西秦岭北缘花岗质岩浆作用及构造演化

西秦岭北部江里沟、阿夷山、德乌鲁、温泉和中川5个花岗质岩体岩石学、地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究结果表明,花岗岩体的岩性主体为花岗闪长岩-二长花岗岩,属高钾钙碱系列,少数为钙碱系列;形成时代为264~216Ma。江里沟、阿夷山和中川岩体属弱过铝质花岗岩(ACNK1.05),温泉岩体和德乌鲁岩体属准铝和弱过铝质花岗岩(ACNK=0.95~1.05);花岗岩具有埃达克岩(Sr400×10-6,Yb2×10-6)或喜马拉雅型花岗岩(Sr400×10-6,Yb2×10-6)的地球化学特征,或两者兼而有之。花岗岩浆起源于下地壳的部分熔融,源岩最有可能是古老的玄武质岩石。西秦岭北部存在埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩,说明三叠纪时期存在陆陆碰撞或陆陆俯冲导致的地壳加厚,加厚的下地壳的部分熔融以及部分熔融发生深度的不同,形成本区具有埃达克或喜马拉雅型地球化学特点的花岗岩侵入体。埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩对寻找金铜矿产具有一定的指导意义。     

西秦岭东段印支期花岗质岩浆作用及构造演化：地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

西秦岭造山带东段发育大量印支期花岗岩,由北向南贯通整个西秦岭造山带。本文选取西秦岭东段的柴家庄、太白、周家山和迷坝4个花岗质岩体进行岩石学、地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究。这些花岗质岩体的岩性主体为石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,属高钾钙碱性系列,形成时代在237～219Ma之间,并显示出两期岩浆活动的特点,早期柴家庄岩体形成于236.6±2.9Ma,晚期的太白、周家山和迷坝岩体形成于220.12～218.9Ma。早期柴家庄二长花岗岩显示出类似埃达克岩的一些地球化学特点,如高含量的Sr(578 × 10~(-6)～661 × 10~(-6))和高的(La/Yb)_N比值(37.44～41.73),低含量的Y(3.48 × 10~(-6)-5.50 × 10~(-6))和Yb(0.3 × 10~(-6)～0.5 × 10~(-6)),以及弱的负Eu异常(δEu=0.85～1);在晚期花岗岩中,迷坝和周家山岩体同样表现高Sr含量(Sr400 × 10~(-6))、低Yb含量(Yb 2 × 10~(-6))的特点,但太白花岗岩则类似于喜马拉雅型花岗岩(Sr 400 ×10-6,Yb 2 ×10~(-6))。锆石Hf同位素组成显示,柴家庄、太白、周家山和迷坝岩体的ε_(Hf)(t)值分别为-5.1～2.2、-4.8～-0.9、-6.0～-2.7和-6.3～-3.9,对应的二阶段模式年龄(t_(DM2))依次为2153～1495Ma、2120～1767Ma、2227～1932Ma、2249～2033Ma,表明西秦岭东段花岗质岩体的源区主要为古元古代-中元古代壳源物质,柴家庄岩体可能有部分新生下地壳物质加入,并且整体表现出结晶基底组成由北向南逐渐变老的趋势。显示埃达克岩特点的花岗岩可能形成于加厚下地壳的部分熔融,而其喜马拉雅型的花岗岩则是正常下地壳部分熔融的产物。三叠纪时期发生的陆陆碰撞导致地壳加厚,加厚下地壳在不同深度发生的部分熔融,形成本区具有埃达克或者喜马拉雅型地球化学特点的花岗质岩体。     

