新疆哈密白石泉含銅鎳鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體鉑族元素特征

1、新疆哈密白石泉含銅鎳鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體鉑族元素特征柴鳳梅1 ,2)張招崇1)毛景文1)董連慧3)葉會壽1)華4)莫新華4)吳1) 中國地質(zhì)大學地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室 ,北京 ,100083 ; 2)新疆大學資源與環(huán)境學院 ,烏魯木齊 ,830046 ; 3) 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 ,烏魯木齊 ,830000 ;4) 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊 ,新疆哈密 ,839000摘 要 新疆哈密白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體的鉑族元素研究表明 ,巖體的鉑族元素總含量較低 ,原始地幔標準化模式具鎂鐵質(zhì)巖石的特征 ,并具 Pt 正異常 ,且鉑族元素的分異主要受結(jié)晶分異作

2、用的影響 。巖體的 Cu/ Pd 、Se/ S、Ti/ Pd 值表明其發(fā)生過 硫化物的熔離作用 。Pd/ Ir 、Ni/ Cu 特征表明了巖體系高鎂玄武巖巖漿的產(chǎn)物 。鉑族元素特征揭示了白石泉巖體硫化物的熔 離作用是由原始巖漿結(jié)晶分異導致的 ,巖體的形成是原始巖漿發(fā)生橄欖石等的結(jié)晶 ,導致硫化物的熔離作用后 ,其殘余巖漿演化的結(jié)果 。關(guān)鍵詞 鉑族元素 鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖 新疆白石泉Pla tinum Group Elements Geochemistry of Ba ishiquan Maf ic2Ultra maf ic Intrusivesin Central Tianshan Block

3、, XinjiangCHA I Fengmei 1 ,2)ZHAN G Zhaocho ng 1)MAO J ingwen 1) DON G Lianhui 3)YE Huisho u 1)WU Hua 4)MO Xinhuan 4)1) S t ate Key L aboratory of Geo2Processes a n d M i neral Resou rces , Chi na U ni versi t y of Geosciences , Bei ji n g , 100083 ; 2) S chool of Resou rce a n d En v i ron ment , X

4、 i nji a n g U ni versi t y , U r u m qi , 830046 ; 3) X i nji a n g B u rea u of Geology a n d M i neral Resou rces , U r u m qi , 830000 ;4) N o. 6 Geological Pa rt y , X i nji a n g B u rea u of Geology a n d M i neral Resou rces , Ha m i , X i nji a ng , 839000Abstract Peridotite , p yro xenite

5、, hornblendite , t roctolite and gabbro in Baishiquan int rusio n were chosen for platinum2group ele2ment s analysis. The result s show t hat t heir total P GE co ntent s are low , and t heir p rimitive mantle2normalized P GE pat terns are simi2lar to t hose of mafic rocks in ot her areas wit h posi

6、tive Pt ano malies and f ro m P GE no nf ractio natio n ( Pd/ Ir = 1 . 355 . 36) to mildf ractio natio n ( Pd/ Ir = 12 81 . 54) , mainly affected by crystallizatio n differentiatio n. The Cu/ Pd , Ti/ Pd and Se/ S ratios of t hese rocks suggest t hat segregatio n of sulfide melt must have occurred.

7、The f ractio natio n of olivine and chro mite t riggered t he immiscibility of t he sulfide melt f ro m t he silicate2melt . The int rusio ns were generated f ro m t he magma t hat had undergo ne crystallizatio n differenti2 atio n of olivine and segregatio n of sulfides.Key words platinum group ele

8、ment s mafic2ult ramafic int rusivesBaishiquan Hami Xinjiang鉑族元素 ( P GE) 不但是一種貴金屬礦產(chǎn) ,而且是一種地球化學示蹤劑 ,可以提供一些有關(guān)親石元 素無法提供的其他地球化學信息 ,它們在研究鎂鐵2 超鎂鐵質(zhì)巖石成因及演化方面 發(fā) 揮 了 重 要 的 作 用( Garuti et al . , 1997) 。 白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)雜巖體位于新疆哈密市東南約 170 km 處 ,中天山地塊北緣 、沙泉子深斷裂南側(cè) (吳華等 ,2005) 。它是天山地區(qū)繼東天山后發(fā) 現(xiàn)的又一個含銅鎳硫化物礦床的鎂鐵2超鎂鐵侵入 巖體 。目前

