东天山四顶黑山地区545Ma层状镁铁质-超镁铁质岩体的发现及其大地构造学和成矿学意义

在东天山四顶黑山地区元古代深变质地层中发现层状镁铁质-超镁铁质岩体,研究了它的产状、岩石类型、结构构造、矿物组成、稀土微量元素地球化学、年代学等特征及其发现的地质意义。层状镁铁质-超镁铁质岩为后侵位的镁铁质杂岩体和花岗岩所穿切与破坏,其正堆晶结构发育,并可划分出两个结晶与演化旋回。四顶黑山层状钱铁质-超镁铁质岩的稀土微量元素含量和配分结构与该地区镁铁质杂岩、及图拉尔根镁铁质-超镁铁质岩体明显不同,具低∑REE、正δEu 异常、高 Sr 低Rh、高 Nb/U 值、及 Nb、Zr 和 Hf 亏损等地球化学特征,该特征与裂谷成因的攀枝花层状辉长岩和曹家村层状岩体非常相似,这意味着四顶黑山层状镁铁质-超镁铁质岩可能也形成于裂谷构造环境。选择层状镁铁质-超镁铁质岩体下部韵律层顶部辉石角闪石岩、镁铁质杂岩体闪长岩和角闪花岗岩中的角闪石开展^(39)Ar/^(40)Ar 定年,结果显示3种岩体分别形成于545±5Ma、263.8±2.6Ma 和200.8±0.91Ma。四顶黑山545Ma 裂谷成因层状镁铁质-超镁铁质岩体的发育,意味着早寒武世是天山地区镁铁质-超镁铁质岩型 Cu-Ni 矿的成矿期之一,天山地区在元古宙变质岩为基底的古大陆在早寒武世出现了雏形裂谷构造,545Ma可能是古天山洋形成的初始期。

阿尔金山南缘长沙沟镁铁-超镁铁质层状杂岩体的发现与地质意义——岩石学和地球化学初步研究

阿尔金山南缘地区,侵入于新太古界—新元古界变质地层中的长沙沟镁铁-超镁铁质岩由四个呈断层接触的镁铁-超镁铁质岩块组成,形成年龄为462～470Ma。不同岩块内岩石的地球化学特征虽有差异,但均以LREE及强不相容元素的富集和高的Zr/Y比值(>4.1)为特征,形成于大陆裂谷环境。其中,清水泉北段可以划分出3～4个主体由辉橄岩-角闪辉长岩构成的岩浆旋回,具有层状岩体的特征,其母岩浆的Mg~#=53.7～55.9,为演化型母岩浆,暗示其经历了富镁矿物的分离结晶,且(Th/Nb)_N>1.0、Nb/La比值<1.0、以及发育的矿物逆序包裹现象等表明经历了明显的地壳混染和岩浆混合作用;而清水泉南和长沙沟中段镁铁-超镁铁质岩的(Th/Nb)_N<1.0、Nb/La比值>1.0,基本未遭受地壳混染,并且此Mg~#与FeO^T、TiO_2负相关、与SiO_2正相关,呈现良好的Fenner演化趋势特征;清水泉南纯橄岩.辉橄岩具有极高的Mg~#(90.6～84.5),而赋存有钛-磁铁矿工业矿体的长沙沟中段镁铁-超镁铁岩的Mg~#值较低(75.8～49.2),推测它们是同一母岩浆(Mg~#=78.2)经Fenner演化趋势后分别形成的早期富Mg矿物堆晶相和稍晚期的富Fe-Ti残余岩浆相。长沙沟中奥陶世裂谷型层状镁铁-超镁铁质杂岩体的发现,意味着这一时期阿尔金山南缘地区处于伸展背景下,具有形成岩浆型PGE-Cu-Ni硫化物矿床和V-Ti-Fe氧化物矿床的地质背景和重要的成矿物质载体。作为该地区一种新的找矿思路,该地区同一构造带内其它镁铁-超镁超镁铁质岩体的性质及可能的金属矿化作用等也是值得进一步研究探索的。

攀西裂谷地区层状镁铁岩的PGE矿化作用

攀西裂谷位于四川西部，裂谷经历了元古宙和海西期二次地幔柱活动，形成多处穹窿构造和层状镁铁质岩体的侵入。后一期的层状岩体赋存著名的超大型钒钛磁铁矿床。中国和南非合作研究认为，层状岩体PGE矿化应进一步研究。以新街岩体为代表．经钻探工程建立了岩体剖面；岩石学、矿物学和地球化学研究证实，岩体有三个岩浆旋回和许多韵律层，层厚仅2～3cm。自上而下岩相为辉长岩、橄辉岩、辉石岩和橄榄岩，造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、钛普通辉石和中长石。岩体下部旋回，硫化物较富集，多在高镁质岩相。硅酸盐、氧化物和硫化物三系列矿物共生而不混熔。硫化物呈浸染状，主要有三层，产在橄榄岩、辉石岩和下辉长岩内。铂族矿物有砷铂矿、自然铂、硫锇矿、铋碲钯矿、碲铋矿、碲银矿、自然银等。PGE富集可能有三个阶段：岩浆早期，岩浆中“S”不饱和，PGE易进入硅酸盐；岩浆晚期“S”逸度增高，硫化物富集，为PGE富集阶段；热液阶段PGE再分配畜集。PGE和Ni、Cu、S为正相关关系，和Fe、Ti相辅相成，无明显关系。岩石中PGE背景值为（0．166～0．411）×10^-6，PGE矿化体的品位变化较大，为（0．94～0．976）×10^-6有的钻孔样品Pt＋Pd含量大于1×10^-6．可做进一步找矿的依据。

