山西省石墙区铝土矿地质与地球化学特征研究

[摘 要]山西省原平市石墙区铝土矿属于典型的喀斯特型铝土矿。含矿岩系自下而上包括铁质粘土层、铝土矿层、粘土层,且含矿岩系一般包含两个明显的沉积旋回。矿体主体呈层状、似层状产出,矿石结构以隐晶质结构为主,局部出现碎屑和豆鲕粒结构。矿石构造大都为块状构造。矿物学分析显示,硬水铝石、针铁矿、锐钛矿、高岭石是主要的组成矿物,另外还含有石英、伊利石、绿泥石等矿物。地球化学分析显示,主量元素主要包括Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、H₂O⁺及TiO₂,微量元素中碱性和碱土元素Li、Sr、Be、Cs、Ba 及酸土元素Zr、Hf、Nb、Ta、W 均表现为明显富集,且Zr 和Hf 之间以及Nb 和Ta 之间具有高度的相关性。地球化学指标Zr/ Hf、Nb/ Ta 以及Eu/ Eu^*- TiO₂/ Al₂O₃图解显示,底板碳酸盐岩是山西省原平市石墙区铝土矿的重要源岩。     

滇东南上二叠统吴家坪阶下部铝土矿 地球化学特征及物源分析

[摘 要] 滇东南地区上二叠统吴家坪阶下部铝土矿不整合于峨眉山玄武岩或灰岩之上,查明其物质来源对铝土矿勘探具有重要意义。对铝土矿及峨眉山大火成岩省玄武岩、花岗岩及下伏灰岩的地球化学指标进行研究,结果表明:滇东南铝土矿常量元素主要由SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂ 和FeO 组成;铝土矿中富集Zr、Hf、Nb、Ta 元素,表明Zr、Hf、Nb、Ta 等高场强元素在滇东南地区铝土矿矿化过程中较为稳定,且Zr、Hf、Nb、Ta 表现出良好的相关性;铝土矿球粒陨石标准化曲线与峨眉山玄武岩配分曲线趋势一致,均富集轻稀土元素,而与下伏灰岩差异较大,且Zr-Hf、Nb-Ta 图解与峨眉山玄武岩呈线性关系,而与矮郎河过铝质花岗岩的相关性不强。据此推断滇东南地区上二叠统吴家坪阶下部铝土矿主要物质来源为峨眉山玄武岩。     

桂西念寅铝土矿稀土元素地球化学特征及物质来源分析

[摘要]桂西靖西念寅铝土矿不整合于早二叠茅口灰岩之上,分析其稀土元素地球化学特征对研究其物质来源具有重要意义。对念寅原生铝土矿、堆积型铝土矿及其围岩的11个样品进行稀土元素含量测试,并同靖西、平果等地各类铝土矿、茅口灰岩等样品对比分析,结果表明: （1）念寅铝土矿主量元素主要SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂组成,Al₂O₃与Fe₂O₃和SiO₂呈负相关;（2）念寅铝土矿球粒陨石标准化曲线与茅口灰岩配分曲线趋势一致,具有ΣREE富集、LREE与HREE分异且LREE相对富集、Eu负异常等显著特征;（3）念寅铝土矿显示出被动大陆边缘地带海相沉积的典型特征,原生铝土矿成矿物质来源主要为下伏的茅口灰岩。     

胶东半岛艾山岩体岩石地球化学特征及成因意义

[摘 要]艾山岩体位于胶东半岛的栖霞和蓬莱之间,主要岩性为二长花岗岩。岩石(地球)化学特征表明,艾山岩体为高硅(SiO₂=68.01%～75.85%)、高钾(K₂O/ Na₂O>1)、高镁和铁(MgO+Fe₂O₃+FeO+TiO₂>2%)、准铝-过铝质(A/ CNK=0.916～1.012)的钙碱性花岗岩,属I 型花岗岩。Rb、Ba、K、Sr 等大离子亲石元素(LILE)明显富集,Y、Hf、Zr、Yb、Nb、Ta 等较不活泼的高场强元素(HFSE) 相对亏损,显示负的Nb 异常和高的正Pb 异常,表明岩浆起源于下地壳,且地幔物质参与了岩浆作用过程。轻稀土元素相对富集,具弱的Eu 异常,SiO₂与ΣREE、δEu 相关性表明岩石主要受部分熔融控制。构造环境图解判别显示,艾山岩体的形成与岩石圈的消减和古太平洋板块俯冲有密切的联系。     

