过铝质岩浆-热液演化体系中磷的地球化学行为

泥质岩部分熔融产生的过铝质岩浆中的P2O5含量受控于源区磷灰石含量、部分熔融程度和岩浆中磷灰石的溶解度.过铝质岩浆中的Ca、REE以及Y的活度低,阻碍了磷灰石、独居石以及磷钇矿等的结晶,碱性长石成为过铝质岩浆中P的主要寄主矿物,直到岩浆演化晚期,Li的活度增大,P才与Li形成磷铝锂石-羟磷铝锂石.进入以晶体、熔体和流体相共存为特征的岩浆-热液过渡阶段体系后,P的地球化学行为主要受流体/熔体相分配的制约,P优先进入到熔体相, 不太可能形成富P的流体.在热液阶段,长石晶体在Al-Si有序化过程中释放的结构P与流体介质所携带的Ca离子形成次生磷灰石.在热液蚀变过程中所形成的富P流体,很可能是某些Sn、W、Mn和U热液矿床的主要载体.     

《宁芜型铁矿床形成机理》即将由科学出版社出版

本书系1976年以来在宁芜和庐枞一带铁矿科研工作的总结。它着重于矿物和地球化学研究,对宁芜和庐枞地区火山岩和次火山岩的主要元素和微量元素特征作了较详细的论述,讨论了火山岩浆的来源和演化。对矿床中主要矿物——磁铁矿、磷灰石和辉石,作了较全面的物理性质、成分和谱学研究,提     

湖南仁里稀有金属矿床岩相学和矿物学特征及其地质意义——以5号脉ZK708号钻孔为例

仁里矿床是中国近年新发现的超大型花岗伟晶岩型稀有金属矿床,文章针对其稀有金属矿化富集规律、成岩成矿演化特征及找矿标志等问题,以5号主矿脉钻孔ZK708全孔岩芯及岩体内、外伟晶岩为研究对象,采用了电子探针、能谱仪分析和全岩地球化学分析等方法,开展了伟晶岩岩相学、矿物学及地球化学等方面的研究工作.研究结果表明:①仁里矿床伟晶岩岩性比较复杂,不同岩性伟晶岩相互穿插,为同期次不同阶段的结果,经历了多阶段的岩浆-热液活动,铌钽等稀有金属矿化与多阶段岩浆-热液活动密切相关,铌钽等稀有金属矿物主要赋存于粗-中粒、粗粒白云母钠长石伟晶岩中,随着伟晶岩粒度的增加,铌钽等稀有金属矿化具有逐渐增加的趋势;②仁里矿床伟晶岩为LCT(Li-Cs-Ta)型伟晶岩,经历了不同阶段的岩浆-热液活动,多阶段的热液活动(尤其是富P、F热液流体)为Li、Nb、Ta等稀有元素的进一步富集提供了热源和物质来源,促使Li、Nb、Ta等稀有元素的进一步释出和富集;不同世代矿物出现在伟晶岩熔体-溶液不同演化阶段.磷灰石和粒状、叶片状钠长石可做为本区铌钽等稀有金属矿产的重要找矿标志.     

乌岙铅锌矿床地球化学特征及其成因的讨论

本文借助于多种测试分析资料,在充分地研究矿区与成矿作用有关的岩石、矿石和矿物等地球化学特征的基础上,利用已获的研究成果,有说服力地进行了对比总结.尝试应用地球化学资料,讨论了矿床形成的矿质来源、控矿因素,以及沉淀富集条件等.指出该矿床应属岩浆热液型铅锌矿床.     

岩浆-热液型矿床顺向分带之成因探讨

岩浆-热液型矿床水平分带即岩浆-热液成矿流体在侵入近地表含水围岩矿化蚀变过程中元素产生顺向分带[Ni、Ta、Hf、Th、REE、W、Sn、Mo、Bi等(内带和过渡带)→Cu、Pb、Zn等(中带)→Au、Ag、Hg、Sb等(外带)]的现象。主要从矿物溶解度、元素不相容程度、亲和性以及地球化学亲缘性等地球化学角度与电负性、晶格能和生成热等化学和晶体化学等角度详细分析和探讨了岩浆-热液型矿床元素分带的原因。认为:(1)元素的分带是内因和外因综合影响的结果,单纯的一种因素不能解释众多热液矿床中的元素分带现象,元素的化学内因是导致其分带的主要因素;(2)同时,在元素周期表中对岩浆-热液型矿床中常出现的(金属)元素进行了高温、中温、低温成矿元素的地球化学分类。     

