西昆仑塔什库尔干叶里克铁矿成因:矿床地质与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析约束

新疆塔什库尔干铁矿带是我国西部地区新近发现的重要富铁矿带.叶里克铁矿是该成矿带大型铁矿床之一,对该矿床成因方面的研究尚在起步阶段.通过对叶里克铁矿开展矿床地质研究与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析,结果表明矿体产于布伦阔勒变质火山-沉积岩中,矿体与围岩产状基本一致,具有明显的层控特征.稠密浸染状或块状富矿体中磁铁矿主要有两种产出形式:与硬石膏或与方解石共生.这两类磁铁矿中多数微量元素含量较均一,如Mg（119×10-6~313×10-6）、Al（692×10-6~1 034×10-6）、Ti（540×10-6~840×10-6）、V（3 340×10-6~3 971×10-6）、Mn（950×10-6~1 160×10-6）、Co（4×10-6~5×10-6）、Ni（52×10-6~64×10-6）、Zn（84×10-6~143×10-6）、以及Ga（26×10-6~31×10-6）,并与高温热液中磁铁矿类似;磁铁矿Al、Ti、V含量高,Ni/Cr比高以及Ti/V比低揭示出其形成于相对还原、富Al、Ti的海底高温热液体系且沉积环境稳定.（Al+Mn）-（Ti+V）特征指示其形成温度在300~500 ℃之间.与硬石膏共生的磁铁矿比与方解石共生的磁铁矿具有相对高的Ti（前者平均690×10-6,后者平均574×10-6）、P（从27×10-6骤降到7×10-6）含量,低的Ca含量（从36×10-6骤升到203×10-6）并亏损Zr、Hf、Sc、Ta等高场强元素,指示前者形成于更剧烈的热液活动中,并且硬石膏磁铁矿在热液作用过程中多数Ca离子进入硬石膏晶格中,造成磁铁矿Ca含量降低.综合区域地质、矿床地质及磁铁矿组成等多种证据,表明叶里克铁矿形成于早寒武世的海底高温热液系统.铁矿形成与原特提斯洋南向俯冲引发的火山弧岩浆作用有关,属于海相火山岩型铁矿.      

东南极拉斯曼丘陵镁铁质麻粒岩的变质作用演化

拉斯曼丘陵（Larsemann Hills）位于东南极普里兹构造带的中部,研究该区麻粒岩的变质作用演化对于理解普里兹带的构造属性至关重要。通过对该区含石榴石镁铁质麻粒岩转石详细的岩相学观察表明,峰期前进变质阶段矿物组合（M1）由角闪石+斜方辉石+单斜辉石+斜长石+黑云母+钛铁矿±石英±磁铁矿组成,其峰期矿物组合（M2）为石榴石+斜方辉石+单斜辉石+角闪石+钛铁矿±磁铁矿±石英,而代表后期与降压有关的叠加变质组合（M3）为斜方辉石+斜长石+单斜辉石+黑云母+钛铁矿±磁铁矿。矿物化学分析,结果显示其中石榴子石和斜方辉石具有弱的成分环带特征。利用THERMOCALC软件在NCFMASHTO体系下对该麻粒岩进行了详细的热力学模拟,结合传统温压计和平均温压计算结果,得出不同阶段温压条件分别为650~750℃/5.5~6.5kb （M1）,850~950℃/8~8.5kb （M2）,800~900℃/5.5~7.5kb （M3）。其变质作用演化为典型的峰期后近等温减压的（ITD）顺时针P-T轨迹。通过区域上镁铁质麻粒岩的对比分析,我们认为该镁铁质麻粒岩可能来源拉斯曼丘陵基岩露头。结合已有的年代学资料,表明该镁铁质麻粒岩的峰期变质事件可能对应于晚元古代格林威尔期构造事件,而后期退变质作用与早古生代的泛非期构造事件有关,意味着泛非期普里兹带可能是陆内造山带。     