碧口地块麻山、木皮岩体岩石地球化学与地质年代学:对构造属性的指示意义

对侵位于康县断层南侧青川-平武断层北侧碧口地块中的麻山和木皮岩体进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究。锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分析表明木皮岩体的形成时代为226±2Ma。麻山和木皮岩体分别由二长花岗岩和花岗闪长岩组成,岩石为过铝质,主量元素特征为SiO2≥56%,Al2O3≥15%和MgO3%。岩石具有较高的Sr(578×10-6～1146×10-6)和较低的Yb(0.4×10-6～0.9×10-6)含量,Sr/Y比值介于69～139之间。岩石显示右倾的REE配分型式和弱的负Eu异常,(La/Yb)N比值为12～36。这些地球化学特征表明麻山和木皮岩体可能主要是由埃达克质岩石组成。岩石较高的ISr(0.706～0.705)和较低的εNd值(-6.5～-9.4)表明这些埃达克质岩石可能是加厚下地壳物质部分熔融的结果。麻山和木皮岩体的地球化学特征及年龄与勉-略缝合带北侧光头山等岩体一致,表明这些岩体可能代表了秦岭造山带南部晚三叠世造山加厚地壳条件下的产物,因此碧口地块可能属于南秦岭造山带,并推测麻山和木皮岩体及所在的碧口地块可能是印支期加厚的下地壳韧性流壳层向SW方向斜向挤出的结果。     

埃达克岩与皖中沙溪斑岩铜矿的成矿作用

埃达克岩是一组从安山质到长英质系列岩石,具有高硅(≥56%)、富钠(3.5%≥Na2O≥7.5%)及低的K2O/Na2O(～0.42),高Mg#(～0.51)和高Ni(20×10-6～40×10-6和Cr(30×10-6～50×10-6)的岩浆岩;其主要特点还有高锶(>400×10-6,最高可以达到3000×10-6,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N＞10)以及非常低的重稀土元素含量(Yb＜1.8×10-6,Y≤18×10-6,具有明显Nb、Ta负异常的火山岩和侵入岩.埃达克岩构造环境仍存在很多争议.主要的观点:(1)年轻的俯冲洋壳(＜25 Ma)在俯冲过程中脱水熔融;2)加厚下地壳环境下的镁铁质下地壳(如榴辉岩和石榴辉石岩)底垫岩浆作用或拆沉作用下熔融.与埃达克岩石有关的矿产资源主要为铁、铜、金、钼矿床.在对安徽省沙溪斑岩型铜金矿床岩石和同位素地球化学资料分析和处理基础上,笔者认为沙溪侵入岩属于埃达克岩,其成因是燕山晚期西太平洋板块俯冲至扬子地块深部所导致的洋壳板片熔融作用有关,洋壳俯冲过程的大量流体参与,所携带的幔源大离子亲石元素及铜金物质在地壳浅部形成adakite岩石,同时形成该区斑岩型铜金矿床.     

西秦岭西段花岗岩浆作用与成矿

对西秦岭北部花岗质岩体的岩石学、地球化学研究表明,花岗岩体的岩性主体为花岗闪长岩-二长花岗岩,属高钾钙碱系列,少数为钙碱系列;LA-ICPMS锆石U-Pb测年表明其形成时代介于216～264Ma,为中二叠世末至晚三叠世。江里沟、阿夷山和中川岩体属弱过铝质花岗岩(ACNK>1.05),温泉岩体和德乌鲁岩体属准铝和弱过铝质花岗岩(ACNK=0.95～1.05);花岗岩具有埃达克岩(Sr>400×10-6,Yb<2×10-6)或喜马拉雅型花岗岩(Sr<400×10-6,Yb>2×10-6)的地球化学特征,或两者兼而有之。其中,江里沟、德乌鲁和中川岩体具喜马拉雅型花岗岩的地球化学特点,阿夷山岩体具埃达克岩的地球化学特点,温泉岩体是两者兼而有之。花岗岩浆起源于下地壳的部分熔融,源岩最有可能是古老的玄武质岩石。西秦岭北部存在埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩,说明三叠纪时期存在陆-陆碰撞或陆-陆俯冲导致的地壳加厚,加厚的下地壳的部分熔融以及部分熔融发生深度的不同,形成本区具有埃达克或喜马拉雅型地球化学特点的花岗岩侵入体。埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩对寻找金铜矿产具有一定的指导意义。     

