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小关河地区位于四川省会理县境内,是峨眉山大火成岩省岩浆铜镍铂族元素矿床成矿岩体最重要的集中区之一,区内密集分布20余个岩浆硫化物矿化岩体,矿化类型多样化,有以铂族元素为主的矿床,有铂族元素含量非常低的铜镍硫化物矿床,也有含铂族元素的铜镍硫化物矿床。
青矿山、力马河及核桃树作为该地区的典型矿床,其成矿元素组成上存在显著的差异。在峨眉山省统一的构造-岩浆活动背景下,这些在时间、空间及成因上都与峨眉山大火成岩存在着密切的联系的矿床,是什么原因导致了其矿化类型的变异?为此,本研究在以青矿山矿床为主要研究对象的基础上,同时对比研究同区的力马河及核桃树矿床,通过运用矿物成分、全岩主量元素、微量元素、铜镍铂族元素及Re-Os同位素组成的差异进行系统的分析,查证了青矿山为含铂硫化物矿床,探讨了各个岩体的岩石成因及成矿机制,初步揭示了小关河地区成矿岩浆演化系统,并初步建立起综合的成矿模式。本文主要取得以下主要结论:
(1)青矿山、力马河及核桃树含矿岩体同属于拉斑玄武岩成因系列,与峨眉山大火成岩省苦橄岩具有类似的演化趋势,属于峨眉山地幔柱的活动产物;原始岩浆是由类似洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经20%左右的部分熔融形成,为苦橄质岩浆。
(2)三个矿床作为不同矿化类型的典型代表,在成矿元素组成上存在明显差异,构成了一个从贫铂到富铂的系列。研究表明,其成矿岩体具有岩浆成因上的一致性,成矿元素组成上的差异主要是成矿岩浆演化系统中多级岩浆房演化及多阶段硫化物熔离作用的结果。
(3)硫化物熔离模式分析表明,青矿山矿床为含铂岩浆硫化物矿床是硫化物熔离铂族元素亏损岩浆与未亏损岩浆混合岩浆硫化物熔离的结果;力马河镍矿床铂族元素的强烈亏损是力马河镍矿形成于熔离亏损岩浆的二次熔离作用;核桃树富铂岩浆硫化物矿床为未亏损岩浆的硫化物熔离直接形成的。
(4)青矿山Cu-Ni-PGE矿床与力马河镍矿床中不同类型岩矿石的初始Os同位素组成都表现出明显的不均一性,反映了各类岩矿石母岩浆不同程度的混染和混合特征,通过对混染过程的限定性分析,在成岩成矿机制上被认为是混染程度较高的岩浆熔离形成的硫化物熔体和混染程度较低的后期岩浆的混合,体现出不同期次岩浆在通道系统中复合的结果,支持岩浆通道系统成矿。
该研究初步揭示出小关河地区成矿岩浆演化存在多级岩浆房演化过程和多阶段硫化物熔离作用,矿化类型的变异与不同阶段的硫化物熔离相联系,初步建立起小关河地区成矿岩浆演化系统模式;对岩浆铜镍铂族元素矿床成矿理论研究具有积极促进作用,为该地区进一步找矿勘查提供了可供参考的科学理论依据。