蛇纹石化橄榄岩的氧化-还原特征

蛇纹石化橄榄岩是温都尔庙蛇绿岩套中最为重要的岩石类型,主要矿物组合为蛇纹石+碳酸盐矿物+磁铁矿+滑石。富SiO_2流体的加入,促使岩石进一步发生蛇纹石化作用而缺失水镁石。穆斯堡尔谱测量揭示了铁元素化学种的分布特征,蛇纹石化程度与氧化-还原特征的相关性。蛇纹石化橄榄岩含铁总量和Fe~(3+)的分布与磁铁矿和蛇纹石密切相关,Fe~(3+)以分布于蛇纹石中占优势。这对正确估算蛇纹石化过程中H_2的生成量有十分重要的意义,对估算俯冲带Fe~(3+)输入和评估原生地幔岩的蛇纹石化作用有重要参考价值。     

西昆仑赞坎铁矿床地质特征、形成时代及高品位矿石的成因

新疆赞坎铁矿床位于西昆仑塔什库尔干地块西段,是近年新发现的一个大型沉积变质型磁铁矿床。赋矿岩系布伦阔勒群主要由黑云母石英片岩、斜长角闪片岩、变粒岩、硅质岩及磁铁石英岩等组成。目前探明工业矿体4条,单个矿体长度大于2.5km,矿体厚10~70m;局部见高品位铁矿段(mFe50%),长度达900m,厚度40m左右。矿石类型主要为2种,一种为原生的条纹-条带状磁铁矿(为主);另一种为热液改造形成的块状(高品位铁矿石)及浸染状磁铁矿。矿石稀土元素配分(PAAS)表明,原生条纹-条带状铁矿石Ce和Y元素异常不明显(~1.15、~0.94),Eu具正异常(~1.69),Y/Ho平均值为25,稀土配分模式与沉积变质型铁矿相似。而受改造的矿石中,浸染状矿石具有较高的稀土总量,明显富集轻稀土,La和Ce显示正异常(~1.46、~1.17),Y显示负异常(=0.66~0.72),Eu表现为强烈的正异常(~4.37),稀土配分模式明显不同于原生条纹-条带状铁矿石。矿体围岩斜长角闪片岩(变沉积岩)中的碎屑锆石U-Pb年龄为591±1Ma,结合前人对矿区内侵入体的年代学研究(霏细斑岩,533Ma),大致反映沉积铁矿的形成时代为新元古代至早寒武世。电子探针显示,条带状磁铁矿中的TiO_2、AL_2O_3、MgO、MnO含量较低,标型组分含量与沉积变质型磁铁矿颇为接近,在磁铁矿单矿物成因图解中,条带状磁铁矿整体显示磁铁矿为沉积变质型铁矿;浸染状矿石和块状矿石的组成与典型沉积变质型铁矿的偏离反映了后期岩浆-构造热事件对条带状铁矿石的改造;上述结果显示赞坎铁矿整体属于沉积变质型铁矿(BIF)。调查发现赞坎高品位铁矿体与早寒武世侵入的霏细斑岩联系密切,高品位矿石及其围岩发育一定程度的矽卡岩化,如阳起石化、碳酸盐化和黄铁矿化。本文推测高品位铁矿石的成因可能为霏细斑岩的岩浆热液溶解并运移早期沉积变质铁矿中的含铁物质,在构造发育处充填交代形成块状磁铁富矿石。在早寒武世侵入到矿区中部的霏细斑岩体中,同时发育有角砾状磁铁矿和脉状磁铁矿,因此,岩浆热液改造原生条带状铁矿石形成高品位铁矿石的时代应为早寒武世。     

