海南岛新生代玄武岩成因的PGE与Os同位素地球化学制约

本文对海南岛新生代玄武岩开展了PGE和Re-Os同位素体系的系统研究,结合全岩主量、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素数据,取得了如下认识:（1）海南岛新生代玄武岩根据PGE含量和配分模式可以划分为两类,第一类PGE总量为1.88×10^-9～4.54×10^-9,配分模式为相对平坦型（Pd/Ir<3.5）,高Os含量和低¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os值,代表了来自亏损软流圈地幔的熔体;第二类PGE总量为0.35×10^-9～2.67×10^-9,配分模式为向右上倾型（Pd/Ir>5.0）,低Os含量和高¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os值,反映其熔融地幔源区包含了大量的再循环洋壳;（2）海南岛新生代玄武岩PGE地球化学特征受控于岩浆演化过程中硫化物的熔离作用;（3）Os-Pb同位素模拟结果暗示海南岛新生代玄武岩再循环洋壳的年龄在100～300 Ma之间,为近期/同期俯冲的大洋板片。本次研究为进一步理解海南岛新生代玄武岩源区的再循...     

东秦岭黄龙铺矿田桃园Mo矿床成因研究：来自矿物学及辉钼矿Re-Os同位素的约束

黄龙铺矿田是东秦岭钼成矿带中比较特别的钼矿田,产有两种矿床类型：一种以大石沟为代表的碳酸岩脉型钼矿床,另一种是以石家湾为代表的斑岩型钼矿床。桃园钼矿床位于黄龙铺矿田西南方向,含矿脉体为长石-石英脉。前人多从宏观地质特征对桃园钼矿床的成因进行讨论,缺乏系统的矿物学和年代学研究,其成因类型具有较大的争议。本次研究通过矿物-元素组合的鉴定和辉钼矿Re-Os同位素定年,旨在对桃园钼矿床的成矿时代、成矿地质背景以及矿床成因类型进行约束。桃园钼矿床矿石中辉钼矿普Os含量在0.010 5±0.006 1×10^-9～0.023 1±0.001 2×10^-9,¹⁸⁷Re,¹⁸⁷Os的相对误差均定为2.0%(2σ)。Re-Os同位素的模式年龄为224.2±3.5～218.6±3.6 Ma,等时线年龄为221.1±9.7 Ma(MSWD=2.6),表明该矿床形成于晚三叠世,其钼矿化可能与扬子板块和华北板块全面碰撞关系密切。利用扫描电镜-能谱成分分析对矿石中的矿物组成进行测试分析,结果显示矿石中除常见的辉钼矿、黄铁矿等矿物...     

新疆北山坡一镍矿床中钴的赋存状态、地球化学特征及其对钴成矿的启示

钴作为当今社会必需的一种关键矿产资源,岩浆铜镍矿床是我国钴资源供应的重要矿床种类之一,该类矿床中钴元素通常赋存于镁铁质硅酸盐矿物、硫化物、类硫化物和铁氧化物中,然而镁铁质硅酸盐和铁氧化物中的钴难以分选利用,因此钴赋存状态的厘定是铜镍矿床中钴资源评价和利用的重要前提。新疆东天山-北山地区发育大量晚古生代、普遍伴生钴的岩浆铜镍矿床,其中位于北山地区的坡一镍矿床以赋含高镍硫化物为特色,是研究岩浆铜镍矿床中钴元素的赋存状态、分布特征以及钴与镍相互关系的理想对象。坡一镍矿的含矿岩相主要为单辉橄榄岩、纯橄岩和橄长岩,以稀疏浸染状矿化为主,钴主要以类质同象形式赋存于镍黄铁矿,其次为铬尖晶石、橄榄石和磁黄铁矿,少见独立钴矿物。矿物微区原位分析结果显示原生矿物中钴含量由高到低依次为镍黄铁矿(～8404×10^-6)>>铬尖晶石(～475×10^-6)>磁黄铁矿(高Ni含量)(～299×10^-6)>橄榄石(～137×10^-6)>黄铜矿(～13.0×10^-6)>磁黄铁...     

