攀枝花岩体钛铁矿成分特征及其成因意义

峨眉大火成岩省是全球最大的钒钛磁铁矿床聚集区,攀枝花岩体是其中的典型代表。根据岩性特点,攀枝花岩体主体可划分为上、中、下三个岩相带,其中中部岩相带和下部岩相带岩性旋回非常发育,每个旋回从下向上铁钛氧化物和暗色硅酸盐矿物逐渐减少,块状铁钛氧化物矿石或磁铁矿辉长岩都出现在每个旋回的底部和下部。然而,尽管钛铁矿固相线以下固溶体出溶远弱于磁铁矿,从而能更好地保留成因信息,但其成分变化的成因意义没有受到足够重视。本次研究发现作为主要金属氧化物之一的钛铁矿的成分不仅在不同岩性中有明显差异,同时,中、下部岩相带的各岩性旋回中钛铁矿成分也具有周期性变化。例如,块状矿石中钛铁矿具有最高的MgO和TiO2及最低的FeO、Fe2O3和MnO,而辉长岩中钛铁矿则具有相反的成分特征。同时,钛铁矿的MgO含量与磁铁矿的MgO含量及橄榄石的Fo牌号具有显著的正相关关系。这种规律性变化说明每个旋回可以代表一次比较明显的岩浆补充,每次新岩浆补充后,钛铁矿和磁铁矿及橄榄石都是结晶较早的矿物。与Skaergaard岩体相比,攀枝花岩体钛铁矿的MgO含量较高,表明攀枝花岩体分离结晶过程中铁钛氧化物结晶较早;与挪威Tellnes斜长岩套铁钛矿床中的钛铁矿相比,攀枝花岩体的钛铁矿不仅具有较高的MgO和FeO,还具有极高的TiO2和MnO,但Fe2O3却很低,说明地幔柱背景下形成的钛铁矿与斜长岩套中钛铁矿的成分有显著的区别。     

磁铁矿和钛铁矿成分对四川太和富磷灰石钒钛磁铁矿床成因的约束

产于层状镁铁质-超镁铁质岩体中的太和岩浆型Fe-Ti氧化物矿床是峨眉山大火成岩省内带几个超大型Fe-Ti氧化物矿床之一。太和岩体长超过3km,宽2km,厚约1.2km。根据矿物含量和结构等特征,整个岩体从下向上可划分为下部岩相带、中部岩相带、上部岩相带。下部岩相带主要以(橄榄)辉长岩和厚层不含磷灰石的块状Fe-Ti氧化物矿层组成。中部岩相带韵律旋回发育,(磷灰石)磁铁辉石岩主要位于旋回的底部,旋回上部为(磷灰石)辉长岩。上部岩相带主要是贫Fe-Ti氧化物的磷灰石辉长岩。太和中部岩相带磷灰石磁铁辉石岩含有5%~12%磷灰石、20%~35%Fe-Ti氧化物、50%~60%硅酸盐矿物,且硅酸盐矿物与磷灰石呈堆积结构。磷灰石磁铁辉石岩中磁铁矿显示高TiO2、FeO、MnO、MgO,且变化范围与趋势接近于攀枝花岩体。钛铁矿FeO分别与TiO2、MgO显示负相关,而FeO分别与Fe2O3、MnO显示正的相关,且TiO2、FeO、MnO、MgO含量变化较大,这些特征都暗示磁铁矿和钛铁矿是从富Fe-Ti-P岩浆中分离结晶。因此,可以推断太和磷灰石磁铁矿辉石岩形成于矿物重力分选和堆积。太和下部岩相带包裹在橄榄石中磁铁矿含有相对较高Cr2O3(0.07%~0.21%),而中部岩相带包裹在橄榄石中磁铁矿Cr2O3(0.00%~0.03%)显著降低,且这些磁铁矿Cr2O3含量变化与单斜辉石Cr含量和斜长石An牌号呈正相关。这些特征印证了形成中部岩相带的相对演化的富Fe-Ti-P母岩浆可能是源自中部岩浆房的混合岩浆。上部岩相带磁铁矿和中部岩相带顶部少量磁铁矿显示较低Ti+V可能是由于岩浆房中累积的岩浆热液对磁铁矿成分进行了改造。     

