钇(Y)在铁钛氧化物中的地球化学行为——以峨眉山大火成岩省为例

钛铁矿和钛磁铁矿是火成岩中最常见的副矿物,查明钇(Y)及Ti/Y值与铁钛氧化物的分离结晶/堆积作用的关系对于利用微量元素来探讨岩石成因具有重要的科学意义.峨眉山大火成岩省中的溢流玄武岩及与其具有成因联系的层状岩体均有不同含量的钛磁铁矿或钛铁矿,本文通过对其TiO2含量与FeO*(FeO*为全铁含量,FeO*=FeO+0.9Fe2O3)、Y与Ti/Y的相关性研究,发现与前人的实验成果并不完全一致,在TiO2含量较低时(TiO2<7%),Y在铁钛氧化物中具有一定的相容性,而在大最铁钛氧化物存在时(TiO2>7%),则表现为不相容性.但是岩石中存在一定量的铁钛氧化物时,其Ti/Y值则随TiO2含量的增高而增高,所以该比值不能反映源区的特征.在铁钛氧化物含量较低或基本不含时,Ti/Y值则与TiO2的含量无关,可能对源区具有指示意义.     

关于峨眉山大火成岩省一些重要问题的讨论

峨眉山大火成岩省(ELIP)近几年来取得了许多新的进展,但在一些重要的问题上仍存在着争论,笔者列举了ELIP火山喷发的时间、分布范围、高钛和低钛玄武岩、层状岩体与玄武岩以及成矿作用的关系、大火成岩省与生物绝灭的关系以及与地幔柱的关系等方面存在的问题,以及由此引发的相关争论.这些问题的解决对于大火成岩省研究的深入将会起到重要作用.     

安徽黄山花岗岩岩石学、矿物学及地球化学研究

安徽黄山复式岩体位于扬子板块东南缘,江南陆内造山带内。黄山复式岩体由太平花岗闪长岩岩体和黄山花岗岩岩体组成。根据岩体的接触关系和各期次岩石的矿物学及岩石学特征,可以将黄山花岗岩岩体分为4个期次：第一期为中粒二长花岗岩;第二期为粗粒似斑状花岗岩;第三期为中细粒斑状花岗岩;第四期为粗粒含斑花岗岩。从矿物的组成上来看,各期次的岩石均为广义的花岗岩类,主要矿物以石英和长石为主,太平岩体和黄山岩体中的斜长石均表现出钠长石的特点,同时黄山岩体特征的出现条纹长石。各期次岩体均含有少量的铁白云母,显示出过铝质的特点。各期次岩石总体具有高硅（SiO₂含量大于75%）、高碱（ALK含量大于7.9%）、低钙（CaO含量小于1%）及高FeO^T/MgO比值（13~37）的特点。同时岩石强烈富集稀土元素（除Eu出现明显的负异常）、Zr、Hf、Nb等高场强元素,贫Ba、Sr、Ni,高10000×Ga/Al（比值大于2.6）,这些特征均指示黄山复式岩体具有A型花岗岩的特点。通过Eby的判别图解将其进一步划分为A2型花岗岩,代表其形成于拉张的构造背景之下。结合Sm-Nd同位素特征（ε_Nd(t)= -4. 2 ~ -5.6）,确定黄山复式岩体的源区物质可能为一套元古宙的火山岩。同时稀土模拟结果表明,黄山岩体的原始岩浆是这种源区大约20%部分熔融的产物。岩体形成于斜向俯冲引发的陆内剪张环境内。     

新疆拜城县波孜果尔碱性花岗岩体中角闪石与黑云母地球化学特征及其对成岩成矿的记录

角闪石和黑云母是含稀有稀土金属矿物的高分异碱性花岗岩中常见的暗色矿物。角闪石和黑云母对不同元素(尤其是Nb、Ta、Zr、REE等稀有稀土金属元素)的相容性特点使它们的主微量元素特征成为岩浆演化的"日志",对构建含矿岩浆的成岩成矿模型具有一定意义。本文针对新疆拜城波孜果尔碱性花岗岩体中的角闪石和黑云母,利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)等分析技术,开展精细的矿物学研究,综合厘定Nb、Ta等元素在岩浆结晶过程中的富集和分配过程。波孜果尔岩体中的角闪石均为亚铁钠闪石,总体表现为较高的Na和Fe含量,而相对贫Ca(0.15 apfu)、Mg(0.06 apfu)和Ti(0.07 apfu),成分的均一性以及轻稀土元素的亏损特征暗示了角闪石较晚结晶且角闪石结晶前大量富轻稀土元素矿物结晶分离。根据共生关系黑云母可分为A、B两类,它们显示出不同的化学成分。A类黑云母具有相对较高的F含量(A类为3.81%～4.82%,B类为1.68%～3.65%)和SiO_2含量(A类为41.5%～43.3%,B类为35.9%～38.5%),相对较低的TFeO含量(A类为28.0%～31.4%,B类为32.2%～35.7%)和Al_2O_3含量(A类为6.45%～7.62%,B类为9.70%～11.00%)。黑云母与角闪石中氟的含量变化指示了氟在结晶过程中的富集、饱和过程以及氟饱和引起的稀有稀土金属矿物大量结晶现象。由于在主要矿物中的不相容性,成矿元素Nb、Ta在熔体中含量逐渐上升,但主要矿物及大部分副矿物中均高于全岩的Nb/Ta值产生了"Ta丢失"现象。结合前人研究,本文认为气热相带出与锆石的结晶分离两种机制共同作用导致Ta从熔体中分离。     

