岩浆岩定量分类方法探讨——以甘肃省西秦岭地区为例

现有岩浆岩定量分类图解,因分类结果不具唯一性,而且不能用于大样本量的分类,备受质疑。本文以聚类分析和判别分析交替使用的方法,对甘肃省西秦岭地区现有523件岩浆岩样本中的11个氧化物测试数据进行定量处理,构建起"甘肃省西秦岭地区岩浆岩(氧化物)定量分类系列模型",该模型将西秦岭地区岩浆岩分为4大类共20小类。与传统的岩浆岩分类方法相比较,定量分类模型不受地质理论和个人主观因素限制,完全由测试数据自身特征和其相关关系所决定,避免了传统分类的种种缺陷,其分类结果更加精准、真实。在区域Au找矿靶区研究过程中,岩浆岩定量分类结果显现出比传统定性分类结果高出11个百分点的判定效果。     

西秦岭中生代花岗岩类岩浆作用及成矿

西秦岭是我国重要的有色金属和贵金属成矿省。本文论述了该地区主要矿床的空间分布特点;分析讨论了主要成矿带和矿集区中的矿化组合及其与花岗岩类的空间、时间和成因关系。提出该地区大规模成矿作用出现在220~100Ma之间,最高峰值为170Ma左右。花岗岩类岩浆作用及成矿相应的地球动力学背景为陆—陆碰撞造山运动的晚期表现为一侧陆壳向另一侧陆壳之下的俯冲叠置过程。中生代花岗岩类在成因上与陆壳的俯冲有联系,大多属高钾钙碱性系列。部分为钾玄武岩系列,它们来自加厚的下地壳。部分花岗岩类具壳幔混合成因。一个地区花岗岩类的Pb-Sm-Nd同位素主要受该地区源岩基底地层的控制,因此同一地区花岗岩类具有相近的Pb-Sm-Nd同位素特征。基底地层对花岗岩类的分布成因类型、有关的成矿作用具有重要的控制作用。依据花岗岩Sr和Yb的含量,本文将该地区花岗岩类大致分为两类:埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩。铜钼矿大都同埃达克岩有关,而两类花岗岩均可形成金矿。     

秦岭西成矿集区构造演化与铅锌成矿关系

通过对西成矿化集中区地质资料的综合分析,将矿集区铅锌成矿作用划分为加里东准备期、海西早期成矿期、海西晚期富集期和印支期改造叠加;不同阶段形成的矿床类型不同,矿床的形成、分布与构造具有一定的密切关系。晚古生代早期(D)的拉张断陷作用和中生代(T3)陆内造山作用对矿集区金属成矿产生了关键性的作用,前一事件形成了热水沉积盆地,进行了海底热水喷流沉积成矿作用;后一事件则在本区产生强烈广泛的构造-岩浆活动,是本区的改造和再造铅锌矿床阶段。     

花岗岩类Ⅰ型S型分类在造山带实践中存在的问题--以西秦岭地区为例

花岗岩类I型S型分类的原始定义和实质是分类与源岩的内在联系,但由于造山带地壳结构及地质构造特征的复杂性、地质作用过程的多样性,导致了形成花岗岩类源岩组分的复杂性,使得花岗岩I型S型分类在造山带具有不确定性,在实践中尤其在填图中存在较多问题和矛盾.西秦岭许多花岗岩既有I型特色又兼有S型特色,岩石化学及地球化学图解的多解性显示了二者间无确定的界线.本文分析了产生这些矛盾的根源以及I型S型分类在造山带区的不适用性.     

西秦岭地区生物礁与铅锌矿关系的再认识

本文以前人对西秦岭地区地层、岩相及有机地球化学研究成果为基础,结合补充的实际资料,论述了生物礁与西秦岭铅锌矿的伴生关系及其成因联系.地质建造上,规模矿床赋矿地层的共同特点是相对发育灰岩及生物灰岩;空间上,生物礁为沉积成矿洼地的障壁;层序上,沉积型铅锌矿和改造型铅锌矿与生物礁的伴生关系有所不同,前者一般赋存于生物灰岩或碎屑岩中,后者的矿体常赋存在生物灰岩与泥质岩的过渡部位,表现为礁硅岩套.与造礁生物有关的有机质可能在沉积成矿或改造成矿作用发生前的成岩过程中,参与了硫酸盐的热化学还原及铅、锌等多金属元素的萃取、运聚过程.板内伸展阶段的深源流体、陆内俯冲阶段的深源或岩浆热液注入先存的中低温富有机质卤水,分别导致了沉积和改造成矿作用发生.沿生长断裂发生的热水沉积成矿作用促进了处于低纬度地区的生物礁生长,并形成成矿洼地的障壁.生物礁在改造成矿过程中的作用主要在于形成利于改造成矿作用发生的成矿构造.     

