青海尕林格矽卡岩铁多金属矿床Fe-Ti氧化物及其热动力学意义

尕林格大型矽卡岩型铁多金属矿床地处东昆仑祁漫塔格山与柴达木盆地结合部位靠近盆地一侧。本文主要针对尕林格矿床Ⅱ矿群内发现的热液性质的Fe-Ti氧化物共生组合(HYM)和新鲜镁铁质玄武安山岩中火成性质的Fe-Ti氧化物共生组合(IGM)的化学成分及其热动力学平衡进行了详细研究。镜下观察发现,HYM与镁铁尖晶石共生,钛铁矿呈叶片状平行于磁铁矿八面体的(111)面出溶,根据氧化反应的平衡公式计算得到出溶反应的平衡温度集中在581.8~688.9℃之间,氧逸度fO2介于10-14.74~10-17.94之间;IGM主要与岩浆中的镁铁质矿物相平衡,其出溶反应的平衡温度范围为690.7~740.3℃,氧逸度集中在10-15.44~10-17.30之间。计算结果表明,尕林格矽卡岩型铁矿的最初成矿温度可达700℃,接近于水饱和岩浆结晶时的温度,因此判断HYM形成于岩浆演化早期高温高盐度流体的最初冷却过程。由于早期高温高盐度流体与围岩地层中的镁铁质火山岩发生交代反应,淋滤出大量的Fe、Ti、Al、Mg、Cu等金属物质。在高温条件下,Ti和Al进入磁铁矿晶格,导致含钛磁铁矿在降温过程中经历了氧化出溶反应形成钛铁矿-磁铁矿共生组合。此外,由于热液受到镁铁质火山岩的缓冲作用,导致HYM和IGM各自平衡时的氧逸度很接近。     

青海尕林格铁矿床电气石矿物学、元素地球化学及成因研究

尕林格矽卡岩型铁多金属矿床位于青海东昆仑祁漫塔格造山带与柴达木盆地结合带中部。电气石作为矿区内普遍出现的矿物,部分呈半自形-自形粒状出现在正接触带矽卡岩化蚀变火山岩中(Tour-Ⅰ),也有呈他形粒状形式出现在外接触带变质砂岩中(Tour-Ⅱ)。因其生长化学行为与寄主岩石和流体的化学属性强烈相关,所以电气石的主、微量元素成分为研究热液体系背景下的流体演化及成矿物质来源提供了渠道。尕林格电气石的化学成分包括富Na-Mg的镁电气石和富Ca-Mg的钙镁电气石。Tour-Ⅰ中的环带电气石存在早期核部(Gen-1)被晚期边部(Gen-2)交代的不连续反应边特征。Gen-1为钙镁电气石,而Gen-2为镁电气石。由于镁铁质火山岩的缓冲作用,Gen-1更多地显示出原地寄主岩石的化学成分。随着流体的持续补充,Gen-2则更多地与流体成分保持平衡,显示出较窄的变化范围,与成矿密切相关。Gen-1比Gen-2更加富Fe,意味着流体中Fe浓度降低;而Na含量逐渐上升则暗示流体p H值的升高。尕林格绝大部分矽卡岩电气石都是在早期成核阶段结晶生长的,因为电气石在酸性和中酸性溶液中更加稳定。除此之外,部分Tour-I中还存在沿早期电气石颗粒边缘生长的增生边结构(Gen-3)。Gen-3比Gen-1更加富Ca,推测Gen-3是在相对封闭环境下颗粒间隙溶液作用下的产物。Tour-Ⅱ则既包括钙镁电气石,又含有镁电气石。在Tour-Ⅰ中,Fe和Mg的含量变化范围较大,这与实际观测的Tour-Ⅰ围岩为镁铁质中-基性火山岩密不可分。Tour-Ⅱ比Tour-Ⅰ更加富集B、Ti、Sc、V、Cr、Ga、LREE等元素,这与B的溶解度随流体p H值的升高而升高有关。随着岩浆演化流体p H值的升高,B在相对碱性溶液中大量富集,而大部分微量元素和LREE易与挥发分结合成络合物的形式迁移,因此,B含量高的溶液中部分微量元素和稀土元素含量也会升高。     