单矿物中熔体包裹体研究进展及地质指示意义

熔体包裹体是矿物在生长过程中捕获的原始岩浆,能有效的保留大量主矿物结晶和周围岩浆介质的物理化学信息,是岩浆演化和成矿过程的良好指示刺.文章从熔体包裹体在主矿物中的赋存状态,均一化试验和测试技术等方面总结了目前的研究进展,并结合具体的矿床揭示熔体包裹体对岩浆和成矿方面的指示意义.同时笔者也建议,将熔体包裹体信息和岩石学、地球化学、找矿学联系起来,可以加深对岩浆演化过程的了解程度,提高勘查找矿的效果.熔体包裹体作为一种较新的微区分析对象具有十分广阔的应用前景.     

火山-侵入杂岩带的成岩-成矿专属性

成岩成矿关系问题,特别是成矿作用与岩浆活动的专属性问题,一直是矿床学研究中的重要课题。粤东地区热液脉状锡、钨（多金属）矿床产于中生代花岗质火山岩、次火山岩和侵入岩组成的火山侵入杂岩带中,成岩年龄与成矿年龄一致,但矿床地质、矿床矿物流体包裹体和同位素地球化学没有相对标准来区分这些来源于岩浆作用不同阶段、不同产出状态岩浆岩的成矿物质特征,使得人们对于区内矿床成因的认识不一。文中运用稀土元素地球化学方法,着重探讨和对比了矿床矿石、蚀变岩石及与成矿有关的岩浆岩的稀土元素特征和配分型式,并进一步根据在不同压力条件下Ｃｌ－在熔体和热液间的分配系数实验数据和不同压力条件下热液与相应熔体平衡时的稀土元素分配系数实验结果,分别计算了厚婆坳锡矿床和莲花山钨矿床与矿区有关岩浆岩熔体平衡的热液中的稀土元素浓度并制出配分型式,再与矿床矿石及矿石矿物稀土元素配分型式比较,从而确定成矿与侵入阶段的花岗岩岩浆活动关系密切。区内矿床为岩浆热液矿床。研究结果表明,稀土元素作为热液流体来源的示踪剂能有效地确定火山侵入杂岩带的成岩成矿专属性。     

Li同位素在矿床学中的应用:现状与展望

矿床的形成受制于多种复杂的地质作用,包括全球尺度的板块构造运动、岩浆活动、变质沉积改造等过程,并普遍伴随热液活动、流体迁移、水-岩相互作用、元素分异及同位素分馏等一系列局部区域地质和地球化学过程.在过去的矿床学研究中,地球化学方法主要围绕在主、微量元素和传统的稳定同位素等手段,解决了很多矿床成因问题.但仍存在不少的多解和难解问题,比如许多矿床在矿化类型、蚀变分带与金属矿物组合方面具有诸多相似之处,常规地球化学指标难以区分.随着测试精度的提高和自然储库组成的完善,Li同位素近些年来已成为新兴的稳定同位素体系.Li同位素在自然界过程中高达80‰的同位素分馏使其具有更好的辨识能力,同时兼有直接和间接指示作用,有潜力成为研究各种复杂成矿过程的良好示踪剂.本文总结了近年来有关矿床学中Li同位素的研究和应用进展,以俯冲带成矿为主,阐述了斑岩型-热液矿床、伟晶岩型矿床和沉积矿床等类型矿床的Li同位素地球化学特征,并探究新的Li同位素方法在矿床中的应用前景.基于Li同位素体系在各类矿床的应用实例,我们认为Li同位素体系将为矿床学研究提供更多的指示信息和依据.      