9、,相關(guān)研究只限于該巖體的地質(zhì)條件 、物 化探異常等方面 ,有關(guān)該鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體的地球化學特征的研究尚屬空白 。本文試圖從巖體的鉑族本文由國家自然科學基金項目 ( 編號 :40402012) 、國家 305 項目 ( 編號 :2001BA609A207202) 資助 。改回日期 2005209216 ; 責任編輯 :周健 。第一作者簡介 :柴鳳梅 ,女 ,1971 年生 ,講師 ,在職博士研究生 ,從事巖石學與礦床學的教學與研究 ; E2mail :jjscf m so hu. co m 。124地 球?qū)W報2006 年元素特征來探討該巖體的成因及演化以及該銅鎳硫化物礦床的成礦機制 。這對該地

10、區(qū)同類礦床的找礦 具有一定的意義 。主要巖石類型有閃長巖 、輝長巖 、角閃石巖 、輝石巖和橄欖巖 。在 20 個巖體中 ,5 個巖體有銅鎳硫化物 工業(yè) 礦 體 , 6 個 巖 體 有 銅 鎳 礦 化 , 礦 石 以 浸 染 狀 為 主 。含礦巖石主要為單輝橄欖巖 、橄輝巖及角閃 輝長巖 。該雜巖體輝長巖中的鋯石 SHR IM P 年齡為 285 Ma (吳華等 ,2005) ,屬華力西中期巖漿活動 的產(chǎn)物 ,與東天山的黃山和黃山東以及阿爾泰造山 帶南緣的喀拉通克含銅鎳礦巖體的成巖時代一致 。 這些巖體地表出露形態(tài)較為復雜 ,其中部出露較為 完整 的 閃 長 巖 , 呈 長 軸 近 北 東2南

11、西 向 的 近 似 橢 圓狀 ,在東南及北部的輝長閃長巖則呈不規(guī)則的巖枝 及巖脈狀產(chǎn)出 ,超鎂鐵巖體多呈脈狀產(chǎn)于閃長巖中(圖 2) 。1地質(zhì)背景及巖體地質(zhì)白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體位于中天山地塊東段 ,研究區(qū)內(nèi)出露的地層有新元古界震旦系變質(zhì)巖 、中元古界星星峽群和卡瓦布拉克群變質(zhì)巖 、上古生 界石炭系雅滿蘇組火山巖及底坎兒組碎屑巖和第四 系沉積物 。研究區(qū)內(nèi)主要有北東東向的沙泉子深大斷裂 ,沿其兩側(cè)分布有中酸性 、鎂鐵及超鎂鐵質(zhì)巖體 (圖 1) 。白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體侵入 于 中 元 古 界星星峽群和卡瓦布拉克群的片巖 、片麻巖 、麻粒巖 和大理巖中 ,與圍巖接觸界線清楚 。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn) 20

12、個 大小不等的同源 、同期次 、不同階段侵入的小巖體 ,2樣品特征及分析方法本次研究共選取了 8 件巖石樣品 ,這些巖石常見有自形 半自形 、中 細粒結(jié)構(gòu) ,嵌晶結(jié)構(gòu) ,反應邊結(jié)構(gòu) ,輝長結(jié)構(gòu)等一些典型的基性2超基性深成巖 結(jié)構(gòu)特征 。原生礦物主要為橄欖石 、輝石 、斜長石及 角閃石和不透明金屬礦物 ,其各種礦物含量隨巖石類型的不同而有較大的變化 。其中斜方輝石橄欖巖 呈黑 色 , 主 要 由 橄 欖 石 ( 50 % 55 %) 、斜 方 輝 石 (35 %40 %) 和少量的角閃石 、單斜輝石 、黑云母 、圖 1 新疆中天山白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體區(qū)域地質(zhì)圖 Fig. 1 Regio na

