地球深部真的贫铀钍吗? ——来自秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石铀钍含量的讨论

为尝试利用锆石来初步探索地球内部铀、钍的丰度,通过搜集秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石U-Th-Pb同位素测年文献,掌握了3件超基性岩、52件基性岩、46件中性岩、90件酸性岩,共计191件样品,6979个（铀含量数据3552个,钍含量数据3427个）锆石定年数据。数据分析指示铀和钍在同一类型岩浆岩锆石中含量均相差悬殊,可在不同类型岩浆岩锆石中富集或亏损,不具有从超基性岩到基性岩到中性岩再到酸性岩总体增加的趋势。在所有样品锆石铀、钍平均值2倍以上的45件高富集样品中的34件呈现“局部长期”分布的特征,表现为：10件在451.0~422.1 Ma期间的以OIB型基性、中基性岩为主的样品约29 Ma时间集中产出在南秦岭大巴山地区,岩浆多来自由HIMU,EMII和EMI三个富集地幔端元组分混合而成的复杂地幔区;24件在495.9~413.6 Ma期间的以I型、S-I型酸性岩为主的样品约82 Ma时间集中产出于北秦岭商丹（商南—丹凤）地区,岩浆可来自地幔、壳幔混合和地壳源区。结合华南金属铀（0价）的发现等前人研究成果初步分析认为,加里东期大巴山和商丹地区可能分别存在地幔柱和大陆型热点,地核中大量铀、钍沿地幔柱和大陆型热点上升致使地幔和地壳局部熔体中铀、钍长期富集,其超高含量可能被熔体中锆石结晶部分记录,这一元素迁移过程可能是两区域产出高锆石铀、钍含量样品和商丹地区生成铀矿的主要原因。支持铀、钍可在地核和地幔柱富集的认识。     

地球深部真的贫铀钍吗?——来自秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石铀钍含量的讨论

为尝试利用锆石来初步探索地球内部铀、钍的丰度，通过搜集秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石U-Th-Pb同位素测年文献，掌握了3件超基性岩、52件基性岩、46件中性岩、90件酸性岩，共计191件样品，6979个（铀含量数据3552个，钍含量数据3427个）锆石定年数据。数据分析指示铀和钍在同一类型岩浆岩锆石中含量均相差悬殊，可在不同类型岩浆岩锆石中富集或亏损，不具有从超基性岩到基性岩到中性岩再到酸性岩总体增加的趋势。在所有样品锆石铀、钍平均值2倍以上的45件高富集样品中的34件呈现“局部长期”分布的特征，表现为：10件在451.0~422.1 Ma期间的以OIB型基性、中基性岩为主的样品约29 Ma时间集中产出在南秦岭大巴山地区，岩浆多来自由HIMU，EMII和EMI三个富集地幔端元组分混合而成的复杂地幔区；24件在495.9~413.6 Ma期间的以I型、S-I型酸性岩为主的样品约82 Ma时间集中产出于北秦岭商丹（商南—丹凤）地区，岩浆可来自地幔、壳幔混合和地壳源区。结合华南金属铀（0价）的发现等前人研究成果初步分析认为，加里东期大巴山和商丹地区可能分别存在地幔柱和大陆型热点，地核中大量铀、钍沿地幔柱和大陆型热点上升致使地幔和地壳局部熔体中铀、钍长期富集，其超高含量可能被熔体中锆石结晶部分记录，这一元素迁移过程可能是两区域产出高锆石铀、钍含量样品和商丹地区生成铀矿的主要原因。支持铀、钍可在地核和地幔柱富集的认识。     

铀成矿机理的统一性探讨

为探讨不同类型铀矿床是否可能本质上都是地幔柱作用的产物，在“全球热液铀矿成因理论”和“热点铀成矿理论”等前人研究基础之上，结合岩浆岩锆石铀、钍含量研究初步揭示了：（1）铀、钍主要富集于外地核；（2）洋岛玄武岩、板内玄武岩、高分异花岗岩及伟晶岩型铀矿可能为地幔柱产物。对比国内多种类型铀矿床科研成果，总结发现有一定数量的铀矿床与洋岛玄武岩、板内玄武岩、A型花岗岩以及高分异花岗岩紧密伴生，成矿与成岩时空基本耦合。如四川攀枝花大田混合岩型铀矿和松辽盆地钱家店–白兴吐砂岩型铀矿伴生两类玄武岩；甘肃芨岭钠交代型铀矿和陕西商丹伟晶岩型铀矿区伴生两类花岗岩；粤北诸广–贵东花岗岩型铀矿区、赣南多类型铀矿区和江西相山、新疆白杨河火山岩型铀矿区伴生以上四类岩石类型。分析认为上述岩石类型可能是由地幔柱生成并起着导矿或导矿兼储矿的关键作用，据此提出铀矿“核源–地幔柱”成因认识，即：外地核是铀元素的主要发源地，地幔柱是铀运移的统一通道，铀成矿过程可能是外地核中的金属铀呈铀氢化物或铀合金氢化物等形式沿地幔柱上升迁移，直至在浅部地质体氧化聚集成固态铀矿物的过程。     

云南老王寨金矿区煌斑岩的Sr、Nd同位素研究

广泛分布于云南老王寨金矿区、与金矿化时空密切共生煌斑岩，与原始地幔现代值相比具有相对高87Sr/86Sr比值（0.70644-0.70895）和低143Nd/144Nd比值（0.512436-0.512524）。对比分析及有关模拟计算结果表明，本区煌斑岩具有上述Sr、Nd同位素组成特征可能不是“基性岩浆陆壳混染”的产物，而是交代异常地幔部分熔融的结果。     

