新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。     

内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床成矿流体演化——基于短波红外光谱、云母成分和石英流体包裹体研究SCIEI北大核心CSCD

内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床是中国东北地区最大的斑岩矿床之一,发育显著的石英-绢云母化蚀变,对早期的钾硅化蚀变有强烈的叠加改造,模糊了各蚀变的分带特征和不同矿化之间的关系,复杂的流体改造阻碍了精细热液演化过程的重建。本文以白云母为研究对象,在细致的显微镜、扫描电镜分析确定云母的形态特征以及矿物共生组合等基础上,利用电子探针(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以及短波红外光谱(SWIR)分析手段,详细揭示不同阶段、不同产状白云母的成分差异,探讨了其对矿床热液演化以及成矿机制的指示意义。结果显示,乌山斑岩矿床的白云母由白云母端员及少量钠云母、绿鳞石、伊利石端员组成。与辉钼矿有关的云母更富集Al、K、Sr、Ba,且Al-OH特征波长在2197~2203nm之间。与黄铜矿有关的云母具有更高的Si、Ti、Fe、Mn、Mg、Cu、Zn、Sn、W等元素含量,Al-OH特征波长在2200~2206nm之间。氧化环境下形成的云母更富集Sc、V、W。乌山斑岩矿床的白云母在2200nm处吸收峰位置的波长偏移与距离成矿中心的远近及矿化类型有关,特征波长<2203nm则指示钼矿化,并且靠近成矿中心,因此可以利用SWIR特征圈定热液活动区域,确定矿化类型,指导找矿勘查工作。石英流体包裹体测温证据、白云母成分等信息,暗示铜沉淀阶段存在其他流体补充注入。综上所述,白云母作为常见的蚀变、热液矿物,对研究成矿流体演化及矿床勘查评价具有重要的科学意义。     

中哈俄阿尔泰稀有金属矿床时空分布、成因及成矿规律

中哈俄阿尔泰发育许多大型—超大型稀有金属矿床,是世界著名的稀有金属成矿省。该成矿省可分为3个稀有金属成矿带,自西南向东北依次为哈萨克斯坦Kalba-Narym、中国阿尔泰和俄罗斯山区阿尔泰等。这3个成矿带稀有金属矿床以伟晶岩型为主,但伟晶岩与花岗岩关系及其伟晶岩成因不一致:在哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和俄罗斯山区阿尔泰成矿带,矿区发育同期的花岗岩,伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的产物;而在中国阿尔泰成矿带,矿区未见同期的花岗岩,伟晶岩成因有变质深熔和岩浆分异结晶两种不同认识。这3个成矿带稀有金属矿床的成矿规律也有差异:在成矿时代上,自西南向东北,矿床形成分别集中在二叠纪、三叠纪和晚三叠世—早侏罗世,成矿时代逐渐变新;在成矿类型和元素组合上,哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和中国阿尔泰成矿带的稀有金属矿床以伟晶岩型为主,元素组合分别为Ta-Nb-Be-Li和Be-Li-Nb-Ta(-Cs-Rb-Hf),俄罗斯山区阿尔泰成矿带稀有金属矿床则以云英岩型钼钨(铍)矿床为主,有少量的伟晶岩型锂钽矿床。     

鄂尔多斯盆地早侏罗世富县期沉积演化: 大洋缺氧事件前后陆地气候变化的响应*

托阿尔期早期早侏罗世大洋缺氧事件(T-OAE,~183.8 Ma)是一次全球性的地质事件,鄂尔多斯盆地下侏罗统富县组记录了此次地质事件的陆地响应过程。主要基于盆地东缘野外地质调查、扫描电镜及薄片分析,本次研究描述了盆地东北部富县组岩性、颜色和沉积序列,利用前人研究成果总结了富县期岩相古地理变化规律及沉积模式,认为富县期经历了由干旱到湿润的古气候变化: 富县组下部含植物化石较为丰富的白色砂砾岩及黑色、灰色泥页岩沉积于湿润气候时期,对应着盆地下切河谷发育期和填平补齐期; 而上覆的罕见植物化石的杂色、红色泥页岩为(富县期晚期)相对平坦地形条件下的沉积,对应着早、中侏罗世湿润气候背景下的一次干旱气候脉动,为托阿尔期大洋缺氧事件在陆相环境的气候响应,可由此进行富县组区域等时性对比。研究认为“粗富县”为下切谷内河流充填沉积, “细富县”形成于湖泊环境或河漫环境, “黑富县”和“白富县”是湿润气候条件下沉积产物,而“红富县”和“杂富县”为T-OAE期后干旱条件下形成。     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床环带石榴子石和绿帘石的发现及意义

