Mg-Sr-Nd同位素组成对金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床成因的制约

论文摘要

金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床是我国规模最大的岩浆型Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床,也是世界上最大的单一岩浆型Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床,Ni储量位居世界第三。并以其成矿岩体小、矿化率高为特点,成为超大规模Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床成矿作用研究的典型范例,对其成因与成矿模式的研究长期以来备受国内外矿床地质学家的极大关注。金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床赋存于新元古界镁铁-超镁铁质侵入体中。金川母岩浆同化碳酸盐围岩可能是形成金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的主要机制,但是碳酸盐围岩的混染程度如何仍不清楚。通过对金川侵入体和围岩大理岩的岩石学、主量和微量元素以及Mg-Sr-Nd同位素组成的分析研究,讨论了金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的岩浆起源和演化特征,模拟计算了岩浆分异演化过程中壳源组分的混染程度和围岩大理岩的贡献比例。研究工作取得了几点重要认识,总结如下:1.金川二辉橄榄岩的成分主要受橄榄石、单斜辉石和斜方辉石以及少量角闪石和黑云母的控制。SiO2、CaO和全碱（Na2O+K2O）与MgO呈负相关,而全铁(FeOTotal)与MgO呈正相关。2.金川二辉橄榄岩显示出中度程度的轻稀土元素富集和Nb负异常;大理岩显示出强烈的轻稀土元素富集,U、La和Sr正异常以及显著的Nb负异常。二辉橄榄岩中Nb/U比值变化范围为11.5724.04,显著低于E-MORB,略低于下地壳,但明显高于围岩大理岩,指示金川母岩浆经历了一定程度的地壳混染。3.金川岩体具有轻Mg同位素特征,δ26Mg值变化范围为-0.40‰-0.26‰,加权平均值为-0.31±-0.06‰（2SD）,略轻于MORB（-0.25±0.06‰）和上地幔（-0.25±0.07‰）。橄榄石与辉石的Mg同位素组成几乎相同。大理岩的δ26Mg值变化范围为-2.00‰-1.17‰,加权平均值为-1.53±0.02‰（2SD）。金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床轻Mg同位素特征可能是岩浆演化和上侵过程中同化碳酸盐围岩造成的。4.金川二辉橄榄岩的(87Sr/86Sr)i比值和εNd值变化范围分别为0.7066150.714612和-8.29-6.13。而大理岩具有相对较高的(87Sr/86Sr)i比值（0.7136620.740069）和较低的εNd值（-25.43-12.41）。Mg-Sr-Nd同位素模拟计算表明金川侵入体的岩浆源区具有相对富集的特征,幔源岩浆在向上侵位过程中经历了下地壳1020 wt.%的混染,随后经历了大理岩小于10 wt.%的混染。5.Mg-Sr-Nd同位素研究结果表明,地壳混染对于金川岩体成矿起到了至关重要的制约作用。下地壳的混染降低了硫的溶解度,大理岩围岩的混染使岩浆更加氧化,进一步降低了硫的溶解度。这两个过程是造成岩浆中硫饱和的有效途径。6.Mg同位素对于示踪镁铁质岩浆中碳酸盐的混染作用具有重要意义,玄武质岩浆同化大理岩是形成岩浆型Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的重要机制。与金川侵入体年龄相近且具有相似的围岩岩石地球化学特征的镁铁-超镁铁质侵入体是其它金川类型矿床勘探的关键。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 岩浆Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床研究现状
•     1.2.1 岩浆Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的分布与分类
•     1.2.2 金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的研究现状
•   1.3 科学问题
•   1.4 研究思路与研究方法
•   1.5 本文创新点
•   1.6 主要研究内容及工作量
• 第二章 地质特征
•   2.1 区域地质背景
•     2.1.1 区域构造
•     2.1.2 区域地层
•     2.1.3 区域岩浆活动
•     2.1.4 区域成矿背景
•   2.2 金川岩体及矿床的地质特征
•     2.2.1 岩（矿）体规模、形态和产状特征
•     2.2.2 矿体、岩石和矿石特征
• 第三章 样品与分析方法
•   3.1 样品
•   3.2 分析方法
•     3.2.1 样品前处理
•     3.2.2 主量元素
•     3.2.3 微量元素
•     3.2.4 Mg同位素
•     3.2.5 Sr-Nd同位素
• 第四章 金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的地球化学特征
•   4.1 主量元素地球化学特征
•   4.2 微量元素地球化学特征
•   4.3 Mg同位素地球化学特征
•   4.4 Sr-Nd同位素地球化学特征
• 第五章 金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的成矿作用
•   5.1 金川侵入体轻Mg同位素组成的成因
•   5.2 母岩浆性质
•   5.3 岩浆源区
•   5.4 地壳混染
•   5.5 成矿控制因素
•   5.6 金川Cu-Ni-（PGE）硫化物矿床的成矿模式
•   5.7 对于岩浆矿床勘探的意义
• 第六章 结论
•   6.1 主要结论
•   6.2 存在的不足
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 鲍坚

导师: 汤庆艳

关键词: 同位素,大理岩混染,硫饱和,岩浆硫化物矿床,金川矿床

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,矿业工程

单位: 兰州大学

基金: 国家自然科学基金项目(41472070和41872073),甘肃省科技计划项目(18JR3RA266),中央高校基本科研业务费专项资金项目(Lzujbky-2017-77)

分类号: P612;P597

总页数: 69

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