中国东部地幔岩包体中的金含量及其成矿学意义

笔者等分析了中国东部 91件地幔岩包体及其寄主玄武岩中的金含量并有重要发现。除河北万全和海南定安的一些高于 10× 10 - 9的异常样品外 ,包体及寄主岩中的金含量分别在 0 .5× 10 - 9～ 10 .0× 10 - 9和 0 .2×10 - 9～ 5 .3× 10 - 9之间。其中包体平均含金 4 .6× 10 - 9,玄武岩平均含金 2 .7× 10 - 9。地幔岩中包体一般比寄主玄武岩含金高 ,二者间相关性不明显。中国东部 91件地幔岩包体及其寄主玄武岩中的金含量在空间分布上有非均一性 ,它们以华北地台为中心 ,向北和向南 (向南更明显一些 )分别降低 ,这一趋势与中国金矿大多数集中于华北地台的两缘而向南北有减少和减小的趋势是基本一致的。高于地幔金丰度 5× 10 - 9的样品 ,除海南岛外主要集中在华北地台两缘(辽宁、河北、山西、山东 ) ,与冀北西部和山东的金矿集中区有对应关系。研究表明这种对应关系是岩石圈地幔和地壳间在形成时代、性质和成分上耦合性的反映 ,而富二氧化碳含金地幔流体对金活化、富集和转移直至成矿的作用是在先期岩石圈地幔的物质基础上发生的。地幔岩包体中金含量的高低 ,对地壳中金矿床和金矿集中区的分布有指示意义。海南岛 15个包体样品平均含金 11.4× 10 - 9,最高达 36 .0× 10 - 9。鉴于有不少研究反映海南岛     

南海海山玄武岩形成条件研究

南海海山火山岩主要由碱性玄武岩,拉斑玄武岩、粗安质浮岩、英安岩等组成。火山岩中的矿物包裹体主要为非晶质熔融包裹体,反映出海山火山岩水下喷发冷凝较快的特点,并在碱性玄武岩及其地幔岩包体中发现流体熔融包裹体,表明该区上地幔部分熔融过程中曾经历过熔浆与流体不混熔的过程。四个海山火山岩直接测定的成岩温度分别为:中南海山碱性玄武岩1155～1185℃,宪北海山碱性玄武岩960～1200℃,拉斑玄武岩1040～1230℃,玳瑁海山拉斑玄武岩1245～1280℃,尖峰海山粗安质浮岩880～1140℃。中南海山及宪北海山碱性玄武岩的平衡压力分别为13.57×10~8Pa和8.8×10~8Pa。宪北海山地幔岩包体的辉石平衡温度为1073～1121℃,压力为(15.58～22.47)×10~8Pa,表明碱性玄武岩浆来源较深,已达到该区上地幔软流圈范围。     

中国东部华北克拉通南缘和华南地块地幔岩中的钼含量及其意义

对中国东部华北克拉通南缘(山东临朐、昌乐、胶州和安徽明光)和华南地块(福建牛头山、广东英峰岭、海南定安和海南蓬莱)80件地幔岩包体及其寄主玄武岩石中的钼含量进行了分析。中国东部华北克拉通南缘和华南地块新生代地幔岩包体钼含量在0.10～0.41μg/g之间,平均含钼0.19μg/g;这些包体的寄主玄武岩中的钼含量明显高于其地幔岩包体中的钼含量。寄主玄武岩中钼含量在0.75～7.21μg/g之间,平均含钼3.17μg/g。其中安徽明光寄主玄武岩中钼含量最高,平均6.8μg/g;山东临朐、昌乐寄主玄武岩中钼含量平均为3.6μg/g;福建牛头山、海南定安和海南蓬莱寄主玄武岩中钼含量低,这三地平均为1.4μg/g,与世界基性岩钼的丰度1.4μg/g一致。中国东部华北克拉通南缘和华南地块地幔岩包体的寄主玄武岩中的钼含量在空间分布上明显表现为华北克拉通南缘高而华南地块低。结合我国大型钼矿集中于华北克拉通南缘以及成矿元素来源于下地壳的事实,说明寄主玄武岩中钼含量的高低对地壳中钼矿床和钼矿集中区的分布有指示意义。     

