宁镇矿集区安基山花岗闪长斑岩和韦岗花岗闪长岩的锆石U- Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

宁镇矿集区位于长江中下游成矿带东部,发育了大量与Cu、Fe矿产有关的中酸性侵入岩,如区内安基山岩体和韦岗岩体分别与安基山铜矿及伏牛山铜矿、韦岗铁矿等Cu、Fe矿床成矿关系密切。尽管前人在宁镇矿集区开展了大量的岩石学工作,但是对这些花岗质岩石源区特征方面的研究却略显薄弱。本文对该矿集区内的安基山岩体和韦岗岩体开展了详细的LA- ICP- MS 锆石U- Pb测年和锆石Hf同位素研究,进而确定成岩年龄、探讨岩浆源区性质及与成矿作用的关系。锆石U- Pb定年结果显示区内安基山花岗闪长斑岩和韦岗花岗闪长岩成岩年龄分别为108.9~110.9 Ma和107.3~109.6 Ma,宁镇矿集区晚中生代岩浆岩的成岩时代在110~100 Ma之间,明显晚于长江中下游其他矿集区成岩时代范围近20 Ma。两个岩体的锆石Hf同位素研究显示,韦岗花岗闪长岩的εHf(t)值为-47.4~-16.9,平均为-24.9,二阶段Hf模式年龄(TDM2)为2.24~4.14 Ga,平均为2.73 Ga,可能是中太古代至古元古代下地壳部分熔融形成的;而安基山花岗闪长斑岩的εHf(t)值为-16.8~-8.9,平均为-12.4,二阶段Hf模式年龄(TDM2)为1.74~2.23 Ga,平均为1.96 Ga,可能是富集岩石圈地幔物质与下地壳物质混合的产物。本文研究结果结合前人研究显示,矽卡岩型Fe矿床有关的岩体相比于矽卡岩型Cu矿床成矿岩体含有更多的地壳物质;岩浆源区壳、幔物质含量比例可能是控制长江中下游成矿带Cu、 Fe成矿作用的重要因素。     

湘东丫江桥岩体时代与成因:来自LA- ICP- MS锆石U- Pb年代学、地球化学和Lu- Hf同位素制约

丫江桥岩体是湘东地区重要的成矿花岗岩,为精确厘定丫江桥岩体侵位时代、查明岩石成因,本文对丫江桥岩体中粗粒和中细粒黑云母二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学和原位锆石Lu-Hf同位素分析。获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为213.0±1.2Ma(n=12,MSWD=0.67)和212.1±1.2Ma(n=14,MSWD=0.09);岩石SiO_2含量为70.39%～72.88%和73.19%～74.85%;K_2O+Na_2O值为6.94%～7.95%和7.58%～7.96%;K_2O/Na_2O比值为1.25～1.70和1.45～1.58,A/CNK比值为1.05～1.07和1.07～1.09。稀土元素配分模式右倾,轻、重稀土分馏明显,(La/Yb)N值为13.76～24.52和7.12～11.01;负Eu异常,δEu值为0.34～0.61和0.26～0.33。富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr、Eu和高场强元素Nb、Ta、Ti等。锆石ε_(Hf)(t)值为-7.01～-0.90和-6.38～+6.85,二阶段Hf模式年龄(t_(DM2))为13.1～16.9Ga和12.7～16.6Ga。上述结果表明黑云母二长花岗岩为印支晚期岩浆活动产物,属弱过铝质花岗岩,岩浆主要来源于中元古界地壳物质重熔,可能有少量地幔物质参与。结合前人研究成果认为,黑云母二长花岗岩形成于后碰撞伸展的构造背景下,地壳减薄和压力降低以及地幔物质上涌的共同作用,导致地壳部分熔融形成花岗质岩浆,岩浆侵位冷却结晶,形成花岗岩体。     

