鞍山陈台沟BIF铁矿与太古代地壳增生：锆石U-Pb年龄与Hf同位素约束

新发现的陈台沟隐伏铁矿床位于辽宁鞍山附近,矿石类型以条带状铁矿石为主,铁矿层顶板围岩为绿泥石英片岩,底板围岩为黑云石英片岩.元素地球化学分析表明,铁矿石及磁铁矿单矿物均富集重稀土,具La、Eu及Y正异常,无明显Ce负异常,反映成矿物质来源于海底高温热液(约占0.1％)与海水的混合溶液,且BIF沉积时海水处于缺氧环境.标型组分分析显示铁矿石及磁铁矿属于沉积变质型或BIF型.原岩恢复表明,绿泥石英片岩原岩为酸性火山岩,黑云石英片岩原岩为泥砂质岩石,二者皆富集Rb、Th、U、LREE,亏损Nb、Ta、Ti.构造背景分析表明两类片岩的原岩均形成于岛弧背景,反映了陈台沟BIF沉积时的构造环境.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示铁矿体夹层绿泥石英片岩中岩浆锆石形成于2551±10Ma,代表陈台沟BIF形成时代;变质锆石形成于2469±23Ma,代表后期变质作用时代.Hf同位素分析显示大多数锆石具有正的εHf(t)值(-2.23 ～7.54),表明岩浆源区以亏损地幔物质为主,但明显受到古老地壳物质的混染;二阶段模式年龄(tDM2)主要介于3133～ 2580Ma之间.结合其他矿区Hf同位素资料,指示鞍本地区可能存在新太古代(～2.55Ga)地壳增生事件.综合分析认为,陈台沟铁矿属Algoma型BIF,是新太古代末华北克拉通大规模BIF成矿事件的代表之一.     

鞍山—本溪地区前寒武纪条带状铁建造铁矿时代、物质来源与形成环境

前寒武纪条带状铁建造(BIFs)蕴含丰富的铁矿石资源,记录了早期地球演化的重要信息。鞍山—本溪地区发育巨量的太古宙BIFs。鞍山—本溪地区BIFs由互层的硅铁条带组成,金属矿物以磁铁矿为主,含少量赤铁矿、黄铁矿及菱铁矿等。围岩与BIFs呈整合接触,具有变火山岩的岩石学特征及地球化学特征,表明BIFs属于阿尔戈玛型,其变火山岩围岩年龄可大致代表BIFs沉积时代。锆石U-Pb年代学显示,鞍山—本溪地区至少发育约3.10Ga及约2.55Ga两期BIFs沉积成矿事件,后者在华北克拉通广泛发育。鞍山—本溪地区BIFs地球化学具有以下特征:1低的TiO2与Al2O3含量及高场强元素负异常,表明沉积过程中陆源碎屑物质加入量很少;2PAAS标准化REE配分模式显示重稀土元素富集,La、Y及Eu正异常,暗示BIFs沉积自海水与海底高温热液的混合溶液;3接近同时代亏损地幔的εNd(t)值(3.0~4.7),表明Fe可能来源于海底热液活动淋滤洋壳;4BIFs中仅发育少量黄铁矿,基本不显示Ce负异常且富集铁的重同位素(δ(57Fe)值为(0.13~2.73)×10-3),暗示古海洋整体处于低硫、缺氧环境,BIFs的沉淀可能与富Fe2+溶液遭遇环境突变有关。元素地球化学分析表明,大孤山与陈台沟围岩具有弧火山岩特征,南芬与歪头山围岩类似于弧后盆地玄武岩,因此,鞍山—本溪地区BIFs沉积于火山弧相关构造背景。     

川西里伍式富铜矿床成矿地质条件及找矿前景分析

川西江浪穹隆以发育里伍式富铜矿床而著称。本文在系统总结前人资料的基础之上,详细论述了富铜矿床的基本地质特征。江浪穹隆具有优越的成矿地质条件:里伍岩群为富铜矿床的形成提供充足的成矿物质,韧性剪切带及重力滑脱作用引起的脆、韧性变形为成矿过程提供有利的构造条件,燕山期花岗岩可能为成矿提供热动力来源和部分成矿流体。结合以往的物探、化探信息,提出江浪穹隆北部柏香林-挖金沟-中咀-笋叶林及南部黑牛洞-里伍一带的深部及边部找矿前景良好。     