关于造山带花岗岩类填图方法的讨论——以西秦岭天水地区为例

花岗岩类的分类理论决定其填图方法.现行的单元-超单元填图方法是依据花岗岩类的I型、S型分类理论和同源岩浆演化理论而建立的.由于同源岩浆演化理论的不完善性,造山带地壳结构及地质构造特征的复杂性、地质作用过程的多样性,导致了形成花岗岩类源岩组分的复杂性,使得I型、S型分类在造山带具有不确定性,因而单元-超单元填图方法在造山带实践中存在较多问题和矛盾.造山带花岗岩类填图方法应以基本岩石分类方案为依据,以野外可识别、易掌握的客观岩石学、矿物学、组构学为准则, 客观、真实地反映造山带花岗岩类的特色.     

花岗岩类I型S型分类在造山带实践中存在的问题—以西秦岭地区为例

花岗岩类Ⅰ型S型分类的原始定义和实质是分类与源岩的内在联系，但由于造山带地壳结构及地质构造特征的复杂性、地质作用过程的多样性，导致了形成花岗岩类源组分的复杂性，使得花岗岩Ⅰ型S型分类在造山带具有不确定性，在实践中尤其在填图中存在较多问题和矛盾。西秦岭许多花岗岩既有Ⅰ型特色又兼有S型特色，岩石化学及地球化学图解的多解性显示了二者间无确定的界线。本文分析了产生这些矛盾的根源以及Ⅰ型S型分类在造山带区的不适用性。     

西秦岭西成矿集区厂坝岩体的钼矿化特征及其Re-Os年龄

甘肃西成矿集区是西秦岭最重要的多金属成矿区之一,以铅锌矿床为主,其次发育有金、铜、钼等矿床(点)。厂坝黑云母二长花岗岩体位于西成矿集区中东部,岩体南缘接触带部位发育石英脉型钼矿,辉钼矿呈中粗粒半自形团块状产于粗粒石英脉内。Re-Os同位素年代学研究表明,其模式年龄范围为207.7±3.0~209.8±2.8Ma,加权平均年龄为208.9±1.1 Ma,等时线年龄为209±15 Ma,指示钼矿化发生于晚三叠世。辉钼矿的铼含量介于18.82×10~(-6)~21.97×10~(-6)之间,平均19.65×10~(-6),表明成矿物质主要为壳幔混合来源,可能以壳源为主。钼矿化与区域岩浆活动以及金、铅锌成矿作用时代相近,是印支期区域构造-岩浆-流体活动的产物。钼矿化年龄的厘定为区内找矿提供了新的思路。     

西秦岭柴家庄和酒刺梁花岗岩地球化学及与矿产的关系

柴家庄和酒刺梁花岗岩是西秦岭地区两个典型的岩体.岩石均为二长花岗岩,岩石化学表现为富硅、偏碱和铝过饱和的特征,均属钙碱性系列花岗岩;斜长石矿物电子探针分析显示斜长石An为6.68~12,主要为钠长石和更长石,岩浆演化不明显.稀土元素配分型式均为几乎不具负铕异常的轻稀土富集型.两个岩体岩石地球化学特征相近,但由于其时代相差很远,并非同源岩浆结晶演化的产物.柴家庄岩体虽然可为柴家庄金矿提供部分成矿物源,但不可能提供热能;酒刺梁岩体既不能为柴家庄金矿提供热能,也不可能提供物源.     

