川西红格矿床白草矿段与钒钛磁铁矿共存的块状硫化物矿石的成因及岩浆演化摘要
峨眉山大火成岩省中分布有红格、攀枝花、白马、太和等岩体,赋存世界上最大规模的钒钛磁铁矿矿床,和大量Cu-Ni-PGE矿床。其中的红格岩体是重要的成矿岩体,其在空间上与峨眉山玄武岩、正长岩和花岗岩密切共生,其形成年龄主要为257 Ma~259 Ma。本文研究的白草和马鞍山矿段是红格岩体的一部分,位于红格基性-超基性杂岩体的北部。作者在2012年的野外地质调查工作中,在红格矿床白草矿段新发现了与钒钛磁铁矿矿体共存的块状镍钴硫化物矿石(体),其中部分样品的Ni、Co元素含量达到工业品位。野外现象表明块状硫化物矿石与钒钛磁铁矿矿石形成时代相当。目前的研究表明在攀西地区的钒钛磁铁矿矿石中广泛存在的浸染状硫化物,但并未发现有镍钴硫化物矿床和钛铁氧化物矿床共存的现象。通过对比研究钒钛磁铁矿、镍钴硫化物矿石以及各类地质体的空间关系与矿物组合、矿物成分和地球化学特征,本文提出镍钴硫化物矿石与红格矿床的岩体、钒钛磁铁矿矿石为同源岩浆演化的不同产物。红格岩体各类岩石及铁钛氧化物矿石中成矿元素的富集规律显示,贯入式铁矿可以分为两期,早期贯入式铁矿具有高PGE的特点;晚期贯入式铁矿具有低PGE的特点。两期贯入式铁矿上侵过程可能是连续也可能有间断。但上侵过程中经历过少量的硫化物熔离,这种少量熔离的硫化物出现在红格矿床马鞍山矿段中的含硫化物的铁矿石中。由于不同元素在硫化物-硅酸盐熔体中的分配系数差异,导致PGE、Cu的亏损但Co、Ni变化不大。当岩浆中第二次硫化物熔体发生熔离时,Co与Ni才大量的进入白草矿段的硫化物矿物中。镍钴硫化物矿石的Cu/Pd比值略高于原始地幔,为深部岩浆房二次熔离作用的产物。红格矿床中与钒钛磁铁矿共存的硫化物矿石是原始岩浆在深部岩浆房中硫饱和作用的产物。随着岩浆房中岩浆的逐步演化,发生了硫化物的熔离作用,熔离出的硫化物熔体。随着岩浆对流、流体压力和热运动的作用,硫化物熔体与富铁熔体侵入到白草矿段,形成了与钛铁氧化物共存的块状硫化物矿石。而红格矿床中广泛存在的浸染状硫化物则是后期地壳混染的结果。本文研究提出,在玄武岩浆喷发以及微晶辉长岩和铁质基性岩侵位后,在深源流体(或地幔流体)加入深源岩浆房的情况下,超压流体和硅酸盐熔体携带大量橄榄石与辉石晶体上升并侵位形成了铁质超基性岩。深源岩浆房受含钛流体加入的影响,岩浆房发生强烈对流作用,促使岩浆房出现了正长岩质熔体、铁钛氧化物熔体(铁质矿浆)、硫化物熔体,斜长岩质熔体(或拉长石晶体)的不混熔作用;随后便有了贯入式铁矿、块状镍钴硫化物以及正长岩的侵位活动。初步质量平衡模拟计算表明,相当于微晶辉长岩成分的母岩浆,不混熔作用可以产生7%的铁钛氧化物熔体和30%的正长岩熔体,较好地解释了红格地区铁钛氧化物、镍钴硫化物,正长岩在空间上共存的地质事实。
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