东天山黄山东铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其意义

黄山东岩体位于东天山北部的土墩—黄山—镜儿泉—图拉尔根镁铁—超镁铁质岩带中段,受康古尔塔格—黄山深大断裂控制,是由二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩和辉长闪长岩组成的复式岩体。黄山东铜镍硫化物矿床镁铁质岩石和矿石中的铂族元素(PGE)含量很低,其中IPGE(Os, Ir, Ru, Rh)与PPGE(Pt, Pd)含量相近,PPGE略高于IPGE。岩石平均2×10-9,矿石平均86×10-9。在矿石中,PGE含量与硫含量呈正相关关系。在原始地幔标准化图解上,岩石和矿石具有相似的分配模式,PPGE和IPGE之间分异很弱。Ni/Cu—Pd/Ir关系图以及岩石地球化学资料显示,形成黄山东岩体的原始岩浆为MgO含量较高的PGE不亏损的拉斑玄武质岩浆。岩浆在上升的过程中发生过早期硫化物深部熔离,带走了岩浆中大部分的PGE,可能是造成黄山东矿床母岩浆中PGE明显亏损的主要原因。矿石低的Pd/Ir比值（为4.22～17.24,平均值为849）及高的Ir含量（为2.04×10-9～21.45×10-9,平均值为8.79×10-9）显示黄山东矿床成矿过程中后期热液作用不明显。铂族元素地球化学特征和岩石地球化学资料显示了地壳物质的混染以及橄榄石、辉石等矿物的分离结晶是引起该矿床硫饱和并发生硫化物熔离作用而成矿的主要因素。     

新疆黄山东铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定及其地球动力学意义

通过对黄山东铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为282±20 Ma。该数据表明东天山这套铜镍硫化物矿床及其相关的镁铁质—超镁铁质岩并非泥盆纪—早石炭世洋底的蛇绿岩建造和相关成矿系统,也晚于岛弧演化阶段,而是出现于碰撞后的伸展环境,与区内广泛发育     

金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床成矿背景探讨

金川铜镍矿床出露于华北板块西南缘阿拉善地块龙首山隆起带,受控于镁铁质-超镁铁质岩墙状小岩体,是中国最大、世界第三的硫化镍矿床。前人对其成矿地质背景做了大量的研究工作,一直以来金川矿床被认为形成于中元古代大陆边缘裂谷环境,成矿年龄为1508±31Ma,但随着金川岩体二辉橄榄岩单颗粒锆石U-Pb年龄827±8Ma和纯橄岩硫化物矿石Re-Os等时线年龄1043±28Ma的获得,金川铜镍硫化物矿床     

新疆东天山香山岩体橄榄石特征及其成因意义

新疆东天山香山镁铁-超镁铁杂岩体位于东天山镜儿泉-黄山镁铁-超镁铁质岩带的西段,由香山东、香山中、香山西3个岩体组成。其中香山中产出中型铜镍矿,香山西为小型铜镍-钒钛铁复合型矿床。香山岩体橄榄石为贵橄榄石,Fo值多为81.90~85.66,Ni含量为638×10^-6~2 283×10^-6。模拟计算得出香山岩体母岩浆w(MgO)=10.70%,w(FeO)=10.66%,属于高镁玄武质岩浆。香山岩体橄榄石中Ni含量的最大值为2 283×10^-6,母岩浆中Ni含量为326×10^-6,是由原始地幔发生14%的部分熔融而成。香山岩体在橄榄石结晶过程中伴随硫化物熔离,隙间硅酸盐和硫化物对橄榄石作用明显,造成早期结晶橄榄石成分改变。     

东天山卡拉塔格地区月牙湾铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素测定及其地质意义

新疆哈密月牙湾铜镍矿是近年来在东天山卡拉塔格地区新发现的岩浆型铜镍硫化物矿床.为确定该矿床的成岩、成矿时代及其成矿作用,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和硫化物Re-Os同位素等时线定年方法,分别对主含矿岩相橄榄辉长岩和矿石中的磁黄铁矿进行了年龄测定.橄榄辉长岩中锆石的206Pb/238U年龄为255~292 Ma,加权平均值为274±2.4 Ma,代表了橄榄辉长岩的成岩年龄;矿石中磁黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为271.9±9.5 Ma,代表了硫化物熔离成矿的年龄;187Os/188Os初始值为0.279 6±0.008 9,γ_Os值为117~126,指示在岩浆侵位及硫化物熔离成矿过程中有地壳物质加入.月牙湾镁铁质岩浆的成岩、成矿作用发生于早二叠世,与东天山黄山-图拉尔根一带典型铜镍硫化物矿床为同一时期的产物.      

