庐枞盆地泥河铁矿床中硬石膏微量元素特征、沉淀机制及其对铁成矿作用的制约

泥河铁矿床是长江中下游成矿带庐枞火山岩盆地中典型的磁铁矿-磷灰石型铁矿床。硬石膏是矿床中的主要脉石矿物,在矿床的各个阶段均有发育。本文在详细的野外地质工作和岩相学观察基础上,系统的对矿床各成矿阶段硬石膏开展LA-ICP-MS分析测试工作对硬石膏形成机制进行了分析,初步探讨了硬石膏在铁成矿过程中的作用及意义。矿床中的硬石膏分为三类:与透辉石、磁铁矿、黄铁矿、磷灰石等矿物共生的紫色板状硬石膏(Type Ⅰ);与黄铁矿共生的白色板状硬石膏(Type Ⅱ)以及呈独立脉状产出的白色糖粒状硬石膏(Type Ⅲ)。Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏REE含量远低于Type Ⅰ硬石膏,Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏的稀土配分模式相似,二者与Type Ⅰ硬石膏具有很大差别。泥河铁矿床硬石膏中REE含量受结晶学因素的影响较小,主要影响因素为温度、流体的演化过程以及络合物阴离子的类型和数量。早期高温热液中REE主要以Cl络合物形式迁移,矿床中较早沉淀的富稀土矿物捕获了大量REE,使体系中REE含量大幅度减少,致使Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏稀土含量偏低。晚期流体盐度的降低导致了Cl-/SO42-比值变低,热液中稀土元素的减少以及络合物配位体的改变导致了Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏稀土配分模式趋于平滑。此外Type Ⅲ硬石膏个别点显示出轻稀土富集的特征,说明热液晚期可能存在硬石膏的溶解再沉淀过程,该过程会改变硬石膏中的稀土配分模式。硬石膏的加入可以提高体系氧逸度,提高热液中铁元素的形成磁铁矿的比率从而利于形成大规模铁矿体。     

长江中下游成矿带成矿规律和成矿模式

长江中下游成矿带作为中国东部重要的成矿带之一,成矿地质条件、成矿规律和成矿模式的相关研究已经十分深入,形成了一系列公认的理论研究成果,本文重点论述了成矿带成矿地质条件和成矿规律方面研究的新进展,并在此基础上构筑了成矿带的成矿模式。本文主要开展了以下总结工作:(1)将成矿带的构造要素突破以往按构造单元分解的做法,确立跨构造单元的"复合构造系统",结合成矿带成岩成矿作用特点,重新确定了长江中下游成矿带的范围,并对成矿亚带进行了重新划分;(2)收集汇总了长江中下游成矿带近年来国内外学者最新的成岩成矿年龄数据,总结了矿床时空分布规律;(3)从地质,地球物理和地球化学等方面,总结归纳了沿基底结合带复活的网状断裂系统,阐明了成矿带的控矿构造格架,分析了长江中下游成矿带的成因规律;(4)补充和完善了断隆区和断凹区的成矿模式,并初步构筑了长江中下游成矿带综合成矿模式。提出长江中下游成矿带内主体成岩成矿作用总体上分为走滑挤压阶段(146~135Ma)、走滑引张阶段(135~126Ma)和拉张伸展阶段(126~123Ma)等三个阶段,古太平洋板块作用导致的壳幔过程,引发含元古代弧岩浆岩源区活化和中生代的构造活化("双活化")是长江中下游成矿带形成的主要机制。     

复合成矿与构造转换——以长江中下游成矿带为例

复合成因矿床分布广泛,把它们单独划分出来进行研究,对于深入认识成矿过程、发展成矿理论和指导找矿勘探,均有重要意义.鉴于中国大陆东部中生代岩浆作用强烈,对前期成矿作用的影响也很明显,因此本文以长江中下游成矿带为例,评介了复合成矿作用的几种主要机理,认同前人提出的叠加和改造是其基本类型,但预富集作用也应重视,同时也不能忽视继承成矿和再生成矿,特别是继承和预富集联合多次出现时,可以形成区域性成矿元素大规模富集.同时,本文还将它们放在区域构造体制和机制转化演化过程中加以考察,进一步明确它们在中生代构造体制转换以前主要以沉积(含热水沉积)成因的含矿建造、矿源层或矿(胚)层产出,而矿床的最终形成与就位则主要与新构造体制下由挤压向引张转化的过渡环境中构造-岩浆活动有关,呈现出“成矿大爆发”的现象.其中早期( 145～136Ma)构造机制是以走滑挤压作用为主,形成与高钾钙碱性岩系有关的铜金矿化.晚期(135 ～ 127Ma)以走滑引张作用为主,形成了与橄榄安粗岩系有关的铁硫矿化.但这两期都有广泛发育的以叠加改造为主的复合成因铜、金、铁、硫及铅锌矿床,从而在典型的岩浆热液矿床和沉积矿床之间形成了一套过渡性矿床序列(层控矽卡岩型→沉积热液叠加型→层控叠改型→迁移式改造型→原地式改造型),构建了一个矿床“家族”.末期( 126 ～ 123Ma)以引张作用为主,出现碱性火山岩和A型花岗岩类,伴随铁、金、钼、铀等矿化,成矿带的成矿活动随之进入尾声.     