东昆仑夏日哈木退变质榴辉岩地球化学、年代学特征及其地质意义

本文对东昆仑夏日哈木退变质榴辉岩开展岩石地球化学和年代学研究,探讨其原岩性质和构造背景。岩石SiO₂含量为46.77%~49.31%,Al₂O₃含量为13.6%~14.6%,TiO₂含量为0.93%~2.29%,全碱（K₂O+Na₂O）含量为1.61%~2.66%,原岩属亚碱性玄武岩系列中的拉斑玄武岩。（La/Yb）_N=0.98~1.63,（La/Sm）_N=0.98~1.41,δEu=1.10~1.28,稀土元素球粒陨石标准化图呈弱Eu正异常的右倾型,岩石相对富集大离子亲石元素Rb、Ba和不相容元素U,相对亏损高场强元素Zr、Hf,Hf/Th=0.59~0.97,Th/Yb=0.13~0.27,显示其原岩具E-MORB特征。退变质榴辉岩的锆石Th/U比值为0.002~0.091,为变质成因锆石,其锆石SIMS U-Pb年龄为414.2 ±7.3 Ma,代表了退变质榴辉岩的峰变质年龄,结合区域地质背景,认为该岩石形成于早泥盆世早期由碰撞作用向碰撞后伸展作用转换的构造环境。     

云南文山县天生桥铝土矿地球化学特征与物源分析

云南文山县天生桥地区铝土矿是典型的沉积型铝土矿,矿体赋存于上二叠统龙潭组,其下伏地层为上石炭统灰岩或与峨眉山大火成岩省有关的玄武岩。矿石以泥晶结构为主,含少量粒屑结构与鲕粒结构;矿石的结构特征表明风化物质可能经过短距离的搬运。常量元素分析结果显示铝土矿石中Al₂O₃分别与Fe₂O₃ 和TiO₂具有较好的负相关关系。在铝土矿矿化过程中,微量元素Zr、Hf、Nb、Ta和Bi相对于Li、Rb、Sr、Ba不断富集。元素Zr、Hf、Nb、Ta 分别与TiO2显示较高的相关性。运用稳定元素相关性(如Zr-Hf、Nb-Ta)、lgNi和lgCr二元图解以及稀土元素配分模式等方法探讨矿床成矿物质来源,研究结果表明玄武岩为铝土矿的形成提供了主要的物质来源,下伏碳酸盐岩可能也提供了少量的物质来源。     

西准噶尔谢米斯台山中段I型花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素、地球化学特征及构造意义

在西准噶尔谢米斯台中段吉根泰一带原华里西中期花岗岩中解体出一套晚泥盆世花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为364.0±6.0Ma,为该地区首次发现的晚泥盆世花岗岩。岩性为含角闪石石英二长岩和含角闪石二长闪长岩,岩石具有较低的TiO₂含量（0.49%~0.54%）和较高的Al₂O₃含量（16.09%~16.74%）,全碱含量较高（7.07%~8.52%）,且具有富钠的特征;稀土元素配分曲线呈先陡后缓的右倾式,富集大离子亲石元素Ba、K、Sr和高场强元素Zr、Hf、Sm,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti。岩石具有正的ε_Hf（t）值（6.09~12.91）。岩石地球化学和矿物学特征表明,岩体为岛弧型I型花岗岩,可能来源于俯冲板片与岛弧底部岩石圈之间剪切带物质的部分熔融,并在上升过程中受到上地壳的混染。该地区晚泥盆世岛弧型I型花岗岩的发现,将前人认为的该区域古生代以来洋盆阶段、俯冲增生阶段和后碰撞3个阶段在时间上有序衔接。     