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿床中磷铁锂矿地球化学特征及其对伟晶岩演化的指示意义

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿床近年来找矿取得了新进展。我们在该地区典型锂矿脉(90-1号)首次鉴定出磷铁锂矿,其在伟晶岩中呈树枝状、团簇状集合体分布岩脉的边缘带和中部。边缘带尤为富集磷铁锂矿,含量可达10%～15%。本文系统地开展了磷铁锂矿的岩相学和矿物学研究。利用电子探针和激光剥蚀等离子质谱测定了脉体边缘带和中间粗粒锂辉石-白云母-石英带磷铁锂矿的主微量元素含量。结果表明,磷铁锂矿除含有主要元素P、Fe、Mn及Li外,还含有较高的Mg、Ca和Zn,几乎不含高场强元素、稀土元素。综合电子探针和LA-ICP-MS分析结果,认为伟晶岩脉中部分磷铁锂矿已被氧化,成分向铁磷锂锰矿过渡。从脉体的边缘带往中间带,磷铁锂矿中Mg和Zn平均含量下降,而Mn/(Mn+Fe)比值由0.388升至0.409,显示逐渐富Mn特点,与前人关于花岗伟晶岩熔体演化过程中Fe-Mn的分离趋势一致,也与该伟晶岩脉中铌钽铁矿早期演化阶段Mn/(Mn+Fe)比值变化趋势相同;磷铁锂矿被晚期氟磷灰石部分交代,反映伟晶岩演化至热液阶段F、Ca活度增加。表明该矿物可以很好的记录伟晶岩岩浆及热液阶段的演化。     

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO_2、Al_2O_3和Na_2O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75～1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO_2)、富钾(K_2O)、富碱(K_2O+Na_2O),Al_2O_3含量中等,铕分别呈现负异常(δEu=0.45～0.73)和强负异常(δEu=0.02～0.08)。年代学及地球化学特征研究表明:①中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩属准铝质-弱过铝质的钙碱性Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征,中粒黑云母二长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,中粗粒黑云母正长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性A2型花岗岩;②中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩的岩浆来源于下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在上升过程中混染了下地壳物质,而中粗粒黑云母正长花岗岩的岩浆来源于年轻地壳中富含黑云母的变质泥岩部分熔融源区;③中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩是俯冲-碰撞构造背景条件下的岩浆产物,而中粗粒黑云母正长花岗岩是同碰撞-碰撞后构造背景条件下的岩浆产物。     

锂辉石单矿物中锂含量ICP- MS和ICP- AES分析方法准确性对比研究

锂是我国重要的战略金属资源,锂辉石是伟晶岩型锂矿床中最重要的工业矿物之一。有效、合理圈定锂矿体、评价锂矿床的开发利用价值、深入研究锂矿成矿机制,锂元素含量的准确测定具有重要意义。本文以新疆维吾尔族自治区的卡鲁安、大红柳滩和镜儿泉锂矿床中锂辉石单矿物为研究对象,首次开展了伟晶岩型锂矿床中锂辉石单矿物锂元素ICP- MS和ICP- AES分析方法准确性对比研究。本文选取三个锂矿床共22件具有代表性的锂辉石单矿物样品,采用高压密闭湿法消解法,对ICP- MS和ICP- AES分析方法测定锂元素的工作条件(包括雾化气流速、辅助气流速、等离子体流速等)进行了详细探讨。测定结果表明,针对同一份锂辉石单矿物消解溶液,ICP- MS分析方法得到的锂元素存在系统性误差,较ICP- AES分析结果,结果偏差约28倍,锂元素含量损失近648%。同时进一步对ICP- MS测定锂元素结果的系统误差可能来源作了分析,提出目前技术条件下ICP- MS溶液分析方法用于测定锂辉石单矿物的锂元素含量尚不可取,宜采用操作简单、耐盐度高、无需内标校正的ICP- AES分析技术。     