青海牛苦头矿区锰质黑柱石成因及其地质意义

锰质黑柱石是矽卡岩型铅锌矿床中一种常见的脉石矿物,其与铅锌矿体关系密切。本文对东昆仑祁漫塔格地区牛苦头铅锌多金属矿床中黑柱石的产状、矿物共生组合、化学成分等进行了研究。牛苦头矿区锰质黑柱石主要产于3种矿物组合:黑柱石+石榴子石+磁铁矿组合;黑柱石+锰钙(铁)辉石+方铅矿+磁铁矿组合;黑柱石+方解石+石英+硫化物(黄铁矿+磁黄铁矿+其他硫化物)组合,并形成自内向外石榴子石-磁铁矿—黑柱石—锰钙辉石的矽卡岩分带。上述3种组合分别对应矿床的3个蚀变矿化阶段:进变质阶段(阶段I),石榴子石被交代分解,形成黑柱石;退变质阶段(阶段Ⅱ),锰钙(铁)辉石分解形成黑柱石;石英硫化物阶段(阶段Ⅲ),黑柱石进一步分解,形成磁铁矿、方解石和石英。电子探针结果,牛苦头矿床黑柱石的化学分子式为Ca_(0.94-0.98)(Fe_(1.22-1.92)Mn_(0.10-0.75)Mg_(0.01-0.03))■(Fe_(0.83-0.93)Al_(0.01-0.07))■[Si_(2.00-2.07)O_7]O(OH);LA-ICP-MS原位分析显示,牛苦头矿区黑柱石的稀土配分曲线与矿区进变质阶段形成的石榴子石、锰钙(铁)辉石近乎一致。综合研究认为,矿区黑柱石为进变质阶段的石榴子石和辉石蚀变分解的产物;矿床自内向外的矽卡岩分带反映了矽卡岩被逐渐交代的过程,并伴随了成矿流体从主矽卡岩阶段的"还原(Fe~(2+)、Mn~(2+))"环境向退变质阶段偏氧化(先是Fe~(2+)-Mn~(2+)+Fe~(3+),后是Fe~(3+))环境的转变。     

300℃.500bar条件下赤铁矿＋磁铁矿缓冲组合在NaCl水溶液中的溶解度

于300℃、500bar条件下用Dickson金袋式热液装置测定了赤铁矿+磁铁矿组合在0.1和1.0mol/kg NaCl水溶液中的溶解度。计算了NaCl热液中赤铁矿+磁铁矿组合的溶解度,并与实验结果对比。酸性NaCl热液中铁可能主要成Fe~(2+)存在,中—碱性条件下铁的存在形式尚需进一步研究。     

天然磁铁矿中铁的占位分布和类质同象替代的穆斯堡尔研究

磁铁矿是一种重要的常见矿物。人们用穆斯堡尔方法对磁铁矿已经做了一些研究。在室温下,磁铁矿的穆斯堡尔谱由两套六线谱组成。通常它们被分别指派给A位上的Fe~(3 )和B位上的Fe~(2 )与Fe~(3 )。等曾对这种指派提出不同看法,讨论了几种可能的指派方法。大多数天然磁铁矿的情况比组份简单的、正分的磁铁矿要复杂得多。它们常     

磁铁矿显微结构及化学成分对铜绿山矽卡岩型铜铁矿床成矿过程的指示

铜绿山矽卡岩型铜铁多金属矿床是长江中下游鄂东南矿集区的一个典型矿床,矿体产于铜绿山岩体与三叠系碳酸盐岩地层的接触带.磁铁矿是铜绿山铜铁矿床中广泛发育的矿石矿物,选取内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿以及岩体中副矿物磁铁矿为研究对象,对其开展系统的显微结构观察和电子探针分析.热液磁铁矿中普遍发育有钛尖晶石出溶结构和富硅环带结构,且没有明显的后期热液交代改造现象.钛尖晶石出溶结构指示铜绿山矿床的早期热液磁铁矿具有较高的Ti含量,磁铁矿结晶后经历了降温和氧逸度降低过程导致钛尖晶石出溶.热液磁铁矿中还普遍含有较高含量的Si、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Ni等元素,Si4+、Al3+、Mg2+、Mn2+等以类质同象方式进入磁铁矿晶格;但在不同产状的磁铁矿中,替代强度和机制略有不同,说明流体成分、温度、压力等物理化学条件影响元素替代强度和方式.外矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值小于4,内矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值为5~8,而副矿物磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值约为13.岩体副矿物磁铁矿具有最高的V₂O₃含量（平均值为0.31%）,与岩体接触的内矽卡岩中的磁铁矿次之（平均值为0.14%）,外矽卡岩中磁铁矿的V₂O₃含量最低（平均值为0.01%~0.03%）.Al₂O₃/MgO比值和V₂O₃含量说明磁铁矿生长环境（熔体/热液）、围岩的成分及水-岩反应等对磁铁矿的化学组成均有影响.铜绿山矿床从岩体到内矽卡岩、再到外矽卡岩,磁铁矿的形成温度逐步下降,其成分的变化指示了磁铁矿可以作为矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物.      

