峨眉大火成岩省钒钛磁铁矿矿床地质特征及成因

峨眉大火成岩省内带的攀西地区发现了攀枝花、红格、白马、太和等超大型钒钛磁铁矿矿床,是世界上最大的钒钛磁铁矿矿集区。与世界其他类似的钒钛磁铁矿矿床不同,攀西地区的这些矿床都呈层状赋存在大型层状镁铁-超镁铁岩体的下部和中部岩相带,而不是上部岩相带。最近十多年的系统研究表明,这些矿床形成的主要机制有:①幔源岩浆在深部岩浆房发生硅酸盐矿物的分离结晶形成了富钛铁岩浆;②富钛铁岩浆进入浅部含矿岩体后,钛铁氧化物成为近液相线矿物,较早结晶并经过流动分选,使得钛铁氧化物在下部和中部岩相带聚集成矿。     

二叠纪峨眉山地幔柱岩浆成矿作用的多样性

二叠纪峨眉山地幔柱形成了规模巨大的大火成岩省、并伴随众多具有经济价值的矿床。地幔柱岩浆分别形成了高钛和低钛2个主要玄武质岩浆系列,并显示了一定的成矿专属性,赋存铜镍硫化物矿床的小型镁铁-超镁铁质岩体原始岩浆的成分类似区内低钛苦橄岩,而赋存钒钛磁铁矿矿床的层状岩体,其原始岩浆成分特征与高钛苦橄岩类似。不同含矿岩体的岩石学、地球化学和含矿性各有差异,这主要取决于岩浆源区特征、岩浆演化过程、地壳混染和岩浆侵位过程。本文对峨眉山地幔柱岩浆成矿作用近年来在上述几方面的研究进展进行了综合和评述,指出地幔柱成矿作用研究存在的一些值得研究的问题。     

矿物成分对四川太和钒钛磁铁矿床成因的指示意义

<正>太和层状镁铁质-超镁铁质岩体位于峨眉山大火成岩省内带,是几个赋存超大型钒钛磁铁矿床的层状岩体之一。太和岩体呈单斜层状产出,长约3 km,宽约2 km,厚约1.2 km左右,倾向东南,倾角50°⁶0°。锆石U-Pb年龄分析表明太和岩体的结晶年龄在259±3 Ma,这说明太和岩体形成于峨眉山地幔柱岩浆活动期。根据矿物组合以及矿物含量、结构特征等,岩体从下向上划     

红格层状岩体岩浆混合与结晶分异对钒钛磁铁矿成矿的指示意义

红格镁铁-超镁铁层状侵入体位于峨眉山大火成岩省中部,赋存的超大型钒钛磁铁矿矿床是仅次于攀枝花矿床的我国第二大岩浆型钒钛磁铁矿矿床.该矿床主要的含矿层位为下部超镁铁岩带部分,与世界其他典型的含磁铁矿层状岩体如Skaergaard侵入体和Bushveld杂岩体存在明显的区别(磁铁矿矿层位于岩体上部辉长岩带).     

红格矿床地质地球化学特征与岩浆演化

<正>红格镁铁-超镁铁质侵入体位于峨眉山大火成岩省内带(宋谢炎等,2005),赋存了我国最大的钒钛磁铁矿矿床。红格岩体由超镁铁质岩和辉长岩两部分组成,明显不同于攀西地区同样赋存有超大型钒钛磁铁矿床,以辉长岩为主的攀枝花、白马、太和岩体(胡素芳等,2001)。长期以来,有关该矿床的成因存在不同的认识,尽管观察到有大量贯入式铁矿的分布(胡建中,1983),但红格岩体一直被认为是典型的层     

红格地区钒钛磁铁矿铂族元素地球化学特征及找矿启示

<正>红格地区位于攀枝花-西昌成矿带,属峨眉山大火成岩省的一部分,是我国铁、钒、钛等金属矿产资源的重要生产基地,区内"攀枝花式"钒钛磁铁矿床与峨眉山地幔柱岩浆活动密切相关。区内铁矿床的形成与层状基性-超基性侵入岩体关系密切,矿体主要赋存在含矿层状岩体下部超基性岩带部分。含矿岩体的展布严格受到岩体西部南北向的昔格达断裂构造带的控制,大体呈南北     

