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。

峨眉山玄武岩母岩浆的性质及其成因类型

作者通过对峨眉山玄武岩的研究工作，对峨眉山玄岩浆提出新的看法，认为它是一种过渡类型的临界面岩浆。

俯冲带镁铁质堆晶岩的母岩浆恢复:方法与实例

古老俯冲带/造山带结构的恢复是重建古板块构造的基石。然而,古俯冲带/造山带由于受到造山作用和随后强烈的构造改造、隆升与剥蚀作用,绝大多数弧岩浆岩尤其是玄武岩较为缺乏,通常仅保留了代表弧下地壳的超镁铁质-镁铁质堆晶岩。从严格意义上来说,镁铁质堆晶岩是造岩矿物、副矿物与粒间熔体的集合体,其全岩成分不能代表弧岩浆本身,因此运用其地球化学来讨论俯冲带演化存在诸多不确定性和多解性。在前人提出的平衡配分方法基础上,作者近年来建立了基于单斜辉石和角闪石的俯冲带镁铁质堆晶岩的母岩浆恢复方法,并根据样品在原始地幔标准化微量元素蛛网图中的异常变化情况,通过增减相关的副矿物成分予以校正。该方法广泛应用于中国东北、华南、中亚造山带和云开地区等古俯冲带/造山带镁铁质堆晶岩的母岩浆成分恢复。通过对比计算结果与全岩的实测成分,发现两种方法获得的Th/La、Ba/La和Ba/Nb比值差别不大,反映这些微量元素比值可以用于示踪古俯冲带地幔楔的改造过程。然而计算获得的Th/Yb比值则明显比镁铁质堆晶岩的全岩实测值偏高,因此该比值不适合用来示踪俯冲带中沉积物的贡献。

金川铜、镍(含PGE)岩浆硫化物矿床母岩浆成分的估计

利用金川侵入体的岩石化学和铂族元素资料，根据Ｒｏｅｄｅｒ和Ｅｍｓｌｉｅ的橄榄石液相平衡原理，估计金川超镁铁质岩的母岩浆为大约含１０８％ＭｇＯ的高镁玄武岩浆；将其与不同构造背景下形成的玄武岩岩石化学成分进行对比，认为金川侵入体的母岩浆的化学成分与巴西北部Ｍａｒａｎｈａｏ低Ｔｉ玄武岩浆的化学成分相似，代表了一种大陆裂谷背景下火山活动的产物。

中国南海世界首次发现碳酸岩母岩浆向碱性玄武岩连续转化现象

地幔存储了地球上绝大部分的碳，其中的CO2可能对岩浆的最初形成起到关键作用。碱性玄武岩是富碱、贫硅的一类火山岩，也是地球上主要的板内火山岩类型，但其成因长期以来存在争议。由于火成碳酸岩常与碱性火山岩相伴生，碱性玄武岩中也常常含有富CO2的包裹体，这些都显示CO2可能对碱性玄武岩熔体的形成起作用。

雷州半岛英峰岭玄武岩中的铁铝榴石巨晶及母岩浆成因

英峰岭火山岩中的石榴石巨晶以富铁(>20%)、低镁(5.88%～10.87%)和高钙(6.92%～8.16%)为特征. 成分明显变化, 随着Mg#减小, 石榴石中的Ni, V, Sc, Co和重稀土含量逐渐降低, 而Zr, Hf, Ga, Y, Sr, Nb, Zn和轻、中稀土含量逐渐升高. 石榴石母岩浆是一种高度演化的残余岩浆, 强烈亏损Ti, Sr, Hf, Nb和重稀土元素. 母岩浆是由石英拉斑质玄武岩浆经60%以上的单斜辉石、石榴石、斜长石和钛铁矿的分离结晶形成. 这种母岩浆没有喷出地表, 而是滞留于地幔结晶成巨晶堆晶岩. 巨晶与寄主岩是非平衡的.

