喜马拉雅稀有金属成矿作用研究的新突破

喜马拉雅地区淡色花岗岩广泛分布，但相关的稀有金属成矿问题长期被学术界忽略，因为传统观点认为，这些花岗岩是高喜马拉雅变质岩系原地部分熔融而成。但自提出该地区淡色花岗岩高度结晶分异成因模式后，与这些花岗岩演化相关的稀有金属成矿问题引起各方重视，并在铍和铌钽的矿化研究方面取得显著进展。尽管如此，锂的成矿作用研究和资源寻找并没有取得大的突破。本期《岩石学报》报道的喜马拉雅中部琼嘉岗和热曲锂辉石伟晶岩及珠峰前进沟锂电气石-锂云母伟晶岩的发现，充分说明喜马拉雅地区锂资源前景广阔，表明喜马拉雅有望在近期内成为我国稀有金属资源的大型接替基地。根据目前的进展，喜马拉雅地区未来稀有金属成矿作用应加强如下方面的研究：1）加大区内淡色花岗岩岩石学与岩石成因研究力度，厘定它们岩浆结晶分异的程度与成矿潜力；2）对北喜马拉雅穹窿和岩体开展接触变质与围岩蚀变研究，以寻找热液交代型稀有金属矿床；3）加强高喜马拉雅地区藏南拆离系与花岗岩侵位关系的研究，以判断分异岩浆及成矿伟晶岩的赋存部位。近期应集中力量围绕普士拉一带的藏南拆离系、韧性变形的肉切村群地层和淡色花岗岩-伟晶岩等开展联合攻关研究，以期在锂资源上取得更大的突破。     

珠峰地区热曲锂辉石伟晶岩的发现及对喜马拉雅稀有金属成矿作用研究的启示

目前研究已经显示，喜马拉雅淡色花岗岩具有良好的铍-铌钽-锂等稀有金属成矿潜力。其中珠穆朗玛峰（后文简称珠峰）西侧的普士拉一带，是喜马拉雅地区锂辉石伟晶岩集中的区域。本文报道在普士拉东北的珠峰北侧热曲地区，发现有含锂辉石伟晶岩脉，这些伟晶岩呈透镜体状集中赋存于肉切村群"黄带层"大理岩与北坳组钙质硅酸岩的接触界线部位，同围岩一起经历了强烈的变形，且未出现明显内部分带结构，矿物组成中包含锂辉石、透锂长石、绿柱石、铌钽铁矿、锡石等锂-铍-铌钽-锡稀有金属矿物，其Li₂O含量达1.30%~2.15%，显示经历过高程度分异演化的岩浆结晶特征。热曲含锂辉石伟晶岩的发现表明珠峰地区具有锂成矿的良好前景，是未来锂矿产勘查的重点靶区，而藏南拆离系韧性剪切带中的肉切村群"黄带层"下部与北坳组顶部位置，是锂辉石伟晶岩的重要富集层位，值得今后在锂资源寻找过程中予以充分关注。     

松潘-甘孜造山带中晋宁期花岗岩的U-Pb和Rb-Sr同位素定年及其大地构造意义

重点研究丹巴地区的格宗和东谷花岗岩体,从同位素年代学、地球化学、构造地质学方面论证了这两个花岗岩的形成时代、物质来源和成因以及喜山期构造热事件作用的影响.它们是晋宁期构造岩浆作用的产物,其源区物质为中元古代中、晚期形成的低成熟度的火山沉积岩系,后者实际上也代表松潘-甘孜造山带的古老基底.包括丹巴地区在内的整个扬子板块西缘的晚元古代造山带应是古扬子板块的重要组成部分.     

榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约——以中国大陆科学钻探(CCSD)主孔揭示的榴辉岩及其金红石矿化为例

金红石是TiO2的高温高压相变体,在工业上具广泛用途.我国钛资源丰富,储量居世界首位,但其中98.9%是钛铁矿,金红石仅占1%左右(王立平等,2004),因此,金红石资源在我国十分紧缺.上世纪80年代后期以来,在江苏北部新沂-东海一带的榴辉岩中陆续发现了重要的金红石矿床,资源总量达数千万吨(黄建平等,2003),最近实施的中国大陆科学钻探工程(Chinese Continental Scientific Drilling,简写为CCSD)进一步揭示东海地区金红石矿床具有层位多、厚度大、品位高等特点(徐珏等,2004),因此,苏北新沂-东海一带有望成为我国原生金红石矿床的又一重要产地.本文以CCSD主孔0～2000m岩芯中的榴辉岩为对象,通过对榴辉岩中主要造岩矿物(石榴石和绿辉石)、以及榴辉岩全岩化学组成的全面分析,系统对比了高钛(TiO2>2%)与低钛(TiO2<2%)榴辉岩元素组成特征的差异,并据此探讨了该区榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约因素.     