东海盆地长江凹陷美人峰组的时代归属及其地质意义

东海盆地长江凹陷美人峰组是古近系重要的地层单元之一，但因其缺少精确的古生物化石记录，时代归属和区域地层对比关系长期悬而未决，尚无定论。本文应用LA- ICP- MS定年方法，对长江凹陷CJ- 2井所揭露的美人峰组顶部两套凝灰岩夹层进行了锆石U- Pb同位素测年。结果表明，来自美人峰组顶部两件凝灰岩样品分别形成于61. 0±0. 87 Ma和62. 25±0. 92 Ma，证明该组沉积时代归属于早古新世，区域上对应于丽水- 椒江凹陷下古新统月桂峰组。烃源岩评价结果显示，美人峰组发育较好的烃源岩，有机质丰度达到中等至好，有机质类型为Ⅲ型。基于地震剖面构造精细解析，长江凹陷的美人峰组可以连续追踪到浙东坳陷，该坳陷大规模发育古新统，残余厚度达800~2000 m，指示古新世，浙东坳陷发生大规模伸展裂陷，形成NNE向展布大型裂陷带，美人峰组将是一套潜在的烃源岩层系。首次在东海盆地长江凹陷美人峰组获得高精度年龄，不仅确定了美人峰组沉积时代归属，也为东海盆地古新世区域地层的划分与对比、盆地古地理重建、构造演化、油气勘探与资源评价等提供了新的地质依据。     

西秦岭南缘阳山金矿带磷灰石LA- ICP- MS裂变径迹热年代学研究

位于西秦岭文县弧形构造带的阳山金矿，是勉略缝合带内已探明金资源最大的独立金矿，且金矿形成后经历多期次构造活动，因此阳山金矿是研究矿床热演化、变化与保存的理想选区，其研究成果可用来约束金成矿时限，同时定量的隆升剥蚀数据可为深部找矿及矿床储藏提供远景潜力评价依据。本文采集钻孔矿化接触带中英云闪长斑岩脉，利用LA- ICP- MS技术进行裂变径迹测年。3件样品磷灰石裂变径迹年龄中心值为124. 3±6. 4 Ma、146. 4±6. 3 Ma和117±13 Ma，其中一件样品磷灰石裂变径迹平均长度为12. 11 μm。热历史反演的时间- 温度曲线表明，在146 Ma阳山金矿带内英云闪长斑岩脉体温度下降到磷灰石裂变径迹封闭温度区间（60～120℃），即在侏罗纪晚期或白垩纪早期之后，研究区几乎没有大规模岩浆活动或热液活动，缺乏与燕山期同时期区域性岩浆活动相对应的热事件。磷灰石裂变径迹年龄数据分析认为，即使金矿带在喜马拉雅期可能存在微弱的热事件扰动，但岩浆热液活动规模较小且对金成矿作用贡献微乎其微。结合磷灰石热历史时间- 温度曲线，阳山金矿带大规模成矿事件的时间集中在210～195 Ma区间，且热历史反演曲线未显示有后期成矿叠加。通过与阳山金矿带三个矿段热历史对比，证实阳山金矿带与区域相比存在差异化隆升剥蚀，且安坝矿段相较于葛条湾、泥山矿段剥蚀程度弱，是成矿与储矿的理想地段，推测剥蚀少的复背斜核部有较大的找矿潜力。     