13、l geologic map of t he Baishiquan mafic2ult ramafic rocks in t he cent ral Tianshan1 第四系沉積物 ; 2 石炭系底坎爾組碎屑巖 ; 3 石炭系雅滿 蘇組 火 山 巖 ; 4 震 旦 系 大 理 巖 ; 5 長 城 系 星 星 峽 群 變 質(zhì) 巖 ;6 薊縣系卡 瓦 布 拉 克 群 變 質(zhì) 巖 ; 7 加 里 東 期 片 麻 狀 花 崗 巖 ;8 華力西期花崗巖 ; 9 華力西期閃長巖 ; 10 華力西期鎂鐵2超鎂鐵巖 ; 11 斷裂 ; 12 礦區(qū)1 Quaternary sediment s ; 2 Car

14、bo nifero us det rital rocks of Dikan2er Fo r matio n ; 3 Carbo nifero us volcanic rocks of Yamansu Fo r ma2 tio n ; 4 Sinian marble ; 5 Changcheng System metamo rp hic rocks of Xingxingxia Gro up ; 6 J ixian System metamo rp hic rocks ofKawabulak Gro up ; 7 early2Paleozoic gneissic granite ; 8 Herc

15、yni2an granite ; 9 Hercynian dio rite ; 10 Hercynian mafic2ult ramafic rocks ; 11 fault ; 12 depo sit locatio n圖 2 新疆白石泉鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體地質(zhì)圖 Fig. 2 Sketch geologic map of t he Baishiquan mafic2ult ramafic int rusives 1 第四系沉積物 ; 2 薊縣系卡瓦布拉克群變質(zhì)巖 ; 3 長城系星星峽群變質(zhì)巖 ; 4 震旦系大理巖 ; 5 華力西期花崗巖 ;6 華力西期閃長巖 ; 7 華力西期鎂鐵2超鎂鐵巖

16、;8 斷裂 ; 9 剖面線1 Quaternary sediment s ; 2 J ixian System metamo rp hic rocks ofKawabulak Gro up ; 3 Changcheng System metamo rp hic rocks ofXingxingxia Gro up ; 4 Sinian marble ; 5 Hercynian granite ;6 Hercynian dio rite ; 7 Hercynian ult ramafic rocks ;8 fault ; 9 cro ss setio n 新疆哈密市白石泉銅鎳礦點 2004 年預

17、查報告. HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 柴鳳梅等 :新疆哈密白石泉含銅鎳鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體鉑族元素特征第 2 期125斜長石及不透明金屬礦物組成 ,該類型巖石含較多金屬硫化物 (10 %15 %) 。斜長二輝橄欖巖由橄欖 石 (50 % 55 %) 、單斜輝石 ( 約 15 % 20 %) 、斜方 輝石 (10 %) 、斜長石 (約 15 %) ,少量角閃石 、黑云母 及金屬礦物組成 。橄欖輝石巖呈黑色 ,主要由橄欖石 (2

18、0 %30 %) 、輝石 (35 %55 %) 組成 ,并含少量 角閃石 (5 %) 及金屬礦物 。角閃石巖呈黑色 ,主要由 斜長石 ( 15 %20 %) 、角閃石 ( 70 %75 %) 及少量 的輝石 、金屬礦物組成 。橄長巖呈灰黑色 ,主要由橄 欖石 (30 %40 %) 、斜長石 ( 45 %50 %) 及少量輝石 、角閃石 、黑云母及不透明金屬礦物等填隙礦物組 成 ,填隙礦物總量約 10 %25 % 。角閃輝長巖呈灰 綠黑色 ,主要由斜長石 ( 40 % 50 %) 、輝石 ( 30 %) 、 角閃石 ( 15 %) 、棕色黑云母 、磷灰石 、榍石及不透明 金屬礦物組成 。所研究的

19、樣品均是通過顯微鏡的仔細觀察 ,挑選出的具有代表性的較為新鮮的樣品 ( 樣品的鑒定結(jié)果見表 1 ,采樣位置見圖 3) 。在粉碎前用切割機 將其表皮去除 ,然后放在超聲裝置中用 Millipo re 水 清洗干凈 ,以避免樣品受到其他物質(zhì)的混染 。樣品 的鉑族元素分析是在國家地質(zhì)實驗測試中心完成 ,分析流程主要為 , 首 先 將 待 測 樣 品 與 碳 酸 鈉 、硼 酸 鈉 、硼砂 、玻璃粉 、硫磺 、面粉混合 , 倒 人 坩 堝 中 , 其 次 ,加人適量鋨稀釋劑在 1150 高溫爐內(nèi)熔融 ,將 熔體倒人鐵模中冷卻后取出锍扣 ,用 HCl 溶解锍扣 濾出不溶物 ,在封閉溶樣器中用王水溶解濾渣