甘肃西秦岭金矿富集区花岗岩与金成矿作用的关系

依据甘肃西秦岭金矿富集区矿床和相关花岗岩的同位素年龄和稳定同位素数据,探讨了该区金矿床成矿作用与花岗岩成岩作用的关系及成矿物质来源。从数据显示,成岩和成矿作用均发生在侏罗纪;成岩年龄集中分布在200Ma~171Ma;大规模成矿作用年龄分布在195Ma~140Ma;成矿事件同步或略滞后于花岗岩浆活动;相关花岗岩是地壳物质重熔而成的S型;花岗岩浆侵入是该区金矿形成的主导因素;成矿物质和流体来源于地壳。     

基于地学大数据的岩浆岩定量分类与成矿预测研究——以甘肃北山地区为例

岩浆岩分类是研究岩浆岩成因及其成矿作用的基础,传统的岩浆岩二维图解分类,其结果不具唯一性。本文基于地质大数据研究方法;应用多元统计"聚类分析"和"判别分析"的算法,选取北山地区岩浆岩258件岩浆岩样本构建起"北山地区岩浆岩氧化物+微量元素+稀土元素定量分类系列模型",在35个变量空间将岩浆岩分为3大类共11个小类,与岩浆岩有关的金、铜、铅锌、铀钍、钨钼矿等岩体分别集中处于不同的分类中,充分证明所建定量分类系列模型对北山地区岩浆岩分类的高度有效性,同时也对该区岩浆岩找矿靶区做出了准确的定量预测。     

西秦岭党川地区花岗岩体的"解体"及同位素年龄证据

复式花岗岩体(岩基)的“解体”是客观地质事实的反映。通过详细的岩石学特征、接触关系、形变及变质特征研究．西秦岭党川地区的花岗岩体可解体为吴砦、太碌、大堡、石门、党川、火炎山、百花7个岩体。其同位素年龄依次为174Ma、212Ma、225Ma、280Ma、391Ma、399Ma和430Ma。近年来的地质填图已经证实．各岩体间均为侵入接触关系．解体地质依据充分。岩体的解体反映了岩浆活动的特征,对进一步研究岩浆事件、成矿事件和构造演化有重要的意义。     

西秦岭江里沟花岗岩体地球化学特征、年代学及地质意义

内容提要：江里沟岩体出露于西秦岭造山带北段,侵入于大关山组之中,岩性为二长花岗岩,主要矿物组成为斜长石、石英、钾长石、黑云母等。该岩体SiO2=71.76%~75.86%,Al2O3=11.67%~ 14.84%,MgO=0.35%~ 0.70%,Sr=58×10-6~223×10-6,Y=1.2×10-6~16.1×10-6,Yb=1.21×10-6~1.76×10-6,里特曼指数介于1.42~2.08,在K2O-SiO2关系图上投入高钾钙碱性系列,A/CNK介于1.05~1.1,属过铝质花岗岩。在原始地幔标准化的微量元素分布图中,大离子亲石元素（LILE）K、Th、Rb、Ba等富集,高场强元素（HFSE）Nb、P、Ti、Y、Yb等相对亏损。稀土元素总量（∑REE=62×10-6~170×10-6）变化较大,稀土元素球粒陨石标准化分配型式表现为轻稀土强烈富集,重稀土相对亏损的右倾型且Eu负异常较明显（LREE/HREE=6.3~16.2,（La/Yb）N =4.9~17.4,δEu=0.38~0.66）,总体显示出喜马拉雅型花岗岩的岩石地球化学特点。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明其形成年龄为264.0±1.4Ma,属中二叠世晚期。结合前人研究和本次的工作分析认为,江里沟岩体形成于加厚地壳的构造环境,可能是由于受到阿尼玛卿洋盆在闭合过程中俯冲碰撞远程效应的影响,使得本区发生挤压作用,地壳加厚增温,给该地区地壳深部物质重熔侵位提供了动力学条件和岩浆活动空间。     

