峨眉山大火成岩省攀枝花基性—超基性岩墙成因研究

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扬子克拉通西缘以及北越南地区由于晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用而形成了峨眉山大火成岩省。峨眉山大火成岩省中赋存有攀枝花、红格、白马以及太和等世界级的超大型钒钛磁铁矿矿床。目前,这些岩浆矿床的成因研究还存在争议。基性-超基性岩墙为峨眉山地幔柱岩浆作用的早期产物,开展基性-超基性岩墙研究对于认识峨眉山大火成岩省的岩浆起源及岩浆演化具有重要的作用。我们以攀枝花矿床朱家包包露天矿出露的基性-超基性岩墙为本学位论文的研究对象,开展攀枝花岩墙与其围岩的岩相学、全岩主、微量元素以及Sr-Nd同位素研究,并与峨眉山大火成岩省其他地区的基性-超基性岩墙进行岩石学及地球化学的对比研究,从而识别攀枝花基性-超基性岩墙的成因,加深对峨眉山大火成岩省的岩浆起源及岩浆演化的认识。获得了如下主要认识:1.攀枝花基性-超基性岩墙的微量元素原始地幔标准化配分曲线和球粒陨石标准化配分曲线与二滩高Ti玄武岩和苦橄岩相似,表明攀枝花地区基性-超基性岩墙与峨眉山高Ti玄武岩具有相同的岩浆来源。围岩水镁石大理岩样品中除Sr外其他的微量元素均比含橄榄石的基性-超基性岩墙样品低2–3个数量级。攀枝花基性-超基性岩墙和围岩大理岩样品表现出轻稀土(LREE)相对富集,重稀土(HREE)亏损的特征。Nb、Ta元素既有正异常也有负异常。2.在Nb/Yb-Th/Yb图解中,大多数的朱家包包岩墙样品落入了MORB-OIB系列和峨眉山苦橄岩范围内,部分岩墙样品落于地幔系列与地壳端元之间。因此认为,攀枝花基性-超基性岩墙形成过程受到了少量地壳物质的混染。3.朱家包包岩墙的(87Sr/86Sr)i比值变化范围较大在0.704076–0.707852之间,平均值为0.7050947。该平均值范围高于洋岛玄武岩(OIB)和洋中脊玄武岩(MORB),而岩墙εNd(t)值范围较相似(1.0–1.69)。围岩大理岩具有相对高的(87Sr/86Sr)i比值为(0.705947–0.708350),εNd(t)较低,为-0.77。Sr-Nd同位素组成表明朱家包包岩墙与分布于攀枝花、大理等地同时期的高Ti玄武岩具有相似的源区。混合计算结果表明,与同时期高Ti玄武岩的平均组成相似的玄武质岩浆经历了高达30wt%水镁石大理岩的同化混染作用。4.玄武质岩浆对碳酸盐围岩的同化作用模拟计算结果表明,朱家包包基性-超基性岩墙是玄武质岩浆对水镁石大理岩的局部同化作用的产物。玄武质岩浆对碳酸盐岩的同化作用可能是造成攀枝花钒钛磁铁矿矿床形成的一个关键因素。
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