蛇绿岩中铬铁岩母岩浆的富Ca特征：矿物包裹体证据

铬铁矿作为蛇绿岩中的重要矿产,其成矿母岩浆性质及演化一直存在较大争议.铬铁矿的矿物包裹体同时或先于铬铁矿结晶,其成分和类别能很好地记录成矿母岩浆性质和演化过程.土耳其Pozant-Karsant蛇绿岩不同类型铬铁岩的铬铁矿中发现了多种类型包裹体:不含水硅酸盐矿物(如橄榄石和单斜辉石)、含水硅酸盐矿物(如角闪石和金云母)、复合型矿物包裹体(如蛇纹石、硅灰石和单斜辉石的复合型包裹体)和不常见矿物(如磷灰石、铂族元素硫化物).含水矿物包裹体的出现以及矿物的高Mg#特征(如橄榄石Fo=95.4~97.1;单斜辉石Mg#=92.0~99.9;角闪石Mg#=88.9~99.8)表明结晶铬铁矿的母岩浆具有富水、富Mg的特征.同时,除钙铬榴石和磷灰石的包裹体外,在铬铁矿中首次发现富Ca矿物方解石和硅灰石,其中方解石和菱镁矿以复合型包裹体形式产出,硅灰石则分布于蛇纹石矿物包裹体中.这些富Ca矿物的出现以及硅酸盐矿物的高CaO含量均揭示了铬铁岩母岩浆的富Ca特征.母岩浆中的Ca组分可能来源于俯冲板块中富Ca岩石/矿物的部分熔融,Ca离子的大量出现使得Cr3+在熔体中更加稳定,同时富Ca矿物的结晶促进了岩浆中Cr的进一步富集而利于铬铁矿的大量结晶沉淀.

峨眉山大火成岩省钒钛磁铁矿矿床成因研究进展

钒钛磁铁矿矿床主要赋存于与大火成岩省相关的镁铁-超镁铁层状岩体中,虽然全球大火成岩省形成的镁铁-超镁铁层状岩体众多,但大规模的钒钛磁铁矿成矿作用并不常见。峨眉山大火成岩省内带的攀西地区赋存有数个超大型钒钛磁铁矿矿床,是全球最大的钒钛磁铁矿矿集区。钒钛磁铁矿大规模的成矿与母岩浆成分和磁铁矿的成因机制密切相关。此外,形成巨厚的钒钛磁铁矿矿层还需要高效的富集机制。本文系统总结了上述几个方面的研究进展,分析了导致钒钛磁铁矿大规模成矿的主要控制因素,指出钒钛磁铁矿矿床下一步研究值得关注的问题。

吉林红旗岭晚三叠世镁铁超镁铁质侵入体矿物化学和岩石地球化学特征:对镍铜成矿的启示

吉林红旗岭镁铁超镁铁质侵入岩群位于中亚造山带东段南缘,由3个北西向岩带(I、II、III)组成,包括30多个小岩株,其中I-岩带的部分岩体伴有铜镍矿化,并且其1和7号岩体分别形成了中型和大型岩浆铜镍硫化物型矿床。矿床主要容矿岩石为辉橄岩、橄辉岩、斜方辉石岩、二辉石岩、苏长岩和辉长岩。主量元素方面,红旗岭岩群具有富镁(w(MgO)=20.7%~31.1%)、低钛(w(TiO_(2))=0.33%~0.79%)、低碱(w(K 2 O+Na 2 O)=0.60%~2.29%)和硅(w(SiO_(2))=40.0%~53.0%)变化范围大的特征;微量元素方面,红旗岭岩群呈现弱富集LREE和LILE(Th)以及亏损HREE和HFSE(Nb-Ta-Ti)。岩相学、地球化学和矿物(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、斜长石和角闪石)主微量元素特征表明,红旗岭岩群明显不同于洋岛型玄武岩、阿拉斯加型环状杂岩和科马提岩,但与岛弧玄武岩以及中亚造山带西段的“黄山西”和“黄山东”铜镍硫化物矿床的容矿超镁铁质岩相似,其母岩浆是一种富Mg、亏损Nb-Ta的岛弧拉斑玄武质熔体,形成于晚三叠世古亚洲洋闭合后伸展环境,演化过程中经历了地壳混染和分离结晶作用,含矿母岩浆可能经历了硫化物的“二次熔离”,最终形成了铂族元素(PGE)亏损型岩浆铜镍硫化物矿床。

