深处岩浆分异与某地花岗伟晶岩的形成

Two stages of intrusion have been recognized for Paleozoic pegmatites in this district. The pegmatites occur as several thousands of dikes, with 84 per cent of them distributed within three “thickly concentrated areas”. Similar horizontal zoning, i.e.,from the parental granite outwards the pegmatites vary from type K through type Na to type Li, is observed within these “thickly concentrated areas”, which consist of pegmatites of different stages. Temporally, the pegmatites also evolve in the same sequence of types K-Na-Li, with a series of mineralized dikes produced during this process. The occurrence of this phenomenan is not accidental but a strong indication of deepseated magmatic differentiation. In nature, not all granitic magmatism can bring about pegatite emplacement,nor all the pegmatite dikes are of the same petrological character. These differences indicate that deep-seated magmatic differentiation must be controlled by some factors.It‘s development is believed to be dependent largely on the amounts of both parental and residual magmas and on the extent to which the pressure at their source region has been lowered by the intrusion of granite. The constant movement of the crust results in the continuous upward migration of differentiated magma, so as to promote the differentiation to a greater extent, thereby providing new source materials for subsequent intrusive activity. Such a continuous movement of opposites leads to the formation of a complete series of pegmatites, i.e., from biotite-microcline pegmatite to lepidolite-albite pegmatite, giving rise to the “thickly concentrated areas” as well as a series of mineralized veins.     

北大别超高压榴辉岩中褐帘石和氟磷灰石及其地质意义

褐帘石是绿帘石族矿物,是轻稀土(LREE)和Th等元素的重要载体矿物(Exeley,1980;Brooks et al.,1981;Gromet and Silver,1983;Tribuzio et al.,1996;Hermann,2002),并且常控制俯冲带流体的LREE和Th的含量以及影响着岩石中微量元素的演化(如Hermann,2002).     

广东新丰稀土花岗岩中褐帘石LA-ICP-MS的U-Th-Pb定年研究

褐帘石是一种常见的副矿物,是岩石中LREE、Th、U和Sr等微量元素的重要载体。由于Th、U可以在褐帘石中以类质同象形式进入并富集于其晶格,因而褐帘石是一种良好的年代学研究对象。但是,由于褐帘石中含有不同含量的普通铅,分析结果中的普通铅扣除成为难题,这就使得近年来褐帘石U-Th-Pb定年的应用受到很大的限制。本文通过激光熔样-电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术,对广东新丰稀土花岗岩中褐帘石单颗粒矿物进行了原位分析,运用232 Th/206Pb066 c-208Pb/2Pbc等时线(206 Pbc为普通20Pb的含量)方法,再根据等时线年龄利用铅同位素演化两阶段模型扣除普通铅的方式,对建立单颗粒褐帘石的U-Th-Pb激光定年方法进行了探讨。运用该方法对广东新丰稀土花岗岩中单颗粒褐帘石进行分析得出的年龄约为160Ma,与早期通过岩浆锆石U-Pb定年法得出的年龄(159~165Ma)十分相似。褐帘石的微量元素、δEu、Th/U比值和普通铅含量均显示其为特征的岩浆成因褐帘石。褐帘石定年这一定年方法具有简单、方便、准确的特点,对于确定含此矿物的岩体年龄,尤其是对成矿花岗岩的岩体形成时代将发挥重大作用,具有非常良好和广泛的应用前景。     

东海超高压榴辉岩中绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石集合体的电子探针成分和化学定年研究

中国大陆超深钻(CCSD)主孔从100米到3000米切穿含柯石英榴辉岩,为系统研究大陆深俯冲过程中含稀土元素副矿物提供了机会。本文报道了该钻孔榴辉岩存在发现的绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石复合颗粒。它们以同心环带结构为特征,从边部向中心依次为绿帘石、褐帘石和磷灰石;钍石既可包裹再磷灰石中,也可见于褐帘石中。电子探针分析显示,褐帘石不仅含有较高的轻稀土元素(LREE2O3=23．36wt％),而且可含有2．6wt％ThO2。根据绿帘石和褐帘石的电子探针高分辨U、Th、Pb成分计算得到绿帘石边部的形成年龄为738±88Ma,该年龄与大别-苏鲁地体榴辉岩的元古代源岩的年龄相当,因此,绿帘石可能为残留相。相反,褐帘石的年龄为220±41Ma,与大别-苏鲁超高压变质年龄相近。因此,褐帘石与磷灰石和钍石一起应该为超高压变质事件的产物。根据绿帘石、褐帘石及其共生的磷灰石和钍石的结构、成分特征和化学定年结果,我们推测绿帘石与可能已完全消耗的独居石很可能为变质副矿物组合的先驱矿物。独居石-绿帘石复合颗粒在榴辉岩相高压／超高压变质过程中反应形成磷灰石+钍石+褐帘石组合。     