安徽庐枞盆地南部花岗岩的成岩时代及其意义

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带,地处扬子板块的北缘。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山4组火山岩以及34个出露地表的侵入岩体。庐枞盆地内与成矿关系密切的侵入岩体的时空格架和岩浆演化等相关研究工作已经广泛开展,但对于盆地南部的花岗岩类侵入岩研究工作则相对薄弱,制约了对庐枞盆地岩浆作用及深部成矿预测的深入研究。本次工作在详细野外地质工作的基础上,系统对盆地南部的沙墩岩体、船艄石岩体、青山岩体、何家凹岩体、梅林岩体、古塘冲岩体和周家山岩体开展了岩石学、地球化学和年代学研究,确定其主要岩性为石英正长岩和钾长花岗岩,岩石全碱含量均较高,准铝质或过铝质,稀土含量中等,较强Eu亏损,呈略右倾的海鸥型稀土配分模式,成岩时代分别为：126.5±1.1 Ma、126.2±1.2 Ma、126.7±1.3 Ma、126.9±1.4 Ma、125.9±1.3 Ma、126.7±1.4 Ma和124.9±1.3 Ma,均形成于早白垩世。通过与庐枞盆地不同侵入岩的系统对比,提出这些岩体与庐枞盆地晚期侵入岩时代接近,岩石学特征类似,应为同一岩浆作用的产物,形成于区域岩石圈伸展的构造环境。     

安徽铜陵姚家岭锌金多金属矿床成岩成矿年代学研究

姚家岭锌金多金属矿床位于铜陵断隆区与繁昌断凹区的过渡部位,是长江中下游成矿带新近发现的大型锌金多金属矿床,也是铜陵矿集区中迄今发现的首例大型锌金多金属矿床。在详细野外地质工作及室内研究的基础上,对姚家岭矿床花岗闪长斑岩体开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年工作,获得206Pb/238U加权平均年龄为141.4±1.7Ma(MSWD=0.78,n=19),代表成岩年龄;选取了该矿床金属矿物辉钼矿进行Re-Os同位素测年,获得模式年龄范围为141.2±2.1Ma~141.6±2.7Ma,平均年龄为141.4±2.4Ma,可代表热液成矿作用的时代,与成岩年龄一致。姚家岭锌金多金属矿床为早白垩世早期岩浆热液作用形成的,是铜陵断隆区燕山期大规模成矿作用的产物,铜陵断隆区具有进一步寻找锌金矿床的有利前景。     

安徽庐枞盆地井边铜矿床的成矿时代及其找矿指示意义

庐枞盆地是长江中下游多金属成矿带中一个重要的多金属矿集区,盆地内发育有多个不同规模的脉状铜矿床。目前对这些脉状铜矿床的成矿时代和构造背景等方面的研究工作还较少。本文以盆地中目前最具代表性的井边铜矿床为研究对象,分别对矿床中的安山斑岩次火山岩体和主成矿阶段石英中流体包裹体采用了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和Ar-Ar同位素定年,获得了安山斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.2±1.7Ma,石英流体包裹体Ar-Ar等时线年龄为133.3±8.3Ma,反等时线年龄为133.3±8.2Ma。这一结果与实际的矿床地质特征和区内岩浆岩已有的同位素年代学数据完全吻合,因而井边铜矿床的形成时代为早白垩世,与盆地中砖桥旋回侵入岩浆活动有关。这一矿化事件与长江中下游地区第二期(135～127Ma)大规模成岩成矿作用相对应,并对应于区域拉张的构造背景。通过本次研究工作,不仅为深入理解庐枞盆地内铜矿化的规律提供了资料,同时也为该区的下一步铜矿找矿工作提供了依据。     