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中,与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段,它们均发育丰富的环带结构,具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分（FeO、Al₂O₃、SiO₂、MnO、TiO₂）等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石（Grt1和Grt2）产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩,呈褐黄色,粒度较细,发育核-边结构,呈非均质性,显示异常干涉色,其核部（Grt1-c）均匀相对富钙铝榴石（Gro_51-53And_41-43Spr_4-8）,而边部（Grt1-r）发育振荡成分环带,总体相对富钙铁榴石（Gro_18-35And_60-77Spr_4-6）;Grt2核部（Grt2-c）呈均质性,为钙铁榴石（And_99-100Spr_0-1）,边部显异常干涉色,发育振荡成分环带,为钙铝铁榴石（Gro_34-54And_38-61Spr_6-9）。晚世代的石榴子石（Grt3）以细脉状或角砾胶结物形式分布,呈红褐色,自形粗粒结构,显非均质性,发育振荡成分环带,端员组分总体以钙铁榴石为主,次为钙铝榴石（Gro_27-43And_50-68Spr_3-8）。石榴子石结构和元素含量变化表明,早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系,其中向边部生长过程,由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放,体系的氧逸度、pH值呈振荡变化;晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代（Ep1、Ep2和Ep3）。Ep1发育核-边结构,核部（Ep1-c）均匀无环带,X_Fe值（X_Fe=Fe³⁺/（Al+Fe³⁺）,原子比值）为0.19~0.21,w（MnO）为0.05%~0.18%,w（TiO₂）为0.10%~0.12%,生长边（Ep1-r）多发育振荡环带,X_Fe值为0.26~0.29,w（MnO）为0.01%~0.14%,w（TiO₂）为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长,不均匀且经历了溶解-再沉淀过程,X_Fe值为0.15~0.20,w（MnO）为0.42%~1.19%,w（TiO₂）为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长,较均匀、无环带结构,X_Fe值为0.28~0.37,w（MnO）为0.12%~0.77%,w（TiO₂）为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明,从Ep1-c到Ep1-r,到Ep2,再到Ep3,流体体系氧逸度经历了先增加,后降低,再升高的变化过程。同时,流体成分也在变化,先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化,而后又变为富Mn贫Ti。因此,在热液磁铁矿矿化阶段,查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示,石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。     

鄂尔多斯盆地早侏罗世富县期沉积演化: 大洋缺氧事件前后陆地气候变化的响应*

托阿尔期早期早侏罗世大洋缺氧事件(T-OAE,~183.8 Ma)是一次全球性的地质事件,鄂尔多斯盆地下侏罗统富县组记录了此次地质事件的陆地响应过程。主要基于盆地东缘野外地质调查、扫描电镜及薄片分析,本次研究描述了盆地东北部富县组岩性、颜色和沉积序列,利用前人研究成果总结了富县期岩相古地理变化规律及沉积模式,认为富县期经历了由干旱到湿润的古气候变化: 富县组下部含植物化石较为丰富的白色砂砾岩及黑色、灰色泥页岩沉积于湿润气候时期,对应着盆地下切河谷发育期和填平补齐期; 而上覆的罕见植物化石的杂色、红色泥页岩为(富县期晚期)相对平坦地形条件下的沉积,对应着早、中侏罗世湿润气候背景下的一次干旱气候脉动,为托阿尔期大洋缺氧事件在陆相环境的气候响应,可由此进行富县组区域等时性对比。研究认为“粗富县”为下切谷内河流充填沉积, “细富县”形成于湖泊环境或河漫环境, “黑富县”和“白富县”是湿润气候条件下沉积产物,而“红富县”和“杂富县”为T-OAE期后干旱条件下形成。     