华北陆块南缘崤山地区燕山期花岗岩类地球化学、Sr-Nd-Pb同位素特征及其地质意义

华北陆块南缘的崤山地区,呈北东向分布着龙卧沟、后河、白石崖等燕山期花岗岩体,岩石类型以二长花岗斑岩为主.主量元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,崤山地区燕山期花岗岩类总体成分呈酸性,岩石主要属于高钾-钾玄质系列;它们具有相似的微量元素(含稀土元素)组成模式,LREE、HREE分馏明显,(La/Yb)N=9.52 ～41.21,平均26.16,Eu异常不明显(δEu =0.82～1.35),大部分岩体呈现出微弱的负Eu异常,少部分样品显示出微弱的正异常;富集Rb、Ba、Th、K、Pb、Hf和Y等元素,亏损Ta、Nb、Zr、P和Ti等元素,岩体高Sr(392.8×10-6～916.9×10-6,平均678.8×10-6),低Y (8.12×10-6～21.34×10-6,平均14.86×10-6)和Yb(0.503×10-6～1.756×10-6,平均1.26×10-6),暗示源区有石榴石残留.岩体的锶同位素初始比值Isr=0.70645 ～0.71022,平均0.70828,εNd(t)=-19.7～-3.4,平均-14.6,二阶段Nd模式年龄t2DM集中在1827 ～2372Ma,具有高放射成因铅同位素组成特征,初始铅同位素比值为:206pb/204pb=17.228 ～ 18.720,平均17.905;207pb/204Pb=15.444 ～ 15.656,平均15.544,208pb/204Pb =37.519 ～38.707,平均38.187.元素和同位素地球化学特征表明崤山地区燕山期花岗岩类是华北陆块南缘加厚地壳底部熔融的产物,源岩以南秦岭结晶基底为主,同时有华北陆块的太华群、熊耳群及幔源物质的混入.岩体是扬子板块携秦岭微板块俯冲到华北板块之下,随着区域构造体制由挤压向伸展转换,岩石圈巨量减薄、软流圈上涌底侵上覆岩石圈,加热加厚地壳熔融形成,表明南秦岭板块的结晶基底在拆离式俯冲的作用下向北已楔入崤山地区结晶基底之下,而崤山北麓可能是其在东秦岭的北界.     

桐柏—大别造山带南缘七尖峰花岗岩成因：来自地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的制约

以桐柏—大别造山带南缘七尖峰花岗岩体为研究对象,进行了详细的同位素年代学和元素-同位素地球化学研究,对其岩石成因和桐柏—大别造山带南缘早白垩世构造背景与钼成矿作用进行了探讨。锆石LA-ICP-MS UPb定年结果表明,七尖峰花岗岩形成年龄为(140±1) Ma,说明其为早白垩世岩浆活动的产物。地球化学研究表明,七尖峰花岗岩具有高SiO2(72.88%～73.60%)、低MgO(0.33%～0.36%),高Sr(620×10-6～642×10-6)、Sr/Y(107～111)比值,低Y(5.65×10-6～5.95×10-6)、Yb(0.52×10-6～0.59×10-6)、无Eu负异常的地球化学特征,是典型的埃达克岩。岩体富K2O、贫Cr和Ni,具有富集的Sr-Nd同位素组成(ISr=0.7075～0.7078,εNd(t)=-15.5～-15.1),锆石εHf(t)值在-19.9～-13.2变化,对应的两阶段Nd和Hf模式年龄分别介于2.15～2.19 Ga和2.00～2.43 Ga,暗示七尖峰花岗岩是由古老的加厚下地壳含石榴石角闪岩部分熔融形成。结合前人的研究成果,认为桐柏—大别造山带白垩纪存在两期与钼成矿密切相关的岩浆事件,早期(130 Ma)与加厚下地壳部分熔融有关,晚期(130 Ma)则形成于非加厚地壳部分熔融,证明桐柏—大别造山带南缘早白垩世(约130 Ma)经历了从碰撞挤压地壳加厚到碰撞后伸展地壳减薄的构造垮塌演化过程。     

