塔里木早二疊世大火成巖省巖漿動力學及含礦性研究.pdf

1、塔里木早二疊世大火成巖省位于中國西北邊陲新疆維吾爾自治區(qū)南部，是我國繼峨眉山大火成巖省之后又一個被認為與地幔柱活動有關(guān)的大火成巖省。它蘊含著豐富的地球動力學信息和良好的油氣及礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)前景，具有十分重要的科學意義。本論文通過對塔里木大火成巖省不同的巖石類型和塔里木大陸溢流玄武巖中早二疊世巖漿鋯石系統(tǒng)的Hf同位素地球化學研究、塔里木大火成巖省不同地區(qū)玄武巖系統(tǒng)的鉑族元素(PGE)地球化學研究和巴楚瓦吉里塔格含釩鈦磁鐵礦雜巖體的成巖成

2、礦機制研究，在塔里木大火成巖省巖漿動力學與成礦方面取得了如下一些重要的新認識。
　　 1.根據(jù)野外地質(zhì)特征和巖石地球化學特征差異等研究，將出露的塔里木大火成巖省主要巖石單元劃分為五個，其巖石類型包括三類玄武巖和兩類侵入巖。從早期的玄武巖到晚期的侵入巖類，其Sr-Nd-Hf同位素成分特征總體呈現(xiàn)出從富集地幔組分(87Sr/86Sri＞0.705，εNd(t)＜1，εHf(t)＜2.5）向虧損地幔組分(87Sr/86Sri＜0.70

3、5，εNd(t)＞1，εHf（t)＞2.5）演化的趨勢，表明塔里木大火成巖省的巖漿源區(qū)性質(zhì)發(fā)生了明顯的變化。結(jié)合對塔里木玄武巖中早二疊世巖漿鋯石的Hf同位素地球化學研究，認為這一演化趨勢很可能與柱地幔和巖石圈地幔之間的持續(xù)相互作用有著十分密切的關(guān)系，并提出了一個上涌的地幔柱不斷向位于巖石圈地幔底部的塔里木大火成巖省巖漿源區(qū)注入虧損地幔物質(zhì)、持續(xù)改變其同位素地球化學特征并最終形成塔里木大火成巖省各主要巖石類型的巖漿演化新模型。另外，根據(jù)塔

4、里木玄武巖中早二疊世巖漿鋯石的εHf(t)值(-6.8～-1.1)總體低于其寄主玄武巖(-2.3～2.1)和塔里木大火成巖省中其他已知的各類主要巖石(0.5～8.8)，推測這些鋯石可能來自于比玄武巖形成略早的隱伏巖體，是被玄武巖母巖漿所捕獲的捕虜晶。
　　 2.塔里木大火成巖省不同地區(qū)的玄武巖普遍極度虧損鉑族元素(∑PGEs＜1 ppb，Cu/Pd＞105)，表明塔里木玄武巖的母巖漿在最終噴發(fā)出地表之前曾經(jīng)發(fā)生硫過飽和。綜合分析

5、對比各種可能因素后提出地幔源區(qū)低程度（約5％左右）部分熔融是造成塔里木玄武巖母巖漿硫過飽和的最主要原因，并認為地幔源區(qū)的部分熔融程度在塔里木大火成巖省的巖漿硫化物礦床成礦過程中扮演著十分重要的角色。雖然Th-Nb和Nb-La等微量元素的地球化學特征指示塔里木不同地區(qū)玄武巖遭受了塔里木地塊基底巖石不同程度的地殼同化混染作用影響，但是地殼混染并沒有觸發(fā)玄武巖母巖漿的硫過飽和，這可能是由于塔里木地塊基底巖石中沒有足夠的含硫物質(zhì)。研究還發(fā)現(xiàn)柯坪

6、地區(qū)玄武巖母巖漿噴發(fā)過程中的巖漿補給和混合作用有可能導致玄武質(zhì)巖漿在地殼中再次硫飽和并使PGE等親硫元素在巖漿流動通道中的特定部位富集，因此認為仍有必要進一步加強對塔里木大火成巖省不同地區(qū)的巖漿硫化物礦床找礦勘查和研究工作。
　　 3.通過對巴楚瓦吉里塔格含釩鈦磁鐵礦基性-超基性層狀侵入巖體和金伯利質(zhì)隱爆角礫巖的地質(zhì)及巖石地球化學研究，認為它們很可能皆來自位于塔里木地塊巖石圈地幔根部與軟流圈地幔頂部之間交界部位的虧損型地幔源區(qū)。

7、其中含釩鈦磁鐵礦基性-超基性層狀侵入巖體是地幔源區(qū)較低程度(＜10％)部分熔融所產(chǎn)生的富鐵富鈦原始巖漿上涌至地殼后在一個冷卻速率較低的巖漿系統(tǒng)中經(jīng)過緩慢的原地分離結(jié)晶作用而形成的。而金伯利質(zhì)隱爆角礫巖具有高度富集稀土(∑REEs＞960ppm)和Th、U等不相容元素以及富含角閃石、金云母等含水礦物的特點，指示其母巖漿在形成過程中可能受到了巖石圈地幔流體交代作用的影響。另外，巴楚地區(qū)較薄的巖石圈厚度可能是導致其金剛石含礦性較差的主要原因。