20、,最后在 ICP2M S 上測定 Pt 、Pd 、Rh 、Ir 、Ru 和 Os , 全流程 空白 值 為 : Os 、Ir 、Ru 、Pd 為 0 . 3 ng , Pt 、Rh 為 0 . 06 ng 。3白石泉巖體鉑族元素 ( P GE) 特征P GE 數(shù) 據(jù) 分 析 結(jié) 果 及 各 參 數(shù) 列 于 表 2 。從 表 2表 1 白石泉鎂鐵2超鎂鐵巖石及礦物成分特征( %)Ta ble 1 Mineral composition ( %) and petrology characteristics of Ba ishiquan maf ic2ultra maf ic rocks樣品編號巖石

21、名稱結(jié)構(gòu)主要礦物組合硫化物含量Bs023Bs824Bs821Bs921Bs724Bs8211Bs622斜方輝石橄欖巖斜長二輝橄欖巖 橄欖輝石巖角閃橄欖輝石巖含長角閃石巖 橄長巖橄長巖包橄結(jié)構(gòu)反應邊 、包含結(jié)構(gòu) 半自形細粒半自形細粒嵌晶結(jié)構(gòu) 橄長結(jié)構(gòu)橄長結(jié)構(gòu)輝長結(jié)構(gòu)Ol ( 45 %) + Op x ( 35 %) + Amp 、Bi ( 5 %) + M ( 15 %)Ol ( 50 %) + Cp x ( 18 %) + Op x ( 15 %) + An ( 10 %) + Amp + Bi + M ( 7 %) Ol ( 30 %) + Op x + Cp x ( 65 %) + Amp

22、 + M ( 5 %)Ol ( 30 %) + Op x + Cp x ( 55 %) + Amp ( 10 %) + M ( 5 %) An ( 20 %) + Amp ( 75 %) + Cp x + M ( 5 %)Ol ( 40 %) + An ( 50 %) + Cp x + Op x ( 5 %) + Amp + Bi + M ( 5 %)Ol ( 40 %) + An ( 45 %) + Cp x + Op x ( 10 %) + Amp + Bi + M ( 5 %)10 % N .N .0 . 5 %3 % N .N . Bs124 角閃輝長巖An ( 45 %) + Cp

23、x ( 30 %) + Amp ( 20 %) + Bi + M ( 5 %) N . 注 :Ol 橄欖石 ; Cp x 單斜輝石 ; Op x 斜方輝石 ; Amp 角閃石 ; An 斜長石 ; Bi 黑云母 ; M 金屬礦物 ; N . 未見 ?？梢钥闯?,白石泉巖體鉑族元素總量較低 ,介于 2 . 310 - 9 78 . 34 10 - 9 之 間 。不 同 類 型 巖 石 中 的 P GE 有 一 定 的 差 異 , 含 少 量 硫 化 物 樣 品 ( B S023 , B S724) 中的各元素含量明顯高于不含硫化物樣品中 的含量表明了 P GE 與硫化物的強烈相容性 。原始地幔標

24、準化 P GE 及 Cu 、Ni 配分模式圖表現(xiàn)為向左傾斜的曲線 ,體現(xiàn)出 Pt 、Pd 、Cu 較 Ni 、Os 、 Ir 、Ru 富集 ( 圖 4) ,這與鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)侵入體 P GE 配分模式相同 ( Fleet et al . ,1996 ;王瑞廷等 ,2005) 。 除了含少量硫化物 巖 石 外 , 其 余 所 有 樣 品 的 Ni 與P GE 均較原始地幔虧損 , Cu 則表現(xiàn)為富集 ,并具有Pt 的 弱 的 正 異 常 。P GE 呈 現(xiàn) 出 弱 到 強 的 分 異 。 P GE 中各元素的物理化學性質(zhì)的不同 ,使它們在部 分 熔 融 與 巖 漿 冷 卻 結(jié) 晶 過 程 中 發(fā)

