镁铁质-超镁铁质层状岩体基本特征及岩浆作用

东天山镁铁质-超镁铁质岩带岩石特征及铜镍成矿作用孙赫;秦克章;徐兴旺;李金祥;丁奎首;许英霞;三金柱【期刊名称】《矿床地质》【年(卷),期】2007(26)1【摘要】东天山地区分布有众多镁铁质-超镁铁质岩体,岩体成群成带状分布,从北向南可划分为7个区带,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制.从岩相学来看,本区含矿岩体可分为多期次侵入的复式杂岩体和单期次侵入的超镁铁质单式杂岩体,显示出深源岩浆充分分异的特征.含矿岩体具有高镁、低碱、低钙、低铝、低钛特征,具有较高的Mg#、m/f和m/s比值,兼具岩浆硫化物熔离作用与岩浆结晶分异作用.根据TiO2-10P2O5-10MnO图判别出本区岩浆具有拉斑玄武岩到钙碱玄武岩过渡的性质,岩浆源具有钙碱性玄武岩浆特征,富含含水矿物,预示了早期俯冲洋壳对幔源岩浆的交代作用.岩体矿化分为3种成矿作用和5期成矿步骤,且岩浆成矿作用与热液作用几乎同时进行,岩浆分异作用提供热液来源,而热液作用促进硫化物的饱和与熔离,造成岩石的热液蚀变结构并对岩浆期成矿进行改造.晚期岩体隆升后,矿体出露地表遭受氧化淋滤作用,形成特有的地表氧化带找矿标志.【总页数】11页(P98-108)【作者】孙赫;秦克章;徐兴旺;李金祥;丁奎首;许英霞;三金柱【作者单位】中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;新疆有色地勘局704队,新疆,哈密,839000【正文语种】中文【中图分类】P618.41;P618.63【相关文献】1.东天山镁铁质—超镁铁质岩带地球化学特征及含矿性研究 [J], 邢令;帕拉提·阿布都卡迪尔;木合塔尔·扎日;赵然磊2.地幔部分熔融程度对东天山镁铁质-超镁铁质岩铂族元素矿化的约束——以图拉尔根和香山铜镍矿为例 [J], 孙赫;秦克章;李金祥;唐冬梅;范新;肖庆华3.内蒙古中部镁铁质-超镁铁质岩带铜镍硫化物矿床地质特征 [J], 党智财;李俊建;宋雪龙;赵泽霖;付超;唐文龙4.东天山恰特卡尔一带镁铁质-超镁铁质杂岩体地球化学特征及构造意义 [J], 王成;田江涛;李大海;唐毅5.东天山红石岗镁铁—超镁铁质岩体成因及铜镍成矿潜力 [J], 师震;陈宏骏;钱壮志;徐刚;冯延清;段俊;任萌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

收稿日期:2004-10-08;改回日期:2004-10-28;责任编辑:楼亚儿。

基金项目:国家自然科学基金项目(40234048,40472051);中国地质大学教育部“211”工程建设项目。

作者简介:苏尚国,男,副教授,1965年出生,岩石学专业,从事岩浆作用与成矿及变质地质学的研究工作。

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与成矿作用的新进展苏尚国1,邓晋福1,汤中立2,罗照华1,余晓艳3,李芳凝1(11中国地质大学地球科学与资源学院,北京　100083;21长安大学国土资源学院,陕西西安　710054;31中国地质大学珠宝学院,北京　100083)摘要:镁铁质—超镁铁质岩浆作用与Cu 、Ni 、Co 、PGE (铂族)、V 、Ti 、Cr 、Fe 等金属成矿作用关系密切。

镁铁质—超镁铁质岩浆能否成矿主要由岩浆源区的性质、构造背景以及是否存在古老且一直活动的深大断裂等因素决定。

介绍了一些世界上典型矿床的新的成矿模型及寻找与镁铁质—超镁铁质岩有关的PGE 矿床的新技术与新方法。

关键词:镁铁质—超镁铁质岩;成矿作用;新进展中图分类号:P58811;P61111 文献标识码:A文章编号:1000-8527(2004)04-0454-060　引　言镁铁质—超镁铁质岩浆作用具有非常明显的成矿专属性,它与Cu 、Ni 、Co 、P GE (铂族)、V 、Ti 、Cr 、Fe 等金属的成矿作用密切相关。

2004年8月在意大利佛罗伦萨召开的第32届国际地质大会有一专题专门讨论镁铁质—超镁铁质岩石与成矿。

另外两个专题:大型及超大型矿床专题和传统及非传统矿床专题,也与镁铁质岩浆—超镁铁质岩浆作用及成矿作用相关。

由于铂族金属的用途广泛,近几年国际市场上铂族金属价格大幅度上涨。

以Pt 为例,2003年2月15日国际市场上价格为684美元/盎司,2004年10月22日其价格为843美元/盎司(数据来源于http ://www 1kitco 1com ),在13个月内上涨了2312%。

