绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山-本溪地区经历了绿片岩-低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示：相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值（ε^57 Fe黄铁矿〉ε^57 Fe磁铁矿）,两种矿物的Fe同位素比值之差为△^57 Fe黄铁矿-磁铁矿=2．23-5．13。黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果。由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩-低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数口黄铁矿-磁铁矿≈1．0004‰±0．06‰（2σ）。这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展。     

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山一本溪地区经历了绿片岩一低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示:相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值(ε57Fe黄铁矿ε57Fe磁铁矿),两种矿物的Fe同位素比值之差为△57Fe黄铁矿-磁铁矿=2.23～5.13.黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果.由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩一低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数α黄铁矿-磁铁矿≈1.000 4‰±0.06‰(2σ).这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展.     

四川攀枝花钒钛磁铁矿床Fe同位素特征及其成因指示意义

本文系统研究了四川攀枝花含钒钛磁铁矿层状岩体全岩和矿石矿物磁铁矿的Fe同位素组成特征。研究获得全岩δ⁵⁷Fe的范围为0.02‰～0.25‰, 平均值为0.17‰, 磁铁矿的δ⁵⁷Fe范围为0.05‰～0.61‰, 平均值为0.36‰。相对于磁铁矿单矿物, 全岩Fe同位素组成变化不大。相对于全岩, 磁铁矿具有相对重的Fe同位素组成, 并且其相对偏重程度与样品中磁铁矿的含量呈反相关关系。磁铁矿Fe同位素组成与形成环境氧逸度之间的负相关关系表明磁铁矿从岩浆中结晶出来之后没有发生重力分异, 赋存于岩体和矿体中的磁铁矿是原位结晶的。磁铁矿的Fe同位素特征表明攀枝花岩体是多次岩浆补充和分离结晶共同作用的结果: 形成下部岩相带过程中, 玄武质岩浆补充频繁, 形成巨厚的块状磁铁矿层, 其中的磁铁矿的δ⁵⁷Fe值变化较小; 而形成中部岩相带过程中, 玄武质岩浆补充的频率逐渐降低, 形成多个旋回以及交替产生的磁铁辉长岩和辉长岩。同时, 形成攀枝花岩体和矿体的初始岩浆的氧逸度很高, 在高氧逸度环境下富集成矿, 演化过程中岩浆体系氧逸度逐渐降低, 很好地解释了攀枝花V-Ti磁铁矿主矿体赋存在含矿岩体下部的辉长岩中的成矿机制。     

塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨

距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献   

塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨

距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献   

低温环境下铁同位素分馏的若干重要过程

详细了解同位素分馏的过程与机理是运用稳定同位素体系解决科学问题的关键.本文对沉淀、溶解、吸附、氧化、还原、生物等过程中的Fe同位素分馏研究结果进行了系统总结.在沉淀过程中,优先沉淀轻同位素;在吸附过程中,Fe(Ⅲ)矿物优先吸附重同位素;氧化还原过程中,Fe的化合价越高,Fe同位素组成越重.     

云南寻甸县大凹子岩体特征及钛铁矿找矿前景

基于1∶5万区域地质矿产调查,通过对云南寻甸县大凹子基性岩体,岩石矿物学及人工重砂副矿物分析研究,发现其含有大量的钛铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿等,岩体经风化富集后这些钛铁矿可达工业品位,揭示了大凹子基性岩体分布区,可能成为风化壳型钛铁矿新的找矿靶区。     

岩浆-热液成矿系统中铁同位素地球化学研究现状

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ⁵⁶Fe值变化较大(-2.07‰～+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中均存在明显的分馏,因此,在约束岩浆-热液成矿系统中成矿金属的迁移-富集-沉淀过程和示踪成矿物质来源方面具有巨大的应用潜力。通过整理和分析前人研究资料,文章总结了岩浆-热液成矿系统岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素地球化学行为的研究现状。岩浆演化过程中铁同位素会发生显著分馏,如部分熔融过程中,熔体相比残余固相富集重铁同位素;矿物分离结晶会引起残余熔体铁同位素组成的变化,主要受含Fe²⁺或Fe³⁺矿物结晶的影响,如磁铁矿分离结晶会导致残余熔体铁同位素组成变轻,总体反映岩浆氧化还原状态对铁同位素分馏的主要控制作用,因此,含矿岩体铁同位素组成及其变化可用于确定岩浆的氧化还原状态。流体出溶是含矿岩浆演化成为岩浆热液矿床的关键过程,出溶流体相对于母岩富集轻铁同位素,但实验研究表明出溶流体铁...     

