安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体成矿作用对比研究

对安徽铜陵天马山矿床和大团山矿床的成矿地质背景和成矿流体特征, 特别是流体成矿作用进行了较系统的对比研究, 在此基础上探讨了在铜陵天马山和大团山矿区分别形成层控矽卡岩型金硫矿床和层控矽卡岩型铜矿床的主要原因.研究结果表明, 在天马山矿区之所以形成金硫矿床, 主要与岩浆岩岩体本身含金高而含铜低, 围岩地层中有含有机质的赋金黄铁矿层存在, 并且主成矿阶段的成矿流体以岩浆流体为主有关; 而在大团山矿区之所以形成铜矿床, 主要原因是岩浆岩岩体本身含铜高, 成矿流体富铜, 且主成矿阶段的成矿流体以地下水流体为主.当然, 流体成分演化和物理化学条件改变方面的差异导致铜或金在流体成矿过程晚期逐步分散也是这两个矿区分别形成不同类型矿床的重要原因.      

川西甲基卡锂矿床花岗岩与伟晶岩成因关系:U-Pb定年、Hf-O同位素和地球化学证据

稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,硬岩型锂矿床作为稀有金属矿产的主要来源,其岩石成因和成矿机制有待于深入系统研究。文章系统研究了四川甲基卡二云母花岗岩、含矿伟晶岩、无矿伟晶岩、细晶岩、角岩、片岩、板岩等全岩样品的主微量元素、稀土元素、Pb-Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素,以探讨花岗岩与伟晶岩的岩浆起源及其演化过程。二云母花岗岩形成时代为206.0 Ma,伟晶岩形成时代为186.7Ma,为印支旋回强烈造山运动之后相对宁静阶段的产物。二云母花岗岩具有高w(Si O_2)(73.20%～77.85%)、w(Al_2O_3)(13.9%～15.22%)、w(Na_2O)(3.08%～4.89%)和w(K_2O)(2.01%～5.13%),低w(Ca O)(0.32%～0.75%)、w(P_2O_5)(0.09%～0.31%)、w(Ti O_2)(0.02%～0.06%)和w(Mg O)(0.12%～0.26%)的特点,铝饱和指数为1.09～1.19,稀土元素总量较低,δEu=0.52,具明显的稀土元素四分组效应(TE_(1,3)=1.09～1.19),ε_(Nd)(t)=-3.9～-2.3,ε_(Hf)(t)=-35.1～2.9,δ~(18)O=5.69‰～15.01‰,这些地球化学特征表明甲基卡二云母花岗岩为高分异S型花岗岩。二云母花岗岩与片岩、板岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式、类似的Pb-Nd同位素组成和Nd同位素模式年龄,是由片岩、板岩部分熔融产生的。含矿伟晶岩与无矿伟晶岩具有一致的Hf-O同位素组成,且位于二云母花岗岩的Hf-O同位素组成范围内。含矿伟晶岩、无矿伟晶岩和细晶岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式,但其∑REE丰度明显低于二云母花岗岩体,表明这些岩石与二云母花岗岩具有成因关系,是二云母花岗岩高度结晶分异的产物。在此基础上,详细刻画了川西甲基卡硬岩型锂矿床的成矿过程。     

黄河水及其悬浮物硅同位素组成的变化特征及其地质环境意义

2005年7月沿黄河干流及4条主要支流系统采集了28个水样,对水及悬浮物的化学组成、矿物组成、水化学成分和硅同位素组成进行了综合分析.黄河水中悬浮物在不同站点的浓度差异悬殊,由8.8～302120mg/L不等,与黄河两岸人类活动(水库、牧场、农田)和自然环境变化(流域岩性、植被覆盖程度)关系密切.悬浮物中SiO2含量介...     

青海玉树东莫扎抓铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd同位素组成:对成矿物质来源的指示

青海玉树地区东莫扎抓铅锌矿床位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表。在野外地质观察基础上,本文对矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析,对矿石矿物、脉石矿物和区域地层进行了Pb同位素组成分析,对脉石矿物进行了Sr-Nd同位素组成分析。结果表明,硫化物δ³⁴S值为-29‰~6‰,峰值为-8‰~-6‰,反映了总体富轻硫的特征,而重晶石δ³⁴S值为18.3‰~+22.8‰,来自于第三纪陆相盆地。宽的δ³⁴S变化可以解释为流体在盆地内活动期间与不同地层单元发生相互作用,从而继承了不同物质单元的S同位素特点,还原硫应主要来自于硫酸盐的细菌还原或者含硫有机质的热还原,反映硫来自沉积盆地。矿石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.387~18.703、15.391~15.768、38.372~38.809,而脉石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.423~18.612、15.491~15.701、38.497~38.612。矿石矿物和脉石矿物的Pb同位素组成介于区域上地壳Pb组成范围内,总体类似于MVT矿床,显示Pb等金属元素来源于上地壳岩石。脉石矿物的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_ⅰ、ε_Sr(t)、(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_ⅰ和ε_Nd(t)分别为0.70855~0.70928、58.0~68.4、0.512273~0.512353、-6.2~-4.7。Sr-Nd同位素特征亦显示脉石矿物的物质来源于上地壳岩石。     

