山西代县碾子沟金红石矿床地质特征浅析

金红石是提炼钛的重要矿物原料,在国民经济中用途广泛。本文总结了山西代县碾子沟金红石矿床、矿体地质特征,就其成矿机制进行了分析,并探讨了矿石的物理性质及其主要用途。     

山西代县碾子沟金红石矿床的地球化学特征

碾子沟金红石矿床位于山西省代县县城北北东方向约26 km处,是我国唯一的粗粒超大型金红石矿床.     

山西代县金红石矿床洪塘矿区含矿岩石的地球化学及年代学

山西代县洪塘金红石矿区是代县金红石矿3个主要矿区之一,含金红石矿的岩石主要有4种类型:直闪石片岩和蛭石化阳起-直闪石片岩、钠长斜绿泥石阳起-直闪石片岩和蛭石化阳起-直闪石英岩。除1个样品已硅化(HT-5,石英岩)外,SiO2含量为47.83%～55.03%,富MgO、TiO2和Al2O3,低CaO、Na2O和K2O,轻稀土元素略亏损,重稀土元素分布较平坦,具明显负Eu异常,大离子亲石元素含量变化较大,高场强元素总体上没有明显分异,Ti、Zr、Hf和Y轻微亏损,Ba、Sr和Rb亏损。据以上地球化学特征推测其原岩化学组成等同于基性岩浆岩类中的洋中脊拉斑玄武岩类,后经过变质作用形成上述含矿岩石。含矿岩石中锆石的内外部生长特征、矿物包裹体特征以及U-Pb年龄结果显示,该区含矿原岩——中基性玄武质岩浆岩的成岩时代为2530Ma左右,后可能经历了2530～2370Ma和1900Ma左右的热液流体活动参与的高角闪岩相到绿片岩相的区域变质事件。     

山西代县碾子沟金红石矿床地质特征及经济意义研究

金红石在国民经济中用途广泛,我国每年需要大量进口.山西碾子沟金红石矿床位于五台西段草垛山分岭背斜南翼,金红石矿体赋存于碾子沟上段地层中,矿体产状与地层产状一致,矿体规模、产状和形态严格受岩体控制,矿化是吕梁期热液活动强烈影响的结果,使得金红石叠加富集.矿床含矿岩石主要为阳起透闪岩、绿泥透闪岩等.金红石呈半自形粒状结构,多分布于透闪石矿物之间.采用金红石(TiO2)边界品位1.0%、工业品位1.6%计算,共求得金红石(TiO2)资源/储量163万t,属于大型矿山.     

山西代县碾子沟金红石矿床蚀变温度

测试山西代县碾子沟金红石矿床细晶直闪石中原生气体包裹体和气液包裹体均一温度分别为790～825℃、756～780℃,分别代表了细晶直闪石化早期、中后期的温度。镁电气石中原生气体包裹体均一温度高于800℃,据气液比分析,相当于细晶直闪石化早期的温度,其形成的时空分离性主要由蚀变介质物质成分差异所致。类比分析了其它蚀变阶段的温度。总体上看,矿床蚀变属高温蚀变。蚀变温度明显高于围岩变质温度和高温热液矿床的温度,略低于矽卡岩化温度。高温使钛、铁离子的动能和活性大幅度提高,蚀变介质的存在使离子具备了良好的迁移条件,从而使钛铁离子完全分离、钛进一步富集并形成了金红石矿床。     

碾子沟金红石矿床金红石自然颗粒粒度分析

用数学地质方法，通过电子计算机对３１５１９２个数据的处理，认为金红石自然颗粒较粗，＞０．１、０．２、０．３ｍｍ的分别占９８．８２％、８２．３６％、６４．５５％；据粒度概率分布特征，金红石自然颗粒分为７个总体，分别以０．３２０、０．４３２、０．５４４、０．６６１、０．７６７、０．９３５ｍｍ为界。其成因主要为变质作用及张力的衰减性及波动性。较粗的金红石自然颗粒可使选矿回收率大幅度提高。对矿床经济评价，开发及成因研究等有一定意义。     

山西代县碾子沟金红石矿床地球化学特征

文章对矿区内基性岩、基性变质岩、酸碱性变质岩及蚀变岩中常量和微量元素的含量、相关性、变异系数、REE分布模式等特征进行了研究。笔者认为:该矿床的成矿物质来源于上地幔;成矿作用有3次,前2次为变质成矿作用,第3次为蚀变成矿作用,以后者为主;蚀变过程中,Ti、Fe、REE、B等元素发生了迁移,Ti的进一步富集、Ti与Fe的分离是重要的成矿因素;矿床的形成与板块运动密切相关。有利于成矿的大地构造环境和部位为:板块的缝合部位,蚀变带与基性(变质)岩层交叉处,蚀变带中部,B含量高处。     

