东天山尾亚钒钛磁铁矿矿床岩石地球化学特征及成矿作用

尾亚矿床是东天山铜镍硫化物矿床—钒钛磁铁矿床—磁铁矿(钴)矿床成矿系列的重要组成部分。本文以野外宏观地质现象为基础,通过对尾亚矿床开展岩石地球化学研究,认为具有Nb,Ta负异常,Ce正异常,w(La)/w(Nb)比均大于1,w(Nb)/w(U)较小(<30),w(Th)PM/w(Ta)PM较大(大多数大于1)等特征,说明成矿岩浆起源于受俯冲物质影响较小的亏损型地幔,在侵入地壳过程中,发生地壳物质混染。同时,对矿石中的磁铁矿进行氧同位素测试,δ18OSMOW>6‰,也说明受到地壳物质的混染。为弄清贯入式矿体的成因,尝试从氧化物熔体不混溶的角度探讨这种矿体的成矿作用。研究结果表明:就尾亚矿床而言,地壳物质混染、偏基性矿物分离结晶、岩浆体系P含量增加和较高氧逸度等因素,共同促使氧化物熔体不混溶作用的发生,为贯入式矿体的形成提供有利条件;尾亚矿区内黑云母辉长岩中锆石U-Pb成岩年龄为(253.16±0.8)Ma,形成于晚二叠世,指示成岩构造环境为准噶尔板块和塔里木板块聚合之后的后碰撞伸展阶段。

新疆尾亚含矿岩体锆石U-Pb年龄、Sr-Nd同位素组成及其地质意义

东天山尾亚钒钛磁铁矿矿床是北疆地区最大的钒钛磁铁矿矿床,其含矿岩系为一套偏碱性的镁铁-超镁铁质杂岩。含矿岩石主要造岩矿物橄榄石、辉石、角闪石、黑云母和斜长石的化学成分与铁质系列的镁铁-超镁铁岩成分相似或相同;辉石、角闪石、黑云母等矿物以富钛为特点,这些矿物中Ti、Fe等在早期形成的岩石(辉橄岩、橄榄辉长岩)中较晚期岩石中有明显富集。含矿辉长岩的锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年结果为236±3Ma,主要成岩时代为中三叠世,代表后碰撞结束阶段的成矿作用。这套含矿镁铁-超镁铁杂岩的Sr-Nd同位素特征以ε_(Nd)(t)均为正值,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值较低为特征,与原始地幔相近,但在岩浆上移过程中可能有陆壳物质加入。

东天山尾亚钒钛磁铁矿矿床角闪石矿物学特征及成因意义

尾亚钒钛磁铁矿矿床是东天山地区典型的层状岩体型钒钛磁铁矿，其矿石主体为浸染状-稠密浸染状矿石，同时含有少量半块状一块状富矿。应用电子探针对浸染状一稠密浸染状矿石和半块状一块状富矿中的角闪石进行成分分析，并探讨其形成的物理化学条件。结果表明，浸染状一稠密浸染状矿石就位深度浅，在10．1—16．9km之间，其母岩浆形成温度相对较低（950—981℃）。半块状一块状富矿形成于19．2～20．0km的深部岩浆房，矿浆具有相对高温（978—9930C）的特征。成矿的绝对氧逸度大于-9．6。深部岩浆房的分异演化对尾亚层状岩体型钒钛磁铁矿矿床富矿体的形成具有至关重要的作用。

东天山地区两类钒钛磁铁矿型矿床含矿岩石对比

新疆东天山地区产出有两类岩浆型钒钛磁铁矿矿床，分别以尾亚和香山西矿床为代表。尾亚是以铁钛为主的中型钒钛磁铁矿矿床，香山西则是以钛为主的大型钛铁矿矿床，与铜镍矿床共生。尾亚矿床含矿岩石的岩石学、岩石化学、稀土及微量元素特征与典型的钒钛磁铁矿矿床相似。而香山西矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数（FeO^＊／MgO）、岩浆酸度（αsi）、钙碱富集指数（calk／m）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。两类矿床含矿岩石特征的差异可能在于其产出的构造背景不同，导致其含矿岩浆演化过程中处于不同的物理化学条件。

新疆尾亚钒钛磁铁矿——一个岩浆分异-贯入-热液型复成因矿床

由于特殊的矿化组合与大地构造环境,尾亚地区向来为研究东天山地区的地质学家所重视,然而关于尾亚矿床本身的研究尚不多见,本文试图对该矿床的地质特征和成因做一初步剖析,以期抛砖引玉,弥补东天山地区矿床研究的空缺。在详细的野外地质工作基础上,系统归纳整理了该矿床的地质特征,通过对矿石特征的研究,厘定了矿床的3个主要矿化阶段:岩浆结晶分凝阶段(形成似层状、浸染状和块状矿石)、贯入阶段(形成贯入式块状矿石)和岩浆热液阶段(形成伟晶状矿石)。对含矿岩石和矿石矿物进行了地球化学研究,计算出成矿的物理化学条件。含矿辉长岩的成岩温度为1296～1009℃,压力为296MPa左右,氧逸度为10-5.62～10-7.43;成矿温度(硫化物)为571～449℃,硫逸度为10-19.35～10-19.77。该矿床属于与碱性超镁铁质_镁铁质杂岩有关的岩浆型矿床;矿床形成以岩浆分凝和贯入式为主,晚期出现少量岩浆热液作用,为一岩浆分异_贯入_热液型复成因矿床。

新疆尾亚钒钛磁铁矿夕卡岩捕虏体的地质特征

尾亚矿床是东天山地区规模最大的钒钛磁铁矿矿床,其含矿岩体中新发现了夕卡岩捕虏体。尾亚夕卡岩捕虏体具有核-边二元结构,其核部为外夕卡岩,其边部为内夕卡岩。尾亚外夕卡岩以它形结构和含有镁橄榄石为特征,内夕卡岩则以半自形粒状结构和含有高钙契尔马克分子单斜辉石为特征。尾亚夕卡岩捕虏体的发现表明其含矿岩体母岩浆在运移和就位过程中同化混染了碳酸盐岩地层。碳酸盐岩同化混染作用改变了尾亚含矿岩体Sr-Nd-O同位素组成,导致了斜长石的大量结晶堆积,以及尾亚钒钛磁铁矿矿床的形成。