辽宁鞍山－本溪地区铁矿床流体包裹体和硫、氢、氧同位素特征研究

鞍山-本溪地区是我国最大的铁矿集区,分布有诸多大型、特大型铁矿床,并且产出有弓长岭二矿区大型和齐大山、南芬中型磁铁富矿床。贫铁矿体与变质沉积岩和火山碎屑岩等围岩呈层状或似层状产于太古宙花岗岩中,富铁矿体(TFe50%)呈层状或透镜体状产于贫铁矿体和围岩及其附近的断裂带中,并可见明显的热液蚀变现象。为了探讨鞍本地区富铁矿的成因,为指导找富矿提供依据,本文主要对比研究了鞍本地区贫铁矿石和富铁矿石中流体包裹体、硫同位素和氢氧同位素特征。贫铁矿石(磁铁石英岩和假象赤铁石英岩)石英中含有大量的孤立分布负晶形气体包裹体(Ⅰc类包裹体),富铁矿石石英中主要以液体包裹体(Ⅰb类包裹体)为主,可见含子矿物的流体包裹体;贫铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围为-6.5‰~11.8‰,平均值为0.4‰,富铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围较大,为-7‰~14.4‰,平均值为2.0‰;贫铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为3.4‰~10.4‰,平均值为7.1‰,石英δ18 O变化范围为11.8‰~15.1‰,平均值为13.4‰,富铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为-1.4‰~6.5‰,平均值为2.3‰,富铁矿石中石英δ18 O变化范围为9.6‰~15.8‰,平均值为13.6‰,δD变化范围为-129‰~-75‰,平均值为-104‰。富铁矿石中石英流体包裹体、黄铁矿δ34S和磁铁矿δ18 O部分继承了贫铁矿石的特征,但是显示更多的后期热液特征,暗示鞍本地区富铁矿石是在贫铁矿石的基础上受后期热液改造形成的。富铁矿石中石英的氢氧同位素特征表明其热液流体主要为混合岩化热液,富铁矿的形成可能为去硅富铁模式,同时也可能有铁质活化再转移模式。     

印尼塔里亚布锡铁多金属矿床矿浆型磁铁矿的矿物学特征与形成机理探讨

在野外地质观察基础上,运用光学显微镜、化学分析、X射线衍射、扫描电镜、流体包裹体成分分析等手段,对印尼塔里亚布锡铁多金属矿床中矿浆型磁铁矿的矿物学特征进行了研究。结果表明,矿浆型铁矿体界线清晰,呈贯入充填形态,围岩蚀变简单。矿石具块状条带、气孔状、流纹状、熔结瘤状等典型矿浆型铁矿石构造。矿石矿物组成简单,磁铁矿含量高,磷灰石＋磁铁矿是标志性矿物组合。磁铁矿在化学成分上富铁（TFe=66.08%～68.01%）、富镁（MgO=3.05%～3.22%）、贫硅（SiO2=0.82%～1.91%）、贫碱（Na2O＋K2O〈1.06%）,具明显铕负异常（δEu=0.14～0.55）。磁铁矿晶胞参数介于0.8390～0.8397 nm,接近标准值。磁铁矿晶体以致密它形晶为主,重结晶形成的三晶嵌连结构反映矿浆冷凝结晶是典型的退火过程。磁铁矿流体成分富集Li＋（0.234μg/g）、Na＋（3.438μg/g）等碱性阳离子及H2O（4129μg/g）、SO42-（8.916μg/g）及其它挥发性组分。在富碱、富挥发分和高氧逸度条件下,研究区矿浆型铁矿与花岗岩是酸性原始岩浆高度演化分异的同源产物。     

Elongated prismatic magnetite crystals in ALH84001 carbonate globules: potential Martian magnetofossils.

