东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程

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1、资源地质学报告院系：姓名：学号：专业班级：指导教师：东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程摘要东天山地区图拉尔根大型铜镍硫化物岩浆矿床是近年找矿的重大突破。通过矿床中坑道穿脉的精细研究，表明岩体的岩相由角闪橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩与辉长岩组成，不同岩相的稀土元素配分曲线平行过渡变化，暗示各岩相是同源岩浆演化而成。岩相的分布及其接触关系、岩石地球化学及区域构造等指示图拉尔根矿床发生了后期变位。元素地球化学及同位素地球化学研究显示，岩体来自尖屏，石稳定的亏损型地慢源区，亏损型地慢部分熔融与消减板片脱水物质混合导致图拉尔根岩体富集轻稀土元素而保持了MOR

2、B型同位素特征。岩浆上升过程中经历了微弱(<5%)的上地壳混染。铂族元素地球化学研究显示矿床中铂族含量较低，主要是因为地慢部分熔融较低(约16%)部分铂族元素残留在地慢中所致。关键词铜镍硫化物矿床；成因；成矿过程；图拉尔根；东天山1引言东天山地区产出了十多个大中型铜镍硫化物岩浆矿床(大型3个：黄山、黄山东、图拉尔根)，已经成为我国第二大铜镍硫化物矿床成矿带，口前发现的铜镍资源储量大于lxlObt，仅次于金川铜镍硫化物矿床。图拉尔根铜镍硫化物矿床是近年东天山地区找矿中的重大发现(三金柱等，2003)位于东天山铜镍成矿带的东北部。口前的研究显示:图拉尔根矿床的成

3、岩年龄为300.5士3.2Ma三金柱等，2010)，是觉罗塔格构造带中发现的年龄最老的铜镍矿床。铂族元素研究认为矿床经历了较低的地慢部分熔融，大部分PGE仍然保存在原始地慢中(孙赫等，2008)。硫化物珠滴研究证明珠滴拉伸方向为岩浆运移方向(刘平平等,2010)。然而，前人发表成果中，对图拉尔根矿床的岩浆源区特征、岩浆演化过程及成矿过程的探讨还比较薄弱。本文通过矿床坑道中典型穿脉的岩相学、元素地球化学、铂族元素地球化学、同位素地球化学，详细探讨了图拉尔根矿床的成因及成矿过程。2区域地质背景东天山铜镍成矿带是中亚造山带中的重要组成部分，主要包括觉罗塔格构造带和

4、中天山地块，二者以沙泉子断裂为界(图1a）。觉罗塔格构造带内断裂构造、褶皱十分发育，主要有近东西向的康古尔塔格深大断裂和苦水断裂及其派生的次级断裂(秦克章等,2002)。地层主要为中泥盆统大南湖组(D,d)片理化的粗砂岩、含砾凝灰砂岩等火山沉积建造;其上为中上石炭统(Lza)细碧角斑质海相火山碎屑岩建造，遭受了强烈的韧性剪切作用，挤压片理化发育。中天山地块主要为前寒武纪变质结bii，基底，包括元古界卡瓦布拉克群(Pt肋的一套绢云母石英片岩、绿泥石英片岩、石英岩、大理岩;以及元古界星星峡群(Pt劝的一套(绢、黑)云母斜长石英片岩、斜长角闪片岩、麻粒岩(李金祥等

5、，2007)。觉罗塔格构造岩浆带由西到东分布了土墩、二红注、香山、黄山、黄山东、黄山南、葫芦、马蹄、图拉尔根等10多个镁铁与匡镁铁质岩体群，形成了黄山、黄山东、图拉尔根3个大型铜镍硫化物矿床，还有葫芦、香山、土墩等多个中小型矿床(秦克章等，2006)。中天山地块分布有白石泉、天宇两个中型铜镍矿床和尾亚大型钒钦磁铁矿。大量的镁铁超镁铁质岩体错石U}l}定年研究，显示东天山铜镍硫化物矿床的成岩年龄变化范围为268一300Ma。目前，对东天山铜镍成矿带的地质背景争议主要有三种:第一种认识是亏损型地慢被消减板片不同程度交代的结果，铜镍矿床由高镁玄武质岩浆演化而成，侵

6、位时代为早二叠世(270一290Ma}}}GhouetaL.，2004。第二种认识是与后碰撞伸展背景下岩石圈地慢拆沉和软流圈地慢上涌、熔融作用有关(韩宝福等,2004)。第三种认识是与塔里木大火成岩省(278.6-284Ma)有关(Qinetal.}2011)，东天山与北山裂谷中镁铁与匡镁铁质岩体形成于地慢柱的内带，以高镁、低钦岩浆为特征，塔里木玄武岩形成于地慢柱的外带，以高钦、低镁为特征。3矿床地质图拉尔根铜镍硫化物矿床位于东天山铜镍成矿带的东北部，矿区出露有三个镁铁超镁铁质岩体，其中I号岩体为成矿岩体，错石SHRIMP年龄为300.5士3.2Ma(三金柱

7、等，2010)，主要由角闪橄榄岩、辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩、辉长岩组成(牛宏等,2009)。围岩为中上石炭统火山碎屑岩，主要岩性为英安质、安山质含角砾凝灰岩，含角砾屏屑凝灰岩夹细粒凝灰质砂岩薄层，还发育有中酸性脉岩，包括安山扮岩、闪长(扮)岩、花岗岩、石英脉等。II,IQ岩体为辉长岩体，分别位于I号岩体北部和西北部，呈脉状，北东东走向，与区域构造走向一致，口前没有矿化显示，岩体位于泥盆一石炭系火山碎屑岩的不整合界线上，二者以黄山书奢氯尔泉韧性剪切带为界(图1h)。其中II岩体的错石SHRIMP年龄为357.5士2.5Ma(三金柱等，2010)，与I号岩

8、体相差57Ma，不是同期次岩浆活动。将年代学与地质背