辽东明安硼镁矿床混合花岗岩的锆石U-Pb年龄及对成矿时代的制约

辽东硼矿赋存于辽吉裂谷中央凹陷带内的里尔峪组地层中,形成于火山活动与蒸发沉积交替旋回的环境,后期经历了低压角闪岩相至混合岩化变质作用,属沉积-变质型硼矿床,主矿区包括有后仙峪、翁泉沟和砖庙-杨木杆三处。混合岩化作用使裂谷早期喷发的酸性火山岩发生原地重熔,形成大量层状产出的混合花岗岩、变粒岩和浅粒岩。文章利用LA-MC-ICP-MS技术对砖庙-杨木杆矿区明安硼镁矿体下盘,与上部地层发生同构造变形的层状混合花岗岩进行了锆石U-Pb年龄的测定,尝试解决明安硼矿的成矿时代问题。混合花岗岩的锆石阴极发光图像显示,锆石具有核-边结构,核部的震荡环带为岩浆成因,边部为变质增生成因。锆石核部的U-Pb定年结果表明：²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为（2229±3）Ma（MSWD=0.8）,Th/U值为0.4479~1.1309。因此,笔者认为（2229±3）Ma年龄代表了层状混合花岗岩原岩——酸性火山岩的喷发时代,也代表了硼镁矿的初始含硼蒸发岩形成时代的下限。     

辽东宽甸地区硼酸盐矿床成矿时代的限定：来自SHRIMP锆石U Pb年代学和硼同位素地球化学的制约

辽宁宽甸地区砖庙硼矿区的硼矿体呈层状或透镜状赋存于古元古代辽河群里尔峪组火山—沉积建造下部的蛇纹石化大理岩之中。本研究对矿区内外的伟晶岩和变粒岩中的电气石进行了LA-MC-ICP-MS硼同位素微区原位测试,分析了矿床成因;同时对栾家沟矿段矿体上盘含电气石变粒岩和斜长角闪岩进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,探讨了成矿时代。得到以下数据和认识:1矿区伟晶岩中电气石的δ11 B为10.9‰~12.7‰,变粒岩中电气石的δ11B为5.7‰~7.6‰,矿区外伟晶岩中电气石的δ11B为-9.9‰~-9.2‰,变粒岩中电气石的δ11 B为-8.3‰~-5.9‰。硼同位素组成往外降低的现象说明,围岩及侵位其中的伟晶岩的B同位素组成均受硼矿床影响,硼矿可能是海相蒸发沉积成因;2含电气石变粒岩核部岩浆锆石的207 Pb/206 Pb加权平均年龄为2174±10Ma,代表了辽吉裂谷早期的火山喷发时代,亦大致代表了初始的含硼蒸发岩的沉积时代上限,根据硼同位素研究结果,可将宽甸地区硼矿的初始沉积成矿时代限定在2.17Ga;3斜长角闪岩重结晶锆石207 Pb/206 Pb加权平均年龄为1869±28Ma,代表了吕梁运动所引起的区域构造热事件和混合岩化作用的时间。     

辽宁后仙峪硼矿区古元古代电气石岩: 锆石特征及SHRIMP定年

为了确定辽东硼矿含硼岩系中电气石岩的形成时代, 对后仙峪硼矿区电气石岩首次进行了锆石SHRIMP U-Pb年龄测定.阴极发光图像显示, 锆石具核-边结构, 锆石核部多具振荡环带, 为高Th/U值的岩浆碎屑锆石; 锆石边部无明显结构变化, 为变质成因.岩浆碎屑锆石和变质锆石的年龄分别为2 171~2 175 Ma和1 894~1 906 Ma.结合野外地质和岩相学研究, 认为后仙峪硼矿区电气石岩原岩为古元古代克拉通裂谷环境中源于地壳再循环组分混染的亏损地幔的中酸性岩浆活动引发海底喷流作用的产物, 其原岩形成时代为古元古代中期(2 171~2 175 Ma), 并在稍后(1 894~1 906 Ma)遭受变质作用叠加改造.      