Using transmission electron microscopy (TEM), we have analyzed magnetite (Fe3O4) crystals acid-extracted from carbonate globules in Martian meteorite ALH84001. We studied 594 magnetites from ALH84001 and grouped them into three populations on the basis of morphology: 389 were irregularly shaped, 164 were elongated prisms, and 41 were whisker-like. As a possible terrestrial analog for the ALH84001 elongated prisms, we compared these magnetites with those produced by the terrestrial magnetotactic bacteria strain MV-1. By TEM again, we examined 206 magnetites recovered from strain MV-1 cells. Natural (Darwinian) selection in terrestrial magnetotactic bacteria appears to have resulted in the formation of intracellular magnetite crystals having the physical and chemical properties that optimize their magnetic moment. In this study, we describe six properties of magnetite produced by biologically controlled mechanisms (e.g., magnetotactic bacteria), properties that, collectively, are not observed in any known population of inorganic magnetites. These criteria can be used to distinguish one of the modes of origin for magnetites from samples with complex or unknown histories. Of the ALH84001 magnetites that we have examined, the elongated prismatic magnetite particles (similar to 27% of the total) are indistinguishable from the MV-1 magnetites in five of these six characteristics observed for biogenically controlled mineralization of magnetite crystals.     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床磁铁矿和石榴石微量元素特征及其对矿床成因的制约

查岗诺尔大型磁铁矿床位于西天山阿吾拉勒东段,赋存于下石炭统大哈拉军山组安山岩及安山质火山碎屑岩之中,主体矿底板夹透镜状的大理岩,矿体主要为层状、似层状、透镜状。根据矿石组构和矿物共生特征,可以划分为岩浆期和热液期两个成矿期,后者包括矽卡岩和石英-硫化物两个亚成矿期,进一步可以细分为6个成矿阶段。岩浆期的磁铁矿∑REE很低,稀土配分模式大致呈轻稀土、重稀土较富集而中稀土亏损的U型,富Ti、V、Cr,表明铁质可能来自安山质岩浆的结晶分异作用; 矽卡岩亚成矿期的磁铁矿∑REE极低,略微富集LREE,其它稀土元素亏损强烈,贫Ti、V,略富集Ni、Co和Cu。矽卡岩亚期的含矿和无矿矽卡岩中的石榴石的稀土配分模式类似,∑REE含量相对较高,呈HREE富集、LREE亏损、弱正Eu异常的分布型式,显示了交代成因石榴石的特征,暗示与其共生的磁铁矿也是通过热液流体与围岩地层的交代反应生成的,铁质来自围岩。结合矿床地质与微量元素地球化学,认为查岗诺尔铁矿可能是岩浆型和矽卡岩型(主要)的复合叠加矿床。     

In-situ LA-ICP-MS trace elemental analyses of magnetite: Fe–Ti–(V) oxide-bearing mafic–ultramafic layered intrusions of the Emeishan Large Igneous Province,SW China

The Taihe, Baima, Hongge, Panzhihua and Anyi intrusions of the Emeishan Large Igneous Province (ELIP), SW China, contain large magmatic Fe–Ti–(V) oxide ore deposits. Magnetites from these intrusions have extensive trellis or sandwich exsolution lamellae of ilmenite and spinel. Regular electron microprobe analyses are insufficient to obtain the primary compositions of such magnetites. Instead, laser ablation ICP-MS uses large spot sizes (~ 40 μm) and can produce reliable data for magnetites with exsolution lamellae. Although magnetites from these deposits have variable trace element contents, they have similar multi-element variation patterns. Primary controls of trace element variations of magnetite in these deposits include crystallography in terms of the affinity of the ionic radius and the overall charge balance, oxygen fugacity, magma composition and coexisting minerals. Early deposition of chromite or Cr-magnetite can greatly deplete magmas in Cr and thus Cr-poor magnetite crystallized from such magmas. Co-crystallizing minerals, olivine, pyroxenes, plagioclase and apatite, have little influence on trace element contents of magnetite because elements compatible in magnetite are incompatible in these silicate and phosphate minerals. Low contents and bi-modal distribution of the highly compatible trace elements such as V and Cr in magnetite from Fe–Ti oxide ores of the ELIP suggest that magnetite may not form from fractional crystallization, but from relatively homogeneous Fe-rich melts. QUILF equilibrium modeling further indicates that the parental magmas of the Panzhihua and Baima intrusions had high oxygen fugacities and thus crystallized massive and/or net-textured Fe–Ti oxide ores at the bottom of the intrusive bodies. Magnetite of the Taihe, Hongge and Anyi intrusions, on the other hand, crystallized under relatively low oxygen fugacities and, therefore, formed net-textured and/or disseminated Fe–Ti oxides after a lengthy period of silicate fractionation. Plots of Ge vs. Ga + Co can be used as a discrimination diagram to differentiate magnetite of Fe–Ti–(V) oxide-bearing layered intrusions in the ELIP from that of massif anorthosites and magmatic Cu–Ni sulfide deposits. Variable amounts of trace elements of magmatic magnetites from Fe–Ti–(P) oxide ores of the Damiao anorthosite massif (North China) and from Cu–Ni sulfide deposits of Sudbury (Canada) and Huangshandong (northwest China) demonstrate the primary control of magma compositions on major and trace element contents of magnetite.     