乌拉特中旗克布岩体的地球化学特征及SHRIMP定年：早二叠世华北克拉通底侵作用的证据

乌拉特中旗克布岩体位于内蒙古中西部,属于华北克拉通北缘中段。克布岩体具有埃达克岩的特征:SiO_2= 57.66～66.94%(>56%),Al_2O_3=16.81～18.47%(>15%),MgO=1.33～3.28%(<3%);Y=7.25～13.46×10~(-6) (≤18×10~(-6)),Yb=0.72～1.42×10~(-6)(≤1.9×10~(-6)),Sr=540.4～655×10~(-6)(>400×10~(-6));高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti、Zr)含量低,LRRE富集(La/Yb=12.11～28.56),Eu为弱负异常至正异常(δEu~*=0.95～1.09)。高Sr/Y(48.66～74. 57)、La/Yb以及中等Mg~#(38.72～46.16)、K_2O(1.11～2.17)近似于壳源埃达克岩。克布岩体具有低ε_(Nd)(t)(=-15.1),高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(=0.7073),也表明了它们的源岩来自大陆下地壳,明显不同于板片熔融来源的埃达克岩同位素特征,而与中国东部的埃达克质岩近似。与华北克拉通晚侏罗世下地壳拆沉作用形成的埃达克岩相比,克布岩体具有低的过渡金属元素含量。克布岩体可能为玄武质液体底侵,导致变厚的下地壳基底部分熔融而形成。克布岩体中锆石的SHRIMP U-Pb锆石年龄为291±4Ma,表明早二叠世初期华北克拉通下的底侵作用已经存在。     

安徽张八岭隆起南段中生代岩浆作用:岩石成因和构造指示意义

郯庐断裂带南段的张八岭隆起区广泛发育燕山期岩浆岩。其岩石类型以花岗岩、花岗闪长岩、二长岩、闪长岩、花岗闪长岩和石英二长岩为主。包括主要分布在张八岭隆起北段的高镁埃达克岩和南段肥东地区的低镁埃达克岩。本研究选取肥东地区竹园张岩体做研究对象,发现竹园张岩体沿郯庐主断裂带侵位,岩性为闪长岩。通过锆石LA-ICPMS精确定年得到竹园张岩体的年龄为128.2 Ma±2.3 Ma(1个样品),这一年龄与张八岭地区晚中生代燕山期岩浆作用的峰期一致,属于白垩世早期产物。竹园张岩体为中性侵入体,2个样品测定其SiO_2质量分数为57.99%~61.27%,富K(w(K_2O)2.72%~3.35%,属于高钾钙碱性准铝质系列,并具有与埃达克质岩类似的地球化学特征,无明显的Eu异常(Eu/Eu~*=0.95~1.06),富集w(Ba)(1 745×10~(-6)~2 100×10~(-6)),w(U)(1.21×10~(-6)~1.18×10~(-6)),w(K)(3 536×10~(-6)~4 614×10~(-6))等大离子亲石元素,亏损w(Nb)(7.9×10~(-6)~8.9×10~(-6)),w(Ta)(0.4×10~(-6)~0.6×10~(-6)),w(Ti)等高场强元素,A/CNK值小于1,属于准铝质I型花岗岩。竹园张岩体的~(87)Sr/~(86)Sr(t)初始比值为(0.706 1~0.706 2),ε_(Nd)(t)为(-16.66~-19.38)。综合地球化学研究表明,竹园张埃达克质岩石不是由年轻的洋壳部分熔融或同化混染分离结晶(AFC)或岩浆混合形成的,较低的ε_(Nd)(t)、较低的放射性成因Pb(~(206)Pb/~(204)Pb_i=16.495~16.514)进一步岩石成因可能是拆沉下地壳的部分熔融,并可能经历了一定程度的分离结晶作用,岩浆侵位过程中没有明显的中、上地壳混染。     

