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。     

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。     

峨眉山地幔柱岩浆矿床成矿流体介质组成及意义

<正>地幔柱岩浆作用是地球深部挥发分脱出的重要通道,形成了Fe-Ti-V氧化物与Cu-Ni-PGE硫化物岩浆矿床。二叠纪时期的峨眉山地幔柱(~259 Ma,Zhong et al.,2014)与西伯利亚地幔柱(~250 Ma,Kamo et al.,1996)形成世界级超大型的Noril’sk Cu-Ni-PGE硫化物矿床和攀枝花、红格、太和、白马、新街等Fe-Ti-V氧化物矿床,而峨眉山地幔柱硫化物矿床的规模较小。两类矿床的氧化还原环境有明     

四川龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜麻柳村辉绿岩斜锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

为确定龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜内发育的NE向辉绿岩脉的侵位时代、构造背景,探讨其是否与峨眉山地幔柱活动相关,对向斜内麻柳村处的辉绿岩样品进行了斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量和微量元素分析。结果表明,辉绿岩斜锆石U-Pb同位素年龄为261.1±1.8Ma;属于高钛型拉斑玄武岩,高铝(13.39%~14.02%)、高铁(13.88%~14.67%)、低镁(4.43%~4.56%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Nb/La=0.84~0.85、Th/Ta=2.40~2.45、Ta/Hf0.25,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,Nb-Ta略微负异常,暗示其可能源于富集型地幔并受到少量陆壳物质混染,形成于大陆板内环境。与峨眉山玄武岩质火成岩对比发现,两者具有高度一致的形成时代及相似的地球化学特征。据此认为,该区辉绿岩为峨眉山地幔柱活动的产物,峨眉山玄武质岩浆的活动已经波及至龙门山北段及川西北地区,可能影响了该区的生物环境及油气成藏。     

桂西巴马地区极高Ti/Y 值基性岩地球化学特征——来自峨眉山地幔柱高Ti母岩浆？

桂西地区位于扬子地块西南缘,越北地块以北。桂西巴马等地出露层状—似层状基性岩（辉绿岩和玄武岩）,该地区的基性岩成因对于理解该区构造—岩浆作用具有十分重要的意义。对桂西巴马基性岩进行了岩石学和地球化学研究,对其岩石成因和岩浆源区特征进行了讨论。研究表明,桂西巴马基性岩属于碱性玄武质岩,相对富集轻稀土元素和Nb、Ti等微量元素,与峨眉山大火成岩省高Ti玄武岩相似,说明其与峨眉山地幔柱具有相关性。然而,对比峨眉山高Ti玄武岩,巴马基性岩表现出更高的Ti/Y值。不相容元素比值特征表明,桂西巴马基性岩岩浆演化呈现更高的Nb/Y值等演化趋势。结合Dy/Dy?与Dy/Yb、Ti/Y的协变关系,对桂西基性岩与峨眉山玄武岩岩浆源区中稀土元素的分异特征进行判别,揭示出桂西巴马基性岩和峨眉山高Ti玄武岩具有同源性。然而,巴马基性岩地幔熔融程度更低,可能是峨眉山大火成岩省外带的地幔柱岩浆作用延伸的结果,代表了峨眉山地幔柱高Ti玄武岩母岩浆的特征。     

桂西巴马地区极高Ti/Y值基性岩地球化学特征——来自峨眉山地幔柱高Ti母岩浆?

桂西地区位于扬子地块西南缘,越北地块以北。桂西巴马等地出露层状—似层状基性岩(辉绿岩和玄武岩),该地区的基性岩成因对于理解该区构造—岩浆作用具有十分重要的意义。对桂西巴马基性岩进行了岩石学和地球化学研究,对其岩石成因和岩浆源区特征进行了讨论。研究表明,桂西巴马基性岩属于碱性玄武质岩,相对富集轻稀土元素和Nb、Ti等微量元素,与峨眉山大火成岩省高Ti玄武岩相似,说明其与峨眉山地幔柱具有相关性。然而,对比峨眉山高Ti玄武岩,巴马基性岩表现出更高的Ti/Y值。不相容元素比值特征表明,桂西巴马基性岩岩浆演化呈现更高的Nb/Y值等演化趋势。结合Dy/Dy*与Dy/Yb、Ti/Y的协变关系,对桂西基性岩与峨眉山玄武岩岩浆源区中稀土元素的分异特征进行判别,揭示出桂西巴马基性岩和峨眉山高Ti玄武岩具有同源性。然而,巴马基性岩地幔熔融程度更低,可能是峨眉山大火成岩省外带的地幔柱岩浆作用延伸的结果,代表了峨眉山地幔柱高Ti玄武岩母岩浆的特征。     