辽东本溪、营口花岗岩年龄及锆石饱和温度和Ti温度的地质意义

对辽东本溪连山关、高家沟和营口后仙峪三个花岗岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素以及全岩主量元素分析,计算了锆石饱和温度和Ti温度。连山关和高家沟花岗岩锆石U-Pb一致线上交点年龄分别为2198±31.5 Ma和2162±31 Ma,后仙峪花岗岩锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2204±37 Ma,在误差范围内一致地代表了辽东地区古元古代一期花岗岩浆侵位事件。三件样品Zr温度和Ti温度基本相同,平均温度分别为798℃(787~818℃)和779℃(764~797℃),与Ab-An-Or图解给出的温度范围一致。花岗岩副矿物中出现锆石和含Ti副矿物表明Zr温度和Ti温度既反映了锆石结晶温度也代表了花岗岩浆的上限温度。同时,Ti温度与Th/U、10000/Hf的关系对判断花岗岩浆熔融-结晶分异过程中体系开放程度及岩浆形成构造背景具有重要指示作用。     

辽宁后仙峪硼矿床氩-氩定年及其地质意义

辽吉硼矿带是世界级非金属成矿省,但其成矿时代研究薄弱,成因类型和构造环境认识分歧.本文报道新获得的后仙峪超大型硼镁矿床金云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄,并厘定成矿时代.主矿体金云母氩-氩坪年龄为884.4±8.9Ma(MSWD=0.47),正、反等时线年龄分别为885.0±7.5 Ma(MSWD=0.55)和885.8±7.3 Ma(MSWD=0.79),表明主成矿事件发生在885Ma左右,可能与Rodinia超大陆汇聚事件有关.矿体与闪长岩脉接触带蚀变岩的金云母氩-氩坪年龄为386.5±3.9Ma(MSWD=1.4),正、反等时线年龄分别为386.7±5.3 Ma(MSWD=2.6)和387.1±7.2 Ma(MSWD=3.9),代表成矿后局部改造事件的年龄,后期改造与早泥盆世岩浆作用有关.     

喜马拉雅造山带纳木那尼穹隆古元古代岩石单元深熔作用

纳木那尼穹窿位于特提斯喜马拉雅带西段,属变质杂岩体,由黑云母片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩、混合岩、变杂砂岩、角闪岩、大理岩及后期侵位的电气石花岗岩和二云母花岗岩组成。本次研究对穹隆核部出露的混合岩、花岗片麻岩、电气石花岗岩及边缘出露的二云母花岗岩和黑云母片麻岩进行了岩相学、锆石U-Pb定年及地球化学研究,结果表明:(1)混合岩(T0768-4A-4C)锆石~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1873±28Ma,~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为1877±21Ma。混合岩Sr同位素比值(1.25018~1.44452)和ε_(Nd)(t)值(-28.8~-28.5)指示其具其有低喜马拉雅岩石单元的地球化学属性;(2)花岗片麻岩锆石核部~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1878±9Ma,下交点年龄为10.9±0.5Ma。个别震荡环带边记录有13.1±0.3Ma的年龄数据,表明古元古代花岗片麻岩可能经历了~10Ma左右的熔融事件;(3)侵位于古元古代混合岩和花岗片麻岩之中的电气石花岗岩(T0768-LG)具有与深熔事件相一致的年龄,其~(206)Pb/~(238)U谐和年龄为9.0±0.2Ma;(4)穹隆核部电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值集中在(-18.9~-16.1),显著低于穹隆边缘的二云母花岗岩(ε_(Nd)(t)=-14.4~-10.3),指示电气石花岗岩部分熔融源区有更多成熟地壳物质的加入;(5)个别电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值为-12.6,可能是岩浆上升过程中受到变泥质岩的混染所致。本次在纳木那尼穹隆的研究结果支持19~13Ma左右喜马拉雅造山带发生构造转换的模型(Zhang et al.,2012),并表明这种构造转化可能进一步引发了淡色花岗岩部分熔融源区的变化。南北伸展阶段为深度相对较浅的高喜马拉雅变泥质岩和杂砂岩等发生部分熔融,形成穹隆边缘的二云母花岗岩(~16Ma);进入东西向伸展阶段后,深熔作用导致深部主中央逆冲断层(MCT)附近的古元古代岩石单元和变泥质岩混合源区发生部分熔融,岩浆沿着南北向断裂带上升,形成电气石花岗岩体(~9Ma)。     

辽宁后仙峪硼矿区混合花岗岩成因探讨与成矿特征

后仙峪硼矿区地表分布的岩石主要为混合花岗岩.前人研究认为该岩石为岩浆岩,其下不可能存在层控硼矿床.通过对该区地质资料及混合花岗岩的分析研究,结合多年野外勘查工作,得出该岩石为正常地层,经钻探验证在数百米厚混合花岗岩层下发现了隐伏硼矿体,取得了找矿突破,扩大了该区找矿前景.     

