新疆阿吾拉勒地区查岗诺尔-备战矿集区铁矿床的形成机制

We are going to focus on the typical iron ore deposits and the rare Fe-rich basalt in the Chagangnuoer-Beizhan metallogenic cluster district in this study. Based on the systemic investigations of the geological setting of typical Fe-deposits and the distribution of Fe-rich basalt, we will conduct inclusions petrography and microthermometry study on the gangue minerals and trace element geochemical analyses on some present minerals, in order to reveal the metallogenic types and constrain the physical-chemical conditions of mineralization. Besides, we will analysis trace elements of economic minerals and noble gas isotope geochemistry for tracing the source of ore-forming materials. Furthermore, the source of Fe-mineralization will be constrained by the comprehensive study on isotopes of Sr, Nd, Pb, Fe, Cu, S, O and H, in order to discuss the mineralization mechanisms and types of different elements (Fe and Cu) which would be beneficial for guiding comprehensive exploiting and regional prospecting. Aside from that, the comparisons of the Fe deposits and other igneous of andesite, basalt, and quartz monzonite porphyry in the metallogenic district on both geochronology and geochemistry would help to reveal the magmatic activity, reconstruct the tectonic evolution and constrain the Fe-mineralization of the giant iron ore deposits.

本项目以阿吾拉勒地区查岗诺尔-备战矿集区典型铁矿床和地表罕见的富铁玄武岩为研究对象。在对富铁玄武岩野外分布规律和典型矿床地质特征研究系统基础上，通过脉石矿物的包裹体岩相学及显微测温系统研究和典型矿物微量元素地球化学特征的系统研究，约束矿床形成的物理化学条件，揭示矿床的成因类型；通过典型矿物的微量元素组成特征和稀有气体同位素地球化学特征示踪成矿物质来源；通过对全岩和典型矿物的Sr、Nd、Pb、Fe、Cu、S、O和H等多种同位素的综合研究，探讨不同元素(铁元素和铜元素)的富集机制，进一步限定矿床的成因(或勘探)类型，为指导资源综合利用和区域找矿提供科学依据；通过同位素年代学和同位素地球化学的对比研究，揭示矿集区内铁矿床与富铁玄武岩及其它相关岩石(安山岩、玄武岩和石英二长斑岩)的亲缘关系，探讨区域岩浆活动及区域构造演化对铁矿床形成的制约，阐述铁矿床的形成机制

本项目基于矿床学、岩石学、地球化学的综合研究，揭示了区内与铁矿床具有明显时空耦合关系的富铁基性岩（富铁玄武岩和角闪辉长岩）的形成机制，限定了矿集区晚石炭世的地球动力学背景，阐述了铁矿床的成矿流体和成矿物质来源，反演了典型铁矿床的成矿过程。.岩石学和地球化学研究显示，富铁玄武源区受俯冲流体交代发生明显大离子亲石元素的明显富集和Nb、Ta等高场强元素的亏损；它是浅部被流体交代的尖晶石橄榄岩地幔大比例部分熔融的产物，原始岩浆仅发生了低程度的结晶分离作用；相对高的MnO含量和其与(87Sr/86Sr)i呈正相关则表明，俯冲洋壳的铁锰结壳或结核进入地幔对富铁玄武岩的形成具有重要制约；地幔源区富H2O等挥发分和相对较低的氧逸度对富铁玄武岩的形成也具有重要约束。 .铁同位素研究显示，在富铁玄武岩中铁主要进入了硅酸盐矿物相，说明该类岩石富铁是其固有特征，而非后期铁矿化所致；富铁玄武岩确实具有较低的氧逸度，而低的氧逸度可能是该地区富铁玄武质岩石形成的必要条件之一。.铁同位素研究结果还显示，矿集区的富铁玄武岩与铁矿床具有一致的铁同位素组成，暗示二者具有内在的成因联系，前者为后者的形成提供了成矿物质；流体包裹体、微量元素和同位素等方法的综合研究显示，该矿集区铁矿床的成矿流体主要来自岩浆热液，含有少量的大气降水或海水。.微量元素地球化学特征显示，查岗诺尔富铁玄武岩和英安岩组合与加拿大Abitibi和Wawa地区富铁玄武岩-流纹岩组合的形成的构造环境十分相似，它们均形成于弧后或弧间盆地。相对较低Zr/Y和TiO2/Al2O3比值则暗示，查岗诺尔富铁玄武岩-英安岩组合形成深度较加拿大Abitibi和Wawa地区富铁玄武岩更浅，因此，更有理由认为它形成于弧后或弧间伸展盆地。雾岭角闪辉长岩也形成于弧后或弧间伸展盆地，并证实该弧后盆地的形成与南天山洋洋壳的北向俯冲有关。.这些认识对于反演阿吾拉勒地区晚古生代构造-岩浆演化和揭示区域成矿规律均具有重要启示。