江西大吉山五里亭花岗岩中变生褐帘石的加热研究

对采自我国南方燕山期五里亭花岗岩体中的褐帘石,经偏光显徽镜、电子探针仪、差热仪、X射线等方法进行分析得出,该矿物为变生褐帘石。加热800℃,850℃,950℃,970℃,1100℃退火系列样品的X射线粉晶数据分析得出:1.变生褐帘石X射线粉晶分析的最宜加热温度为800-850℃;2.加热至970℃的退火样品,褐帘石已分解为方铈石、赤铁矿、钙长石,加热到1100℃,褐帘石已渐消失,方铈石、钙长石和赤铁矿成为主要矿物相。     

滇西晚白垩世-始新世花岗伟晶岩型稀有金属成矿事件：来自铌钽铁矿、独居石、锆石U-Pb年代学的约束

滇西地区位于东特提斯构造域东段, 经历了特提斯构造域复杂的地质演化过程, 导致该地区发育大量与稀有金属成矿相关的花岗伟晶岩脉, 具有极好的花岗伟晶岩型稀有金属成矿地质条件。区域地质调查评价和地球化学填图显示滇西地区具备形成锂、铍、铌、钽等稀有金属矿产资源的良好潜力。本文以滇西地区黄连沟、黄草坝、那俄、杞木寨、麻栗脑、禾波、黑妈等含稀有金属矿化的花岗伟晶岩为研究对象, 通过铌钽铁矿、独居石、锆石等LA-ICP-MS U-Pb定年手段, 对这些花岗伟晶岩型稀有金属矿床/点开展成矿/成岩年代学研究。结果显示滇西花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要形成于晚白垩世-始新世(ca.70~40Ma), 与中国其他地区花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要形成于早古生代和中生代时期有显著的差异。本文年龄结果表明滇西地区存在多阶段花岗伟晶岩型稀有金属成矿事件, 可能与区域新特提斯构造-岩浆活动关系密切。这些年龄为探讨滇西花岗伟晶岩型稀有金属成矿规律, 有效指导区域找矿勘探部署和建立该地区伟晶岩型稀有金属矿床成矿模型奠定了理论基础。

     

江西相山下家岭稀土矿风化球体中褐帘石的精细矿物学研究及其成矿指示意义

下家岭稀土矿位于江西相山火山岩盆地,为风化壳淋积型稀土矿床。在风化壳剖面各成分层中,球形风化层稀土元素最为富集。为了探索稀土元素在球形风化层的富集规律,本文利用偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等多种手段,重点对球形风化层中风化球体的主要稀土矿物开展了精细矿物学的研究工作。研究发现原生褐帘石经改造后,发育了极其复杂的成分环带,衍生出多个富含稀土的"相",根据硅、镧、铈等主要元素的含量差别,可初步划分为：高硅高镧富稀土相（SiO2：11.51%~19.77%,La2O3：12.69%~17.54%,Ce2O3：6.80%~8.49%,∑REE2O3：46.14%~61.34%）、低硅高镧富稀土相（SiO2：0.58%~6.78%,La2O3：21.09%~24.64%,Ce2O3：4.45%~6.34%,∑REE2O3：68.96%~81.52%）以及低硅高铈富稀土相（SiO2：0.45%~1.79%,La2O3：12.89%~19.16%,Ce2O3：20.66%~26.59%,∑REE2O3：67.65%~77.6%）三种不同类型,这些相各自成分变化均较大,成分均一性较差。分析后认为,这种富稀土的特征,可能部分因为钍的放射性衰变使得富钍褐帘石发生蜕晶化并体积"肿胀","肿胀"后的褐帘石更容易让流体通过,同时α衰变还可以让矿物内部发生电离,可能会对带有电荷的稀土络合物产生吸附作用,从而造成稀土元素富集。不同富稀土相的形成,则可能是因为在风化作用的不同阶段,上部淋积下来的稀土种类不同导致。当低硅高铈富稀土相形成后,则会进一步被流体溶蚀分解,以供给下层稀土成矿。     