辽宁营口后仙峪硼矿深部找矿预测

营口后仙峪硼矿床,是一处已开采40余年的大型硼矿床。硼矿体赋存于古元古界辽河群里尔峪组蛇纹石化菱镁大理岩中,通过对该区构造、地层、岩性、变质作用等控矿条件的分析,并根据目前矿山及周边开采情况,对矿区深部与周边资源潜力进行了预测。综合研究表明,预测矿区混合岩下部有矿体存在。通过钻探验证,已证明预测区混合岩下部赋存有硼矿体,且矿体厚度较大,老矿山深部找矿潜力可观。     

辽东后仙峪硼矿床含硼岩系中电英岩的地球化学特征及其成因

辽东后仙峪硼矿床含硼岩系中产出有电英岩,与硼矿床的形成有密切关系。岩石学和地球化学等研究发现矿区内电英岩呈层状分布于硼矿体的顶、底板,常夹于变粒岩层中,具完好的条纹条带状构造;在判别硅质岩成因的TiO2-Al2O3和（K2O＋Na2O）-A l2O3二元图解上,投影点均落在海底热水沉积硅质岩区;δEu和δCe均为中等程度的负异常,经北美页岩标准化后的稀土元素配分曲线左倾明显,这些特征表明后仙峪硼矿床含硼岩系中的电英岩为热水沉积岩,与其关系密切的后仙峪硼矿床为热水喷流沉积硼矿床。     

云南六合正长斑岩中花岗岩包体锆石U-Pb定年及其地质意义

滇西地区沿金沙江-哀牢山断裂带广泛发育新生代富碱斑岩,其中六合富碱斑岩中发现了与镁铁-超镁铁质深源包体紧密共生的花岗岩包体。本文对花岗岩包体中锆石进行了阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年研究。研究表明,该花岗岩包体中锆石可分为岩浆锆石、老核新壳的复合岩浆锆石和变质交代成因锆石;复合岩浆锆石的新壳206Pb/238U平均加权年龄为39.2±2Ma,代表花岗岩包体的成岩年龄,与寄主富碱斑岩的成岩年龄基本一致;复合岩浆锆石的老核206Pb/238U平均加权年龄为828.1±7.1Ma,代表基底岩石年龄。变质锆石的206Pb/238U平均加权年龄为108.4±4.4Ma,与角闪石化金云石榴透辉岩中角闪石Ar-Ar年龄102.87±1.19Ma基本吻合,代表地幔流体交代矿物的结晶年龄,表明地幔流体交代作用过程可能在白垩纪前后延续一个相当长的时期。结合岩相学研究,认为该花岗岩包体被捕获运移时处于熔融态;花岗质熔浆的形成很可能与地幔流体作用引发的地壳部分熔融与壳幔岩浆混合作用密切相关。     

一种硼酸盐的新矿物—袁复礼石

袁复礼石是一种Mg、Fe2+、Al和Ti的硼酸盐新矿物，发现于辽宁省宽甸县砖庙硼矿区。该矿物黑色，近不透明，金刚光泽-半金属光泽。反射色亮灰，内反射深红褐色。非均质性弱，偏光色红褐。晶体呈细柱状，O.1×0.2×l mm。晶体化学式为:(Mg0.91Fe2+0.09)(Fe3+0.56Al3+0.19 Mg0.17Ti0.11Fe2+0.10)1.13(B0.92O3.00)O。空间群Pnam, a=9.258(6)A，b=9.351(4)A， c=3.081(2)A，V=266.80(2)A，Z=4。 D=3.80 g/cm3, H=5-6，VHN50=843 kg/mm2，｛100}解理完全。红外光谱吸收谱带为:1387, 1210, 1024, 951, 733, 600, 510和408 cm-1。穆斯堡尔谱证明，以三价铁为主，二价铁较少。Fe3+占据M(1)晶位，Fe2+占据M(1)和M(2)晶位。袁复礼石为硼钛镁石的富Fe3+类似物。     