河北汉诺坝玄武岩中幔源捕虏体中的水

本文对河北汉诺坝玄武岩内的幔源捕虏体矿物进行了系统地红外光谱学研究。结果表明,来自该地区约75km以上的地幔捕虏体普遍含有微量水(0.45×10~(-2)％～11.6×10~(-2)％,以H_2O计算,下同),以OH~-形式主要赋存在辉石(及橄榄石?)中,而不是在角闪石或金云母中。捕虏体中的水可能首先进入橄榄石、石榴石及辉石晶格,角闪石或金云母晶出在后。虽然角闪石及金云母晶格中含有比辉石高百倍的水,但它们所含的水可能是局部水的富集,与相对规模较小的岩浆事件或交代作用有关。早期研究估计的75km以上原始地幔岩中含0.1％水的数据可能偏高。汉诺坝玄武岩捕虏体含水量(多数1.11×10~(-2)％～3.01×10~(-2)％)比大洋中脊玄武岩和南非金伯利岩中捕虏体含水量(多数低于1.00×10~(-2)％)略高。反映了水在上地幔中时间、空间分布的不均匀性。幔源无水硅酸盐矿物中含有微量水这一事实,为了解上地幔中水的分布,水在地幔中的动力学、地球化学过程所起的作用提供了重要基础数据。     

地幔包体金云母40Ar/39Ar年龄对玄武岩浆喷发结束时间的约束

山东临朐-昌乐地区新生代岩浆活动强烈,以形成含大量地幔包体的玄武岩为特征.作者在考察与研究昌乐北岩古火山口玄武岩中地幔包体的过程中,发现一些包体中发育有地幔钾交代成因的金云母细脉.鉴于金云母的封闭温度远低于玄武岩浆喷发时的温度以及金云母可以记录喷发的玄武岩浆冷却通过金云母封闭温度的时间,本文尝试通过金云母所记录的~(40)Ar/~(39)Ar年龄来推断玄武岩浆喷溢的结束时间.该火山口玄武岩不同部位的三个地幔岩包体其金云母的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄分别为18.42±0.21Ma、18.65±0.27Ma和18.39±0.36Ma,年龄结果具有很好的一致性,充分说明了该定年手段的有效性.因此可以确定该火山口玄武岩浆喷溢活动约在18.5Ma前结束.由此推测山旺盆地中不整合发育在源于该火山口喷溢的玄武岩之上的化石群的形成时代下限约为18.5Ma.用玄武岩地幔包体金云母的~(40)Ar/~(39)Ar年龄来确定玄武岩年龄是玄武岩定年一个有效的新方法.     

胜利油田富CO2含金流体及有关成因问题

本文分析了胜利油田火山岩中的Au含量,发现CO_2气藏区火山岩和非CO_2气藏区火山岩中Au含量有明显区别:前者合Au很高,平均327×10~(-9),最高2150×10~(-9);而后者含Au很低,平均只有2.5×10~(-9)。这一基本事实提供了CO_2与金矿化间联系的直接地质证据,指出了在中国东部郯庐断裂两侧找寻新的金矿资源的方向与可能性。研究表明,地幔及其岩浆去气对形成富CO_2含Au热液系统有重要的贡献,而一个由深部稳定热源驱动、富含地幔及其岩浆去气带入的CO_2和Au并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。     

道县虎子岩岩体及其包体的地球化学特征和构造意义

虎子岩碱性橄榄玄武岩具有与大陆裂谷玄武岩相似的地球化学特征。通过对岩体及其尖晶石二辉橄榄岩包体地球化学特征的研究,揭示了本区地幔在先期亏损的基础上又迭加了一次交代事件,虎子岩基性岩浆是由交代地幔约16％的低程度部分熔融的产物。用辉石温压计估算出,包体矿物的平衡结晶温度为1038—1109℃,压力为22—25×10~8 Pa,推测包体来源深度为72—85km。岩体形成可能是受郯庐断裂南延带拉张(裂谷)阶段控制。     

