青海牛苦头矿区两期岩浆岩及其矽卡岩型成矿作用

牛苦头矿床位于东昆仑造山带祁漫塔格地区中段,目前已探明Pb+Zn资源量116万吨(推断及以上),为祁漫塔格地区探明的最大矽卡岩型铅锌矿床之一。M1、M4以及M2三个磁异常区(矿段)为牛苦头矿区主要的矿段(点),矿区发育大量与铅锌多金属矿成矿密切相关的花岗质岩体。本文通过对M1、M4以及M2三个矿段典型矿床地质特征、蚀变与矿化分带空间关系的研究,初步确定了M1和M4矿段钻孔底部的花岗闪长岩、M2矿段钻孔底部的二长花岗岩为成矿岩体。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,牛苦头矿区花岗质岩浆岩主要分为两期:M1和M4矿段的花岗闪长岩,其时代为375～353Ma,对应于海西期; M2矿段钻孔底部的二长花岗岩,其时代为216～212Ma,对应于印支期。全岩主微量元素地球化学研究表明,M1和M4矿段海西期花岗闪长岩为钙碱性系列-高钾钙碱性系列I型花岗岩,Mg~#值相对较高(平均44.23),含有大量暗色包体,具有弱的δEu负异常(0.68～0.87),以上特征暗示其源区形成过程中存在地幔物质的参与,类似于变玄武质角闪岩源区。其富集LREE和大离子亲石元素,亏损HREE和高场强元素,显示出后碰撞岩浆岩的地球化学性质。M2矿段钻孔底部的印支期二长花岗岩,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列I型花岗岩,Mg~#值相对较低(平均27.05),不含暗色包体,较为明显的δEu负异常(0.11～0.56),∑REE为113×10~(-6)～512×10~(-6),富集LREE和大离子亲石元素、亏损HREE和高场强元素,Rb/Sr比值高,代表了较高分异的岩体,其源区类似于变砂岩源区。综合区域构造-岩浆演化地质背景,本文认为牛苦头海西期花岗闪长岩形成于晚泥盆世始特提斯洋闭合后的后碰撞阶段背景下,地幔底侵古老陆壳,由幔源岩浆与壳源岩浆混合而形成。而晚期印支期二长花岗岩则形成于晚古生代古特提斯洋闭合后的后碰撞环境,类似于变砂岩岩性地壳的部分熔融并经历了较强分异演化而成。结合矿床地质及矿物学特征,本文初步将牛苦头矿区划分为两个成矿系统:即M1、M4海西期成矿系统和M2印支期成矿系统,分别对应海西和印支两期岩浆成矿作用。     

塔里木北部二叠纪长英质火山岩年代学及地球化学特征

大面积分布于塔里木盆地的二叠纪玄武岩构成了面积250000km²的大火成岩省(LIP),长英质火山岩的发现为塔里木二叠纪火山作用的研究打开了新的窗口。本文从塔北地区约5000m深的钻井中收集了4件二叠纪长英质火山岩的样品。通过对其进行锆石U-Pb同位素测试,得出其形成时代为274~282Ma,为塔里木大火成岩省晚期岩浆作用的产物。岩石具有高钾的特征K₂O+Na₂O=7.29%~8.34%,K₂O/Na₂O>1,大部分属于高钾钙碱性系列,且属于过铝质(A/CNK=1.32~1.53)。具有富集LREE和Zr、Hf、Y,亏损Sr、P、Ti、Nb、Ta等特征,微量元素分布曲线形态与地壳相近,具有右倾的稀土元素配分曲线,且显示出一定的负铕异常。通过Sr-Nd-Pb同位素的分析得出其源区有大量地壳物质,这与其具有较高的Th、U含量和与地壳平均值相似的Nb/La、Nb/U、Th/Ta相一致。综合年代学、地球化学特征及构造环境的判断,认为塔北地区二叠纪长英质火山岩形成于地幔柱活动背景下的地壳物质的部分熔融。     

