辽吉古元古代活动带的双成矿带地质特征

辽吉活动带是华北陆块最具代表性的古元古代造山/活动带,不仅发育巨量的古元古代陆壳沉积物质和岩浆活动,而且经历了十分复杂的构造演化过程,以及多期岩浆-变质事件的叠加改造。辽吉活动带的形成和构造演化时期,也是该区的一次重要成矿期,以矿种多、规模大、层状或层控为主而发育大型-超大型矿床为特点,其中菱镁矿、滑石、硼、铅锌、钴、金和铀等矿产具有重要的经济价值。辽吉活动带由出露厚度达万米的古元古代辽河群、集安群、老岭群和不同阶段、不同类型的岩浆岩所组成。其主体发育两套变质岩石:一套为变质碎屑岩-碳酸盐岩组合,以变质相相对较低为特征,出露地层为北辽河群和老岭群,形成于靠近龙岗陆块的被动大陆边缘浅海盆地环境;另一套是由变质火山-沉积岩系和辽吉花岗岩共同组成的地质构造单元,变质相相对较高,地层分布在南辽河群和集安群,形成于远离大陆边缘俯冲体系下的弧岩浆构造环境。此外,形成于与被动大陆边缘构造环境相关的成矿带内分布着菱镁矿床、滑石矿床、铜钴矿床和铀矿床等,形成于活动大陆边缘弧岩浆构造坏境内的成矿带主要分布硼、铅锌和金等矿床。研究表明,海城菱镁矿、后仙峪硼矿、翁泉沟硼矿、范家堡子滑石矿、大横路铜钴矿和猫岭金矿等矿床均具有大型-超大型规模,其中海城菱镁矿矿床储量达8.84亿吨,为世界之最的超大型矿床,翁泉沟硼矿床的B2O3储量高达2185万吨,为超大型矿床,占全国总储量的28.6%。辽吉古元古代活动带发育在太古宙克拉通基底之上,经历了有限的拉伸裂陷、岩浆侵位、(火山)沉积、碰撞拼贴、变质改造、隆升拆离和消亡等发展演化阶段,时限为2.2～1.8 Ga。辽吉活动带的成矿构造-岩浆演化可以划分为4个阶段:①2.2～2.0 Ga岩浆作用和成矿阶段;②2.0～1.9 Ga沉积作用和成矿阶段;③1.90 Ga大规模变质-变形和成矿阶段(碰撞造山期);④1.89～1.82Ga碰撞后岩浆作用阶段。综上,辽吉活动带的形成与演化经历了从活动陆缘转变为被动陆缘最终碰撞造山的地壳演化和成矿作用过程,其中成矿作用是由两类不同成矿构造环境所控制。同时,本区又经历了中生代构造-岩浆成矿作用的叠加,使区内成矿作用更具复杂性、多样性和多期性。这种在同一个成矿区内,由双成矿带控制的成矿在国内外很少见。因此,该区是形成多种矿产大规模成矿十分有利的地区及找矿远景地区。     

温都尔庙群锆石的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及构造意义

温都尔庙群分布在内蒙古中部地区,分下部桑达来呼都格组和上部哈尔哈达组,通常被认为属于蛇绿岩套组合,形成时代也一直存在争论。详细的野外调查表明,温都尔庙群不完全是蛇绿岩组合,还发育洋内弧的玄武岩-玄武安山岩-安山岩组合。所以,温都尔庙群为一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同时代和成因的增生杂岩。对温都尔庙群洋内弧变质安山岩及变质碎屑岩进行锆石LA-MC-ICPMS法U-Pb同位素测年表明:桑达来呼都格组上部洋内弧变质安山岩年龄为470±2Ma。哈尔哈达组两个样品(10NM142、10NM143)的碎屑锆石年龄主要集中在445~480Ma范围内,其中10NM143样品中最年轻谐和年龄多在424~438Ma之间,表明至少有一部分地层形成于中志留世。考虑温都尔庙群蛇绿岩形成时代(497~477Ma)、高压变质时代(446±15Ma~453±1.8Ma)及晚志留世西别河组不整合覆盖其上的事实,桑达来呼都格组可能形成于寒武纪-晚奥陶世,哈尔哈达组形成于晚奥陶世-中志留世。因此,温都尔庙群是形成于寒武纪-中志留世的变质增生杂岩。     

高阶统计量在探地雷达数据处理中的应用

用高阶统计量方法对探地雷达数据进行处理,基本思路是采用信号识别与检测中的高阶统计量参数,对不同模型的探地雷达数据记录进行处理与重构,结果表明不同模型具有不同阶数的高阶统计量特征。模型实验与实际应用都表明,高阶统计量对压制背景噪声和多次反射波有较好的效果。     

