粤北热水岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄及地球化学特征研究

热水岩体位于贵东岩体中部南侧,SHRIMP锆石U-Pb定年结果为162.8±5.8 Ma(MSWD=4.2),属于燕山早期岩浆活动产物。该岩体具有富硅(SiO2平均为76.32%)、富铝(A/CNK值平均为1.14)、钾大于钠(K2O/Na2O值平均为1.32)和高的P2O5含量(平均为0.41%);大离子元素富集,Ba、Sr、Ti、Nb、Ta亏损,具有高的Rb/Sr(平均为28.5)和Rb/Nb值(平均为19.8);轻、重稀土之间分馏不明显,配分模式呈水平型,Eu亏损明显(δEu值平均为0.14);εNd(t)值低(平均为-10.2),Nd模式年龄古老(平均为1777 Ma);岩浆源区物质由泥质岩组成。这些特征表明,热水岩体属于典型的S型或壳源型花岗岩。热水岩体可能是在燕山早期太平洋板块俯冲导致先存的东西向大东山-贵东断裂带重新复活的构造背景下,由古—中元古代泥质变质岩低程度部分熔融的方式形成。     

赣南富城花岗岩中显微-超显微晶质铀矿的厘定及成因

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,厘定了存在于赣南富城强过铝质产铀花岗岩黑云母、白云母、长石中的显微晶质铀矿。根据其成分及矿物组合特征并结合U-Pb同位素年龄测定判明其属原生成因。此外,采用核诱发裂变径迹法,根据白云母探测器上存在的星点状裂变径迹中心,判断造岩矿物(长石、石英)中可能存在超显微级的晶质铀矿核晶。花岗岩中原生晶质铀矿的存在一方面印证了U在Si-O聚合程度增高的花岗岩浆中易与O2-结合形成铀-氧配位多面体的化学键能理论,另一方面也成为花岗岩具有较高产铀能力的地球化学标志之一。     

Pb同位素对德兴铜矿成矿物源的制约

江西德兴铜矿是中国东部最大的斑岩型铜矿,对于该矿床的成矿物质来源方面还存在较大的争论.为弄清楚德兴斑岩铜矿的成矿物质来源,本文对该矿床铜厂和富家坞矿区中的黄铁矿进行了Pb同位素研究,研究结果显示,铜厂和富家坞矿床中黄铁矿具有较为一致的Pb同位素组成:206Pb/204 Pb比值为17.954～18.320(平均值18.097);207Pb/204 Pb比值为15.407～15.517(平均值15.476);208 pb/204 Pb比值为37.888～38.153(平均值37.999).该Pb同位素特征以及前人的S同位素特征均表明德兴斑岩铜矿的成矿物质主要来源于地幔,而不是主要来源于赣东北双桥山群新元古代的轻微变质老地层.本研究还通过对国内外近30个斑岩型、矽卡岩型及石英脉型含钼矿床的辉钼矿Re-Os同位素特征进行对比分析,认为德兴铜矿辉钼矿中高的Re和187Os含量也暗示其成矿物质主要来源于地幔.该超大型铜矿可能是在古太平洋板块向欧亚大陆俯冲这一挤压构造环境下,为洋片(P-MORB)中富含Fe3+的岩浆释放出的流体或熔体在上升途中与上覆地幔楔相互作用后的产物.     

钛铁矿化学成分标准物质研制

当前我国没有钛铁矿化学成分标准物质,只有与其相似的钒钛磁铁矿石标准物质,国外钛铁矿标准样品主要是钛铁矿精矿,不能有效地进行分析质量控制,因此迫切急需研制钛铁矿化学成分标准物质。本文研制了5个钛铁矿化学成分标准物质。样品采自山东省莒县棋山钛铁矿矿区、山东省沂水常庄钛铁矿矿区和河北省承德黑山钛铁矿矿区,采用流化床对撞式气流粉碎磨将样品细碎至粒度小于50μm,混合均匀后进行均匀性和稳定性检验,代表性元素的电感耦合等离子体发射光谱和电感耦合等离子体质谱分析结果表明方差检验的F值小于临界值,样品均匀性良好;所检验的元素经18个月6次分析,均未发现统计学意义的明显变化,样品的短期和长期稳定性良好;烘样温度(20~60℃)对亚铁(FeO)的稳定性并无影响,亚铁不会发生氧化。选择11家具有资质的实验室,采取经典分析方法与现代仪器分析技术相结合的方式,选用两种以上不同原理的准确度高的可靠方法对该标准物质联合定值,依照JJF 1343—2012和一级标准物质技术规范,5个钛铁矿化学成分标准物质给出了46项组分(包括主量、痕量和全部稀土元素)的认定值和不确定度,TiO2的含量范围为2.97%~19.76%,TFe的含量范围为18.88%~51.30%,基本涵盖了我国钛铁矿成矿类型,能够满足钛铁矿勘查、评价和开发的需求。     