甘肃西秦岭两类新生代钾质火山岩:岩石地球化学与成因

甘肃西秦岭地区存在钾霞橄黄长岩和钾质粗面玄武岩(钾玄岩)两类钾质火山岩,出露在甘肃西秦岭礼县、宕昌县等,地理坐标大致相当于104°20′～104°50′E,33°30′～34°10′N。钾霞橄黄长岩是一种不含斜长石,但普遍含有高钛金云母、黄长石、白榴石、霞石的岩石,全岩化学成分具低SiO2和Al2O3,富TiO2、CaO、MgO和高K/Na、高Mg#值的特征;钾质粗面玄武岩(钾玄岩)含有大量斜长石但是缺乏高钛金云母、黄长石、白榴石和霞石,全岩化学中SiO2、Al2O3明显高于前者,而TiO2、CaO、MgO、K/Na和Mg#值要比钾霞橄黄长岩低。钾霞橄黄长岩的全岩K/Ar和金云母单矿物的39Ar/40Ar同位素定年落在7.1～23Ma,而钾玄岩的全岩39Ar/40Ar同位素定年落在9Ma左右,因此它们同为中新世产物。两类钾质火山岩具有相似的富集不相容元素和轻稀土的特征。两类钾质火山岩的初始87Sr/86Sr分别在0.70403～0.70749和0.70412～0.70522;143Nd/144Nd分别在0.51274～0.51294和0.51265～0.51276;εNd分别在1.12～5.95和0.3～2.3。206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别落到18.3746～18.9986、15.529～15.6693和38.4971～39.4144。在火山岩源区示踪的143Nd/144Nd-87Sr/86Sr,207Pb/204Pb-206Pb/204Pb,208Pb/204Pb-206Pb/204Pb,143Nd/144Nd-206Pb/204Pb,87Sr/86Sr-206Pb/204Pb和Ba/Nb-La/Nb图解中,一致显示两类钾质火山岩具有与OIB相似的地球化学特征,源区可能与地幔柱有关,并具有EM1、DMM和HIMU端员混合特征。结合前人对该区深部地球物理和断裂构造的研究,论证了火山岩的起源与成因,指出作为对印度—欧亚大陆强烈碰撞的吸收与调节,高原下软流圈地幔流沿400km界面向北东方向的侧向流动以及西秦岭周边克拉通块体的阻挡,是形成西秦岭断裂系左行走滑特征和巨大拉分盆地的主要原因,也是导致西秦岭新生代两类钾质火山岩和碳酸岩起源与成因的动力学机制,较好地解释了西秦岭新生代岩浆作用起源深度大,具有地幔柱源的地球化学特征,岩石组合与地球化学有别于高原内部及其周边地区新生代钾质火山岩的原因。     

新疆萨热克铜矿床地质及C-H-O-S同位素地球化学特征研究

在详细总结萨热克铜矿床地质特征的基础上,通过对矿床C-H-O-S同位素的系统研究,探讨其成矿物质和流体来源。矿石的δ34S值分布于-15‰~28.3‰区间,表明硫来自于还原的有机硫。方解石的δ13 CPDB值为-1.8‰~0.6‰,表明成矿流体中碳主要来源于海相碳酸盐岩的溶解,而δD值为-89.6‰~-110.5‰,δ18 O值为6.17‰~7.87‰,指示成矿流体主要来自于盆地建造水。含铜的盆地建造水在运移过程中溶解地层中的海相碳酸盐类岩石,并与还原作用形成的有机硫在合适的层位(砾岩层)结合,可能是导致矿质沉淀的重要机制。     

