攀西红格岩体单斜辉石Sr同位素和微量元素组成制约钒钛磁铁矿床成因

郭艳峰; 佘宇伟; 李珊珊; 朱志勇; 谢秋红; 何海龙

doi:10.13745/j.esf.yx.2025.1.25

地学前缘 ›› 2026, Vol. 33 ›› Issue (4) : 401 -419. DOI: 10.13745/j.esf.yx.2025.1.25

攀西红格岩体单斜辉石Sr同位素和微量元素组成制约钒钛磁铁矿床成因

郭艳峰, 佘宇伟, 李珊珊, 朱志勇, 谢秋红, 何海龙

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摘要

攀西地区红格镁铁质-超镁铁质层状侵入体赋存世界级的钒钛磁铁矿矿床，然而其矿床成因仍然存在争议。本次研究报道了红格岩体单斜辉石原位Sr同位素和微量元素组成，并以此探究红格岩体母岩浆侵位、演化和成矿过程。红格岩体根据岩石结构特征可分为下部岩相带、中部岩相带和上部岩相带。岩相学研究显示，单斜辉石作为岩浆演化早期结晶的主要矿物之一，其Sr同位素组成反映了母岩浆的Sr同位素特征。原位Sr同位素分析结果显示3个岩相带具有相对均一的Sr同位素组成，其中下部岩相带单斜辉石(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)■为0.705 3～0.706 2,中部岩相带单斜辉石(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)■为0.705 5～0.706 4,上部岩相带单斜辉石(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)■为0.705 5～0.706 4。相比下部岩相带全岩Sr同位素组成((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)■=0.705 7～0.707 6),下部岩相带单斜辉石显示更低的Sr同位素组成，暗示母岩浆在侵入红格岩浆房之前已经富集Sr同位素，而红格岩浆房后堆晶过程中地壳流体加入可能引起全岩Sr同位素升高。下部岩相带单斜辉石Cr、Ni含量与全岩V含量没有相关性，暗示下部岩相带铁钛氧化物结晶可能受控于岩浆成分而非单斜辉石分离结晶。相比而言，中部岩相带和上部岩相带单斜辉石的Cr、Ni含量与全岩V含量呈正相关性，表明大量Fe-Ti氧化物与单斜辉石同时结晶。下部和中部岩相带作为主要的赋矿岩相带，单斜辉石Sc含量变化较小(平均值为59.2×10^-6)且明显高于不含矿的上部岩相带(平均值为38.7×10^-6),暗示下部岩相带和中部岩相带经历了频繁的富Fe-Ti岩浆补充，而上部岩相带岩浆补充明显减弱。而不相容元素Zr显示相反的趋势，也暗示了红格岩浆房位于岩浆通道系统。因此，频繁的富Fe-Ti岩浆补充是形成中部岩相带厚层矿体的关键。