滇东南富宁地区基性侵入岩与峨眉山地幔柱存在成因关系吗?——来自1∶5万洞波幅和皈朝幅地质填图的证据

在滇东南富宁地区,出露一系列以辉绿岩为主、含少量辉长辉绿岩和辉绿玢岩的基性侵入岩。根据地球化学、同位素地球化学以及锆石U-Pb年代学等分析结果,前人将这些基性侵入岩视作峨眉山大火成岩省的组成部分,源自峨眉山地幔柱。国内外研究的共识认为,峨眉山地幔柱活动发生于263~252Ma之间,持续时间极短。在开展1∶2.5万大比例尺地质调查与填图(洞波幅和皈朝幅1∶5万地质调查手图)过程中,我们发现,这些基性侵入岩不仅侵入古生代地层,还侵入了富宁县皈朝一带的晚二叠世-中三叠世岛弧玄武安山岩(255~241Ma)以及早-中三叠世地层。这些地质事实表明,富宁地区基性侵入岩的形成时代至少晚于中三叠世Anisian期或更晚,与峨眉山地幔柱活动时代存在很大的时差,岩石类型与组合上也与峨眉山大火成岩省的有很大差异。根据我们填图过程中获得的基本地质事实分析,滇东南富宁地区的基性侵入岩是华南地块与北越地块间的古特提斯分支洋盆闭合、两个地块碰撞造山(即印支造山)后的岩浆活动产物,与峨眉山地幔柱没有成因关系。     

赣南西华山钨矿床的流体混合作用:基于H、O同位素模拟分析

赣南西华山钨矿床是我国典型的大型石英脉型黑钨矿矿床.H、O同位素的研究表明,该矿床δD值-43‰～-66‰,石英δ18O值2.3‰～13.2‰,对应的成矿流体δ18O值-8.7‰～7.6‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合流体.不同机制下矿物O同位素模拟计算表明,冷却、沸腾和混合作用所形成矿物的O同位素组成明显不同...     

地幔柱成矿系统:以峨眉山地幔柱为例

地幔柱沟通了地核、地幔、地壳各个圈层之间的物质与能量交换,提供了板内构造岩浆活动及成矿作用的一种重要的动力学机制。峨眉山地幔柱是晚古生代全球最显著的地幔柱活动之一,形成了多种有重大资源经济价值的矿床类型。以峨眉山地幔柱为例,对几种典型矿床类型的产出特征及成因进行了系统分析,阐述了地幔柱成矿系统中各种成矿作用与地幔柱构造岩浆活动的关系及成矿机理。(1)通过对部分典型岩浆硫化物矿床的地质地球化学特征和矿化特征分析,揭示了峨眉山大火成岩省不同矿化特征的岩浆硫化物矿床形成于统一的地幔柱岩浆活动体系,并与峨眉山玄武岩为同源演化关系,岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程存在的差异造成了矿化类型的变异。(2)对攀西地区4个超大型钒钛磁铁矿矿床进行了详尽的地质地球化学分析,论述了成矿岩浆的性质、与峨眉山玄武岩的关系及成岩演化过程和成矿模式,表明成矿母岩浆来自于地幔柱,但经历了较大程度的地壳混染作用,提出岩浆的多次补给混合及结晶锋面上发生的双扩散造成的液态分层导致了韵律条带矿石的形成。(3)阐述了滇黔相邻地区玄武岩型自然铜和黑铜矿铜矿化现象,指出玄武岩岩浆气液阶段的自变质作用和玄武岩构造变质热液蚀变改造作用两种方式造成铜矿化富集,岩浆气液阶段的自变质作     

