吉林蛟河石榴子石辉石岩的Eu异常及其成因研究

前人研究表明,大多数的辉石岩包体都为高压堆晶成因[1,2],近年来,一种高铝辉石岩引起了人们的注意,这种岩石的主要特点是显示Eu的正异常,并出现蓝晶石、刚玉和蓝宝石等富铝矿物,被认为是辉长岩变质后的产物[3～7].     

吉林双辽地区橄榄岩包体中熔体-岩石作用特征及其对地幔交代作用的启示

吉林双辽地区古近纪玄武岩中一方辉橄榄岩包体记录了上地幔交代作用的信息。原生斜方辉石被交代成因的单斜辉石和橄榄石所围绕,或形成反应边结构,或斜方辉石残留在次生单斜辉石中。这些反应结构仅出现在尖晶石的周围。电子探针分析表明次生单斜辉石具有高Mg#、Cr#和CaO/Al2O3比值,次生橄榄石高Mg#、CaO和Cr2O3,被交代的尖晶石边部高Cr#、CaO。由于交代作用并未影响橄榄岩体系的Mg#,而且熔体-岩石反应结构指示Opx(斜方辉石) Sp(尖晶石) 熔体(Ⅰ)→Cpx(单斜辉石) Ol(橄榄石) 熔体(Ⅱ),结合实验以及文献资料,认为双辽地区的岩石圈地幔受到了硅酸盐熔体的交代。这种交代导致橄榄岩中斜方辉石逐渐减少,单斜辉石和橄榄石逐渐增加,从而使方辉橄榄岩渐变成易剥橄榄岩。这种交代现象可能发生在软流圈-岩石圈接触带上的熔-岩反应区,暗示了在古近纪双辽地区岩石圈减薄和软流圈上涌导致的软流圈-岩石圈的相互作用仍在继续。     

东北和华北地区上地幔成分和热状态对比及对中国东部岩石圈减薄的启示

地幔成分与其上覆地壳年龄存在相关关系,年龄越老,地幔越亏损玄武质组分。本文对产于东北和华北地区的尖晶石相橄榄岩包体的成分进行了统计分析,结果显示东北地区橄榄岩包体比华北地区包体更亏损玄武质组分。这说明东北岩石圈地幔比华北上地幔更难熔,但其上覆地壳年龄却远小于华北地区地壳的年龄。这种地壳年龄和地幔组分之间的解耦暗示东北和华北地区的岩石圈地幔形成之后发生了大规模的改造。华北地区的壳幔解耦与中生代岩石圈减薄和增生有关,而东北地区的壳幔解耦则是该区地壳的多期改造和中生代岩石圈减薄和增生等过程综合作用的结果。两地区地幔成分的差异显然与部分熔融程度的不同有关,但影响部分熔融程度的因素很多,目前尚不能确定。包体的平衡温度统计和地温线对比显示东北岩石圈的地温梯度低于华北的地温梯度,可能是东北地区岩石圈减薄的时间要早于华北地区,或者华北岩石圈减薄程度可能大于东北地区的结果,因此中国东部岩石圈减薄存在时空不均一性。     

