東昆侖造山帶的夏日哈木超鎂鐵質(zhì)巖體是全球造山帶環(huán)境中賦存鎳資源量最大的超大型巖漿型硫化物礦床成礦巖體,在硫化物飽和熔離成礦過程中存在明顯的地殼混染,但混染地殼組份的類型、來源沒有確定,成礦巖漿侵入機(jī)制需要實(shí)際證據(jù)約束。本文對夏日哈木超鐵鎂質(zhì)巖體巖漿礦物進(jìn)行稀有氣體和碳同位素組成分析,探討夏日哈木巖體成礦巖漿混染組份來源、流體組份混入機(jī)制和巖漿侵位方向。取得以下主要認(rèn)識:(1)夏日哈木超鎂鐵質(zhì)巖體稀有氣體同位素組成具有巖石圈地幔、地殼和大氣來源端元混合的特征:橄欖石和輝石礦物中~3He/~4He變化于0.03~0.39Ra;~(40)Ar/~(36)Ar變化于291.96~316.91。~3He/~4He和~(40)Ar/~(36)Ar值位于地殼與大氣飽和流體端元之間。~(20)Ne/~(22)Ne(9.13~10.16)和~(21)Ne/~(22)Ne(0.023~0.037)沿大陸地殼及核成因演化線分布。(2)夏日哈木巖體巖漿礦物中碳同位素組成具有熱成因、地殼和地幔組份的特征:CO_2和CH_4碳同位素組成分別為-24.808~-0.2‰和-48.9~-15.2‰。300℃釋出CO_2和CH_4的碳同位素值位于有機(jī)質(zhì)熱裂解來源成因和甲烷氧化物組成范圍內(nèi),500℃和700℃的位于熱成因、地殼和地幔組成范圍內(nèi)。(3)確定了夏日哈木含礦巖體成礦巖漿混染組份來源:扣除放射性成因的貢獻(xiàn)后~3He/~4He比值接近巖石圈地幔,表明成礦巖漿來源于巖石圈地幔源區(qū)。~(40)Ar/~(36)Ar比值與大氣值相近,表明存在大氣飽和流體的加入。烷烴碳同位素總體正序和局部樣品反序的配分模式反映幔源流體揮發(fā)份中存在沉積有機(jī)質(zhì)熱裂解成因流體揮發(fā)份。He-Ne-Ar和C同位素均表明巖漿流體揮發(fā)份中存在明顯的地殼流體組份。(4)確定了夏日哈木含礦巖體成礦巖漿不同來源組份混入機(jī)制:有機(jī)質(zhì)熱裂解成因來源特征的甲烷同系物碳同位素配分模式表明巖漿源區(qū)中加入了俯沖沉積物,或者在巖漿上升侵位過程中加入了圍巖沉積有機(jī)質(zhì)流體組份。再循環(huán)洋殼可能是攜帶大量的大氣和俯沖板片物質(zhì)加入到地幔源區(qū)的有效機(jī)制。~3He/~4He值、~(40)Ar/~(36)Ar值與Th/Nb和La/Yb比值具有協(xié)變關(guān)系表明巖漿上升侵位過程中存在明顯的地殼物質(zhì)混染。(5)確定了夏日哈木巖漿侵位成礦機(jī)制:巖體自西部至東部~3He/~4He比值降低和~(40)Ar/~(36)Ar比值升高,He、Ar同位素組成的空間變化特征顯示~4He和~(40)Ar由西向東呈升高的趨勢,推論巖漿侵入方向自西向東,即混染的圍巖物質(zhì)可能是在巖漿由西向東侵入過程中逐步加入的。結(jié)合碳同位素、流體組份和金屬元素空間變化特征,以及C-He-Ar同位素組成與成礦元素之間的協(xié)變特征,侵位過程中地殼物質(zhì)的加入是促使硫化物就地熔離的主要因素。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P612;P588.11;P597
【部分圖文】：

