柴周緣鎂鐵質-超鎂鐵質巖體與鎳礦床成因研究.pdf

1、柴周緣鎂鐵質-超鎂鐵質巖體廣泛發(fā)育,其中具備形成鎳銅硫化物巖漿礦床的巖體主要集中在柴達木地塊邊緣、歐龍布魯克微陸塊和東昆侖造山帶。為探索柴周緣鎳銅硫化物礦床成礦特點并為區(qū)域找礦提供依據(jù),本文選取牛鼻子梁和夏日哈木兩個典型礦床做為研究對象,通過巖體地質、巖石學、礦物學、礦床學、地球化學研究,揭示巖石成因、巖漿演化過程、硫化物熔離機制及聚集過程,論證巖漿源區(qū)性質、地幔動力學機制及礦床成礦機制。論文取得的主要進展和成果如下:
　　(1)

2、牛鼻子梁鎳礦床位于柴達木地塊西北緣俄博梁斷隆區(qū),巖體形成于晚泥盆世(367.0±2.0Ma)。在晚志留世-晚泥盆世期間,該區(qū)處于大陸邊緣裂解環(huán)境。
　　(2)牛鼻子梁巖體出露面積約8Km2,平面形態(tài)為近東西向的長條狀。巖體堆晶層理清晰,垂向分帶明顯,屬層狀雜巖體。巖石類型有斜長二輝橄欖巖、斜長單輝橄欖巖、角閃二輝橄欖巖、角閃橄欖巖、橄欖二輝巖、角閃二輝巖、橄欖二輝角閃石巖、角閃橄欖輝長巖、細粒輝長巖、似斑狀輝長巖、暗色輝長巖、輝長

3、巖、淡色輝長巖、石英閃長巖和英云閃長巖。巖石結構類型顯示非平衡的分離結晶作用主導了巖漿房中結晶與演化過程,主體巖漿結晶溫度為1100~1178℃。巖體與圍巖之間發(fā)生了較強的同化混染作用,并隨著巖漿演化過程,同化混染強度逐漸增大,導致巖石化學系列從拉斑玄武質系列轉化為鈣堿性系列。
　　(3)牛鼻子梁巖體原生巖漿的 MgO含量為10.8％。Nd、Sr同位素組成和元素地球化學特征顯示源區(qū)為虧損型巖石圈地幔,在地幔發(fā)生部分熔融的同時或稍早

4、階段,源區(qū)受到了地幔流/熔體的交代,導致巖漿富集大離子親石元素和 LREE。
　　(4)牛鼻子梁巖體被 F1、F2斷層切割成三個區(qū)塊,Ⅰ號和Ⅱ號區(qū)塊主要由超鎂鐵質巖石組成,是重要的含礦巖層。Ⅰ號區(qū)塊以熱液型礦石為主;Ⅱ號區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)兩層巖漿-礦漿期層狀礦體,既有就地熔離型浸染狀礦石,又有礦漿貫入型塊狀礦石。大部分硫化物的δ34S為-2.8‰~+0.32‰,顯示 S主要來自地幔。綜合研究表明,分離結晶和同化混染共同作用(AFC過程)是

5、牛鼻子梁礦床硫化物熔離的主要機制。
　　(5)夏日哈木鎳礦床位于東昆侖造山帶之昆中島弧帶,礦床賦存于Ⅰ號巖體中。輝長巖的鋯石 U-Pb年齡為439.1±3Ma,屬早志留世。
　　(6)Ⅰ號巖體由橄欖巖相(純橄巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖)、輝石巖相(橄欖方輝巖、方輝巖、含長二輝巖)和蘇長-輝長巖相(暗色輝長蘇長巖、橄欖輝長巖、輝長巖、淡色輝長巖)組成。除輝長巖和淡色輝長巖外,所有巖石均具有堆晶結構,分離結晶作用在巖漿演化過程中

6、起主導作用,主要的分離結晶相為橄欖石和斜方輝石。
　　(6)夏日哈木礦床硫化物的δ34S值為+4.44‰~+6.45‰,巖、礦石(187Os/188Os)i比值為0.1590~2.0097,γOs值為28~1520,這些同位素組成和野外地質現(xiàn)象均顯示巖漿遭受了嚴重的同化混染作用。
　　(7)Nd、Sr同位素組成均屬富集型地幔范疇,且有 EMⅡ型趨勢,各種巖石均富集 LREE和大離子親石元素,虧損 Nb、Ta、Ti、P,顯示了

7、島弧環(huán)境巖漿巖的地球化學特征。因此,夏日哈木Ⅰ號巖體的巖漿源區(qū)應該是位于消減板片之上的地幔楔。
　　(8)大量橄欖石和斜方輝石的分離結晶作用、強烈的同化混染作用是導致硫化物熔離的主要機制。另外,較多殼源硫的加入也促進了硫化物的熔離。
　　(9)夏日哈木礦床可分為就地熔離、礦漿貫入、熱液疊加三個成礦階段。成礦過程為:被來自消減板片的流/熔體交代的地幔楔部分熔融→生成的巖漿沿黑山-那棱格勒斷裂北側的次級斷裂上侵→在深部巖漿房巖漿

8、發(fā)生分異,成礦物質預富集,部分鎂鐵質巖漿從巖漿房中移出→殘余巖漿進入終端巖漿房,同化富 Si、Al等片麻巖及富硫圍巖,并促進分離結晶作用的進行和硫化物的熔離→含礦巖漿繼續(xù)上侵,在巖漿上侵通道和 I號巖體現(xiàn)存空間就位,礦漿隨后貫入→晚期巖漿熱液進一步活化成礦物質,疊加在早期成礦之上。
　　(10)柴周緣鎳礦主要形成于志留紀-泥盆紀。因此,在我國,中古生代是與新元古代、二疊紀并列的第三個鎳礦主成礦期。
　　(11)黑山-那棱格勒