新疆东部二叠纪幔源岩浆矿床成矿谱系--复合/过渡类型研究

Spectrum of ore deposit, as an important study field of metallogenic system, is a development tendency of 21st century metallogenic theories. Complex and/or transitional ore deposits play a key role to build metallogenic model of ore deposit spectrum because of their bridge and link functions. The eastern Xinjiang area produces one of the most complete mantle-derived deposit types in China, and thus becomes a natural laboratory to construct and study the mantle-derived deposit spectrum. Based on the technology pathway of "series type of source rocks, rock and ore forming mechanism, emplacement of deposit", this application will anatomize two typical complex and/or transitional deposits (i.e., Xiangshanxi Cu-Ni-Ti-Fe deposit and Cihai Co-magnetite deposit), and carry out the study on the metallogenesis and its regularities of Cu-Ni sulfide and Ti-Fe oxide respectively. By comparing these deposit with unitary or end-member deposit, discovering the similarities and differences and their evolution regularity, analyzing their reason and controlling factors, and revealing their relationship each other, this study is expected to support a theoretical basis for developing the study on mantle-derived magmatic deposit spectrum and building the metallogenic model.

成矿谱系作为成矿系统研究的重要部分，是新世纪矿床学理论研究的发展趋势。复合/过渡矿床类型是构建成矿谱系的关键要素，在成矿谱系研究中起着桥梁和纽带作用。新疆东部是我国幔源岩浆矿床种类最为齐全的典型地区之一，是建立和研究幔源岩浆矿床成矿谱系的天然实验室。本项研究选择2类具有复合/过渡特征的矿床（即香山西矿床铜镍－钛铁矿床和磁海Co－磁铁矿矿床）作为切入点开展典型矿床解剖，以"含矿源岩系列－成岩成矿机制－矿床就位特征"研究为技术路线，分别开展铜镍硫化物和钛铁氧化物成矿作用和成矿规律研究。将其与单一类型（或端元类型）的典型矿床进行对比，发现其中的异同性和变化规律，分析其产生原因和控制因素，揭示彼此之间的相互联系，从而为发展幔源岩浆矿床谱系研究和建立成矿模型提供理论支撑。

新疆东部分布有大量二叠纪镁铁-超镁铁杂岩体，形成了为数众多的岩浆铜镍硫化物矿床和部分复合型矿床，如香山西CuNi-TiFe复合型矿床和磁海岩浆热液型Fe-Co矿床。复合/过渡矿床类型是构建成矿谱系的关键要素，在成矿谱系中起着桥梁和纽带作用，为建立和研究幔源岩浆矿床成矿谱系提供了天然的研究对象。本次研究对新疆东部香山西矿床和磁海矿床进行了年代学、岩石地球化学、同位素地球化学和矿物学研究，用以厘定其成岩/成矿时代、地幔源区、成岩成矿机制和岩石特征，并与区域其他CuNi-TiFe复合型矿化岩体、典型岩浆铜镍硫化物矿床、典型钒钛磁铁矿矿床进行系统对比，以厘定复合型矿床的内在属性和成矿作用机制，揭示其与典型岩浆铜镍硫化物矿床和典型钒钛磁铁矿矿床的外在亲缘性关系。.新疆东部与镁铁-超镁铁岩有关的复合型矿床主要形成于早二叠世，其中香山西和磁海矿床分别形成于279.2~280.1 Ma和276.2~279.1 Ma，起源于受板片流体/熔体交代的软流圈地幔源区，是后碰撞阶段板片断离引起软流圈上涌的产物。新疆东部二叠纪复合型矿床是同期多阶段幔源岩浆活动的产物。香山西岩浆型CuNi-TiFe复合成矿作用受控于同期多阶段深成相的叠加侵入作用，其中第一期岩浆作用分异演化程度极高，形成铁钛氧化物矿床；第二期岩浆为超基性，富含Ni、Cu等成矿元素，形成岩浆铜镍硫化物矿床。磁海岩浆热液型Fe-Co矿床的形成与两期岩浆作用密切相关：第一期形成辉长岩类等深成相，富含Cu-Ni-Co等成矿元素，为铜镍系列；第二期形成玄武岩和辉绿岩等火山-次火山岩相，富含成矿流体，为钛铁系列。玄武质火山-次火山岩浆活动伴随了强烈的热液活动，形成了磁铁矿体，并活化迁移了铜镍系列岩石中的Co，使之叠加于磁铁矿体之上，形成磁海Fe-Co矿床。.区内以牛毛泉为代表的钒钛磁铁矿矿床形成于晚石炭世，锆石U-Pb年龄为314.7±0.74 Ma，起源于受板片流体/熔体交代的软流圈地幔源区，但具有较高比例的岩石圈地幔组分的加入，是后碰撞早阶段的产物。因此，新疆东部二叠纪复合型矿床在构造背景、成岩时代、地幔源区、岩体特征等方面与区域岩浆钒钛磁铁矿矿床具有显著差异，而与区域二叠纪岩浆铜镍硫化物矿床具亲缘关系。