柴周緣鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖體與鎳礦床成因研究.pdf

1、柴周緣鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)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(dá)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(diǎn)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(zhì)、巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)研究,揭示巖石成因、巖漿演化過程、硫化物熔離機(jī)制及聚集過程,論證巖漿源區(qū)性質(zhì)、地幔動力學(xué)機(jī)制及礦床成礦機(jī)制。論文取得的主要進(jìn)展和成果如下:
　　(1)

2、牛鼻子梁鎳礦床位于柴達(dá)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(xì)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(jié)構(gòu)類型顯示非平衡的分離結(jié)晶作用主導(dǎo)了巖漿房中結(jié)晶與演化過程,主體巖漿結(jié)晶溫度為1100~1178℃。巖體與圍巖之間發(fā)生了較強(qiáng)的同化混染作用,并隨著巖漿演化過程,同化混染強(qiáng)度逐漸增大,導(dǎo)致巖石化學(xué)系列從拉斑玄武質(zhì)系列轉(zhuǎn)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(xué)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(dǎo)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(zhì)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(jié)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(jī)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(jié)構(gòu),分離結(jié)晶作用在巖漿演化過程中

6、起主導(dǎo)作用,主要的分離結(jié)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(zhì)現(xiàn)象均顯示巖漿遭受了嚴(yán)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(xué)特征。因此,夏日哈木Ⅰ號巖體的巖漿源區(qū)應(yīng)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(jié)晶作用、強(qiáng)烈的同化混染作用是導(dǎo)致硫化物熔離的主要機(jī)制。另外,較多殼源硫的加入也促進(jìn)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(cè)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(zhì)預(yù)富集,部分鎂鐵質(zhì)巖漿從巖漿房中移出→殘余巖漿進(jìn)入終端巖漿房,同化富 Si、Al等片麻巖及富硫圍巖,并促進(jìn)分離結(jié)晶作用的進(jìn)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(jìn)一步活化成礦物質(zhì),疊加在早期成礦之上。
　　(10)柴周緣鎳礦主要形成于志留紀(jì)-泥盆紀(jì)。因此,在我國,中古生代是與新元古代、二疊紀(jì)并列的第三個鎳礦主成礦期。
　　(11)黑山-那棱格勒