大兴安岭扎兰屯地区中生代双峰式火山岩锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及其地质意义

大兴安岭地区发育大量的玄武安山岩-流纹岩双峰式火山岩。本文通过扎兰屯地区辉绿岩和斑岩脉的研究发现,它们具有明显的岩浆混合作用特征,表明它们是基本同时形成的。锆石原位U-Pb定年结果显示,其中花岗斑岩的锆石有非常一致的早白垩世U-Pb年龄(130±1Ma),而辉绿岩中虽然含有一定的捕获锆石,但岩浆结晶锆石的年龄(124±2Ma)也为早白垩世,表明早白垩世是大兴安岭中生代火山岩形成的重要时期。花岗斑岩的锆石具有正的εHf值(10.3±0.5),其亏损地幔模式年龄为349～568Ma;而辉绿岩中岩浆结晶锆石的εHf值(11.0±1.4)以及亏损地幔Hf模式年龄(…     

西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系--以云南金宝山岩体为例

内容提要本文以金宝山为典型实例,根据元素地球化学特征探讨了西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系。分析表明,金宝山超镁铁岩与低钛峨眉山玄武岩在元素地球化学特征上具有一致的岩浆成因属性,两者在成岩机制上互补,低钛峨眉山玄武岩普遍经历了橄榄石结晶分异和硫化物熔离亏损作用,金宝山成矿岩体则与低钛峨眉山玄武岩同源岩浆深部分异的堆晶相相对应,由堆晶橄榄石及熔离硫化物和部分残余熔体构成的“晶-糊”侵位形成,因此认为铜镍硫化物矿床成矿岩体与低钛峨眉山玄武岩为同源异相产物。     

峨眉山大火成岩省幔源岩浆底侵作用的地壳响应：来自大老包花岗岩的年代学和热模拟证据

峨眉山大火成岩省中红格铁矿区的大老包花岗岩侵入到含矿基性-超基性杂岩,花岗岩主要为黑云母二长花岗岩。通过对大老包黑云母二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得大老包花岗岩形成时代为255.1±3.6Ma。该研究结果与前人通过红格东侧的矮郎河高铝花岗岩的U-Pb测年得到的花岗岩成岩时代(255.2±3.6Ma)结果一致,表明大老包花岗质岩体与矮郎河高铝花岗岩是同阶段的,可能是二叠纪峨眉山大火成岩省岩浆活动晚期的产物。这一成岩时代晚于攀枝花铁矿成矿时代(~260Ma)。通过本文得到的大老包花岗岩的形成时代和前人测得的二叠纪峨眉山大火成岩省主体岩浆的活动时间,笔者基于国际上最新的下地壳热区模型进行数值模拟,认为峨眉山大火成岩省幔源岩浆底侵过程中可以导致下地壳发生部分熔融,大老包花岗岩可能是峨眉山大火成岩省喷发过程中底侵的玄武质岩浆在4Myr内部分熔融下地壳形成的。     

攀西裂谷南段鸡街碱性超基性岩微量元素和Sr-Nd 同位素地球化学及其成因探讨

鸡街碱性超基性杂岩体产出于攀西古裂谷南段,地处云南省境内的罗茨地区,空间上与峨嵋山玄武岩紧密伴生。岩体的主体由霞霓钠辉岩、霓霞岩和磷霞岩组成,三类岩石具有相似的微量元素和稀土元素(REE)配分,富集大离子亲石元素K、Rb、Sr、Ba,过渡族元素Sc、Cr和Ni相对亏损,Nb/Ta、Zr/Hf比值在幔源岩的范围内,Sr-Nd同位素沿"幔源趋势"线分布。鸡街碱性超基性岩中不相容元素总体亏损,含量与EMORB相当,稀土总量ΣREE=32.86～70.07偏低,(La/Yb)N=3.03～4.47,HREE亏损,指示源区的适度亏损。微量元素和同位素信息共同指示鸡街碱性超基性岩为地幔岩高压条件下低程度部分熔融的产物(<10%),岩浆演化过程中经历了橄榄石、辉石和少量磁铁矿的结晶分异。霞霓钠辉岩、霓霞岩与磷霞岩来自同一地幔源区,岩浆源区的相对亏损,可能与中-晚二叠纪大量的玄武质岩浆从深部地幔抽取有关。攀西古裂谷的多期次活动为峨嵋地幔柱提供了岩浆通道,地幔柱活动的早期阶段或晚期阶段岩石圈地幔(或混合地幔)低程度部分熔融的碱性岩浆沿此构造薄弱带上侵,形成了攀西古裂谷内呈带状分布的各碱性杂岩体。     