山西代县金红石矿床地质特征及找矿方向

讨论了山西代县金红石矿的成矿地质背景,展示了找矿标志与方向。从金红石矿床的地质特征入手,分析了山西代县金红石矿的成矿与控矿因素,为进一步开展工作提供一种思路。     

CCSD主孔超高压榴辉岩金红石中的矿物包裹体研究

金红石是榴辉岩中的主要含钛副矿物。中国大陆科学钻探工程（CCSD）主孔100～2000m岩心样品中，金红石榴辉岩、多硅白云母榴辉岩和蓝晶石榴辉岩中都程度不等地含有金红石。金红石既可以与其他矿物一起被石榴石、绿辉石等主要变质矿物包裹，也可以包裹其他矿物。本文利用电子探针技术，对CCSD所揭示的超高压榴辉岩的金红石中的矿物包裹体进行了鉴定和分析。结果显示，绿辉石、富铪锆石、高铝榍石、韭闪石和红闪石、斜黝帘石等矿物包裹体形成于榴辉岩相进变质至峰期变质阶段；随着超高压变质带快速折返，榴辉岩经受强烈的退变质作用，包括金红石、绿辉石在内的多种矿物都经受了退变质作用，与金红石共生的钛铁矿完全或者部分退变成含铁金红石和钛铁晶石。在退变的金红石中，还发现了透辉石＋斜长石后成合晶、低铝榍石、镁绿闪石等退变质矿物组合。     

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体形成过程及其对熔-流体特征的指示

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床, 该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力, 也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花岗岩和伟晶岩中三种主要副矿物独居石、磷灰石和锆石中的矿物包裹体进行扫描电镜分析, 确定矿物包裹体种类、频率以及产状(与裂隙关系), 结合磷灰石中长石包裹体电子探针分析, 综合指示琼嘉岗锂矿熔-流体性质及演化过程。研究表明: (1)琼嘉岗锂矿独居石、磷灰石和锆石中主要发育硅酸盐、氧化物、磷酸盐以及少量硫化物包裹体, 其中填充裂隙和穿切裂隙的富稀土矿物独居石和磷灰石包裹体均由热液蚀变形成, 而锆石放射性损伤强烈的区域中发育的远离裂隙的晶质铀矿和方钍石包裹体的形成也和流体作用相关; (2)电气石白云母花岗岩的磷灰石中发育钶钽铁矿以及烧绿石包裹体表明早期花岗岩岩浆富集铌和钽, 稀有金属包裹体的数量以及类型也对高演化的花岗岩和伟晶岩是否具有稀有金属成矿潜力以及矿化类型具有一定指示意义; (3)锂辉石伟晶岩磷灰石中发育异常高且变化大的An值的斜长石包裹体, 它们分别记录了磷灰石在结晶时对早期富钙熔体的捕获以及熔体的分异过程。本文的研究结果还表明副矿物中矿物包裹体的种类以及元素组成可以为高演化花岗岩-伟晶岩体系的熔-流体特征及演化提供指示意义。

     

西藏恰功铁矿二长花岗斑岩锆石的U-Pb年代学与地球化学特征及意义

恰功矽卡岩型Fe(Cu)-PbZn(Ag)矿床的形成与二长花岗斑岩关系密切。该矿床与查藏措、斯弄多、加多捕勒、青都、那扎等矿床已初步在冈底斯中段勾勒出1条矽卡岩成矿带,但目前对这些矿床的研究还较少。本文对发育于西藏恰功矿区南部的2种斑岩的锆石采用CL和LA-ICP-MS进行了成因矿物学和微区微量元素及U-Pb年代学研究,获得石英斑岩的侵位时代为66.83±0.72Ma (MSWD=2.4,n=9),与成矿关系最为密切的二长花岗斑岩侵位时代为67.42±0.80Ma (MSWD=3.8,n=15)。2种斑岩锆石的U/Yb-Hf及U/Yb-Y在微量元素图解中均显示结晶于陆壳环境。二长花岗斑岩中锆石的矿物结构和Zr/Hf、Th/U、Nb/Ta、Nd/Yb值等微量元素特征和根据Ti含量估算的T_Tiz显示,其是源于上地幔基性岩浆脉动上涌过程中同化、混合地壳物质后形成的岩浆熔体,伴随围岩压力降低在上侵过程中结晶、分异,最终于近地表冷却形成的。这些结果暗示恰功矿床的形成与印亚陆陆初始碰撞时回卷的新特提斯洋壳撕裂诱发的壳幔混源岩浆活动有关,代表了一种尚未充分认识的陆陆初始碰撞阶段壳幔混源岩浆活动有关的成矿作用。在冈底斯中段中北部针对该时代矿床的勘查工作有一定的找矿潜力。     

