东天山香山铜镍-钛铁成矿与两类岩浆演化关系探讨

香山矿床是东天山唯一一个铜镍矿体与钛铁矿体共存的复合型矿床,目前普遍被认为是同源岩浆高度演化的产物。但为何区内众多同时代镁铁-超镁铁质岩体中只有香山岩体产出有大型钛铁矿床?这一问题仍有待进一步探讨。本文通过系统对比香山与其相邻的黄山东、黄山和黄山南等典型铜镍矿的地球化学特征、母岩浆性质及岩浆演化过程,认为香山岩体母岩浆相对其相邻典型铜镍矿床并不富集Fe和Ti,且其母岩浆早期演化过程及分异演化程度相似。模拟计算表明:岩浆体系早期都处于较还原的环境(f_(O_2)QFM+1),而且都发生了大量橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶和硫化物的熔离,由此消耗了岩浆体系中大量的Fe,导致残余岩浆中Fe含量降低;另外在岩浆演化的各阶段,尤其到岩浆演化后期,大量角闪石的结晶进一步降低了残余岩浆中的Fe和Ti的含量,不能造成Fe和Ti的逐渐富集,据此我们认为同源岩浆演化不具备形成钛铁矿床的物质基础。通过初步对比东天山地区典型铜镍矿床和钛铁矿床与该地区早二叠世两类玄武岩的地球化学特征及演化趋势,我们初步推测东天山地区铜镍成矿与钛铁成矿是两类不同性质岩浆独立演化的产物,铜镍成矿可能与拉斑玄武质岩浆演化密切相关,而钛铁矿则可能与碱性玄武岩演化密切相关。     

东天山主要铜镍矿床中磁黄铁矿的矿物标型特征及其成矿意义

东天山是中国最重要的岩浆铜镍硫化物矿带之一,产有黄山东、黄山、香山、葫芦等大中型铜镍矿床。图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床为近年来在新疆地区铜镍找矿中的重大发现,两者均属于与镁铁质-超镁铁质杂岩有关的岩浆熔离-贯入型矿床。矿物共生组合以磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铜矿为特征,磁黄铁矿系矿石中最主要组成部分。文章以X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明这些矿床中磁黄铁矿均系Co、Ni的最主要载体矿物,Co、Ni元素主要以游离状态的硫化物(或硫砷化物)形式存在,如镍辉砷钴矿、钴辉砷镍矿、镍黄铁矿及紫硫镍矿等矿物。它们多以微细包裹体或出溶体形式随机地分布于磁黄铁矿内部,而少量的Co、Ni元素则以类质同像方式存在于磁黄铁矿晶格之中。图拉尔根、白石泉、葫芦三矿床中磁黄铁矿在多型结构以及微量元素地球化学方面均表现出一定的差异,系由两矿床容矿岩石基性程度及成矿温度之差异引起。     

东天山镁铁质-超镁铁质岩带岩石特征及铜镍成矿作用

东天山地区分布有众多镁铁质-超镁铁质岩体,岩体成群成带状分布,从北向南可划分为7个区带,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制。从岩相学来看,本区含矿岩体可分为多期次侵入的复式杂岩体和单期次侵入的超镁铁质单式杂岩体,显示出深源岩浆充分分异的特征。含矿岩体具有高镁、低碱、低钙、低铝、低钛特征,具有较高的Mg#、m/f和m/s比值,兼具岩浆硫化物熔离作用与岩浆结晶分异作用。根据TiO2-10P2O5-10MnO图判别出本区岩浆具有拉斑玄武岩到钙碱玄武岩过渡的性质,岩浆源具有钙碱性玄武岩浆特征,富含含水矿物,预示了早期俯冲洋壳对幔源岩浆的交代作用。岩体矿化分为3种成矿作用和5期成矿步骤,且岩浆成矿作用与热液作用几乎同时进行,岩浆分异作用提供热液来源,而热液作用促进硫化物的饱和与熔离,造成岩石的热液蚀变结构并对岩浆期成矿进行改造。晚期岩体隆升后,矿体出露地表遭受氧化淋滤作用,形成特有的地表氧化带找矿标志。     

新疆哈密图拉尔根全岩矿化岩浆铜-镍-钴矿床地质特征及找矿方向

东天山图拉尔根铜镍矿区受控于康古儿—黄山韧性剪切带北东段的区域性韧性剪切带之次级断裂构造,断裂构造对该矿床的控制作用极为明显。矿区范围内现已发现3个镁铁质-超镁铁质杂岩体,目前只对一号岩体进行了勘探评价,已探明控制储量达大型规模。文章基于对一号杂岩体的矿床地质特点及其化探和物探特征的总结,试图建立该大型铜镍矿床的找矿评价模式。一号岩体以全岩矿化为特征,可分为4个岩相:角闪橄榄岩相、辉石橄榄岩相、角闪辉石岩相和辉长岩相,赋矿岩石主要为角闪橄榄岩、辉石橄榄岩,矿床属于与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的岩浆熔离贯入型Cu-Ni-Co矿床,具有单期岩浆多次脉动上涌成矿的特征。岩体m/f介于3.1～4.8之间,属于铁质超镁铁岩类,且具有低钛、低碱、低Al2O3特征,含矿岩相具有高硫特征(S>1%)。化探显示图拉尔根地区位于Cu、Ni、Co组合异常区内,Ni异常峰值133×10-6,Cu异常峰值83×10-6。成矿元素Ni、Co、Cu在角闪橄榄岩、辉石岩中呈现富集趋势。物探显示岩体具有三高一低的地球物理异常特征。矿区位于区域性的重力高值异常区内,在高重力背景下,含矿岩体表现出明显的低阻、高极化及高磁异常特征。作者指出沿强变形带中间的中部弱韧性变形带追索含矿岩体,将对扩大找矿范围具有实际意义;岩体南西部可能为含矿岩浆上升就位的主要中心,这里角闪橄榄岩相也十分发育,应为矿化富集的有利地段。     