我国卡林型金矿研究现状

卡林型金矿是我国重要的金矿类型之一,通过对比研究前人有关卡林型金矿的资料发现,我国卡林型金矿产出于具有拉张-沉积-碰撞造山地史演化的地区,为中低温热液矿床,主要赋矿岩石为不纯的碳酸盐岩,其余为浅变质岩、火山碎屑岩等。流体包裹体及同位素组成揭示了我国卡林型金矿成矿热液来源的多样性和复杂性,其不仅仅是前人认为的来自于赋矿地层中。     

青海尕林格矽卡岩型铁矿金云母40Ar/39Ar年代学及成矿地质意义

尕林格大型矽卡岩型铁多金属矿床位于东昆仑祁漫塔格盆山结合带中部,是祁漫塔格斑岩-矽卡岩成矿带内代表性矿床之一。因其地处盆地覆盖区、缺乏直接定年对象,一直未开展成矿年龄精细测定,制约了矿床成因和形成地球动力学过程的深入认识。本文采用40 Ar-39 Ar测年技术,获得尕林格矿区Ⅱ矿群磁铁矿矿石中金云母的40 Ar-39 Ar坪年龄为(235.8±1.7)Ma,等时线年龄为(234.1±3.7)Ma,反等时线年龄为(234.2±3.5)Ma。3组年龄数据在误差范围内完全一致,样品的坪年龄可以很好地代表尕林格矿床成矿年龄。结合区域成矿年龄数据表明,祁漫塔格成矿带在三叠纪存在大规模成矿作用,与花岗质岩浆活动有密切的成因联系。祁漫塔格带内强烈的岩浆活动和成矿作用是对三叠纪后碰撞伸展构造环境的响应,形成了构造-岩浆-成矿三位一体的时空体系。     

青海尕林格矽卡岩铁矿富Cl角闪石矿物地球化学特征与其成矿意义

本文通过研究青海尕林格矽卡岩型铁矿床内成矿阶段富Cl角闪石的矿物学特征,来反演岩浆-流体-矿物三者间的演化关系。尕林格富Cl角闪石应属于镁绿钙闪石亚族,化学成分特征显示:0.3Mg/(Mg+Fe2+)0.69,Si6.25apfu,0.681%Cl3.161%。XCl与XMg显示具有很好的负相关性,而XK和X2+Fe则与XCl显示具有正相关性。这些阴阳离子间的线性关系与角闪石的晶体结构特征密切相关。对于Cl-交代OH-进入角闪石分子结构可以用经验公式表示为ln(XCl/XOH)amp=ln(fCl/fOH)fluid+A·[4]Al·Fe2+/RT+B/RT,其中A和B为常数。因此,当所有富Cl角闪石的成分与流体在同一温度和相对不变fCl/fOH下平衡时,则角闪石中的ln(XCl/XOH)对其成分[4]Al·Fe2+投影应为线性关系,这一特点可理解为阳离子成分对Cl的加入的影响随流体成分的改变而改变。尕林格富Cl角闪石环带成分从核部到边部具有XCl先降低后升高的特点,这与OH-比Cl-更易交代进入分子结构有关。当角闪石和与之平衡的流体进入相对封闭环境时,随着角闪石的结晶,流体中Cl的含量逐渐增加导致角闪石环带边缘XCl明显比核部高。晶体和液体间的微量元素分异不仅受到晶体结构的控制,而且流体中的挥发分也是控制微量元素分异的主要因素。富Cl角闪石中Cl的含量对REE的分异同样也有影响,REE元素的分配系数随着流体中Cl含量的降低而升高。通常认为硅酸质岩浆早期结晶分异出来的高温高盐度流体是重要的载矿流体,因其含有大量的Cl-并且pH值较低,有利于Fe的Cl络合物进行长期迁移。当流体遇到偏碱性的碳酸盐地层导致流体pH值升高,或与天水混合形成低温低盐度流体时,Fe的Cl络合物就会发生解离沉淀。而此时流体中fOH升高,从而导致OH-交代进入早期矽卡岩矿物中形成角闪石等退化蚀变矿物。