赣南6722铀矿床钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合的厘定及成因意义

通过235U诱发裂变径迹及电子探针测试综合研究,在6722铀矿床的含矿隐爆角砾岩胶结物中首次发现钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合。这样一种在1 cm2(光薄片)范围内分布,而且不存在任何脉状相互穿插现象的钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合表明其形成于同一成矿物理化学体系中。根据UO2—TiO 2—H2O体系稳定场,确定6722铀矿床中钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合形成温度范围为250~350℃,属中—高温热液成因。     

桂东北苗儿山花岗岩黑云母矿物学特征对比及铀成矿意义

香草坪岩体和豆乍山岩体同为苗儿山矿田中部的印支期花岗岩,它们空间关系密切,但香草坪岩体为非产铀花岗岩,而豆乍山岩体为产铀花岗岩,矿化特征显著差异。通过黑云母的矿物学特征对比,豆乍山产铀花岗岩黑云母蚀变程度强,化学成分富铝、铁,贫镁、钛,挥发性组分F质量分数较高,并且花岗岩成岩温度和氧逸度较低,有利于铀在花岗岩体富集和富铀矿物的析出,从而为晚期铀成矿提供成矿物质。这就是豆乍山岩体周边有大量铀矿床,而香草坪岩体不成矿,同为印支期花岗岩铀成矿能力却不同的主要原因。     

江西武山铜矿床海底喷流与岩浆热液叠加成矿作用: 控矿地质条件、矿石结构构造与矿床地球化学制约

长江中下游成矿带存在一套产于泥盆系五通组砂岩和石炭系黄龙组白云质灰岩层间的层状含铜硫化物矿体,对其成因存在很大争议。本文以产出典型层状矿体的武山铜矿为解剖重点,结合区域控矿地质要素、矿石结构构造特征及矿石中黄铁矿的稀土元素地球化学,提出层状矿体是海底喷流同生沉积与岩浆热液叠加成矿作用的产物。对武山铜矿层状矿体中的胶黄铁矿和黄铁矿、矽卡岩矿体中黄铁矿和脉状矿体中黄铁矿进行的稀土元素含量分析发现,从层状矿体胶黄铁矿、层状矿体黄铁矿、到矽卡岩和脉状矿体黄铁矿,稀土总量和稀土配分曲线显示递变规律,即层状矿体胶黄铁矿具有较低的稀土总量和轻重稀土分异不明显的较平坦型配分曲线;而矽卡岩和脉状矿体黄铁矿具有较高的稀土总量和轻重稀土分异较明显的右倾型配分曲线。层状矿体黄铁矿的稀土特征则介于两者之间,反映了岩浆热液的叠加作用。根据矿物组合共生关系及矿石结构构造的研究,可将武山铜矿黄铁矿分为3个期次:I期为微球粒、草莓状、条带状、纹层状沉积型黄铁矿; II期为半自形、自形粒状和港湾状黄铁矿,可见与长英质斑晶、岩屑或晶屑凝灰岩伴生或共生, 说明黄铁矿形成与同沉积期火山凝灰岩的密切关系。III期为块状、粗晶状、碎裂状黄铁矿。黄铜矿的形成晚于I、II期黄铁矿,成微粒状、脉状交错穿插或包裹早期球粒状、粒状黄铁矿及长英质矿物。对新发现的灰泥丘构造的详细研究表明,武山铜矿中含矿的灰泥丘与武山外围乌石街出露的不含矿的灰泥丘具有不同的特征,其中前者具有封闭的孔洞系统,而后者为开放的孔洞系统。总之,武山铜矿控矿地质条件、矿石结构构造及不同类型矿石黄铁矿的稀土元素证据表明矿床存在两期成矿事件,即海西期海底喷流同生沉积成矿期和燕山期岩浆热液叠加成矿期。     

