四川攀西地区几个小型镁铁-超镁铁岩体含矿性的铂族元素示踪

峨眉山大火成岩省内带,四川攀西地区的杨合伍、黄草坪和清水河等镁铁-超镁铁岩体分布在南北向的安宁河断裂和磨盘山-元谋断裂之间。分析表明,这些岩体无矿岩石与金宝山、杨柳坪、力马河等含矿岩体无矿岩石具有相似的铂族元素组成,普遍较高的Cu/Pd比值暗示这些岩体的母岩浆在侵入到目前层位前经历过硫化物熔离作用。定量模拟计算表明,原始岩浆经过大约0.01%的硫化物熔离作用形成了杨合伍岩体母岩浆,经过0.035%硫化物熔离形成了黄草坪和清水河岩体的母岩浆。根据硫化物熔离情况,认为杨合伍等岩体底部可能形成Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,而黄草坪和清水河岩体之下及附近可能存在Ni-Cu硫化物矿化的岩体。

金川Ⅰ号岩体橄榄石Ni-MgO相互关系及其地质意义

金川超镁铁质岩体赋存着仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril'sk-Talnakh的世界第三大在采铜镍硫化物矿床,岩体以一系列的NE向断层为界分成四个小岩体,由西至东依次为:Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ岩体。Ⅰ号岩体主要由二辉橄榄岩、含辉橄榄岩和橄榄二辉岩构成,橄榄石在各岩相中均为保存较好的主要造岩矿物。本文研究得到金川Ⅰ号岩体上部二辉橄榄岩和含辉橄榄岩中橄榄石的镁橄榄石Fo值介于83.9～85.7,而其Ni含量为1396×10^(-6)～2043×10^(-6),大多低于从S不饱和玄武岩浆中结晶出采的橄榄石的Ni含量。模拟计算结果表明橄榄石较低的Ni含量是因为橄榄石结晶的同时,发生了强烈的硫化物熔离;橄榄石的Fo-Ni关系还因与晶间硅酸盐熔浆的物质交换而发生改变。模拟计算还证明大约有30%的晶间硅酸盐岩浆与橄榄石发生Fe-Mg物质交换反应,导致早结晶橄榄石的Fo值减少了1～1.5。同时,橄榄石较小的Fo值变化表明,在橄榄石结晶和硫化物熔离过程中,不断有新的岩浆贯入和补充。

斜长石和橄榄石成分对四川攀枝花钒钛磁铁矿床成因的指示意义

攀枝花岩体下部和中部岩相带各旋回中磁铁辉长岩和辉长岩的岩相结构特征表明,钛铁氧化物和斜长石、橄榄石的结晶发生在相近的温度区间内,这为我们利用斜长石和橄榄石的成分探讨磁铁矿形成时温度、氧逸度和岩浆成分的变化提供了可能。电子探针分析结果表明,下部和中部岩相带中斜长石An牌号自下向上有规律地逐渐降低,而在每一个旋回内部,橄榄石的Fo值总是由磁铁辉长岩向辉长岩表现出强烈降低的趋势。这些特征说明攀枝花岩体经历了多次富铁钛的岩浆的补充。斜长石An牌号小幅度的规律性降低说明岩浆氧逸度和Fe3+/Fe2+比值变化对斜长石成分影响很小,因此,我们可以根据斜长石成分估计钛铁氧化物结晶过程中温度变化。然而,同一旋回中橄榄石Fo值变化较大说明橄榄石成分在很大程度上取决于岩浆中的Fe3+/Fe2+和Fe2+/Mg含量,因此,可以根据橄榄石成分分析磁铁辉长岩与辉长岩形成过程中氧逸度和Fe3+/Fe2+比值的相对变化。计算得到下部和中部岩相带中斜长石的结晶温度介于1079～1121℃之间,认为钛铁氧化物的结晶也大致发生在此温度区间;根据同一旋回中磁铁辉长岩与邻近辉长岩中橄榄石Fo值的差异,发现每次新补充的岩浆分离结晶过程中氧逸度总是逐渐降低,这与前人对封闭体系岩浆结晶分异过程中氧逸度变化规律的认识一致。

金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程的熔浆热力学模拟

金川铜镍硫化物矿床是仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril’sk-Talnakh的世界第三大在采镍矿床。金川岩体主要由含二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩和橄榄辉石岩组成,岩相学观察表明主要造岩矿物的结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石。为了进一步探讨金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程,本文在前人工作基础上根据主要造岩矿物结晶顺序及其电子探针成分,借助熔浆热力学软件"MELTS"的计算,获得金川岩体更为准确的母岩浆成分为:SiO248.2%,TiO21.00%,Al2O311.3%,FeO12.9%,Fe2O31.30%,MgO12.6%,CaO10.1%,Na2O1.51%,K2O0.72%,NiO0.04%。MELTS模拟计算表明金川岩体母岩浆的分离结晶经历了两个阶段,在深度约为10.9～12.5km的深部岩浆房经历了约5%的橄榄石以及约4%的斜方辉石分离结晶,并伴随硫化物熔离。在重力作用的影响下,橄榄石、斜方辉石和硫化物向下沉降,形成由下至上的分层:橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层,橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆层和硅酸盐熔浆层。硅酸盐熔浆首先挤出形成贫硫化物的岩体或喷出地表,之后橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆被挤入到7.6～9.2km的浅部岩浆房,经重力分异形成金川I号岩体的上部岩相带和II号岩体顶部的含辉橄榄岩。橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层最后被挤入金川岩体,并再次结晶出橄榄石、单斜辉石、斜长石,形成金川岩体的主要岩相和硫化物矿体。这些计算结果不仅与野外和室内岩相学观察吻合,也与硫化物熔离过程的最新研究结果相一致。

矿物成分对四川攀枝花钒钛磁铁矿床成因的指示意义

攀枝花镁铁-超镁铁层状侵入体位于峨眉山大火成岩省中部,岩体长约19km,宽约2km,面积约40km2。攀枝花岩体呈单斜层状产出,走向NE-SW,倾向NW,倾角50～60°。攀枝花层状侵入体的锆石SHRIMPU-Pb定年结果表明,岩体形成的年龄为(263±3)Ma,与峨眉山玄武岩年龄一致,表明其与二叠世峨眉山地幔柱高钛玄武岩浆活动有成因联系。根据岩石的矿物组合及含量变化,特征矿物相(磷灰石、橄榄石)

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,母岩浆是高镁苦橄玄武质岩浆.橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟显示:Ni-Cu型矿化侵入体母岩浆经历了最广泛的硫化物熔离(～0.1%),Ni-Cu-PGE型侵入体次之,大约为0.06%,而PGE型侵入体母岩浆硫化物熔离程度最低(～0.02%).早期结晶的橄榄石晶体与间隙硅酸盐熔浆之间再平衡过程是橄榄石成分变化的原因.