柴达木盆地北缘西端埃达克质花岗岩的发现及地质意义

盐场北山英云闪长岩位于柴达木盆地北缘西端青海冷湖地区。岩体Si2O56%(62.86%~64.83%),A12O315%,MgO3%(含量为1.73%~1.96%),Mg#=33.4~37.0,小于50。Sr400×10-6(平均为409×10-6),Y18×10-6(Y=3.09×10-6~6.6×10-6),Yb1.9×10-6(Yb=0.4×10-6~0.58×10-6),具有埃达克岩地球化学特征;Na2O/K2O=2.39~2.73,富Na贫K,Eu、Sr正异常(δEu=1.22~1.44),属O型埃达克岩。岩体富集大离子亲石元素(K、Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、P),具火山弧型花岗岩特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,岩体形成于263±2 Ma。结合区域地质背景和岩石地球化学特征,认为柴达木盆地北缘西端埃达克质花岗岩可能产于与俯冲有关的活动大陆边缘火山弧环境,是俯冲板片直接熔融的产物。进而揭示中二叠世末柴达木盆地北缘地区处于洋陆俯冲的构造演化阶段。     

聚矿构造系统与找矿

聚矿构造系统是控制成矿物质迁移富集成矿的复合构造系统.按其规模从大到小可划分为7个层次,按照成因类型不同,分为岩浆矿床、岩浆期后热液矿床、沉积-热水沉积矿床和变质矿床聚矿构造系统4大类.重点阐述了矽卡岩型铁铜等矿床、斑岩型与斑岩-矽卡岩型铜钼矿床、岩浆期后高温热液钨锡矿床、岩浆期后中低温热液金多金属矿床和热水沉积-改造型铅锌矿床聚矿构造系统的特征及其控矿规律.总结了聚矿构造系统发育的有利部位及标志,阐述了通过聚矿构造研究,综合运用地质、地球物理与地球化学相结合的方法和类比求异的分析思路,进行隐伏矿床(体)定位预测和寻求找矿突破的有效途径,并提供了可借鉴的实例.      

Stochastic Modelling of Mineral Exploration Targets

Mathematical Geosciences - Mineral deposits are metal enrichment anomalies, occurring as local manifestations of the interplay between various geological processes that operate at a wide range of...     

矿产勘查的纳米地球化学理论与方法

纳米地球化学为人类从微观探索和认识地壳发生的地质地球化学过程提供新的理论与方法,开展该领域研究将对资源、环境等领域的研究和应用产生重大影响.纳米地球化学在矿产勘查领域已取得了重要进展.通过总结、归纳前人研究并结合团队最新成果,从自然界纳米金属微粒形成过程、迁移方式、在表生介质中的赋存状态及纳米金属微粒的捕获等几个方面开展了梳理总结,并进一步阐述了纳米金属微粒对隐伏矿勘查的理论与实际应用意义.纳米微粒的迁移机制可总结为:成矿过程中成矿元素可形成纳米金属颗粒,在矿石风化过程中部分纳米金属微粒发生解离而具备活动性,活动性纳米金属颗粒因其巨大的表面能,可吸附于气体分子表面,并通过地气流的垂向运动,穿透矿体上方覆盖层而到达地表;另外,纳米物质所具备的易分散性质可以使纳米金属微粒自身发生垂向迁移而到达地表.到达地表后部分纳米金属微粒仍然滞留在壤中气,部分被土壤中粘土矿物或氧化物膜吸附,此外也可被地表生物所捕获.该迁移机制已通过表生气固介质中大量纳米金属微粒原位观测结果获得证实.在矿产勘查中,通过分离土壤中的纳米金属微粒可实现指示土壤覆盖层和深部矿体的目的,目前已取得一些成功案例.      