内蒙古中部克布铜镍硫化物矿床岩石成因与成矿过程

内蒙古中部地区横跨中亚造山带与华北克拉通北缘, 区内岩浆铜镍硫化物矿床(点)广泛发育。克布矿床位于该区白云鄂博裂谷西南侧, 是近年来新发现的品位较高的铜镍化物矿床。因此, 准确厘定克布镁铁-超镁铁质岩体的形成时代, 查明岩石成因与矿床成矿过程对于进一步指导克布矿床深部铜镍找矿突破以及区域类似镁铁-超镁铁质岩体含矿性评价具有重要意义。克布岩体主要岩相由主体辉长岩相与赋矿橄榄岩相组成, 其中辉长岩相属于主体岩相而橄榄岩相则是主要赋矿岩相。岩石地球化学分析结果表明, 克布镁铁-超镁铁质岩体各岩相具有轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型稀土配分模式, 富集Rb、Sr和Ba等元素, 亏损Nb和Ta等元素。本次研究获得克布岩体橄榄辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为267.5±1.8Ma, 为中二叠世岩浆作用的产物, 形成于古亚洲洋闭合后的碰撞后伸展环境。同位素组成研究结果表明, 克布岩体锆石ε_Hf(t)值为-4.67~2.84, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.7062~0.7071, ε_Nd(t)值为为-10.6~-5.65。铂族元素(PGE)组成研究结果表明, 克布铜镍硫化物矿床矿石具有相对较低的Ni/Cu值, 较高的Pd/Ir值和Cu/Pd值。综合上述研究结果, 初步查明克布镁铁-超镁铁质岩体形成于古亚洲洋闭合的碰撞后伸展环境, 岩浆源区为经历了俯冲交代作用的EM Ⅰ型岩石圈地幔, 原生岩浆主要为高镁玄武质岩浆。在幔源岩浆侵位过程中经历了一定程度的地壳物质混染, 其中地壳硫的加入是促进克布镁铁-超镁铁质岩浆发生硫化物熔离并最终富集成矿的关键因素。结合最新探矿工程控制情况, 本文认为克布矿床深部铜镍成矿潜力较高, 应将晚期超镁铁质岩及深部岩浆通道作为下一步找矿工作重点。

     

力马河镍矿Re-Os同位素研究

四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省一个重要的岩浆硫化物矿床。本文通过对其主要岩、矿石类型Re、Os及其同位素组成的分析,综合探讨了成矿岩体原始岩浆性质、矿石硫化物成因、成矿机制及Re-Os同位素等时线年龄。结果表明,力马河镍矿不同类型岩矿石样品初始Os同位素组成是不均一的,富硫化物的网脉状矿石及其选纯硫化物Os同位素组成初值差异较小,其等时线年龄为265±35 Ma、与岩体锆石SHRIMP年龄263±3 Ma基本相当;硫化物含量较低的岩、矿石样品间初始Os同位素组成差异较大,其表观等时线年龄大于成矿年龄。分析认为,岩矿样品初始Os同位素组成的不均一是由含较高放射成因187Os丰度的硫化物熔体和含较低放射成因187Os丰度的硅酸盐熔体不同比例混合造成的。混合模型分析表明,硫化物含量超过30％的矿石样品初始187Os/188Os基本接近,硫化物含量低于30％的岩矿石样品初始187Os/188Os随硫化物含量上的不同差异很大,为岩浆硫化物矿床Re-Os等时线年龄可能出现多组年龄解的现象提供了一种可能的解释。成矿岩体中含放射成因187Os丰度最低的岩石样品γOs（t=260Ma）在5左右、Cu/Pd比值在7000左右,表明是基本没有受到地壳混染及硫化物熔离影响的原始岩浆结晶分异产物,估计原始岩浆Os含量在1×10－9左右,为苦橄质岩浆。矿石硫化物Re/Os比值显著高于任何赋矿橄榄岩,γOs（t=260Ma）高达110左右,综合分析揭示了力马河镍矿硫化物为二次熔离成因,模式分析认为,矿石硫化物是由原始岩浆经历R=2000左右的硫化物熔离后、其亏损岩浆再经R=200左右的硫化物熔离形成,与二次熔离相对应,成矿岩浆也经历了两次混染作用,分别为上、下地壳7％左右的混染。     