扬子克拉通北缘神农架群碳、氧同位素特征及其对古环境和沉积时代的制约

对扬子克拉通北缘神农架地区神农架群（1.4~1.0 Ga）鹰窝洞组-石槽河组碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据912组。神农架群岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积环境具有良好的协同指示意义:神农架群δ13CV- PDB变化范围-2.20‰~+6.27‰,平均值为+0.93‰;δ18OV- PDB变化范围-9.95‰~-1.17‰,平均值为-4.95‰;总体属于环潮坪碳酸盐台地-台地边缘-台地前缘斜坡沉积。海水的相对深水期为大岩坪期,相对浅水期为乱石沟期和石槽河期。神农架群δ13CV- PDB主体变化范围-1.50‰~+5.00‰,下亚群变化范围大于上亚群,整体与华北克拉通北缘蓟县剖面中元古代地层的碳同位素特征差异较大。神农架群和蓟县中元古代地层可能分别对应南乌拉尔地区的中里菲系和下里菲系。通过与全球相关地层碳同位素演化曲线对比,神农架群下亚群最大沉积时限应该小于~1350Ma。神农架群上亚群与北美Bylot超群、西非Atar超群的δ13CV- PDB变化范围和趋势较为相似,均出现了介于1.2~1.1 Ga之间的碳同位素迅速负偏,可能是对Rodinia超大陆汇聚事件的响应。     

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪两期变质表壳岩的重新厘定:岩石学及锆石U-Pb年代学证据

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪变质表壳岩具有变质程度深（麻粒岩相）、连续性差、变形及构造置换强烈等特征,地层划分及形成时代一直存在较大争议.通过详细的地质调查、岩石学及年代学研究,新厘定出新太古代桑干岩群铁英岩岩组、石榴黑云片麻岩岩组以及古元古代集宁岩群黄土窑岩组石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段和含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段4套变质表壳岩单元,并建立了相应的岩石学识别标志.新太古代变质表壳岩一般呈透镜体或带状体产出于新太古代变质深成岩中,且锆石年龄存在~2.5 Ga和~1.8 Ga两个峰值.铁英岩岩组原岩为一套基性火山岩夹磁铁石英岩建造,产出阿尔戈马型BIF铁矿,形成年龄为2 489±19 Ma;石榴黑云片麻岩岩组主体岩石为条带状石榴黑云斜长片麻岩,原岩为杂砂岩建造,物源来自新太古代TTG岩石.古元古代石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段原岩为一套基性火山岩夹大理岩建造,形成年龄早于~2.03 Ga;含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段野外呈带状构造岩片体产出,连续性较好,为一套"有层无序"的孔兹岩组合,碎屑锆石年龄介于2.30~1.99 Ga,与区域上孔兹岩年龄结构一致,形成时代为古元古代晚期（1.99~1.95 Ga）.新太古代和古元古代变质表壳岩均卷入古元古代末期的造山过程（1.95~1.80 Ga）,遭受麻粒岩相变质与变形作用.区内孔兹岩可能是造山过程卷入的构造岩片.本研究进一步明确了晋冀蒙交界地区存在与孔兹岩不同的新太古代陆源碎屑岩和古元古代洋壳残片,这对重新认识本区早前寒武纪地质演化具有重要意义.      

大兴安岭中南段昌图锡力银铅锌锰多金属矿床成矿物质来源及矿床成因：来自S- Pb- C- O同位素的制约

昌图锡力银铅锌锰矿床位于内蒙古锡林郭勒盟东乌旗地区,是近年来在大兴安岭成矿带中南段锡林浩特—霍林郭勒铅-锌-银-铜-钼多金属成矿亚带上新发现的一处多金属矿床,填补了该区域的找矿空白。矿床主要赋矿地层为白音高老组中酸性火山熔岩夹火山碎屑岩建造,矿体呈脉状、透镜状,构造控矿作用明显,北西及北东向构造交汇处是成矿有利部位。热液成矿期可以划分为4个成矿阶段：石英-黄铁矿阶段、铅锌金属硫化物阶段、银矿物阶段、石英-碳酸盐阶段。为探讨昌图锡力多金属矿床成矿物质来源及矿床成因,开展了S、Pb、C、O同位素分析。测试结果表明：矿床中矿石硫化物的 δ 34 S值为0. 6‰~4‰,呈塔式分布特征,表明硫的来源为相对单一的深源岩浆。矿石中Pb同位素 206 Pb/ 204 Pb值为18. 129~18. 177,平均值为18. 155; 207 Pb/ 204 Pb值为15. 500~15. 561,平均值为15. 533; 208 Pb/ 204 Pb值为37. 849~38. 049,平均值为37. 959,μ值变化范围为9. 3~9. 41,ω值变化范围为34. 69~35. 82,铅同位素组成及各项分析数据表明矿石铅为壳幔混合来源。昌图锡力矿床硫、铅同位素组成与大兴安岭中南段多金属矿床的相似性暗示它们可能具有类似的成矿物质来源。矿床中 δ 13 CV- PDB 值为-6. 1‰~-7. 9‰,δ 18 OV- SMOW 值为＋8. 7‰~＋13. 2‰,指示碳同位素来源于深部岩浆,并且晚期成矿阶段受到低温蚀变作用的影响,菱锰矿的形成是由于温度降低以及水/岩反应的耦合作用所导致。依据赋矿围岩年代推测昌图锡力矿床成矿时代大约为130~140Ma,与大兴安岭中南段成矿高峰期相一致。矿床的形成是深部岩浆流体逐步演化的产物,岩浆活动为成矿作用提供了热动力及成矿物质,初步认为昌图锡力银铅锌锰多金属矿床成因类型属于浅成低温热液型多金属矿床。     