安徽繁昌盆地中生代火山岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄及其意义

繁昌盆地是长江中下游地区重要的陆相火山断陷盆地之一。本文对繁昌火山岩盆地中分村组粗安岩、赤沙组黑云母粗安斑岩、蝌蚪山组流纹岩、三梁山组黑云母粗面岩进行了锆石LA-ICPMSU-Pb测年,获得其年龄分别为134.4±2.9、131.3±1.8、130.8±2.2、128.1±3.1Ma,显示盆地内火山岩浆活动的时限约在135～128Ma之间,火山岩均为早白垩世岩浆活动的产物。同时在火山岩中测得了多颗继承或捕获锆石的古老年龄,其中最大的为2894Ma,可能对应了2.7Ga峰值年龄的全球性岩浆活动和大陆生长,一定程度上为繁昌盆地可能存在太古宙基底提供了证据。对比显示,繁昌盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩几乎形成于同一时期,与庐枞、宁芜盆地的4个旋回火山活动可以完全对应,而135Ma可以作为长江中下游地区陆相火山断陷盆地早白垩世火山岩浆活动全面展开的时间。盆地内中生代火山活动期(135～128Ma)处于中国东部岩石圈减薄的高峰期,火山岩正是这一地球动力背景下深源岩浆活动的产物。     

庐枞盆地高硫化型浅成低温热液成矿系统:来自矾山明矾石矿床地质特征和硫同位素地球化学的证据

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块的北缘。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山四组火山岩以及34个侵入岩体。盆地内产出一系列铁、铜、铅、锌、铀等金属矿床,同时还大量产出以明矾石和硬石膏为代表的非金属矿床。庐枞盆地北部砖桥组火山岩内中酸性硫酸盐蚀变广泛发育,指示盆地内存在高硫化型浅成低温热液系统。本文以盆地北部矾山明矾石矿床为研究对象,查明了矾山明矾石矿体主要赋存在火山碎屑岩内,矿体呈似层状,产状基本上与围岩一致,矿石类型以黄铁矿-石英-明矾石矿石为主,明矾石主要为钾明矾石,主要蚀变类型包括明矾石化、硅化、高岭土化和绢云母化。明矾石的δ34S值范围为20.29‰~23.18‰,平均值为21.86‰,黄铁矿δ34S值范围为-7.06‰~-8.36‰,平均值为-7.49‰,明矾石和黄铁矿δ34S平均值计算Δ34SAlun-Py为29.35‰,指示矾山明矾石为岩浆热液与火山岩地层水岩作用的产物,硫同位素温度计计算得出明矾石形成温度为264℃。通过相关对比研究,本文认为庐枞盆地内存在高硫化型低温热液系统,系统中广泛发育的酸性蚀变很可能是玢岩铁矿成矿系统的组成部分,是玢岩铁矿系统成矿气液不断作用并演化到了最晚阶段的产物。     

基于层次聚类法和主成分分析法的铜陵市大气降尘污染元素来源解析研究

本文采用层次聚类法和主成分分析法对有色金属矿山城市-铜陵市的大气降尘中污染元素,主要是重金属元素的来源进行了识别,并分析了各来源所占的比例。结果显示,铜陵市大气降尘中污染物主要来源于冶金和采矿,其次为燃煤、交通和土壤扬尘等,其贡献率分别为冶金源+采矿源43.29%,燃煤源32.23%,交通源和土壤源10.53%,其他源13.94%。因此,优先控制冶金尘、采矿尘和燃煤尘,可以有效降低铜陵市大气降尘中污染元素的含量。     

扬子板块东北缘首例独立铊矿床的初步研究

文章报道了扬子板块东北缘首例独立铊矿床—安徽和县香泉铊矿床的初步研究结果，该矿床的发现指示扬子板块东北缘存在罕见的分散元素成矿事件和可能的低温成矿域。香泉铊矿床位于扬子板块、华北板块和大别造山带之间的过渡带，矿区内无岩浆岩出露。矿床中仅铊元素高度富集，赋矿围岩为奥陶系下统微晶灰岩、泥灰岩和泥岩，主要控矿构造为断裂和皱褶。初步研究表明，香泉铊矿床的形成可分为两期，即海底热液成矿期和低温热液成矿期，奥陶纪海底热液形成含铊黄铁矿建造，早白垩纪低温成矿流体和沉积黄铁矿建造的水岩作用使铊进一步活化富集。