岩浆矿床的形成作用及其特征岩浆中有用组分析出、聚集和定位的过程称为岩浆成矿作用。

与岩浆矿床有关的镁铁-超镁铁质岩体的成岩过程十分复杂，因此成矿作用也是多种多样的。

根据成矿作用的方式和特点，岩浆成矿作用主要可分为结晶分异成矿作用、残余熔融成矿作用和熔离成矿作用三类。

一、结晶分异成矿作用与岩浆分结矿床岩浆冷凝时，随着温度的逐渐下降，各种矿物依次从中晶出，导致岩浆成分不断改变，岩浆成分的改变又促使某些组分的结晶，这种随结晶作用岩浆成分发生改变的过程称之为结晶分异作用。

由岩浆结晶分异作用形成的矿床称为岩浆分结矿床，又称岩浆分凝矿床。

当富含Cr、Pt等成矿元素的镁铁-超镁铁质岩浆侵入地壳适当部位后，由于温度缓慢下降而开始结晶。

随着温度下降，岩浆中的矿物按照一定的顺序晶出，首先，是硅酸盐矿物的晶出，温度区间约为1800℃~1200℃；暗色矿物的晶出顺序依次是橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→角闪石→黑云母。

其中浅色矿物长石的结晶顺序是基性斜长石在前，酸性斜长石在后。

就镁铁-超镁铁质岩而言，最早结晶的金属矿物是自然铂、铬铁矿等，与它们同时或稍晚晶出的硅酸盐矿物有橄榄石、辉石和斜长石等。

从岩浆中晶出的金属矿物和硅酸盐矿物，由于重力及对流作用的影响，比重大的矿物在岩浆中逐渐下沉，比重小的矿物在岩浆中相对上浮，于是岩浆发生了分异，矿物呈现相对的集中（图3-1）。

铬铁矿（比重为4.3~4.6）、自然铂（比重为14~19）等矿物因其比重较大，在镁铁-超镁铁质岩浆的底部聚集堆积，与比重较大的橄榄石（比重为3.18~3.57）、辉石（比重为 2.63~2.76）和斜长石（比重为3.1~3.6）等硅酸盐矿物一起构成铬铁矿或自然铂矿体。

由于金属矿物结晶时间大多早于硅酸盐。

或与早期硅酸盐同时晶出，矿床形成于岩浆结晶的早期阶段，所以通常将其称为早期岩浆矿床。

结晶分异作用早期形成的岩浆矿床主要为产于超镁铁质岩中的铬铁矿矿床。

由于结晶分异作用（如重力沉降）的影响，矿体常聚集在岩体的底部和边部，主要和纯橄榄岩、斜方辉橄岩岩相伴生。

华北板块北缘中段晚古生代镁铁—超镁铁岩的岩石地球化学特征及其构造意义华北板块北缘中段是一个地质活跃区域，研究该地区的岩石地球化学特征对于理解板块构造演化具有重要意义。

最近的研究表明，在华北板块北缘中段晚古生代地壳演化的过程中，镁铁—超镁铁岩起到了重要的角色。

华北板块北缘中段的镁铁—超镁铁岩主要分布在太行山脉和燕山山脉以及其周边地区。

这些岩石具有高镁含量和低硅含量的特点，普遍富含镁铁矿物和超镁铁矿物。

岩石地球化学研究发现，这些岩石富集了铁、镁、钙等元素，同时缺乏铝、钾等元素。

研究还发现，镁铁—超镁铁岩具有较高的含量和较低的Mg#值，Mg#值是岩石中镁离子占据的比例，可以反映岩石的成因。

根据岩石地球化学特征的研究结果，可以推测华北板块北缘中段晚古生代镁铁—超镁铁岩形成的背景是构造活动。

岩石中富含的镁、铁、钙等元素可能来自地幔物质的上升，与古生代华北地区的火山活动有关。

而缺乏的铝、钾等元素可能与地壳物质的混合有关，表明岩石中的铝、钾等元素被混入了地壳物质。

华北板块北缘中段晚古生代的镁铁—超镁铁岩的研究对于理解华北地区古生代构造演化具有重要意义。

首先，这些岩石的形成与地幔物质上升、火山活动有关，可以为古生代华北地区的地壳演化提供重要的证据。

其次，这些岩石具有较高的含量和较低的Mg#值，说明岩石可能具有岩浆侵入的特征，对于揭示华北地区古生代的岩浆活动、构造演化提供了重要线索。

总之，华北板块北缘中段晚古生代镁铁—超镁铁岩的岩石地球化学特征为我们理解古生代华北地区的构造演化提供了重要的线索。

这些岩石的形成与地幔物质上升、火山活动有关，对于揭示古生代华北地区的岩浆活动、构造演化具有重要意义。

通过进一步研究，可以更加深入地理解华北板块北缘中段的地质演化过程及其构造意义。

新疆东天山黄山岩带镁铁—超镁铁质岩石成因及成矿作用新疆北部康古尔-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%。

