新疆北山地区坡一岩体橄榄石成分特征及其对地幔源区的制约

坡一超镁铁质岩体位于塔里木板块东北缘与中亚造山带南缘拼贴处的北山地区,主要由纯橄岩、异剥橄榄岩、方辉橄榄岩、橄榄辉石岩和少量橄长岩组成,其中方辉橄榄岩和橄榄辉石岩赋含铜镍硫化物矿化。不同类型岩石中橄榄石的Fo值介于84%～89%之间,其中纯橄岩中橄榄石的Fo值最高可达89%,与幔源原生岩浆结晶橄榄石的Fo值(88%～91%)相当。岩体中异剥橄榄岩和纯橄岩中Fo大于86%的橄榄石结晶于硫化物熔体熔离之前,相比与饱满地幔熔体平衡的橄榄石,其具有更高的Ni和更低的Mn含量,指示坡一岩体母岩浆可能不是饱满地幔部分熔融形成的。利用坡一岩体纯橄岩全岩成分和其中Fo值最高的橄榄石成分估算出的母岩浆成分与夏威夷玄武岩的母岩浆成分类似,均表现为富Si和富Ni,显示其地幔源区可能存在辉石岩组分。利用橄榄石的Ni/(Mg/Fe)和Mn/Fe比值估算出地幔源区部分熔融时辉石岩组分贡献的熔体比例约为49%。     

塔里木板块东北部坡十侵入体铂族元素地球化学特征及成矿作用

坡十侵入体位于塔里木板块东北部坡北岩体内,是该岩体第三阶段岩浆活动形成的十几个小侵入体中的一个。现有钻探资料显示其主要岩石类型有:纯橄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、正堆晶辉长岩。其中,含矿岩石主要为二辉橄榄岩。矿石构造以星散浸染状-稀疏浸染状为主,局部具稠密浸染状构造。铂族元素(PGE)地球化学特征表明,原生岩浆为高镁玄武质岩浆,演化过程中深部发生了约0.012%硫化物熔离,使得侵入体现有岩石和矿石的PGE含量总体偏低。综合坡十侵入体的岩体特征、矿体在侵入体中赋存的部位、矿石类型和矿石结构/构造分析,现阶段评价的矿(化)体主要为含有少量硫化物的上悬矿体,侵入体深部找矿潜力较大。     

新疆北山地区红石山岩体橄榄石与铬尖晶石成分特征及成因意义

红石山镁铁质-超镁铁质岩体,位于塔里木板块东北部的新疆北山地区,岩体平面为长条状,出露面积大于100 km2。岩体的堆晶韵律和堆晶旋回发育,属典型的层状岩体,每个旋回之间为突变接触关系,旋回内部为迅速或渐变过渡关系。岩石类型丰富,主要有纯橄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄长岩、橄榄辉长岩、辉长岩和少量辉石岩。橄榄石和铬尖晶石是重要的早期结晶矿物。通过电子探针分析证明:橄榄石的Fo值为76~90.2,总体上随基性程度的降低,Fo降低。铬尖晶石Cr#为54~69,变化范围较小,落于典型层状岩体的铬尖晶石组成范围。模拟计算表明,形成红石山岩体的地幔部分熔融程度高(17.29%~18.92%,平均为18.41%)、原生岩浆为高温(1 290℃~1 330℃)、高镁(Mg O=13.63%)的苦橄质岩浆,这为塔里木二叠纪地幔柱活动提供了新的证据。     

东天山圪塔山口铜镍矿区镁铁-超镁铁质岩体橄榄石与尖晶石矿物学特征

新近发现的圪塔山口含铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体位于新疆东天山黄山-镜儿泉铜镍矿带东端,共有4个镁铁-超镁铁质岩体,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号岩体均见铜镍硫化物矿化,研究表明其形成时代(282Ma)及岩浆来源与东天山地区其它铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体一致。本文对主要造岩矿物橄榄石及副矿物尖晶石进行了显微镜下观察及电子探针分析,结果表明橄榄石Fo值介于83.1~86.6之间,平均85.2,为贵橄榄石,其Ni含量变化于1273×10-6~2719×10-6,平均1918×10-6;尖晶石根据铝含量的不同可以分为高铝和低铝两种。圪塔山口岩浆为地幔源区发生15.8%~18.8%的部分熔融,并有过剩橄榄石加入的玄武质岩浆经结晶分异作用形成的派生岩浆。对橄榄石分离结晶和硫化物熔离的计算模拟表明橄榄石结晶前,岩浆已经达到S饱和,结晶过程始终伴随硫化物的熔离作用,虽然早期结晶的橄榄石与硫化物熔体间发生了Fe-Ni交换,但仍有很好的铜镍成矿潜力。     

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-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.     