金鸡岭产铀花岗岩体印支期侵位的岩浆动力学证据及其构造意义

通过对南岭西段金鸡岭花岗岩体地质-岩石地球化学特征研究,判明该岩体的侵位深度(7.5km)、围岩温度(270℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起金鸡岭花岗岩体的数学计算模型,分别计算得出:金鸡岭花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(Δtcol)为3.91Ma;由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间(ΔtL)为2.92Ma;由于金鸡岭花岗岩体放射性元素含量(U——16.5×10-6,Th——51.3×10-6,K2O——4.82%)是世界平均花岗岩放射性元素含量(U——5×10-6,Th——20×10-6,K2O——2.66%)的3倍左右,金鸡岭花岗岩熔体侵位后产生的放射性成因热使结晶过程延长的时间(ΔtA)为34.5Ma,远长于按世界花岗岩平均放射性元素含量计算的ΔtA*(2.82Ma)。金鸡岭花岗岩体的侵位-结晶时差(ΔtECTD)为41.3Ma,结合锆石U-Pb年龄值(156Ma),通过反演计算得出金鸡岭花岗岩体侵位年龄值(tE)为197.3Ma,从而为该岩体属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学证据。     

九瑞矿集区山上湾矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的年代学、地球化学及成矿意义

山上湾矿区位于九瑞矿集区西南部的大浪水库附近,区内地表出露有数条近东西向的岩脉,发现有较强的蚀变作用及铜矿化,有可能成为九瑞矿集区的一个新的成矿远景区.因此,我们对这些岩脉开展了详细的岩相学和矿物化学研究及锆石U-Pb定年、主微量元素及Sr-Nd-Hf同位素研究工作,对岩石成因及成矿意义进行了初步探讨.山上湾矿区出露的岩脉分别为石英闪长玢岩及花岗闪长斑岩,对岩石中黑云母和斜长石斑晶进行电子探针分析后发现,黑云母均属富镁黑云母,由黑云母化学成分所反映的岩浆岩氧逸度位于赤铁矿-磁铁矿缓冲线之下,低于武山花岗闪长斑岩体.斜长石斑晶均为中长石,并具有韵律环带.北面两条岩脉(Ⅱ,Ⅲ)锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为149.2±2.7Ma和148.5±1.4Ma,最南面一条岩脉(Ⅰ)年龄稍小,为139.0±1.3Ma.该区岩浆岩地球化学特征如下:SiO2为58.8％ ～63.0％,Al2O3为14.9％ ～ 16.2％.岩石样品在K2O-SiO2图中落于高钾及中钾钙碱性岩范围内.样品A/CNK值为0.86 ～ 1.15,A/NK值为1.72～1.85,在A/CNK-A/NK图解中落于准铝质和过铝质范围.岩石富集大离子亲石元素(Sr=380 × 10-6 ～555×10-6,平均463×10-6),富集相容元素( Cr、Co、Ni、V),亏损高场强元素(Y=8.91×10-6 ～11.22×10-6,Nb =4.87×10-6 ～5.73×10-6,Ta =0.36×10-6～0.43×10-6),无Sr负异常.轻稀土富集,重稀土亏损,(La/Yb)N=14.31 ～ 18.96,稀土总量为89.36×10-6～118.8×10-6,Eu/Eu*=0.98 ～ 1.13,平均1.05,无Eu负异常.岩石的初始87Sr/86 Sr值变化在0.7060 ～0.7092之间,平均0.7074,εNd(t)值在-2.9～ -2.0之间,平均-2.3.利用两阶段模式计算出的Nd同位素模式年龄tCDM为1.1～1.2Ga.锆石初始176Hf/177 Hf值在0.282359 ～0.282758之间,εHf(t)值在-11.8 ～2.3之间,平均-1.1.计算的tCDM值为1.0～1.9Ga.根据上述岩石地球化学和同位素数据,初步认为山上湾地区的岩浆岩很可能是由加厚的下地壳拆沉入软流圈地幔后,发生部分熔融,熔体在上升过程中又与地幔发生了强烈相互作用,最终形成了具有明显壳幔混源特征的石英闪长玢岩及花岗闪长斑岩.目前我们已经在山上湾矿区北面两条岩脉( Ⅱ,Ⅲ)的地表露头上发现了多种蚀变现象以及铜的矿化,加之它们的成岩年龄及岩石成因与九瑞其他成矿花岗闪长斑岩相同,我们推测,在该区深部岩体中,岩体与奥陶系灰岩的内外接触带上,以及岩体附近的奥陶系与志留系地层接触界线部位,均存在成矿的可能性,值得投入更大力量,争取该区找矿新突破.