新疆北部幔源岩浆矿床的类型、时空分布及成矿谱系!.pdf

“ 年月 ） 摘要新疆北部与幔源岩浆有关的矿床种类齐全， 成矿环境复杂， 时代和类型繁多， 在中国乃至世界颇具特 色。主要矿床类型包括铬铁矿矿床、 钒钛磁铁矿矿床、 铜镍硫化物矿床、 铂族元素 （2 特征， 属于碱性富铁质的高钛玄武岩系列； 铜镍系列以小侵入体型铜镍矿、 阿拉斯加型铜镍8 2 特征， 属于镁 质系列。个系列的岩浆都具有亏损地幔源特征， 可能都与地幔柱活动有关； 岩浆源区富含相应的成矿元素， 是形成 个系列矿床相应成矿地质体的主要条件。个系列矿床的成矿机制可分为深部熔离 ／ 岩浆分异、 就地分凝、 矿浆贯 入、 岩浆热液等过程。根据各系列矿床之间存在的紧密联系， 建立了与幔源岩浆作用有关的个系列矿床综合模式 亏损地幔部分熔融产生的幔源岩浆在上升过程中发生熔离 ／ 分异， 分离为个系列， 由于外部物质加入在地壳深部发 生分异和熔离， 在不同深度富集形成铬铁矿、 钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿床， 临近地表时流体富集和分离成含矿流 体， 分别形成浅成岩型磁铁矿和喷出岩型自然铜矿。新疆北部各类幔源岩浆矿床从早到晚主要产于期构造阶 段 ／ 构造类型大陆裂解期、 板块俯冲期、 碰撞 ／ 后碰撞造山期 （又分个阶段碰撞后伸展阶段、 幔柱叠加造山阶段、 后碰撞结束阶段） 。 关键词地质学； 幔源岩浆矿床； 成矿类型； 成矿系列； 成矿谱系； 构造环境； 新疆北部 中图分类号 2 文献标志码 E A B D D C D E T J D C \ 0 ’ * 4 ’ C D P * 8 L Y L[ C [ C P SH L ’ H O P O DD H P J D] D N C D C S H [ ’ H O LH QS J H [ P L ’ H O P O E S H ’ ’ 8 D S * O B * Q L L ’ H O P O E ’ * C P D B [ H B ’ * [ D P O M 2 ’ H O P O E T B 8 - _ 8 5 8 S H [ ’ H O P L ’ H O P O E S H ‘ C * P 8 ‘ C D [ C D P P L ’ H O P O E ‘ C O C * P 8 J H O P D D C P Y S H ’ ’ L ’ H O P O E J R L H P J [ C * S H ‘ C * P 8 ’ H * R [ P C * * S L ’ ““ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ H O P O C D L 本文得到国家自然科学基金项目 （ “ “ ） 和国家重点基础研究发展计划 “; 9 ” 项目 （ “ “ 9 T G “ ， “ “ T G “ ; 7 “ ） 的联合资助 第一作者简介王玉往， ; 6年生，男，博士，研究员，矿物学、 岩石学、 矿床学专业，矿床学与矿床地球化学、 火成岩岩石学研究方向。 . [ C *a R a“ S D D S [b S H [ 收稿日期 “ 8 “ 8 6；改回日期 “ 8 “ 8 “ 9。秦思婷编辑。 “ 0 “ * 2’ 4 9 ’ ’ ’ 9 ’ 1 ’ . ’ ’ 1 ’ 3 0 “ , 8 , 0 * “ * ’ * ’ 1 ’ * “ , , 0 7 , “ - ’ 1 ’ A “ 0 * “ , , 0 , “ - ’ ’ 9 ’ ’ 9 ’ 1 ’ ） 。其产出 构造环境主要为弧后盆地和洋中脊 （详见后述） 。 