25、 生 分 異 。Pd 與 Ir圖 3 新疆白石泉鎂鐵2超鎂鐵巖體剖面及采樣位置圖Fig. 3 Geological sectio n of t he Baishiquan mafic2ult ramafic int rusitives and t he sample locatio n1 圍巖 ; 2 輝長巖 ; 3 大理巖 ; 4 橄欖巖 ; 5 花崗質(zhì)糜棱巖 ; 6 輝石巖 ; 7 橄長巖 ; 8 礦體1 wall rocks ; 2 gabbro ; 3 marble ; 4 peridotite ; 5 granitic mylo nite ; 6 p yro xenite ; 7 t

26、 roctolite ; 8 o re bo dy HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 126地 球 學 報2006 年表 2 白石泉基性2超基性巖體鉑族元素含量及參數(shù)的地球化學性質(zhì)差異最大 ,常用其比值表征鉑族元素的總體分異特征 。未分異 Ta ble 2 The P GE a bundances and para meters of the analyzed sa mples 的物 質(zhì) Pd/ Ir = 1 , 部 分 熔 融

27、 程 度 越 大 ,Pd/ Ir 越 小 ; 巖 漿 結(jié) 晶 作 用 越 強 , Pd/ Ir越大 ( Garuti et al . , 1997) 。Ni/ Cu 則相 反 ,它隨著部分熔融程度的增加而增加 ,樣品號BS023BS824BS821BS921BS724BS8211BS622BS124Os Ir Ru Rh Pt PdP GECu Ni Ti SeS/ % Pd/ IrPt / Pt 33 . 442 . 393 . 582 . 5330 . 136 . 378 . 233547438724583 . 742 . 0615 . 201 . 0097 . 90 . 681 . 24

28、181 . 50 . 140 . 120 . 550 . 051 . 120 . 552 . 5315774553950 . 390 . 184 . 582 . 14284 . 5108 . 94 . 76216 . 70 . 180 . 080 . 590 . 030 . 970 . 452 . 3184277643760 . 280 . 125 . 362 . 51187 . 197 . 259 . 21233 . 30 . 210 . 160 . 700 . 141 . 741 . 924 . 8731 . 4123836570 . 10 . 09912 . 001 . 0716 . 3

29、519 . 0539 . 42101 . 10 . 360 . 130 . 780 . 437 . 0610 . 619 . 3659 . 536529380 . 240 . 06581 . 541 . 065 . 612 . 776 . 14369 . 20 . 090 . 171 . 220 . 051 . 480 . 613 . 6210771335970 . 170 . 0333 . 592 . 76175 . 258 . 976 . 67515 . 20 . 050 . 091 . 120 . 040 . 751 . 103 . 1497 . 798238970 . 160 . 06

30、812 . 941 . 2088 . 8235 . 4210 . 05235 . 20 . 230 . 361 . 110 . 040 . 480 . 492 . 7012914260550 . 080 . 0081 . 351 . 15266 . 16124 . 81 . 101000隨巖 漿 結(jié) 晶 分 異 程 度 的 增 大 而 減 小 。Pd/ Ir 與 Ni/ Cu 具 有 負 相 關(guān) 關(guān) 系 。 Bar nes 等 ( 1988 ) 研 究 表 明 , 巖 漿 結(jié) 晶 產(chǎn)物及地幔部分熔融殘留物均具有 Pd/Ir 與 Ni/ Cu 負相關(guān)關(guān)系 ,但是 Pt / Pt 3 與 Pd/

31、Ir 的 關(guān) 系 則 可 以 很 好 地 將 它 們 區(qū) 分 ,地幔部分熔融的殘留物兩者具有正相關(guān)關(guān)系 ,巖漿結(jié)晶產(chǎn)物則表現(xiàn)為負相關(guān) ( Garuti et al . , 1997 ) 。由 圖 5 可 見 ,白石 泉 巖 體 的 Pt / Pt 3 與 Pd/ Ir 具 有 明Cu/ Pd 10 3Ti/ Pd 105Ni/ Cu- 6顯的負相關(guān)關(guān)系 ,表明巖漿結(jié)晶作用是 Se/ S 10注 :單位 : P GE 為 10 - 9 ,Cu 、Ni 、Se 、Zr 、Ti 為 10 - 6 。Pt / Pt 3 = Pt N/RhN PdN 。該巖體 P GE 分異的主控因素 。不同成因類型的