东南沿海白垩纪双峰式火山岩物质来源——Sr元素含量及其同位素的制约

中国东南沿海分布大面积的中生代火山岩,其中白垩纪时尤其是早白垩世时火山活动以由玄武岩和流纹质火山岩组成的双峰式火山岩为主,它们的成因长期存在争议。笔者从双峰式火山岩的Sr同位素组成特征出发,即它们的Sr同位素组成相似,但玄武岩的Sr含量却远高于相伴生的流纹岩,来讨论它们的成因,利用Gray(1984)提供的混合计算公式,以陈蔡群代表浙东古老陆壳,进行了壳幔混合程度计算,以探讨流纹岩类可能的混合成因。研究表明:双峰式火山岩中的玄武岩Sr含量平均为800×10~(-6),远高于流纹岩类的Sr含量(平均约100×10~(-6)～200×10~(-6))和陈蔡群的Sr含量(81.35×10~(-6))。玄武岩的高Sr同位素初始比主要继承其富集的地幔源区,而根据它们极高的Sr元素含量、负Ce和负Nb的地球化学特征等,推断地幔源区的富集是由于受到俯冲深海沉积物为主的混染或其派生流体的交代作用的结果。笔者认为,浙东宁波玄坛地双峰式火山岩中的流纹岩是由陆壳重熔生成的初始酸性熔融体与6.2％～6.4％的幔源玄武岩岩浆混合形成的,而浙东南温州山门双峰式火山岩中的流纹岩类则相当于上述初始酸性熔融体与5.0％～5.2％的玄武岩岩浆混合而成。由于两种混合端元     

内蒙平庄盆地煤系金的探索

本文是在断陷煤盆地中找金的探索性研究。平庄盆地煤系中各类煤、岩石的含金背景值均大于10×10~(-9),最高达28×10~(-9)。碱性还原介质有利于金的富集,金与黄铁矿共生,但金分布不均匀。基性岩浆热作用促使煤及粘土夹层中的微量金活化、迁移、再富集,含金量可提高到75×10~(-9)。局部见有载微量金的黄铁矿细脉。有机质在含金黄铁矿形成中起还原作用。成煤后,岩浆活动欠频繁,强度不大,金的预富集条件虽较好但未能成矿。     

特提斯喜马拉雅带东段哲古错含金（砷）细粒石英闪长岩的发现及其意义

在特提斯喜马拉雅带东段哲古错中低温热液型锑-金矿床内首次发现了含金(砷)细粒高镁石英闪长岩,它们呈岩脉或岩枝状侵入于上三叠统—下侏罗统黑色页岩中。矿区内及外围有许多辉长岩脉及少量橄榄二辉岩小岩体产出。含金(砷)细粒高镁石英闪长岩主要为细粒结构,其次为斑状结构,具有与高镁埃达克岩相似的地球化学特征,表现为:SiO_2≥56%,高Al_2O_3(＞15%)、高MgO(Mg~#值为48～59),高Cr(75×10~(-6)～130×10~(-6))、高Ni(54×10~(-6)～74×10~(-6)),富集LILE,亏损HREE及HFSE,(La/Yb)_N＞12,Eu弱负异常(δEu=0．81～0．91),Sr含量较高且变化大(209．28×10~(-6)～685．14×10~(-6),平均381×10~(-6))、低Y和Yb,Y＜16×10~(-6),Yb＜1．7×10~(-6),具有平坦的HREE配分型式,(Ho/Yb)_N≈1,Sr/Y值较高且变化大(14．58～47．28,平均24)。Nd-Sr-Pb同位素组成特征为:高I_(Sr)(0．709726～0．711203),ε_(Nd)(t)弱负(-3．08～-1．15),Pb同位素组成变化幅度不大,~(206)Pb/~(204)Pb=18．638～18．672,~(207)Pb/~(204)Pb=15．694～15．702,~(208)Pb/~(204)Pb=38．983～39．016。含金(砷)细粒高镁石英闪长岩的K-Ar年龄为42．54±0．94Ma和43．21±1．14Ma,其岩浆可能是由地球化学性质类似于哲古错辉长岩的底侵玄武质下地壳部分熔融形成的,此底侵玄武质岩浆源自轻度富集EMⅡ物质的大陆下岩石圈地幔,于晚侏罗世底侵到下地壳。距今65Ma前,印度板块与欧亚大陆碰撞,地壳逐渐加厚。约43Ma前,地壳加厚到40km以上,同时发生了构造事件,诱发玄武质下地壳熔融形成含金(砷)细粒高镁石英闪长岩岩浆,此岩浆与构造活动耦合上升到地壳浅部成岩成矿。细粒高镁石英闪长岩是对金成矿有利的岩石,并且赋存有斑岩型金(砷)矿(化)体,指示特提斯喜马拉雅东段可能存在斑岩型金矿带;同时,含金(砷)细粒高镁石英闪长岩的发现对特提斯喜马拉雅带构造-岩浆作用及地球动力学研究也有意义。     