辽宁大石桥花岗质岩石成因分析及其在硼矿勘查中的意义

通过大石桥硼矿区花岗质岩石成因的研究,提出花岗质岩石属层状混合花岗岩成因,并以此为指导,在辽宁大石桥地区找到了3个中型硼矿床.花岗质岩石与其围岩变(浅)粒岩为渐变过渡关系,并呈现一些特殊的结构构造.其岩石化学成分变化较大,Al过饱和,AKCN值较大,Ti含量高.其特殊的岩石化学组成及氧同位素δ18O值均＞10‰,显示为混合花岗岩特征.花岗质岩石与其围岩变(浅)粒岩的REE组成特征一致,LREE/HREE平均值为3.86;负Eu异常,δEu平均为0.62,Eu/Sm平均值为0.163,与地壳来源的花岗岩及沉积岩的数值相近.该区花岗质岩石并非岩浆底辟作用形成的岩浆型花岗岩,而是层状混合花岗岩.     

辽东地区硼矿床区域成矿系统分析

辽东硼矿体受层位控制,呈层状、似层状产出,其形成既与原始火山一沉积作用有关,又遭受多期次变质变形及热液的叠加改造,以及印支、燕山期构造一岩浆作用改造等作用过程,矿床为“火山（热水）沉积一变质热液叠加改造”的多期多成因层控矿床。认为多期多阶段变质热液形成与矿集区具有不同成矿有利性质的岩石之间发生的交代作用所引起的各种成矿...     

辽东硼矿的成矿机制及成矿模式

为了解辽东硼矿的成矿机制及建立成矿模式, 分析了含硼岩系、镁质容矿岩石、区域变质作用及混合岩化作用、构造等四大控矿因素, 发现含硼岩系具富硼特征, 容矿岩石具富镁特点并可成为硼质的沉淀剂, 含硼岩系中硼在区域变质和混合岩化过程中得到进一步活化形成含硼热液, 含硼热液在有利的构造空间交代镁质岩石即可形成镁硼酸盐型硼矿.含硼岩系、镁质容矿岩石是硼矿形成的物质基础, 区域变质及混合岩化作用、构造活动是硼矿形成的必要条件.辽东硼矿成矿模式为原始火山-沉积初始富集和部分熔融含硼热液交代镁质岩石.      

Phase Equilibria of Salt-water Systems Containing Magnesium and Borate Ions

正1 Introduction A salt lake is a naturally occurring complex body of water and salt interaction.More than 700 salt lakes are widely distributed in the area of the Qinghai-Tibet Plateau.Most of the salt lakes are famous for their abundance of lithium,potassium,magnesium,and boron resources.It is     

辽东砖庙硼矿含硼岩系富镁大理岩地球化学特征及其成因

富镁大理岩是辽东砖庙硼矿的主要容矿岩石。对该区富镁大理岩的岩石特征、全岩化学、稀土元素、微量元素和C、O同位素地球化学进行了测试分析。结果表明本区富镁大理岩具有岩浆碳酸岩的特征：主量元素具富镁高硅的特点;微量元素中B、F、Rb、Cs、Th和U含量较高,V、Cr、Co、Ni等相对较低,高场强元素相关比值与岩浆碳酸岩相似;稀土元素含量偏低,分配型式略显右倾,与后仙峪镁橄榄岩的稀土配分型式一致;C、O同位素含量较世界各地岩浆碳酸岩偏高。分析认为,辽东砖庙硼矿富镁大理岩的形成可能与地壳物质混染有关,δ¹⁸O-δ¹³C相关图解显示其为海相原生碳酸岩。     

Laser Ablation ICP-MS Analysis of Geological Materials Prepared as Lithium Borate Glasses

A simple, rapid and precise method is described for determining trace elements by laser ablation (LA)-ICP-MS analysis in bulk geological materials that have been prepared as lithium borate glasses following standard procedures for XRF analysis. This approach reliably achieves complete sample digestion and provides for complementary XRF and LA-ICP-MS analysis of a full suite of major and trace elements from a single sample preparation. Highly precise analysis is enabled by rastering an ArF excimer laser (λ= 193nm) across fused samples to deliver a constant sample yield to the mass spectrometer without inter-element fractionation effects during each analysis. Capabilities of the method are demonstrated by determination of twenty five trace elements (Sc, Ti, V, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, REE, Hf, Ta, Pb, Th and U) in a diverse range of geological reference materials that includes peridotites, basalts, granites, metamorphic rocks and sediments. More than 90% of determinations are indistinguishable from published reference values at the 95% confidence level. Systematic bias greater than 5% is observed for only a handful of elements (Zr, Nb and U) and may be attributed in part to inaccurate calibration values used for the NIST SRM 612 glass in the case of Zr and Nb. Detection limits for several elements, most notably La, are compromised at ultra-trace levels by impurities in the lithium borate flux but can be corrected for by subtracting appropriate procedural blanks. Reliable Pb analysis has proved problematic due to variable degrees of contamination introduced during sample polishing prior to analysis and from Pt-crucibles previously used to fuse Pb-rich samples. Scope exists for extending the method to include internal standard element/isotope spiking, particularly where integrated XRF analysis is not available to characterise major and trace elements in the fused lithium borate glasses prior to LA-ICP-MS analysis.     