32、巖石有不同的 Pd/ Ir 與 Ni/ Cu100 ( Keays , 1995 ; Maier et al . ,1998) 。P GE 具有極高的硫化物熔體與硅酸鹽 熔 體 的 分配系數(shù) 104 105 ( Fleet et al . ,1996) , Cu 與 Ni 、Ti 在硫化物熔體與硅酸鹽熔體的分配系數(shù)較 P GE 小 得多 ,硫化物的熔離會使巖漿中 P GE 與 Cu 、Ni 、Ti 發(fā)生分異 ,且?guī)r漿中的 P GE 較 Cu 、Ni 、Ti 更為虧損 。因此 ,發(fā)生了硫化物熔離作用的巖漿及其產(chǎn)物中的 Cu/ Pd 、Ti/ Pd 等 值 應 大 于 相 應 的 原 始 地 幔

33、的 值 Cu / Pd = 6 5 0 0 ( Maier et al . , 1 9 9 8 ; Bar nes et al . ,數(shù)值分布范圍 ,所分析樣品中的 Pd/ Ir 介于 1 . 3581 . 5 之 間 , Ni/ Cu 均 低 于 原 始 地 幔 的 值 71 . 4 。在 Pd/ Ir 與 Ni/ Cu 圖 解 中 ( 圖 6) , 所 有 樣 品 均 位 于 高 MgO 玄武巖區(qū) , 表明白石泉巖體母巖漿為高 MgO 玄武巖巖漿 ,這與由橄欖石電子探針分析計算出的 母巖漿 的 結(jié) 論 一 致 ( MgO = 14 . 05 %) ( 柴 鳳 梅 等 ,2006) 。另外

34、,白石泉巖體的 Pd/ Ir 圖 4 白石泉巖體 P GE 原始地幔標準化圖解(原始地幔值引自 Barnes 等 , 1988)Primitive mantle2normalized P GE pat terns of t he圖 5部分熔融與巖漿結(jié)晶分異過程中的 P GE 分異趨勢(原圖據(jù) Garuti 等 , 1997)Differentiatio n t rends of P GE in t he crystal f ractio n2Fig. 4Baishiquan mafic2ult ramafic int rusives ( normalizatio n valuesf ro m

35、Barnes et al . , 1988)Fig. 5atio n and partial melting (af ter Garuti et al . , 1997) HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 柴鳳梅等 :新疆哈密白石泉含銅鎳鎂鐵2超鎂鐵質(zhì)巖體鉑族元素特征第 2 期127化物達到飽和而發(fā)生熔離 。白石泉巖體具有的堆晶結(jié)構(gòu) ,橄欖石中包裹鉻鐵礦 ,橄欖石成分及巖體的主 量元素成分特征 (柴鳳梅等 ,2006) 表明 ,

36、巖體早期經(jīng) 過了橄欖石 、鉻鐵礦的結(jié)晶分異作用 。因此 ,白石泉 巖體原始巖漿在較深部位發(fā)生的橄欖石等礦物的結(jié)晶分異作用是促使其硫化物飽和的可能重要因素 。 對白石泉巖體的元素地球化學和氧同位素研究表明 ,地殼物質(zhì)對巖漿的混染很 有 限 ( 另 文 發(fā) 表) 。 角閃石 、黑云母等含水礦物的普遍存在表明巖漿中 含水 ,暗示了母巖漿可能與受俯沖作用影響的巖石圈地 幔 有 關(guān) 。巖 體 中 MgO 含 量 極 高 ( 未 發(fā) 表 數(shù) 據(jù)) ,硫化物均位于底部巖相 ( 橄欖巖及輝石巖相) , 堆晶巖中橄欖石 Ni 沒有虧損 ,因此 ,地殼物質(zhì)的混 入不是引起硫化物飽和的主控因素 。Li 等 (200