西秦岭与埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有关的金铜成矿及找矿问题

秦岭金矿分布广,目前学术界大多认为分属于造山型和卡林型金矿两类.该区印支期花岗岩发育,大多具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩(低Sr和Yb)的特点,与金铜矿在时空分布上相关.美国内华达州卡林型金矿是世界级的金矿聚集区.与卡林型金矿有关的第三纪岩浆岩(中酸性火山岩和浅成花岗岩)也具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的地球化学特征,暗示内华达卡林型金矿也来源于加厚下地壳的底部.本文讨论了埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有利于成矿的机理,并根据西秦岭金矿与花岗岩分布的关系,提出以夏河-宕昌-两当-凤县为界将西秦岭划分为南北两个成矿区和13个成矿聚集区:北区花岗岩发育,有利于寻找斑岩型、夕卡岩型等热液型金铜矿床;南带侵入岩少而小,有利于寻找远离岩体的金矿(包括卡林型等).鉴于西秦岭印支期埃迭克岩和喜马拉雅型花岗岩发育,金铜尤其是金矿分布多,储量大,且大多与埃达克岩或喜马拉雅型花岗岩有关,可能是中国金矿最具潜力的地区,有利于特大型金铜矿的产出,可能发展成为中国最大的金矿聚集区.为此,建议加强本区花岗岩与金铜成矿关系的研究,革新找矿思路和找矿技术方法,以实现找矿的新突破.     

西秦岭天水地区太白花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

秦岭造山带南缘勉略构造带北侧发育有近东西向展布的印支期花岗岩带,位于甘肃徽县地区的太白岩体是该花岗岩类的一部分。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄表明,太白岩体的形成时代为221.8Ma±1.5Ma,属于印支期晚期。主要岩石类型为灰白色—肉红色中细粒二长花岗岩和花岗闪长岩。地球化学特征表明,太白岩体属于准铝质—弱过铝质的高钾钙碱性系列;稀土元素总量ΣREE为79.0×10-6~194×10-6,稀土元素配分模式呈轻稀土元素强烈富集、重稀土元素相对亏损的右倾型,Eu负异常明显;高场强元素（HFSE）Nb、P、Ti、Y、Yb和大离子亲石元素Ba、Sr强烈亏损。太白岩体是以中基性岩石为主的壳源物质部分熔融形成的岩浆上升侵位形成的,且处于同碰撞（挤压环境）向后碰撞（伸展环境）转化阶段,为后造山期花岗岩,是扬子板块和华北板块全面碰撞导致增厚下地壳物质部分熔融的产物。     

西秦岭党川地区泥盆纪花岗岩类地质地球化学特征及构造意义

党川地区位于祁连—北秦岭造山带结合部位,该地区分布有不同时期的花岗岩类,泥盆纪花岗岩类由党川岩体、火炎山岩体2个岩体组成。党川岩体岩石化学以富集SiO₂(SiO₂=72.29%～73.40%)、K₂O(K₂O∕Na₂O=0.86～2.01)、Al₂O₃(A ∕ CNK =1.05～1.20)为主要特征;火炎山岩体岩石总体SiO₂较低(平均69.70%),但K₂O(K₂O ∕ Na₂O =1.14～1.88) 、Fe₂O₃+FeO﹑MgO较高。岩体的共同特征是岩石属钾玄质系列,表现为过铝质岩石( A ∕ CNK大于1.0)的特征;微量元素相对富集Ba、Zr、Rb、Sm、Ta及Rb、Ba、Th、Nb等元素;稀土元素丰度总体较高,以富集轻稀土元素,发育明显的铕负异常和铕亏损,δEu值较低(δEu=0.36～0.61)为主要特征;岩石锶初始比n(⁸⁷Sr）/n(⁸⁶Sr）i 大于0.7070,氧同位素δ¹⁸O_SMOW较高(δ¹⁸O_SMOW=＋8.89‰～＋1108‰),岩体物质来源为上地壳,属浅源的壳源型花岗岩类,具S型花岗岩的特征,其形成与后造山阶段的大陆抬升作用有关。     

