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user: 7. 讨论 7.1. 母岩浆性质及大地构造环境 野外地质观察表明毕机沟岩体是一个以多种辉长岩为主，具有三个垂直岩相分带多种岩石类型的镁铁–超镁铁质杂岩体。通常来讲，来自于不同源区的岩浆岩具有特定的地球化学特征和同位素组成，因此可以通过地球化学和同位素组成来探讨岩浆岩母岩浆性质和产出的构造环境。 Table 1 Analysis results of major and trace elements of samples from the Bijigou intrusio 样品编号 BJG-1 BJG-2 BJG-5 BJG-17 BJG-18 BJG-19 BJG-21 BJG-4 BJG-6 B-93 B-95 岩性 浅色蚀变辉长岩 辉长岩 橄榄辉长岩 SiO 2 47.47 45.45 44.35 44.91 45.76 45.06 45.04 34.80 35.88 46.82 38.81 TiO 2 0.44 0.24 0.22 3.59 1.01 0.41 0.71 3.45 2.93 0.37 0.39 Al 2 O 3 28.28 23.92 24.94 17.81 22.79 24.37 14.20 13.68 13.84 11.59 5.37 TFe 2 O 3 3.60 5.55 5.97 13.03 8.51 5.82 8.68 29.47 27.87 9.10 17.36 MnO 0.05 0.09 0.08 0.28 0.10 0.08 0.14 0.20 0.20 0.15 0.20 MgO 1.93 6.38 5.91 3.90 4.09 3.97 9.12 7.91 10.85 16.16 31.92 CaO 8.79 11.65 13.99 9.58 12.68 12.71 14.68 7.14 6.95 14.20 3.57 Na 2 O 3.78 1.74 1.85 3.93 2.44 2.93 3.68 1.91 1.26 0.87 0.32 K 2 O 1.59 0.35 0.14 0.12 0.24 0.25 0.14 0.06 0.04 0.04 0.04 P 2 O 5 0.12 0.04 0.02 1.15 0.06 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.03 LOI 4.19 4.05 2.01 0.98 2.00 3.66 2.76 0.82 0.00 0.19 1.64 Total 100.24 99.46 99.48 99.28 99.68 99.30 99.18 99.47 99.84 99.52 99.62 Li 0.02 18.34 3.87 2.51 0.45 5.13 3.17 2.41 3.79 4.56 4.41 Be 0.38 0.28 0.13 0.23 0.02 0.15 0.20 0.18 0.03 0.10 0.05 Sc 2.54 11.73 13.48 44.95 2.50 8.27 69.12 28.76 22.20 22.00 53.00 V 125.16 72.19 108.35 146.23 37.41 139.03 351.03 2124.66 1761.12 103.00 153.00 Cr 318.29 143.97 193.78 6.02 61.12 161.61 627.10 169.80 147.41 367.00 1081.00 Co 14.26 42.12 44.99 17.94 2.83 20.35 43.55 122.42 134.15 58.00 70.00 Ni 37.00 98.78 73.98 3.52 10.01 85.17 82.01 126.69 136.11 156.00 147.00 Cu 14.40 2.94 30.57 4.78 5.22 28.60 87.34 116.41 115.08 39.00 49.00 Zn 26.90 42.33 34.06 112.34 4.90 34.16 48.37 141.42 139.69 54.00 56.00 Ga 13.30 17.10 16.88 25.06 2.05 19.07 14.24 24.55 21.89 13.60 8.39 Rb 8.05 