甘肃北山地区两类镁铁质-超镁铁质岩体成因与成矿潜力研究

摘要

北山地区北邻中亚造山带南缘,处于塔里木板块东北部,构造形迹复杂,长期以来是地质界研究的热点地区之一。甘肃北山地区位于北山裂谷东端,近年来因发现黑山铜镍矿床而备受关注,相继发现怪石山含铜镍矿化岩体、大山头-三个井矿化线索。另外还分布有黑山北、营毛沱北、锡林科博等镁铁质-超镁铁质岩体。已有研究证明黑山矿床、怪石山矿化岩体和大山头岩体均形成于晚泥盆世,形成背景为活动大边缘或大陆边缘裂谷环境,成岩/成矿背景不同于东天山和新疆北山(早二叠纪)。甘肃北山地区除发育泥盆纪镁铁质-超镁铁质岩体之外,还发育与塔里木二叠纪大火成岩省有关的镁铁质-超镁铁质岩体。本文选取三个井和骆驼山两处不同时代、不同构造背景的镁铁质-超镁铁质岩体,进行岩体地质特征、岩石学、矿物学及岩石地球化学研究,探讨岩浆源区、原生岩浆、岩浆演化过程与形成背景,并结合含矿指标体系进行含矿性评价,取得的主要进展如下:
　　1、对骆驼山岩体辉长岩中锆石进行 SHRIMP U-Pb测年,获得岩体形成年龄282.6±2.5Ma,为早二叠纪,与新疆坡北岩体形成年龄一致,岩石地球化学研究表明岩体为碰撞后伸展与地幔柱共同作用的产物;地质地球化学研究显示,三个井岩体与同一构造带的大山头、黑山和怪石山岩体时代应一致,为晚泥盆纪,构造背景应为活动大陆边缘环境。
　　2、三个井岩体属典型小岩体,为铁质基性-超基性岩,岩石蚀变较强,岩石化学类型主要为贫碱质、碱质和贫铝质;骆驼山岩体规模相对较大,为铁质基性岩,岩石蚀变程度中等,岩石化学类型主要为弱碱质、低铝质。从成矿角度来看,三个井岩体更有利于成矿。
　　3、对比研究东天山-北山地区含矿/不含矿岩体稀土元素特征表明,含矿岩体稀土元素总量、轻重稀土元素之间以及内部分馏程度相对不含矿岩体均较强。三个井岩体与骆驼山岩体稀土元素特征与东天山-北山地区主要含矿岩体相似;Cu/Zr比值暗示三个井与骆驼山岩体均有硫化物熔离作用。
　　4、标志性造岩矿物特征显示,三个井岩体与骆驼山岩体橄榄石化学组成均具有富硅、镁、镍而贫铁特征,与含岩浆硫化物矿床岩石的橄榄石相似,但三个井岩体相对骆驼山岩体富含斜方辉石和角闪石,更有利于成矿。
　　5、三个井岩体原生岩浆 MgO含量下限为9.42％,骆驼山岩体原生岩浆 MgO含量下限为9.55%,均属高镁玄武岩浆,与已知含镍铜铂矿岩体的原生岩浆相似。
　　6、三个井岩体岩浆源区与黑山矿床相似,是由俯冲板片断离造成软流圈物质上涌,导致的软流圈和地幔楔部分熔融。骆驼山岩体同位素和微量元素特征表明,岩浆起源于亏损地幔,并明显受到俯冲流体交代。
　　7、结合含矿指标综合对比研究,三个井岩体具有寻找“黑山式”铜镍硫化物矿床的潜力;骆驼山岩体与新疆坡北岩带典型成矿岩体的构造背景具有相近性,对其成矿潜力需要进一步研究。

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第一章 绪 言

1.1 选题依据及研究意义

1.2 研究现状及进展

1.3 研究思路、方法及研究内容

1.4 实验方案

1.5 主要工作量

1.6 取得的主要进展

第二章 区域地质概况

2.1 区域构造背景

2.2 区域地层概况

2.3 岩浆岩

2.4 区域矿产

第三章 研究区镁铁-超镁铁质岩体分布特征

第四章 三个井岩体地质地球化学特征与岩石成因

4.1 岩体地质特征

4.2 主要造岩矿物成分特征

4.3 造岩矿物形成温度

4.4 岩石地球化学特征

4.5 岩石成因探讨

4.6 小结

第五章 骆驼山岩体地质地球化学特征与岩石成因

5.1 岩体地质特征

5.2 主要造岩矿物成分特征

5.3 矿物结晶温度

5.4 岩石地球化学特征

5.5 岩石成因探讨

5.6 小结

第六章 研究区镁铁质-超镁铁质岩体含矿性评价

6.1 成矿构造背景与岩体形成时代分析

6.2 岩体地质特征

6.3 主量元素地球化学特征

6.4 稀土、微量元素地球化学特征

6.5 标志性造岩矿物特征

6.6 岩浆源区

6.7 原生岩浆

6.8 小结

结 论

攻读学位期间取得研究成果

致谢