川西江浪穹窿二叠系变玄武岩的地球化学特征与岩石成因

江浪穹窿二叠系地层中发育一套顺层产出的变玄武岩,主要由角闪石(~80%)、斜长石(~15%)与少量的石英(3%)、磁铁矿(~2%)等组成,具有明显的枕状构造。为深入探讨变玄武岩的岩石成因,本文对其进行了主微量元素分析。结果显示,变玄武岩具有低的Si O2(平均44.14%)与Ti O2(平均1.79%)含量、高的TFe2O3(平均13.95%)和Mg O(平均11.64%)含量,Mg#值介于65.6~58.3;稀土配分型式显示为轻微的右倾型,Ce异常(Ce/Ce*平均0.89)与Eu异常(Eu/Eu*平均1.03)不明显;富集大离子亲石元素Rb、Ba和U,亏损高场强元素Nb、P、Zr和Hf;低的La/Sm值(2.71~2.26)、(Th/Ta)PM值(1.36~1.14)与(La/Nb)PM值(1.78~1.33)。综合分析认为,该套变玄武岩属于洋底玄武岩,可能是古特提斯洋的洋壳残余。岩浆源区为亏损地幔混有少量的富集地幔组分,岩浆上升侵位过程中没有遭受地壳物质的混染。与峨眉山低钛玄武岩(LT1)的对比显示,该套变玄武岩并非晚二叠世峨眉山玄武岩。     

山西吕梁古元古代袁家村铁矿BIF稀土元素地球化学及其对大氧化事件的指示

华北克拉通是前寒武纪BIF的重要产区,袁家村铁矿位于山西吕梁地区,是国内疑似Superior型BIF的范例。BIF赋存于吕梁群下部袁家村组沉积岩系,前人根据上覆和下伏含火山岩地层的时代,推测袁家村组的形成时代为2.3—2.1Ga,晚于或在大氧化事件（GOE）发生的时间范围（2.4～2.2Ga）内。袁家村铁矿区BIF主要由半自形。它形粒状磁铁矿和石英组成,较少见其他矿物,变质程度较浅,为绿片岩相。低角闪岩相。该BIF的地球化学特征与Superior型BIF类似,经后太古宙平均页岩（PAAS）标准化后,La,Y和Eu元素的正异常显示成矿物质来源主要来自高温热液和海水,缺乏或仅有微量陆源碎屑的混染;稀土元素特征显示出部分Ce的正异常,较小的Y／Ho比值和较大的Ce异常,LREE／HREE（（Pr／Yb）PAAS）比值范围,与古元古代晚期（〈2.0Ga）世界典型铁建造基本一致,说明了吕梁地区2.3～2.1Ga古海洋为氧化还原状态分层的海洋。其原因推测与当时发生的大氧化事件有关,即大氧化事件造成上部氧化水体中Ce和Mn的氧化,在海水中存在Mn的氢氧化物载体,不同的氧化还原状态下这种载体的溶解和形成就会造成BIF特有的稀土元素特征。BIF的沉淀环境可能发生于氧化还原变层及其下部的还原水体中。     

四川西部里伍式富铜矿床黄铜矿Re-Os定年及其成矿意义

川西里伍式富铜矿系指产于扬子地台西缘和松潘-甘孜造山带接合带江浪穹窿中的呈层状-似层状或透镜状的富铜矿床。矿床地质特征、矿化类型及矿相学研究表明其为热液型矿床。为精确厘定热液成矿作用发生的时间,本文对占主体的块状-脉状矿石中的黄铜矿进行了高精度NTIMS Re-Os同位素定年,获得等时线年龄为150.2±4.9~151.1±4.8Ma(2σ),说明里伍式富铜矿主要形成于晚侏罗世,明显晚于赋矿围岩新元古界里伍岩群,与江浪穹窿边部出露的花岗岩体年龄较为接近;初始187Os/188Os比值为3.65±0.29,说明其金属成矿物质来源主要为大陆地壳,很可能主要来源于赋矿岩层里伍岩群。结合成穹构造—岩浆事件,本文认为早燕山期区域伸展构造背景下的岩浆热隆作用不仅为铜富集提供了热动力和部分流体,同时为矿体最终定位提供了良好的导矿—容矿空间,是里伍式富铜矿形成的关键因素。     