西藏列廷冈铁多金属矿床磁铁矿元素地球化学特征及地质意义

西藏列廷冈矿床是林周盆地Fe-Mo-Cu-Pb-Zn矿集区内近年来新发现不久、规模较大的矽卡岩型铁多金属矿床。矿区磁铁矿发育,主要包括块状、浸染状和脉状3种类型。基于详细的野外地质调查和室内矿相学研究,将矿床成矿期划分为矽卡岩期和热液期2期,进而划分为5个成矿阶段:早期矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、早期热液阶段、石英-硫化物阶段和碳酸盐阶段,其中,块状磁铁矿主要形成于退化蚀变阶段,浸染状和脉状磁铁矿主要形成于早期热液阶段。以磁铁矿为主要研究对象,采用电子探针(EPMA)和单矿物微量稀土元素ICP-MS分析实验,重点对磁铁矿元素地球化学特征、成因矿物学进行系统研究。研究结果表明,3种不同类型磁铁矿内均含Ti、Si、Ca等次要元素以及Na、K、Cr、Ni、Co、Pb、Ba、Sn、Sr、Sb、Cu等多种可检测到的微量元素,且矿物内主要发生了Al、Mg、Mn等元素的类质同像置换,综合TiO_2-Al_2O_3-MgO、TiO_2-Al_2O_3-(MgO+Mn O)和(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)、Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)等多种磁铁矿成因判别图解投图结果及矿体野外宏观地质特征,表明矿区磁铁矿均为热液成因。块状磁铁矿具明显的Eu正异常,浸染状和脉状磁铁矿具Eu负异常,均无明显Ce异常特征,表明富Eu成矿流体在矽卡岩期的高温氧化环境下形成了矽卡岩型块状磁铁矿体,在热液期则逐渐转变为低温还原环境,形成浸染状和脉状磁铁矿及多种金属硫化物,且铁的物质来源主要与矿区花岗闪长岩和花岗斑岩紧密相关。     

Magnetoacoustic emission of magnetites

We consider the parameters of magnetoacoustic emission (MAE) in magnetites from the ores of the Urals and West Siberia. It has been shown that the differences in signals are related to various types of the domain structures of samples, whose fixity is determined by the formation conditions of magnetite and the effect of superimposed physicochemical processes. On the basis of field parameters, the magnetites have been divided into three types depending on the area of magnetic fields with MAE. These parameters can serve as the typomorphic features of magnetites of different genesis.     

福建漳州复式岩体磁铁矿的成因矿物学特征

漳州花岗岩岩基共分两期七次(Ⅰ-Ⅶ)侵入,是中国东南沿海燕山晚期有代表性的大型复式岩体。笔者对区内各类花岗岩磁铁矿作了较深入的矿物学工作,包括晶出产状、晶体形态、X射线衍射、红外谱学、化学成分及稀土元素地球化学等方面的研究。本文重点论述磁铁矿的标型特征及成因意义,并提出区分不同成因花岗岩类岩石磁铁矿矿物学的判别标志,结合副矿物组合及岩石化学特点,对区内早、晚两期花岗岩类的成因分别判别为I型和A型花岗岩。     