峨眉火成岩省内带岩浆硫化物含矿岩体橄榄石的成因意义

峨眉火成岩省内带出露数十个含Ni-Cu-铂族元素(PGE)硫化物矿床(或矿化)的镁铁质-超镁铁质侵入岩体.根据铂族元素(PGE)含量的不同,这些岩浆硫化物矿床可分为Ni-Cu型(如力马河和清水河)、Ni-Cu-PGE型(如清矿山和黄草坪)和PGE型(如金宝山和杨合武).不同类型含矿岩体的橄榄石电子探针分析表明,除了清矿山岩体少数几个橄榄石晶体属于镁橄榄石外(Fo90.1～Fo93.1),其余均为贵橄榄石(Fo76.8～Fo89.6).不同矿化类型的岩体的橄榄石成分差异明显.Ni-Cu型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为77～87,Ni含量变化范围为(976～2176)×10-6.Ni-Cu-PGE型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为80～86,Ni含量范围为(1024～2543)×10-6.PGE型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为78～84,Ni含量在(776～1755)×10-6之间变化.清矿山Ni-Cu-PGE型硫化物含矿岩体橄榄石具有高Fo(最高达93.1)和CaO含量(0.245%～1.14%)、以及非常低的Ni(266×10-6)的特征,可能是同化混染作用的结果.利用力马河岩体最高Fo含量的橄榄石成分计算表明,母岩...     

四川红格层状侵入体中角闪石和金云母的矿物学特征及其成因意义

红格层状岩体是峨眉山大火成岩省内带最大的赋存钒钛磁铁矿矿床的层状岩体,从底部到顶部可分为下部岩相带、中部岩相带和上部岩相带。红格岩体下部岩相带角闪(磁铁)辉石岩和角闪(磁铁)橄辉岩中角闪石含量高达5%~15%,远远高于区内其他含超大型钒钛磁铁矿矿床的层状岩体。岩体中角闪石呈嵌晶状结构,且具有均一干涉色,暗示其为岩浆成因,而非热液蚀变的产物。此外,角闪石的矿物化学特征表现为高Al2O3含量(10.5%~12.0%)、高Al/Si(0.30~0.37)和Mg/(Fe3++Fe2++VIAl)比值(1.69~2.63)以及低Si/(Si+Ti+Al)比值(0.69~0.74),进一步表明其是直接从幔源基性岩浆中结晶形成的。金云母高MgO含量(18.7%~22.9%)的特征也说明其与幔源岩浆作用有关。角闪石和金云母的成因与红格层状侵入体的地质背景相吻合,为探讨红格岩体形成过程中的物理化学条件提供了重要的矿物学依据。根据矿物电子探针成分及其化学式计算得到岩体角闪石的结晶温度为1000~1100℃,结晶压力小于2.2kbar,结晶时的氧逸度范围在NNO-0.55到NNO+0.73之间。矿物结构关系指示岩体的磁铁矿结晶早于角闪石,因此,结合MELTs模拟计算,认为红格岩体钒钛磁铁矿矿层的形成温度为1100~1165℃,氧逸度高于NNO+0.73。红格岩体下部岩相带和中部岩相带每个旋回自下而上,角闪石的Fe3+/(Fe3+/Fe2+)比值以及全岩Fe3+/Fe2+和Mt/(Mt+Ilm)比值有规律地逐渐降低,而磁铁矿V2O3含量逐渐升高,这些特征说明Fe-Ti氧化物的分离结晶导致氧逸度逐渐降低。而上部岩相带IX旋回全岩Fe3+/Fe2+和Mt/(Mt+Ilm)比值自底部到顶部随着磁铁矿V2O3含量的降低而升高,显示出与下部岩相带和中部岩相带相反的变化趋势,表明IX旋回在分离结晶过程中氧逸度是逐渐升高的,可能是受上部岩相带富P2O5母岩浆的制约。     