贺根山洋闭合与后造山伸展——来自科右中旗构造混杂岩带内晚三叠世花岗岩的证据

内蒙古科尔沁右翼中旗巨日合A2型二长花岗岩位于贺根山缝合带东段,侵位于早石炭世杜尔基构造混杂岩（带）中。笔者等通过对其进行系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U- Pb年代学研究,旨在厘定岩体成因和构造背景,为古亚洲洋分支洋盆—贺根山洋闭合时限提供证据。巨日合二长花岗岩主要由细粒二长花岗岩和中粒二长花岗岩组成。LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果显示巨日合二长花岗岩侵位于晚三叠世（203.7±1.6 Ma）。地球化学研究显示,该岩体高硅（SiO2=71. 08%~76. 62%）、富碱（Na2O+K2O=7. 99%~9. 28%）,贫钙（CaO=0. 25%~1. 67%）和镁（MgO=0. 05%~0. 63%）;负Eu异常显著（δEu=0. 14~0. 50）,Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000Ga/Al（3. 62~4. 90）、TFeO/MgO（3. 40~14. 80）、(Na2O+K2O)/CaO（5. 03~31. 96）值较高,显示出A2型花岗岩特征,代表其形成于后造山伸展拉张环境。同时结合岩浆起源温压条件研究,认为岩体可能为壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融及其后的结晶分异作用成因。结合中亚造山带东段早石炭—晚三叠世蛇绿岩、洋内弧和后造山型岩浆岩的时空演化关系,揭示贺根山洋可能在二叠纪末期闭合,并在三叠纪进入后造山伸展拉张阶段。     

南祁连土尔根达坂巴龙贡噶尔组火山岩地球化学及锆石U-Pb年代学研究

广泛分布于南祁连的志留纪巴龙贡噶尔组的形成时代和构造归属存在很大分歧,为了说明土尔根达坂巴龙贡噶尔组英安岩-流纹岩形成时代及地质意义,本文选择代表性岩石进行了主微量元素和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。地球化学结果表明,巴龙贡噶尔组火山岩为高钾钙碱性过铝质岩石,在成岩过程中经历了一定的结晶分异作用。火山岩微量元素表现出不同程度的富集K、Pb和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSE)Zr、Ce、Nb,具有明显的P、Ti负异常。LREE/HREE之比为6.98-10.13,δEu介于0.40-0.54显示负异常,表明稀土元素分馏明显;各样品稀土曲线具有相似的右倾型配分模式,反映为同源岩浆产物。三个样品LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为438.1±2.2Ma, 403.0±2.6Ma, 404.9±2.8Ma,说明火山岩的形成地质时期为早志留世-早泥盆世。综合对比得出原志留纪巴龙贡噶尔组应进行解体及重新认识,土尔根达坂地区巴龙贡噶尔组火山活动与南部柴达木花岗岩岩浆活动近于同期,两者可能都与柴达木陆块与中南祁连板块碰撞造山带上不同块体之间的伸展、滑塌等一系列岩浆侵入活动相关。     

中祁连地块西段青白口系其它大坂组英安质凝灰岩LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄及其地质意义

新元古界青白口系其它大坂组是中祁连地块西段基底岩系之一,对研究中祁连地块元古宙地质构造演化具有重要意义。笔者等通过1∶5万区调工作在其它大坂组中发现了英安质晶屑岩屑凝灰岩夹层,并对凝灰岩进行了锆石U- Pb年代学、岩石地球化学研究。测年结果表明样品中锆石年龄主要分3组。结合区域地质资料,笔者等认为第一组锆石（1456～1524 Ma）和第二组锆石（1018～1021 M）为外来锆石或/碎屑锆石,分别为物源区中元古代早期Columbia超大陆裂解事件和Rodinia大陆聚合事件（格林威尔造山作用）在中祁连地块中的响应;第三组锆石（946～964 Ma）的n（206Pb）/n（238U） 加权年龄为958±3 Ma（MSWD=1.4）,代表英安质凝灰岩的形成时代。岩石地球化学分析表明,其它大坂组英安质晶屑岩屑凝灰岩样品属于过铝质（A/CNK=1.37～1.75）、高钾（K2O>Na2O,K2O=4. 48%～4. 86%）、钙碱性（σ=0. 89～1. 26）火山岩,稀土总量为（149. 7～156. 4）×10-6,（La/Yb）N为10. 15～10. 61,具负Eu异常（δEu=0. 62～0. 63）,富集K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti等高场强元素,显示出与岛弧钙碱性火山岩相似的特点,形成于活动大陆边缘环境,是中祁连地块中—新元古代早期Rodinia超大陆形成地质事件的响应。