扬子西缘丹巴水子乡辉石岩年代学和岩石成因研究SCIEI北大核心CSCD

扬子克拉通西缘在~260Ma发生短期内大规模峨眉山玄武岩溢流喷发。攀西地区发育的镁铁-超镁铁质岩被广泛认为是峨眉山大火成岩省的产物,但在北端松潘-甘孜岩区一直缺乏该类岩石的报道。本文首次报道扬子西缘丹巴水子乡单斜辉石岩的准确年龄,其锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为260.7±3.3Ma,表明其为峨眉山大火成岩省北端松潘-甘孜岩区镁铁-超镁铁质岩的组成部分。通过与攀枝花钒钛磁铁矿含矿岩体边缘相带苦橄岩和上部相带浅色辉长岩进行锆石微量元素对比显示,水子乡单斜辉石岩具有相近的高氧逸度,其ΔQFM为0~3,Ce_(N)/Ce_(N)平均为~30,该性质可能同样源自扬子西缘洋壳板片俯冲交代形成的较高氧逸度地幔源区。尽管如此,水子乡辉石岩体并未因高氧逸度而有明显的含钛磁铁矿饱和结晶,可能由其较低结晶分异程度造成。相比之下,攀枝花岩体经历了更高程度的含钛磁铁矿和斜长石分离结晶作用,伴随大规模的钒钛磁铁矿成矿。     

峨眉火成岩省岩浆矿床成矿作用与地幔柱动力学过程的耦合关系

峨眉火成岩省位于扬子地块西部,为中二叠世末地幔柱活动产物。迄今为止,峨眉火成岩省已发现超大型V-Ti磁铁矿矿床4处,大中型岩浆硫化物型Ni-Cu-(PGE)矿床近10处。这些矿床的含矿镁铁-超镁铁岩体为260Ma±,与峨眉山玄武岩为同一地幔柱的产物。系统归纳和分析上述两类含矿镁铁-超镁铁岩体在空间分布、岩体规模、岩石组合和造岩矿物组成等方面存在明显的差异:可以分为内带和外带,内带以巨厚的峨眉山玄武岩、大型层状岩体和众多小型镁铁-超镁铁岩体、低Ti玄武岩、碱性岩体和丰富的成矿作用为标志。外带则玄武岩厚度降低,以高-Ti玄武岩为主,很少有侵入岩体。在对这两类岩浆矿床的分布及其与低Ti和高Ti玄武岩地质和地球化学联系的归纳和分析基础上,结合对杨柳坪Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿过程与峨眉山玄武岩岩浆起源和演化相互关系的研究结果,认为峨眉山火成岩省这些不同类型的矿床是地幔柱动力学过程不同阶段的产物。V-Ti磁铁矿矿床的形成于高Ti玄武岩浆有关,主要受控于岩浆的分离结晶作用;而Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿主要取决于3个因素:高程度的部分熔融,下地壳同化混染和分离结晶。Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床是地幔柱活动早期阶段的产物,而V-Ti磁铁矿矿床则形成则晚于岩浆硫化物矿床。     

寄主岩浆硫化物和氧化物矿床的镁铁质-超镁铁质岩体对比分析与成矿过程评述

镁铁质-超镁铁质岩体是世界上岩浆硫化物(Ni-Cu-PGE)和氧化物(Fe-Ti-V-P)矿床的主要载体.全球主要岩浆硫化物和氧化物矿床均可以产于大火成岩省、克拉通区的裂谷带或伸展环境、褶皱带内的后碰撞伸展环境.寄主岩浆硫化物矿床的岩体规模相差甚大(从6×104km2到＜0.1km2),既有超镁铁质岩石组合也有镁铁质岩石组合,但其原生岩浆主要为拉斑玄武质岩浆.含镍铜的铂族元素矿床主要赋存于规模很大的层状岩体中,而镍铜硫化物矿床主要赋存于小岩体中.寄主钒钛磁铁矿或磁铁矿矿床的岩体主要是以辉长岩为主的层状杂岩体.寄主钛铁矿-磷灰石矿床的岩体均为层状的斜长岩-纹长二长岩-紫苏花岗岩岩体.尽管其岩石组合相差很大,但其原生岩浆均属拉斑玄武质.寄主硫化物矿床的岩体相对富Si、Mg、Cr、Ni,而寄主氧化物矿床的岩体相对富Fe-Ti-P-V,造岩矿物晶体化学也反映了这种差异.对全球主要含矿岩体的对比分析表明,导致这种反差的主要控制因素应该是岩浆生成时的压力状态,源区性质和熔融程度的差异可能只在局部范围内起作用.对岩浆硫化物矿床成矿过程的认识集中体现在金川模式和岩浆通道模式上,对岩浆氧化物矿床成矿过程的认识体现在氧化物和磷灰石是堆晶相还是从不混溶的矿浆中结晶的.对比分析表明,成矿过程具有多样性,试图用一种模式概括所有同类矿床成矿过程的想法未必可取.毫无疑问,适宜的氧化还原环境是形成岩浆矿床的必要务件,伴随岩浆演化及成矿过程的氧速度变化及其诱因问题尚待进一步探索.     