金川铜镍矿床龙首矿区半金属元素与铂族元素地球化学特征及成因意义

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元素一起进入硫化物熔浆中,在硫化物熔浆分离结晶过程中倾向于在残余熔体中富集,在单硫化物固溶体分离过程中部分半金属元素趋于进入镍黄铁矿中。由于半金属元素与铂族元素(PGE),特别是Pt和Pd,具有很强的亲和力,所以在半金属元素达到铂族矿物结晶所需要的饱和浓度前,其存在会阻碍PGE进入金属硫化物(BMS)中。此外,金川矿床S/Se值的变化不仅受同化混染作用及硫化物熔离强度的影响,还受后期热液蚀变作用的影响。     

四川攀枝花钒钛磁铁矿床Fe同位素特征及其成因指示意义

本文系统研究了四川攀枝花含钒钛磁铁矿层状岩体全岩和矿石矿物磁铁矿的Fe同位素组成特征.研究获得全岩δ57Fe的范围为0.02‰~0.25‰,平均值为0.17‰,磁铁矿的δ57Fe范围为0.05‰~0.61‰,平均值为0.36‰.相对于磁铁矿单矿物,全岩Fe同位素组成变化不大.相对于全岩,磁铁矿具有相对重的Fe同位素组成,并且其相对偏重程度与样品中磁铁矿的含量呈反相关关系.磁铁矿 Fe 同位素组成与形成环境氧逸度之间的负相关关系表明磁铁矿从岩浆中结晶出来之后没有发生重力分异,赋存于岩体和矿体中的磁铁矿是原位结晶的.磁铁矿的 Fe 同位素特征表明攀枝花岩体是多次岩浆补充和分离结晶共同作用的结果:形成下部岩相带过程中,玄武质岩浆补充频繁,形成巨厚的块状磁铁矿层,其中的磁铁矿的δ57Fe 值变化较小;而形成中部岩相带过程中,玄武质岩浆补充的频率逐渐降低,形成多个旋回以及交替产生的磁铁辉长岩和辉长岩.同时,形成攀枝花岩体和矿体的初始岩浆的氧逸度很高,在高氧逸度环境下富集成矿,演化过程中岩浆体系氧逸度逐渐降低,很好地解释了攀枝花 V-Ti 磁铁矿主矿体赋存在含矿岩体下部的辉长岩中的成矿机制.     

高温地质过程镍同位素地球化学研究进展

镍(Ni)具有独特的地球化学性质，其同位素在示踪早期地球的演化、大氧化事件、雪球地球、生物大灭绝、岩浆硫化物矿床成矿作用等方面显示出重要的潜力。本文系统综述了当前高温地质过程Ni同位素研究进展。已有研究初步查明了不同地质储库的Ni同位素变化范围。基于已发表的地幔橄榄岩、MORB、OIB和科马提岩的Ni同位素数据，估算全硅酸盐地球(Bulk Silicate Earth, BSE)的δ⁶⁰Ni_BSE均值为0.10‰±0.18‰(2SD,n=179)。根据上述已有的Ni同位素数据，并结合实验岩石学和模拟计算，发现：(1)核幔分异过程不会产生可分辨的Ni同位素分馏；(2)地幔部分熔融和玄武质岩浆结晶分异过程不会产生显著的Ni同位素分馏；(3)地幔的Ni同位素组成明显不均一，可能与地幔交代和再循环物质加入相关；(4)岩浆硫化物熔离和分离结晶可能是导致Ni同位素分馏的重要过程。本文最后介绍了最新的Ni同位素研究实例，并尝试指出研究中存在的科学问题和探讨未来的发展前景。