新疆东天山黄山岩带镁铁-超镁铁质岩石成因及成矿作用

摘要

新疆北部康古尔-黄山韧性剪切带发育有一系列镁铁-超镁铁质岩体，其中土墩、香山、黄山、黄山东、葫芦和图拉尔根岩体产出有工业矿床，二红洼和黄山南岩体中均发现了不同程度的铜镍硫化物矿化。 近年来，随着勘探深度和网度的加大，资源量得到了大幅增加，使得该带目前已成为我国第二个世界级的岩浆铜镍硫化物矿床成矿带。论文选择二红洼、香山、黄山南、黄山、黄山东、葫芦岩体为研究对象，紧扣岩浆硫化物矿床的关键岩石学问题： ①岩浆源区的性质和原生岩浆的组成； ②是否有同化混染作用，混染物的类型和混染程度，同化混染作用与硫化物分凝之间的关系； ③分离结晶、岩浆演化过程。 通过岩石学、矿物学、元素地球化学以及Nd、Sr、Pb同位素地球化学方法，就含矿岩体与弱矿化岩体、含硫化物矿床岩体与含氧化物矿床岩体进行系统研究，主要获得以下几方面的成果： (1)含矿岩体岩相分带清楚，岩石蚀变较强；弱矿化岩体岩相分带较差，岩石新鲜，蚀变弱，岩石组合中橄榄岩相所占比例小。 (2)含矿岩体与弱矿化岩体稀土元素地球化学特征存在较大差异，含矿岩体稀土元素总量高于弱矿化岩体，其轻重稀土元素之间以及轻、重两组稀土元素内部分馏程度明显强于弱矿化岩体。 (3)含矿岩体均发生了不同程度陆壳物质的混染，黄山东和葫芦岩体分别遭受了约5％、5％-10％中-上陆壳物质的混染，黄山、香山岩体遭受了不同程度中-下地壳的混染，而弱矿化的黄山南岩体局部遭受较弱同化混染作用，二红洼岩体基本没有遭受陆壳混染。 (4)利用Mg*以及液相线橄榄石Fo分子约束原生岩浆的MgO含量。除香山岩体原生岩浆MgO含量下限值稍低(5.0％)外，含矿岩体原生岩浆均为高镁拉斑玄武质岩浆。其中，黄山东岩体的原生岩浆MgO含量为11.6％，黄山岩体和葫芦岩体原生岩浆MgO含量下限值分别为9.2％，7.1％；而弱矿化的二红洼岩体原生岩浆MgO含量为7.1％，黄山南岩体原生岩浆MgO含量下限值为5.7％。 (5)含矿岩体地球化学特征表明，导致硫化物过饱和熔离的主要原因是岩浆结晶分异和同化混染作用过程中富Si组分的加入。 (6)香山中含铜镍矿岩体和香山西含钒钛磁铁矿岩体具有不同成矿专属性的岩石系列。香山中含铜镍矿岩体中无原生磁铁矿出现，岩石化学成分明显富MgO，贫FeOT、TiO2，具有较弱的正、负铕异常。含矿岩相m/f值(3.97-5.53)，为铁质超基性岩。香山西含钒钛磁铁矿岩体中有一定数量的原生磁铁矿，岩石富FeOT、TiO2、Al2O3，普遍具有显著的正铕异常。钛铁辉长岩的m/f值(0.68-0.90)，属于铁质基性岩。岩浆自身演化过程和流体的广泛参与，应该对形成CuNi-VTi复合型矿床起到了主要作用。 (7)Nd、Sr、Pb同位素及相关微量元素研究表明，岩体具有相似的岩浆源区。岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈地幔物质组成。岩石圈根部拆沉和软流圈地幔上涌过程中生成了黄山岩带的镁铁.超镁铁岩体。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪言