青海玉树东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床与逆冲推覆构造关系的确定 ——来自粗晶方解石Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄证据

青海玉树地区的东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表,处于玉树逆冲推覆构造带的前锋带位置,但矿床与逆冲推覆构造之间的关系并不明确。野外研究表明,方解石为乳白色,结晶粗,呈不规则状、囊状,被后期矿化所穿切,形成于挤压(逆冲推覆阶段)到拉伸(成矿阶段)的过渡阶段,是联系逆冲推覆构造与铅锌矿床之间的"纽带"。本文对该阶段方解石开展了Rb-Sr和Sm-Nd等时线方法定年,测定东莫扎抓铅锌矿床过渡阶段的年龄为35.2~35.5 Ma,平均为35.4 Ma,与其成矿时代35 Ma非常接近;测定莫海拉亨铅锌矿床过渡阶段的年龄为34.0~34.6 Ma,平均为34.3 Ma,与其成矿时代33 Ma也非常接近。结合区域成矿地质背景,建立了玉树地区铅锌矿床从逆冲推覆阶段到成矿阶段的构造控矿模式:伴随着印度-亚洲大陆持续碰撞,青藏高原北缘中生代构造岩片向盆地中央推覆叠置,形成逆冲推覆构造(37~40 Ma),之后处于由挤压到拉伸的松弛状态,早期造山带流体、盆地流体混合形成巨晶方解石脉(34~35 Ma),最后,流体从造山带沿拆离滑脱带长距离向前陆盆地方向运移,运移过程中淋滤围岩的金属物质,并与先期造山带流体混合,形成富铅、锌的成矿流体,通过主逆冲断裂垂向沟通,进入浅部的反冲断层形成铅锌矿床(33~35 Ma)。     

锌同位素在地球科学研究中的新进展

作为“金属稳定同位素家族”中的重要成员之一,锌同位素自20世纪就受到了国际地学界的关注。进入21世纪后,随着多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测试技术的发展,锌同位素在地球及行星科学中的应用得到了极大拓展。本文比较全面地总结了锌同位素的标准物质和分析测试方法、自然界主要储库的锌同位素组成、锌同位素在不同地质过程中的行为及分馏机理,以及锌同位素在地球科学研究的新进展,包括：(1)示踪再循环沉积碳酸盐和再循环洋壳以及约束玄武岩成分变化机制;(2)示踪成矿物质来源、微生物成矿以及指示矿产勘查;(3)揭示月球的起源与演化过程;(4)指示初级生产力和有机质埋藏变化等生物地球化学过程以及揭示生物灭绝机制。未来,随着锌同位素微区原位分析技术的发展,锌同位素必将在地球科学(尤其是矿床学)和生物医学等领域中得到更加深入与广泛的应用。     

湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素环境示踪

硅是硅藻生长所必需的养分,硅藻在生长过程中从水体吸收主要以硅酸(H_4SiO_4)形式存在的溶解硅.硅藻δ~(30)Si_(distom)可反映硅藻吸收硅酸比例的变化,进一步可以反映湖区气候与环境变化.为探索湖泊沉积物硅藻δ~(30)Si_(distom)在指示湖泊古环境方面的潜力,我们测定了湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素变化.研究结果表明,沉积物δ~(30)Si_(distom)变化与生物硅和有机碳含量变化呈显著相似性,可作为一种有效的古环境代用指标.同时,与已有温度记录的对比分析表明,两者具有很好一致性.较高的如δ~(30)Si_(distom)指示了温度较高的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较高;当δ~(30)Si_(distom)较低时,对应着在温度较低的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较低.目前,热带陆地区域古气候重建的方法中可用的温度代用指标很少,此项研究证明了δ~(30)Si_(distom)是一种很有潜力的古环境代用指标,有望在低纬度地区古温度重建中发挥重要作用,值得进一步深入研究.     

