Geochemical characteristics and geological implication of Zijinshan alkaline rocks in Lin County in the west of North China Craton

The Zijinshan rocks in Lvliang area of Shanxi Province, are one of the famous alkaline plutons in China. The petrography and petrogeochemistry of the main rocks of the rock mass were studied to explore the material source and geological significance of Zijinshan alkaline rock mass. The results show that Zijinshan rocks of all stages show characters of low silicon, rich alkali and high potassium, which indicates zijinshan rocks belong to potassium alkaline rocks. These rocks demonstrate a high degree of fractionation and are characterized by the richness of LREE and the poorness of HREE, without obvious Eu anomaly. The trace element pattern exhibits the enrichment of large ion lithophile elements, such as Rb, Ba, K and Sr, and relative depletion of high field strength elements, such as Th, Nb, Ta, La, Ce, Nd, P and Ti. The magma of Zijinshan rocks comes from a deeper source and is closely related to the enriched mantle. The mechanism of magma evolution is mainly partial melting and it may be inter-contamination of continental crust materials. Combined with the characteristics of alkaline and partial alkaline rocks of same age in many places in Shanxi, the authors deduce that the alkaline magma activity in the middle of North China during the Early Cretaceous is closely to the destruction of North China Craton under the background of the subduction of Pacific plate.     

内蒙古八大关斑岩型铜钼矿床成岩成矿年代学研究

八大关斑岩铜钼矿床是中国内蒙大兴安岭地区典型的斑岩型铜钼矿床之一。对矿区Ⅱ号岩体不同位置的2件岩石样品采用高精度的LA_ICP_MS锆石U_Pb测年,获得的锆石U_Pb年龄分别为(230.6±2.8)Ma和(230.5±4.4)Ma,两者在误差范围内非常一致,由此确认花岗闪长斑岩体的形成年龄约为230 Ma;对矿区7件辉钼矿样品采用Re_Os同位素测年,获得的Re_Os等时线年龄为(228.7±3.1)Ma,指示了八大关铜钼矿床辉钼矿的沉淀时间约为228.7 Ma。结合矿区岩相学、矿物学特征,辉钼矿呈浸染状分布于花岗闪长斑岩体内,且辉钼矿与黄铜矿密切共生,以及上述2种精确方法获得的年龄在误差范围内的一致性,说明花岗闪长斑岩即为成矿岩体,成岩与成矿大致同时或成矿略晚于成岩,表明八大关铜钼矿床形成于中三叠世,属于印支期成矿。     

秦岭山阳-柞水矿集区150~140Ma斑岩-矽卡岩型CuMoFe(Au)矿床成矿作用研究

秦岭造山带内的山阳-柞水古生代弧前盆地中出露有池沟、小河口、冷水沟、园子街、下官坊及双元沟等CuMo、CuFe(Au)矿床,与这些矿床具有成因联系的岩体为形成于150~140Ma的高钾钙碱性和钾玄岩系列花岗岩,为华北和扬子大陆碰撞后伸展阶段壳、幔混合岩浆的产物。矿化主要发生在岩体与泥盆、石炭纪地层中碳酸盐岩的接触带附近,主要类型为矽卡岩型,少量为斑岩型,部分矿床具有统一的矽卡岩-斑岩型成矿系统,矿化组合主要为CuMo、CuFe(Au)和Cu矿化。外接触带主要发育有矽卡岩和角岩化蚀变,内接触带主要为岩体内部的硅化、钾化、绢云母化、绿泥石化及粘土化,内矽卡岩不发育。矽卡岩矿物主要有石榴石、透辉石、绿帘石、透闪石,阳起石等,其中石榴子石主要为钙铁榴石和钙铝榴石,透辉石是辉石的主体,早期形成的石榴石和透辉石等无水矿物组合常被后期的绿帘石、透闪石和阳起石等含水矿物及石英、方解石等所交代。金属矿物比较简单,最主要的含铜矿物为黄铜矿和斑铜矿,铁矿化主要为磁铁矿和镜铁矿。尽管这些矿床以矽卡岩型矿化为主,但部分矿床中已发现有斑岩型矿化和蚀变特征,这可能暗示了该区可能具有统一的矽卡岩-斑岩型成矿系统,进而表明山阳-柞水矿集区深部具有寻找斑岩型矿床的巨大潜力。     