山东昌乐新近纪玄武岩中刚玉巨晶反应边的成因

通过对山东昌乐方山新近纪碱性玄武岩中原生刚玉巨晶的观察研究,发现在刚玉巨晶与玄武岩间存在反应边,可见新近纪碱性玄武岩中的刚玉巨晶为捕虏晶。电子探针下观察,反应边有两类:第1类由尖晶石带和钛磁铁矿 熔体带构成,第2类由尖晶石带和长石 钛磁铁矿带构成。在第1类反应边中,尖晶石带很窄(<40μm),钛磁铁矿 熔体带较宽(100～120μm);而且尖晶石的成分变化很大,从靠近刚玉一侧(内侧)向外,Al_2O_3逐渐降低,从85.08%～58.94%,MgO和FeO逐渐升高,分别从5.14%～14.82%和8.08%～28.24%。在第2类反应边中,尖晶石带较宽且稳定(100μm左右);长石 钛磁铁矿带不稳定,特别是钛磁铁矿不但窄(<40μm),而且分布断断续续;尖晶石的成分变化较小,Al_2O_359.25%～62.82%、MgO 12.34%～13.50%、FeO 23.25%～27.37%。本文对两类反应边的形成模式进行了探讨,认为刚玉巨晶与玄武岩浆反应持续时间的长短是导致形成两类反应边的主要因素,第1类反应边是反应没有达到平衡的产物,第2类反应边为反应平衡或者是接近平衡的产物。     

新元古代Rodinia超大陆裂解事件在扬子北东缘的最初响应：东海片麻状碱性花岗岩的锆石U-Pb年代学及Nd同位素制约

东海片麻状碱性花岗岩是扬子克拉通北东缘最具代表性的含碱性铁镁矿物的过碱性 A 型花岗岩。高精度的LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年结果表明,这些岩石形成于新元古代中期770Ma 左右,并在约250Ma 时经历超高压变质作用,之后又于210Ma 左右遭受了大规模的角闪岩相退变质作用的改造。Nd 同位素示踪表明东海片麻状碱性花岗岩具有相对偏高的ε_(Nd)(t)值( 1.4～-5.91),指示其应是成熟度较低的下地壳部分熔融的产物,但不排除部分岩体在成岩过程中可能有少量幔源物质卷入。综合 Rodinia 超大陆古地理复原资料,推测扬子板块北东缘自新元古早期以来一直为接受大洋板块俯冲的活动大陆边缘。形成于新元古代中期的东海片麻状碱性花岗岩属 A_2型花岗岩,为弧后拉张背景下岩浆活动的产物,该类岩石的产出代表了 Rodinia 超大陆裂解事件在该地区的最初响应。     

攀西微古陆块的变质演化与地壳抬升史--中基性麻粒岩的Sm-Nd,40Ar/39Ar和FT年龄证据

攀枝花-西昌(攀西)微古陆块是扬子陆块西部最古老的地体. 代表其下地壳的岩石为中基性麻粒岩, 相应的麻粒岩相变质作用发生于1186～1128 Ma. 在地质年代方面, 麻粒岩的形成可能与Rodinia超大陆中各微古陆块汇聚的碰撞造山作用有关. 麻粒岩的角闪岩相退变质作用时代为877～825 Ma, 在时间上与Rodinia超大陆裂解的时代相吻合. 40Ar/39Ar和FT年代学研究表明, 自新元古代中至中生代, 古陆块的地壳垂直运动演化历史总体上表现为一种刚性地体的缓慢抬升过程. 新生代, 印度板块向欧亚板块的俯冲碰撞作用使青藏地块迅速隆起, 后者又向东作侧向挤压运动. 受此影响, 攀西微古陆块也快速抬升, 使得麻粒岩结晶基底最终出露地表.     

