1 Estudio geológico
El macizo rocoso es un complejo de sienita de olivino intruído en el período Fuping. Ubicada en la parte oriental del margen norte de la Plataforma del Norte de China, la roca circundante es gneis gris arcaico. La edad isócrona de Pb-Pb es de 295.000 años. La tendencia del macizo rocoso es de 5 a 10. Las secciones norte y sur tienen. diferentes inclinaciones y ángulos. El tramo norte se inclina hacia el sureste, con un ángulo de inclinación de 55° a 86°; el tramo sur se inclina hacia el noroeste, con un ángulo de inclinación de 63° a 85°. El extremo norte del macizo rocoso se inclina hacia arriba en un ángulo de 45° hacia el sureste. El macizo rocoso tiene 4800 m de largo, 40-140 m de ancho y cubre un área de aproximadamente 0,4 km2. Está compuesto de gabro metamórfico, gabro de olivino medio oscuro, gabro fino y pórfido de gabro. Hay un gran depósito de sulfuro de cobre y níquel. Los yacimientos se producen principalmente en fases intrusivas de gabro de olivino oscuro y gabro fino. La edad del isótopo Rb-Sr del macizo rocoso es de 19,22 a 22,42 millones de años, al igual que los mundialmente famosos macizos rocosos básicos-ultrabásicos que contienen níquel, como Sudberg, Bushveld y Behenga, es producto del evento térmico de Limpopo.
2 Investigación sobre la mineralogía de origen
2.1 Olivino
Se produce en la fase gabro de olivino medio-oscura y es la formación cristalina más temprana de la roca. masa de minerales de roca. Según la clasificación química de каневскийolivine (Figura 1) [1] pertenece a la subespecie de forsterita y forsterita.
Los cálculos muestran que el Fo del olivino en litofacies que contienen minerales es 70 ~ 85, y el Fo del olivino en litofacies que no contienen minerales es 61 ~ 73. Por lo tanto, el Fo del olivino puede usarse como predictor de mineralización. Uno de los signos de mineralogía. Esta conclusión es consistente con algunas rocas básico-ultrabásicas que contienen níquel, como la península de Kola y Alarechin en la Unión Soviética.
Según la fórmula propuesta por Xia [2]:
Artículos geológicos seleccionados de Fu Debin
La temperatura de cristalización del olivino en el macizo rocoso es de 1412° DO.
Figura 1 Clasificación de la composición química del olivino en el macizo rocoso intrusivo del campo mineral de Chibaisong
Según la función de la composición del olivino (Fa), la temperatura (℃) y lgfo2 (никольский , 1977) Relación, las tres temperaturas de cristalización en gabro de olivino oscuro son 60. 20.00 mapeo de olivino, las fo2 correspondientes son 10-4.7, 10-4.1, 10-3.1×101325 Pa respectivamente. En comparación con el piroxeno, la fugacidad del oxígeno durante la cristalización es menor (ver figura a continuación), lo que indica que las litofacies que contienen minerales se formaron en condiciones relativamente reductoras. Esta conclusión es consistente con los altos Fs y αs de esta litofacies.
2.2 Plagioclasa
Es un mineral común en todas las litofacies de los macizos rocosos.
2.2.1 Color
En las litofacies mineralizadas, la plagioclasa es de color gris grisáceo claro, y en las litofacies libres de mineral, es blanca. Bajo el microscopio, el primero es marrón y el segundo es incoloro. El análisis químico muestra que la plagioclasa en las litofacies que contienen minerales contiene una cierta cantidad de FeO, MgO, etc.
Parámetros de la batería
Ver Tabla 1. Vale la pena enfatizar que los parámetros de las células unitarias de la plagioclasa en el gabro de olivino medio oscuro tienden a aumentar, mientras que β y γ tienden a disminuir. Este cambio se debe a que Al ingresa a la red cristalina, la forma ordenada de AlSi3 cambia a Al2O3 y Na y Ca se reemplazan entre sí, lo que provoca una distorsión del ángulo del eje de la red. Es cierto que el porcentaje de O también tiene cierta influencia en los parámetros de la celda unitaria, pero está determinado principalmente por la composición química y el orden Si/Al [3].
Composición química
La composición química, la fórmula química y la composición del miembro final de la plagioclasa se enumeran en la Tabla 2 y la Tabla 3 respectivamente.
Tabla 1 Parámetros celulares de la plagioclasa en diferentes etapas de invasión
Nota: 1,2-gabro diabasa; 3,4-gabro de olivino de color medio; 5,6-gabro de olivino oscuro; 7-Lava mixta; 8-Gabro de grano fino.