吉林东部延边地区二长花岗岩年代学、岩石成因学及其构造意义研究

高岭岩体位于吉林省延边地区和龙市东侧,大地构造位置上位于华北板块北缘东段,岩性主要为似斑状二长花岗岩,基质为中粒-中细粒结构。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,样品YH04和N-5的加权平均年龄分别为172.25±0.97Ma和170.9±0.68Ma,表明岩体侵位时代为中侏罗世。岩石地球化学特征上,高岭岩体样品具有高硅(69.60%~74.30%)、富铝(13.90%~15.80%)、富钾(3.05%~4.50%)和低镁(0.22%~0.82%)及Mg#(26~37)的特点。样品富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素(LREE/HREE=13~21),具有微弱的负Eu到正Eu异常(δEu=0.78~2.14),其稀土元素配分模式图与埃达克岩稀土元素配分模式图类似。高岭岩体样品富集大离子亲石元素Cs、Rb、Ba、K、Sr和高场强元素Th、U和Zr,同时亏损高场强元素Nb、Ta以及P元素。同时样品具有较低的初始87Sr/86Sr值(0.7039~0.7051)和负的εNd(t)值(-0.6~-0.3),且其t DM1和t DM2模式年龄分别为922~928Ma和984~1011Ma,表明研究区新元古代存在地壳增生事件。Sr-Nd同位素特征及岩石地球化学特征表明高岭岩体母源岩浆来源于加厚下地壳基性岩石部分熔融且受到了新元古代增生物质的影响。结合区域构造演化,中侏罗世高岭岩体侵位构造环境可能受到环太平洋构造体系和华北板块与西伯利亚板块持续碰撞的叠加影响。     

秦岭山阳-柞水地区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

秦岭山阳-柞水地区广泛出露燕山期中酸性花岗(斑)岩体,并有大量与其相关的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe、Cu-AuFe矿化。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,与矿化密切相关的斑岩体形成于144.6~141.5Ma。岩石地球化学分析结果表明,这些花岗(斑)岩体SiO2含量为55.73%~67.80%,K2O含量为2.52%~6.40%,Na2O含量为1.94%~5.19%,Al2O3含量为14.61%~16.10%,FeOT含量为2.1%~9.0%,MgO含量为1.32%~5.52%,主体显高钾钙碱性准铝质特征。A/CNK1.1,P2O5与SiO2负相关,Mg#平均为49,含有角闪石、黑云母、榍石、磁铁矿等矿物,属I型花岗岩类;稀土元素分异明显,无明显Eu异常;富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P和Hf等高场强元素亏损,属后碰撞型花岗岩。岩体的锆石εHf(t)为-4.5~+1.78,平均为-0.87,表明其岩浆源区为地壳物质的熔融岩浆与幔源岩浆的混合,且以地壳熔融成份为主;Hf同位素二阶段模式年龄(t DM2)为1479~1084Ma,表明其壳源源区物质可能形成于中晚元古代(1.4~1.0Ga)。     