硫在岩浆热液中的存在形式及其与成矿关系的实验研究(摘要)

有色金属大多数是来自岩浆热液矿床.对硫化矿床共同组份硫在岩浆热液中的存在形式及其与成矿关系进行实验研究,对于硫化矿床的成矿组份在热液中迁移富集规律的认识是有很重要意义的.这也是矿床学和地球化学尚未解决的问题.实验条件的选择我们把斑岩铜矿液态包裹体的主要成份H_2O、NaCl、KCl看作是岩浆热液的主要组份.斑岩铜矿包裹体中其盐度一般在1—45%,KCl:NaCl≈1:3～1:5,我们选择实验条件为:     

藏西北多龙矿集区拿若斑岩铜（金）矿床磷灰石矿物学特征及地质意义

拿若矿床目前是藏西北改则县多龙矿集区第三大斑岩型铜（金）矿床,前人开展了系统的成岩成矿年代学、成矿地质背景等研究,但空间蚀变分带和岩浆演化过程等方面研究较为薄弱。笔者等以拿若矿床磷灰石作为研究对象,在大量钻孔科研编录的基础上,开展了磷灰石矿物学和矿物化学研究,探讨拿若矿床磷灰石矿物彩色阴极发光特征与蚀变分带的耦合关系,揭示含矿岩浆演化期次及氧化还原状态。磷灰石彩色阴极发光特征显示,拿若矿床磷灰石彩色阴极发光（CL）特征主要表现为黄褐色、绿色—亮黄色和灰黑色,分别对应未蚀变、钾化蚀变和绢英岩化蚀变环境,磷灰石彩色CL特征与其所处蚀变环境的关系验证了笔者等重新厘定的拿若矿床斑岩系统“双钾化带”空间蚀变分带结构。磷灰石电子探针（EPMA）主量元素测试结果显示,磷灰石的CaO = 53. 5%~56. 5%,P2O5 = 39. 5%~42%,F = 1. 26%~3. 24%,Cl = 0. 01%~1. 99%,SO3 = 0~1. 28%,由此计算的XF = 0. 68~1. 76,XCl = 0. 001~0. 58,XOH = 0. 21~1. 05。不同类型、阶段的磷灰石挥发分（F、Cl、OH）、SO3等成分含量变化趋势反映了拿若矿床岩浆—热液演化过程发生了气体饱和流体出溶金属沉淀的过程,并揭示了成矿岩浆高氧逸度的性质。此外,环带状岩浆磷灰石反映了隐爆角砾岩系统发育了三期次岩浆作用,并指示了第I、III期岩浆活动具有更高氧逸度特征,与成矿关系更加密切。因此,笔者等认为在多期次岩浆热液叠加型斑岩铜矿床中,磷灰石在辅助厘定蚀变类型和反演岩浆—热液演化过程中具有重要的价值。     

江西崇义铁木里碱长花岗岩中铌和稀土元素的富集机制

华南是我国重要的战略性矿产资源基地,以花岗岩相关的稀有和稀土金属成矿作用而举世瞩目。其中,铌的成矿作用一般与过铝质高分异花岗岩有关,稀土元素则随岩浆演化程度增强而富集程度降低,而江西铁木里含黑云母碱长花岗岩体同时富集铌和稀土元素,矿化组合极具特色。本文在详细的矿物岩相学研究基础上,利用电子探针、飞秒激光电感耦合等离子质谱对铌和稀土矿物进行了矿物地球化学分析,借此对铁木里碱长花岗岩中铌和稀土元素的富集机制进行探讨。铁木里岩体由肉红色含黑云母碱长花岗岩(r-G)和灰白色含黑云母碱长花岗岩(g-G)组成,发育暗色包体。r-G中的铌矿物主要为岩浆期形成的铌铁金红石,稀土矿物包括岩浆期形成的硅钛铈矿、独居石、磷灰石和热液期形成的独居石和氟碳(钙)铈矿。g-G中的铌矿物包括岩浆期形成的铌铁金红石和热液期形成的铌铁金红石、易解石、铌铁矿,稀土矿物包括岩浆期磷灰石和热液期磷灰石、独居石、氟碳(钙)铈矿。暗色包体为岩浆混合成因,内含磷灰石、独居石和零星的硅钛铈矿、金红石。矿物组合特征显示,铁木里碱长花岗岩中的铌和稀土元素经过了岩浆和热液两个时期的富集。应用金红石、磷灰石、绿泥石等矿物成分特征约束了岩浆-...     