井中物探方法在金属矿勘查中的应用效果

物探方法作为深部找矿的一种重要手段,已越来越受到重视与应用。井中物探方法是地面物探方法在钻井中的延生,由于是在钻井中进行,对于寻找钻井附近的隐伏矿体更有优势。井中三分量磁测和井中激发极化法是最常用的两种井中物探方法。通过在金属矿找矿中的应用,总结了这两种方法在深部找矿中的优势与不足,提出了开展井中物探工作的建议。     

保定地区锌矿泉水找水方向

本文阐明了地下水流经含锌岩石是锌矿泉水形成的前提。岩浆岩是锌矿泉水的主要产出岩性。构造隆起区的断裂构造能提供锌矿泉水形成的氧化环境、适宜的水动力条件及较高的温度。据此认为，本区锌矿泉水找矿方向是：①太行山区岩浆岩分布区、岩浆岩与围岩接触带；②有岩脉入侵的断裂发育带。重点是锌矿区、锌异常区及外围的断裂带、蚀变带。     

井中物探方法在金属矿勘查中的应用效果

物探方法作为深部找矿的一种重要手段,已越来越受到重视与应用。井中物探方法是地面物探方法在钻井中的延生,由于是在钻井中进行,对于寻找钻井附近的隐伏矿体更有优势。井中三分量磁测和井中激发极化法是最常用的两种井中物探方法。通过在金属矿找矿中的应用,总结了这两种方法在深部找矿中的优势与不足,提出了开展井中物探工作的建议。     

Quantitative Prediction for Deep Mineral Exploration

On reviewing the characteristics of deep mineral exploration, this article elaborates on the necessity of employing quantitative prediction to reduce uncertainty. This is caused by complexity of mineral deposit formational environments and mineralization systems as increase of exploration depth and incompleteness of geo-information from limited direct observation. The authors wish to share the idea of "seeking difference" principle in addition to the "similar analogy" principle in deep mineral exploration, especially the focus is on the new ores in depth either in an area with discovered shallow mineral deposits or in new areas where there are no sufficient mineral deposit models to be compared. An on-going research project, involving Sn and Cu mineral deposit quantitative prediction in the Gejiu (个旧) area of Yunnan (云南) Province, China, was briefly introduced to demonstrate how the "three-component" (geoanomaly-mineralization diversity-mineral deposit spectrum) theory and non-linear methods series in conjunction with advanced GIS technology, can be applied in multi-scale and multi-task deep mineral prospecting and quantitative mineral resource assessment.     

固体矿产勘查面临的问题及解决对策

矿产资源作为重要的战略资源,在促进国家经济和社会发展中起决定性作用。随着国家经济的发展,对矿产资源的依赖会越来越强。严峻的资源形势,迫切需要寻求缓解矿产资源短缺的方法。通过分析固体矿产勘探面临的困境,提出在当前形势下的应对措施：合理安排资金投入、提高矿产勘查理论研究水平、加强技术力量储备、引进吸收国外先进技术、完善市场引导机制、以及落实矿产资源的可持续发展。     

矿产勘查的双控论与合理域模型

金属成矿省等级体制成矿研究保证程度与技术－经济条件研究保证程度双控制的和对其保证程度相对优选的合理区域,是深化认识矿产勘查－开发客观规律和合理进行评价的新发展,也是把以往仅按在一定地质构造背景基础上,研究不同类型矿床特征及其勘查类型的传统方法。变革为按“景、场、相、床”4个等级体制成矿序次及其随成矿史演化进程的耦合程度,以及有机地结合经济－技术条件进行勘查评价的新方法。重点阐述了等级体制成矿概念的形成、意义和研究内容,提出了地质、技术经济和合理投资的矿产勘查评价三原则,建立了以保证等级体制成矿研究程度和技术－经济条件研究程度双因素控制,以及研究程度相对合理优选区域的矿产勘查模型。