Re-Os Age of Cu-Ni Ores from the Huangshandong Cu-Ni Sulfide Deposit in the East Tianshan Mountains and Its Implication for Geodynamic Processes

An isochron age of 282±20 (95% conf. limit) Ma of the sulfide ores in the Huangshandong Cu-Ni sulfide deposit, the East Tianshan Mountains has been obtained through Re-Os isotopic measurement. The age implies that the Cu-Ni sulfide deposit and other related deposits in the same area occurred in a Permian extensional environment of post-collision instead of Devonian-Early Carboniferous ophiolite-related oceanic or island arc environments inferred before. It shares the same ages with the orogenic and epithermal gold deposit systems in the same area. An initial 187Os/188Os ratio of 0.25±0.04 (1σ) and a γos value of 99 on average display the participation of large quantities of crustal components into the rock-forming and ore-forming system during mineralization and magmatic emplacement.     

钦杭成矿带南段阳春盆地中侏罗世钨铅锌矿床的厘定及意义

钦杭成矿带是华南地区一条著名的中生代斑岩-矽卡岩铜铅锌多金属成矿带,其南段阳春盆地内以集中发育白垩纪钨锡多金属矿床为特征,侏罗纪成矿仅有个别铜铁钼矿床报道.因此,区内有关侏罗纪成矿特征、矿化元素组合、成岩成矿物质等问题尚不明晰.本文对阳春盆地内黑石岗矽卡岩型铅锌矿床和留洞石英脉型钨钼矿床进行了成岩成矿年代学研究.结果显...     

Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

江西香炉山钨矿床矽卡岩矿物和成矿花岗岩地球化学特征及其指示意义

江西香炉山大型钨矿床位于长江中下游成矿带南侧新识别的钨矿带西段,为一矽卡岩型白钨矿床。矽卡岩矿体主要产于中寒武统杨柳岗组含炭质灰岩和香炉山花岗岩接触部位。香炉山花岗岩具有细粒至中粗粒结构,主要由石英、钾长石、斜长石和黑云母组成,副矿物以钛铁矿为主。香炉山花岗岩的SiO₂含量为66.37%~67.76%,并具有较高的Na₂O+K₂O（8.33%~8.57%）和A/CNK（1.31~1.35）,因此属于强过铝质花岗岩。香炉山矽卡岩矿物主要为钙铁辉石为主,而石榴石以钙铝榴石为主并有少部分锰铝-铁铝榴石,同时主要的白钨矿分布于矽卡岩晚期网脉中呈他形粒状并具有贫Mo的特征。因此,香炉山钨矿具有还原型矽卡岩钨矿的特征。黄铜矿和磁黄铁矿的δ³⁴S_CDT值分别为1.0‰~4.2‰和3.0‰~5.2‰,均呈现出典型的岩浆硫同位素的特征,同时矽卡岩后期白钨矿稀土元素的流体模拟配分形式也为右倾,与香炉山花岗岩稀土元素特征一致,表明岩浆热液流体的参与贯穿整个矽卡岩成矿过程。香炉山花岗岩具有较低但变化范围较宽的Nb/Ta（6.7~11.4）,同时具有高Rb/Ba（1.6~2.4）和Rb/Sr（5.9~7.2）,暗示壳源富粘土物质为原始岩浆的物源,并可能伴有极少量的幔源物质加入。同时香炉山花岗岩高Rb（339×10^-6~406×10^-6）和Y+Nb（49.2×10^-6~62.0×10^-6）及高Nb（15.7×10^-6~24.1×10^-6）和低Y（33.5×10^-6~43.4×10^-6）,指示其为板内花岗岩。因此,香炉山钨矿形成于板内的拉张环境。结合区域研究资料,其可能与古太平洋板块中伊扎纳吉板片与太平洋板片间的洋脊俯冲,及太平洋板片回撤有关。

     