内蒙古固阳绿岩带三合明BIF型铁矿的形成时代、地球化学特征及地质意义

三合明BIF型铁矿位于华北克拉通西部陆块北缘,产出于固阳绿岩带。矿体赋存于新太古界色尔腾山群斜长角闪岩中。矿石主要呈粒状变晶结构、粒状-针柱状变晶结构,条带-条纹状构造;组成矿石的金属矿物主要为磁铁矿,非金属矿物主要为石英,次为角闪石等。对选自斜长角闪岩中的锆石进行SIMS U-Pb定年,具有核边结构、Th/U比大于0.4的锆石其核部给出了2562±14Ma的上交点年龄,可大致作为三合明BIF的形成时代。原岩恢复显示斜长角闪岩为正变质岩,Zr/Ti-Nb/Y图解显示为亚碱性玄武岩系列,Fe₂O₃^T+TiO₂-Al₂O₃-MgO图解落入高铁拉斑玄武岩区;斜长角闪岩主量元素特征与MORB相近,REE配分曲线和蛛网图都近于平坦,且介于N-MORB和E-MORB之间,LREE略微富集,Th、U相对亏损,Nb、Ta、Zr和Hf无明显异常;(La/Sm)_N和Nb/U分别为0.76和50,由此推断原岩可能为T-MORB。Ti-V、Th-Hf-Ta构造环境判别图解中,分别落入MORB和弧后盆地的重叠区、N-MORB区。结合T-MORB形成的构造环境以及前人提出的岛弧叠加地幔柱模式,本文认为三合明BIF形成于弧后盆地并有地幔柱叠加的构造环境。铁矿石化学组分主要为SiO₂、Fe₂O₃和FeO,较低的Al₂O₃(0.68%)、极低的TiO₂(0.04%)和HFSE表明只有极少量陆源碎屑物质的加入。铁矿石的球粒陨石标准化REE配分模式与固阳绿岩带底部的科马提岩极为相似,PAAS标准化的铁矿石REY配分模式与高温热液海水混合物相似,即LREE亏损,HREE富集((La/Yb)_SN=0.34),具有明显的正Eu异常(δEu=2.33)和微弱的正Y异常(δY=1.13),Y/Ho重量比29,摩尔比53。根据铁矿石兼具有与科马提岩和高温热液海水混合物相似的地球化学特征,本文推断海底高温热液淋滤科马提岩为三合明BIF型铁矿提供了大量的Fe和Si。     

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。     

东昆仑清水泉辉绿岩脉地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

结合地质、地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究表明,东昆仑清水泉地区辉绿岩脉的主元素以低TiO₂(0.68%~1.24%)和较低的MgO(4.96%~7.25%)及K₂O(0.51%~1.03%),贫P₂O₅(0.09%~0.16%), Na₂O＞K₂O为特征,∑REE总量较高, LREE明显富集。与原始地幔相比,明显富集Rb、Ba、Th、U和Sr,高场强元素分异明显,出现Nb、Ta亏损和Th富集特征,结合Nb/La、Hf/Ta、La/Ta、Ti/Y、Zr/Y和Th/Nb等比值综合分析认为岩浆来源于富集地幔,源区曾受不同程度的俯冲带流体交代作用的影响,应形成于活动大陆边缘环境;岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为436.4±1.2Ma（MSWD=0.37）,代表清水泉辉绿岩脉的结晶年龄,为早古生代晚期东昆仑洋消减俯冲的弧后拉张裂解的形成时限提供了约束。     

滇东南晚二叠世铝土矿地球化学特征及物源分析

滇东南地区晚二叠世铝土矿属典型的喀斯特型铝土矿,矿体赋存于上二叠统吴家坪组(龙潭组),分析其地球化学特征对研究其物质来源具有重要意义。全岩分析显示铝土矿石成分以Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂和TiO₂为主,其中Al₂O₃与Fe₂O₃ 、SiO₂具有较好的负相关关系。微量元素Cr、Zr、 Hf、Ta、Th、U和稀土元素在铝土矿矿化过程中不断富集,元素Zr-Hf、Nb-Ta之间具有明显的正相关关系。lgCr-lgNi图解、稳定元素比值(Zr/Hf)及稀土元素配分模式等地球化学特征说明峨眉山玄武岩为铝土矿的形成提供了主要的物质来源,同时下伏碳酸盐岩也提供了部分成矿物质。     

Mineralogical and geochemical investigations of the Dajia Salento-type bauxite deposits,western Guangxi,China