吐哈盆地早二叠世玄武岩原始岩浆性质:来自熔融包裹体成分的制约

东天山地区的二叠纪玄武岩沿着区域的北东东向断裂呈脉状分布,吐哈盆地玄武岩的40Ar-39Ar坪年龄为298.2±3.8Ma,为早二叠世,与前人的玄武岩年龄结果在误差范围内一致。可能与东天山地区二叠纪岩浆铜镍矿床镁铁-超镁铁岩有密切的成因联系。吐哈玄武岩的主微量成分显示其为岛弧拉斑、大陆弧玄武岩,轻稀土富集和Nb、Ta负异常,指示源区可能经历过俯冲作用的改造。吐哈盆地二叠纪玄武岩含有新鲜的橄榄石和长石斑晶,橄榄石斑晶中熔融包裹体较发育。熔融包裹体为玻璃质、气相和玻璃质、气相、固相两种类型。包裹体中不透明矿物主要为磁铁矿,说明捕获包裹体时岩浆的氧逸度和Fe含量较高。熔融包裹体分为高MgO和低MgO含量两种。高MgO含量的包体同时具有低SiO_2、低微量和稀土元素含量的特征,可能为地幔高部分熔融的产物,且经历过深部演化程度较弱。该高MgO熔体的微量元素显示Nb、Ta亏损的特征,具有N-MORB特征的微量和稀土元素分配模式,预示该熔体为受到俯冲交代的地幔熔融形成。熔融包裹体相对玄武岩具有低的Th和Ta含量、相对弱的Nb和Ta的负异常的特征,指示熔融包裹体的成分经受改造程度低于玄武岩,暗示可能为经历过较少后期作用改造的相对原始的熔体。熔体中Cu含量(12.4×10^(-6)~299×10^(-6))在正常玄武质岩浆含量范围内,而Ni含量(236×10^(-6)~697×10^(-6))高于高镁溢流科马提岩和洋中脊玄武岩。该Cu、Ni含量略显解耦的熔体可能代表了经历过深部少量的硫化物熔离,带走小部分Cu和Ni等成矿元素之后所捕获的岩浆。如果将该熔体视为东天山地区二叠纪岩浆铜镍硫化物矿床的母岩浆,该母岩浆中Ni含量相对较高可能是岩浆铜镍硫化物矿床中矿石的Ni/Cu比值大多大于1.0的主要因素。

新疆三塘湖地区二叠纪岩浆岩的岩石学与矿物学研究

新疆东部三塘湖地区处于西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块的碰撞结合部位,属中亚造山带的重要组成部分。电子显微镜下观察和电子探针分析结果表明,三塘湖中二叠统岩浆岩主要岩石类型有苦橄岩、斑状玄武岩、粗玄玄武岩、安山玄武岩,主要造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、拉长石、中长石、钠长石、正长石和钾钠长石。橄榄石的Fo值为73～78,普通辉石的端元组分为Wo(40.3～44.5),En(42.5～46.9),Fs(10.2～15.7)。岩浆岩的母岩浆MgO含量在8%左右。在浅部岩浆房中,橄榄石和部分拉长石先从母岩浆中晶出,后期上涌的岩浆带着这些前期结晶相向上运移喷发,形成三塘湖岩浆岩。

山东半岛中生代多系列花岗质岩浆的起源

山东半岛于220-120Ma时出现过3次地壳熔融事件。断裂花岗质岩浆带中,有3个亚旋回的花岗质岩浆活动过,其中包含了5个独立的岩石系列。最初形成的岩系的母岩浆,起源于麻粒岩相的下地壳。随地热的增高,岩浆起源层向角闪岩质的中地壳转移。在底辟花岗质岩浆带,先是从上地壳花岗质层生成岩浆,之后由中地壳产生岩浆。各亚旋回是以较富镁铁的岩浆的产生为起始,以生成近底共熔的岩浆为终结,它们是在特定层位以分层熔融形式生成的。

红格层状侵入体岩浆演化及成矿过程探讨

层状岩体能够为形成钒钛磁铁矿及铂族元素岩浆矿床有关的镁铁质–超镁铁质岩浆的成因和演化过程提供有价值的见解,因为它们记录与大火成岩省有关的的岩浆演化历史(Wager et al.,1968;Keays et al.,1999;Cabri,2002)。峨眉山大火成岩省(ELIP)是世界上出露较好的大火成岩省之一,并且赋存了两种在时间和空间上密切相关的侵入体:a.较大的镁铁质-超镁铁质层状侵入体赋存有钒钛磁铁矿矿床。

大陆环境与Cu(Au)成矿有关的岩浆氧逸度特征及形成机制:以金沙江—红河富碱岩为例

岩浆氧逸度是制约Cu、Au成矿的重要因素之一,Cu、Au为亲硫元素,岩浆结晶分异过程中如果S2-大量存在就会导致Cu、Au硫化物过饱和而过早沉淀,不利于残余岩浆中Cu、Au的富集和晚阶段含Cu、Au岩浆流体的形成,因而不利于Cu、Au矿床的形成。高氧逸度条件下,岩浆中的硫绝大多数以SO42-和SO2形式溶解在硅酸盐熔体中,能形成硫化物的S2-含量很低。