1.1选题的依据与意义

1.2国内外岩浆铜镍硫化物矿床研究现状及进展

1.2.1成矿时代及背景

1.2.2岩浆铜镍硫化物矿床分类

1.2.3岩体类型及岩石组合

1.2.4成矿作用机制

1.2.5岩浆铜镍硫化物矿床原生岩浆、岩浆源区及岩浆演化过程研究

1.2.6新疆东北部岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床研究现状及进展

1.3研究思路、研究内容和拟解决的关键问题

1.3.1研究思路

1.3.2研究内容

1.3.3拟解决的关键问题

1.4实验方案

1.5完成的主要实物工作量

1.6取得的主要学术成果

第二章区域地质背景

1.1区域地层

1.2区域构造

1.3岩浆岩

1.4区域矿产

第三章黄山东岩体岩石地球化学特征及岩石成因

3.1地质概况

3.2岩相学与造岩矿物晶体化学

3.2.1岩相学特征

3.2.2矿物晶体化学特征

3.3岩石地球化学

3.3.1主量元素地球化学特征

3.3.2稀土元素和微量元素地球化学特征

3.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

3.4讨论

3.4.1蚀变影响

3.4.2同化混染

3.4.3原生岩浆

3.4.4分离结晶

3.4.5岩浆源区

3.4.6成矿作用

第四章 黄山岩体岩石化学特征及岩石成因

4.1地质概况

4.2岩相学与造岩矿物晶体化学

4.2.1岩相学特征

4.2.2矿物晶体化学特征

4.3岩石地球化学

4.3.1主量元素地球化学特征

4.3.2稀土元素和微量元素地球化学特征

4.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

4.4讨论

4.4.1蚀变影响

4.4.2同化混染作用

4.4.3原生岩浆

4.4.4分离结晶

4.4.5成矿作用

4.4.6岩浆源区

第五章葫芦岩体岩石化学特征及岩石成因

5.1地质概况

5.2岩相学与矿物晶体化学特征

5.3岩石地球化学

5.3.1主量元素地球化学特征

5.3.2稀土元素和微量元素地球化学特征

5.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

5.4讨论

5.4.1蚀变的影响

5.4.2同化混染

5.4.3原生岩浆

5.4.4分离结晶

5.4.5岩浆源区

第六章 香山中、西岩体岩石化学特征及岩石成因

6.1地质概况

6.2岩相学及矿物晶体化学

6.2.1岩相学特征

6.2.2矿物晶体化学特征

6.3岩石地球化学特征

6.3.1主量元素地球化学特征

6.3.2稀土元素和微量元素地球化学特征

6.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

6.4讨论

6.4.1蚀变影响

6.4.2同化混染

6.4.3原生岩浆

6.4.4分离结晶

6.4.5岩浆源区

6.4.6香山中、西岩体对比研究

第七章 二红洼岩体岩石地球化学及岩石成因

7.1地质概况

7.2岩相学及造岩矿物晶体化学

7.2.1岩相学特征

7.2.2矿物晶体化学特征

7.3岩石地球化学

7.3.1主量元素地球化学

7.3.2稀土元素和微量元素地球化学

7.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学

7.4讨论

7.4.1同化混染

7.4.2原生岩浆

7.4.3分离结晶

7.4.4岩浆源区

第八章黄山南岩体岩石地球化学特征及岩石成因

8.1地质概况

8.2岩相学与造岩矿物晶体化学

8.2.1岩相学特征

8.2.2矿物晶体化学特征

8.3岩石地球化学特征

8.3.1主量元素地球化学

8.3.2稀土元素和微量元素地球化学

8.3.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

8.4讨论

8.4.1蚀变的影响

8.4.2同化混染

8.4.3原生岩浆

8.4.4分离结晶

8.4.5岩浆源区

第九章综合对比研究

9.1岩石学及造岩矿物晶体化学特征

9.2岩石化学组成及特征

9.2.1主量元素地球化学特征

9.2.2稀土元素和微量元素地球化学特征

9.2.3 Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征

9.3原生岩浆、岩浆源区以及AFC过程

9.4地幔动力学

结论

参考文献

附 图

攻读学位期间取得的研究成果

致 谢