与蛇绿岩有关的矿床主要是产于超基性岩中的 豆荚状铬铁矿矿床， 另外， 亦有后期热液作用形成的 钴多金属矿床 （如库米什铜花山钴铜矿， 中型， 伊献 端等， 8 2 .） 、 金矿床 （如萨尔托海号金矿， 小型， 周 美付， 8 2 B） ， 以及较弱的铜镍矿化。 豆荚状铬铁矿矿床主要产于西准噶尔达拉布特 蛇绿岩带， 分布有萨尔托海、 鲸鱼等中、 小型矿床， 其 他尚有洪古勒楞、 唐巴勒、 清水 （东准噶尔卡拉麦里 蛇绿岩带） 等小型矿床多处。该类矿床与国内外同 类型矿床一样， 多产于 G为特征， 铬尖 晶石5 H’“0 C〕 ， 属地幔橄榄岩橄长岩橄榄辉长岩 组合， 即 I J系列 （鲍佩声等， 8 8 B） ， 少数属于富铬 型 （如唐巴勒） 。 萨尔托海铬铁矿已探明储量 8 1 2万K， 是目前 新疆最大、 全国第二大铬铁矿矿床 （朱训， 8 8 8） 。其 含铬铁矿岩体为新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩带中 最大的一个蛇绿混杂岩岩块， 岩块全长 1 ; “， 最 宽处 “， 最窄处不足 C C“， 总面积 8 1 ; “ ； 辉 长岩9 “ * 等时线年龄为 （. 8 ; 9 3 3 K 3 M J 6 9 I 3 G 3 II J 7 3 次大的裂谷事 件 （峰值在 6; 左右和 * ; 左右， 李江海， * ） 。库鲁克塔格地块保留有太古界变质岩基底 （胡霭琴等， * ； 李锦轶等， 6 6 ） ， 新元古界发育双 峰式岩浆活动 （邓兴梁等， 6 6 ） ， 发育陆内裂谷双峰 式火山岩 〔 （ 6 A * ）; （ A* ）; ， 展新忠， 6 * 6〕 、 基性岩墙群 （可分为早、 中、 晚“个时段 “ 6 6 6 ; 、 6 , 6 ; 和 6 “ 6 ; ， 王飞， 6 * *） 和花岗岩 〔花岗岩脉 （ A）; ， 邓兴梁等， 6 6 〕 ， 反映出这一时期塔里木北缘处于陆内裂谷的 构造环境， 并可能受深部地幔柱活动的影响 （B C. / 0 ， 6 6 ； 王飞， 6 * *） 。且干布拉克等碱性层状杂岩 （ 6 ; ， 孙宝生等， 6 6 ） 和兴地等小侵入体 （ 6 ; ，D . / 0 ， 6 * *） 即分别是裂谷早期和中期活动 的产物 （图, ） 。 板块俯冲期 主要形成蛇绿岩型铬铁矿和阿拉斯加型铜镍E F 2 G矿。 新疆北部分布有大小十余条蛇绿岩带， 主要形 成于显生宙， 同位素定年记载的时代从新元古代末 （洪古勒楞） 到早石炭世 （巴音沟） 。除巴音沟蛇绿岩 存在异义之外， 大多数蛇绿岩均为板块活动阶段的 产物。蛇绿岩型铬铁矿可分为富铝型和富铬型， 前 者被认为产于洋中脊环境， 后者多为岛弧环境 （鲍佩 声等， * 6；* ） 。然而， 对新疆北部产铬铁矿蛇绿 岩的构造环境争议极大， 但总体上认为主要产于弧 后盆地和洋中脊种构造环境。其中 “最老” 的洪古 勒楞蛇绿岩， 可能为新元古代形成， 蛇绿岩H 9 E I （黄建华等， * ） ， 被认 为与东准噶尔阿尔曼台蛇绿岩带相连接， 属;J 型 蛇绿岩 （白文吉等， * *；K 6 6 “； B ’ . / 0 ， 6 6 ） ， 产有洪古勒楞富铝型铬铁矿。唐巴勒也 是较老的蛇绿岩之一， 形成于早寒武世;J 环境， 同位素年龄为 “ 6 ; （L M . / 0 ， * ；B ’ 1 . / 0 ，* ,） ， 产有唐巴勒、 萨雷诺海等富铬型铬 铁矿。达拉布特蛇绿岩带是新疆最主要的铬铁矿矿 带， 蛇绿岩年龄“ * “ ; （张弛等， * ； 辜平阳 等， 6 6 ） ， 形成于中泥盆世， 产有萨尔托海、 鲸鱼等 富铝型铬铁矿， 曹荣龙 （* ,） 和雷敏等 （ 6 6 ） 认为 是洋中脊型， 而辜平阳等 （ 6 6 ） 和张继恩等 （ 6 6 ） 则认为属 （弧后盆地） 消减带型。