玉树地区东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

青海玉树地区的东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表,处于玉树逆冲推覆构造带的前锋带位置.本文利用单矿物闪锌矿和共生矿物组合黄铁矿与方铅矿Rb-Sr等时线方法以及共生矿物组合闪锌矿与黄铁矿Sm-Nd等时线方法测定东莫扎抓矿床的成矿时代为34.7～35.7 Ma,平均为35 Ma;利用单矿物闪锌矿和共生矿物组合闪锌矿与方铅矿Rb-Sr等时线方法以及单矿物萤石和共生矿物组合方解石与萤石Sin-Nd等时线方法测定莫海拉亨矿床的成矿时代为31.8～33.9 Ma,平均为33 Ma,表明2个矿床的成矿时代基本一致,为同期同源成矿作用的产物.结合区域成矿地质背景,建立了2个矿床的构造控矿模式.此外,本文获得的玉树地区典型铅锌矿床的成矿时代与"三江"南段兰坪盆地和"三江"北段沱沱河盆地铅锌矿床的成矿时代相近,证明青藏高原东部和北部受逆冲推覆控制的长达1 000 km的狭长地带有望成为一条巨型Pb-Zn成矿带.     

藏南彭措林埃达克质岩脉的岩石成因及对区域成矿作用的启示

彭措林岩脉群位于藏南冈底斯斑岩铜矿带中段的西侧,宽约3~5m,呈近南北向穿截冈底斯岩基。两组样品的锆石U-Pb定年结果为9.7±0.2Ma和9.9±0.3Ma。岩石地球化学研究显示,岩石以高SiO_2(67.05%~69.96%)、K_2O(6.05%~6.88%)和低MgO(0.47%~1.27%)为特征,高度富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有高Sr/Y和La/Yb比值,表现出埃达克岩地球化学亲合性。相对冈底斯中新世埃达克质斑岩而言,该岩脉更加富集放射性成因Sr、Pb同位素(~(87)Sr/~(86)Sr_((i))=0.7120~0.7123,~(206)Pb/~(204)Pb=18.812~18.844,~(207)Pb/~(204)Pb=15.705~15.728,~(208)Pb/~(204)Pb=39.424~39.523)、具更低的Nd同位素值(εNd(t)=-10.9~-9.8)和更为古老的Nd模式年龄(tDM=1.36~1.43Ga)。以上地球化学分析表明,彭措林岩脉很可能起源于加厚的古老下地壳,相较于冈底斯斑岩铜矿带内其他的中新世斑岩而言,其岩浆源区含有更少的幔源组分和更多的古老地壳组分。锆石微量元素结果显示,岩脉的氧逸度较低(ΔFMQ=-6.7~+2.1,平均值为-1.4)。故而,彭措林埃达克质岩脉不具备区域成矿潜力的原因可以归结如下:(1)下地壳岩浆源区中新生幔源组分含量较少,指示了古老下地壳中岛弧幔源岩浆注入量较少,因而岛弧期堆晶至下地壳的金属硫化物极为有限;(2)较低的氧逸度导致岩浆萃取金属的能力相对较弱。结合前人研究可知,下地壳中新生幔源组分的贡献率是影响冈底斯斑岩铜矿带后碰撞埃达克岩能否成矿的关键因素。     

锂同位素分析方法及其在大陆裂谷环境碳酸岩研究中的应用

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景,壳-幔相互作用过程的锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一。锂同位素在自然界中的变化较大,δ⁷Li 值为-45‰～+45‰。锂同位素分析手段目前主要有TIMS、Ion Probe、SIMS、MC-ICPMS等4种技术,其中MC-ICPMS仪器的出现,使锂同位素发展速度明显加快。自然界中很多地质作用过程均能使锂同位素发生分馏。目前,锂同位素已在陨石和宇宙化学、陆壳风化过程、洋壳热液活动及蚀变、板块俯冲及壳幔物质循环、地表水地球化学、卤水来源与演化、热液成矿作用等领域的研究中取得了显著成效,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。文章对锂同位素在大陆裂谷环境碳酸岩研究中的应用作了较全面介绍,内容包括研究意义、锂含量和锂同位素组成以及取得的主要认识,比如蚀变作用、岩浆分异作用、地壳同化作用和扩散分馏作用均未对碳酸岩、硅酸盐的锂同位素组成造成影响、俯冲作用和地壳循环均没有明显影响地幔的锂同位素组成、地幔温度条件下锂扩散模拟表明地幔中的锂更均一等等。最后简单对比了大陆裂谷环境和碰撞造山环境两类碳酸岩在锂同位素组成上的差别。