小秦岭东吉口印支期辉石正长岩年代学及其地质意义

东吉口辉石正长岩是小秦岭地区此前唯一获得加里东期年龄的岩体,呈不规则卵圆状侵入于古元古代太华群高级变质岩中,发育弱片麻理。详细的岩相学观察发现,岩体内部可以分为两种具不同结构特征的岩性,从野外接触关系来看:细粒辉石正长岩形成较早,发育烘烤边;中粒含斑辉石正长岩略晚,发育冷凝边。二者的矿物均由斜长石、钾长石、辉石、角闪石、石英等组成,斑晶主要为辉石和斜长石,辉石和角闪石均发生退变质作用。细粒辉石正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为(214.8±3.1) Ma（MSWD=0.48）,中粒含斑辉石正长岩为(212.9±3.1) Ma（MSWD=5.6）,均形成于晚三叠世印支期,而不是此前认为的加里东期。这一组年龄表明,小秦岭地区加里东期岩浆活动可能极其微弱,或者不存在该期岩浆活动。总结前人资料,发现东吉口辉石正长岩的形成时代与小秦岭印支期成矿事件同时,印支期岩浆活动与洋陆俯冲转为陆陆碰撞作用有关,强烈的壳幔相互作用导致了深部物质的上涌,岩浆活动为金的富集提供了热驱动力。     

甘肃阳山金矿区安昌河—观音坝断裂带显微构造特征及地质意义

甘肃阳山金矿是我国最大的金矿床,位于西秦岭造山带的陕甘川"金三角"地区。金矿成矿时代为早侏罗世,与燕山期斜长花岗斑岩有密切的成因联系。基于野外地质调查,本文对安昌河—观音坝断裂带构造岩进行了细致的显微构造研究,以期通过微观构造特征认识宏观断裂构造的活动规律。镜下观察表明断裂带内兼具大量的脆性与塑性显微变形,主要发育左行剪切,暗示该断裂为左行韧-脆性剪切带。断裂带内构造岩经历了高绿片岩相、低绿片岩相及低于绿片岩相的变质-变形过程,且断裂带内至少存在过三到四期构造变形,为断裂带曾发育"多期构造变形"提供依据。显微构造应力分析及岩层产状等密度图显示区域主压应力方向为NNW-NNE,是对印支期以来多期主应力方位的综合反映。据亚颗粒法及动态重结晶法计算的成矿前古应力差值为128.6～95.8 MPa,成矿期古应力差值为74.9～69.3 MPa,成矿后古应力差值为65.8 MPa。综合分析认为中—晚三叠世以来安昌河—观音坝断裂带变质相相变为高绿片岩相→低绿片岩相→低于绿片岩相,变形序列为韧性→韧-脆性→脆性,区域主应力大小发生了大→小的转变,主应力方位经历了SN向挤压→NE向挤压→NW及SN向挤压的转换。安昌河—音坝断裂带构造演化特征反映其经历了从深部到浅部逐渐抬升的过程。     

BIF成因研究进展

BIF在全球广泛分布,BIF型铁矿是铁的重要来源。根据产出的构造背景将其分为阿尔戈玛型（Algoma-type）和苏必利尔湖型（Lake Superior-type）。BIF主要产出于前寒武纪的古老克拉通和/或年轻地体,形成时代集中在3.0～2.0 Ga,峰期为2.5 Ga左右。前人对BIF型铁矿的成因研究着重于BIF的物质来源和Fe²⁺ 氧化沉淀机制两个方面,但都尚未达成共识。物质来源的观点主要有大陆风化剥蚀、海底热液、海底热液和海水的混合物、热液淋滤洋壳、既有大陆物质来源又有热液来源,沉淀机制主要有生物沉淀和非生物沉淀两种认识,前者是指Fe²⁺ 利用微生物（如蓝藻）光合作用产生的O₂氧化成Fe³⁺,或Fe²⁺ 直接被微生物代谢氧化,后者主要包括热液与海水混合、密度流作用、相分离、紫外线引起Fe²⁺ 氧化沉淀等。