铜镍硫化物的Re-Os同位素定年方法及应用实例

摘要本文介绍了含有普通Os的铜镍硫化物的Re-Os同位素定年方法及其在新疆黄山东和金川铜镍矿床的应用实例。样品采用Carius管溶解，Re采取丙酮萃取、阳离子树脂交换分离，Os则采取蒸馏分离方式，质谱测量为电感辆合等离子体质谱(ICP-MS)。结果表明，采用ICP-MS进行铜镍硫化物的Re-Os同位素定年研究，同样能得到令人满意的结果。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290～260 Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。     

金川超大型铜镍硫化物矿床的铂族元素地球化学特征

对金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明 ,金川岩体的平均Cu/Pd值远大于原生地幔岩浆的Cu/Pd值 ,说明其岩石为因硫化物析离而失去Pd的岩浆所结晶 ;且岩石的PGE具有部分熔融趋势 ,与地幔橄榄岩接近 ,这些均指示存在岩浆熔离作用。该矿床岩石、矿石的PGE球粒陨石标准化分布模式比较对应 ,均可分为两种类型 ,反映了岩浆多次侵入、熔离分异同时成岩成矿的特征。另外 ,PGE S关系分析表明其成岩成矿过程中有少量地壳物质混染。PGE地球化学特征参数还指示了其高镁拉斑玄武质母岩浆的性质。     

内蒙古乌拉特后旗查干花钼矿锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

内蒙古乌拉特后旗查干花钼多金属矿为华北陆块宝音图岩浆弧内的一处具有大型规模的隐伏矿床。钼矿体呈隐伏状赋存于二叠纪花岗闪长岩体与宝音图群二云石英片岩外接触带,大致呈不规则厚层状、脉状及网脉状,近NW向展布。发育钾化、云英岩化和绿泥石化等围岩蚀变,具斑岩型矿床蚀变分带特征。对与钼成矿关系密切的花岗闪长岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得加权平均年龄为(257.2±1.3)Ma,表明查干花花岗闪长岩体形成于晚二叠世。对辉钼矿开展了Re-Os同位素测年,获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为(238.6±4.4) Ma,模式年龄为(240.0±1.6) Ma,限定查干花钼矿是印支早期构造-岩浆活动的产物。辉钼矿Re含量为64 502×10^-9～245 621×10^-9,推测其成矿物质为壳幔混合来源。     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF PLATINUM GROUP ELEMENTS IN JINCHUAN SUPER-LARGE SULFIDE COPPER-NICKEL DEPOSIT, JINCHANG CITY, GANSU PROVINCE, CHINA

The platinum-group element geochemistry of rocks and ores from Jinchuan super-large copper-nickel sulfide deposit is systemically studied in this paper. The Cu/Pd mean ratio of Jinchuan intrusion is lower than that of original mantle magma, which indicates that these ultrabasic rocks were crystallized from magma that lost Pd in the form of melting segregation of sulfides. The PGE of the rocks show trend of partial melting, similar to that of mantle peridotite, which shows that magma formation occurs during rock-forming and ore-forming processes. The chondrite normalized PGE patterns of the rocks and ores are well related to each other, which signifies the signatures of multi-episode magmatic intrusion, melting and differentiation in the formation processes of rocks and ores. In addition, analyses about the relation between PGE and S, and study on Re-Os isotopes indicate that few contamination of the crustal substances occurred during the magmatic intrusion and the formation of deposit. However, contamination by crustal substances helps to supply part of the S for the enrichment of PGE. Meanwhile, the hydrothermal process is also advantageous for the enrichment of PGE, especially lbr Pt and Pd, due to deep melting segregation. The characteristic parameters （such as Pt/（Pt＋Pd）, （Pt＋Pd）/（Ru＋Ir＋Os）, Pd/Ir, Cu/（Ni＋Cu）, and so on.） for platinum-group elements for Jinchuan sulfide copper-nickel deposit show the same features as those for sulfide copper-nickel deposit related to basic magma, which also illustrates its original magma property representative of Mg-high tholeiite. Therefore, it is the marie （not ultramafic） magma that resulted in the formation of the superlarge sulfide copper-nickel deposit enriched in Cu and PGE. To sum up, the geochemical characteristics of platinum-group elements in rocks and ores from Jinchuan copper-nickel sulfide deposit are constrained by the continental rift tectonic environment, the parent magma features, the enriched mantel magma source, the complex metallogenesis and PGE geochemical signatures, and this would be rather significant for the study about the genetic mechanism of copper-nickel sulfide deposits.