新疆哈密四顶黑山镁铁质-超镁铁质岩的岩石学特征探讨摘要：研究区在区域上与黄山-镜儿泉超镁铁岩成矿带相邻，前人对其形成年代和构造成因做了大量的研究工作，但始终没有统一的观点。

通过作者在该区进行野外地质调查研究以及相关测年和化学元素数据分析，确定在该地区镁铁质-超镁铁质岩石侵位的时代为早石炭世，与黄山-镜儿泉超镁铁岩带非同期侵入。

四顶黑山超镁铁岩石侵入型岩体，并非蛇绿岩套组成部分。

岩浆演化过程中受到地壳物质的混染。

从构造环境上可以判断四顶黑山超镁铁质岩体发育于造山后的伸展环境。

关键词：东天山；四顶黑山；超镁铁岩1区域地质背景研究区位于新疆东天山东段哈密地区东北部与甘肃接壤处，目前对研究区宏观大地构造分区较为一致的观点是：新疆东北边为西伯利亚陆壳板块，南部为塔里木板块，但其间是否可以独立划出一个向西与苏联相连的哈萨克斯坦板块，其范围如何，则有不同的认识。

第一类观点认为不存在哈萨克斯坦板块；第二类观点认为存在哈萨克斯坦板块，北界以卡拉麦里缝合带为界与西伯利亚板块相邻，但其南侧与塔里木板块的界线仍存在争议：1）南界为库米什-卡瓦布拉克-红柳河深断裂；2）南界为康古尔-黄山深断裂；3）南界为南天山缝合线。

研究区内主要出露的地层为早元古界长城系星星峡群、和志留系上统泥盆系下统红柳沟组、志留系中泥盆统大南湖组，以及新生界地层。

区内岩浆活动较为频繁，岩浆岩十分发育，从超基性—酸性岩均有出露，在时代上可分为元古代、早泥盆世、晚泥盆世、早石炭世、三叠纪等时期的侵入岩。

结合野外地质调查，本区以及邻区出露的侵入岩以及脉岩共有六个系列，从早到晚依次为：1）元古代片麻状花岗质岩石；2）早泥盆晚志留世花岗岩；3）晚泥盆世花岗岩；4）早石炭世花岗岩；5）早石炭世镁铁质-超镁铁质岩；6）中三叠世碰撞后S型花岗岩。

2镁铁质-超镁铁质岩石的地质特征研究区内的镁铁质-超镁铁质岩岩体主要分布在头苏泉地区的红岭图幅，岩体主要成线状、长条状、带状展布，延伸长度约5-13千米，宽约1-2千米，岩体延伸方向近北东东向，展布明显受控于北东东向展布的康古尔断裂带次级断裂；局部小型的岩体呈圆状，近圆状产出，体现小型侵入体的特征。

镁铁质－超镁铁质岩的组合、成因
1、常见的共生组合
（1）镁铁质-超镁铁质层状侵入体
产状:多为岩盆、岩床，
构造:少为岩墙,岩体呈层状、条带状
结构:堆晶结构-重力分离结晶作用加拿大北部地区的Muskox侵入体
实例：层状侵入体—岩浆房中岩浆分异与矿物分离结晶过程
（2）环状超镁铁-镁铁质杂岩体
产状:产于造山带中，沿构造线方向成群分布
形态:剖面-圆柱形平面-圆形环状
成因:深部分异和多次侵入
实例：Alaska-type环状杂岩体
（3）碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕虏体
类型：二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩、辉石岩类
意义：研究地幔组成及动力学的天然实验室。

如：原始地幔岩-饱满地幔岩；亏损地幔岩；交代富集型地幔岩：
（4）蛇绿岩中的超镁铁质-镁铁质岩组合
岩石组合：沉积物-硅质岩等、枕状熔岩/细碧岩、辉绿岩/辉长岩、橄榄岩/蛇纹岩
蛇绿岩套: 洋中脊玄武岩、席状岩墙群、具火成堆积结构的镁铁-超镁铁质岩、具变质变形结构的地幔橄榄岩
产状:大洋中脊
意义:古板块缝合线的标志
超镁铁岩的成因
（1）岩浆成因
证据：层状、环状杂岩体－超镁铁质和镁铁质岩共生，说明了岩浆结晶分异的产物
实验研究证实：地幔可以熔出高镁的超镁铁质岩浆
（2）非岩浆成因
它们是直接来自于上地幔的岩石碎块或碎片。

成因：因构造侵位形成的——蛇绿岩套；岩浆携带上来的——地幔捕虏体。