钒钛磁铁矿床的透岩浆流体成矿模型——来自马达加斯加扎卡岩体的证据

目前,国内外学术界对赋存于镁铁-超镁铁杂岩体中的钒钛磁铁矿床的成因存在多种不同的解释,在一定程度上对这类矿床的资源勘查造成了困惑。因此,阐明镁铁-超镁铁侵入体中成矿物质大规模聚集的机理依然是矿床学界和勘查学界面临的重要科学前缘问题。马达加斯加中北部Alaotra湖地区的扎卡岩体是一个赋存有超大型钒钛磁铁矿床的典型镁铁质层状侵入体,已探明铁矿石远景资源量8亿t(含333),伴生钛6000万t,伴生钒230万t,为阐明钒钛磁铁矿床的成因提供了良好的条件。本文报道了扎卡岩体的地质学、矿体地质学、岩相学、矿相学和岩石地球化学特征,主要得出以下认识:(1)扎卡岩体发育韵律性火成层理,为一个典型的镁铁质层状岩体,但伟晶岩可构成独立的侵入单元;(2)矿体主要赋存在层状岩体中,可划分为整合型、不整合型和伟晶岩型等3种不同的类型;(3)辉长岩具有橄榄石→斜长石→单斜辉石或橄榄石→斜长石+单斜辉石的结晶顺序,暗示扎卡岩体为一浅成层状岩体,岩浆侵位深度约3 km;(4)矿石矿物与硅酸盐矿物呈热力学不平衡关系,且与含水暗色矿物平衡共生,暗示成矿作用发生在岩浆演化晚期的富含挥发分环境;(5)致密块状铁矿石的REE四分组效应也表明成矿过程伴随着富F、Cl等组分的流体活动。据此,本文提出扎卡岩体中钒钛磁铁矿床的形成与透岩浆流体过程有关。     

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.,     

与地幔柱有关的成矿作用及其主控因素

地幔柱是地球动力系统中重要的组成部分,不仅形成规模巨大的大火成岩省,也形成了众多具有重要经济价值的矿床类型。由地幔柱形成不同的岩浆系列显示了特有的成矿专属性,如镁铁-超镁铁质层状岩体与钒钛磁铁矿矿床和铜镍硫化物矿床,科马提岩与铜镍硫化物矿床,斜长岩与钒钛磁铁矿矿床,过碱性花岗岩系列与铌-钽-锆-稀土矿床,金伯利岩与金刚石矿等。在分析与地幔柱相关矿床的基础上,我们认为地幔柱结构、岩浆源区特征、结晶分异过程、硫化物饱和、地壳混染和岩浆侵位过程等是地幔柱成矿的关键控制因素。本文还对矿床成因研究中的存在问题以及几种潜在的地球化学找矿/评价指标(如橄榄石的Ni含量、单斜辉石和磁铁矿中的Cr含量,层状岩体的PGE 含量和Re-Os同位素联合示踪等)进行了评述。     

峨眉山大火成岩省Cu-Ni-PGE成矿作用——几个典型矿床岩石地球化学特征的分析

峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列。本文剖析了峨眉山大火成岩省该类矿床的分布及部分典型矿床的地质地球化学特征和矿化特征,揭示了成矿岩体统一的地幔柱成因,阐述了Cu-Ni-PGE成矿作用与峨眉山地幔柱岩浆活动体系的关系,探讨了由于岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程的差异所导致的矿化类型变异。指出Cu-Ni-PGE矿床成矿岩体原始岩浆为地幔柱高程度熔融的高镁玄武岩浆,成矿岩体与峨眉山低钛玄武岩同源,矿化岩体主要产于峨眉山地幔柱活动模型的内带低钛玄武岩分布区;金宝山、朱布、力马河、杨柳坪矿床分别代表峨眉山地幔柱Cu-Ni-PGE成矿作用不同成矿机制的端员类型。     

