西藏罗布莎铬铁矿床铬尖晶石对比研究及成矿演化探讨

论文摘要

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿床是我国目前研究程度最高,矿床规模最大的豆荚状铬铁矿床,产于雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎地幔橄榄岩中。本文在充分研究和总结前人资料的基础上,通过罗布莎铬铁矿地幔橄榄岩岩石学、铬尖晶石的地球化学对比以及年代学研究等方面,对罗布莎铬铁矿床的成矿构造背景、矿床成因机制以及成矿演化过程做了初步探讨,主要成果如下:对地幔橄榄岩的Sr-Nd-Pb同位素测试结果表明,罗布莎地幔橄榄岩一般具有高的ISr值,低的INd值,并不能代表其源区同位素组成,可能是地壳物质的加入或者受到海水蚀变的结果;Pb同位素组成类似于印度洋Pb同位素,样品均分布在DMM与EM II端员之间,反映了地壳物质的加入,具有高Δ7/4Pb和Δ8/4Pb,富集放射成因Pb,结合高的ΔSr值,暗示地幔橄榄岩地幔源区可能存在Dupal同位素异常。通过野外观察对铬铁矿矿石构造类型进行更细致的分类,在此基础上将它们作为不同铬尖晶石类型,与围岩中副矿物铬尖晶石做详细对比,对比发现,副矿物铬尖晶石和造矿铬尖晶石无论在成分还是演化趋势上都存在显著的差异,副矿物铬尖晶石成分变化大,从方辉橄榄岩-纯橄岩,显示了明显的演化趋势,即随着部分熔融程度的增加,铬尖晶石向着富Cr和富Mg的方向演化,表明它们和围岩有着密切的成因关系;而造矿铬尖晶石成分非常稳定,高Cr#值,结合后面的研究推测它可能来自地幔深部,是地幔超高压矿物来到地表的载体,其来源跟地幔橄榄岩无关。激光剥蚀电感耦合等离子质谱（LA-ICP-MS）微区分析对铬铁矿中不同类型的铬尖晶石中微量和稀土元素进行精确的测试表明,稀土元素总体趋势呈略左低右高,较强的负Ce异常,Eu异常在不同类型中有不同体现,显不同程度的Tm-Er高峰。不同类型铬尖晶石微量元素原始地幔标准化配分曲线总体趋于平坦,表现出Nb、Ta、Pr、Ti、Tm高峰和Ba、Ce、Sr、Y的低谷。由于原始地幔不存在Ce的负异常,负Ce异常表明,不论是造矿铬尖晶石或是围岩中的副矿物铬尖晶石在演化过程中受到地壳物质的影响。罗布莎砾岩中挑选锆石和磷灰石单矿物进行裂变径迹测年,锆石获得双峰年龄值分别为21和36Ma,结合野外地质,36Ma应该代表罗布莎砾岩的成岩年龄,而较年轻的21Ma则代表大规模逆冲推覆事件的年龄,对成矿后构造演化过程的限制;磷灰石测年结果中获得的Central年龄比较相近,6.67.5Ma,应当反映的是罗布莎铬铁矿矿区隆升剥蚀期。对罗布莎铬铁矿的成矿演化过程做了初步探讨,第一阶段:在大洋中脊环境,地幔柱携带深部地幔物质快速上升至地幔浅部,铬铁矿在地幔剪切作用下发生初步富集;第二阶段:俯冲带之上（SSZ）主成矿阶段:俯冲的洋壳板片脱水,释放流体交代俯冲带之上的亏损地幔橄榄岩,促进了部分熔融的发生和铬铁矿床的形成;第三阶段:成矿期后的大型逆冲构造阶段:铬铁矿随蛇绿岩逆冲到罗布莎群之上,逆冲过程中蛇绿岩单元发生倒转。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景及研究意义
• 1.2 豆荚状铬铁矿研究进展与存在问题
• 1.2.1 铬铁矿概述
• 1.2.2 豆荚状铬铁矿主要特征及成因认识
• 1.2.3 罗布莎铬铁矿研究进展
• 1.2.4 存在问题
• 1.3 研究内容与方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 论文的项目依托和完成工作量
• 第二章 区域地质背景
• 2.1 交通位置及地理
• 2.2 雅鲁藏布江蛇绿岩带特征
• 2.3 矿区地质概况
• 2.3.1 地层
• 2.3.2 构造
• 2.3.3 罗布莎岩体
• 2.4 矿床地质概述
• 2.4.1 矿体特征
• 2.4.2 矿石特征
• 第三章 地幔橄榄岩岩石学及地球化学特征
• 3.1 地幔橄榄岩岩石学
• 3.1.1 纯橄榄岩
• 3.1.2 方辉橄榄岩
• 3.2 造岩矿物化学特征
• 3.2.1 橄榄石
• 3.2.2 斜方辉石
• 3.2.3 单斜辉石
• 3.3 岩石地球化学
• 3.3.1 主量元素
• 3.3.2 稀土和微量元素
• 3.3.3 Sr-Nd-Pb 同位素
• 第四章 铬尖晶石矿物对比研究
• 4.1 铬铁矿的矿物学
• 4.1.1 金刚石
• 4.1.2 针状单斜辉石和柯石英
• 4.1.3 其他矿物
• 4.2 铬尖晶石分类及镜下特征
• 4.3 铬尖晶石地球化学对比
• 4.3.1 主量元素
• 4.3.2 稀土和微量元素
• 第五章 罗布莎铬铁矿成矿演化探讨
• 5.1 罗布莎铬铁矿的年代学研究
• 5.1.1 前人有关罗布莎蛇绿岩的年代学研究进展
• 5.1.2 罗布莎砾岩中锆石、磷灰石裂变径迹年龄
• 5.2 罗布莎铬铁矿的成矿构造背景
• 5.3 成矿演化过程探讨
• 结论
• 致谢
• 参考文献