新疆博格达东缘色皮口地区晚石炭世裂谷火山岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

新疆色皮口地区位于博格达造山带东段北部,区域内的上石炭统柳树沟组火山岩为玄武岩-玄武安山岩、角斑岩-石英角斑岩和流纹岩,组成双峰式火山岩建造。岩石SiO 2含量为48.07%~77.62%,赖特碱度率(AR)为1.35~4.7,Na2O+K2O含量为3.74%~9.02%,K2O/Na2O值为0.04~1.04,为低钾高钠钙碱性-碱性岩石。玄武岩、玄武安山岩TiO 2=0.86%~1.7%,较高的Al、低Mg,以及低K2O/TiO 2和K2O/P2O5比值(分别为0.13~1.81、0.36~6.00),反映了在岩浆演化过程中发生了不明显的分离结晶作用。玄武岩、玄武安山岩、角斑岩不相容元素K、Rb、Th、Ba强富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf无富集,Ti亏损不明显,玄武岩(Th/Nb)N值为1.36~6.55,Nb/La值为0.29~0.44,具有较低的Nb/Zr比值(0.03~0.05)。由玄武岩到石英角斑岩,稀土元素组成略右倾平行曲线簇,倾斜度(轻重稀土分异度)略增大,铕负异常趋于明显(δEu=0.81~1.17)。流纹岩不相容元素K、Rb、Th、Ba富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf富集,流纹岩稀土总量增高,轻重稀土分异增大,明显铕负异常(δEu=0.27~0.50),显示后期较强的岩浆分异作用。石英角斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为314.9±1.2Ma(n=16,MSWD=0.4,Th/U比值在0.56~1.21之间),这表明石英角斑岩形成时代为晚石炭世。石英角斑岩中锆石的176Hf/177Hf比值均分布在0.282897~0.283097之间,并具有较高的正εHf值(11~18),平均值为14,Hf的模式年龄tDM2介于180~628Ma。所有锆石的176Hf/177Hf比值和εHf值位于亏损地幔演化线与下地壳之间,并靠近亏损地幔演化线。上述特点反映晚石炭世火山岩形成于板内裂谷环境,下部玄武岩与角斑岩-石英角斑岩具有同源特征,暗示岩浆源区来源于亏损地幔,并受地壳混染。     

西准噶尔早泥盆世马拉苏组火山岩岩石成因研究

新疆西准噶尔北部地区的早泥盆世马拉苏组出露有少量富钠低钾的拉斑质中基性熔岩,这些分布于谢米斯台断裂北侧的玄武安山岩和玄武岩多呈夹层状断续产出于火山碎屑岩之中。马拉苏中基性熔岩的Mg#与主、微量元素协变关系及Th-Th/Nd图反映了其并非同源岩浆演化的结果。马拉苏火山岩中的玄武安山岩富集LILE、亏损HFSE,具有较高的Th含量及较低的Hf/Th和(Nb/Th)PM比值,显示出弧火山岩的地球化学特征。其中的玄武岩则具有略为平坦的稀土元素分配样式,较低的Th含量及较高的Hf/Th和(Nb/Th)PM比值,此同MORB地球化学特征极为相似;虽然其也显示有轻微的LILE富集、HFSE亏损,但是较高的La/Nb比值则暗示这同地壳或俯冲物质组分的卷入有关,且一系列构造环境判别图解也进一步印证了马拉苏组内的玄武岩应属似MORB基性熔岩。此外,两类岩石的高场强元素比值Zr/Nb、Hf/Ta同全球平均大洋中脊玄武岩的相应比值极为接近,反映了马拉苏组中基性火山岩的物质源区主体均为MORB地幔物质源区。La/Yb-Gd/Yb原始地幔标准化比值的模拟计算进一步显示了马拉苏组玄武安山岩与受改造(俯冲沉积物或地壳物质的混染)的石榴子石或尖晶石-石榴子石地幔橄榄岩物质源区的部分熔融作用有关,而似MORB型玄武岩则源自尖晶石地幔橄榄岩源区的部分熔融。结合区内同期的蛇绿岩、火山岩和碱性花岗岩的地球化学研究,我们可以进一步推断此类兼具有似MORB和弧火山岩地球化学特征的早泥盆世马拉苏火山岩应当是西准噶尔地块北部在早古生代受后期俯冲作用影响下经历弧后扩张形成的火山-岩浆地质记录。     

冀东双山子群变质火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学及其对岩石成因和构造背景的制约

冀东双山子群是一套出露于青龙县东部变质程度较低的火山沉积地层,其中火山岩地层主要由变质玄武岩、安山岩和英安岩-流纹岩组成。全岩地球化学分析表明变玄武岩呈现拉斑玄武岩的地球化学特征,起源于尖晶石二辉橄榄岩12%~25%的部分熔融,变质安山岩与变质英安岩-流纹岩形成于弧下地幔部分熔融,该熔体受到地壳物质混染。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明本群变质安山岩形成于2514±16Ma,而变质流纹岩形成于2522±8Ma,二者均受到~2450和~2300Ma的后期热事件扰动。结合本群变质火山岩的岩石组合、地球化学特征和岩石成因,该套岩石可能形成于活动大陆边缘弧相关构造背景。     