内蒙古赤峰五十家子岩体成因及其对岩石圈伸展减薄的指示

【研究目的】内蒙古赤峰五十家子岩体位于大兴安岭南段成矿带的西南部,对其进行系统的年代学和地球化学研究有助于丰富对区域构造-岩浆演化和成矿规律的认识。【研究方法】本文基于岩石学与地球化学研究工作,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、主微量元素分析和锆石Lu-Hf同位素测试等方法分析了岩体成因。【研究结果】LAICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,五十家子岩体中的斑状含黑云母二长花岗岩、斑状含黑云母正长花岗岩和斑状黑云母正长花岗岩分别形成于（150.3±1.3） Ma,（145.9±1.8） Ma和（137.1±2.2） Ma,属晚侏罗世至早白垩世的产物。地球化学组成上,该花岗岩体具有富硅、富碱、低铝、低钙的特点,属于碱性、准铝质-弱过铝质A型花岗岩。锆石Hf同位素分析结果显示斑状含黑云母正长花岗岩具有正的ε_Hf （t）值（+7.5~+14.3）和年轻的二阶段模式年龄（t_DM2=285~718Ma）,与大兴安岭南段晚中生代花岗岩ε_Hf （t）值相近,表明其源区物质中年轻下地壳的贡献占主导地位,斑状含黑云母二长花岗岩中暗色包体的发育指示其可能经历了岩浆混合作用。【结论】根据本文研究结果,结合区域地质背景,五十家子岩体可能形成于晚中生代岩石圈伸展减薄环境下,软流圈上涌导致年轻下地壳发生部分熔融形成初始岩浆,并与幔源岩浆混合,后经高程度分异演化并于浅部侵位,最终固结形成了五十家子花岗岩体。五十家子岩体具有显著的高分异和深源浅侵位特征,与区域内锡多金属成矿作用有密切的成因联系。创新点：采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法获取五十家子岩体3个岩相的形成时间,依据岩相学特征、成岩时间、地球化学特征、锆石Hf同位素特征及区域地质背景综合分析岩体成因。     

大兴安岭南段白音诺尔铅锌矿床成矿时代确定及其找矿意义

内蒙古白音诺尔铅锌矿床是我国北方著名的超大型矽卡岩型铅锌矿。矿区出露的岩浆岩主要有花岗闪长岩、晶屑凝灰熔岩、石英斑岩、闪长玢岩、花岗岩。矿体呈脉状和囊状,产于中二叠统哲斯组大理岩中,受硅钙面及北东向断裂构造的控制。关于白音诺尔铅锌矿床的成矿时代存在燕山期成矿和印支期成矿两种不同的观点。本文通过厘定与矿体空间位置关系密切的岩浆岩的成岩年龄推测矿体的形成时代,坑道地质调查发现矿体切穿了区内晚侏罗世满克头鄂博组的火山岩后又被闪长玢岩切穿,因此可推测矿体的形成时代介于两种岩浆岩之间,通过锆石LA- ICP- MS U- Pb定年,获得了火山岩的年龄为149. 9±2. 5Ma,闪长玢岩的年龄为140. 3±2. 6Ma,由此限定成矿年龄在140. 3±2. 6~149. 9±2. 5Ma之间,属于晚侏罗- 早白垩世,与区域上锡多金属矿床的形成时代一致。在白音诺尔铅锌矿床中已有锡的显示并在其周边地区发现了锡矿体的存在,区域上锡多金属矿床的形成与晚侏罗- 早白垩世的高演化花岗岩关系密切,因此认为白音诺尔铅锌矿的成矿地质体可能为同期隐伏高演化花岗岩,暗示矿床深部仍存在巨大找矿前景。     