9.80 4.38 2.82 0.87 8.02 1.08 1.21 0.93 9.53 0.52 Sr 450.67 658.90 680.74 1012.63 120.04 822.34 367.83 423.90 430.21 369.00 174.00 Y 3.98 3.92 1.76 16.75 0.36 1.73 7.09 2.40 1.71 9.15 8.63 Zr 31.87 13.31 3.19 5.52 0.68 3.79 8.40 7.59 5.85 17.01 13.80 Nb 0.76 0.41 0.08 0.96 0.02 0.11 0.11 0.28 0.21 0.49 0.13 Cs 0.93 0.44 0.34 0.57 0.24 0.17 0.04 0.35 0.12 0.17 0.32 Ba 254.33 126.34 53.07 80.52 5.37 63.50 12.30 21.52 19.67 25.30 10.80 Hf 0.64 0.29 0.09 0.15 0.02 0.09 0.26 0.19 0.14 0.46 0.22 Ta 0.06 0.03 0.02 0.08 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.05 0.03 Pb 1.69 1.99 0.59 0.21 0.06 0.58 0.70 0.23 0.19 2.44 0.91 Th 0.34 0.14 0.02 0.04 0.01 0.04 0.04 0.03 0.02 0.09 0.06 U 0.09 0.04 0.01 0.02 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 La 2.92 2.88 0.81 4.44 0.11 1.03 0.75 0.66 0.55 1.21 0.49 Ce 7.14 5.92 1.72 12.47 0.27 2.08 2.12 1.44 1.16 3.77 1.40 Pr 0.90 0.72 0.23 2.11 0.04 0.29 0.38 0.21 0.18 0.59 0.21 Nd 5.29 4.20 1.44 15.02 0.24 1.78 3.03 1.28 1.19 3.68 1.24 Sm 1.25 0.96 0.43 4.76 0.08 0.44 1.09 0.42 0.38 1.14 0.36 Eu 0.40 0.40 0.27 1.70 0.04 0.37 0.40 0.24 0.20 0.45 0.15 Gd 1.21 1.02 0.48 4.82 0.10 0.51 1.37 0.54 0.41 1.26 0.40 Tb 0.14 0.13 0.05 0.55 0.01 0.05 0.20 0.06 0.05 0.25 0.08 Dy 1.14 0.88 0.36 3.36 0.09 0.35 1.51 0.44 0.34 1.53 0.47 Ho 0.16 0.14 0.06 0.57 0.01 0.06 0.26 0.08 0.06 0.34 0.10 Er 0.45 0.39 0.18 1.41 0.04 0.17 0.73 0.24 0.17 0.85 0.27 Tm 0.06 0.05 0.02 0.16 0.00 0.02 0.10 0.04 0.03 0.14 0.04 Yb 0.38 0.34 0.15 0.95 0.03 0.12 0.53 0.21 0.15 0.84 0.28 Lu 0.05 0.05 0.02 0.12 0.00 0.02 0.09 0.04 0.03 0.13 0.05 ∑REE 21.52 18.07 6.23 52.43 1.06 7.30 12.56 5.91 4.88 16.18 5.54 LREE 17.92 15.07 4.90 40.49 0.78 6.01 7.77 4.26 3.65 10.84 3.85 HREE 3.60 3.00 1.33 11.93 0.28 1.30 4.78 1.65 1.23 5.34 1.69 LREE/HREE 4.98 5.02 3.68 3.39 2.79 4.63 1.63 2.58 2.96 2.03 2.28 δEu 1.01 1.24 1.79 1.08 1.46 2.41 1.01 1.56 1.56 1.15 