论文部分内容阅读
钢铁是国家经济、国防与社会发展的重要物质基础。近年来，随着我国经济建设步伐的加快，我国对钢铁的需求不断增加，我国的铁矿石已远远不能满足现代化建设的需求，因此对大型铁矿床的研究是解决当前铁矿石资源短缺的首要任务。东天山地区是我国重要的铁矿集区之一。磁海铁（钴）矿床是该区产于辉绿岩中的大型铁矿床，目前已探明铁矿石资源储量超过1亿吨，分布于磁海、磁西和磁南三个矿区，磁海为主矿区，超过90%的磁铁矿矿石赋存于该区，为露天开采。磁西和磁南矿区规模相对较小。矿区镁铁质岩体发育，发育多期辉长岩和辉绿岩，磁铁矿石与辉绿岩关系密切，辉绿岩既是磁海铁（钴）矿床的主要成矿母岩也是矿石的主要围岩。本文利用锆石LA-ICP-MS定年法，获得磁海矿区角闪辉长岩和磁南矿区粗晶辉长岩的206Pb/238U年龄分别为294.8±1.3Ma和276.1±0.63Ma，表明形成于早二叠世，与东天山地区含铜镍矿的镁铁-超镁铁质岩体属同一属岩浆活动的产物。地球化学特征上，角闪辉长岩与辉绿岩为同源岩浆演化的产物，它们具有中等偏低的Mg#值（49～66）和相对高的TiO2含量（2.27%～2.57%），属钙碱性和拉斑玄武岩系列（FeOT/MgO=0.93～1.84），其微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)，亏损Nb、Ta和Ti，并具明显的Eu负异常。粗晶辉长岩与前者具有不同特征，它们有高的Mg#值（72～81）和低的TiO2含量（0.24%～0.39%），属钙碱性玄武岩系列，具有富集大离子亲石元素Ba、Th、U、Pb、Sr和轻稀土元素(LREE)，亏损Nb、Zr、Hf和P，并具明显的Eu正异常特征。角闪辉长岩和粗晶辉长岩具有正的εHf(t)值（分别为4.6～11.7和1.5～5.1）。磁海镁铁质岩与磁南镁铁质岩在Sr-Nd同位素方面表现出一些相似性，它们都具有较高的87Sr/86Sr值（分别为0.708595和0.704182）和正的(εNd)t值（分别为1.71和1.26），表明它们具有地幔岩石的同位素特征。综上所述，认为磁海铁矿区镁铁质岩形成于后碰撞伸展背景，由亏损的软流圈地幔熔体与俯冲板片物质的混合物。不同类型的岩石系不同成分的原始岩浆经不同演化过程所形成的的产物。