四川省会理县青矿山Ni-Cu-PGE矿床成因机制的Re-Os同位素证据

青矿山Ni-Cu-PGE矿床位于四川会理县小关河地区,是峨眉山大火成岩省中典型含铂岩浆硫化物矿床之一。本文对该矿床开展了Re-Os同位素组成的分析研究。分析结果表明,不同类型岩矿石的初始Os同位素组成具有明显的不均一性,主要区分出三种不同Os同位素组成的岩矿石类型:不含硫化物的橄辉岩具低γOs,变化范围从15.3到40.3;致密块状和浸染状硫化物矿石相近,γOs值在260左右;海绵陨铁状矿石具有最高的放射性Os同位素组成,γOs值在1000左右。分析认为,青矿山Ni-Cu-PGE矿床是多级岩浆房演化的结果,原始岩浆具有苦橄质岩浆的性质,成矿岩体中不含硫化物的橄辉岩具有低的放射性Os同位素组成,其母岩浆不是矿石硫化物的直接母体;致密块状和浸染状硫化物矿石与海绵陨铁状矿石也具有不同的放射性Os同位素组成,是成矿岩浆演化过程中不同期次岩浆硫化物熔离形成的。模式分析认为:(1)原始岩浆在深部岩浆房受到下地壳混染(约1.8%),造成少量Cu、Ni及PGE元素进入熔离硫化物形成PGE适度亏损的成矿母岩浆;(2)海绵陨铁状矿石硫化物是PGE适度亏损的成矿母岩浆受下地壳二次混染形成的具有很高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)高达1000)经二次硫化物熔离(R≈1000)所形成;(3)PGE适度亏损的成矿母岩浆受上地壳二次混染(约6.7%),形成具有较高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)在260左右)并发生二次硫化物熔离(R≈5000),部分熔离硫化物积聚成矿浆形成块状硫化物矿石,未得到充分积聚的熔离硫化物形成浸染状硫化物矿石。Os同位素组成的不均一性表明青矿山Ni-Cu-PGE矿床为岩浆通道系统成矿,是多级岩浆房演化过程中不同期次含矿岩浆在岩浆通道系统中复合的结果。     

四川会理小关河地区岩浆硫化物矿床成矿系统

小关河地区是峨眉山大火成岩省岩浆铜镍铂族元素矿床成矿岩体最重要的集中区之一,是峨眉山大火成岩省成矿作用研究的重要对象。小关河地区出露矿化岩体20余个,以贫铂族元素的岩浆硫化物矿床为主,典型贫铂岩浆硫化物矿化岩体有力马河、小关河岩体等,也有含铂岩浆硫化物矿化岩体青矿山、杨合伍岩体和富铂岩     

峨眉山大火成岩省内带黑谷田含钒钛磁铁矿层状岩体成因

黑谷田岩体产于峨眉山大火成岩省内带,是一个小型含钒钛磁铁矿辉长岩体。与区内其它典型大型基性-超基性层状岩体具有多个旋回岩相的特征不同,黑谷田层状岩体分为下部、上部两个岩相带:下部岩相带从底到顶依次为橄榄辉石岩、磁铁辉长岩、含磷灰石辉长岩和中粒辉长岩,上部岩相带为细粒辉长岩,二者呈突变接触关系。黑谷田岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄为263±5Ma,表明其是~260Ma峨眉山地幔柱岩浆主活动期的产物。岩石的矿物组合(主要为单斜辉石、斜长石,磁铁矿,少量橄榄石等)、元素地球化学(富Fe2O3、TiO2、P2O5,高Sm/Yb及低La/Sm)及低的初始87Sr/86Sr值和亏损的εNd(t)值特征一致指示黑谷田岩体与峨眉山高Ti玄武岩具有密切的内在成因联系。岩体的岩相学及地球化学特征暗示下部岩相带是富FeTi岩浆侵入发生橄榄石、单斜辉石、磁铁矿、斜长石、磷灰石等矿物分离结晶、堆积固结的产物,而上部岩相带是另一期岩浆上侵较为快速冷却固结的结果,矿物堆晶作用不显著,但是二者起源于相同的母岩浆。下部岩相带比上部岩相带具有相对低的初始87Sr/86Sr值(分别为0.7041~0.7051和0.7050~0.7056)和略高的εNd(t)值(分别为2.1~4.4和0.6~1.3),表明后者比前者经历了稍微强烈的地壳物质同化混染。下部岩相带仅有橄榄辉石岩及辉长岩而缺少正长岩和花岗岩、以及较厚的氧化物矿体赋存在岩体底部下凹部位说明黑谷田钒钛磁铁矿形成于岩浆通道系统中,磁铁矿在流动过程中由于重力作用堆积成矿。黑谷田含钒钛磁铁矿岩体的发现表明小型层状岩体也具有重要的Fe-Ti氧化物成矿潜力,在勘探找矿中不容忽视。     

