论文部分内容阅读
自上世纪70年代以来,新疆东天山地区库姆塔格沙垅以东地区发现了大量的镁铁-超镁铁岩体和岩浆铜镍硫化物矿床,但是在沙垅以西地区没有大的找矿突破。白鑫滩及路北含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体为近几年在库姆塔格沙垅以西地区发现的岩浆铜镍硫化物矿床,研究工作薄弱,本文通过对白鑫滩及路北含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体的岩石学、年代学、岩石地球化学、S同位素、Sr-Nd同位素和O-Hf同位素分析来解释其岩石及矿床成因。白鑫滩岩体不同岩相中矿物的粒径和含量的变化规律说明岩体为三期岩浆侵入作用形成,第一期为顶部的角闪辉长岩;第二期的橄榄辉长岩、斜长二辉橄榄岩和含长橄榄二辉岩,矿物种类相同,含量呈渐变关系;岩体底部为第三期侵入的角闪辉长岩,矿物粒径相对顶部的角闪辉长岩较小。白鑫滩岩体与黄山东、黄山西岩体具有相似的稀土元素和微量元素配分型式,大离子亲石元素(Rb、Ba、U、K)相对富集,而部分高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损,稀土元素呈轻稀土略微富集的右倾样式,均表现出岛弧火山岩的地球化学性质,εNd(t)值(2.84~5.05)和(87Sr/86Sr)(t)值(0.704113~0.705682)介于软流圈地幔与岩石圈地幔之间。但是与黄山东、黄山西岩体相比,白鑫滩岩体不相容元素含量更高,且εNd(t)值更低,(87Sr/86Sr)(t)值更高,还具有较高的La/Nb(2.00~3.33),较低的La/Ba(0.02~0.15),这些特征说明白鑫滩岩体的原始岩浆为岩石圈与软流圈物质相互作用的产物,且白鑫滩岩体的原始岩浆中软流圈物质相对于黄山东和黄山西岩体加入的比例更小。路北岩体不同岩相矿物含量的变化规律、锆石U-Pb定年结果说明岩体为两期岩浆侵入作用形成,第一期为斜长二辉橄榄岩和橄榄辉石岩;第二期为辉长岩。路北岩体与黄山东、黄山西岩体具有相似的稀土元素和微量元素配分型式,微量与稀土元素总量略高于黄山东,与黄山西基本一致,表现为大离子亲石元素(Rb、Ba、U、Sr)相对富集,而部分高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损。这些特征说明路北岩体与黄山东、黄山西岩体相同,母岩浆都可能来自于受俯冲流体交代地幔的部分熔融。白鑫滩橄榄辉长岩年龄为287±3Ma,路北辉长岩年龄为277.8±3.4Ma,晚于该地区蛇绿岩(336-503Ma)、岛弧火山岩(320~322Ma)、岛弧花岗岩(316~328Ma)和含矿斑岩侵入体(326~334Ma)的年龄,与A型花岗岩和双峰式火山岩(284~294Ma)的年龄基本一致,而且白鑫滩与路北岩体单斜辉石的化学成分与拉张裂谷环境的堆晶岩相似,因此推断白鑫滩与路北岩体形成于后碰撞拉张环境。岩浆岩及同位素特征显示橄榄石等矿物的结晶分异作用可能是促使白鑫滩和路北岩浆中硫达到饱和的因素,也可能存在岩浆同化混染地壳围岩而使硫化物达到饱和并促使硫化物发生熔离。在后碰撞拉张环境下,东天山地区经历了岩石圈加厚拆沉,软流圈地幔物质上涌,岩石圈地幔物质发生部分熔融,从而形成玄武质岩浆。这些玄武质岩浆断裂上侵,橄榄石等矿物发生结晶分异,从而形成白鑫滩及路北镁铁-超镁铁质岩体,同时由于地壳物质混染的影响,硫化物发生饱和并产生熔离作用,硫化物珠滴被不断上涌的岩浆带人到岩浆平缓处,聚集沉降成矿体,即形成了白鑫滩和路北铜镍硫化物矿床。