东疆二叠纪镁铁-超镁铁岩体中辉石的成分特征及其对成岩和Ni-Cu成矿的指示

新疆东部早二叠世镁铁-超镁铁岩体主要分布在天山东段觉罗塔格构造带、中天山地块和北山地区,与这类岩体相关的Ni-Cu矿床主要产出在觉罗塔格带和中天山地区,北山目前并未发现典型Ni-Cu矿床。这些岩体中的斜方辉石主要为古铜辉石,少量为紫苏辉石;单斜辉石属透辉石、次透辉石或普通辉石。矿物成分系统变化显示橄榄石Fo值北山最高、觉罗塔格带到中天山逐次降低的特点,橄榄石Fo值在78~86和Ni含量低于1800×10-6范围内更有利于Cu-Ni成矿;斜方辉石En端元和单斜辉石Wo端元极差值也显示北山最高、觉罗塔格带和中天山较低的规律,且相对小的极差值更有利于成矿。单斜辉石AlⅣ/AlⅥ比值结果显示北山岩体在矿物结晶过程中压力较低,硫溶解度较大,可能是其矿化程度弱于觉罗塔格带和中天山的一个重要因素。觉罗塔格带、中天山和北山镁铁-超镁铁质岩体的母岩浆为非碱性系列、大陆拉斑玄武质岩浆。根据北山和觉罗塔格带岩体单斜辉石微量元素成分估算的母岩浆具有LREE富集以及Nb、Ta、Zr、Hf负异常的特征,指示出两者源区为受俯冲板片交代的地幔,且坡北源区俯冲交代程度更低。觉罗塔格带和中天山单斜辉石Alz vs.Ti显示裂谷堆晶趋势向弧堆晶趋势演化,而北山单斜辉石Alz vs.Ti则显示明显的裂谷堆晶趋势,这说明俯冲交代作用在觉罗塔格带和中天山地区表现的更为强烈。北山镁铁-超镁铁岩体中发现单斜辉石Ti的高异常及矿物温压计算结果显示,表明北山地区具有比觉罗塔格带和中天山更高的岩浆温度,这可能与塔里木二叠纪地幔柱的活动有关。     

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.     

四川力马河镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征及成岩成矿分析

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型锾铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括舍长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镬铁质岩组成.矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍,铂族元素含量很低,没有铂族元素的工业富集,是蛾眉山大火成岩省中富铜镍贫铂族元素的代表性岩浆硫化物矿床.本文对力马河镍矿成矿岩体的镁铁、超镁铁岩及矿床中各种硫化物矿石进行了主量元素、微量元素及铂族元素含量分析.分析结果表明,力马河岩体的镁铁、超镁铁岩属拉斑玄武岩成因系列,岩石特征微量元素比值大致与高钛的峨眉山玄武岩相当、与低钛的峨眉山玄武岩有明显区分,但估计原始岩浆强不相容微量元素绝对含量大大低于高钛玄武岩,因此,其成矿岩体不是与一般的低钛或高钛峨眉山玄武岩(不包括苦橄岩在内)直接对应的深成相.岩体超镁铁岩及矿石铂族元素组成特征表现为无钌亏损的型式,钯/铱比值较小、在5左右,也显著不同于一般的峨眉山玄武岩,而类似于峨眉山大火成岩省苦橄岩的铂族元素组成.运用岩石地球化学研究方法计算,原始岩浆为苦橄质成分MgO含量约17%、SiO2含量约48%.估计原始岩浆形成于130公里左右的深度,由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经19%左右的部分熔融形成.超镁铁岩及硫化物矿石铂族元素含量一般在10-9～10-8暑级,铂族元素相对铜镍强烈亏损,铜/钯比值高于原始地幔10～100倍,铜镍铂族元素组成的原始地幔标准化曲线呈铂族元素显著亏损的"U"型.模式分析说明,导致铂族元素亏损的原因是岩浆成矿演化过程中多阶段硫化物熔离作用造成的,早期熔离出来的硫化物被丢失并造成岩浆中铂族元素亏损,其铂族元素亏损后的岩浆(第)二次硫化物熔离富集形成铂族元素亏损的矿石.     