1.21 (La/Yb)N 5.19 5.71 3.64 3.15 3.05 5.80 0.95 2.13 2.48 0.97 1.18 (La/Sm)N 1.47 1.89 1.18 0.59 0.86 1.47 0.43 0.99 0.92 0.67 0.86 (Gd/Yb)N 2.57 2.42 2.59 4.09 3.22 3.40 2.09 2.08 2.19 1.21 1.15 样品编号 B-171 B-210 BJG-12 BJG-15 BJG-16 BJG-20 BJG-3 BJG-8 BJG-10 BJG-13 BJG-14 岩性 橄长岩 磁铁矿化辉长岩 钒钛磁铁矿石 SiO 2 41.50 35.10 37.66 39.17 40.15 38.80 27.10 28.38 32.07 28.20 27.39 TiO 2 0.02 0.04 4.59 3.26 3.34 3.51 6.60 5.16 5.11 7.19 7.95 Al 2 O 3 21.85 6.59 11.59 15.51 13.57 8.94 10.56 13.14 11.82 12.19 12.19 TFe 2 O 3 6.07 15.11 19.78 25.63 22.41 26.22 41.34 36.93 34.38 39.33 40.12 MnO 0.08 0.11 0.30 0.21 0.23 0.26 0.24 0.18 0.22 0.27 0.29 MgO 14.25 29.91 6.92 6.25 6.30 7.91 5.30 3.94 4.72 3.64 3.53 CaO 10.03 2.69 11.97 7.40 8.91 11.22 6.98 7.84 8.26 6.40 5.96 Na 2 O 1.40 0.17 2.68 1.76 2.32 1.13 0.87 2.07 1.42 1.98 1.64 K 2 O 0.03 0.03 0.11 0.14 0.27 0.08 0.06 0.52 0.10 0.09 0.10 P 2 O 5 0.01 0.01 2.71 0.03 0.08 0.02 0.02 0.02 0.06 0.14 0.12 LOI 4.46 10.04 1.48 0.53 2.01 1.54 1.06 1.16 1.08 0.09 0.03 TOTAL 99.70 99.80 99.79 99.89 99.59 99.63 100.13 99.34 99.24 99.52 99.32 Li 5.39 6.99 4.85 7.91 7.70 1.77 2.41 16.07 8.31 4.58 8.00 Be 0.06 0.03 0.08 0.18 0.34 0.23 0.10 0.13 0.13 0.21 0.15 Sc 3.00 7.00 55.78 29.78 53.94 80.46 43.28 38.66 44.62 36.49 32.65 V 9.00 25.00 453.13 1522.55 1033.49 1473.78 2727.94 2976.73 2283.06 1928.96 1915.15 Cr 255.00 1296.00 1.34 29.69 4.75 14.63 9.95 8.88 13.63 4.29 24.43 Co 65.00 135.00 25.02 91.42 55.37 84.97 130.28 131.57 105.16 92.91 89.77 Ni 443.00 1004.00 24.25 60.34 3.75 19.03 9.19 34.68 34.41 2.11 15.42 Cu 29.00 10.00 23.85 125.86 12.66 124.96 56.89 126.24 116.66 21.95 18.18 Zn 27.00 47.00 139.80 145.10 148.27 155.67 280.58 173.44 191.78 352.60 370.11 Ga 10.30 3.88 20.21 24.04 22.40 21.75 29.14 30.26 28.27 31.11 31.95 Rb 0.46 0.50 2.09 3.13 7.00 1.57 1.39 15.63 2.55 1.33 2.11 Sr 402.00 97.00 627.76 654.48 793.16 343.93 315.39 459.35 