山西代县滩上钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

山西代县滩上钼多金属矿床位于华北陆台北缘五台山—恒山多金属成矿区,分布于滩上复式杂岩体与滹沱群四集庄组含砾变质长石石英岩的接触带及附近岩石裂隙中,其中辉钼矿呈细脉状、团块状、星点状.在对区内钼多金属矿床地质特征研究的基础上,选取7件辉钼矿样品进行Re-Os同位素测年.获得的模式年龄为(129.3±2.0)~(132.3±1.8) Ma,加权平均年龄为(131.09±0.98) Ma, MSWD=1.2,等时线年龄为(131.60±0.72) Ma, MSWD=1.08,187Os初始比值为(–0.041±0.036) ng/g.该等时线年龄代表了辉钼矿的形成时间,可以作为该矿床的形成年龄,即钼成矿作用发生于早白垩世.与华北陆台北缘五台山-恒山多金属成矿区内多个矿床一样,该矿床推测是燕山期大规模构造-岩浆-流体活动的产物,与中生代以来华北克拉通减薄事件有关.     

山西省义兴寨金矿流体包裹体特征及其地质意义

山西省繁峙县义兴寨金矿为一大型石英脉型矿床。对义兴寨矿区金矿石中的流体包裹体进行了岩相学和显微测温研究,结果表明:义兴寨金矿各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要为气液两相的H2O包裹体,其次为纯气相H2O包裹体和含CO2包裹体。激光拉曼探针分析表明,第Ⅰ阶段流体包裹体除SO2特征峰外,还出现了CO2特征峰和C6H6特征峰,第Ⅱ阶段石英中流体包裹体的气相成分伴有一定量的SO2。第Ⅰ阶段包裹体的完全均一温度(均一至液相)为149~384℃,第Ⅱ阶段包裹体的完全均一温度(均一至液相或气相)为151~373℃,富气相包裹体多数在达到均一前发生爆裂,第Ⅲ阶段包裹体的完全均一温度(均一至液相)为246~325℃,第Ⅳ阶段包裹体的完全均一温度(均一至液相)为223~269℃。成矿流体为中温、低盐度的浆控热液,主成矿期发生流体沸腾并在第Ⅱ阶段有不同来源流体混入,后期有大气降水的加入。早期成矿阶段的流体具有深部地壳甚至地幔的特征。     

栾川上房沟钼矿床流体包裹体特征及其地质意义

上房沟钼矿床位于栾川断裂带北侧的华北克拉通南缘,矿体赋存于晚元古代栾川群碎屑岩-碳酸盐建造中.钼成矿经历了早、中、晚3个阶段:早阶段为钾长石-石英-辉钼矿-黄铁矿组合,中阶段为石英-辉钼矿-多金属硫化物组合,晚阶段以方解石-石英-萤石脉为特征.流体包裹体可划分为富/含CO_2型、含子矿物型和NaCl-H_2O型3类.早、中成矿阶段发育较多C0_2-H_2O型和含子晶型包裹体,晚阶段为NaCl-H_2O型包裹体.早阶段流体具有高温(320℃～500℃)、高盐度(31.75～66.75wt% NaCl eqv.)、富CO_2的特点,显示浆控高温热液矿床的特征;中阶段流体具有中温(190℃～400℃)、中等盐度(2.07～12.85 wt% NaCl eqv.,个别超过30 wt% NaCl eqv.)、富/含CO_2特点;晚阶段为中低温(160℃～260℃)、低盐度(～4.8 wt%NaCl eqv.)、贫CO_2的NaCl-H_2O体系.早、中阶段流体沸腾作用强烈,造成CO_2不断逸失、流体氧化性降低、成矿物质大量沉淀,是成矿的重要机制.     

山西省代县滩上一带隐爆角砾岩地球物理和地球化学特征及其地质意义

隐爆角砾岩型金矿是国内外一种具有重要经济价值的矿床类型。在分析山西代县滩上隐爆角砾岩区的金多金属矿床地质背景、地球物理及地球化学特性的基础上,研究滩上一带隐爆角砾岩的岩石化学特征,发现该区金多金属矿体赋存部位位于岩体内、内外接触带及四集庄组岩组捕虏体中。研究认为,金多金属矿由石英斑岩中硫化物局部富集形成,其主要物质来源与滩上岩体之岩浆期后热液有关,黄铁矿化隐爆角砾岩为容矿岩石,断裂及其次级断裂、裂隙等构造活动为金矿体的形成提供了良好的导矿通道,燕山期中酸性浅成-超浅成岩浆活动为研究区成矿提供了大量含矿热液和成矿物质。     