东准噶尔卡拉麦里 蛇绿岩是新疆北部另一条铬铁矿带， 可能形成于晚 泥盆世早石炭世， 辉长岩锆石年龄“ “ “ , ; （N ’ . / 0 ， 6 6 ） ， 属岛弧或弧前盆地 （K 6 6 “；B ’ . / 0 ， 6 6 ） 环境， 产有清水等铬铁矿点 （图, O） 。另外， 近年来的研究表明， 蛇绿岩型豆荚状 铬铁矿的形成也可能与 （超级） 地幔柱活动有直接关 系 （张旗， * ； 杨经绥等， 6 * 6） 。 阿拉斯加型铜镍F 2 G矿见于西天山菁布拉克 矿带， 为南天山洋俯冲的产物。南天山洋俯冲发生 在志留纪 （, * ; ） 之前 （李锦轶等， 6 6 ） ， 上志留统 巴音布鲁克组发育岛弧型 火 山 岩 （2 . / 0 ， * ） ， 菁布拉克岩体 （, “ ,; ， 张作衡等， 6 6 ） 亦具 有岛弧岩浆特征。 碰撞 ／ 后碰撞造山期 该期又分“个阶段 碰撞后伸展阶段新疆北部大致在晚石炭世 （约“ ; ） ， 以蛇绿岩消失 （王京彬等， 6 6 O） 、 广泛的P／D不整合 （夏林圻等， 6 6 ） 、 出现 钉合岩体 （韩宝福等， 6 * 6） 、 高压蓝片岩 （高俊等， 6 6 ） 等一系列特征为标志， 各洋盆相继闭合进入板 块拼贴、 陆E陆碰撞阶段 （但各构造单元进入碰撞阶 段的时间有一定差异） 。以碱性岩和富碱花岗岩出 现为标志， 在陆E陆碰撞之后随即产生构造松弛和局 部伸展进入后碰撞阶段。在晚石炭世晚期 （大约“ 6 “ * ; ， 袁峰等， 6 6 ） ， 由于碰撞后松弛阶段产生 局部拉伸， 形成类似双峰式火山岩组合 （东天山马头 滩组大陆拉斑玄武岩E流纹岩） ， 产出了十里坡自然 铜矿化带 （图, Q） 。 幔柱叠加造山阶段在早二叠纪早期 （大约 ; ） ， 新疆北部产出了跨构造单元的小岩体型 铜镍矿和亚碱性层状岩体型铜镍E钒钛复合型矿床 “ 矿床地质 6 * “年 主要结论 （“）新疆北部幔源岩浆矿床， 包括铬铁矿矿床、 钒钛磁铁矿矿床、 铜镍硫化物矿床、 铂族元素 （ ） 矿床、 铜镍 0 8 同位素研究及其地质意义 ［］’岩石学 报， （-） - * 3 0 - 2 ’ 郝钢力， 张永珍’ - / 1 1 ’新疆黄山东硫化铜镍矿床特征 ［］’新疆地 质， * （.） - * 0 1 ’ 郝键’ - / 1 * ’试谈新疆铬铁矿床成因类型的划分 ［］’新疆地质， . （） 2 0 2 * ’ 郝杰， 刘小汉’ - / / 3 ’南天山蛇绿混杂岩形成时代及大地构造意义 ［］’地质科学， 1 （-） / 3 0 / , ’ 郝梓国’ - / 1 1 ’新疆西准噶尔地区蛇绿岩与豆荚型铬铁矿床的成因 研究 （博士论文）［］’北京 中国地质科学院’ - . 页’ 何国琦， 李茂松， 刘德权， 唐延龄， 周汝洪’ - / / . ’中国新疆古生代地 壳演化及成矿 ［9］’乌鲁木齐 新疆人民出版社’ . 3 2页’ 胡霭琴， 张国新， 李启新， 张前锋， 胡树荣， 范嗣昆， 郭陀珠’ - / / , ’新 疆北部主要地质事件同位素年表 ［］’地球化学， . （-） 0 3 - ’ 黄建华， 吕喜朝， 朱星南， 帕拉提0阿不都卡迪尔’ - / / , ’北准噶尔洪 古勒楞蛇绿岩研究的新进展 ［］’新疆地质， - 3 （-） 0 3 ’ 颉炜， 宋谢炎， 聂晓勇， 程松林’ - - ’新疆坡十铜镍硫化物含矿岩 体岩浆源区特征及构造背景探讨 ［］’地学前缘， - 1 （3） - 1 / 0 ’ 雷敏， 赵志丹， 侯青叶， 张宏飞， 许继峰， 陈岳龙， 张本仁， 刘希军’ 1 ’新疆达拉布特蛇绿岩带玄武岩地球化学特征 古亚洲洋与 特提斯洋的对比 ［］’岩石学报， . （.） * * - 0 * 2 ’ 李承德， 慕纪录， 竺国强’ - / / * ’新疆哈密黄山成矿带浅富矿成因与 成矿规律 ［9］’成都 成都科技大学出版社’ .