新疆可可托海稀有金属矿床成因和南部地区隐伏矿预测——来自地质、遥感和地球物理的证据

新疆可可托海是世界著名的伟晶岩型稀有金属矿床,该矿床的成因长期存在争议,资源已枯竭多年,其成矿理论及找矿工作均亟待突破。我们对矿区中—上奥陶统哈巴河群变质岩和三叠纪稀有金属花岗岩进行了地质和地球化学研究,并开展了矿区遥感数据解译和地球物理测量工作。结果表明,哈巴河群变质岩以云母片岩为主,与大陆上地壳微量元素含量相似,若以此作为花岗质岩浆的源岩,很难通过部分熔融直接形成含矿熔体;三叠纪稀有金属花岗岩由白云母钠长花岗岩和少量钠长花岗岩组成,其岩浆源于地下深处,在向上运移过程中,经过结晶和流动分异作用,形成富挥发分的含矿岩浆,异地侵位形成稀有金属花岗岩岩枝,矿区存在花岗岩-伟晶岩成矿系统。遥感数据解译显示,矿区发育多个环形影像,这些影像是深部环形构造在浅部的反映,已知的伟晶岩脉及稀有金属花岗岩均赋存其中,指示矿区含矿岩浆活动可能与深部环形构造有关。大地电磁测深显示,在矿区15km以下深处发育低电阻率异常体,反映深部可能存在残余的岩浆房或局部熔融带,矿区花岗质岩浆源于此处;音频大地电磁测深显示,在矿区南北环形构造的深部均存在低电阻率异常。基于上述地质-遥感-地球物理的研究结果,我们预测在矿区之...     

新疆包古图斑岩铜矿磁黄铁矿和毒砂成因及其成矿指示意义

新疆准噶尔盆地西缘包古图斑岩铜矿是中亚成矿域内首例确认的还原性斑岩铜矿,具有区别于氧化性斑岩铜矿的矿物学特征。包古图斑岩铜矿的成矿闪长岩发育钾硅酸盐蚀变和绢英岩化蚀变及少量青磐岩化蚀变,铜矿化主要集中在钾硅酸盐蚀变阶段和绢英岩化蚀变阶段。钾硅酸盐蚀变和绢英岩化蚀变两阶段发育不同的金属矿物共生组合：前者发育磁黄铁矿,具有黄铜矿+辉钼矿+黄铁矿+磁黄铁矿+钛铁矿+闪锌矿±毒砂组合,黄铁矿主要呈细粒—粗粒五角十二面体,富集Cu而亏损As;后者发育毒砂和碲铋矿物,出现与毒砂共结晶的碲化铋以及不含其他硫化物的独立毒砂脉体,具有辉钼矿+黄铜矿+黄铁矿+毒砂+闪锌矿±碲铋矿物组合,黄铁矿主要呈粗粒立方体,黄铁矿和毒砂中均富集Au+Ag+Te+Bi。钾硅酸盐蚀变和绢英岩化蚀变阶段的硫化物具有不同的组成、结构和成分,反映了绢英岩化蚀变阶段As—Au—Ag—Te—Bi矿化和钾硅酸盐蚀变阶段Cu—Mo—Au—Ag矿化叠加的关系。利用磁黄铁矿和毒砂成分反演了其形成温度和硫逸度,钾化蚀变阶段的温度和硫逸度分别为267~600℃和-1.5~-9.5;绢英岩化蚀变阶段的温度和硫逸度分别为209~325℃和-15.8~-9.7,同时构建了不同阶段的矿物组合相图,结果显示磁黄铁矿的形成和早期低氧逸度流体相关,毒砂的形成与流体温度降低和硫逸度降低相关。同时推断在早阶段Cu—Mo—Au—Ag矿化期和晚阶段As—Au—Ag—Te—Bi矿化期,由于温度和硫逸度存在差异,Cu和As经历了不同的反应沉淀过程。     