磷灰石微量元素成分对四川太和富Fe-Ti-P岩浆成因的约束

<正>位于峨眉山大火成岩省内带的太和镁铁质-超镁铁质层状岩体赋存超大型的钒钛磁铁矿矿床。太和岩体呈单斜层状产出,长约3 km,宽约2 km,厚约1.2 km左右,倾向东南,倾角50~60°。锆石U-Pb年龄分析表明太和岩体的结晶年龄在(259±3)Ma(She et al.,2014),这个年龄与峨眉山地幔柱岩浆活动期是一致的。根据矿物组合,矿物含量及结构特征等,岩体从下向上划分为下部岩相带、中部岩相带。

金川东部含矿岩体岩浆演化过程探讨

<正>金川东部含矿岩体(IV号岩体)以F23与II号岩体相接,地表均为疏松的岩块、砂砾石覆盖。岩体总体走向呈NWW向,倾向SW,倾角较其它岩体小,约在50°~60°之间,向下延深400~600 m即尖灭,中部深两端浅,岩体平面上呈不规则透镜状,中间宽两边窄,最宽处约230 m。

塔里木克拉通北缘兴地镁铁—超镁铁质岩带铜镍成矿作用:来自铂族元素地球化学的制约

兴地镁铁—超镁铁质岩带位于塔里木克拉通北缘的库鲁克塔格地块,由兴地Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号和Ⅳ号等岩体组成。其中,兴地Ⅰ号和Ⅳ号岩体以辉长岩相为主;而兴地Ⅱ号和Ⅲ号岩体从橄榄岩相、辉石岩相到辉长岩相均有产出,岩相分带清楚。兴地Ⅱ号和Ⅲ号岩体二辉橄榄岩和二辉岩中均赋存有铜镍硫化物矿(化)体,常见矿石构造有星点状、斑点状、稀疏浸染状和稠密浸染状等,金属硫化物以磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿为主。兴地Ⅱ号和Ⅲ号岩体岩石的铂族元素(PGE)含量(质量分数,下同)((0.41~4.54)×10^(-9))低,钯组铂族元素(PPGE)含量总体高于铱组铂族元素(IPGE),IPGE/PPGE值为0.08~0.48,原始地幔标准化铂族元素蛛网图呈左倾型。岩石中铂族元素相对于Ni和Cu明显亏损,Pd/Ir值为3.28~23.33,Ni/Cu值为3.67~10.00,表明其母岩浆为高镁玄武质岩浆,这与橄榄石-熔体平衡估算的母岩浆性质一致。全岩Cu/Pd值((6.58~83.33)×10^(4))以及Cu/Zr值与Ni含量的相关性特征表明,在岩浆源区和侵位过程中均发生了硫化物的熔离作用,导致残余岩浆中显著亏损铂族元素。综合分析认为,兴地Ⅱ号和Ⅲ号岩体具有良好的找矿前景。

新疆东天山黄山东岩体橄榄石成因意义探讨

黄山东岩体位于新疆东天山造山带中段,由四次岩浆侵入形成:第一次侵入形成了岩体上部的橄榄辉长岩、角闪辉长岩和闪长岩,构成岩体的主体;第二次侵入形成辉长苏长岩,呈岩墙状分布于岩体西端和西北部;第三次侵入岩石为斜长二辉橄榄岩,位于岩体下部,为主要的赋矿岩石;第四次侵入岩石为底部角闪辉长岩。橄榄石为第三次侵入的斜长二辉橄榄岩和第一次侵入的橄榄辉长岩主要造岩矿物之一,橄榄石的镁橄榄石牌号(Fo)值介于68.5～82.5之间。其中含硫化物斜长二辉橄榄岩中的橄榄石具有较高的Fo值(79.7～82.5);斜长二辉橄榄岩中橄榄石的Fo值为78.3～79.9;而基性程度较低的橄榄辉长岩中橄榄石具有较低的Fo值(68.5～72.2)。利用橄榄石矿物成分计算得出黄山东岩体母岩浆Mg#(Mg2+/(Mg2++Fe2+))为0.59,为原生玄武质岩浆经历结晶分异作用形成。模拟计算结果显示黄山东岩体不含矿岩石中橄榄石是母岩浆经过2%的橄榄石结晶分异且硫达到饱和后,在硫化物熔离的同时岩浆发生橄榄石结晶而形成,并且橄榄石︰硫化物≈50︰1,部分橄榄石成分投点在橄榄石结晶和硫化物熔离的模拟曲线右下侧,指示它们可能受到晶间硅酸盐熔浆作用的影响。含硫化物斜长二辉橄榄岩中Fo值与Ni含量呈负相关关系,说明橄榄石与硫化物熔体之间发生了Fe-Ni交换反应。