红旗岭镁铁-超镁铁岩侵入体及铜镍硫化物矿床的成岩成矿机制

红旗岭铜镍矿床地处华北地台与吉黑地槽系接触带--辉发河断裂北侧.区内出露30多个镁铁-超镁铁质岩体,其中1、7号超镁铁岩体中赋存铜镍硫化物矿(床)体.含矿岩体分相明显,各类岩石均具堆积结构.铜镍矿体呈似板状、脉状、透镜状及囊状赋存于超镁铁岩体底部橄榄辉岩相中.岩石学和地球化学研究表明,7号岩体形成以流动分异为主,1号岩体为重力分异;原始岩浆属拉斑玄武质,块状矿石系压滤作用产物,后续岩浆的补给和混合补充了成矿物质,硫化物不混溶程度受挥发分制约,矿床属岩浆深部熔离分异成因,成矿时代为印支期.     

冀北哈叭沁超镁铁岩锆石年代学及Hf同位素：对区域岩浆活动期次及源区的指示意义

冀北承德地区铁的成矿作用从新太古代一直延续到古生代,呈现出成矿元素铁在这一地区不同地质历史时期反复聚集成矿的特点,重要的铁矿资源都与镁铁-超镁铁岩体有关。本文对哈叭沁岩体中3件角闪石岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和Hf同位素分析。原生岩浆锆石U-Pb测年结果获得406±2Ma的成岩年龄,表明承德地区古生代超镁铁岩岩浆活动发生于泥盆纪。前人及本文继承锆石的U-Pb测年结果表明,承德地区镁铁-超镁铁岩浆活动期次主要有古-中元古代、泥盆纪、晚石炭世-早二叠世、晚三叠世4期,且都与伸展构造背景紧密关联。承德地区不同时代铁矿围岩的原生岩浆锆石的Hf同位素的对比研究表明,与成矿元素铁相关的地质体的源区为地幔物质或形成于2.9~2.7Ga的基性下地壳物质,而之后的地壳沉积物质部分熔融形成的地质体则缺乏成矿潜力。     

吉林中部漂河川镁铁-超镁铁质杂岩带的特征：对华北东北缘构造带性质和演化的约束

漂河川镍矿的辉长岩锆石SHRIMPU-Pb定年给出了222Ma±8Ma的年龄,表明其形成于晚三叠世。研究结果表明,该岩体不属于蛇绿岩的成员,而是热侵位的镁铁—超镁铁质岩,侵位时代在区域性的变质变形事件之前。结合地球化学资料、相邻地区的大地构造相及热年代学的研究结果,认为区域上的造山作用主幕很可能发生在中生代,而不是原来认为的二叠纪末。漂河川和相关地区的镁铁—超镁铁质岩应该形成于碰撞造山之前,很可能属于大陆边缘裂谷性质。     

吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的矿物化学特征:对岩浆演化过程以及铜镍硫化物矿床形成机制的约束

本文对吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的主要造岩矿物进行了详细研究。两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、角闪石和金云母。岩浆的暗色矿物结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→角闪石→黑云母,与镜下实际观察一致,是岩浆在不同深度结晶的产物。原始岩浆来自上地幔,两岩体进入高位岩浆房中的熔体的MgO含量分别13.98%和14.22%、Mg#值分别为72.22和71.05,为含水的高镁的苦橄质玄武岩浆。深部岩浆房深度距地表约26～27km,岩浆房内的结晶温度介于1280～1379℃之间,即结晶于下地壳中。岩浆由深部上升到高位(浅部)岩浆房中的过程是近绝热的,也是快速完成的。岩浆可能经历了两次岩浆房的演化过程,岩浆在上升到高位岩浆房之前,在深部曾经历了较短时间的橄榄石和少量辉石的分离结晶作用;但在高位岩浆房中混染了地壳物质,与此同时,还经历了同源岩浆混合作用以及岩浆过冷却作用,这些都有利于岩浆体系中成矿元素含量增高以及硫达到饱和状态,使金属硫化物熔离并晶出,从而使岩体发生铜镍矿化作用。