Fe同位素体系及其在地幔地球化学中的应用

在简要介绍Fe同位素体系的基础上,对Fe同位素在地幔地球化学研究中的应用进行了较为系统的评述。根据华北克拉通新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体Fe同位素研究最新进展和国际上已发表的有关数据,总结了Fe同位素在大洋玄武岩,地幔捕虏体及其单矿物中的分布特征。统计结果表明,来自世界不同地区的大洋玄武岩的Fe同位素组成比较均一,并且相对地幔橄榄岩Fe同位素组成总体偏重,表明地幔部分熔融过程导致Fe同位素分馏。而地幔捕虏体及其单矿物的Fe同位素组成明显不均一。没有受到地幔交代作用影响的橄榄岩,Fe同素组成变化范围小,而经受不同类型地幔交代作用影响的地幔橄榄岩,Fe同位素组成存在明显的差异,这说明地幔交代作用是导致地幔Fe同位素组成不均一的重要机制。     

海洋环境Fe同位素地球化学研究进展

Fe是海洋“生物泵”中限制浮游生物生长和控制海洋初级生产力的主要因素之一,也可间接影响大气中CO2含量,反馈于全球的气候变化。近年来基于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC ICP MS)分析方法的改进及测试精度的提高,应用Fe同位素组成、变化及其分馏机制,为研究海水中Fe的主要来源以及示踪海洋环境中Fe的循环过程等,提供了一个有效地球化学指标,也对示踪地球不同演化阶段的海洋沉积环境变化具有指示意义。较为详细地介绍了海洋环境中不同储库的Fe同位素组成,洋中脊热液流体—玄武岩、海水—大洋玄武岩等水—岩反应影响Fe同位素分馏效应的主要因素及地球不同演化阶段古海洋沉积环境中的Fe同位素变化。认为海洋环境下Fe同位素可以产生较为明显的分馏作用,轻铁同位素具有更易活动、易迁移的特征,并进一步提出不同相态、不同矿物间Fe同位素分馏系数的确定等相关问题仍是今后Fe同位素研究的主要方向。     

安徽铜陵鸡冠山角闪石堆积岩的岩相学和矿物学特征

本文旨在探究安徽铜陵鸡冠山辉石闪长岩中角闪石堆积岩的岩相学和矿物学特征及其地质意义。岩相学研究表明,钛铁磁铁矿和磷灰石早于角闪石结晶并被角闪石包裹形成包含结构,钛铁矿与磁铁矿以固溶体分离结构共存。矿物学分析显示角闪石为具幔源特征的镁绿钙闪石和韭闪石,钛铁磁铁矿中磁铁矿Ti含量极低。地质温压计计算得出角闪石的形成压力为0.70~0.76 GPa,相当于23~25km深度,形成温度为890~975℃;钛铁矿与磁铁矿固溶体分离的平衡温度为501~613℃。综合已有研究及本次分析表明,鸡冠山角闪石堆积岩是由下地壳深位岩浆房中由底侵的碱性玄武岩浆与下地壳发生同化混染作用形成的中基性岩浆结晶分异形成,而钛铁磁铁矿的平衡是随上述的中基性岩浆侵位到地表浅部逐渐冷却在固相线下达到的,角闪石堆积岩记录了鸡冠山岩体的形成过程。     