第二章 地質(zhì)背景2.1 區(qū)域地質(zhì)2.1.1 大地構(gòu)造位置夏日哈木鎳銅硫化物礦床位于東昆侖造山帶西段祁漫塔格地區(qū)。東昆侖造山帶位于青藏高原北緣（程裕淇, 1994），西部以阿爾金斷裂為界與塔里木板塊接觸，東鄰秦嶺造山帶，北部為柴達(dá)木板塊（圖 2.1）。東昆侖造山帶以昆北斷裂、昆中斷裂和昆南斷裂為界可分為昆北造山帶、昆中造山帶和昆南造山帶（姜春發(fā)等, 1992; 袁萬明等, 2000）。東昆侖造山帶構(gòu)造分區(qū)復(fù)雜，區(qū)域巖漿巖、地層和構(gòu)造多樣，反映了從新元古代末期到侏羅紀(jì)時期具有復(fù)雜的地球動力學(xué)演化史。新元古代末 Rodinia 超大陸裂解時期，該地區(qū)開始發(fā)生原特提斯洋演化。早古生代早期階段為溝-弧-盆體系，晚古生代-早中生代時期為古特提斯北部大陸邊緣體系，侏羅紀(jì)后進(jìn)入到陸內(nèi)造山階段（李榮社等, 2008）。

論文 夏日哈木鎳銅硫化物礦床鎂鐵質(zhì)成礦巖漿就位機(jī)制11圖2.2 夏日哈木鎳銅硫化物礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)王冠等, 2014a）Fig.2.2 Geological map for the Xiarihamu Ni-Cu sulfide deposit, China（from Wang et al., 2014a）1-第四系；2-元古宙金水口巖群；3-花崗巖；4-中泥盆世正長花崗巖；5-新元古代二長花崗巖；6-新元古代花崗片麻巖；7-早三疊世閃長巖；8-輝長巖；9-輝綠巖；10-石榴石斜長角閃巖；11-超鎂鐵質(zhì)巖體；12-礦體及鎳礦露頭；13-斷層夏日哈木Ⅰ號雜巖體長約 1.9km，寬約 0.7km，面積為 1.33km2左右（圖 2.3），近北東東向分布，走向約 60°。巖體向西傾伏，鉆孔最大深度達(dá) 715m，巖體西部未出露地表，地表出露面積約為 0.9km2。巖體圍巖為古元古代金水口群變質(zhì)地層（王冠等, 2014a）。夏日哈木礦床Ⅰ號巖體北部與南部均分布有輝長蘇長巖

論文 夏日哈木鎳銅硫化物礦床鎂鐵質(zhì)成礦巖漿就位機(jī)制12圖2.3 夏日哈木鎳銅硫化物礦區(qū)Ⅰ號巖體地質(zhì)圖（據(jù)王冠等, 2014a）Fig.2.3 sketch geological map of the No-Ⅰmafic and ultramafic intrusion for the XiarihamuNi-Cu sulfide deposit, China（from Wang et al., 2014a）1-第四系；2-元古宙金水口巖群；3-輝長巖；4-輝綠巖；5-超鎂鐵質(zhì)巖體；6-礦體及鎳礦露頭；7-勘探線及編號；8-鉆孔號及采樣位置橄欖巖相巖石類型主要為純橄巖、方輝橄欖巖和二輝橄欖巖，橄欖石為堆晶相，斜方輝石、單斜輝石和斜長石為填隙相。輝石巖相巖石類型主要為橄欖斜方輝石巖、方輝輝石巖和二輝輝石巖，橄欖石和斜方輝石常作為堆晶礦物，單斜輝石、普通角閃石和斜長石構(gòu)成填隙礦物。輝長蘇長巖相巖石類型主要為橄欖輝長巖、輝長蘇長巖和輝長巖，斜方輝石為堆晶礦物，單斜輝石和斜長石為填隙相（姜常義等, 2015）。夏日哈木Ⅰ號巖體年代學(xué)資料表明含礦巖體形成于晚志留世-早石炭世時期，橄欖二輝巖鋯石 U-Pb 年齡為 410.9±1.6Ma 和 412.9±1.8M（a張照偉等, 2015），二輝輝石巖鋯石 U-Pb 年齡為 411.6±2.4 Ma（Li et al., 2015）、406.1±2.7 Ma（Songet al., 2016），輝長蘇長巖鋯石 U-Pb 年齡為 405.5±2.7 Ma（Song et al., 2016）、423±1 Ma（王冠等, 2014a）、431.3±2.1 Ma（Li et al., 2015）和 439.1±3 Ma（姜常義等, 2015）
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本文編號：2872501