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扬子地块西缘高家村杂岩体岩石成因与成矿潜力研究

【摘要】:扬子地块北缘、西缘在中元古代晚期到新元古代早期开启了大规模的陆缘裂解。依赖于地球化学数据,相对缺乏地质学的基本观察,长期以来扬子地块西缘的构造背景充满争议,形成了新元古代岩石成因解释的四种模式:即地幔柱裂解、板块俯冲、板块-裂解和俯冲-伸展模式。争论的实质是对岩浆形成动力学机制及构造背景的不同理解,如果单纯地应用堆晶岩的地球化学数据,难于解决这一争议,客观上需要我们从地质学、矿物学等角度综合研究,才能正确理解岩石成因。高家村镁铁质-超镁铁质岩体是扬子地块西缘最大的一个镁铁质-超镁铁质岩体,岩体侵入新元古代盐边群中(~810Ma),呈同心环状,可分为岩体内部岩相带和外部岩相带,其中内部岩相带(本次的主要研究对象,文中称为高家村杂岩)主要出露纯橄岩、单辉橄榄岩、橄长岩、橄榄辉长岩;外带主要出露角闪辉长岩、含辉角闪岩。本文对高家村杂岩出露岩石进行了详细的野外地质调查,在岩相学、矿相学观察的基础上,对采集岩石、矿石样品进行了岩石地球化学分析测试,综合研究显示:(1)高家村杂岩岩石组合以纯橄岩、单辉橄榄岩、橄长岩、橄榄辉长岩为主,局部Ni-Cu矿化,并见有辉绿岩脉侵入,主体岩石组合为火成堆晶岩。主要矿物生成顺序橄榄石-斜长石-单斜辉石(斜方辉石),表明岩浆产生于一个无水或少水的环境。(2)岩石样品稀土元素配分模式整体表现出右倾型,轻稀土元素(LREE)富集、高场强元素(Nb-Ta、Zr-Hf)亏损,全岩(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为0.704375~0.705259,(~(143)Nd/~(144)Nd)_i为0.511428~0.511777,ε_(Nd)(t)为–0.58~+3.68,略微富集的Sr-Nd同位素组成,Ba、Pb、Sr等元素特征有明显“地壳”印记,并非受地壳混染所致,主要继承自地幔源区,可能是岩浆产生前,古老岩石圈亏损地幔受到俯冲流体/熔体交代。(3)高家村杂岩所显示的地球化学特征,新近揭露的300m的橄长岩,结合区域上同期沿康滇裂谷大量分布的岩浆岩,说明~810Ma的高家村杂岩为板内岩浆作用的产物。(4)综合研究认为,盐边地区在~880Ma存在弧火山活动,并最晚于~860Ma出现拉张性质的弧后盆地,此后860Ma~820Ma扬子地块的次级地体发生拼合,形成统一的扬子古陆块,820Ma~740Ma康滇裂谷形成,这一时期的岩浆活动为板内岩浆作用,但岩浆形成机制仍然不确定,有待深入研究(地幔柱?裂谷?类似新生代中国东部岩浆作用?)。(5)高家村杂岩母岩浆成份为高镁玄武岩,地幔部分熔融程度~14%,原始岩浆富富Cu、Ni和PGE。(6)母岩浆经历了低程度的硫化物熔离后,岩浆中亏损PGE元素。岩浆演化过程中地壳物质加入有限,岩体本身成矿潜力有限,但熔离的硫化很可能在深部某处“成矿”,有待深入研究。

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