峨眉山大火成岩省白马超大型钒钛磁铁矿矿床成矿作用研究

摘要

峨眉山大火成岩省位于我国扬子板块西缘，与二叠纪晚期的地幔柱作用有关。区域内赋存有若干Fe-Ti-V氧化物矿床和Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床，其中位于攀西地区（攀枝花-西昌）的白马超大型钒钛磁铁矿矿床是其典型代表之一。本文通过对白马侵入体样品进行主要氧化物、微量元素以及Sr-Nd同位素测定，探讨了白马超大型钒钛磁铁矿矿床的起源与演化、母岩浆性质、源区特征以及成矿机制。获得了以下几点认识： 1. 白马侵入体的一系列岩石是来自同一期母岩浆侵入演化的产物。橄长岩和橄榄辉长岩的主要氧化物地球化学特征显示白马岩体具有同源的特征。白马侵入体中橄长岩的组成主要受橄榄石、斜长石及铁钛氧化物的控制；橄榄辉长岩的组成主要受斜长石、单斜辉石、橄榄石及铁钛氧化物的控制。MgO含量与Cr、Ni 和 P 元素含量特征表明这些岩石具有成因联系，是同一期母岩浆侵入演化堆晶的产物。 2. 峨眉山大火成岩省白马侵入体橄长岩和橄榄辉长岩样品微量元素原始地幔标准化配分曲线和稀土元素球粒陨石标准化配分曲线与二滩苦橄岩和玄武岩较为相似；总体具有Zr-Hf负异常，Sr、Eu、Ti正异常明显的特征，Nb、Ta既有正异常，也有负异常，与岩石中磁铁矿、单斜辉石和斜长石的堆晶作用有关。含P2O5含量较高的橄榄辉长岩样品具有最高的REE含量以及弱的Sr和Eu负异常。 3. 白马侵入体橄长岩和橄榄辉长岩具有较高的(Nb/Th)PM (0.36-2.29，平均值为1.84)和较低的(Th/Yb)PM (1.63-10.31，平均值为4.87)，同样表明岩体形成过程中并不存在强烈的上地壳和中地壳的混染。白马侵入体在Sm/Yb-La/Sm图解中，白马侵入体的样品绝大部分落入了高钛玄武岩的区域内，表明了白马侵入体与峨眉山高钛玄武岩具有相同的岩浆来源。 4. 白马矿床成矿岩浆起源于地幔柱。根据白马侵入体橄长岩和橄榄辉长岩样品 Sr-Nd 同位素地球化学特征（(87Sr/86Sr)i= 0.704232~ 0.704855，平均值为0.704706；εNd(t)=1.40~3.94，平均值为2.41），全部落于OIB和峨眉山高钛玄武 岩范围内。混合模拟计算表明白马岩体受地壳物质混染程度影响较小；母岩浆经历了10%-30%的围岩硅质大理岩的混染。 5. 白马侵入体全岩MgO与磁铁矿和钛铁矿中的相容元素如Cr、Ni的相容元素相关性表明白马侵入体岩浆经历了大量的分离结晶，密度差引起的对流和晶体分异形成了氧化物矿层、橄长岩和橄榄辉长岩。白马钒钛磁铁矿矿床的形成受母岩浆的组成、氧逸度、岩浆多次补给等多种因素共同制约。

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