青藏高原安多岛弧型蛇绿岩地球化学及成因

安多蛇绿岩位于西藏安多县城北侧、班公错-怒江缝合带中段.该蛇绿岩块呈近东西向展布,长约25km,宽约5km,主要由低钾拉斑玄武岩和辉长岩组成.高精度ICP-MS分析结果表明,玄武岩和辉长岩稀土总量较低,均具有亏损型稀土配分型式,∑REE =29×10-6～44×10-6, ∑LREE/∑HREE=0.90～1.06, (La/Yb)N=0.29～0.41, (Ce/Yb)N=0.42～0.60, 表明其源于N-MORB型亏损地幔源区.然而,相对于典型的大洋中脊玄武岩(N-MORB)而言,其Nb和Ta,尤其是Nb含量明显偏低(Nb=0.6×10-6～3.13×10-6, 平均1.19×10-6 ; Ta=0.072×10-6～0.253×10-6, 平均0.105×10-6), 在N-MORB标准化痕量元素配分图上具显著的Nb谷.表明安多玄武岩+辉长岩组合既非典型的洋中脊成因,又与岛弧型火山岩有一定区别,它们很可能形成于边缘海(弧后)盆地环境,由于消减带之上的地幔对流导致新洋壳的产生而形成,是特提斯大洋岩石圈在俯冲过程中引发弧后次级扩张的产物.     

砷、汞、锑、金矿床铊的赋存状态、成矿模式与找矿标志

研究表明,在砷、汞、锑、金矿床中普遍含有较高的铊,并发现富铊雄黄矿和铊单矿物。铊亲硫和亲石地球化学性质决定铊赋存形式。在岩矿石中铊主要呈单矿物,分散状态铊占次要地位。根据富铊雄黄矿床成矿特点,铊赋存状态,岩矿石中铊含量及其与砷、汞、锑、金相关关系,尝试性提出成矿模式和找矿标志。岩矿石中铊含量>10×10~(-6),5×10~(-6)—10×10~(-6),1×10~(-6)—5×10~(-6),分别为矿床、矿田和矿带的找矿标志。     

河北汉诺坝新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素地球化学研究

对该地区新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素进行了初步研究。幔源包体中橄榄石的3 He 4 He值为 (0 .15～ 7.4)× 10 - 6,较MORB值明显偏低 ,甚至低于大气的值 ,说明该地区曾发生过强烈的地幔交代作用。高压巨晶辉石和石榴子石的氦同位素组成与此明显不同 ,其3 He 4 He值为 (5 .7～ 2 4.3)× 10 - 6。提出幔源包体和高压巨晶不是同源的 ,二者可能与寄主玄武岩均无必然成因联系。在汉诺坝地区一件石榴子石巨晶中还发现了异常高的3 He 4 He值。     