攀西三个镁铁-超镁铁质岩体的地球化学及其对源区的约束

在峨眉山大火成岩省的攀西地区的南北向断裂带内分布着一系列层状镁铁-超镁铁质岩体,它们在时空上与峨眉山玄武岩有着密切的联系,代表了岩浆管道系统。本文选择了3个代表性岩体,含钒钛磁铁矿的攀枝花岩体,含铜镍硫化物矿床的力马河岩体以及同时含钒钛磁铁矿和铜镍硫化物铂族元素矿床的新街岩体进行了主要元素、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学研究。总体上新街岩体在地球化学特征上均介于攀枝花岩体和力马河岩体之间。在主要元素特征上,攀枝花岩体相对富Fe、Ti、Ca、Al,而力马河岩体则相对富Mg。3个岩体的稀土和微量元素标准化曲线均与丽江苦橄岩相似,均显示出LREE和LILE的相对富集,但是力马河岩体有明显的负Nb、Ta和Ti异常,反映了源区有地壳物质或岩石圈地幔的混染。在log(Th/Yb)_(PM)vs.log(Ta/Th)_(PM)图解上,3个岩体显示出线性关系,其中攀枝花岩体具有高的(Ta/Th)_(PM)和低的(TH/Yb)_(PM)值,而力马河岩体则显示出相反的特征,并且该图解也暗示了攀枝花岩体有岩石圈地幔的混染,力马河岩体有上地壳物质的混染,而新街岩体则有下地壳物质的混染。在Sr-Nd同位素特征上,3个岩体也有明显的区别,其中新街岩体具有较均一的(^(87)Sr/^(86)Sr)_t(0.70610～0.70636)和ε_(Nd)(t)值(1.01 to 1.75),力马河岩体则具有高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_t(0.70631～0.70930)和低的ε_(Nd)(t)值(-0.85 to-4.13),而攀枝花岩体则与丽江苦橄岩的Sr-Nd同位索组成(0.70434～0.70510,1.1～3.2)相似。然而,3个岩体的Sr-Nd同位素成分(除力马河岩体部分样品外)均落在峨眉山玄武岩和洋岛玄武岩(OIB)内,因此这3个岩体可能均来自于地幔柱,但地幔柱熔体在上升过程中受到了不同物质的混染,其中,攀枝花岩体的源区为地幔柱和岩石圈地幔,新街岩体为地幔柱和下地壳,而力马河岩体则为地幔柱和上地壳,其源区的特征可能反映了地幔柱熔体的演化过程。

南阿尔金山清水泉镁铁-超镁铁质侵入体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年及其意义

清水泉镁铁-超镁铁质层状侵入体位于南阿尔金山阿帕—茫崖构造带中-北部的清水泉地区,其北部与南阿尔金山超高压变质带紧邻。该岩体包含有3～4个由辉石橄榄岩-角闪辉长岩构成的岩浆旋回,与元古宙变质沉积岩系呈侵入接触关系。对其中的角闪辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,其206Pb/238U表面年龄为(461±2)Ma～(471±2)Ma,其加权平均值为(467.4±1.4)Ma(n=21,MSWD=2.5),所测锆石具有明显的岩浆振荡环带,Th/U比值为0.32～1.16(平均0.64)。测年结果显示,清水泉镁铁-超镁铁质岩体的形成时代晚于南阿尔金山超高压变质岩的峰期变质时代(504～487 Ma),而老于该地区A型花岗岩的时代(425 Ma左右)。分析认为,伴随着同时代的"双峰式"岩浆侵入作用及广泛的变质热事件,大约465 Ma时的南阿尔金山已经由前期的陆-陆碰撞造山阶段转入到了碰撞后的裂谷伸展作用阶段。

东天山四顶黑山层状岩体地质特征及成矿潜力分析

东天山黄山岩带因发育众多镁铁质-超镁铁质岩体和岩浆铜镍硫化物矿床而备受地质学者关注。四顶黑山岩体位于该岩带最东端,具有层状岩体特征;岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩,主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、透辉石、普通角闪石和斜长石,岩体分异较好,蚀变较发育。通过矿物显微结构特征观察以及计算得出:四顶黑山岩体中橄榄石最先结晶,其开始结晶温度大约在1419℃左右;古铜辉石和透辉石在橄榄石之后开始结晶,结晶温度分别在1100℃左右和900～1100℃之间,两矿物相在岩石中可以共存。岩体中橄榄岩相、苏长岩相发育,以及贵橄榄石+古铜辉石的矿物组合特征,表明岩体具有形成铜镍(铂)矿床的有利条件。

东天山四顶黑山层状岩体岩石地球化学特征

位于东天山黄山岩带最东端的四顶黑山镁铁质-超镁铁质层状杂岩体规模较大,呈北东向展布,可分为南、北2个岩体。主要岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩和角闪辉长岩,超镁铁岩相常与辉长岩相呈韵律互层。主量元素化学组成主要属拉斑玄武岩系列。岩石稀土元素配分曲线呈平坦型以及Eu的正异常,普遍富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U),显示明显的Sr正异常以及Nb、Ta的亏损。通过橄榄石最高的Fo值(79.6)估算出母岩浆中MgO和FeO含量分别为6.23%和6.60%。岩浆在演化过程中发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石的分离结晶/堆晶作用以及较弱的上地壳同化混染作用。岩石高的(La/Yb)N值1.550和1.744值表明岩浆源区的深度可能大于90km;Th/U值特征以及Th/Yb-Nb/Yb和La/Ba-La/Nb图解表明,四顶黑山岩体的岩浆源区可能为受俯冲作用改造的岩石圈地幔。