Las Tablas 2 y 3 muestran principalmente que: ① el an de la plagioclasa es menor, y el An de las litofacies que contienen minerales es menor que el de las litofacies que no contienen minerales; ② la plagioclasa en las litofacies que contienen minerales; El contenido de FeO y MgO es relativamente alto.
Tabla 2 Composición química y fórmula química de la plagioclasa en diferentes etapas de invasión
Nota: Los nombres de las rocas son los mismos que los de la Tabla 1, entre los que se encuentran los números 5, 6 y 8 pertenecen a las litofacies mineralizadas.
Tabla 3 Composición de los miembros finales de la plagioclasa
2.2.4 oligoelementos
Los oligoelementos y su contenido en la plagioclasa se enumeran en la Tabla 4. Según la Tabla 4, B, V, Ag y Sr disminuyen de temprano a tardío (gabro → gabro de olivino medio → gabro de olivino oscuro → lava mixta), mientras que Pb, Mn, Ni y Co aumentan. El patrón de crecimiento de este último es consistente con el patrón de evolución del magma hacia minerales avanzados integrados de cobre y níquel.
Tabla 4 Contenido de oligoelementos de plagioclasa en diferentes etapas de invasión
Nota: medido por ICP y AAS, arsénico, fósforo, antimonio, hafnio, germanio, platino, oro, tantalio, El uranio, el torio, el tungsteno, el indio, el bismuto, el cerio, el litio, el lantano y el cadmio son todos cero.
Elementos de tierras raras
La Figura 2 muestra que el patrón de distribución de los elementos de tierras raras y las anomalías δEu y δCe de la plagioclasa en gabro de olivino medio oscuro son consistentes, lo que indica que su fuente material está relacionada a la diagénesis y a los elementos de tierras raras. El fraccionamiento de elementos funciona de la misma manera.
Isótopos de oxígeno
El contenido de δ18O de la plagioclasa oscila entre el 6,11‰ y el 9,82‰, con un valor medio de 7,15‰. Está entre el δ18O del basalto normal [4] (5,5 ‰ ~ 7,4 ‰) y cercano al δ18O de las condritas. Por tanto, el material diagenético procede del manto superior, y su magma original pertenece al sistema de magma basáltico. Además, a medida que la litofacies se forma desde temprano hasta tarde, su valor de δ18O aumenta gradualmente (Fig. 3), lo que es consistente con la ley de que los isótopos de oxígeno (δ18O) aumentan gradualmente durante el proceso de diferenciación del magma.
Patrón de distribución estandarizado de condritas de tierras raras plagioclasas en el macizo rocoso de Chibaisong 1.
Diagramas δ18O de plagioclasas de diferentes litofacies intrusivas.
2.3 Piroxeno
2.3.1 Química de minerales
Los resultados del cálculo de la composición química del piroxeno analizado mediante diferentes métodos, como la química y la sonda, se muestran en la Figura 4. Según la Figura 4, ① El clinopiroxeno en el gabro de olivino de color medio es principalmente diópsido y subdiópsido, y el clinopiroxeno en el gabro de olivino de color oscuro es principalmente clinopiroxeno y piroxeno ordinario. ②El piroxeno en el gabro de olivino de color oscuro es más rico en magnesio que el piroxeno de color medio. ③Hay dos series de piroxenos en la misma litofacies, a saber, la serie clinopiroxeno-piroxeno ordinario que contiene 330 ~ 40 CASIO y la serie piroxeno ordinario-hipodiópsido que contiene aproximadamente 340 ~ 50 CASIO. Son de composición discontinua y tienen diferentes temperaturas de cristalización. Combinado con otros estudios, se sabe que son producto de la mezcla de dos magmas. ④Los valores de En del ortopiroxeno en el gabro de olivino medio oscuro son 65 ~ 80 y 55 ~ 92 respectivamente. El primero es relativamente estable, mientras que el segundo cambia mucho, lo que también está relacionado con la mezcla de magma del macizo rocoso.
2.3.2 Oligoelementos
La Tabla 5 muestra que los contenidos de Cu y Ni en el clinopiroxeno en la misma fase de roca son mayores que los del clinopiroxeno en la piedra. son más altos que los de las rocas ácidas, lo que lleva a la conclusión de que Cu y Ni están relativamente enriquecidos en rocas básicas en el mismo macizo rocoso básico, mientras que el clinopiroxeno, que es rico en hierro y magnesio en la cristalización temprana, está relativamente enriquecido en cobre. , conclusión de níquel.