37、1) 研究表明 ,硫不飽和的巖漿經(jīng)過結(jié)晶分異后 ,再與一定量的原始巖漿混合可以降低混 合巖漿中硫的飽和度 ,從而使硫化物與混合巖漿發(fā) 生熔離 ,并使混合巖漿中的硫含量低于它的飽和度 , 在以后巖漿結(jié)晶過程中不再有硫化物的形成 。巖漿 混合作用導致硫化物不混溶的機制曾被用來解釋許多銅 鎳 硫 化 物 礦 床 的 成 因 , 如 Bushveld 雜 巖 體 的 Merensky Reef 礦層 (Li et al . ,2001) ,金川礦床 ( 李 文淵 ,1996) 和新街巖體 ( Zho ng et al . ,2002) 等 。然 而 ,在白石泉巖體 ,野外和室內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)任何巖漿混 合的

38、地質(zhì)和地球化學證據(jù) ,因此 ,巖漿混合作用導致白石泉巖體硫化物熔離的可能性可以排除 。 上述研究表明 ,白石泉巖體的硫化物之所以達到飽和主要是橄欖石等的分離結(jié)晶造成的 。 由于白石泉巖體的原始巖漿在深部發(fā)生了橄欖石等礦物的分離結(jié)晶作用及硫化物的熔離作用 ,目前出露的巖體應是橄欖石與殘余巖漿的混合體 。因 此 ,巖體中 P GE 元素的分異可能與橄欖石等礦物的 分離結(jié)晶作用及硫化物的熔離作用有關(guān) 。圖 6 白石泉巖體 Ni/ Cu 2 Pd/ Ir 圖解(原圖據(jù) Chai 等 , 1992)Fig. 6 Diagram of Ni/ Cu versus Pd/ Ir of t he Baishi

39、quan int rusives (af ter Chai et al . , 1992)1988) , Ti/ Pd = 300000 ( Sun et al . ,1991) 。白石泉巖體中的 Cu/ Pd 及 Ti/ Pd 遠遠大于相應的原始地 幔值 (表 2) ,表明該巖體發(fā)生過硫化物的熔離 。另 外 ,Se 屬親硫的不活潑元素 , 當巖漿中的硫達到飽 和時 ,易進入硫化物熔體中 ,且在巖石發(fā)生蝕變過程 中不易發(fā)生變化 (Lo rand et al . , 2001) 。因此 , Se/ S 值對于巖漿中硫的飽和狀態(tài)及是否有硫的散失具有 一定的指示意義 。有研究表明 ,大部分巖漿硫化物

40、 礦床 的 Se/ S 介 于 50 10 - 6 930 10 - 6 之 間 ( Maier et al . , 1999) ,白石泉巖體中 ,幾乎所有樣品 的 Se/ S 值介于 101 10 - 6 515 10 - 6 之間 , 進一 步說明了母巖漿經(jīng)歷了硫化物的飽和過程 。4討論已有的研究表明 ,高鎂玄武巖巖漿為上地幔部分熔融程度較高的產(chǎn)物 ,其形成之初為硫化物不飽和巖漿 ( Keays , 1995) 。因此 ,在白石泉原始巖漿演 化過程中 , 一定有 某 種 因 素 促 使 其 達 到 硫 的 飽 和 。硫不飽和巖漿可以通過結(jié)晶分異作用 、巖漿混合作 用及地殼物質(zhì)的混染作用而使

41、 巖 漿 中 的 硫 達 到 飽和 。由于巖漿中硫的飽和度與 FeO 的含量成正比 ,與 SiO2 的 含 量 成 反 比 ( Irvine , 1975 ; Lightfoot et al . ,1997 ;劉月星 ,1997 ; 朱永峰 ,1998) 。橄欖石 、輝石及鉻鐵礦的結(jié)晶分異可以引起巖漿中 SiO2 含量 的升高與 FeO 含量的降低 ,從而可以使巖漿中的硫5結(jié)論通過對白石泉巖體的 P GE 元素特征研究 ,可以初步得出以下認識 :(1) 白石泉基性2超基性巖體母巖 漿 為 高 MgO的玄武巖巖漿 。(2) 白石泉巖體的硫不飽和原始巖漿在較深的 部位發(fā)生了橄欖石等礦物的分離結(jié)晶作

42、用 ,使得巖 漿中的硫化物達到飽和而發(fā)生熔離 ,從而形成了白 HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 128地 球?qū)W報2006 年Keays R R. 1995 . The role of ko matiitic and picritic magmatism and S2sat uratio n in t he fo r matio n of o re depo sit s. Lit ho s , 34 : 118 .Li C S ,

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