承德钒钛磁铁矿钒和钛物相的联测分析方法

依据承德地区大庙式钒钛磁铁矿床特征,通过人工重砂分离及单矿物化学分析并结合电子探针、岩矿鉴定结果查明了承德钒钛磁铁矿石中的含钒矿物主要是钛磁铁矿和磁铁矿,次要矿物是钛铁矿和硅酸盐;含钛矿物主要是钛铁矿、钛磁铁矿,次要矿物是金红石、榍石。根据承德钒钛磁铁矿石钒和铁呈正比的关系,选取代表性试样进行了钒钛物相分析项目的确定及溶剂选择的实验,最终确定了钒和钛物相分析测定流程。钒物相分析测定项目为磁铁矿和钛磁铁矿中的钒、钛铁矿中的钒、硅酸盐中的钒及总钒四项;钛物相分析测定项目为钛铁矿中的钛、磁铁矿和钛磁铁矿中的钛、金红石中的钛、硅酸盐中的钛及总钛五项。通过本方法测定的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例与人工重砂分析定量计算的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例是相互吻合的。对110件钒钛磁铁矿石样品进行了4种含钛矿物及3种含钒矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。本方法实现了钒钛磁铁矿中钒矿物和钛矿物的定量分离,确定了钒和钛物相联测分析流程,可以同时测定钒和钛矿物的含量。     

攀枝花钒钛磁铁矿Fe同位素分布特征及其意义

目前对于地幔岩部分熔融过程中Fe同位素分馏的研究较为广泛,普遍认为熔体富集重Fe同位素,残余地幔富集轻Fe同位素。相对于地幔岩部分熔融过程中Fe同位素分馏的研究,岩浆结晶分异过程中Fe同位素分馏的研究相对较     

不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素

镁同位素在低温地球化学过程中显著的分馏效应,是其示踪地球表生环境演化及物质循环的基础。本文在前人研究的基础上,对地球上不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素进行了总结:火成岩的镁同位素组成较均一;风化产物总体富集重的镁同位素,且变化较大;碳酸盐岩中灰岩相对白云岩富集轻的镁同位素,但总体上富集轻的镁同位素;岩石类型、风化强度以及植被等因素对河流地表水的镁同位素组成影响较大,导致地表水的镁同位素组成总体变化较大;海水的镁同位素组成均一,平均值约为-0.83‰;低温条件下,控制碳酸盐矿物无机成因过程中镁同位素分馏的因素有矿物相、沉淀速率和温度,其中矿物相是主要控制因素;生物成因碳酸盐矿物镁同位素组成与生物体对含镁碳酸盐矿物的利用形式有关,除了需考虑与无机碳酸盐沉淀类似的控制因素外,还需考虑不同物种对轻、重镁同位素的选择性吸收能力;因生物成因海相碳酸盐矿物几乎都是由最初的无定形相碳酸盐转变而来,故生物成因海相碳酸盐矿物的镁同位素特征不能代表生成无定形相碳酸盐的流体的镁同位素特征。镁同位素在低温条件下具有良好的分馏效应,随着分析测试技术的发展及不同地质储库中镁同位素组成数据的积累和完善,有关表生环境中镁同位素分馏机制的许多问题将逐步得到解决,镁同位素在揭示地球表生环境演化及物质循环方面将发挥更大的作用。     

攀西白马岩体的矿物结晶顺序与钒钛磁铁矿成因

距今约260 Ma的白马岩体位于上扬子板块西缘的攀西裂谷中,是一个大型的含钒钛磁铁矿镁铁质-超镁铁质杂岩体,是峨眉山大火成岩省的重要组成部分。含矿岩体主要由磁铁橄长岩和橄榄辉长岩组成,主要工业矿体赋存在下部的橄长岩岩相带中。显微镜下显示橄榄石和角闪石均存在2种不同的结构状态,岩浆具有多次脉动的侵位特点。矿物结构特点及磁铁矿、钛铁矿、橄榄石、角闪石及斜长石等矿物电子探针成分测定显示,矿物的结晶顺序大致为斜长石+橄榄石+辉石→角闪石+磁铁矿+钛铁矿→角闪石。根据角闪石和斜长石成分计算角闪石最低结晶温度为1090℃,斜长石的最高结晶温度是1120℃,推测磁铁矿的结晶温度介于1090~1120℃之间。橄榄石的Fo值由下部的磁铁橄长岩向上部的橄榄辉长岩呈逐渐降低的变化趋势,表明随着岩浆的结晶分异进程,系统的氧逸度是逐步变化的,暗示整个结晶分异过程系统处于封闭状态。磁铁矿中w(V2O3)变化于0.72%~1.37%之间,可近似看成是岩浆演化过程氧逸度较低的量化标志(FMQ+0.5),这种低氧逸度条件下硅酸盐矿物的结晶,会导致粒间熔体氧逸度逐步升高且成分向着富Fe的方向演化。岩浆的这种成分演化特点,是晚期形成不混溶熔浆及富Fe-Ti矿浆的主要原因。     

俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中的Mg、Fe同位素分馏行为:进展与展望

蛇纹岩在俯冲带地球化学循环中发挥着重要作用.蛇纹岩是俯冲带中极富Mg和Fe的矿物,其变质脱水释放的流体含有显著量的Mg和Fe,对俯冲带中Mg、Fe元素的循环及其同位素的分馏行为起着重要作用.蛇纹岩脱水过程中的Mg、Fe同位素分馏特征与不同温度、压力条件下蛇纹岩体系的矿物组合、释放流体的氧化还原状态、流体中Mg、Fe的价态和种型等密切相关.本文在总结俯冲带蛇纹岩的产出特征、稳定性和主要脱水反应的基础上,系统评述了俯冲带蛇纹岩在变质脱水过程中Mg、Fe同位素分馏行为的研究现状和存在的关键科学问题,并对未来的研究方向进行了展望.     

莺歌海盆地东北部邻区7条主要入海河流重砂矿物特征及其地质意义

海南岛西部（琼西）是莺歌海盆地东北部的主要物质来源之一。本文对琼西7条主要河流入海口的现代河砂进行了重矿物含量、重矿物组合以及相关特征指数等分析,发现其重矿物含量、磨圆度、组合以及相关重矿物指数从北到南明显不同,反映出碎屑物质搬运距离和源区岩性也明显不同。北部珠碧江重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、绿帘石和透闪石为主,磨圆度较差,反映物源主要为近距离的酸性至基性-超基性岩浆岩和变质岩;昌化江重矿物以钛铁矿、磁铁矿、锆石和榍石为主,磨圆比较好,物源可能主要为远距离的酸性和基性岩浆岩;中部北黎河和通天河重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、石榴石和透闪石为主,基本没有磨圆,物源主要来自近源区,为未经远距离搬运的变质岩、酸性岩浆岩和基性火山岩;感恩河重矿物以磨圆度差的锆石、钛铁矿、榍石、电气石和褐铁矿等稳定-极稳定重矿物为主,反映源区主要为近距离搬运的岩浆岩;南部望楼河和宁远河重矿物以钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿和绿帘石等稳定-不稳定矿物为主,反映的母岩主要为酸性岩浆岩、变质岩和中-基性岩浆岩。这些主要河流入海口的重矿物特征存在明显差异,这与其发源地、流经区域以及流经区域所发育的岩石类型相一致。通过研究琼西地区从北到南不同流域的重矿物组合体系,有助于开展莺歌海盆地源汇对比分析,建立不同区域油气储层碎屑物质来源的识别标志,对该盆地天然气储层物源识别具有重要的地质意义。     