桂中盘龙铅锌矿流体包裹体特征及其对钦杭成矿带热水喷流-改造成矿作用的指示

盘龙铅锌矿是近年来在钦杭成矿带南段新发现的大型铅锌矿床,位于广西大瑶山西侧,属于桂中坳陷带与大瑶山隆起的结合部位。它的容矿围岩为泥盆纪上伦组白云岩。成矿过程可分为三个成矿期:1)原生沉积期,以星散状构造、似层状-条带状构造、浸染状构造、胶状-变胶状构造、草莓状构造、揉皱构造等矿石组构特征为代表;2)活化改造期,成矿元素重新活化富集形成网脉状构造、假角砾状构造、环带构造、晶洞构造、小球状构造、交代结构、压力结构等;3)地表氧化期,原生的硫化物在地表被氧化。本研究系统分析了原生沉积期和活化改造期重晶石内的流体包裹体特征。包裹体岩相学分析显示,两个期次的流体包裹体类型均比较简单,主要为富液相的气液两相包裹体。显微测温结果显示,原生沉积期均一温度范围110.0~234.3℃(平均值为147℃),盐度介于0.33%~15.57%NaCleqv之间(均值为7.09%Nacleqv)。活化改造期均一温度稍低于原生沉积期,但盐度却明显高于前者,均一温度范围107.9~179.5℃(平均值为139℃),盐度范围1.81%~21.24%NaCleqv(均值为10.90%Nacleqv)。拉曼分析测试显示,两个成矿期次流体包裹体气相组分主要为H_2O。原生沉积期和活化改造期成矿流体均具有中低温、低盐度和贫CO_2的特征。结合重晶石矿物的产出状态,原生沉积期流体特征与SEDEX型矿床流体特征相吻合,而对其改造的后期流体与浅成低温热液矿床或者SEDEX型矿床流体特征相符。联系到区域演化历史及海底热水的幕式喷发特征,本研究认为,盘龙铅锌矿是典型的古生代热水喷流沉积叠加后期改造成矿的复合"二阶段成矿作用"的结果,对古生代地层中SEDEX型矿床的改造动力来源于后期浅成低温热液活动,也可能是晚期的又一次热水喷流活动。     

秦岭杂岩清油河斜长角闪岩多期变质的证据——来自锆石微量元素和包裹体的启示

北秦岭清油河地区广泛发育以透镜状、条带状或岩墙状赋存于秦岭杂岩石英二长片麻岩中的斜长角闪岩,矿物组合为角闪石、斜长石以及少量的石榴子石、单斜辉石等。锆石阴极发光图像、不同微区矿物包裹体和稀土元素分析,以及不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析等综合研究结果表明,该斜长角闪岩锆石成因十分复杂,可进一步划分为三种类型。第一类锆石呈半自形-他形晶,阴极发光显示条带状分带,锆石稀土总量较高,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土富集,Eu负异常明显,记录的206Pb/238U加权平均值为774±13Ma,代表了该岩石原岩形成时代;第二类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像为扇状或面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土相对平坦,没有Eu的负异常,表明该类锆石结晶时岩石中含有石榴子石,而没有长石,该类锆石矿物包裹体主要为Grt+Cpx+Q,可能代表榴辉岩相(榴辉岩或者石榴子石辉石岩)变质矿物组合,记录的~(206)Pb/~(238)U加权平均值为493±5Ma;第三类锆石呈他形晶或构成第二类锆石的薄边,亦为典型变质锆石,阴极发光为面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土平坦,具有Eu的异常,锆石包裹体矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Amp+Q,应代表退变质矿物组合,记录的206Pb/238U加权平均值为448±4Ma。该斜长角闪岩的原岩年龄(774±13Ma)、峰期变质年龄(493±5Ma)和后期退变质年龄(448±4Ma)与北秦岭已厘定的高压-超高压岩石的原岩年龄、峰期变质和退变质年龄非常吻合,说明该岩石可能是北秦岭高压-超高压变质岩带的一部分。据此,并结合清油河斜长角闪岩中发现残存金刚石的研究成果,可以推测现今秦岭杂岩中出露的一些低级变质相岩石峰期也可能经历了高压-超高压变质,只是由于后期强烈的退变质作用的改造而难于识别和辨认,北秦岭高压-超高压岩石的分布可能远比目前观察到的丰富。此外,本次研究还显示清油河斜长角闪岩原岩具有大陆拉斑玄武岩特征,是陆壳岩石的一部分。这些资料为进一步论证北秦岭早古生代高压-超高压岩石(包括榴辉岩、长英质片麻岩、石榴子石辉岩、榴闪岩和部分斜长角闪岩等)是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物提供了新的证据。