胶东望儿山金矿床氢-氧同位素地球化学

胶东金成矿省位于华北克拉通东南缘,是我国最重要的黄金集区,约占全国黄金储量的25%。其中约90%的金资源量集中于胶东半岛的西北部,主要受3个一级断裂带(三山岛断裂带、焦家断裂带和招平断裂带)控制。望儿山金矿床赋存于晚侏罗世玲珑型黑云母花岗岩中,受焦家断裂带的次级断裂带(望儿山断裂带)控制,是胶东地区受二级断裂带控制的已探明规模最大的金矿床,同时发育蚀变岩型矿化和石英脉型矿化。金矿化与硅化和绢云母化蚀变密切相关,矿体多呈脉状,主要为矿区内主干断裂F1和F5控制的1号和5号矿体以及F1和F5的次级断裂控制的3号和23号矿体。矿石分为蚀变岩型和石英脉型,主要由石英、绢云母及黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物等组成。本研究通过详细的野外和岩相学、矿相学观察,依据蚀变特征、脉体穿插关系及矿石结构构造和矿物共生组合,将成矿过程分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。针对不同高程、不同成矿阶段、不同矿石类型、不同矿体,系统采集了26件样品,分别挑选石英单矿物进行氢、氧同位素测试,总体δD值分布于-77.3‰~-54.2‰,δ18O值分布于-5.56‰~7.20‰,Ⅰ阶段δD=(-62.2±6.6)‰(n=8),δ18O=(4.60±1.52)‰(n=8);Ⅱ阶段δD=(-62.5±4.5)‰(n=7),δ18O=(0.47±2.86)‰(n=7);Ⅲ阶段δD=(-66.5±3.9)‰(n=8),δ18O=(-0.44±2.21)‰(n=8);Ⅳ阶段δD=(-65.6±4.5)‰(n=3),δ18O=(-4.43±1.09)‰(n=3)。根据氢-氧同位素组成及流体混合作用图解和水-岩交换氢氧同位素演化曲线,得出变质水与大气降水的混合流体与成矿相关。成矿流体来源主要为胶东群变质水,随着成矿作用的进行,更多大气降水混入成矿流体,成矿Ⅲ、Ⅳ阶段流体很可能以大气降水为主。成矿流体依据其流动方式主要分为渗透式流动和隧道式流动两种,蚀变岩型矿石的氧同位素组成较为集中,表明渗透式流动很可能是形成蚀变岩型矿石的成矿流体的主要流动方式;石英脉型矿石的δ18O值分布范围较大并小于或等于蚀变岩型矿石的δ18O值,表现出成矿流体的隧道式流动特征。在垂向上δD值表现出由深部到浅部总体降低的趋势,可能是在流体沸腾过程中发生了动力学分馏。横向上δ18O值的变化与已探明的矿体规模之间具有明显的负相关关系,很可能表明F1和F5断裂是具有低δ18O值大气降水下渗的主要通道,混合后的成矿流体沿F1和F5断裂运移的同时向其两侧的次级断裂流动。成矿流体与玲珑黑云母花岗岩不断发生水-岩交换作用,并发生减压沸腾作用,可能是导致望儿山金矿床同位素梯度变化及巨量金沉淀成矿的最主要原因。     

相山铀矿田邹家山矿床成矿流体特征

通过流体包裹体的岩相学研究、显微测温和激光拉曼探针测试,探讨了邹家山铀矿床成矿流体特征、演化及矿质沉淀方式。研究结果表明,该矿床的成矿流体为中低温热液,碳氢化合物对铀的富集具有不可忽视的作用,流体持续的沸腾作用是矿质沉淀的主要因素。