北秦岭松树沟超镁铁质岩石及条带状铬铁矿成因研究

发布时间：2020-03-19 02:48

【摘要】：松树沟超镁铁质岩块出露于秦岭造山带商丹断裂带以北,呈北西向展布的透镜状,长约20km,宽约2km,总面积约21km~2。它是秦岭造山带中最大的超镁铁质岩块,代表新元古代大洋岩石圈地幔部分熔融残片,在早古生代的深俯冲-折返事件中底劈侵位。超镁铁质岩石由占主体的糜棱岩化细粒纯橄岩,和呈透镜状和不规则脉状的粗粒纯橄岩、方辉橄榄岩和透辉石岩等组成,粗粒橄榄岩相中赋存铬铁矿床。本文以矿物学研究为主线,在详实的镜下观察基础上,以不同岩相中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铬铁矿、铬绿泥石等矿物为研究对象,开展单矿物主量及微量晶体化学特征、成因矿物学研究。结合前人发表的岩石地球化学数据,综合研究不同结构的橄榄岩岩石成因、地幔交代、铬铁矿床母岩浆性质、Cr饱和机制、成矿过程以及大地构造环境。主要取得如下认识:(1)依据矿物晶体化学和岩石地球化学特征可将松树沟超镁铁质岩石划分为两类。一类为细粒纯橄岩和细粒方辉橄榄岩,稀土元素配分模式呈平坦型,显示轻微的“U”型特征,具有Ta、Sr、Y和Hf的正异常,是遭受地幔交代作用的大洋岩石圈地幔部分熔融残余体。(La/Yb)_N v.s.Ti/Eu图解显示地幔交代介质为硅质熔体;另一类为粗粒纯橄岩和粗粒方辉橄榄岩,显示LREE富集特征,具有Nb的负异常。(2)铬铁矿中包含丰富的原生包裹体,包括高Cr橄榄石(Cr_2O_3含量为0.08%~0.71%)、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、白云石等。高Cr橄榄石包裹体产出表明铬铁矿床的形成过程开始于地幔深部。(3)铬铁矿与橄榄石之间的Mg-Fe交换和后期的蚀变/变质作用改造了铬铁矿的主量和微量成分,表现出高Cr高Fe,低Mg低Al的特征,Cr#值变化于67~91,Mg#值变化于24~39。铬绿泥石是橄榄石和铬铁矿在水参与的中高温条件下反应形成的。(4)变质/蚀变作用对矿石矿物铬铁矿和环带铬铁矿的主量成分影响较小,计算得到其母岩浆属于玻安质岩浆,分别含有13.1%的Al_2O_3、0.23%的TiO_2,和15.4%的Al_2O_3、0.11%的TiO_2。(5)铬铁矿床形成于俯冲带(SSZ)环境,铬铁矿床形成的关键因素是两类不同组份的岩浆混合,使得母岩浆中Cr饱和。
【图文】：

铬铁矿床,世界

图 1.1 世界主要铬铁矿床分布[10]近年来，在国内外的一些典型豆荚状铬铁矿床中发现了金刚石、柯石英、蓝晶石等超高压矿物以及碳化硅、铁单质等强还原性矿物，进而提出了豆荚状铬铁矿可能形成于深部的观点（＞300km）[17-18、21-22]。然而，地幔橄榄岩和铬铁矿石的地球化学特征显示豆荚状铬铁矿形成于浅部（30~40km）环境。因而，一些学者对传统的豆荚状铬铁矿成因产生了诸多疑问：铬铁矿为什么会成为超高压、强还原矿物群的载体？铬铁矿是否一定是浅成成因？高铬型和高铝型铬铁矿的具有怎样的成因关系？豆荚状铬铁矿中为什么会富集铂族元素？等等。这些问题是近年来的研究焦点[10]。1.2.2 松树沟超镁铁质岩研究进展近年的研究表明，超镁铁质岩石外围的角闪岩原岩是具有 N-MORB 和/或 E-MORB属性的大洋玄武岩[23]，属于松树沟蛇绿岩的组成部分[23-25]。角闪岩中透镜状分布的榴闪岩是早期榴辉岩退变的产物[26-27]，年代学研究表明其变质年龄为 484~500Ma，原岩形成[27-29]4039

秦岭造山带,大地构造,位置,华北陆块

长安大学硕士学位论文第二章区域地质背景2.1 秦岭造山带构造格架秦岭造山带位于秦-祁-昆中央造山带东段，北接华北陆块，，南邻扬子陆块（图 2.1）秦岭造山带是华北和扬子两大陆块共同作用的结果，其形成经历了漫长的地质演化历史秦岭造山带自北向南划分为四个构造单元，分别是华北陆块南缘、北秦岭构造带、南秦岭构造带和扬子陆块北缘，依次由洛南-栾川-方城断裂、商丹缝合带和勉略缝合带相隔
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.3

【参考文献】