内蒙古天和永新生代玄武岩成因及其地质意义

天和永玄武岩为碧玄岩,至少可以划分出3种矿物共生组合类型。天和永玄武岩总体具有贫硅(w(SiO2)=43.97%～45.68%)、富碱(w(K2O+Na2O)=5.91%～7.65%)、富钾(w(K2O)=2.04%～2.89%)、高钛(w(TiO2)=2.18%～2.37%)、高Mg值(Mg#=68～76)的特征;稀土元素含量高(∑REE=(246.62～329.82)×10-6),稀土配分曲线呈右倾平滑直线,强烈富集轻稀土,轻重稀土强烈分馏((La/Yb)N>30),无明显的Eu(δEu=0.90～1.02)和Ce异常(δCe=0.96～1.00);强烈富集不相容元素,其中高场强元素(HFSE)Nb、Ta和Th出现峰值,具有近似OIB配分型式的特征;玄武岩富含相容元素Co((39.1～48.9)×10-6)、Ni((130～257)×10-6)、Cr((138～320)×10-6)。上述所有特征以及岩石结晶程度低、富含橄榄岩包体和少量捕虏晶、元素变异关系等均表明,天和永玄武岩是原生玄武岩质岩浆固结的产物。微量元素比值Ba/Rb(12～35)和碱金属的变化暗示源区可能遭受过流体的交代作用,源岩可能是富集的二辉橄榄岩。岩石成因模拟表明,形成天和永玄武岩的原生岩浆是在变压、部分熔融的条件下富集地幔源区岩石非实比熔融的产物,变压熔融柱穿切了Sp/Gt二辉橄榄岩相边界。岩浆形成于源区岩石的低度(约<5%)部分熔融,其中石榴石二辉橄榄岩部分熔融约为1%,尖晶石二辉橄榄岩部分熔融2%～5%。综合分析显示,源区部分熔融的触发机制是边际驱动的地幔对流,因而其形成深度大于东部的集宁玄武岩和汉诺坝玄武岩。     

南秦岭西坝花岗质岩体矿物学特征及成岩意义

西坝花岗质岩体位于南秦岭构造-岩浆带中部,为南秦岭印支期花岗岩带五龙岩体群的重要组成部分,与双王金矿有密切的空间关系。该岩体主要由石英二长闪长岩和花岗闪长岩组成,岩体中发育较多的镁铁质包体。通过对岩体及镁铁质包体的系统的矿物学特征研究发现,本区花岗质岩体属于I型花岗岩类,成岩物质主要来源于地壳,并且有地幔物质的加入。岩体及镁铁质包体显示有多种壳-幔岩浆混合的岩相学证据:如包体的冷凝边、斜长石环带成分显示核部和边缘偏基性,而幔部偏酸性,包体中见大量的长针状磷灰石及角闪石,包体中有两种产状的角闪石等。根据矿物温度压力计计算,西坝岩体的结晶温度为646.72~703.84℃,压力为1.67×108~3.66×108Pa,平均为3.12×108Pa。岩体形成于相对高氧逸度(lgfO2为-16.16×105~-17.06×105Pa)、中等水逸度(fH2O为46.82×105~136.85×105Pa)和氢逸度(fH2为0.32×105~0.91×105Pa)环境。岩体的这种高氧逸度条件有利于金进入熔体相或流体相,是金矿形成的有利条件。     

胜利油田富CO2含金流体及有关成因问题

本文分析了胜利油田火山岩中的Au含量，发现CO2气藏区火山岩和非CO2气藏区火山岩中Au含量有明显区别前者含Au很高，平均327×10-9,最高2150×10-9;而后者含Au很低,平均只有2.5×10-9。这一基本事实提供了CO2与金矿化间联系的直接地质证据,指出了在中国东部郯庐断裂两侧找寻新的金矿资源的方向与可能性。研究表明，地幔及其岩浆去气对形成富CO2含Au热液系统有重要的贡献，而一个由深部稳定热源驱动、富含地幔及其岩浆去气带入的CO2和Au并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。     

中国东部地幔岩中的钨含量及其意义

分析了56件中国东部地幔岩包体及其寄主岩石中的钨含量。结果表明，地幔岩包体和寄主玄武岩中的钨含量分别在0．1～1．0μg／g和0．1～2．5μg／g之间。后者一般高于前者且明显不均一，反映钨是不相容元素，在部分熔融过程中倾向于富集在熔体中，而主要源于软流圈地幔低程度熔融的熔体在上升过程中发生了不同程度的岩石圈．软流圈或地壳．地幔相互作用。地幔岩包体钨平均含量接近或仅略高于上地幔钨的丰度，而寄主玄武岩钨平均含量与世界基性岩钨的丰度非常一致，说明我国地幔中钨的丰度与世界其他地区相比并无明显不同，反映钨矿集中区的形成和分布与地幔中钨的原始分布关系不大，我国钨矿集中区的形成可能主要与地壳演化有关。     