河北承德偏硅酸矿泉水成因模式:岩石风化与水岩作用证据

【研究目的】承德地处京津冀水源涵养功能区,矿泉水资源丰富,研究其赋存分布与形成机制对矿泉水可持续利用与水源涵养优化具有重要意义。【研究方法】采用岩石地球化学和水化学分析、化学风化指数、矿物表面微观形态分析,同位素示踪等方法系统梳理了研究区地下水偏硅酸空间分异的影响因素,从岩石风化与水化学耦合角度探讨了偏硅酸矿泉水的成藏机制。【研究结果】结果表明：研究区常温水体偏硅酸含量达30 mg/L以上样品占比达5.16%,地热水偏硅酸平均含量达61.76 mg/L。偏硅酸矿泉水成藏受岩石风化和地质构造控制,风化酸性介质影响,水化学形成作用制约。风化敏感程度愈高,易风化矿物含量愈高的含水介质赋存地下水偏硅酸含量愈高。研究区硅酸盐岩总体处于初等化学风化——长石类矿物和辉石等镁铁质矿物风化形成高岭石、蒙脱石和伊利石阶段。构造深部幔源CO₂、工矿活动和人类生产生活输入的外源硫酸和硝酸共同参与岩石风化脱硅过程,偏硅酸矿泉水、地热水温泉出露处多为构造复合部位或主干断裂与次级断裂的交汇部位。【结论】承德市偏硅酸矿泉水成因模式可概化为构造断裂深循环淋溶型、风化裂隙浅循环淋溶型和层间孔隙裂隙-补给富集埋藏型3类。植被覆盖较好的玄武岩、火山碎屑岩、陆源碎屑岩流域山前宽缓沟谷与导水断裂交汇带,侵入岩导水导热断裂带、侵入岩与围岩接触带,花岗岩、片麻岩和陆源碎屑岩与碳酸盐岩接触带为偏硅酸矿泉水开采潜力区。创新点：（1）从岩石风化与水岩作用水化学耦合角度探讨了偏硅酸矿泉水的成藏机制;（2）系统总结了承德市偏硅酸矿泉水空间分布的影响因素与成因模式。     

东天山卡拉塔格矿带红海VMS型矿床S、Pb同位素地球化学研究

红海早古生代块状硫化物矿床是近年来在东天山新发现的典型VMS型矿床,赋存在一套早古生代海相岛弧火山岩-火山碎屑岩中,是由上部透镜状块状矿体和深部脉状-网脉状矿体组成。文章对该矿床开展了系统的S、Pb同位素地球化学研究,拟揭示其成矿物质来源。本次分析获得金属硫化物的硫同位素δ34 S值:黄铁矿闪锌矿黄铜矿,且接近于0‰(-0.8‰~6.0‰);而重晶石的δ34 S值为高正值(27.4‰~29.9‰),这与世界大部分VMS型矿床的硫化物δ34 S值一致;矿床硫主要来自于下盘岛弧火山岩硫及与少量海水硫酸盐无机还原硫的混合。金属硫化物的Pb同位素组成比较集中,其中206 Pb/204 Pb为17.886~18.144,207 Pb/204 Pb为15.465~15.506,208Pb/204Pb为37.325~37.684,硫化物Pb同位素类似于MORB亏损地幔Pb同位素特征,具有地幔和造山带来源特征,显示其金属成矿物质主要来源于矿体下盘发育的具亏损地幔特征的岛弧火山岩。总之,红海VMS矿床硫化物S、Pb同位素研究显示其成矿物质主要来自岛弧火山岩,少量来自海水,它们为深入研究VMS矿床成矿物质来源和成矿过程中流体间相互作用提供了资料。     