内蒙古白乃庙铜矿区含矿中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成矿时代

为了限定白乃庙铜矿的成矿时代和成矿环境,对含矿中酸性岩类进行同位素年龄和岩石地球化学研究。获得的3个含矿花岗闪长岩样品的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为421.5±1.8Ma、438.6±3.4Ma和459.3±3.6Ma。含矿中酸性岩类属于过铝质钙碱性系列岩石,稀土元素曲线显示为轻稀土元素富集型,具有弱正Eu异常,微量元素曲线表现为明显的Ta、Nb亏损。综合含矿中酸性岩类时代、地球化学特征及区域构造背景,认为白乃庙铜矿总体形成于早古生代,具有多期成矿的特点,成矿作用与古蒙古洋早古生代俯冲消减事件有关。     

大兴安岭南段维拉斯托高分异花岗岩体的成因与演化及其对Sn-(Li-Rb-Nb-Ta)多金属成矿作用的制约

近年来,大兴安岭南段维拉斯托矿区深部Sn-Li找矿取得重大突破,但人们目前对与成矿作用密切相关的深部花岗岩体成因与演化及其对稀有金属矿化存在怎样的制约尚不清楚.为此,针对该岩体开展了年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究,获得的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为130.7±0.5 Ma（MSWD=0.53）,属早白垩世岩浆活动产物.化学组成上表现为高硅、富碱（高钠）,贫钙、镁、铁和极低P₂O₅（< 0.01%）含量特征,铝饱和指数（A/CNK）集中于1.02~1.08,全岩Rb/Sr、Nb/Ta比值高,Zr/Hf比值低（< 4）.岩体富Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta以及Li、F等元素,亏损Ba、Sr、Ti和稀土元素,轻重稀土比值小,并具显著的四分组效应和Eu负异常（δEu=0.02~0.15）,锆石饱和温度（691~727℃）和Zr+Nb+Ce+Y含量均低于A型花岗岩,以上综合特征反映其应属准铝-弱过铝质高分异I型花岗岩类.岩体具正的ε_Nd（t）（+1.10~+3.75）值和相对均一的ε_Hf（t）（+4.2~+8.7）以及年轻的二阶段模式年龄（T_（Nd）DMC=607~829 Ma;T_（Hf）DMC=627~914 Ma）,说明成矿岩体的岩浆源区可能来自于含大量幔源组分新生下地壳的部分熔融.Sn-（稀有）成矿受岩浆后期的高度分异演化和晚期流体-熔体相互作用共同影响,并与外围的脉状矿体共同构成岩浆-热液成矿系统.      

内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物

北山北部晚古生代岩浆事件的性质对该地区这一时期的构造演化研究具有重要意义.对内蒙古北山哈珠地区石炭纪白山组火山岩进行了系统的年代学、地球化学、Lu-Hf同位素测试,结果显示:白山组主要由玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得安山岩、英安岩、流纹岩的成岩年龄分别为325.6±1.4 Ma、313.5±3.4 Ma、314.7±1.7 Ma,时代为早石炭世晚期-晚石炭世.火山岩空间分布上表现出明显的"组成极性",区域上由北至南从中性火山岩（钙碱性系列）→酸性火山岩（高钾钙碱性系列）演化,K₂O含量与K₂O/Na₂O比值也呈相应的增加趋势,其中玄武安山岩、安山岩具有高Al₂O₃、低TiO₂以及低的Ni、Cr含量,所有样品普遍亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土元素配分模式,以上特征指示白山组火山岩形成于洋壳向南俯冲过程中的活动大陆边缘背景下.另外,白山组中安山岩具有高的ε_Hf（t）值（+7.0~+14.1）和年轻的平均地壳模式年龄T_DMC（437~891 Ma）,接近上地幔的Rb/Sr比值（0.01~0.15）,Nb/Ta比值（12.59~18.80）处于地壳平均值和地幔平均值之间;流纹岩具有相对较低的ε_Hf（t）值（4.3~8.2）和偏老的平均地壳模式年龄T_DMC（804~1 054 Ma）,Rb/Sr比值（0.80~1.73）远大于地壳平均值,Nb/Ta比值（10.66~13.08）接近地壳平均值反映岩浆源区向洋侧以新生地壳和地幔物质为主,向内陆一侧逐渐演化为更多陆壳（较老地壳）物质的加入.综合以上分析并结合前人资料,北山哈珠地区晚古生代石炭纪白山组火山岩是红石山洋向南侧马鬃山-旱山地块俯冲过程中活动陆缘岩浆作用的产物.