Distribución de piroxeno en el sistema CaSiO3-FeSiO3-MgSiO3 con diferentes fases invasoras.
Tabla 5 Contenido de oligoelementos del piroxeno en diferentes etapas de invasión
Efecto Mössbauer
Los parámetros de Mössbauer del piroxeno muestran que solo CMP 2- 1A está compuesto por 4 Picos de Fe2 y 1 pico de Fe3, y el resto están compuestos por 2 picos de Fe2 y 1 pico de Fe3. Su títere es similar al ortopiroxeno.
El doble pico interior en q s = 1,88 ~ 2,08 mm/s lo aporta Fe2 en la estación M2, y el doble pico exterior en q s = 2,43 ~ 2,79 mm/s lo aporta Fe2 en la estación M1. M1 y Fe3 forman un pico doble en M2, con un valor de = 0,42~0,47 mm/s.
Además, las proporciones de Fe2 M1/Fe2 M2 en el piroxeno del gabro de olivino medio oscuro son 0,12 ~ 0,13 y 0,04 respectivamente, lo que significa que hay mucho piroxeno en el mineral que contiene Gabro de olivino oscuro. Una gran proporción de Fe2 ingresa al sitio del cristal M2.
Isótopos de oxígeno
Los isótopos de oxígeno (δ18O) del piroxeno en las diferentes litofacies varían del 6,49‰ al 7,73‰ (Tabla 6), lo que indica que proceden del manto.
Tabla 6 Resultados del análisis de isótopos de oxígeno del piroxeno en diferentes etapas de invasión
2.3.5 Fugacidad del oxígeno Según el método proporcionado en la referencia [6], gabro de olivino de color medio y color oscuro. fo2 de las rocas es 10-2,4 ~ 10-2,5 y 10-3,5 ~ 10-4,5 respectivamente.
Información genética de 3 minerales
3.1 Fuente de minerales formadores de rocas
El δ 18O de la plagioclasa en diferentes litofacies = 6,1 ‰ ~ 7,73 ‰, plagioclasa y pirógeno 87sr/86sr de piedra = 0,70321 ~ 0,70888, δ 34s de mineral = -0,5 ‰ ~ 0,5 ‰.
3.2 La temperatura de formación del macizo rocoso
Como se mencionó anteriormente, la temperatura de cristalización del olivino, el mineral formador de roca más temprano en el macizo rocoso, es de aproximadamente 1412 °C; temperatura geológica y manómetro calculados 27 Las temperaturas de cristalización de los piroxenos de diferentes litofacies están principalmente entre 1107,90 ~ 1124,68 ℃, y las presiones son 9,5 × 105 ~ 10 × 105 kPa. Siguiendo a Wang Runmin [7], la temperatura de cristalización de la plagioclasa calculada por Kudo y Weill (1977) es 1155,81 ~ 1206,26°C, lo que indica que el principal rango de temperatura de cristalización del macizo rocoso es 1465438°C.
3.3 Profundidad de formación del macizo rocoso
Según la temperatura de cristalización
3.4 Fugacidad diagenética del oxígeno
Según la cristalización de olivino y clinopiroxeno Temperatura y composición del miembro final (Fa, Fs), la fo2 formada por el macizo rocoso está entre 10-4.7 ~ 10-2.1×101325 Pa.
3.5 Condiciones de diagénesis de Eh-ph
La alternancia de la secuencia de formación de sulfuros y óxidos de hierro (es decir, magnetita → pirrotita → magnetita → pirita) indica que los valores de Eh y pH cambian alternativamente durante la diagénesis. Según el diagrama Eh-pH de óxidos y sulfuros de hierro [8], el pH de cada etapa diagenética es de 4 a 7, y el Eh es de -0,1 a -0,16, es decir, el macizo rocoso se forma en medios ácidos y reductores. condiciones.
4 Características de la mineralización y signos de prospección de minerales
(1) Las litofacies portadoras de minerales contienen plagioclasa en mayor o menor medida. Una de sus características obvias es: en primer lugar, la profundidad es. bajo; es incompatible con la alcalinidad de la fase de roca; aparece gris claro o gris o marrón rojizo bajo el microscopio. En tercer lugar, los parámetros de celda A, B, C y α son relativamente grandes y los ángulos de β y γ son relativamente pequeños. En tercer lugar, Cu, Ni, Co y δ18O están relativamente enriquecidos en plagioclasa formada en las litofacies tardías, con un rango de δ18O que oscila entre 6,11 ‰ y 9,82 ‰, con un valor medio de 7,15 ‰.
