新疆巴楚小海子岩体铁钛成矿特征及资源利用前景

新疆巴楚小海子是近年来在塔里木大火成岩省探获的一个低品位-大吨位岩浆型钒钛磁铁矿床,其成岩成矿机制以及资源利用前景尚不清楚。文章针对小海子岩体2种含矿岩相橄榄辉长岩和橄榄辉石岩开展了地质地球化学研究。橄榄辉长岩相和橄榄辉石岩相虽然在空间上关系不明,但岩相学观察表明它们矿物组成的差异与矿物堆晶作用有关,且二者具有相似的稀土元素球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化配分曲线,说明是同源岩浆演化的产物,橄榄石较低的Fo值（67.9~72.5）指示幔源母岩浆在深部岩浆房中发生了分异。小海子岩体和与相距约45 km的瓦吉里塔格相比,岩石组成和地球化学组成相似,表明为同源岩浆成因,但后者矿物组成变化范围更大,指示瓦吉里塔格岩体在形成过程中经历了更高程度的分离结晶作用,这可能是造成瓦吉里塔格岩体比小海子岩体的w（TiO₂）更高的原因。小海子岩体虽然w（TiO₂）较低（3%~4%）,但铁钛氧化物固溶体分离结构不发育,且矿物颗粒粗大,使得铁和钛选矿解离比中国其他地区的钒钛磁铁矿更为容易,因此钛资源利用前景巨大,笔者建议出台地方性的勘查技术规范,为这类铁钛资源的开发利用提供技术标准。     

巴楚辉绿岩墙的岩石成因及其对塔里木大火成岩省岩浆演化的启示

早二叠世塔里木大火成岩省主要有两期岩浆活动:以柯坪玄武岩为代表的喷出岩形成较早(~290Ma),以巴楚超基性-基性-长英质侵入体和岩墙为代表的侵入岩形成较晚(~280Ma)。本研究选取代表晚期岩浆活动的巴楚辉绿岩墙为研究对象,旨在为认识塔里木地幔柱活动及与岩石圈的相互作用提供更多信息。巴楚辉绿岩XHZ-10样品中的锆石均为继承性锆石,不能用来限定其侵位时代。然而,野外关系表明巴楚辉绿岩墙属于塔里木大火成岩省的第二期岩浆活动。巴楚辉绿岩墙经历了橄榄石、辉石和磁铁矿的分离结晶。Nd同位素比值与SiO₂和La/Nb比值的相关性以及继承性锆石年龄(2480~717Ma,主要集中在~800Ma)表明,新元古代基底的同化混染作用可以解释其ε_Nd具有较大的变化范围(-2.6~+5.1)。受混染程度最小的样品具有与洋岛玄武岩(OIB)极其相似的微量元素特征,并且具有亏损的Nd同位素组成(ε_Nd=~+5),暗示其来源于富集的对流地幔源区,与早期(~290Ma)具有岩石圈地幔源区特征的玄武岩形成鲜明对比。本文提出地幔柱侧向流动模型以解释两期岩浆的时空分布和地球化学差异:当地幔柱上升至塔里木岩石圈底部时,巨厚的岩石圈地幔(>140km)会阻碍其减压熔融;但不断积累在岩石圈底部的地幔柱物质提供足够的热,促使早期富集交代的岩石圈地幔发生部分熔融,形成~290Ma的玄武岩;地幔柱物质将向岩石圈厚度较薄的边缘地区侧向流动,发生减压熔融,形成的熔体侵位到地壳中形成超基性-基性-长英质侵入岩和辉绿岩墙,并诱发地壳的熔融形成长英质火山岩。     

塔里木盆地巴楚小海子二叠纪超基性脉岩的地球化学特征及其成因探讨

巴楚小海子水库南闸附近出露的橄榄二辉岩岩墙SiO2含量平均为42%,Na2O＋K2O＜1%,Mg#=0.67～0.69,Fe2O3为16.29%～19.37%,具高镁富铁型原生玄武质岩浆的地球化学特征.橄榄二辉岩稀土元素标准化值呈LREE富集的右倾平滑曲线,轻重稀土元素分馏明显,微量元素配分曲线呈大隆起型,指示板内拉斑玄武岩系列的地球化学特征.Eu异常很不明显,可能由于斜长石的弱分离结晶作用所致,Sr、K等大离子亲石元素的相对亏损缘于热液蚀变和流体交代.该超基性脉岩与其附近发现的基性脉岩具有相同的产状,相似的地球化学特征,指示它们来源于同一岩浆源区,并在相同的构造环境下产出.其Th/Ta、Nb/U、Nb/La和Zr/Ba等微量元素比值均显示岩浆源区可能为亏损的软流圈地幔,岩浆的侵位根源于深部地幔物质上涌,以及二叠纪板内区域拉张环境的有利配合.     