苏鲁超高压变质带含褐帘石正、副片麻岩中变质锆石的地球化学性质及其SHRIMP U-Pb定年

贪褐帘石正、副片麻岩是苏鲁地体重要的超高压变质岩石.矿物包体激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石微区LA-ICP-MS成分测试及SHRIMP U-Pb定年结果表明,含褐帘石正、副片麻岩中的锆石具有明显的三层结构.即弱发光效应的继承性(碎屑或岩浆结晶)锆石的核、强发光效应的含柯石英变质增生幔部和弱发光效应的退变边.继承性岩浆结晶锆石核部记录了新元古代(＞810Ma)的原岩形成年龄,含柯石英锆石微区记录了241～223Ma的超高压变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为230±7Ma和229±7Ma),锆石的退变边记录了217～200Ma的角闪岩相退变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为211±3Ma和210±2Ma),由此限定苏鲁地体构造抬升速率为5.3km/Myr,表明苏鲁超高压岩石经历了一个相对快速抬升的变质演化过程.与苏鲁-大别其它超高压岩石变质增生锆石对比,含褐帘石正、副片麻岩中的超高压变质增生锆石微区具有十分独特的地球化学性质,主要表现为重稀土元素(HREE)明显富集,U含量明显偏低(10～29×10-6),而Th/U比值则明显偏高(0.45～0.92).HREE的明显富集与寄主岩石普遍存在超高压矿物褐帘石(富集轻稀土元素)有关,而低U含量和高Th/U比值的特点则表明超高压峰期变质阶段处在高氧逸度(fO2)的体系环境.     

铜绿山Fe-Cu(Au)矽卡岩矿床花岗伟晶岩及其文象结构的成因:来自钾长石40Ar/39Ar年龄、微量元素和石英中流体包裹体的证据

铜绿山Fe-Cu(Au)矿床是长江中下游铁铜成矿带最重要的矽卡岩型矿床之一,矿床的形成与铜绿山石英闪长岩岩株有关.矿区东南部发育有花岗伟晶岩,其形成时间介于石英闪长岩和矽卡岩之间.花岗伟晶岩主要由钾长石、斜长石和石英组成;由石英和钾长石组成的文象结构非常发育.激光阶段加热40Ar/39Ar定年表明,花岗伟晶岩的侵位时间为136.5±0.7 Ma(2σ),与石英闪长岩的侵位时代和铜绿山矿床的成矿时代完全一致. 铜绿山石英闪长岩与花岗伟晶岩的钾长石具有非常相似的主量元素,平均组成分别为Or₈₁Ab₁₈和Or₇₈Ab₂₁.根据岩相学观察和地球化学分析认为,花岗伟晶岩中的文象结构是在快速冷却体系条件下、钾长石晶体生长边界层的SiO₂和Al₂O₃浓度因生长不平衡发生周期性变化而导致石英和钾长石交替生长形成的.铜绿山石英闪长岩和花岗伟晶岩中钾长石的大离子亲石元素(LILE)含量均较高,但与前者相比,花岗伟晶岩中钾长石的Rb、Pb含量明显增加,Ba、Sr含量显著降低,Li、Cs含量略微降低.大离子亲石元素图解(Rb-Ba、La-Ba、K/Ba-Ba、Rb/Sr-Ba)指示花岗伟晶岩是铜绿山石英闪长岩岩浆晚期高度结晶分异演化的结果.但花岗伟晶岩钾长石中Pb、Li、Ga等元素的变化却与岩浆结晶分异演化趋势相悖,表明流体作用在花岗伟晶岩的形成过程中扮演了重要角色.花岗伟晶岩中的石英发育大量熔融包裹体和高盐度流体包裹体,后者的均一温度为260~435 ℃,进一步证实花岗伟晶岩是从流体-熔体共存体系中结晶的.