东昆中岛弧带两类镁铁质-超镁铁质岩石与镍矿床研究

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1、类号:P57、P58、P6110710-20150270012015027001博士学位论文东昆中岛弧带两类镁铁质-超镁铁质岩石与镍矿床研究杜玮导师姓名职称汤中立教授申请学位级别理学博士学科专业名称矿物学、岩石学、矿床学论文提交日期2018年3月30日论文答辩日期2018年6月4日学位授予单位长安大学StudyonTwokindsofmaficultramaficrocksandNickelsulfidedepositinEastKunlunislandarczoneADissertationSubmittedforth

2、eDegreeofDoctorCandidate：DuWeiSupervisor：Prof.TangZhongliChang’anUniversity,Xi’an,China摘要东昆仑造山带构造演化历史复杂，镁铁质-超镁铁质岩体广泛发育。近年来，该带内陆续发现了夏日哈木、冰沟南和石头坑徳等铜镍硫化矿床（点），说明东昆仑造山带具备形成镍铜硫化物岩浆矿床的优越条件与巨大潜力。为探索东昆仑造山带铜镍硫化物矿床的构造环境并为今后该区找矿提供借鉴与理论指导，本文选取夏日哈木、大格勒镁铁质-超镁铁质岩体和夏日哈木镍矿床为研究对象，并

3、对其岩体地质、年代学、岩石学、矿物学、矿床学和地球化学进行研究。论文取得认识如下：（1）夏日哈木和大格勒两类镁铁质-超镁铁质岩体的围岩均为古元古代金水口岩群。其中铁质系列与铜镍矿成矿有关，与围岩呈侵入接触关系；镁质系列为蛇绿岩套的组成部分，与围岩呈断层接触关系。2（2）夏日哈木含矿岩体出露面积约0.7Km，为典型小岩体矿床。夏日哈木Ⅰ、Ⅱ号含矿岩体m/f值变化范围为2.48~6.30，属铁质超基性岩范畴。岩体为层状杂岩体，岩石类型丰富，由橄榄岩相、辉石岩相和苏长-辉长岩相岩石组成。岩相学显示堆晶结构发育，且以橄榄石和斜方

4、辉石分离结晶为主，说明岩浆演化过程中分离结晶作用在起主导作用。（3）夏日哈木矿体多以似层状和透镜状产出，产状与堆晶层理基本一致，沿走向在深部向南西侧伏。矿石构造类型丰富，以准块状-块状、海绵陨铁状和浸染状矿石为主。根据矿石结构、构造和穿插关系，将成矿过程分为就地熔离、矿浆贯入和热液叠加阶段。（4）夏日哈木Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号岩体和大格勒岩体中的超镁铁质岩石为镁质系列，属蛇绿岩套的组成部分。蛇绿岩套由蛇纹岩、辉长岩及榴辉岩、榴闪岩组成。其中榴辉岩经历了两期变质作用过程：早期榴辉岩相变质为石榴石+绿辉石+金红石矿物组合；后期榴闪岩相

5、退变质以石榴石+普通角闪石+透辉石+斜长石矿物组合。夏日哈木Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号岩体和大格勒榴辉岩中石榴石端元组分Alm+Spess为51~63，Gross为19~34，Pyrope为7~24，属C型榴辉岩中石榴石，为深俯冲过程中由高压变质作用形成。绿辉石JD端元组分=28~37，为典型绿辉石。（5）夏日哈木Ⅰ号岩体辉长岩锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb年龄为439.1±3Ma，形成时代均属于志留纪。大格勒蛇绿岩套中辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为445.9±4.8Ma，为奥陶纪，代表蛇绿岩套形成年龄。蛇绿岩中榴辉岩的

6、SHRIMP锆石U-PbI年龄为433.3±5.1Ma，为志留纪，代表蛇绿岩套变质峰值年龄。34（6）夏日哈木含矿岩体具明显的堆晶结构，δS值为+4.44‰~+6.45‰，岩体内部见围岩捕虏体，说明成矿物质的硫为壳-幔混源，分离结晶和同化混染是促使硫化物熔离的主要机制。（7）地球化学特征表明夏日哈木和大格勒蛇绿岩套遭受了俯冲流体交代作用，并显示出IAT特征。故夏日哈木和大格勒蛇绿岩套属SSZ型岛弧蛇绿岩套，榴辉岩原岩为蛇绿岩套中的玄武岩，榴闪岩系榴辉岩在俯冲折返过程中退变质而成。（8）夏日哈木镍矿床、蛇绿岩套和大勒蛇绿岩

7、套中岩石的稀土元素配分曲线整体均表现为轻稀土弱富集的右倾型，并富集LREE和LILE元素，相对亏损Nb、Ta、Ti等HFSE，表现为岛弧岩浆岩的特征。夏日哈木赋存镍矿床的Ⅰ号岩体的8786εNd(t)=-1.00~-7.59，(Sr/Sr)i=0.70781~0.71092，属富集型地幔。计算其原生岩浆为MgO含量为10.7%，属高镁玄武质岩浆。从而证明夏日哈木含矿岩体的岩浆源区为削减板片之上的地幔楔。（9）夏日哈木和大格勒岩体均位于昆中岛弧带内，受控于近东西向展布的黑山-那陵格勒及其次级断裂。榴辉岩及蛇绿岩套的产出说明

8、黑山-那陵格勒断裂为岩石圈断裂。（10）成矿过程总结为：被来自消减板片的流/熔体交代的地幔楔部分熔融生成的岩浆沿断裂带上侵，在深部岩浆房发生分异，成矿物质预富集，部分镁铁质岩浆从岩浆房中移出，形成以辉长岩为主的岩体。残余岩浆在上侵到终端岩浆房后，在围岩混染和地壳硫的加入等促因下，进行了分离结晶作用和硫化物的熔离，形成