冀西北水泉沟—后沟偏碱性正长杂岩体岩石学,岩石化学特征

水泉沟－后沟正生杂岩体是冀西北规模最大偏碱性岩体之一。岩体为５次侵入，８种岩石类型，主要造岩矿物是钾长石和钠长石，少量霓辉石，透辉石。岩石化学与世界偏碱性正长岩相似。     

塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质岩体的成因：对塔里木大火成岩省A型花岗岩成因的启示

塔里木北缘皮羌地区发育大量闪长质-花岗质岩脉以及哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体,这些花岗质岩脉和岩体与赋存大型钒钛磁铁矿矿床的皮羌辉长质岩体空间上共生,推测其成因与塔里木地幔柱岩浆上涌有关。闪长质-花岗质岩脉出露在皮羌辉长质岩体的东缘、北缘及南缘,而哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体主要出露在辉长质岩体的西部。花岗质岩脉具有高硅(SiO₂=64%~74%)、富碱(Na₂O+K₂O =8%~10%)、富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,(Ga/Al)×10⁴变化于2.85~3.85之间,具有明显Eu、Ba、Sr负异常等特征,类似A型花岗岩。闪长质岩脉具有低硅(SiO₂=53%~59%)、低全碱含量(Na₂O+K₂O=5%~8%)、以及Eu和Ba正异常。哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体的地球化学特征与花岗质岩脉相似。闪长质-花岗质岩脉、哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体的ε_Nd(t)值范围在-2.9~-0.2之间,与皮羌辉长质岩体的ε_Nd(t)值相近(-1.1~2.1),表明他们来源于类似的地幔源区。我们认为闪长质-花岗质岩脉、哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体主要由底侵的镁铁质岩浆分异出的中酸性熔体结晶分异并伴随不同程度的地壳混染形成,皮羌辉长质岩体是镁铁质岩浆浅部侵位的产物。因此~280Ma大量幔源岩浆底侵是塔里木大火成岩省中A型花岗岩形成的必要前提。     

塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨

距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献   

塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨

距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献   

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...     

大别杂岩内角闪质岩石的稀土元素特征及其成因

大别杂岩内角闪质岩石呈透镜状或似层状产出,由10种不同岩类构成。根据稀土元素特征,可把角闪质岩石分为轻稀土富集型和平坦型两大类。稀土元素的定量模拟表明,它们是由上地幔石榴二辉橄榄岩经20%的部分熔融和35—56%的橄榄石(TH1型)和14—20%的橄榄石和单斜辉石(TH2型)的分离结晶形成的。     

塔里木大火成岩省西北缘巴楚—阿图什地区钒钛磁铁矿矿集区的成因

正显生宙以来全球最重要的地幔柱成矿作用发育在二叠纪大火成岩省(王焰等, 2017)。与西伯利亚大火成岩省直接相关的Nori'sk—Talnakh矿床是世界级超大型铜镍硫化物矿床(Lightfoot and Keays,2005)。位于我国峨眉山大火成岩省内带的攀西地区则是世界著名的岩浆钒钛磁铁矿矿床聚集区(王焰等, 2017)。塔里木大火成岩省西北缘巴楚—阿图什地区同样以产出岩浆钒钛磁铁矿矿床为特征(Zhang Dongyang et al., 2016, 2018; Cao Jun et al.,     

塔里木盆地塔河地区下石炭统巴楚组沉积演化

以塔里木盆地加里东期和海西两期构造运动为背景,结合现有的岩心、露头、测井、录井和地震资料,对巴楚组可识别出早期的辫状河三角洲沉积,中期的潟湖沉积和盐湖沉积,以及晚期的咸化潟湖沉积。本文分别从横向上和纵向上对塔河地区巴楚组沉积演化进行深入分析;总结了巴楚组构造运动与沉积响应之间的关系,以期为该地区的下石炭统巴楚组的进一步勘探提供科学依据。     

Crystal fractionation in the petrogenesis of an alkali monzodiorite–syenite series: the Oshurkovo plutonic sheeted complex, Transbaikalia, Russia

The Oshurkovo Complex is a plutonic sheeted complex which represents numerous successive magmatic injections into an expanding system of subparallel and subvertical fractures. It comprises a wide range of rock types including alkali monzodiorite, monzonite, plagioclase-bearing and alkali-feldspar syenites, in the proportion of about 70% mafic rocks to 30% syenite. We suggest that the variation within the complex originated mainly by fractional crystallization of a tephrite magma.