哈萨克斯坦科翁腊德矿集区贫矿和成矿岩体性质对比及其对成矿的启示SCIEI北大核心CSCD

中亚造山带发育众多大型-超大型斑岩型Cu矿床。尽管这些矿床通常发育时代相近的大规模岩浆作用,但只存在少数成矿岩浆。因此,如何区分矿区内的成矿和贫矿岩浆对于找矿勘查至关重要。为了探讨这一问题,本文对哈萨克斯坦科翁腊德矿集区石炭纪的贫矿岩浆岩和成矿花岗闪长斑岩中的磷灰石、角闪石、黑云母和斜长石进行结构和成分分析,对弱蚀变岩石开展全岩主量元素分析。测试结果显示,贫矿岩浆岩和成矿花岗闪长斑岩均为富H_(2)O的(>~4%)氧化性(>~ΔNNO+1.63)岩浆,属于中钾或高钾钙碱性系列岩石。贫矿岩浆岩中斜长石An值存在显著变化(ΔAn在26~34)并与FeO含量呈正相关,表明其经历了明显的岩浆混合作用,而该过程在成矿花岗闪长斑岩中不明显。磷灰石、角闪石和黑云母成分对比显示,成矿花岗闪长斑岩的氧逸度和H_(2)O含量与贫矿岩浆岩没有显著差别,但它具有更高的岩浆Cl和S含量。岩浆矿物结构和成分研究表明,在岩浆迁移至地壳浅部仍含有充足的Cl、S和成矿元素是科翁腊德矿集区斑岩型Cu矿床形成的关键。在科翁腊德矿集区,具有一定成矿潜力的岩浆(如合适的氧逸度、H_(2)O含量和存在基性岩浆补给)由于在深部过早的发生流体出溶造成Cl、S和成矿元素从岩浆中散失(如贫矿辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩),或者岩浆中Cl含量和Cu溶解度过低造成岩浆运移和富集成矿元素能力低(如贫矿花岗岩),最终不能形成斑岩型Cu矿床。本文研究结果表明,岩浆的Cl和S含量是区分科翁腊德矿集区成矿和贫矿岩体的有效标识,而岩浆的氧逸度、H_(2)O含量和F含量在两者间没有明显差异。     

黑龙江多宝山铜(钼)矿床叠加成矿:辉钼矿Re-Os年龄和硫化物原位硫同位素证据SCIEI北大核心CSCD

斑岩型矿床易受后期岩浆、构造、变质等地质作用影响,使得矿床自身发生改造变形。后期的热事件不仅可以将原有矿体再活化,还能够带来新的成矿物质,进而发生新一期成矿作用。不同地质时期的成矿作用在同一空间互相叠加,会形成与斑岩矿床矿化特征截然不同的矿床,称为叠加改造型斑岩矿床。多宝山铜(钼)矿床位于中亚造山带东段,兴蒙造山带内。该矿床在成矿构造地质、矿石组构和成矿期次等方面表现出多期改造与叠加成矿的特征。本次根据野外观察和成矿年代学研究,推测多宝山铜矿至少存在两期成矿作用。对采自矿坑340平台10件叠加矿化类型的辉钼矿样品进行Re-Os同位素分析,获得辉钼矿的模式年龄介于435.6±10.5Ma~446.1±7.1Ma之间,等时线年龄为440.1±4.5Ma (MSWD=0.56)。结合前人获得的年龄资料,确认多宝山叠加成矿与晚奥陶世玄武安山岩应形成于统一的成岩成矿地质事件。不同矿化期次的黄铜矿和黄铁矿原位硫同位素结果显示:典型斑岩型矿脉中黄铜矿δ^(34)S平均值为-2.12‰;叠加矿化黄铜矿δ^(34)S平均值为-1.78‰,黄铁矿δ^(34)S平均值为-1.03‰,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自岩浆。而前人在叠加期形成的黄铜矿中,测试到较低的δ^(34)S值(-12.9‰~-5.6‰),这是后期流体易携带轻硫^(32)S发生迁移并在应力较低的区域内重新沉淀的结果。同位素组成指示叠加成矿期的矿化元素即来源于新的岩浆活动,又继承了先前存在的岩(矿)体。