447.76 507.75 533.09 Y 0.43 0.59 15.42 2.66 6.72 14.03 3.80 3.28 6.60 4.59 3.32 Zr 0.69 1.91 8.63 7.73 7.64 20.86 9.76 11.72 18.98 13.49 11.76 Nb 0.08 0.14 0.49 0.39 0.19 1.87 0.36 0.41 0.85 0.76 0.77 Cs 0.34 0.11 0.21 0.42 1.13 0.09 0.12 0.83 0.25 0.17 0.26 Ba 29.40 42.30 28.63 66.86 48.23 28.57 15.32 84.65 46.83 45.65 51.60 Hf 0.02 0.04 0.22 0.18 0.25 0.51 0.26 0.29 0.46 0.34 0.29 Ta 0.02 0.01 0.04 0.03 0.02 0.08 0.02 0.03 0.05 0.05 0.05 Pb 0.55 6.99 0.22 0.52 0.38 0.41 0.20 0.90 0.39 0.33 0.26 Th <0.05 0.00 0.08 0.05 0.01 0.16 0.03 0.05 0.05 0.04 0.03 U 0.00 0.06 0.02 0.02 0.02 0.04 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 La 0.44 0.31 3.75 0.84 0.80 2.65 0.54 0.86 1.49 1.24 0.95 Ce 0.92 0.72 10.73 1.82 2.19 7.51 1.38 1.93 3.71 3.03 2.28 Pr 0.11 0.09 1.79 0.25 0.40 1.17 0.23 0.29 0.58 0.47 0.35 Nd 0.51 0.45 12.59 1.70 3.35 7.37 1.92 1.91 3.96 3.16 2.50 Sm 0.10 0.10 4.14 0.48 1.22 2.19 0.66 0.59 1.29 0.99 0.74 Eu 0.19 0.09 1.18 0.34 0.46 0.46 0.25 0.26 0.40 0.45 0.38 Gd 0.10 0.10 4.29 0.59 1.56 2.32 0.89 0.68 1.46 1.21 0.93 Tb 0.01 0.02 0.56 0.07 0.21 0.37 0.13 0.09 0.21 0.17 0.12 Dy 0.07 0.10 3.73 0.46 1.46 2.64 0.83 0.68 1.44 1.02 0.75 Ho 0.02 0.02 0.52 0.10 0.24 0.49 0.13 0.11 0.23 0.16 0.12 Er 0.04 0.06 1.32 0.28 0.64 1.39 0.39 0.32 0.66 0.43 0.33 Tm 0.01 0.01 0.15 0.04 0.09 0.20 0.05 0.04 0.09 0.06 0.04 Yb 0.05 0.08 0.91 0.23 0.53 1.18 0.26 0.25 0.51 0.32 0.21 Lu 0.01 0.01 0.12 0.04 0.08 0.18 0.05 0.04 0.08 0.05 0.04 ∑REE 2.57 2.16 45.78 7.25 13.24 30.11 7.71 8.05 16.11 12.75 9.75 LREE 2.27 1.76 34.18 5.43 8.42 21.35 4.99 5.84 11.43 9.34 7.21 HREE 0.30 0.40 11.60 1.81 4.82 8.76 2.73 2.22 4.67 3.42 2.54 LREE/HREE 7.64 4.39 2.95 2.99 1.75 2.44 1.83 2.64 2.45 2.73 2.83 δEu 5.96 2.64 0.86 1.95 1.02 0.62 0.99 1.24 0.90 1.24 1.41 (La/Yb)N 6.59 2.71 2.78 2.47 1.02 1.51 1.41 2.32 1.97 2.61 3.06 (La/Sm)N 2.77 1.97 0.57 1.10 0.41 0.76 0.51 0.92 0.73 0.79 0.81 (Gd/Yb)N 1.70 1.05 3.80 2.07 2.38 1.59 2.76 2.19 2.31 3.05 3.56 表1. 