四川会理通安地区古-中元古代基性岩浆活动与Fe-Ti-V氧化物成矿作用研究

Magmatic Fe-Ti-V oxide deposits are typically hosted in mafic-ultramafic intrusions and massif anorthosites. They are the important metal source of Fe, Ti, V, and P. With the gradual deepening of research, more and more research results on these deposits have been achieved. However, the genetic model for the formation of the oxide deposits remains controversy. In China, Fe-Ti-V oxide deposits are mostly present in the ca. ~260 Ma ELIP, however, in recent years, Fe-Ti-V oxide deposits have been found in some Paleo- to Mesoproterozoic mafic intrusions in the Tong’an area, southern Sichuan. These deposits have features that are distinct from those famous Fe-Ti-V oxide deposits around the world. However, no Paleo- to Mesoproterozoic Fe-Ti-V oxide deposits in the Tong’an area or even the Yangtze Block have previously been studied in detail because of the paucity of known deposits. This project focuses on the poor-understood mafic intrusions in the Tong’an area. On the basis of detailed field investigations, observations on the thin sections and previous studies, systematic petrology, mineralogy, PGE geochemistry and Sm-Nd isotope geochemistry will be used to investigate the differences in mineralization age, characteristics of the mantle source, nature and differentiation trend of the parental magma, and the crystallization and enrichment mechanism of the Fe-Ti-V oxide deposit.

岩浆型Fe-Ti-V氧化物矿床通常存在于基性-超基性岩体或斜长岩体中，是Fe、Ti、V和P的重要来源。随着研究的逐步深入，关于这类矿床的研究成果日渐丰富，然而学者们对其成因机制仍存在争议。我国的该类矿床主要分布在~260Ma的峨眉山大火成岩省中，但近年来，在四川省南部的通安地区陆续有一些古-中元古代赋存Fe-Ti-V氧化物矿床的基性岩体被发现。相比国内外著名的Fe-Ti-V氧化物矿床，通安地区的这些矿床特点很鲜明。然而，由于古-中元古代的Fe–Ti–V氧化物矿床在通安地区甚至整个扬子地块都很少见，导致缺乏详细的研究工作。本项目拟选取通安地区研究程度较低的基性岩体为研究对象，在详细的野外和室内研究及前人研究基础上，系统运用年代学、岩石学、矿物学、PGE地球化学及Sm-Nd同位素地球化学数据，探讨这些岩体的成矿时代、地幔源区特征、母岩浆性质及演化过程、Fe-Ti氧化物的沉淀和富集机制的差异。

近年来，晚古生代峨眉山大火成岩省中岩浆型Fe-Ti-V氧化物矿床受到了全球学者广泛的关注，涌现了大量的研究成果，然而，学者们对该类矿床的成因机制仍存在争议。在四川省南部的通安地区陆续有一些古-中元古代的Fe-Ti-V氧化物矿床被发现，但由于古-中元古代的Fe-Ti-V氧化物矿床在通安地区甚至整个扬子地块都很少见，导致缺乏详细的研究工作。本项目选取了通安地区研究程度较低的基性岩体为研究对象，在详细的野外和室内研究及前人研究基础上，系统运用年代学、岩石学、矿物学、PGE地球化学及Sm-Nd同位素地球化学数据，探讨了这些岩体的成矿时代、地幔源区特征、母岩浆性质及演化过程、Fe-Ti氧化物的沉淀和富集机制。我们通过系统的区域地层层序研究结合锆石和斜锆石SIMS U-Pb定年，明确了在通安地区出露的基性岩体的年龄，首次提出通安组的实际沉积年龄是大于1.7 Ga的，为会理群的层序研究提供了重要的信息。全岩和单矿物成分研究指示这些岩石中的Fe-Ti氧化物很可能结晶于原始岩浆经历了强烈的演化后所形成的富Fe和Ti的母岩浆，岩体中的辉长岩和矿体主要形成于分离结晶和重力堆积，而部分岩体旋回界面上成分的突变以及Fe-Ti氧化物矿层的出现可能与多期岩浆补给有关。富Fe-Ti的母岩浆在上部岩浆房中达到Fe-Ti氧化物饱和状态，大量结晶出磁铁矿和钛铁矿，且此时的岩浆氧逸度比世界上著名的Fe-Ti氧化物矿化岩体结晶时的氧逸度都低，磁铁矿和钛铁矿由于密度较大快速沉淀并堆积在岩浆房的下部形成最底部的矿层，之后，类似性质的岩浆不断侵入岩浆房，周而复始的重复上述过程形成岩体中Fe-Ti氧化物矿石层与含矿岩石层的互层产出。