新疆白鑫滩铜镍矿床矿物学、Sr-Nd同位素特征及其成矿过程探讨

白鑫滩铜镍矿床是近几年在东天山地区新发现的一个中型铜镍矿床,位于觉罗塔格构造岩浆带中段,对其开展深入研究有利于下一步的矿床勘查。本文在前人研究成果基础上,对白鑫滩矿床进行了较系统的橄榄石、辉石、斜长石和铬尖晶石矿物晶体化学和全岩Sr、Nd同位素的研究工作。结果表明白鑫滩矿床橄榄石Fo值为78.8~84.3,属贵橄榄石,Ni含量为299×10^(-6)~2483×10^(-6)。斜方辉石En为79.1~83.9,属古铜辉石;单斜辉石En为44.3~48.8,Wo为42.6~45.4,属透辉石-顽透辉石。斜长石An为60~83.9,主要为拉长石和培长石;铬尖晶石100Cr/(Cr+Al))为51~73.9。模拟计算表明白鑫滩矿床母岩浆MgO和FeO含量分别为9.30%和10.59%,Mg#值为0.61,是原始岩浆发生一定程度分离结晶的产物。母岩浆中橄榄石开始结晶温度为1258℃,约发生了7%的橄榄石分离结晶,结晶出的橄榄石与熔离出的硫化物的质量比介于50∶1~15∶1之间。斜方辉石开始结晶温度为1183℃,单斜辉石开始结晶温度为1143℃。白鑫滩矿床的(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.70278~0.70439,εNd(t)=+4.51^+5.92(t=278Ma),表明其源区为亏损地幔,但其富集程度略高于东天山地区其它典型矿床。Sr、Nd同位素模拟计算表明原生岩浆上升过程中经历了约5%~20%的地壳物质同化混染,橄榄石的分离结晶和地壳物质同化混染共同促进了岩浆中硫化物的熔离。

东疆二叠纪镁铁-超镁铁岩体中辉石的成分特征及其对成岩和Ni-Cu成矿的指示

新疆东部早二叠世镁铁-超镁铁岩体主要分布在天山东段觉罗塔格构造带、中天山地块和北山地区,与这类岩体相关的Ni-Cu矿床主要产出在觉罗塔格带和中天山地区,北山目前并未发现典型Ni-Cu矿床。这些岩体中的斜方辉石主要为古铜辉石,少量为紫苏辉石;单斜辉石属透辉石、次透辉石或普通辉石。矿物成分系统变化显示橄榄石Fo值北山最高、觉罗塔格带到中天山逐次降低的特点,橄榄石Fo值在78~86和Ni含量低于1800×10-6范围内更有利于Cu-Ni成矿;斜方辉石En端元和单斜辉石Wo端元极差值也显示北山最高、觉罗塔格带和中天山较低的规律,且相对小的极差值更有利于成矿。单斜辉石AlⅣ/AlⅥ比值结果显示北山岩体在矿物结晶过程中压力较低,硫溶解度较大,可能是其矿化程度弱于觉罗塔格带和中天山的一个重要因素。觉罗塔格带、中天山和北山镁铁-超镁铁质岩体的母岩浆为非碱性系列、大陆拉斑玄武质岩浆。根据北山和觉罗塔格带岩体单斜辉石微量元素成分估算的母岩浆具有LREE富集以及Nb、Ta、Zr、Hf负异常的特征,指示出两者源区为受俯冲板片交代的地幔,且坡北源区俯冲交代程度更低。觉罗塔格带和中天山单斜辉石Alz vs.Ti显示裂谷堆晶趋势向弧堆晶趋势演化,而北山单斜辉石Alz vs.Ti则显示明显的裂谷堆晶趋势,这说明俯冲交代作用在觉罗塔格带和中天山地区表现的更为强烈。北山镁铁-超镁铁岩体中发现单斜辉石Ti的高异常及矿物温压计算结果显示,表明北山地区具有比觉罗塔格带和中天山更高的岩浆温度,这可能与塔里木二叠纪地幔柱的活动有关。