甘肃北山红柳沟铜镍矿地球化学特征及成矿潜力

摘要

北山地区地质构造复杂,经历过多期构造及岩浆作用,成矿条件优越,是我国西北地区重要的铜镍矿成矿区带,红柳沟岩体是北山地区近年新发现的一个矿化基性-超基性杂岩体,它位于黑山铜镍矿以西约40km。有关该岩体的成矿条件尚不清楚。本论文主要对红柳沟基性-超基性杂岩体的岩石地球化学特征、岩石矿物学特征、岩浆源区性质、成岩时代、成岩背景及成矿潜力进行了研究,通过研究取得了以下主要成果:
　　(1)岩石地球化学特征显示,红柳沟岩体为富铁质(m/f平均为3.42)超基性岩,岩浆具有拉斑系列演化趋势;橄榄石中镍含量较高,Fo值72.36~82.92,为贵橄榄石。橄榄石成分容易受裂隙间的硅酸盐及硫化物熔浆作用影响。斜方辉石均为古铜辉石,单斜辉石均为透辉石,斜长石为拉长石和倍长石。
　　(2)经过室内镜下观察得出,红柳沟岩体矿物的结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石→角闪石;主要金属硫化物结晶顺序为:黄铜矿→磁黄铁矿/镍黄铁矿→磁铁矿。
　　(3)红柳沟岩体岩石大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr、U、K)富集,Th、P、Ti及高场强元素Nb、Zr、Hf相对亏损,Nb/La值在0.03-0.84之间,表现出与俯冲带相关的大陆或岛弧岩浆作用特征。LREE相对于HREE稍富集,LREE分布曲线略向右倾,HREE分布曲线相对平坦,与板内拉张环境玄武岩稀土分布图较吻合。综合分析岩浆源区主要为受俯冲带影响的活动大陆边缘的后方裂谷环境。
　　(4)根据 WMgO=0.56KdFo/(1-Fo)WFeO公式,定量模拟计算准确获得红柳沟岩体母岩浆中的MgO值为7.11％,FeO值为8.75%。结合红柳沟岩体样品的Mg＃=0.72-0.95,平均值0.8。Mg＃值明显高于与地幔橄榄岩平衡的原始岩浆的Mg＃值,进一步表明红柳沟岩体为低演化岩体。
　　(5)测定了红柳沟岩体辉长岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄,确定了红柳沟岩体成岩成矿年龄为396.7±3.8Ma,与黑山(377.0±5.6Ma~367.4±5.4Ma)、怪石山(353~405Ma)岩体年龄一致,揭示中-晚泥盆世北山地区存在一期重要的铜镍硫化物成矿时期。
　　(6)获得了橄榄石的平均结晶温度与单斜辉石的平均结晶温度相近,岩浆中橄榄石、单斜辉石矿物的结晶温度为1074.7℃~1114.5℃。
　　(7)红柳沟岩体成矿地质背景、成岩时代及岩体地质地球特征与黑山岩体相似,红柳沟铜镍矿化岩体具有形成铜镍硫化物矿床的成矿条件。

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第一章 绪论

1.1选题依据及研究意义

1.2研究现状及进展

1.3研究内容及研究思路

1.4主要工作量及实验测试工作

1.5取得的主要成果

第二章 区域地质背景

2.1大地构造位置

2.2区域地层

2.3区域构造

2.4区域岩浆岩

2.5区域大地构造演化与成矿的关系

2.6区域矿产

第三章 研究区地质特征

3.1地层

3.2构造

3.3岩体特征及侵入期次

3.4围岩蚀变

3.5红柳沟岩体矿化特征

第四章 岩体地球化学特征

4.1岩石地球化学特征

4.2锆石年代学研究

第五章 岩浆源区与演化过程

5.1蚀变影响

5.2同化混染作用

5.3造岩矿物的结晶温度

5.4原生岩浆与分离结晶

第六章 红柳沟岩体成矿潜力分析

6.1区域成矿背景

6.2岩体成矿显示

6.3成矿指标

6.4与已知含矿岩体形成年龄对比

6.5红柳沟岩体与黑山岩体对比

6.6成矿潜力

第七章 结论及存在问题

参考文献

图版

攻读学位期间取得的研究成果

致谢