滇东南建水地区高镁火山岩包体的成因和构造背景

在滇东南建水地区发现产于峨眉山玄武岩中的高镁火山岩包体,这对于地幔柱的形成演化具有重要研究意义.对这些包体进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和岩矿分析.高镁火山岩包体具斑状结构,致密块状构造,斑晶主要为贵橄榄石和透辉石.13颗锆石U-Pb LA-ICP-MS加权平均年龄为259±2Ma(MSWD=1.9),显示与寄主岩石同期形成.包体岩石具有高镁(Mg~#=68～75)、低硅(SiO_2=45.11%～45.93%)特征,轻稀土元素(LREE)、高场强元素(HFSE)富集而重稀土元素(HREE)亏损,属于亚碱性、拉斑玄武岩系列,具有板内玄武岩(IPB)特征.火山岩包体的原始岩浆起源于石榴子石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,在侵位上升过程中未受明显的地壳混染作用.该高镁火山岩的存在,显示地幔柱除了垂直上升运动外,在地球深部不同的边界还有多次侧向扩展移动,表明滇东南晚二叠世存在峨眉山地幔柱的一个分支-地幔枝活动.     

Study of oxygen fugacity during magma evolution and ore genesis in the Hongge mafic–ultramafic intrusion,the Panxi region,SW China

Economic concentrations of Fe–Ti oxides occurring as massive layers in the middle and upper parts of the Hongge intrusion are different from other layered intrusions (Panzhihua and Baima) in the Emeishan large igneous province, SW China. This paper reports on the new mineral compositions of magnetite and ilmenite for selected cumulate rocks and clinopyroxene and plagioclase for basalts. We use these data to estimate the oxidation state of parental magmas and during ore formation to constrain the factors leading to the abundant accumulation of Fe–Ti oxides involved with the Hongge layered intrusion. The results show that the oxygen fugacities of parental magma are in the range of FMQ?1.56 to FMQ+0.14, and the oxygen fugacities during the ore formation of the Fe–Ti oxides located in the lower olivine clinopyroxenite zone (LOZ) and the middle clinopyroxenite zone (MCZ) of the Hongge intrusion are in the range of FMQ?1.29 to FMQ?0.2 and FMQ?0.49 to FMQ+0.82, respectively. The MELTS model demonstrates that, as the oxygen fugacity increases from the FMQ?1 to FMQ+1, the proportion of crystallization magnetite increases from 11 % to 16 % and the crystallization temperature of the Fe–Ti oxides advances from 1134 to 1164 °C. The moderate oxygen fugacities for the Hongge MCZ indicate that the oxygen fugacity was not the only factor affecting the crystallization of Fe–Ti oxides. We speculated that the initial anhydrous magma that arrived at the Hongge shallow magma chamber became hydrous by attracting the H₂O of the strata. In combination with increasing oxygen fugacities from the LOZ (FMQ?1.29 to FMQ?0.2) to the MCZ (FMQ?0.49 to FMQ+0.82), these two factors probably account for the large-scale Fe–Ti oxide ore layers in the MCZ of the Hongge intrusion.     

滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱活动与火山-沉积盆地的响应关系

为加深滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱演化的认识,对该区的峨眉山玄武岩及下伏的栖霞组—茅口组开展了详细地质调查工作,并对峨眉山玄武岩进行了岩石学、同位素年代学研究,结果显示:峨眉地幔柱活动导致的地壳抬升形成了研究区栖霞组—茅口组西薄东厚、峨眉山玄武岩西厚东薄的地质特征,地壳开始隆升的时限为(273.1±3.1)Ma,地壳抬升...     

峨眉山地幔柱沉积构造演化及沉积响应

中、晚二叠世上扬子区发生了一次规模巨大的峨眉山地幔柱事件,该事件的火山产物为峨眉山玄武岩。峨眉山地幔柱事件的沉积与构造演化、火山活动过程中的沉积特征及沉积响应等研究表明,峨眉山地幔柱经历了岩浆深部活动、火山穹窿形成、火山喷发及地壳下沉等多个阶段。地幔柱除造成火山喷发外,还引发了很多与之相关的重要事件,如火山穹窿形成、地震、海啸及热液活动等,造成的沉积响应有沉积物同生滑动、热液沉积及风暴沉积等。其中,茅口组疙瘩状团块灰岩及其相关特征是沉积物同生滑动的结果,茅口组-长兴组中的燧石是岩浆分异的热液沉积,茅口组地层中的泥质及其中粗碎屑为风暴沉积。茅口组及吴家坪组杂乱沉积与地震活动有关,或许可以称之为“震积岩”。