河北太行山南段符山杂岩体岩浆作用深部过程及其大地构造意义

华北克拉通中生代岩石圈减薄过程中,其深部复杂的壳-幔岩浆过程及深部岩浆房系统研究薄弱,岩石圈减薄过程的浅部响应也存在较大争议。本文以华北克拉通中部的邯邢地区符山杂岩体为研究对象,通过详细的野外地质调查、岩相学观察、岩石地球化学分析、锆石年代学和矿物电子探针分析等研究多重岩浆房系统、岩浆深部作用过程和浅部响应。锆石U-Pb测年结果显示,符山早期岩套中细粒二长岩的年龄为129 Ma,晚期似斑状岩套的斑状角闪二长岩的年龄为122 Ma。岩相学观察及背散射电子(back scatter electron,BSE)图像显示,符山杂岩体的角闪石和斜长石均具有复杂的环带结构,并通过对它们的晶体生长过程分析和环带成因讨论,表明其具有复杂的生长环境和过程。符山杂岩体的高镁、高钾、高Sr 等地球化学特征和角闪石、斜长石的环带成因证明了深部岩浆在幔源流体的活化作用下发生了强烈的岩浆混合作用和多重岩浆房过程。符山杂岩体早期岩套侵入岩定位深度为7 km,晚期岩套侵入岩定位深度为1.5 km,表明在7 Ma内地壳隆升了5.5 km。符山杂岩体中大部分侵入岩具高Sr、低Y及δEu正异常等地球化学特征,表明它们可能形成于加厚陆壳的部分熔融。这些特征表明晚中生代中国东部高原的存在。     

河北武安地区隐爆角砾岩特征及成因探讨

出露于河北武安地区的隐爆角砾岩分布广泛,其成岩过程对于研究该区岩浆和流体的相互作用及成矿作用具有重要意义。本文对河北武安洪山隐爆角砾岩进行了详细的野外及镜下观察及电子探针(EMPA)及激光剥蚀等离子质谱仪(LA-ICP-MS)的原位分析。详细的矿物学研究表明,武安角砾岩主要分布于主岩体(闪长岩)与围岩(灰岩)之间,角砾多为棱角状、次棱角状,具有明显可以拼合的特征,角砾边部常可见方解石的再生加大现象,因铁含量的不同,角砾呈深浅不同的颜色。基质成分主要由方解石和赤铁矿组成。赤铁矿环带发育,其核部FeO高,边部MgO、Al₂O₃高,其全铁含量与SiO₂呈良好的负相关关系;赤铁矿相对富集Ba,K,U等元素,亏损Th,Ta,Nb,Zr,Hf等高场强元素,表明其可能形成于岩浆-流体环境。同心层状赤铁矿明显富集Ti和Pb,Ti的相对富集表明同心层状赤铁矿的成因与岩浆有关,Pb的相对富集则表明其形成后期有热液叠加参与。本文研究认为,武安地区隐爆角砾岩的成因模式为:深部岩浆流体在上升过程中受到上覆围岩的圈闭而产生流体沸腾超压现象,随后上覆岩层突然减压破碎,岩浆-流体发生隐爆作用并将上层岩体破碎胶结成岩。     

金川岩浆铜镍（铂）硫化物矿床铂族金属富集过程及富集机制

金川岩浆铜镍（铂）硫化物矿床是我国最主要的铂族等战略性关键金属宝库。金川矿床中铂族金属的富集过程和富集机制还存在很多争论。本文通过详细的矿物学及矿床学研究,厘定了金川矿床成矿阶段。成矿阶段可划分为硫化物矿浆结晶阶段、挥发分流体作用阶段及热液改造阶段。其中硫化物矿浆结晶阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿（Pn- a）- 磁黄铁矿（Po- a）- 黄铜矿（Ccp- a）;挥发分流体作用阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿（Pn- b）- 磁黄铁矿（Po- b）- 黄铜矿（Ccp- b）- 黄铁矿（Py- Ⅰ）- 磁铁矿（Mag- Ⅰ）- 菱铁矿- 叶蛇纹石- 磷灰石- 铬铁矿- 白云石- 方解石（Cal- Ⅰ）- 金云母。热液改造阶段的矿物组合为透闪石- 绿泥石- 蛇纹石- 方解石（Cal- Ⅱ）- 磁铁矿（Mag- Ⅱ）。高倍电子探针镜下发现,金川矿床铂族矿物与磁铁矿（Mag- Ⅰ）、黄铁矿（Py- Ⅰ）、铬铁矿、磷灰石、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿及菱铁矿等共生。金川铜镍硫化物矿床中铂族元素(PGM)矿物主要包括硫砷铱矿（IrAsS）、钯的铋化物、碲化物和硒化物、钯的金属互化物（PdAu2）、砷铂矿（PtAs2）、铂单质以及铂的金属合金（Pt- Fe）。其中大量的PGM分布于镍黄铁矿的裂隙中,或产于镍黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石裂隙中。与磁铁矿、菱铁矿、铬铁矿、黄铜矿、磷灰石以及叶蛇纹石等矿物共生,指示PGE富集与氧化性流体加入密切相关。金川矿石镍黄铁矿（Pn- b）、磁黄铁矿（Po- b）、黄铜矿（Ccp- b）、黄铁矿（Py- Ⅰ）、磁铁矿（Mag- Ⅰ）以及菱铁矿中高Co含量,表明流体在Co的超常富集过程中也起到了决定性作用。金川矿石中大量碳酸盐矿物、叶蛇纹石、金云母、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿以及富Cl磷灰石的出现;S、Mg元素呈网脉状分布于蚀变橄榄石和硫化物中,推测流体组分可能是一种富C富Cl的富含挥发分的高氧逸度流体。金川铬铁矿、磁铁矿（Ⅰ）、菱铁矿等矿物中高Ti、高Nb含量和高Nb/Ta比值,暗示此流体可能是一种高温的超临界流体。以上特征综合表明该特征流体对金川铜镍硫化物矿床中铂族元素等关键金属的超常富集起到了关键控制作用。当挥发分流体与残余硫化物矿浆相互作用及改造先存硫化物及橄榄石时,不仅会促使Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd进一步活化、富集,还会导致流体中PGE强烈富集,使得流体中的Pd、Se、Te、Bi、Pt含量不断提高,最终形成大量的PGM。综上所述,本文认为在岩浆演化晚期可能存在一种高氧逸度的富Cl富C的深源流体注入岩浆房,该深源挥发分流体对PGE及Co的迁移和超常富集起到了关键控制作用。