滇东南马关和屏边地区新生代玄武岩地球化学特征及深部动力学意义

滇东南马关和屏边地区新生代玄武岩是青藏高原后碰撞岩浆作用的重要组成部分.玄武岩全岩的39Ar/40Ar定年结果显示,马关地区存在两期玄武岩浆作用,其时代分别为12.9±0.2Ma和21.2±1.2Ma;屏边玄武岩的时代非常年轻,＜ 1.7Ma,与越南、南海地区以及滇西腾冲新生代玄武岩浆作用的时代一致.根据全岩化学与标准矿物分类命名方法,确定马关玄武岩包括橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩和碧玄岩三种岩石类型;而屏边玄武岩均属碧玄岩.采用有关熔体分离压力估算的方法,分别估算了两地玄武岩岩浆的起源深度,结果为:马关从橄榄拉斑玄武岩-碱性橄榄玄武岩-碧玄岩,其起源深度分别为57～73km、82km和67.5～ 87km.屏边碧玄岩的起源深度为79～88km,略高于马关地区的碧玄岩.全岩稀土微量与Sr-Nd同位素结果表明,两地新生代玄武岩具较低的初始87Sr/86 Sr同位素比值和较高的143Nd/144Nd比值,所有玄武岩均具有正的εNd值,以及富集LREE、LILE和Nb、Ta等高场强元素,无Eu异常,且具较高的Nb/U比值等地球化学特征,证明这两地的玄武岩具有相似于OIB的亏损地幔源区,显示出MORB(或OIB)型与EM Ⅰ(和EMⅡ)富集端元的混合特征.结合稀土元素模拟与地幔包体研究成果,提出该区新生代玄武岩源区应该处于石榴子石相-尖晶石相的过渡区域,可以通过石榴石二辉橄榄岩经1％部分熔融所产生的熔体与尖晶石相二辉橄榄岩经2％～5％部分熔融形成的熔体的混合形成.作为对始于65Ma左右的印度-欧亚大陆巨型碰撞的一种响应,沿金沙江-哀牢山-红河断裂带发生了显著的块体旋转、挤出或逃逸以及构造应力场的巨大反转与调整,诱发青藏高原下部深部物质向周边发生迁移.在西太平洋俯冲带“吸力”的影响下,加速了软流圈物质向东南方向的流动和上涌,最终形成马关、屏边地区新生代岩浆岩.因此,该区新生代火山作用是对印度-欧亚大陆巨型碰撞的响应,也是青藏高原下深部软流圈物质侧向流动的记录.     

滇西北衙多金属矿田矿床成因类型及其与富碱斑岩关系初探

北衙金多金属矿田是与金沙江-哀牢山新生代富碱斑岩有关的成矿作用的典型代表之一,近年来在矿产勘查方面又有重大突破,金已达到超大型矿床,伴生铁、铜、银、铅、锌也达到了大-中型矿床规模。本文基于野外观察与室内研究,结合前人研究成果,对北衙多金属矿的成因类型,富碱斑岩与成矿作用的关系及成矿机制进行了系统总结,对与成矿相关的富碱斑岩进行了主量元素及锆石LA-ICP-MS的测试,探讨了铁矿的成因。研究表明,矿田原生金属矿床可分为:斑岩型铜金矿化,夕卡岩型铁、金、铜、铅、锌矿化,爆破角砾岩筒中的铁、金、铅、锌矿化以及热液型金、银、铅、锌矿化。其中夕卡岩型和热液型矿床是该区最主要的成矿类型。新生代富碱斑岩(石英正长斑岩)的年龄分别34.92±0.66Ma和36.24±0.63Ma。属于钾质碱性岩系列。它不仅为含矿流体的上升提供了动力和热能,而且还是成矿物质和成矿流体的主要来源,因此形成以斑岩体为中心,由斑岩型、夕卡岩型、热液型等矿床构成的一个连续的成矿系统。钾质碱性岩及矿床是在碰撞造山走滑构造系统深部壳幔相互作用的产物。本区岩体接触带中发育大量由菱铁矿和磁铁矿组成的铁矿体,其中大部分的磁铁矿是一种具有赤铁矿的板状晶或聚片双晶假象的穆磁铁矿。对磁铁矿和菱铁矿形成条件的分析表明,磁铁矿和菱铁矿主要是在碱性环境下交代含铁夕卡岩矿物形成的。当热液中H+的浓度降低时,赤铁矿被还原为磁铁矿,但仍保留了赤铁矿的晶形,于是成为穆磁铁矿。由此推测,本区成矿作用是在成矿流体及夕卡岩化交代作用长时间反复持续进行的条件下发生的,这可能是本区得以形成巨量金属堆积的重要原因之一。