A型岩套的分类、判别标志和成因

以新近在粤北开展A型岩套研究所获得的新数据，结合国内外文献中已发表的数据(17个岩体，124件样品)，讨论了A型岩套亚类型划分的必要性和亚类型之间的判别方法。将A型岩套分为两亚类型三组。A1类型主要以似长石正长岩、碱性正长岩和响岩为主(AS组)，SiO2不饱和、准铝、过碱-碱性岩石，通常含似长石，如方钠石、霞石、白榴石和钠沸石等为特征。A2亚类型为SiO2过饱和、碱质-亚碱质岩石。该亚类型又包括铝质A型花岗岩(AU她组)(弱过铝质、亚碱质岩石)和碱性花岗岩(AAG组)(准铝质、碱质-亚碱质岩石)；后者通常含少量钠钙质和钠质辉石和角闪石。在地球化学特征上，A1亚型具低SiO2，高ALK和NK／A值，相对富氯低氟，低R1和高R2，低Y／Nb比(具OIB源区特征)，高Nb／Ta，Zr／Hf，Eu／Eu*，LREE／HREE和锆石饱和温度等。A2亚型中，以AAG组为例，其许多地球化学特征与Al亚型相悖，如高SiO2，较低ALK，相对贫氯富氟，高R1和低R2，高10^4Ga／Al和Y／Nb(具IAB源区特征)，低Nb／Ta，Eu／Eu*和LREE／HREE，以及高的锆石饱和温度等。A2亚型中ALAG组除铝过饱和外，其他地球化学特征很相似于．AAG组。利用R1-R2，Yb／Nb-Yb／Ta，Nb-Y-Ce，Nb／Ta-Nb等图解可有效地区分和判别A型岩套中Al和A2两种亚型。利用A1和A2亚型Sr，Nd同位素组成，以亏损地幔-全壳两端员混合模拟计算A2亚型花岗岩物质来源得出结论，其源区物质主要是以地幔端员占优势，地幔组分占68％～78％(7个岩体)，只有Namibia的碱流岩为下地壳成因，其地幔组分仅占30%。A1亚型碱性正长岩(3个岩体)以亏损地幔-富集地幔两端员混合模拟计算表明，其源区物质中富集地幔端员所占比例较低，为4％～17％，表明A型岩套两亚型其源区物质组成有明显不同。     

阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中的铪质锆石

利用电子探针技术研究了阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中铪质锆石的成分特征。结果表明：细粒花岗岩和正岩浆阶段结构带(Ⅳ带)的锆石相对贫Hf，(HfO2)=3．06％-13．33％，主要属于普通锆石；岩浆-热液过渡阶段结构带(V带和Ⅶ带)锆石相对富}Hf，w(HfO2)=9．06％-35．21％，主要属于铪质锆石，少量具有普通锆石特征；同时本区发现的铪质锆石中HfO2最高含量是目前伟晶岩已报道铪质锆石中HfO2的最高含量。成分特征还显示，边部细粒花岗岩和正岩浆阶段锆石成分变化非常局限，岩浆-热液过渡阶段锆石成分变化巨大。认为锆石中HfO2含量从正岩浆阶段结构带到岩浆-热液过渡结构带的高度富集是挥发份从岩浆中分离出来独立成相的结果，而岩浆-热液过渡结构带锆石中HfO2含量在带内的巨大变化可能与热液流体的富集有关。     

低温碱性溶液中微纹长石溶解性质研究

对微纹长石在碱性溶液中的溶解过程及表面特征变化规律进行实验研究，温度为60℃，实验溶液分别为NaOH(pH≈8)、Na2CO3，[ρ(Na^ )=26μg／mL]和NaCl溶液，利用X射线光电子能谱(XPS)和ICP-MS测定实验前后微纹长石的表面特征及实验溶液成分变化，结果表明，随着pH值升高，微纹长石的溶解性增强；微纹长石的溶解不是被单一反应模式所控制，而是在表面控制(surface-conrtolled)、扩散控制(diffusion-controlled)和次生物相形成三种过程交替进行的结果。碱性溶液中长石表面反应分三个步骤：H^ 与长石表面碱性阳离子交换反应；OH^-联合已进入长石架状结构内部空隙，具较大结合能的Al-O键逐步破裂，并生成铝的水解产物而溶出；表面形成富Si的络合物。