钛作为我国重要的战略性矿种之一,支撑着众多战略性产业的发展,对我国矿产资源安全有着重要的意义。丁叉叉山钛矿位于青藏高原东缘柴北缘超高压变质带内,是区内探明的第一个超大型的变质榴辉岩型钛矿床,在时空分布上与早古生代的都兰北带榴辉岩变质块体关系密切。研究区榴辉岩,多呈透镜状、似层状或脉状产出在金水口岩群和超镁铁质岩之中,岩体长度>700 m。根据全岩地球化学特征分析,榴辉岩的原岩具有正常洋中脊玄武岩-过渡型-富集型板内玄武岩的特征。为探究丁叉叉山钛矿化的成因机制,本研究课题在矿床地质调研的基础上,划分其成矿阶段,厘定各个成矿阶段的矿物组合,并采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、典型矿物原位LA-ICP-MS微量元素和全岩地球化学测试,对其矿相学、矿物地球化学、岩体成因以及成矿构造背景进行研究。野外调研和矿物化学测试(SEM和EPMA)结果表明:(1)赋钛矿物主要有金红石、钛铁矿和榍石,共生矿物主要为石榴子石和绿辉石,亦可见少量多硅白云母、磷灰石、斜长石、锆石等矿物;(2)石榴子石成分环带具有Ⅳ期生长阶段,表现在石榴子石包体中颗粒的大小或多少,即Ⅰ:含小颗粒的呈圆形-椭圆形的石英、云母和钛铁矿;Ⅱ:含较多包裹体,呈似筛状变晶结构,包裹体主要由钛铁矿、石英、少量云母及磷灰石组成;Ⅳ:几乎不含有包裹体;Ⅳ:含多组定向排列的钛铁矿和金红石,以及黑云母、白云母、石英、锆石和磷灰石;成分剖面上呈对称的变化规律;(3)金红石具有明显的δCe(0.08～2.69)和δEu(0.48～8.83)异常分馏。全岩地球化学表明,丁叉叉山榴辉岩的原岩形成的构造环境具有从正常的大洋中脊玄武岩(N-MORB)到过渡型玄武岩或板内富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)的特证。结合前人的研究和本次研究,丁叉叉山赋矿榴辉岩的成矿时代为晚志留世(429.4±4.4 Ma),成岩温度为618～887℃,成岩压力2.5 GPa。结合前人的地球化学和年龄数据,对超高压环境榴辉岩主要矿物石榴子石和金红石进行综合研究,总结出对榴辉岩型钛矿床成矿的制约条件,追溯榴辉岩的构造环境、造山演化过程,揭示该变质作用与成矿条件,对研究区超高压变质的榴辉岩岩石学、矿物学、同位素年代学的研究起着至关重要的作用,从而归纳出榴辉岩的原岩类型、形成的构造环境和钛矿床成矿的指示意义。