页’ 李德东， 王玉往， 王京彬， 王莉娟， 龙灵利， 廖震’ - ’新疆香山杂 岩体的成岩与成矿时序 ［］’岩石学报， 1 （2） - 3 0 - - ’ 李华芹， 陈富文， 路远发， 杨红梅， 郭敬， 梅玉萍’ , ’新疆东部印 支期成岩成矿年代学新证据 ［］’地质学报， 2 / （） * . 0 2 , ’ 李厚民， 毛景文， 张长青， 许虹， 陈毓川’ . ’滇黔交界地区玄武 岩铜矿有机质的组成、 结构及成因 ［］’地质学报， 2 1 （.） , - / 0 , * ’ 李江海’ - / / 1 ’前寒武纪的超大陆旋回及其板块构造演化意义 ［］’ 地学前缘， , （增刊） - . - 0 - , - ’ 李锦轶， 何国琦， 徐新， 李华芹， 孙桂华， 杨天南， 高立明， 朱志新’ * ’新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨 ［］’地质学报， 1 （-） - . 1 0 - * 1 ’ 李文臣’ - / / ’攀枝花钒钛磁铁矿矿床地质及其成因 ［］’地质与勘 探，（-） - 1 0 - ’ 李先梓， 李行， 洛长义， 师占义， 王懿圣， 杨星， 陆瑶， 罗玉鹏， 苏犁， 李文明， 魏贵安’ - / / - ’新疆铂族元素成矿地质条件及 找矿方向研究 ［5］’中国地质科学院西安地质矿产研究所文集 ［7］’ 3 3 - 0 / 3 ’ 李行’ - / 1 2 ’新疆西准噶尔地区基性超基性岩生成地质背景及区 域成矿特征五、 成岩成矿作用用机制及模式 ［］’西北地质科学， （.） - . 0 - 3 - ’ 厉子龙， 杨树锋， 陈汉林，4 A B C D 7E， 余星， 林秀彬， 励音骐’ 1 ’塔西南玄武岩年代学和地球化学特征及其对二叠纪地幔 柱岩浆演化的制约 ［］’岩石学报， . （,） / , / 0 / 2 ’ 廖启林， 戴塔根， 刘悟辉， 胡云锋， 邱冬生’ - / / / ’北疆铜镍找矿的初 步探讨 ［］’有色金属矿产与勘查， 1 （.） - / 3 0 - / 2 ’ 林锦富， 邓燕华’ - / / * ’新疆哈拉达拉层状基性岩体的含矿性 ［］’桂 林工学院学报， - * （3） , 0 * . ’ 刘凤山’ - / / 3 ’铜镍硫化物矿床成矿理论的新进展 ［］’地质科技情 报， - （） 2 2 0 1 - ’ 刘平平， 秦克章， 苏尚国， 三金柱， 唐冬梅， 苏本勋， 孙赫， 肖庆华’ - ’新疆东天山图拉尔根大型铜镍矿床硫化物珠滴构造的特 征及其对通道式成矿的指示 ［］’岩石学报， * （） , 3 0 , 3 ’ 卢纪仁， 张承信， 张光第， 顾光先， 刘玉书， 黄与能’ - / 1 1 ’攀西地区钒 钛磁铁矿矿床的成因类型 ［］’矿床地质， 2 （-） - 0 - 3 ’ 吕林素， 刘王君， 张作衡， 谢桂青’ 2 ’中国岩浆型F 0 7 D 0（8 G H） 硫 化物矿床的时空分布及其地球动力学背景 ［］’岩石学报， 3 （- ） , * - 0 , / . ’ 毛景文， I A J K8，张作衡， 柴凤梅， 杨建民， 吴 华， 陈世平， 程松林， 张长青’ * ’天山0阿尔泰东部地区海西晚期后碰撞铜镍硫化 物矿床 主要特点及可能与地幔柱的关系 ［］’地质学报， 1 （2） / , 0 / . ’ 梅厚钧’ - / / , ’蛇绿岩铬矿床的分布与成因及中国铬矿床的类型 ［］’岩石学报， - - （增刊） . 