中亚成矿域斑岩大规模成矿特征：大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制

中亚成矿域夹持于西伯利亚、东欧和塔里木-华北克拉通之间,展布范围与全球显生宙大陆地壳生长最典型的增生型造山带——中亚造山带相当,并产出一系列大型—超大型斑岩铜(-金)、斑岩钼及斑岩铜(-钼)矿床。斑岩成矿作用自西向东存在明显差异,可高度概括为具‘西铜东钼、早铜晚钼’特征。基于前寒武纪基底性质、成矿大地构造背景以及斑岩成矿特征方面的系统综合研究,以重要构造线为界,将成矿域进一步划分为三个成矿省:哈萨克斯坦斑岩Cu(-Au-Mo)、蒙古斑岩Cu(-Au)和中国东北斑岩Mo(-Cu)成矿省。哈萨克斯坦成矿省具新太古—古元古代结晶基底;四个大型斑岩Cu矿床形成于早古生代增生造山过程(481~440Ma),而绝大多数矿床为晚石炭世(330~295Ma)集中爆发成矿的产物。古亚洲洋西段,沿我国中天山—伊犁南缘—吉尔吉斯北天山—中哈萨克斯坦—科克切塔夫至成吉思线性展布的古生代岩浆弧与哈萨克斯坦山弯构造共同制约了斑岩成矿作用;增生造山向山弯构造的转换阶段为斑岩集中成矿期。蒙古斑岩成矿省亦具新太古代—早古元古代结晶基底;斑岩成矿作用主要发生在泥盆纪(~370Ma)和三叠纪(~240Ma)两个时期,为图瓦-蒙古山弯构造演化过程中两个局部时段的突发成矿;早期成矿事件与古亚洲洋体系向南戈壁微地块下的俯冲增生造山有关,晚期成矿可能是蒙古—鄂霍茨克洋俯冲作用的结果。中国东北斑岩成矿省广泛发育新元古代结晶基底和泛非事件岩石学记录;奥陶纪(482~440Ma)斑岩成矿受控于古亚洲洋早古生代时期俯冲增生作用;而中生代斑岩钼集中爆发成矿则分别受控于古亚洲洋体系后碰撞(~250Ma)、蒙古—鄂霍茨克洋体系同俯冲(248~204Ma)、古太平洋体系同俯冲(195~145Ma)及中国东部岩石圈减薄事件(145~106Ma)不同地球动力学体制。成矿流体方面总体而论,中亚斑岩型矿床热液蚀变遵循经典Lowell and Guibert模式,高氧化性岩浆流体有效出溶造就了大型-超大型斑岩矿床。中亚成矿域斑岩铜矿的成矿斑岩岩石类型与环太平洋域成矿斑岩类似,以钙碱性和高钾钙碱性成分为主,最常见的是石英二长闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗岩。成钼矿斑岩比成铜(-金-钼)斑岩更偏酸性,具更高SiO2含量。部分斑岩具埃达克质岩微量元素地球化学特征,另一部分斑岩却有类似正常弧火山岩的特征。虽然现有弧环境斑岩岩浆产生的‘MASH’和‘板片熔融’模型以及‘后碰撞拆沉与新生基性下地壳熔融’模型能够解释中亚成矿域部分斑岩铜矿床成矿的深部机制,但本文新提出‘残余洋中脊俯冲+预富集基性下地壳熔融’模型解释哈萨克斯坦成矿省巴尔喀什—西准噶尔成矿带斑岩铜大规模成矿的深部机制。中亚域斑岩钼成矿与古老地壳或古老岩石圈地幔的熔融无关,而与新生地壳熔融产生长英质岩浆的深部事件存在直接成因联系。西段哈萨克斯坦省新生地壳由古生代古亚洲洋演化过程中弧增生事件形成,而东段中国东北成矿省新生地壳则是新元古代与Rodinia超大陆相关聚合和裂解事件造就的。"新生下地壳部分熔融成钼"模型突破了钼成矿与古老地壳熔融有关的传统认识,能很好地解释全球最大的中国东北钼成矿省的成矿深部动力学机制。     

