塔里木早二叠世极度亏损铂族元素大陆溢流玄武岩成因机制研究

The Early Permian Tarim Large Igneous Province (LIP) is located in the Xinjiang Uygur Autonomous Region of northwestern China, and consists voluminous continental flood basalts (CFBs) with a residual distribution of over 200,000 square kilometers. Previous studies show that the Tarim CFBs in different areas are extremely depleted in platinum group elements (PGE), clearly distinct from many basalts in other LIPs in the world. This project will carry out a systematic PGE geochemistry study on the Early Permian Tarim CFBs, uncover the distribution of the PGE extremely depleted basalts, clarify the cause on their PGE depletion, and comprehensively evaluate the magmatic sulfide deposit potential in the Tarim LIP. The above study will finally try to answer some important scientific questions, such as whether and why there is a widespread PGE extreme depletion in the Early Permian Tarim CFBs? And how's the magmatic sulfide deposit potential in the Tarim LIP and its surrounding area?

位于我国新疆维吾尔自治区的塔里木早二叠世大火成岩省，其大陆溢流玄武岩的残余分布面积超过20万平方公里。调查研究发现，塔里木不同地区的玄武岩均极度亏损铂族元素（PGE），明显有别于许多世界其他地区的大火成岩省玄武岩。本项目拟针对塔里木早二叠世大陆溢流玄武岩开展系统的PGE地球化学研究，揭示极度亏损PGE玄武岩的分布范围，厘清其PGE亏损的原因，综合评估塔里木大火成岩省在岩浆硫化物矿床方面的成矿潜力。通过上述研究，最终回答“塔里木早二叠世大陆溢流玄武岩是否、为何普遍极度亏损PGE？在塔里木大火成岩省及其周边地区寻找岩浆硫化物矿床的潜力如何？”等重要科学问题。

本项目通过对塔里木大火成岩省大陆溢流玄武岩开展铂族元素（PGE）地球化学研究工作，发现塔里木大火成岩省中部夏河南、古董山、塔中等地的玄武岩均表现出PGE极度亏损的地球化学特征，并存在明显IPGE（Os、Ir、Ru）和PPGE（Rh、Pt、Pd）元素之间的分异现象。结合地质和地球化学手段，发现上述地区的塔里木玄武岩同样具有多期次喷发的特点，且与柯坪地区开派兹雷克组玄武岩一样属于塔里木大火成岩省的Group 1a玄武岩，证实塔里木早二叠世大火成岩省的大规模玄武质岩浆作用可从柯坪地区延伸到夏河南、古董山、塔中、塔西南等地，进一步明确了塔里木盆地早二叠世玄武岩的空间分布特征。综合前期工作基础，发现PGE极度亏损的玄武岩不仅分布在塔里木大火成岩省北部柯坪地区、中部夏河南、古董山地区和西南部塔西南地区等所有已发现塔里木玄武岩的野外露头上，同时在塔北、塔中等地的多个钻井岩芯中也有发现，结合国内外相关研究成果，基本确定塔里木大火成岩是目前世界上已知的唯一区内玄武岩普遍极度亏损PGE的大火成岩省，且不同期次玄武岩之间的PGE含量变化总体不大。塔里木玄武岩的PGE含量变化与地壳混染的程度之间没有明显的相关性，以及塔里木玄武岩普遍极度亏损PGE的特点，指示地壳混染并不是造成塔里木玄武岩PGE极度亏损的主要原因。塔里木玄武岩的岩浆源区可能因低程度部分熔融发生过硫过饱和以及饱和硫化物的熔离作用，从而导致大量PGE元素随着熔离的硫化物留在了塔里木玄武岩的岩浆源区中，最终造成整个塔里木大火成岩省的大陆溢流玄武岩普遍极度亏损PGE。玄武质岩浆在其岩浆源区发生过硫过饱和不利于在大火成岩省中形成岩浆硫化物矿床。除柯坪地区外，在塔里木其他地区尚未发现具有良好岩浆硫化物矿床成矿条件的线索。