(2) El olivino fo en el gabro de olivino oscuro con buen contenido mineral es relativamente alto (77,38 ~ 82,90), que pertenece a la variedad forsterita каневский [1]. El olivino en el gabro de olivino de color medio que no contiene mineral o solo contiene mineralización pertenece al olivino máfico, fo = 63,96 ~ 75,438 0.
(3) El clinopiroxeno en el gabro de olivino oscuro que contiene mineral es principalmente clinopiroxeno y piroxeno ordinario, y se caracteriza por ser relativamente rico en magnesio. Los clinopiroxenos en el gabro de olivino de color medio no mineral o solo mineralizado son principalmente diópsidos e hipodiópsidos y se caracterizan por ser relativamente ricos en calcio.
(4) En las litofacies que contienen mineral clinopiroxeno, en = 65 ~ 80, en clinopiroxeno, w0 = 36 ~ 44, En≈50, fs
(5 ) En el En las mismas litofacies que contienen minerales, hay dos clinopiroxenos con dos series de composición y dos temperaturas de generación, que están relacionados con dos mezclas de magma y favorecen la mineralización.
(6) Los contenidos de Ni, Cu y Co en las litofacies con mineral de piroxeno son el doble que los de las litofacies sin mineral. El contenido de Ni, Cu y S del clinopiroxeno en las mismas litofacies que contienen mineral es de 1 a 3 veces mayor que el del clinopiroxeno.
(7) El Fe2 M1/Fe2 M2=0,04 de las litofacies mineralizadas de clinopiroxeno, y el Fe2 M1/Fe2 M2=0,12 de las litofacies no mineralizadas, son tres veces mayores que los primeros.
Referencias
[1] Каневский.А.Я.совеmскаягеолощя, вып.7, 1982.стр.82 ~ 90.
[2]Xia· . Publicado por el Instituto Xi'an de Geología y Recursos Minerales, Academia China de Ciencias Geológicas. 1981, 2 (1): 73 ~ 81.
[3] Smith, J. V. Feldspar Minerals, 1, Estructura cristalina y propiedades físicas, Springerwallag, Nueva York, 1974, 80 ~ 88
[4] Foer, G. Principios de geología isotópica, John Wiley and Sons, 1977: 286 ~ 289
Fu Debin. Laboratorio Geológico, 1990, 6 (2): 118 ~ 124.
Zhou Jueruo. Geología y Exploración, 1981, 11: 38 ~ 46.
Wang Runmin. Minerales y rocas, 1987, 1: 78 ~ 79.
Instituto de Geología de Wuhan. Geoquímica. Beijing: Geology Press: 173.
Investigación de mineralogía genética en rocas máficas intrusivas que contienen níquel en el campo mineral de Chibaisong
Resumen
La investigación de mineralogía genética muestra que δ18O = 6, 1‰ ~ 7. La plagioclasa es 73‰, 87Sr/86Sr= 0, 70321 ~ 0. La plagioclasa y el piroxeno son 70888, δ34S=-0,5‰~ 0,5‰, 32S/34S=22. La evidencia sugiere que las rocas y minerales se originaron en el manto superior. La secuencia de cristalización de los principales minerales formadores de rocas en las rocas es OL→Py→Pl. La temperatura de cristalización del primero es de 1412°C y la del segundo es de 1155°C. 81 ~ 1206,26 ℃. Se estima que la presión y la profundidad de formación de la intrusión son de 1 ~ 5 kb y 3 ~ 14 km respectivamente, lo que pertenece a la fase de intrusión media-profunda. fo2 = 10-4,7 ~ 10-2,1,1 atm, pH = 4 ~ 7, Eh = - 0,1 ~ 0,16, lo que indica que se forman en condiciones reductoras de medio ácido. Fo = 77,38 ~ 82 en la intrusión que contiene mineral. El olivino es 90, el ortopiroxeno es 65 ~ 86, el níquel es 0,124; Wo = 36 ~ 44, En = 50, Fs = 10 clinopiroxeno, Ni es tan alto como 0,53; plagioclasa son tan altos como 0,22 y 0,06. Los contenidos de Ni, Cu y Co de las intrusiones que contienen minerales son el doble que los de las intrusiones no minerales, y los contenidos de Cu, Ni y S del ortopiroxeno en las mismas litofacies que contienen minerales son de 2 a 4 veces mayores que los del clinopiroxeno.
Palabras clave intrusión básica; mineralogía de génesis; estándar de predicción