安徽新桥矿床矿相学与Fe同位素特征及其对矿床成因的制约

对安徽新桥矿床进行系统的野外地质调查和矿相学研究发现,层状矿体中的胶状黄铁矿交代矽卡岩磁铁矿矿体,为探讨层状硫化物矿床是早期沉积成因还是岩浆热液成因提供了新的地质约束。对铜陵矿集区内的新桥矿床层状菱铁矿矿体和凤凰山矽卡岩型矿体中的菱铁矿开展了Fe同位素组成的对比研究,结果显示：新桥矿床菱铁矿与典型低温热液脉型矿床和沉积铁矿中的菱铁矿在Fe同位素组成特征上有所不同,而与凤凰山矽卡岩型矿床中的菱铁矿更为接近;新桥矿床中胶状黄铁矿和菱铁矿相对于磁铁矿富集Fe的轻同位素,表明磁铁矿不是过去认为的由胶状黄铁矿和菱铁矿矿胚层经热液改造形成,而是与典型的岩浆热液有关。新桥矿区层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体中,近岩体矽卡岩和最早形成的金属矿物磁铁矿比岩体更为富集Fe的轻同位素,而赋矿围岩比岩体更为富集Fe的重同位素。同时,不同矿化阶段形成的含铁矿物和不同空间位置的硫化物中的Fe同位素组成呈现出时空分带现象,Fe同位素组成的时空演化特征与流体出溶、流体演化非常一致,并且符合同位素分馏的基本理论,表明层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体具有相同的成矿物质来源,为同一流体体系演化的产物。新桥矿区岩相学的研究结果和Fe同位素组成特征均表明,新桥层状硫化物矿床不是海西期喷流沉积成矿作用的产物,而是燕山期热液成矿作用的产物,为一个典型的热液成因矿床。     

铁同位素体系及其在矿床学中的应用

本文报道了世界范围内不同含铁矿物的Fe同位素组成,进一步了解了铁同位素在不同含铁矿物中的基本分布特征;系统总结了铁同位素在不同储库和不同类型矿床中的分布特征,构筑了铁同位素体系的基本框架;结合最新的研究成果,较全面地总结了铁同位素在矿床学领域的应用,得出了铁同位素可以用来示踪流体出溶、流体演化、表生蚀变作用和成矿物质来源的基本认识。在流体出溶过程中,相对于岩体,出溶的流体富集铁的轻同位素;成矿流体体系的演化过程中,矿物的结晶沉淀会导致铁同位素发生分馏,随着Fe(III)矿物的结晶沉淀,流体逐渐富集铁的轻同位素,随着Fe(II)矿物的结晶沉淀,流体逐渐富集铁的重同位素,随着矿物的结晶沉淀,流体的Fe同位素组成随时间发生演化;在成矿后的表生蚀变作用过程,高温蚀变作用形成的产物相对于原矿物富集铁重同位素,低温蚀变作用形成的产物基本保留了原矿物的铁同位素组成;Fe同位素在示踪成矿物质来源具有应用潜力,流体出溶、流体演化等重要成矿作用过程中Fe同位素组成的变化规律是利用Fe同位素示踪Fe来源的关键所在。     

西南三江金厂河矽卡岩型多金属矿床铁同位素分馏机制及其对成矿物质来源的制约SCIEI北大核心CSCD

金厂河矿床是西南三江成矿省保山地块最具代表性的远端矽卡岩型多金属矿床之一,查明其成矿金属来源对理解该类矿床成因以及区域成矿规律具有重要意义。本文通过分析不同成矿阶段代表性含铁矿物的铁同位素组成,探讨其在成矿过程中的分馏机制,从而示踪成矿金属的源区特征。金厂河矽卡岩型矿床中成矿前阶段未蚀变的石榴子石和氧化物成矿阶段的磁铁矿均相对富集铁的重同位素,其δ;Fe值分别为0.05‰~0.16‰和0.07‰~0.18‰,而硫化物成矿阶段的黄铁矿和黄铜矿则相对富集铁的轻同位素,其δ;Fe值分别为-0.12‰~0.17‰和-0.54‰~-0.38‰,整体显示出从高氧逸度的成矿前阶段向低氧逸度的硫化物成矿阶段演化过程中矿物δ;Fe值逐渐降低的趋势,指示Fe;富集铁的重同位素,Fe;富集铁的轻同位素。同时,金厂河矿床各阶段矿物的δ;Fe值均显著低于碳酸盐围岩,而接近全球花岗岩的δ;Fe值,表明成矿的铁不是由围岩贡献,而是来自于隐伏的中酸性岩体。