“禹城式”矽卡岩型富铁矿的形成机制

山东省西北部齐河—禹城地区矽卡岩型富铁矿找矿工作取得了重大突破,有望成为继莱芜、金岭和济南之后又一个重要的富铁矿基地。与传统的矽卡岩型铁矿产于岩体与碳酸盐岩接触带不同的是,齐河—禹城地区李屯铁矿的矿体产于石炭系—二叠系含煤地层内,富铁矿体与围岩呈截然的接触关系,并且矿体附近的围岩发生了强烈的角岩化。针对这一现象,本文提出上覆的煤系极低的热导率使得含矿热液能够保持高温状态,发生长距离迁移而就位于远接触带的石炭系—二叠系中。李屯铁矿的形成可能是高温的岩浆流体与低温的大气降水混合,导致温度和盐度下降发生快速沉淀的结果。另外,近矿岩体普遍发生强烈的钠长石化,导致了闪长质岩石“铁的丢失”,为出溶高浓度富铁流体以及富铁矿的形成奠定了重要的物质基础。幔源“高分异”的闪长岩以及浅侵位时岩浆流体的出溶,也是邯邢式铁矿形成的先决条件。     

中亚地区中、南天山造山带构造演化及成矿背景分析

横贯中亚地区的中、南天山造山带,在元古宙末罗迪尼亚超大陆裂解时,先后以中天山南缘断裂为主线分裂出被洋区围限的众多大小不一的地块群。斜贯全区的塔拉斯-费尔干纳断裂,在古生代演化过程中具有转换断层性质,明显控制了南天山东西两侧的构造演化及成矿过程的差异性发展。中天山微板块北缘发育寒武纪-奥陶纪古洋盆,其南缘西段由寒武纪到中泥盆世经历两次扩张,形成多岛洋的构造格局,其中志留纪洋区被动陆缘上的碳硅质砂页岩建造成为金矿床的最佳赋存层位;东段洋区从震旦纪开始扩张,直到晚泥盆世闭合,晚石炭世南天山东西两侧在造山构造极性上发生西段由南向北、而东段由北向南呈相反方向逆掩推覆的造山过程,同时伴有碰撞型花岗岩浆活动,形成了钨、锡、铌-钽、钼、铜、铅锌等多金属矿床。晚二叠世-三叠纪塔拉斯-费尔干纳断裂以右旋走滑运动为特征,伴随有后碰撞型花岗岩浆活动,从而为汞锑成矿带的生成奠定了基础。侏罗纪塔拉斯-费尔干纳断裂进入走滑拉分期。新生代印度板块向北推挤,致使南天山发生挤压缩短而强烈抬升隆起。     

水泉沟杂岩体的地质学和岩石学研究

水泉沟岩体为岩浆成因,岩体的侵位深度2~3km,侵位时代为印支期,划分为4种岩石组合.水泉沟岩体是一个钾质-高钾质的钙碱性、弱碱性和碱性岩石共存的杂岩体.岩石化学成分变异图解证明岩浆存在两种演化趋势,一是酸性演化趋势:辉石闪长岩→角闪二长岩(包括二长岩)→石英碱长正长岩→碱长花岗岩;二是碱性演化趋势:正长岩→霓辉正长岩→碱长正长岩.同时也探讨了这两种演化趋势的内在机理.     

北祁连西段熬油沟蛇绿岩的矿物学研究

本文对北连熬油沟蛇绿岩中的辉石,长石、铬铁矿物铁钛氧化物的成分进行了研究,结果表明,铬铁矿具有高Ａｌ、Ｍｇ含量和低Ｆｅ＾３＋及Ｃｒ含量（Ｃｒ值为０．４８－０．４９）的特点,反映了其形成于大洋中脊下的低熔地幔。辉石、铬铁矿物铁太氧化物中Ｆｅ＾２＋的含量均较低,表明这些矿物的分离结晶作用是在低氧逸度条件下进行的,因而熬油沟蛇绿岩中的玄武质岩石均不是初始岩浆,而是分离结晶以后形成的残余岩浆,其初岩浆可能     

北祁连山小柳沟钨矿床中辉钼矿Re-Os年龄测定及其意义

小柳沟是中国在北方最新探明的一个大型钨矿床,本文概要地介绍了该矿床的成矿地质背景和矿床地质特征,用Re-Os同位素方法测试辉钼矿,获得等时线年龄462±13 Ma(2σ),模式年龄436～496 Ma。还证明了成矿发生于板块碰撞期前,成矿物质主要为壳源。