西秦岭天水地区太白花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

秦岭造山带南缘勉略构造带北侧发育有近东西向展布的印支期花岗岩带,位于甘肃徽县地区的太白岩体是该花岗岩类的一部分。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄表明,太白岩体的形成时代为221.8Ma±1.5Ma,属于印支期晚期。主要岩石类型为灰白色—肉红色中细粒二长花岗岩和花岗闪长岩。地球化学特征表明,太白岩体属于准铝质—弱过铝质的高钾钙碱性系列;稀土元素总量ΣREE为79.0×10-6~194×10-6,稀土元素配分模式呈轻稀土元素强烈富集、重稀土元素相对亏损的右倾型,Eu负异常明显;高场强元素(HFSE)Nb、P、Ti、Y、Yb和大离子亲石元素Ba、Sr强烈亏损。太白岩体是以中基性岩石为主的壳源物质部分熔融形成的岩浆上升侵位形成的,且处于同碰撞(挤压环境)向后碰撞(伸展环境)转化阶段,为后造山期花岗岩,是扬子板块和华北板块全面碰撞导致增厚下地壳物质部分熔融的产物。     

西秦岭中川岩体年代学、元素地球化学、Nd-Hf同位素组成及其与金成矿的关系

中川岩体位于秦岭造山带西段,岩体呈同心环状产出,由外向内岩性依次为似斑状黑云二长花岗岩→含斑黑云二长花岗岩→中细粒黑云二长花岗岩,岩体边部发育岩浆暗色包体,向内逐渐减少。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示,似斑状黑云二长花岗岩、含斑角闪黑云石英闪长岩(岩浆暗色包体)、细粒黑云二长花岗岩、岩浆暗色包体(无斑)和细粒花岗岩脉的年龄分别为:(221±1)Ma(MSDW=0.26)、(220±1)Ma(MSDW=0.11)、(217±1)Ma(MSDW=0.11)、(216±1)Ma(MSDW=0.26)、(207±1)Ma(MSDW=0.29),表明岩体从边部到中心年龄逐渐变新。寄主岩石与暗色包体的里特曼指数和A/CNK值分别为2.20～3.85、0.99～1.15和2.24～9.22、0.75～1.08,两者分别为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱系列和钾玄岩-高钾钙碱系列;稀土元素和微量元素均显示出富集LREE、Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素的特征,具有弱的负铕异常(δEu=0.29～0.91),无Ce异常,寄主岩显示出I型花岗岩的特征,并且中心部位的细粒黑云二长花岗岩具高分异I型花岗岩的一些特征。在哈克图解上暗色包体和寄主岩石的主要氧化物具有良好的线性关系;在同位素组成上,寄主岩石与暗色包体的εNd(t)分别变化于-7.31～-8.73和-5.32～-5.69,TDM2分别变化于1.59～1.71 Ga和1.43～1.46 Ga,εHf(t)值分别为-7.02～-0.31和-3.0～0,TDM2为1.27～1.70 Ga和1.2～1.5 Ga,显示寄主花岗岩和岩浆暗色包体分别来源于不同源区,寄主岩石主要是古老地壳物质部分熔融的结果,岩浆暗色包体可能是来自岩石圈地幔,但与寄主花岗质岩浆已发生了一定程度的混合作用。岩体外围金矿床形成略晚于岩体,与花岗质脉岩年龄相近,空间上与岩体密切相关,结合前人成矿物质来源的研究,认为成矿物质与成岩物质具有相似性。表明该岩体与其周围的金矿具有成因联系,岩浆作用不仅提供了热能,也有物质贡献。     

西秦岭甘肃夏河—合作地区与中酸性侵入岩有关的金铜多金属成矿系统及找矿预测

甘肃夏河—合作地区岩浆岩与矿产分布具有分带性：夏河-合作断裂以北侵入岩规模较大,以岩基、岩株为主,发育Cu、Au、W、Mo、Pb、Zn等以中高温元素为主的矿化,受岩体边缘接触带及断裂双重控制;夏河-合作断裂以南侵入岩规模较小,多以小岩株、脉岩出现,发育Au、Hg、Sb等中低温矿化,受断裂破碎带控制。地球化学组成显示,该区侵入岩具有镁闪长岩、TTG岩套的双重特点,为"热壳"+"热幔"的壳幔结构,成矿条件极为有利。硫、氢、氧稳定同位素特征指示,成矿物质主要来自地幔岩浆析出的热液,后期有大气降水的参与。夏河—合作地区为与中酸性侵入岩有关的金铜等多金属矿成矿系统,在夏河-合作断裂以南,剥蚀较浅,可寻找远成低温热液型金、锑矿等,在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床。而在剥蚀程度较高的北带,应以斑岩型和矽卡岩型矿床为主。