The Dajia Salento-type bauxite deposit in western Guangxi is hosted within the Quaternary ferrallitic soil profile, and it formed via breaking up, weathering and oxidizing of Permian bauxite orebodies occurring as a semi-continuous layer in the upper Permian. Mineralogical analyses reveal that diaspore, hematite and kaolinite are the major minerals in bauxite ores with small amounts of anatase, chamosite, gibbsite, goethite, illite, zircon, quartz and pyrite. The ore texture and mineral assemblage reveal that the depositional/diagenetic environment of the Dajia bauxite was much close to phreatic environment. Both the ore texture and the morphology of zircon grains also indicate that most of the bauxitic soils were transported a short distance. Diaspore is suggested to be non-metamorphic in origin and mainly formed in a reducing condition of diagenetic environment, while kaolinite is the product of the in situ epigenetic replacement of alumina in diaspore by dissolved silica. Geochemical analyses indicate that Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ and TiO₂ are the main components of the bauxite ores and trace elements such as Zr, Hf, Nb, Ta, Th and U were enriched during the bauxitization process. Simultaneously, Zr vs. Hf and Nb vs. Ta show a high correlation. Geochemical indices such as Zr/Hf, Nb/Ta and Eu/Eu* (among others) denote that the magmatic rocks related to the Emeishan plume in western Guangxi and the carbonates in the underlying Maokou Formation provided the main sources of material for the bauxite ores.     

贵州修文小山坝铝土矿中稀土元素地球化学特征

前人已经积累了大量贵州铝土矿的研究成果,但关于铝土矿与其中稀土元素的关系至今不清。本研究以修文小山坝铝土矿为例,通过ICP-MS分析测试,研究了矿石和围岩的稀土元素组成。结果表明,矿石中稀土配分模式为轻稀土富集向右倾斜型,具明显Eu负异常,与下寒武统娄山关群含泥质白云岩稀土特征参数和配分模式相似,指出该矿床成矿物质来源以下寒武统娄山关群含泥质白云岩为主,在相对氧化环境下经风化作用成矿。矿床中稀土元素主要富集于矿体及其周围,与Al2O3含量具正相关关系。矿石中稀土元素含量大多达到或超过综合利用标准,具有巨大的潜在经济价值。     

湖北麻城市四道河地区面理化含榴花岗岩的成因

野外和室内研究结果表明,四道河地区面理化含榴花岗岩由古生代沉积岩变质而成。在元素地球化学特征上,具有与岩浆成因的碱性花岗岩一致的特点:高硅(SiO2=75.24%～77.23%)、富碱(Na2O+K2O=6.87%～8.84%)、低铝(Al2O3=11.00%～12.78%);富Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素和Pb,贫Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素;稀土元素含量较高(∑REE=101.08～180.1μg/g),轻稀土元素相对富集(LREE/HREE=3.1～6.8),铕有中等负异常(δEu=0.30～0.68);锆石成因类型及定年结果表明,老核(继承锆石)是异地多时代(元古代-古生代),其寄主岩的原岩是沉积岩,时代不会早于古生代。     

Mineralogical and geochemical investigations of the Mombi bauxite deposit,Zagros Mountains,Iran

