阿拉善地块南缘北大山幔源岩浆成岩成矿机制研究

Magmatic events are widespread in the Beidashan district, south margin of Alax Block. Copper-Nickel, Chromite and Ti-magnetite mineralization are identified in some mafic- ultramafic intrusions within this magmatic belt. This provides a rare chance to investigate such a co-mineral deposition within a common tectonic-magmatic setting. The detailed petrogenesis of typical mafic-ultramafic intrusions, such as the Yejili intrusions with Cu-Ni sulfide mineralization and Ti-magnetite deposit and the Tebai ultramafic intrusions with chromite mineralization, are crucial for identifying the diagenetic and metallogenic mechanism and examining the roles of mantle source magma and the geodynamics process in mineral deposition in the Beidashan district. This study will integrate field geology, petrography, geochronology, geochemistry, isotope, scanning electron microscope, microelectronic probe and laser ablation analysis to investigate the magma properties, material source, genesis and mineragraphy balance of minerals, diagenetic and metallogenic mechanism. The research achievements will promote our understanding to metallogenic theory of magmatic deposit, and the geodynamics process in Beidashan district.

阿拉善地块南缘北大山地区岩浆岩分布广泛，部分镁铁-超镁铁质岩体中发现了铜镍矿、铬铁矿、钛磁铁矿工业矿体，初步研究其形成时代为晚石炭世-早二叠世，这种同背景下产生三种岩浆矿床（矿化点）的现象国内少见，是研究幔源岩浆成矿的天然实验室。为了研究北大山地区幔源岩浆的成岩成矿机制及地球动力学过程，本申请项目选择该区典型镁铁-超镁铁质岩体开展详细研究，包括野芨里含铜镍矿与钛磁铁矿的镁铁-超镁铁质岩体、特拜地区含铬铁矿的超镁铁质岩体。通过研究宏观地质产状、岩相组合、成岩时代、岩石地球化学、同位素地球化学等，阐明岩浆侵入顺序、岩浆源区、岩浆演化过程等；应用扫描电镜、电子探针、激光剥蚀方法研究岩体中橄榄石、辉石、铬铁矿、磁铁矿等矿物的赋存状态、微量元素含量，阐明岩浆性质、物质来源、矿物成因及相平衡、成岩与成矿机制等。研究成果对促进岩浆矿床成矿理论的发展、北大山地区地球深部动力学过程认识有重要意义。

2017-2020年期间，围绕阿拉善地块南缘北大山地区典型镁铁-超镁铁质岩体开展详细研究，并对比研究了甘肃的金川超大型铜镍矿床、新疆的坡北铜镍矿床以及陕西秦岭地区松树沟铬铁矿矿床，取得如下成果。.[1].野芨里岩体中橄榄辉长岩的锆石U-Pb年龄为286.6±2.5Ma，野芨里钛磁铁矿床中辉长岩的锆石U-Pb年龄为310.1±2.7Ma，形成时代为晚石炭-早二叠世；.[2].野芨里北岩体具有铜镍矿化，岩相学、岩石地球化学、同位素地球化学等特征显示其母岩浆属于高镁拉斑质玄武岩浆，岩浆起源于受俯冲流体交代的岩石圈地幔，在上侵过程中受到约5-10%的中上地壳物质混染。野芨里南岩体以铁-钛氧化物矿化为主，同时含有少量金属硫化物，母岩浆起源于受到俯冲熔体交代的EM Ⅱ型富集地幔，富铁钛，岩浆上升侵位过程中受到地壳混染程度小于5%； .[3].特拜橄榄岩中铬铁矿具有较高的Cr2O3、FeOT含量，属于高Cr型铬铁矿，TiO2含量极低，与西藏罗布莎蛇绿岩中的铬铁矿相似。铬铁矿的矿物学、地球化学特征指示特拜基性-超基性岩体归属蛇绿岩套的组成部分。根据铬铁矿地质温度计、地质压力计的计算结果，其形成温度为1297℃、压力为2.0GPa，对应深度为62.11km，是俯冲带环境下的玻安质熔体/岩石反应的产物；.[4].特拜蛇绿混杂岩中角闪辉长岩的锆石U-Pb年龄为437.5±1.7Ma，闪长玢岩和辉长岩年龄分别为447.7±4.1Ma和446.4±2.4Ma。结合区域地质背景及特拜岩体的岩石地球化学特征，提出特拜蛇绿岩的形成时代为晚奥陶世，其源区具有较高的亏损程度和部分熔融程度;形成于SSZ环境，与古亚洲洋的俯冲有关；.[5].通过对北大山地区晚古生代岩浆岩时代及形成环境的统计、北大山地区不同时代的基性岩中单斜辉石成分、基性岩和花岗岩的岩浆性质、阿木山组磨拉石建造，提出查干础鲁弧后盆地在早二叠世闭合。. 2017-2020年，依托基金项目，培养硕士研究生4名；发表标注基金资助的第一作者或者通讯作者相关论文12篇，其中SCI检索论文6篇，EI检索论文3篇，中文核心论文3篇；获得陕西省高等学校科学技术一等奖1项（2018年），陕西省科学技术一等奖1项（2020年）。