黄山-镜儿泉铜镍成矿带地层时代的厘定及其地质意义探讨

本文对东天山黄山-镜儿泉岩浆铜镍硫化物成矿带原来古生物地层学方法厘定的早石炭统干墩组和晚石炭统梧桐窝子组的碎屑锆石进行了激光等离子质谱(LA-ICP-MS)U-Pb年代学研究。干墩组碳质板岩、变质砂岩和变质长石石英砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄分别为301~491 Ma、307~426 Ma和313~461 Ma,最年轻锆石的加权平均值分别为307.1±3.7 Ma、310.4±2.2 Ma、315.0±10 Ma,表明干墩组最大沉积年龄为晚石炭世。而梧桐窝子组变质砂岩和变质凝灰岩的碎屑锆石年龄为384~448 Ma和393~448 Ma,最年轻锆石的加权平均值分别为386.5±5.8 Ma、394.6±4.5 Ma,确定其最大的沉积年龄为早—中泥盆世。这与近年来对侵位于这些地层的火成岩体的锆石U-Pb年龄一致,说明康古尔-雅满苏岛弧带至少从中泥盆世就开始发育。中—下泥盆统梧桐窝子组与上石炭统干墩组地层之间上泥盆统—下石炭统地层厚度约为10 km,说明侵位于这两套地层中的含铜镍硫化物镁铁-超镁铁岩体分别代表了岩浆通道系统的深部岩浆通道相和浅部岩浆房,整个岩浆通道系统的纵向规模大约为10 km。     

中国作者国际地学论文简介

1张招崇等(American Mineralogist, 2006, 91: 1178 1183), 在苦橄岩的橄榄石斑晶中发现了自然金和自然铜第一作者联系方式: 张招崇, 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100083。 E mail: zczhang@cugb.edu.cn 图1苦橄岩橄榄石斑晶中的自然金目前我们对地球深部尤其是下地幔和地核的物质组成了解甚少,大多是根据地球物理资料和实验模拟间接推测的,这是因为没有直接带到地表的样品,而对地幔柱的物质组成则了解得更少。因为地幔柱起源于上 下地幔边界或核 幔边界,而苦橄岩又是地幔柱熔融形成的岩浆直接上升到地表形成的,因此有可能带来地球深部的信息。但是,在大火成岩省中还没有进行过相关的研究。申请者对云南丽江地区2个苦橄岩样品进行了分选,从中发现了自然金、自然铜、自然锌和碳硅石等少见的矿物。为了确定其赋存状态,申请者磨制了大量的薄片进行观察,最后分别在两个薄片中发现了1粒自然金和2粒自然铜被包裹于苦橄岩中的橄榄石斑晶中(图1和图2),并且通过电子探针分析发现,自然金为纯自然金,不含任何杂质(或杂质的含量在检测线以下,003％),如此纯的自然金还从没有报道过,而自然铜则含有少量硅和铝,这也是以前从来没有报道过的现象。自然金和自然铜被包裹于苦橄岩中的橄榄石斑晶的现象充分证明自然金和自然铜是在深部被带上来的。有关火山岩中含有自然金的现象,只有Sisson(2003)报道过在夏威夷Kilauea火山附近的海滩中发现了碧玄质火山玻璃中的铁硫化物中发现有自然金,但是该自然金含有少量的银,与申请者发现的自然金有很大的不同。由于自然金的金含量(成色)与其形成温度和压力关系密切,所以橄榄石斑晶中的自然金应该形成于异常高的温度和压力条件,这明显不同于各种热液成因的自然金,图2蛇纹石化橄榄石斑晶中的自然铜 因为后者都不同程度地含有少量的Ag、Te、Bi、Cu和Sb等。此外,自然铜中含有少量的硅和铝,可能指示了其来自于外核,因为外核通常含有这些轻元素,而在正常的地幔和地壳条件下还没有这种类似的现象,并且外核高温条件也可以解释高纯度的自然金,因此苦橄岩橄榄石斑晶中自然金和自然铜的发现为研究深部的物质组成和峨眉山地幔柱的起源提供了重要证据。另外,自然金和自然铜的发现还为 某些金和铜矿床的地幔来源提供了直接的证据,因为以前所谓的地幔来源都是基于一些间接的证据,如同位素的证据等。已有的研究表明,碳硅石通常和金刚石共生,尽管本次研究还没有发现金刚石,但碳硅石的发现还是为进一步在苦橄岩中寻找金刚石提供了重要线索。