峨眉山大火成岩省几个典型Ni-Cu-PGE矿床Nd-Os同位素特征——岩石圈参与地幔柱岩浆作用及地壳混染分析

峨眉大火成岩省是我国重要的Cu-Ni-PGE矿床成矿区,典型矿床主要有金宝山铂钯矿、力马河镍矿、朱布(铜镍)铂矿床等 [1～8].这些成矿岩体基本都是小型镁铁-超镁铁质岩体,岩石微量元素地幔标准化曲线均为大陆拉斑玄武岩型式,可与峨眉山玄武岩类比,被认为是峨眉山玄武岩同源岩浆分异的产物 [1～4,9].     

峨眉山大火成岩省内带黑谷田含钒钛磁铁矿层状岩体成因

黑谷田岩体产于峨眉山大火成岩省内带,是一个小型含钒钛磁铁矿辉长岩体。与区内其它典型大型基性-超基性层状岩体具有多个旋回岩相的特征不同,黑谷田层状岩体分为下部、上部两个岩相带:下部岩相带从底到顶依次为橄榄辉石岩、磁铁辉长岩、含磷灰石辉长岩和中粒辉长岩,上部岩相带为细粒辉长岩,二者呈突变接触关系。黑谷田岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄为263±5Ma,表明其是~260Ma峨眉山地幔柱岩浆主活动期的产物。岩石的矿物组合(主要为单斜辉石、斜长石,磁铁矿,少量橄榄石等)、元素地球化学(富Fe2O3、TiO2、P2O5,高Sm/Yb及低La/Sm)及低的初始87Sr/86Sr值和亏损的εNd(t)值特征一致指示黑谷田岩体与峨眉山高Ti玄武岩具有密切的内在成因联系。岩体的岩相学及地球化学特征暗示下部岩相带是富FeTi岩浆侵入发生橄榄石、单斜辉石、磁铁矿、斜长石、磷灰石等矿物分离结晶、堆积固结的产物,而上部岩相带是另一期岩浆上侵较为快速冷却固结的结果,矿物堆晶作用不显著,但是二者起源于相同的母岩浆。下部岩相带比上部岩相带具有相对低的初始87Sr/86Sr值(分别为0.7041~0.7051和0.7050~0.7056)和略高的εNd(t)值(分别为2.1~4.4和0.6~1.3),表明后者比前者经历了稍微强烈的地壳物质同化混染。下部岩相带仅有橄榄辉石岩及辉长岩而缺少正长岩和花岗岩、以及较厚的氧化物矿体赋存在岩体底部下凹部位说明黑谷田钒钛磁铁矿形成于岩浆通道系统中,磁铁矿在流动过程中由于重力作用堆积成矿。黑谷田含钒钛磁铁矿岩体的发现表明小型层状岩体也具有重要的Fe-Ti氧化物成矿潜力,在勘探找矿中不容忽视。     

挥发分组成和C-H-O同位素对攀西地区超大型钒钛磁铁矿矿床矿石成因的制约

四川攀西(攀枝花-西昌)地区出露攀枝花、红格和白马三个赋含超大型钒钛磁铁矿床的镁铁-超镁铁质层状岩体。这些含矿岩体的独特之处在于:大量的块状和半块状矿石发育在岩体的偏下部位,不同比例的硅酸盐矿物(斜长石、辉石、橄榄石及磷灰石)和磁铁矿组成的韵律条带发育在偏上部位。这一韵律特征与南非布什维尔德     

马达加斯加共和国Ankitsika钒钛磁铁矿床成因及找矿标志

Ankitsika钒钛磁铁矿床产于马达加斯加中东部太古宙Beforona绿岩带的NW向剪切拉伸构造中。含矿岩体为层状辉长岩,具良好分异特征和韵律结构。钒钛磁铁矿体呈层状、似层状赋存于韵律层的中下部,具层状构造、流状构造、条带状构造,粒状镶嵌结构、海绵陨铁结构和磁铁矿-钛铁矿-钛磁铁矿-针铁矿矿物矿合。类比著名的四川攀技花钒钛磁铁矿床的岩浆作用、成矿机制和矿床特征认为该矿床成因属岩浆晚期分异型。在Beforona绿岩带中层状基性岩体成群成带分布,具有寻找钒钛磁铁矿床良好的找矿前景。     