The mafic rocks are considered as plutonic equivalents of lamprophyres. They exhibit a high abundance of ternary feldspar and apatite, the latter may attain 7–8 vol.% in monzodiorite. Ternary feldspar is also abundant in the syenites. The entire rock series is characterized by high Ba and Sr concentrations in the bulk rock samples (3000–7000 ppm) and in feldspars (up to 1 wt.%). The mafic magma had amphibole at the liquidus at 1010–1030 °C based on amphibole geothermometer. Temperatures as low as this were due to high H₂O and P₂O₅ contents in the melt (up to 4–6 and 2 wt.%, respectively). Crystallization of the syenitic magmas began at about 850 °C (based on ternary feldspar thermometry). The series was formed at an oxygen fugacity from the NNO to HM buffer, or even higher.

The evolution of the alkali monzodiorite–syenite series by fractional crystallization of a tephritic magma is established on the basis of geological, mineralogical, geochemical and Sm–Nd and Rb–Sr isotope data. The geochemical modeling suggests that fractionation of amphibole with subordinate apatite from the tephrite magma leaves about 73 wt.% of the residual monzonite melt. Further extraction of amphibole and plagioclase with minor apatite and Fe–Ti oxides could bring to formation of a syenite residuum. Rb–Sr isotopic analyses of biotite, apatite and whole-rock samples constrain the minimum age of basic intrusions at ca. 130 Ma and that of cross-cutting granite pegmatites at ca. 120 Ma. Hence the entire evolution took place in an interval of ≤10 My. Initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios for the mafic rocks range from 0.70511 to 0.70514, and for syenites from 0.70525 to 0.70542. Initial _Nd (130 Ma) values for mafic rocks vary from −1.9 to −2.4, and for syenites from −2.9 to −3.5. In a _Nd(T) vs. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i diagram, all rock types of the complex fall in the enriched portion of the Mantle Array, suggesting their derivation from a metasomatized mantle source. However, the small but distinguishable difference in Sr and Nd isotopic compositions between mafic rocks and syenites probably resulted from mild (10–20%) crustal contamination during differentiation. Large negative Nb anomalies are interpreted as a characteristic feature of the source region produced by Precambrian fluid metasomatism above a subduction zone rather than by crustal contamination.     

再论巴楚麻扎山正长岩体岩石成因和构造意义

巴楚麻扎山正长岩体形成于286~277 Ma,属于晚二叠世,与南天山造山带晚二叠世花岗岩(300～260 Ma)相一致。正长岩样品具有高硅高碱的地球化学特征,SiO₂和全碱质量分数分别为62.98%～67.29%和10.08%～11.22%,且Na₂O>K₂O。大部分样品具正Eu异常,Sr具轻微负异常,P和Ti表现出明显的负异常,Ga/Al值(2.80～3.26) ×10^-4和(Zr+Nb+Ce+Y)值(405.11~606.49)×10^-6,与A₁型花岗岩的地球化学特征相似,形成于板内裂谷环境。样品具有较区内同时代基性岩脉更为亏损的Sr-Nd同位素组成(ε_Nd(t)=+3.4～+4.3、I_Sr=0.703 03～0.703 44)和更为年轻的Nd模式年龄(T_DM=0.6～0.7 Ga)。地球化学数据表明,正长岩体是受软流圈组分改造过的底侵基性下地壳重熔后经结晶分异的产物。结合区域地质资料发现,塔里木盆地和南天山造山带二叠纪岩浆活动的差异与二者所处的构造位置密切相关,塔里木盆地二叠纪岩浆活动与软流圈上涌导致的主动裂谷有关,而与南天山造山带后碰撞伸展阶段岩浆活动受控于已存在的构造活动带(缝合带) 或者是因伸展导致的拆离明显不同。     

