关系、正长岩与镁铁质岩关系的解剖,是认识磁海矿区成岩、成矿过程及构造背景的关键。本文利用SIMS锆石U-Pb测年法,获得磁海辉绿岩、辉长辉绿岩、磁南辉长岩、磁海北角闪石英正长岩的206Pb/238U-207Pb/235U谐和年龄分别为275.1±2.2Ma、281.9±3.2Ma、273.0±1.9Ma和273.0±1.8Ma,这与北山乃至北疆地区主要含铜镍-钒钛磁铁矿的镁铁-超镁铁质岩年龄一致。岩石地球化学特征研究显示,从辉石岩到辉长岩,再到辉绿岩,经历了Ti逐渐富集、Mg#和m/f值先增加后降低的过程,角闪石英正长岩具有A型花岗岩特征,与辉长岩、辉绿岩在成因上存在互补关系。综合年代学和地球化学特征,磁南辉石岩、辉长岩、磁海辉绿岩、辉长辉绿岩以及磁海北边的角闪石英正长岩为同源岩浆演化的产物,岩浆演化过程中受地壳混染作用微弱,在岩浆演化的早期,磁铁矿的结晶分离主导着岩浆成分的改变,当岩浆演化到辉长岩阶段,岩浆开始以结晶分异作用为主;磁铁矿的分离结晶时间早于钛铁矿,岩浆型的金属硫化物为磁铁矿和钛铁矿结晶过渡阶段的产物。磁海镁铁-超镁铁质岩石在成岩及成矿作用上可能与在时间和空间上相邻近的塔里木早二叠世大火成岩省有密切关系。     

阿尔金断裂南缘约马克其镁铁-超镁铁岩的性质和年代学研究

阿尔金南缘断裂带中的约马克其镁铁-超镁铁岩具有蛇绿岩的岩石组合特征,是卷入到阿尔金断裂带的蛇绿岩片,其下部的超镁铁质组分m/f=9.49~9.64,为镁质超基性岩;上部的镁铁质组分具有与大洋中脊玄武岩类似的REE球粒陨石标准化分布模式和微量元素原始地幔标准化分配模式,在基性岩Zr/Y-Zr和Ti/100-Zr-Y×3环境判别图解中均位于大洋中脊环境。对辉长岩进行锆石LA-ICP-MS原位U-Pb定年,表明该蛇绿岩形成于500.7±1.9Ma的晚寒武世,它们是Rodinia超大陆裂解的产物。约马克其地区铜镍综合异常中的铜异常是由产于蛇绿岩单元上部的玄武岩中铜矿化所致,而镍地球化学异常则是蛇绿岩下部单元超镁铁质组分中含镍蛇纹石引起,因而,约马克其镁铁-超镁铁岩具有找寻与蛇绿岩有关的铜矿床的可能。     

新疆磁海铁矿区镁铁-超镁铁岩地球化学特征及其地质意义

磁海铁矿床地处塔里木盆地北缘北山成矿带内, 为一与镁铁-超镁铁岩有关的岩浆分异-矿浆贯入-热液交代型复成因铁矿床。对磁海矿区镁铁-超镁铁岩的岩石学特征和岩石地球化学特征等进行了较为系统的研究, 认为这套镁铁-超镁铁岩石属于铁质钙碱性玄武岩系列。稀土及微量元素特征与原始地幔成分接近,表明岩浆上升侵位过程中局部遭受陆壳混染。结合前人的研究成果, 认为该矿床形成于后碰撞拉张构造环境。原始岩浆的结晶分异和后期热液蚀变对磁海铁矿形成和富集起重要作用。     

东天山红包山-碱泉-带镁铁超镁铁质岩体的地球化学特征与岩石成因

红包山-碱泉一带镁铁-超镁铁质岩体位于东天山卡瓦布拉克地区,岩体呈脉状或透镜状产出,出露面积约8km2。岩石类型主要为纯橄榄岩、橄榄岩、单辉橄榄岩等。地球化学数据表明,该区岩体具高Mg#的特征,属镁质超基性岩。岩石稀土元素为平缓右倾型配分模式,稀土元素总量(0.96×10-6~10.02×10-6)较低,轻重稀土元素组间分馏较强((La/Yb)N=2.14~4.08),δEu变化于0.63~1.08,可能与斜长石的结晶有关。微量元素蛛网图表明,岩石具富集大离子亲石元素Rb、Sr和高场强元素U、Pb及LREE,而亏损高场强元素Nb(Ta)、Hf、Ti的特征。主微量元素等地球化学相关图解说明,红包山-碱泉一带岩体原生岩浆为幔源的钙碱性玄武质岩浆,成岩作用以岩浆结晶分异为主导,并受到壳源物质的同化混染作用。     

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。     

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。

     

新疆北山地区罗东镁铁质-超镁铁质层状岩体岩石成因

罗东镁铁质-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北部的新疆北山地区,岩体平面形态为眼球状,出露面积约2.1 km2.由纯橄岩、单辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、方辉辉石岩、橄长岩、橄榄辉长岩、辉长岩、苏长辉长岩和淡色辉长岩组成,堆晶结构和堆晶韵律发育,属于层状岩体.岩浆演化过程中主要分离结晶/堆晶相是橄榄石和单斜辉石,此...     