东天山尖山铜矿床地质特征及成矿规律

尖山铜矿位于塔里木板块觉罗塔格晚古生代沟弧带南缘,赋矿地层为下石炭统白鱼山组,含矿岩性为安山质凝灰岩.矿体受康古尔塔格深大断裂之分支断裂苦水大断裂形成的低序次层间断裂破碎带控制,矿体形态为细长脉状.近矿围岩蚀变主要为绿帘石化、绿泥石化、阳起石化、黄铁矿化及绢云母化等,成因类型为中-低温热液石英脉型.     

东天山尾亚镁铁-超镁铁岩体侵位年龄新证据

尾亚钒钛磁铁矿床地处新疆天山造山带东段中天山地块,区内可见石英正长岩脉侵入含矿辉长岩类。利用矿区辉长岩类中的黑云母40Ar/39Ar热年代学方法,获得含矿角闪黑云辉橄岩的坪年龄为(248.6±1.7)Ma,略早或近似于前人获得的石英正长岩年龄数据246.6 Ma。该数据与地质事实相吻合,并为解释尾亚地区岩体侵位时间提供新证据。     

东天山双龙铜矿石英闪长岩锆石U-Pb定年、Hf同位素分析及对构造环境的制约

通过对新疆东天山雅满苏岛弧带双龙铜矿成岩地质特征、岩石地球化学特征及Hf同位素分析,认为赋矿岩体为一套形成于后碰撞环境下的准铝质高钾钙碱性岩石系列的石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为(300.9±1.2)Ma。岩石地球化学显示,赋矿岩石具富集大离子亲石元素(LILE)K,Rb等及高场强元素(HFSE)Th,U,Zr和Hf,贫Nb,Ta,Ti,Sr,P特征,可能形成于后碰撞构造环境。石英闪长岩锆石176Hf/177Hf变化范围0.282949~0.283002,平均值0.282979,εHf(t)值为12.32~14.40,平均13.40,tDM2(Hf)为375~482Ma,平均429Ma,表明岩浆物源可能来自志留纪新生地壳的部分熔融。     

新疆东天山中部隆起区早石炭世钙碱性花岗岩的确定

新疆东天山中部隆起区早石炭世钙碱性花岗岩位于东天山中部喀拉塔格.旱山地块,该花岗闪长岩前人认为是前寒武纪侵入岩.通过对其锆石SHRIMP定年,获得侵入岩形成年龄(343.0±9)Ma,岩石化学具钙碱性活动陆缘的特征,区域对比研究认为是南天山洋盆洋岩石圈向北俯冲的产物.     

东天山斑岩铜矿资源潜力评价

在对东天山斑岩铜矿进行资源潜力评价的过程中,引进和吸收了国内外同行的研究成果,提出了成矿系列综合信息矿产资源潜力评价方法.该方法以成矿系列理论、成矿动力学理论以及综合信息矿产资源评价理论为依托,充分利用地质、地球物理、地球化学、卫星遥感等多元数据,将成矿作用与特定的成矿地质环境联系起来,结合综合信息在区域空间上的展布特点,开展不同矿化类型的成矿信息提取,最后使用GIS背景下开发的矿产资源评价系统(MRAS)圈定成矿靶区,预测资源潜力.作者在东天山地区运用此方法对斑岩铜矿进行了示范性预测,野外验证结果显示,预测效果较好,说明该方法具有推广使用的价值.     

新疆东天山香山岩体橄榄石特征及其成因意义

新疆东天山香山镁铁-超镁铁杂岩体位于东天山镜儿泉-黄山镁铁-超镁铁质岩带的西段,由香山东、香山中、香山西3个岩体组成。其中香山中产出中型铜镍矿,香山西为小型铜镍-钒钛铁复合型矿床。香山岩体橄榄石为贵橄榄石,Fo值多为81.90~85.66,Ni含量为638×10^-6~2 283×10^-6。模拟计算得出香山岩体母岩浆w(MgO)=10.70%,w(FeO)=10.66%,属于高镁玄武质岩浆。香山岩体橄榄石中Ni含量的最大值为2 283×10^-6,母岩浆中Ni含量为326×10^-6,是由原始地幔发生14%的部分熔融而成。香山岩体在橄榄石结晶过程中伴随硫化物熔离,隙间硅酸盐和硫化物对橄榄石作用明显,造成早期结晶橄榄石成分改变。