塔里木盆地巴楚地区上奥陶统碳酸盐岩岩石学特征及沉积环境

根据野外地质剖面宏观分析及室内薄片鉴定,对塔里木盆地巴楚地区上奥陶统吐木休克组和良里塔格组进行碳酸盐岩岩石组分、岩石类型及沉积环境分析。研究认为这2个地层单元具有不同的生物组合、颗粒成分、基质类型及其结构。吐木休克组岩石类型较为单一,主要为介形虫和三叶虫富集的泥晶生屑灰岩;良里塔格组岩石类型较多,包括似球粒藻粘结岩、泥晶生屑灰岩、亮晶砂屑灰岩、泥晶似球粒灰岩和纹层状叠层粘结岩等12种岩石类型。根据岩石学特征及野外露头分析认为,吐木休克组沉积于礁前上斜坡环境,而良里塔格组发育开阔台地相、局限台地相和生物礁相等,反映沉积环境水体相对较浅。研究区Ⅰ号和Ⅱ号剖面间发育台地边缘礁相,由南向北发育3个藻礁。     

新疆巴楚辉绿岩岩脉的岩石成因和大地构造意义

塔里木盆地西北部巴楚地区出露的二叠纪基性岩脉为研究塔里木盆地及其邻区晚古生代区域大地构造演化提供了重要信息。巴楚地区基性岩脉中辉绿岩脉富集大离子亲石元素、轻稀土元素以及高场强元素,La/Nb=0.84～1.23,Zr/Nb=5.80～7.81,Ce/Pb=2.6～15.4和 Nb/U=27.0～37.3,初始~(87)Sr/~(86)Sr=0.70495～0.70560,ε_(Nd)(t)=-1.7～ 2.0,明显不同于受俯冲交代地幔源区的产物,也区别于典型洋岛玄武岩(OIB),相反具有 OIB 型 富集岩石圈地幔的元素-同位素地球化学特征,能被理解为与二叠纪软流圈和岩石圈相互作用产物,其起源与软流圈地幔上涌有关,表明二叠纪时巴楚地区应处于软流圈上隆的岩石圈伸展构造背景。结合区域地质资料,可认为二叠纪时地幔源区属性自塔里木盆地内部向北至西南天山边缘呈规律性变化     

塔里木盆地基底卷入扭压构造与巴楚隆起的形成

在板块斜向碰撞中,与走滑断层相伴生的隆升是弯曲挤压的必然结果。印度板块与欧亚板块的斜向碰撞使得塔里木盆地边界和内部发育的基底卷入构造大多表现出逆冲与走滑断裂的双重特征。本文通过地震、钻井和构造几何学、地面资料约束研究表明,巴楚隆起两侧的阿恰-吐木休克和色力布亚-玛扎塔格断裂是由基底卷入构造和扭压构造复合而成的基底卷入扭压构造。这种构造样式的组合包括3个部分,即两端的基底走滑断裂和中段的基底卷入逆冲断裂。巴楚隆起的形成主要与阿恰-吐木休克断裂的基底卷入扭压构造活动有关。巴楚隆起的形成过程具有“跷跷板”特点,可分两个阶段:巴楚隆起前石炭纪沿南缘的玛扎塔格断裂抬升,地层最大剥蚀厚度至少530m;前古近纪,主要剥蚀区沿吐木休克断裂以南展布,推测最大剥蚀厚度超过1100m。巴楚隆起南段的主变形期是在前石炭纪完成的,地层缩短量约占55%;北段推迟到前古近纪,缩短量占55%;而中段的地层缩短量一直在逐步增强,前上新世达到最大,占52%。     

西秦岭印支早期美武岩体的岩石成因及其构造意义

对西秦岭合作地区的美武岩体进行了锆石U-Pb 定年、地球化学和 Sr-Nd 同位素组成研究。结果表明,美武岩体的侵位年龄为245~242 Ma,属于印支早期。美武岩体为一个复式岩基,主要岩石类型为石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩,其中,花岗闪长岩中含有丰富的暗色微粒包体。美武岩体不同岩性单元的化学组成表现出不同的演化趋势。美武花岗闪长岩和黑云母花岗岩的地球化学和Sr-Nd 同位素的组成指示美武岩体的岩浆源区主要以壳源物质为主,其中,花岗闪长岩具有较高的Mg#(50~58)、Cr(（46~93）×10-6)和Ni(（12~50）×10-6)含量,表明有少量幔源物质的加入。石英闪长岩和暗色微粒包体具有高的Mg# (63和62)、Cr (217×10-6和318×10-6)和Ni (61×10-6和110×10-6)的含量,表明其主要来自于幔源岩浆。结合区域地质背景, 认为西秦岭中部的美武岩体形成于后碰撞早期的构造背景之下,可能与俯冲的阿尼玛卿洋壳断离作用有关。板片断离模型能较好地解释西秦岭印支早期侵入岩线性分布的特征和西秦岭造山带内中三叠世地壳的快速抬升。