攀西白马岩体的矿物结晶顺序与钒钛磁铁矿成因

距今约260 Ma的白马岩体位于上扬子板块西缘的攀西裂谷中,是一个大型的含钒钛磁铁矿镁铁质-超镁铁质杂岩体,是峨眉山大火成岩省的重要组成部分。含矿岩体主要由磁铁橄长岩和橄榄辉长岩组成,主要工业矿体赋存在下部的橄长岩岩相带中。显微镜下显示橄榄石和角闪石均存在2种不同的结构状态,岩浆具有多次脉动的侵位特点。矿物结构特点及磁铁矿、钛铁矿、橄榄石、角闪石及斜长石等矿物电子探针成分测定显示,矿物的结晶顺序大致为斜长石+橄榄石+辉石→角闪石+磁铁矿+钛铁矿→角闪石。根据角闪石和斜长石成分计算角闪石最低结晶温度为1090℃,斜长石的最高结晶温度是1120℃,推测磁铁矿的结晶温度介于1090~1120℃之间。橄榄石的Fo值由下部的磁铁橄长岩向上部的橄榄辉长岩呈逐渐降低的变化趋势,表明随着岩浆的结晶分异进程,系统的氧逸度是逐步变化的,暗示整个结晶分异过程系统处于封闭状态。磁铁矿中w(V2O3)变化于0.72%~1.37%之间,可近似看成是岩浆演化过程氧逸度较低的量化标志(FMQ+0.5),这种低氧逸度条件下硅酸盐矿物的结晶,会导致粒间熔体氧逸度逐步升高且成分向着富Fe的方向演化。岩浆的这种成分演化特点,是晚期形成不混溶熔浆及富Fe-Ti矿浆的主要原因。     

岩浆铜镍矿与钒钛磁铁矿的过渡类型--新疆哈密香山西矿床

铜镍硫化物矿床与钒钛磁铁矿矿床虽然同属与镁铁-超镁铁质岩有关的岩浆型矿床范畴,但在一般情况下,二者是不共生的.新疆东天山地区的香山西矿床则是一个铜镍矿与钛铁矿共生的实例.香山地区为一复式含矿杂岩体,最早期形成辉长岩(如角闪辉长岩、灰白色细粒辉长岩等)为主体的侵入;第二期侵入的是以辉橄岩、单辉橄榄岩、二辉橄榄岩等为主的超镁铁质岩,含铜镍硫化物矿化;第三期则为岩浆期后残余岩浆形成的含钛铁矿化的辉长岩(脉).香山西铜镍-钛铁矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数、岩浆酸度、钙碱富集指数等地球化学参数,氧逸度和硫逸度等物理化学参数均介于独立的典型铜镍硫化物和典型钒钛磁铁矿矿床之间.矿床中磁铁矿较其他钒钛磁铁矿矿床(尾亚)具较高的V和Ti含量,同时黄铁矿和黄铜矿具较高的Co、Ni和Cu含量,反映出成矿过程中,Cu-Ni-Co系列与V-Ti-Fe系列的分离不够彻底.形成本区CuNi-VTi复合型矿床的原因,可能在于矿床所处独特的构造环境--产于造山带,而不是克拉通(边缘).     

攀枝花镁铁质层状侵入体中金属硫化物的成因机制及其对钒钛磁铁矿富集过程的指示

<正>攀枝花镁铁质层状侵入体位于峨眉山大火成岩省内带,其中赋存了储量巨大的钒钛磁铁矿。在侵入体底部的钒钛磁铁矿富矿体中普遍存在金属硫化物。前人[1-2]对该侵入体不同层位、不同类型的岩石进行了岩石学和地球化学方面的研究,认为金属硫化物的形成和钒钛磁铁矿的富集具有一定的成因联系,对该侵入体中金属硫化物的研究将有助于进一步认识其成岩成矿的过程和机制。本次在野外地质调查的基础上,综合运用原位微区测试手段,系统研究该侵入体不同层位、不同类