柴达木盆地大柴旦硼矿床地质特征及成矿机理

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一。不仅如此,大柴旦盐湖还沉积有全球少有分布的特色柱硼镁石矿床。此种特色硼矿床的成矿环境和形成机理目前尚未得到应有的关注和研究。本研究基于大柴旦盐湖因开采硼矿而揭露出来的湖中高分辨率的天然沉积剖面DCD-2和DCD03,利用岩性地层学、沉积学、矿物学、地球化学以及AMS 14 C年代学等多指标研究方法,深入探讨了更具特色的湖底柱硼镁石矿层以及其他硼矿层的成矿环境和成矿机理,丰富和完善了盐湖硼矿床成因理论。研究结果显示,大柴旦湖底柱硼镁石矿层(第一硼矿层)形成年代始于BC 1790a左右。湖底柱硼镁石含量为35%,B2O3含量约为3%~16%,属于中低品位硼矿层;而湖滨钠硼解石和水方硼石含量分别为82%和35%,B2O3平均含量约为3%~9%,属于低品位硼矿层。硼矿形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。湖底柱硼镁石以及湖滨钠硼解石和水方硼石是在特定水文地球化学条件和湖泊环境下形成,在湖区的不同地带,由于不同的成矿作用和成矿机理形成了不同的硼酸盐矿物或硼矿床。大柴旦盐湖硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性及其外在控制条件,是内外条件耦合的结果。在固体硼酸盐整个形成过程中,盐湖卤水都呈现弱碱性—碱性,这是盐湖硼酸盐沉积形成的先决条件。文章提出了盐湖固体硼酸盐的具体形成机理并确定大柴旦盐湖硼矿床为高山-深盆-浅水成矿模式。     

辽东地区后仙峪及翁泉沟硼矿床流体包裹体特征研究

对后仙峪硼矿区热水喷流沉积成因的电英岩中石英及翁泉沟硼矿区后生热液成因的石英脉中的原生流体包裹体进行了对比研究。结果表明：后仙峪电英岩石英中只发育气液两相包裹体,测温结果显示流体包裹体均一温度为146~249 ℃,盐度为15.9%~18.4%,密度为0.96~1.04 g/cm³,计算出成矿压力为43.95~68.43 MPa,由此估算出热水喷流沉积时的古海水深度为4.40~6.84 km;包裹体成分分析结果显示气相成分以H₂O、CH₄为主,含CO₂和N₂及少量的H₂S和H₂。翁泉沟石英脉中则发育气液两相包裹体及含CO₂三相包裹体两种类型,测温结果显示流体包裹体均一温度为142~377 ℃,盐度为12.7%~14.5%,密度为0.96~1.01 g/cm³,计算出压力为43.48~65.86 MPa,推算出后生成因石英脉的形成深度为5.23~6.55 km;包裹体成分分析结果显示气相成分以H₂O、CO₂为主,含CO、N₂和H₂,并含少量的CH₄、H₂S和微量的C₂H₆。矿床地质特征与硼同位素特征显示这两个矿床均为热水喷流沉积矿床,并经历了区域变质作用改造及后期热液交代蚀变作用。流体包裹体特征表明,热水喷流沉积成矿作用发生在相对还原的海底条件;而后期叠加的热液活动发生在相对氧化的环境下。     

聚乙烯醇硼酸钠新型注浆材料试验研究

通过对以聚乙烯醇为主剂 ,硼酸钠为交联剂的新型注浆材料进行粘度测试和结石体强度测试 ,分析了该注浆材料的可灌性和强度。并根据试验结果提出了灌注工艺