新疆中天山白石泉含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体地球化学特征与岩石成因

白石泉含Cu-Ni硫化物镁铁-超镁铁侵入体位于中天山地块,其主要岩石类型有辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、橄长岩、辉长岩及角闪辉长岩等,具有明显的堆晶结构.对岩体的主要、微量及稀土元素地球化学特征研究表明,岩体属铁质镁铁-超镁铁岩,具有拉斑玄武质岩浆的分异趋势;并相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),以及具有LREE富集((La/Yb)n=1.27～9.95)的右倾型稀土元素分布模式.Pb同位特征表明母岩浆与软流圈地幔和EM Ⅱ地幔物质有关.综合地球化学特征表明,母岩浆为来源于受早期俯冲物质混染的软流圈地幔的高镟拉斑玄武岩浆.岩浆在上升过程中,没有受到上地壳及围岩的混染.原生岩浆形成后,经过了橄榄石、辉石、斜长石及铬铁矿的分离结晶作用和硫化物的熔离作用.目前出露的岩体为富含橄榄石及硫化物的"晶粥"在高位岩浆房中演化的产物.     

新疆北山矛头山东早二叠世火山岩喷发活动时代厘定及地球化学特征分析

本文对新疆北山矛头山东一带火山岩野外地质特征、岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年龄进行了系统研究。该区火山岩岩石组合为玄武岩、玄武安山岩、安山岩和同成分的火山碎屑岩。该套火山岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄表明,其形成时代为早二叠世。其岩石地球化学特征显示为一套钙碱性火山岩,富集轻稀土元素,无明显的负铕异常;大离子亲石元素Rb、Th、U相对富集,Ba、Sr略有波动,高场强元素Nb略有亏损、Ta亏损明显。综合分析,笔者认为该套早二叠世的火山岩形成于已经充分收缩的残余海盆环境;此时北山的构造属性更与残余海盆的陆缘火山盆地相似,而不具有裂谷的特征。     

新疆库鲁克塔格地区兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征与岩石成因

兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木盆地东北缘的库鲁克塔格地区,形态为不规则的漏斗状岩盆,出露面积约10km²。岩石类型主要有方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、方辉辉石岩、二辉辉石岩、单辉辉石岩、橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩、辉长岩等,岩石类型属拉斑玄武岩系列。岩体的稀土元素含量低(∑REE=10.73×10^-6~77.44×10^-6),富集轻稀土元素(La/Yb)_N=4.06~7.73和大离子亲石元素(Cs、Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素尤其是Nb、Ta、Ti、P等,δEu为0.90~2.46多数岩石显示出正铕异常。岩相学及地球化学特征表明,岩浆运移过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的分离结晶作用以及斜长石的聚集/堆晶。原生岩浆为富镁拉斑玄武岩,岩浆源区为富集型岩石圈地幔,岩浆上升侵位过程中局部遭受了陆壳的同化混染。兴地Ⅱ号岩体与金川岩体具有很多的相似之处,而且兴地Ⅱ号岩体已见有铜镍矿化。因此,兴地Ⅱ号岩体具有很好的找矿前景。     

甘肃北山大山头南基性-超基性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb定年及其地质意义

大山头南铜镍矿化基性-超基性杂岩体位于北山褶皱带东段,侵位于长城系古硐井群变质岩中。岩相分带明显,主要包括花岗闪长岩-闪长岩相、辉长岩-橄榄苏长辉长岩相和橄榄二辉岩-纯橄岩相。铜镍矿化主要赋存于橄榄二辉岩-纯橄岩相中。岩石化学特征显示K2O、Na2O、TiO2含量较低,Mg#值介于0.74~0.85之间,MgO/FeOT的值介于1.6~3.1之间,属于铁质镁铁-超镁铁岩;AFM图解显示该岩体具拉斑玄武岩的演化趋势;稀土元素总量较低,介于6.37×10-6~37.51×10-6之间;稀土元素标准化配分曲线表现为轻稀土元素稍富集的右倾型,LREE/HREE比值介于3.03~4.11之间,轻重稀土发生了明显的分馏;采用SHRIMP锆石U-Pb方法,获得杂岩体辉长岩中锆石U-Pb年龄为374.3±3 Ma(MSWD=0.92),表明该岩体侵位于中晚泥盆世,与形成大型镍矿床的黑山岩体年龄一致,形成于洋壳俯冲阶段。该年龄的获得不仅对北山乃至中亚造山带地质构造演化具有重要意义,而且也为北山褶皱带东段铜镍找矿提供了新的方向。