西藏驱龙巨型斑岩Cu Mo矿床的富S、高氧化性含矿岩浆——来自岩浆成因硬石膏的证据

西藏冈底斯成矿带上的驱龙巨型斑岩Cu-Mo矿床以发育大量的硬石膏为特征.详细的岩相学研究发现:驱龙矿床不仅发育热液脉状的硬石膏,含矿斑岩中还产出岩浆成因硬石膏,这在国内系首次报道.观察表明,在岩浆演化早期的花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩中,岩浆硬石膏以矿物包体的形式产于斜长石、石英中;在主成矿期的二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩中,岩浆硬石膏以矿物包体产于斜长石斑晶中,局部以斑晶形式产出,并伴有富S的磷灰石(SO_3含量为0.11%～0.44%)、磁铁矿发育.后期热液活动也形成了大量的硬石膏±石英+硫化物脉,是矿区主要的矿化类型之一.电子探针分析结果显示,后期的热液硬石膏与岩浆硬石膏相比,在微量成分上明显富集Sr(分别为0.24%和0.03%),可能是由于在岩浆-热液演化过程中,Sr的不相容性或者/以及粘土化蚀变造成的.岩浆硬石膏以及与之共生的富S磷灰石的出现,明确指示驱龙矿床成矿岩浆具有富S、高氧逸度的特征;同时也为研究S在斑岩型矿床岩浆演化过程中的状态、行为,提供了很好的研究对象.     

磷灰石地球化学特征对花岗岩锡成矿能力的指示——以滇西腾冲 梁河锡矿带小龙河锡矿床为例

锡矿床全球空间分布高度不均,成矿与花岗岩密切相关,对花岗岩Sn成矿作用的研究受到学界高度重视。准确示踪岩浆源区和精细刻画岩浆演化过程对理解花岗岩与对Sn成矿之间的关系十分关键。磷灰石作为花岗岩类岩石中常见的副矿物,其化学组成在示踪花岗岩岩浆源区和成岩过程方面有独特优势。本文对滇西腾冲-梁河锡矿带具有代表性的小龙河锡矿床,对矿区内的花岗岩展开磷灰石原位化学成分分析。研究结果表明,小龙河锡矿区的花岗岩为一套高分异花岗岩,显示A型花岗岩特征,主要源于地壳物质熔融,花岗岩形成于相对还原的环境,富F且含有一定量的Cl元素。上述岩石地球化学特征有利于花岗岩浆演化过程中Sn的富集和迁移,说明磷灰石的成分特征可以很好地指示花岗岩浆的成因、演化及其物理化学条件,能有效评价花岗岩的Sn成矿能力。     

岩浆黑云母和热液黑云母矿物化学研究进展

黑云母是岩浆岩和斑岩型矿床中重要的含水铁镁质成岩硅酸盐矿物。黑云母化学成分可以有效地指示岩浆性质、热液蚀变以及成矿过程。文章基于前人和作者的研究成果,系统地总结了黑云母矿物化学在黑云母分类、地质温度计、地质压力计、氧逸度等方面的应用,对岩石成因及构造背景的指示意义,卤素和卤素逸度评价岩浆热液过程,成矿潜力评价等方面的研究新进展,为斑岩型铜多金属矿床的成矿预测和勘查评价提供了最新的找矿矿物学证据。并提出了黑云母矿物化学在研究中存在的一些问题及未来的研究方向。     

江西省铜厂斑岩铜矿磷灰石世代和成分特征研究

对德兴铜矿区的铜厂斑岩铜矿中出现的岩浆成因和热液成因磷灰石进行了对比研究。在铜厂,除含矿斑岩体中含有磷灰石以外,成矿早期蚀变(钾化)与主矿化期蚀变(石英-绿泥石-绢云母化)也形成了磷灰石。电子探针分析结果表明三期磷灰石成分差异显著,岩浆期磷灰石的主要特征是富S和Si,钾化期磷灰石的主要特征是富Mn和Fe,主矿化期磷灰石与早期磷灰石的主要差别在于其较高的S含量、F含量和较低的Cl含量;岩浆期、钾化期和主矿化期磷灰石的Cl/F比值依次降低,这反映了流体和岩浆Cl/F比值的演化趋势。岩浆Cl/F比值的降低可能由岩浆的析气作用以及Cl和F在岩浆和流体中的分配系数不同所致。S在岩浆期磷灰石和主矿化期磷灰石中均作为P的替位阳离子存在,但在两期磷灰石中替位机制不同,P-S替位的电荷平衡离子分别为Si和Na。在三期磷灰石中,主矿化期磷灰石S含量最高,而Cl含量显著低于岩浆期和钾化期磷灰石,这表明在主矿化期,Cu-S配合物可能是比Cu-Cl配合物更重要的金属搬运形式。     