莱芜张家洼铁矿磁铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其对成矿过程的制约

莱芜张家洼铁矿位于华北克拉通东缘的鲁西地区,矿石成因类型为夕卡岩型铁矿。矿体赋存在早白垩世高镁闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩及白云岩接触带附近。本文通过对莱芜岩浆和热液磁铁矿电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA ICP MS)分析,探讨磁铁矿微量元素组成及变化规律对成岩和成矿作用的指示,为揭示张家洼铁矿的矿床成因及其成矿流体演化过程提供重要制约。分析结果表明,莱芜岩浆磁铁矿与热液磁铁矿相比明显富集Ti、V、Cr等亲铁元素,相对富集Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素以及Sn、Ga、Ge、Sc等中等相容元素,Mg、Al、Mn、Zn、Co显著富集于热液磁铁矿中。Ti、V、Cr以及Mg、Al、Mn、Zn在岩浆和热液中具有不同的地球化学行为,Ti、V、Cr从熔体中进入磁铁矿主要受温度、分配系数以及fO2控制。Mg、Al、Mn、Zn主要受控于水岩反应和后期绿泥石+碳酸盐脉的交代,这些元素通过类质同象替换富集于热液磁铁矿中。Co在热液磁铁矿中除了受水岩相互作用和后期流体交代的影响外,硫化物的出现会导致Co含量急剧降低。Si、Ca、Na及Sr、Ba在岩浆和热液磁铁矿中的地球化学行为非常一致。Ti Ni/Cr图能够用于区分岩浆和热液磁铁矿,莱芜岩浆磁铁矿中Ti含量较高且Ni/Cr比值≤1,热液磁铁矿Ti含量较低且绝大多数Ni/Cr比值≥1。张家洼热液磁铁矿可分为早、晚两个阶段：早期阶段包括(1)早期原生粒状磁铁矿和(2)早期次生磁铁矿;晚期阶段包括(3)晚期原生磁铁矿和(4)晚期次生磁铁矿。原生磁铁矿具有典型的三联点结构特征;次生磁铁矿受后期热液交代影响表现为多空隙,通常呈不规则状、树枝状、骸晶以及交代残余结构。磁铁矿微量元素生动记录了成矿流体演化过程,从早期到晚期、从原生到次生都显示Mg、Al、Mn、Zn包括Co含量持续升高,表明成矿流体可能朝着富集这些微量元素的方向演化。后期流体的交代导致绿泥石蚀变为磁铁矿,连续水岩相互作用和后期流体的交代以及绿泥石直接蚀变是导致热液磁铁矿富集Mg、Al、Mn、Zn等元素的主要原因。热液磁铁矿晚期孔隙较为发育,孔隙度的增加促使更多的流体和磁铁矿发生反应。热液磁铁矿的微量元素不仅能够反映矿床形成的物理化学条件,而且可以反映围岩性质以及水岩相互作用过程。     

长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

Origins of magnetite nanocrystals in Martian meteorite ALH84001

The Martian meteorite ALH84001 preserves evidence of interaction with aqueous fluids while on Mars in the form of microscopic carbonate disks. These carbonate disks are believed to have precipitated 3.9 Ga ago at beginning of the Noachian epoch on Mars during which both the oldest extant Martian surfaces were formed, and perhaps the earliest global oceans. Intimately associated within and throughout these carbonate disks are nanocrystal magnetites (Fe₃O₄) with unusual chemical and physical properties, whose origins have become the source of considerable debate. One group of hypotheses argues that these magnetites are the product of partial thermal decomposition of the host carbonate. Alternatively, the origins of magnetite and carbonate may be unrelated; that is, from the perspective of the carbonate the magnetite is allochthonous. For example, the magnetites might have already been present in the aqueous fluids from which the carbonates were believed to have been deposited. We have sought to resolve between these hypotheses through the detailed characterization of the compositional and structural relationships of the carbonate disks and associated magnetites with the orthopyroxene matrix in which they are embedded. Extensive use of focused ion beam milling techniques has been utilized for sample preparation. We then compared our observations with those from experimental thermal decomposition studies of sideritic carbonates under a range of plausible geological heating scenarios. We conclude that the vast majority of the nanocrystal magnetites present in the carbonate disks could not have formed by any of the currently proposed thermal decomposition scenarios. Instead, we find there is considerable evidence in support of an alternative allochthonous origin for the magnetite unrelated to any shock or thermal processing of the carbonates.     

磁铁矿的磁学性质与条带构造

本文研究了磁铁矿的磁化强度、居里温度、磁化率和磁化率各向异性等磁学性质。认为原始沉积的铁质在经受相当于居里温度的变质作用改造时结晶为各向异性晶体,其长轴方向获得了最大磁化强度,并在外磁场的长期作用下相互吸引连接成条带构造。构造作用的叠加产生了各种变形组构。