0 * - ’ 倪守斌， 满发胜， 陈江峰’ - / / . ’新疆菁布拉克基性超基性岩带的 C 0 F L同位素年龄 ［］’岩石矿物学杂志，- 3 （3） 2 0 3 - ’ 倪志耀’ - / / - ’新疆哈密黄山东镁铁0超镁铁杂岩体中橄榄石的化学 成分及其岩石学意义 ［］’矿物岩石， - - （3） . 0 . 2 ’ 秦克章， 方同辉， 王书来， 朱宝清， 冯益民， 于海峰， 修群业’ ’东 天山板块构造分区、 演化与成矿地质背景研究 ［］’新疆地质， （.） 3 0 3 1 ’ 三金柱， 惠卫东， 秦克章， 孙赫， 徐兴旺， 梁光河， 魏俊瑛， 康峰， 肖 庆华’ 2 ’新疆哈密图拉尔根全岩矿化岩浆铜0镍0钴矿床地质 特征及找矿方向 ［］’矿床地质， * （3） 3 2 0 3 - * ’ 四川省地质矿产局攀西地质大队’ - / 1 2 ’四川红格钒钛磁铁矿床成 矿条件及地质特征 ［9］’北京 地质出版社’ 页’ 宋谢炎， 马润则， 王玉兰， 张正阶’ - / / . ’攀枝花层状侵入体韵律层理 及岩浆演化特征 ［］’矿物岩石，（.） 3 2 0 . , ’ 宋谢炎， 王玉兰， 张正阶， 马润则’ - / / / ’层状侵入体韵律层理形成过 程的定量模拟 以四川攀枝花层状岩体为例 ［］’地质学报， 2 3 （-） 3 2 0 . * ’ 宋谢炎， 侯增谦， 曹志敏， 卢纪仁， 汪云亮， 张成江， 李佑国’ - ’峨 眉大火成岩省的岩石地球化学特征及时限 ［］’地质学报， 2 , /3 第3 卷第期王玉往等新疆北部幔源岩浆矿床的类型、时空分布及成矿谱系 （） “ 0 1同位素组成及其地质意义 ［*］岩石学报， （） - “ 王玉往 ，4 9 3，王庆民， 王卫 江 ’ 新疆东天山十里坡自然铜矿化区马头滩组玄武岩锆 石 A / ; 1 3 40 1 2年龄及其意义 ［ R D A E F D G A C F 3 JXU “ 1 1 2 B ’ P ; N N 4 H J C ［5］ P 1 - G K E *， C52，W C E W，U E N]XE ;3 8 E F 5 E J S * 1 - - “ N E C D N L I B C H A \ E E F E ; C C ; T KK 1 - , U D B G C H C E F I D C H C D E F Z B G F Y A E NRX “ “ 2 3 4 5 6; E H C N I 2 2 Y G A C F C H ，2 H J D H J E F E ; H 9 8 H E D HT F J B B G F I F C H H A U C ’ T ’ B E N V R C E B G 8 I F J C ;; L E B C D D H F H A C D S P E F ; C H E G G F C D E H C H H A 8 J L［*］ O D K P E F ; N 5 J A J E J C H J C ， E 8 E ; ， E E ; E4 B G F C D E H C I E ; E N * 1 - - - U A C H H E H\ C H AEB E H F E N*M “ 1 “ K C N I U A 3 E \ S 8 E E F H E ;B E N B E H C D P C， J E ;6 K O J F G A C ; E N G F E Q F D E C B ［5］ K 3 E K* “ “ , 6 C B 3 C D G G P E F J ;3 1 - - “ U A C I I C H J C ［*］ H C 8 J H C H 5 C 6 A K V 8 E D A N I F ;8 E E F H I H A “ / ’ . 01 1 “ “ 0 L “ 2 ’ 8 1 / 2 “ ; 1