云南马关地区岩石圈地幔组成和年龄:地幔橄榄岩包体的Re-Os同位素限制

本文对马关地区新生代碱性玄武岩中的地幔包体进行了系统的岩石学和地球化学研究,并首次进行了包体的Re-Os同位素测试。马关地区的橄榄岩包体主量成分上表现为饱满肥沃的特征;具有不同程度的轻稀土亏损特征,亏损Nb、Ti和Zr等高场强元素(HFSE)以及Ba等大离子亲石元素(LILE);橄榄岩包体的Nd同位素特征表明橄榄岩包体代表的是不均一的亏损地幔。5个橄榄岩全岩样品的Re-Os同位素分析结果表明,样品的Os含量总体较高(3.29×10^-9~3.78×10^-9),接近于造山带橄榄岩体的Os含量,Re含量变化范围较大(0.24×10^-9~0.54×10^-9),与Re的迁移能力较强有关。样品的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os值在0.12295~0.12530之间变化,与¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os值和Al₂O₃含量之间都不存在较好的相关性,说明Re-Os体系不单纯由熔体抽取过程所控制。橄榄岩包体的Re亏损年龄t_RD为254~604Ma,说明马关地区岩石圈地幔形成的时代应该在新元古代之前。马关地区岩石圈地幔并非是由软流圈上涌新增生的地幔,而是经历了如下演化历史:在新元古代之前,由原始地幔的部分熔融和熔体抽取作用形成了岩石圈地幔,之后经历了熔/流体交代和改造而发生了再富集作用,导致部分地幔橄榄岩逐渐从亏损难熔的特征向饱满肥沃转变,而未遭受熔/流体的改造的橄榄岩仍然保持了难熔亏损的特征。这种熔/流体交代和改造作用很可能与晚二叠纪峨眉山地幔柱的活动有关,而新生代以来印度-亚洲大陆碰撞导致地幔物质向东南方向的侧向流动,诱发软流圈上涌和马关地区的钾质岩浆的活动,也对马关地区岩石圈地幔的改造具有重要的影响,但由于喷发时间较新对Os同位素组成的影响还未显现出来。     

福建明溪大洋窠幔源包体橄榄石的位错结构特征

本文介绍了采用透射电子显微镜观察研究福建明溪大洋窠上第三系玻基玄武岩中的包体橄榄石的位错结构。研究表明,该地幔源包体橄榄石中存在位错壁、自由位错、位错弓弯和位错环等,它们是该橄榄石在上地幔的高温低应力条件下发生复杂蠕变的产物。根据该地包体橄榄石中自由位错密度(统计值为2.0×10~8cm~(-2)和共生辉石的化学成分,估算出福建明溪大洋窠玻基玄武岩中幔源包体的变形条件为:温度(T)为1070℃;压力(P)为2480MPa;深度(Z)为79.3km;流变应力(σ_1-σ_3)为136MPa;流变速率(ε)为7.6×10~(-13)s~(-1);粘稠度(η)为0.8×10~(20)poise。     

河北阳原中新世玄武岩风化壳中首次发现红土型金矿异常

笔者在1996～1999年完成河北阳原两幅1∶5万区域地质调查任务时,对测区内广泛分布的中新世玄武岩(即汉诺坝玄武岩)进行地质填图观察研究,发现该玄武岩具有多期多次喷发的特点,在喷发间隙期,发育一层良好的砖红色粘土即红土风化壳,厚1～2 m不等,在大同北部地区夹层增多,厚度加大,延长几十米至百余米。笔者对阳原县县城西北部白龙山玄武岩红土风化壳进行较为系统的捡块取样(共20块),测金分析结果表明含金一般为0.5×10~(-6)左右,最高达1.23×10~(-6)(表1),已达到金矿床的最低工业品位。