毕机沟岩体主量和微量元素分析结果 注：1) 表中常量元素单位为(10 −2 )，微量元素单位为(10 −6 )；2) B-93、B-95、B-171、B-210四个样品数据引自 [ 5 ] 。 毕机沟辉长岩类样品具有高Al (14.22%~29.54%，平均为21.63%)、贫Ti (平均为1.10%)和P (平均值为0.14%)的特点，明显不同于典型的板内裂谷玄武岩(TiO 2 > 2%，P 2 O 5 > 0.3%)，而与大陆边缘弧或者岛弧成因的岩石类似(Al 2 O 3 > 17%，TiO 2 < 1.2%)。另外该类样品具有SiO 2 含量较低(36.25%~49.59%)，变化范围大；CaO含量较高(7.14%~15.35%)；碱含量较低(Na 2 O + K 2 O平均值为2.64%)的特征，Mg # 介于0.36~0.81之间，平均为0.58，略小于原生玄武岩浆的镁值0.65~0.73，属于拉斑系列岩石。从岩体稀土元素配分模式图和微量元素蛛网图来看，毕机沟岩体各类岩石样品稀土和微量元素配分形式相似或相近，说明其来自同一地幔源区，为同源岩浆演化的产物。该岩体所有样品的配分曲线均呈现“右倾型”的平缓形式，全岩稀土元素总量较低，轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损，而轻稀土富集，重稀土元素配分曲线相对平坦，是板块汇聚边缘岩浆岩共有的特征 [ 13 ] 。微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素(Ba、Rb、Sr等)，亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf等)的特点以及Nb、Ta的负异常均显示毕机沟岩体具有大陆边缘弧的地球化学特征。在Nb-Zr-Y (图6(a))三角图解中，各类岩石样品点基本落在了N型MORB和火山弧玄武岩区域，而在Nb/Yb-Th/Yb (图6(b))对数判别图解中，毕机沟岩体各类岩石样品点大部分位于大陆岩浆弧范围，说明毕机沟岩体的形成与活动大陆边缘或岛弧构造背景相关，这也与微量元素蛛网图中富集LILE和亏损HFSE的特征相吻合。 图6. 毕机沟岩体大地构造判别图解 综上，形成毕机沟杂岩体的原始岩浆为岩石圈地幔部分熔融形成的拉斑玄武质岩浆，在相对稳定环境经深部岩浆房初步分异并多次脉动侵位于较浅处西乡群中，再经原地结晶分异堆积形成毕机沟层状岩体，并且岩浆在上升侵入地壳过程当中受到地壳物质的混染。 7.2. 成因机制 毕机沟钒钛磁铁矿体受基性岩浆分异形成的暗色韵律层控制，在暗色韵律带内分异出的磁铁矿富集形成工业矿体，主要以块状磁铁矿矿石为主，后期经多次岩浆活动、蚀变等，使橄榄石、辉石等暗色矿物发生强烈蚀变形成蛇纹石等蚀变矿物，同时析出磁铁矿，大部分磁铁矿沿岩石裂隙分布，形成以磁铁矿为主的磁铁矿条、线、带，还有部分磁铁矿呈浸染状分布于暗色带内，形成浸染状磁铁矿矿石。毕机沟钒钛磁铁矿矿化受岩相控制也较为密切，区内钒钛磁铁矿化主要赋存于含铁高的紫苏异剥–异剥辉长岩或透辉辉长岩中，浸染状构造矿石受岩相控制更为明显。 西乡一带为一开阔复背斜，长轴走向北东，并向北东倾伏。毕机沟矿床就位于该复背斜北东倾伏端童家山–崔家坪，岩浆沿复式穹窿构造侵入的北东翼部，由于受后期花岗岩侵入而残缺不全。具多中心、多轴等复式构造特征，其中心及主轴位于童家山—崔家坪一带，轴向北东，并向北东倾伏。轴部为橄榄岩、橄长岩、辉长岩，个别轴部伴有浅色粗粒辉长岩。外侧为暗色蚀变辉长岩、异剥辉长岩、中细粒辉长岩或闪长岩等，两岩体产状较陡，一般在60˚~80˚。该穹窿构造与成矿关系密切，控制了岩相分带和矿体形态。 毕机沟矿床成矿过程可总结为：在新元古代时期(~760 Ma)，洋壳向扬子板块之下俯冲，导致源于亏损地幔的拉斑玄武质岩浆侵入到地壳之中，并伴随与消减俯冲板片脱水物质混合，沿深部断裂带上升侵位于西乡群火山岩中，由于压力的释放，矿物结晶温度降低，经过早期的橄榄石和斜长石堆晶作用形成基性程度较高的下部超镁铁质岩相带，剩余岩浆经过稳定的结晶分异作用形成中部和上部岩相带，在结晶分异过程中富含Fe、Ti、V的残余岩浆逐步富集形成毕机沟钒钛磁铁矿床，毕机沟层状基性杂岩体成矿过程以分离结晶作用为主。