磁铁矿-磷灰石型铁矿的实验模拟研究进展与展望

磁铁矿-磷灰石(IOA)型铁矿,或称基鲁纳型(Kiruna)铁矿,或称陆相火山岩型铁矿,在时空上常常与碱性-钙碱性的(次)火山岩有着紧密联系。该类型矿床在世界范围内广泛产出,发育特征的磁铁矿-磷灰石-阳起石矿物组合,但其成因还存在广泛争议。文章介绍并归纳了成岩成矿实验在IOA型矿床相关的岩浆原生过程方面取得的最新进展,包括液态不混溶作用、岩浆磁铁矿-气泡悬浮模式和阳起石岩浆成因的实验验证,探讨了磁铁矿以及磷灰石通过液态不混溶作用和气泡悬浮完成超常富集形成铁矿浆的可能性。在此基础上,指出了相关实验目前尚存在的问题及未来的研究方向。     

滇西姚安金矿床磷灰石化学特征及指示意义

姚安金矿床位于金沙江-哀牢山富碱斑岩带中段,大地构造位置处于扬子板块西缘与三江特提斯造山带结合部位,其成矿与新生代富碱岩浆-岩浆热液密切相关.野外调查发现矿化仅存在于黑云母正长斑岩体内,而与黑云母正长斑岩空间关系密切的石英正长斑岩却未发现矿化.为探讨黑云母正长斑岩与石英正长斑岩岩体含矿性差异,运用电子探针、LA-ICP...     

Chemistry of magnetite-apatite from albitite and carbonate-hosted Bhukia Gold Deposit,Rajasthan, western India – An IOCG-IOA analogue from Paleoproterozoic Aravalli Supergroup: Evidence from petrographic,LA-ICP-MS and EPMA studies

The Bhukia gold (+copper) deposit hosted by albitite and carbonates that occur within the Paleoproterozoic Aravalli-Delhi Fold Belt (ADFB) in western India consists of magnetite, graphite, apatite and tourmaline along with sulfide mineralization. Ubiquitous presence of magnetite and apatite in gold-sulfide association, alteration patterns and shear controlled mineralization suggest it to be IOCG (Iron-oxide copper gold) type deposits. The detailed mineral chemistry of magnetite and apatite are generated and interpreted in terms of their genetic significance, hydrothermal and magmatic origin vis-à-vis their affiliation with IOCG deposition. The data suggest that the magnetite has hydrothermal affiliation. The Ni/Cr ratio is greater than 1, which is explained by differences in solubility and mobility of Ni and Cr in hydrothermal fluids and is corroborated with other key evidences including that of wide ranging Mg concentration further supports a strong hydrothermal input that is envisaged for the deposition of magnetite. Concentration of vanadium in magnetite is generally <1000 ppm in case of barren hydrothermal occurrences while in the study area, it is relatively higher as it is attributed to the gold-sulfide-Cu mineralization. Ti vs Ni/Cr, Ni/(Cr+Mn) vs Ti+V, Ca+Al+Mn vs Ti+V and Al+Mn vs Ti+V variations are interpreted in terms of magnetite genesis. EPMA data suggests that apatite present in Bhukia is of fluorapatite variety with F content >1 wt% and F/Cl >1. Higher concentration of F and moderate Mn along with lower concentration of Cl attests their magmatic hydrothermal character and its derivation from meta-volcano sedimentary source. REE patterns obtained from LA-ICP-MS analysis suggest enrichment of LREE relative to MREE and HREE with negative Eu anomaly. Y/∑REE, La/Sm, Ce/Th and Eu/Eu¹ vs Ce/Ce¹ values of apatite is indicative of their origin in a highly oxidized environment. Presence of magnetite along with apatite is a common feature in IOCG-IOA (Iron-Oxide Apatite) association. Bhukia Gold Deposit has many similarities with Kiruna type Iron-Oxide Apatite (IOA) deposits particularly with respect to their similar tectonic setting, alteration patterns, mineral assemblages such as abundance of magnetite, apatite and presence of late stage sulfides based on EPMA and Laser ablation ICP-MS (LA-ICP-MS) studies. Lithological, petro-mineralogical and geochemical signatures of magnetite and apatite infer that the Bhukia is a possible IOCG-IOA type gold deposit typically associated with sulfides and graphite which may be used as petrogenetic indicators and pathfinders for exploration.     

新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。