黔北桐梓—金沙一带发现晚二叠世煤富集稀土、锂金属元素

通过对黔北桐梓、金沙煤矿调查及取样、样品分析测试,发现桐梓、金沙煤层普遍具有稀土和锂元素高富集特征,其中稀土和锂元素含量明显高于我国煤中稀土平均值（138 μg/g）和锂平均值（31.8 μg/g）（王登红等,2019; 代世峰等,2020）,而且稀土和锂含量比我国山西、内蒙古等地富稀土、锂等煤含量还要高,黔北煤中稀土、锂等金属元素含量如此之高在全国实属罕见,而且在这些煤矿废水中发现稀土元素超富集现象,其对研究煤层中稀土元素浸出机理提供了天然的实验场所。因此,揭示该区域煤中高富集稀土、锂等金属元素的富集特征、富集原因,废水中金属元素浸出机理是本次研究目的。     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:（1）交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;（2）地幔交代组分（特别是挥发分）有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;（3）富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.      

云南老王寨金矿区煌斑岩的成因：稀土元素研究

云南老王寨金矿区煌斑岩与金矿化在时间上、空间上密切共生。主要元素分析表明，本区煌斑岩属钾质－富钾质钙碱性煌斑岩；与原始地幔和大洋中脊玄武岩相比，岩石相对富集稀土元素；模拟计算表明，岩石来源于稀土元素相对富集的交代富集地幔；地质发展史、不相容元素分配型式、Ｓｒ、Ｎｄ同位素组成及有关模拟计算表明，俯冲进入地幔楔的地壳物质脱水 流体是引起该区地幔交代作用的主要因素。     

四川理塘海子山地区放射性地球物理特征

为研究四川理塘海子山地区放射性地球物理特征及铀成矿地质背景和成矿条件,在区内开展了地面伽马总量面积测量和地质-伽马能谱综合剖面测量。通过地面伽马总量面积测量,了解了海子山地区的伽马放射性背景,分析了其放射性特征; 通过地质-伽马能谱综合剖面测量,初步判定了研究区内燕山晚期花岗岩的放射性异常性质,分析了各主要地层岩石的放射性核素含量特征。研究表明: 区内出露的燕山晚期花岗岩有较高的伽马总量背景值,且伽马总量异常的展布与燕山晚期花岗岩体的分布特征基本一致; 花岗岩体的铀含量背景值较高,显示了区内良好的铀源条件; 研究区外围西侧有与NE向的断裂破碎带有关的查清卡温泉异常点,地表泉华具有极高的伽马总量测量值,且伽马能谱测量显示其为铀、钍混合异常点。根据查清卡温泉异常点的地质和放射性特征,并结合研究区铀成矿地质背景和成矿条件,初步判定本区铀源可能为深部含铀流体或铀富集在深部燕山晚期花岗岩体中,铀元素通过泉水迁移至地表沉淀富集,提供了下一步铀矿找矿方向。     

贵州开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组地层层序及其As、Sb、Au、Ag丰度异常与赋存状态研究

贵州开阳磷矿地区出露较为完整的下寒武统黑色岩系层序,这套黑色岩系中富含多种金属元素,但目前对岩系中主要低温成矿元素As、Sb、Au、Ag的地球化学背景异常与分布规律了解极少,对其形成背景与赋存状态无法进行深入讨论。本文以开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系剖面作为研究对象,通过详细的野外地质调查、系统采样并进行地球化学分析、全岩硫同位素分析及黄铁矿电子探针分析,划分了详细的牛蹄塘组地层层序,对主要低温成矿元素(As、Sb、Au、Ag)的丰度异常、富集特征及赋存状态进行了研究,结果表明,黑色岩系中普遍富集As、Sb、Ag三种主要低温成矿元素,Au也在大部分层位富集。四种元素具有层控性的特点,在牛蹄塘组下部有机质含量较高的黑色白云质粉砂质页岩和黑色页岩层位中具有较高的元素丰度异常,在泥岩和粉砂岩混合层位元素丰度异常较低,钙质成分含量较高的层位元素含量较低。黄铁矿是黑色页岩中金的主要赋存矿物,也是Sb的重要赋存矿物,同时是Ag和As的次要赋存矿物;不同类型的黄铁矿,元素富集规律也不相同:As、Ag更容易富集在不规则集合体和草莓状黄铁矿中,Sb和Au则在散布的单颗粒黄铁矿中富集系数最高。     

华北克拉通基性火山岩高场强元素对Ar-Pt界限及新生代地幔源区特征的示踪

华北克拉通不同时代基性火山岩存在向富集方向演化的趋势,并出现明显的Ａｒ－Ｐｔ界限和新生代异常．元古宙基性火山岩比太古宙富集大部分高场强元素（ＨＦＳＥ）和轻稀土元素（ＬＲＥＥ）,ＲＥＥ分异程度显著增加,而且相容性接近的不相容元素（如Ｎｂ,Ｔａ）的相对不相容性发生了改变．新生代玄武岩ＨＦＳＥ及Ｎｉ高度富集,ＲＥＥ强烈分异,δ（Ｅｕ）值最高．Ａｒ－Ｐｔ界限可能与地幔熔融时物理条件（如氧逸度）的改变和地幔富集作用有关．新生代玄武岩独特的地球化学特征可能主要反映了地幔源区的特殊性———“似ＯＩＢ型”富集地幔,其形成既可能有携带远洋沉积物的俯冲古老玄武岩洋壳部分熔融残余的贡献,也可能有直接循环（如通过拆沉作用）的陆壳物质的贡献,同时还可能涉及了地幔柱活动的影响．