甘肃大道尔吉铬铁矿矿床成矿岩体地球化学特征及其研究意义

【摘要】：大道尔吉铬铁矿矿床成矿岩体位于祁连山西段，中祁连地块与南祁连造山带结合部位。出露的岩石单元可分为地幔变质橄榄岩和堆晶杂岩两部分，其中以堆积杂岩发育为特征，并产有铬铁矿矿体。在岩体南侧发育一套中基性火山熔岩，自北而南，形成带状展布的变质地幔橄榄岩→含铬镁铁-超镁铁堆积杂岩→中基性火山岩的岩石组合，构成较为典型的蛇绿岩剖面。 大道尔吉铬铁矿床成矿母岩为堆晶杂岩系，可分为三个堆晶旋回，其中以第三堆积旋回最为发育，大部分工业矿体均产于该层中。每个堆积旋回底部为含铬的超镁铁质纯橄岩，向上变为由异剥橄榄岩→透辉石岩→辉长岩等镁铁质和超镁铁质互层的层状杂岩，最终变为单一的镁铁质均质辉长岩，呈韵律层产出。岩石、矿物及地球化学特征表明是相对富镁及富铬的拉斑玄武质岩浆，在开放体系中，并在较高压力下由晶体重力结晶分异作用下形成。 镁铁-超镁铁堆积杂岩中辉石橄榄岩Sm/Nd同位素年龄为441±58Ma，代表了成矿岩体侵位时的年龄。另外，还测得侵入于该杂岩体的二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb和谐年龄为462.9±1.4Ma，结合区域地质资料对比，初步将大道尔吉镁铁-超镁铁杂岩形成年龄定为早奥陶世。 大道尔吉蛇绿岩套壳层熔岩岩石类型为玄武安山岩，属于拉斑玄武岩系列，地球化学特征指示来源于一个中度亏损的地幔源区，但在形成的过程中，受到消减作用的影响，兼有N-MORB和岛弧拉斑玄武岩的双重特征。说明大道尔吉蛇绿岩形成于俯冲带之上弧后盆地环境（SSZ型）。 大道尔吉铬铁矿体工业矿体主要产于堆晶杂岩中第三堆积旋回的底部纯橄岩-含辉纯橄岩中，在地幔橄榄岩中的铬铁矿体较少。矿体主要由各种浸染状的铬铁矿石组成。矿体围岩为纯橄岩，副矿物铬尖晶石与造矿铬尖晶石的成分相似，表明大道尔吉铬铁矿矿床是岩浆结晶分异作用形成的，属早期岩浆矿床。