矿床地球化学国家重点实验室知识库

红格和攀枝花镁铁-超镁铁层状岩体及赋存的超大型Fe-Ti-V氧化物矿床位于中国西南部的峨眉山大火成岩省(ELIP)中部。其在时间、空间及成因上与峨眉山高Ti玄武岩存在密切联系。具有重要经济价值的Fe-Ti-V氧化物矿层主要赋存于红格岩体的中部带和攀枝花岩体下部带的底部。岩浆氧化物矿床的成因观点包括氧化物-硅酸盐熔体不混溶和玄武质岩浆结晶的钛磁铁矿堆积作用。本研究应用系统的全岩主量元素和微量元素、矿物成分变化及PGE地球化学特征来探讨岩石成因、评估已有成矿模式并建立起新的成矿模式。本文主要取得以下主要结论： (1)红格和攀枝花岩体的全岩主量及微量元素研究表明，Fe-Ti氧化物矿床形成于岩浆动态系统中Fe-Ti氧化物堆晶作用。 (2) 红格岩体赋矿层位的橄榄石Fo值、单斜辉石Mg#及Fe-Ti氧化物MgO含量高于世界其它层状岩体富含氧化物层位，表明岩浆房系统中氧化物的结晶要早于世界其它岩浆系统的氧化物。 (3)相平衡制约与矿物微量元素含量变化显示红格和攀枝花层状岩体的母岩浆与峨眉山大火成岩省中较基性的高Ti玄武岩类似。MELTS(adiabat_1ph)模拟结果表明红格岩体和攀枝花岩体母岩浆是由峨眉山苦橄质岩浆经过约22%和28%的分离结晶演化而来。 (4)红格岩体各旋回中硫化物、橄榄石和富Cr磁铁矿反复出现以及各旋回分别赋存多层Fe-Ti氧化物厚矿层表明，多期岩浆的侵入与超大型Fe-Ti氧化物矿床的形成具有密切联系。而整个攀枝花岩体中单矿物的相容元素变化较小也暗示了存在多期岩浆侵入。 (5)攀西地区层状岩体的规模明显小于世界其它典型含氧化物矿化岩体，但其成矿规模及品位却远大于后者。与邻近的峨眉山高Ti玄武岩相比，层状岩体矿石与岩石的不相容微量元素同时发生亏损，显示并非所有形成氧化物矿层及岩体的岩浆都被保留于岩体中。质量平衡计算表明岩体中磁铁矿并非全由形成基性岩体和演化形成酸性岩的玄武质岩浆形成。同时，本区高Ti玄武岩中FeOt相对亏损的特征表明其早期经历了Fe-Ti氧化物的结晶。因此，两者之间存在密切的成因联系。 (6)MELTS程序(adiabat_1ph)模拟结果表明，岩浆房中高Ti玄武质岩浆的磁铁矿提前结晶主要是由岩浆fO2升高所导致。碳酸盐岩围岩与岩浆的反应及其在接触变质过程中释放出的CO2流体是导致岩浆fO2升高的主要原因。 (7)本研究认为层状岩体为类似于岩浆通道的流通系统。由峨眉山地幔柱作用形成的苦橄质岩浆在深部岩浆房经历了不同程度的分异演化，形成演化程度各异的富Fe、Ti的母岩浆。母岩浆在侵入到浅部岩浆房之后与碳酸盐岩围岩反应释放出CO2流体而促使岩浆fO2升高，进而导致了大规模的Fe-Ti氧化物早期结晶。由于氧化物与玄武质岩浆之间具有明显的密度差异，前者经过重力分异作用沉淀于岩浆房底部，形成了层状岩体中的主要矿层。经历了Fe-Ti氧化物分离的部分岩浆则沿通道喷出地表，形成了攀西地区在时空上与层状岩体密切相关且FeOt相对低的高Ti玄武岩，而残留于岩浆房中的岩浆则经过分异演化形成层状岩体。 (8)红格岩体的铂族元素(PGE)分布主要受到硫化物的控制；含铬铁矿样品部分IPGE受到铬铁矿的控制；磁铁矿矿石中Fe-Ti氧化物并不是IPGE的主要富集相。其亏损的PGE含量与极高的Cu/Pd比值表明红格岩浆在深部经历地壳混染引起的硫化物熔离。而岩体中的硫化物则是由于CO2加入使fO2升高导致硫化物二次熔离的结果。