The Mombi bauxite deposit is located in 165 km northwest of Dehdasht city, southwestern Iran. The deposit is situated in the Zagros Simply Fold Belt and developed as discontinuous stratified layers in Upper Cretaceous carbonates (Sarvak Formation). Outcrops of the bauxitic horizons occur in NW-SE trending Bangestan anticline and are situated between the marine neritic limestones of the Ilam and Sarvak Formations. From the bottom to top, the deposit is generally consisting of brown, gray, pink, pisolitic, red, and yellow bauxite horizons. Boehmite, diaspore, kaolinite, and hematite are the major mineral components, while gibbsite, goethite, anatase, rutile, pyrite, chlorite, quartz, as well as feldspar occur to a lesser extent. The Eh–pH conditions during bauxitization in the Mombi bauxite deposit show oxidizing to reducing conditions during the Upper Cretaceous. This feature seems to be general and had a significant effect on the mineral composition of Cretaceous bauxite deposits in the Zagros fold belt. Geochemical data show that Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃ and TiO₂ are the main components in the bauxite ores at Mombi and immobile elements like Al, Ti, Nb, Zr, Hf, Cr, Ta, Y, and Th were enriched while Rb, Ba, K, Sr, and P were depleted during the bauxitization process. Chondrite-normalized REE pattern in the bauxite ores indicate REE enrichment (ΣREE = 162.8–755.28 ppm, ave. ∼399.36 ppm) relative to argillic limestone (ΣREE = 76.26–84.03 ppm, ave. ∼80.145 ppm) and Sarvak Formation (ΣREE = 40.15 ppm). The REE patterns also reflect enrichment in LREE relative to HREE. Both positive and negative Ce anomalies (0.48–2.0) are observed in the Mombi bauxite horizons. These anomalies are related to the change of oxidation state of Ce (from Ce³⁺ to Ce⁴⁺), ionic potential, and complexation of Ce⁴⁺ with carbonate compounds in the studied horizons. It seems that the variations in the chemistry of ore-forming solutions (e.g., Eh and pH), function of carbonate host rock as a geochemical barrier, and leaching degree of lanthanide-bearing minerals are the most important controlling factors in the distribution and concentration of REEs. Several lines of evidences such as Zr/Hf and Nb/Ta ratios as well as similarity in REE patterns indicate that the underlying marly limestone (Sarvak Formation) could be considered as the source of bauxite horizons. Based on mineralogical and geochemical data, it could be inferred that the Mombi deposit has been formed in a karstic environment during karstification and weathering of the Sarvak limy Formation.     

青海鄂拉山地区陆相火山岩地球化学特征及构造环境

鄂拉山岩浆岩带晚三叠世火山岩为中-中酸性火山岩组合,由玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹岩及少量火山碎屑岩等组成,岩石蚀变强烈,成层性差,柱状节理发育,具典型的陆相喷发特点.火山岩属铝饱和类型,里特曼指数(δ)及岩石学等显示具钙碱性特征, (FeO/MgO)、K2 O/Na2O显示可能具有陆缘岛弧环境的特性;轻稀土元素分馏程度高且富集,δEu小于1,为弱负异常,稀土元素配分模式曲线与岛弧型稀土元素配分模式图相似;微量元素Rb、Ba、Th等元素明显富集,而Ti、Y、Yb、Sc、Cr等元素较亏损.Nb/Zr、La/Nb、Th/Ta、Th×Ta/Hf2等特征反映鄂拉山组火山岩产于陆缘火山弧环境.结合区域地质背景、岩石地球化学及构造环境等特征,认为鄂拉山地区晚三叠世火山岩产于大陆碰撞与陆缘弧并存的环境.     

胶东罗山金矿床成矿流体来源:蚀变岩型和石英脉型矿石载金黄铁矿稀土与微量元素特征约束

罗山金矿床是胶东玲珑金矿田最大的金矿床之一,同时发育蚀变岩型矿化和石英脉型矿化。本研究在系统的野外和镜下工作基础上,利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分析了载金黄铁矿的微量和稀土元素,对比了蚀变岩型和石英脉型矿石载金黄铁矿稀土和微量元素特征,探讨了成矿流体的性质与来源。黄铁矿稀土总含量较低,多呈较明显的"右倾"式稀土配分模式,总体表现出负Eu异常,基本无Ce异常; Hf/Sm、Th/La、Nb/La值均<1,推断成矿流体为富Cl的还原性流体。Co/Ni比值范围在0. 08～3. 77,平均值为1. 09; Co/Ni值以及Co、Ni、Bi、Cu和Zn含量均与变质热液型金矿平均含量相近; Y/Ho比值范围总体在21～32之间,与中国东部大陆地壳Y/Ho比值(20～35)基本重合;结合个别样品的弱正Eu异常以及前人的研究成果,推断成矿流体与变质热液类似,主要来源于古太平洋板块俯冲板片脱水和脱碳作用,且可能有长英质岩浆流体和地壳流体的混入。蚀变岩型和石英脉型矿石内的载金黄铁矿的稀土、微量元素组成没有明显区别,Y/Ho、Nb/Ta和Zr/Hf比值变化范围均很小,表明两类矿石的载金黄铁矿为同一期热液活动作用的产物。