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岩浆作用过程微量元素定量模拟方法研究及应用

李博强  
【摘要】:岩浆作用的微量元素定量模型,是指岩浆作用过程中微量元素在各物相间分配量的数学模型。这些模型对定量研究岩浆物质来源、形成演化过程及探讨岩石成因具有重要意义。计算过程复杂、计算量大等问题导致了这些模型在成岩成矿机理等方面的研究中尚未得到广泛的应用。吉林红旗岭镍矿床是我国第二大铜镍硫化物矿床,前人对矿区内镁铁—超镁铁岩的成岩成矿机制做了大量的研究,但迄今的研究仍处于定性推断阶段,尚无定量模拟研究方面的相关报道。 本文对现有的微量元素定量模型进行了详细的归纳总结,对岩浆形成、演化和成岩等一系列过程中的熔融作用、结晶作用和岩浆混染(合)微量元素定量模型进行了计算机模拟方法研究。选取了非实比熔融模型、简单结晶作用模型及开放体系下的分离结晶作用模型等,利用Matlab开发了岩浆作用微量元素定量模拟程序,实现了微量元素定量模型选取、参数设置、模拟样品输入、模拟图形生成、数据可视化等系列功能。 利用研发的微量元素定量模拟程序,对红旗岭矿床典型成矿岩体(1、7号镁铁—超镁铁岩体)的岩浆形成和演化过程进行了定量模拟研究。结果表明,红旗岭1号岩体岩浆是亏损地幔经20%的部分熔融产生的初始岩浆与5%的围岩(呼兰群)混染而成,混染发生在初始岩浆上升或岩浆定位过程中。7号岩体是亏损地幔经10%部分熔融形成的初始岩浆与13%的围岩(呼兰群)混染而成,并在深部岩浆房中发生过结晶分异作用,分别形成7号岩体主体岩相(含矿二辉岩相)和脉状的富矿橄榄岩相。


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