伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用研究进展

伟晶岩型矿床是世界上重要的稀有金属矿床类型之一，也是当前国际矿床学研究热点之一。近年来该类稀有金属矿床在分类、成矿流体及成矿物质来源、伟晶岩成岩方式和稀有金属富集机制等方面的研究取得了一些重要进展。伟晶岩通常与母质岩浆具有密切的时空关系，但不少也与母质岩浆无成因关系。伟晶岩稀有金属矿床成矿熔体/流体具有低黏度、富水、高分散性、富碱等性质，可导致P、F和B等元素在伟晶岩中的极端富集，使其与稀有金属组成各类络合物或化合物而迁移与富集。富含Li-Cs-Ta(LCT)型伟晶岩与S型花岗岩关系紧密，成矿物质主要起源于黑色页岩等海相沉积物质，而富含Nb-Y-F(NYF)型伟晶岩常与A型花岗岩联系紧密，属同源岩浆演化和矿化。花岗质岩浆分异结晶和地壳或地幔岩石的部分熔融是伟晶岩两种主要的形成方式。流体不混溶作用、富助熔组分花岗岩浆高度结晶分异和热液交代作用3种富集机制可用于解释伟晶岩型稀有金属矿床的形成。      

江西黄山铌(钽)矿床中铌钽矿物的矿物学特征及地质意义

江西葛源黄山铌(钽)矿位于赣杭构造带灵山花岗岩体的西侧,矿区内发育黑云母花岗岩、钠长石化花岗岩、萤石石英脉、伟晶岩４种岩性.通过详细的岩相学观察、铌钽矿物的电子探针化学组成、元素面扫描分析,揭示了黄山铌(钽)矿中铌钽的赋存状态及灵山岩体演化与铌钽富集过程的关系.研究结果表明,黄山铌(钽)矿中铌钽矿物主要为铌铁矿和铌铁金红石,铌铁矿交代了早期形成的铌铁金红石,期间发生了如下置换关系:３Ti４＋ →２(Nb５＋ ＋Ta
５＋ )＋Fe２＋ .黄山铌(钽)矿主要富 Nb,与松树岗铌钽矿相比,含矿岩体中 F、Li的质量分数较低.F可以降低固相线温度,延长岩浆结晶分异的时间,增加岩浆的结晶分异程度.Li会增加 Nb、Ta的溶解度,但是对Ta的效果更明显.因此,黄山铌(钽)矿的岩浆演化程度低于松树岗铌钽矿,后期岩浆—热液演化阶段的流体作用较弱,导致黄山铌(钽)矿以富 Nb为主.      

碱性花岗岩型稀有稀土矿床类型及成矿作用研究进展

碱性花岗岩因富集稀有稀土元素而成为一种重要的成矿岩体。近年来碱性花岗岩型稀有稀土矿床在矿床类型分类、成矿流体和成矿物质来源及成矿机制等方面取得一些重要的研究进展。碱性花岗岩通常富集高场强元素(HFSEs)和稀土元素(REEs),根据暗色矿物与主矿种之间的关系该类型矿床可分为富Nb-Zr-REEs钠(铁)闪石碱性花岗岩型、富Nb-U-HREEs碱性杂岩型和富Nb-Sn黑云母碱性花岗岩型3种类型。碱性花岗岩型稀有稀土矿床成矿时代主要集中于古生代-新生代,与大陆、超大陆的裂解和聚合后期伸展构造背景有关。成矿流体经历了早期岩浆分异与晚期热液交代2个演化阶段。研究表明从岩浆中出溶的成矿流体具有低温、高盐度、富F等特征,可导致HFSEs和REEs等元素在碱性花岗岩中超常富集。母岩浆中不相容元素浓集到出溶流体中,并随着后期含F流体结晶或交代原岩而形成稀有稀土矿物。成矿物质通常来源于地幔岩浆或地幔与地壳的混合,但也可能来源于俯冲洋壳。岩浆结晶分异与热液交代为碱性花岗岩型稀有稀土矿床的2种主要成矿机制,但该类矿床大多为2种机制的复合形成。     

东秦岭商丹地区富铷花岗伟晶岩脉矿化特征及其地质意义

花岗伟晶岩作为稀有金属矿产的重要来源,其矿化特征有待深入探讨。采用野外地质调查,室内镜下鉴定以及主量、微量和稀土元素含量分析相结合的方法,系统研究了东秦岭商丹地区资峪沟富铷花岗伟晶岩脉的岩石学和地球化学特征。结果显示:资峪沟花岗伟晶岩脉主要集中产出于丹凤岩群中,经综合评价后圈定出14条出露的富铷脉体,依据石榴石含量和岩石蚀变类型可将其划分为微斜长石花岗伟晶岩、富石榴石微斜长石花岗伟晶岩、云英岩化微斜长石花岗伟晶岩、云英岩化富石榴石微斜长石花岗伟晶岩与硅化微斜长石花岗伟晶岩5种类型;资峪沟花岗伟晶岩脉总体显示为过铝质,富集Rb、高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE),亏损Ba, Sr和Ti,其中少含或不含石榴石且未发生蚀变的花岗伟晶岩脉通常具有较高的Rb含量,因此,可以将原生微斜长石、石榴石及次生白云母、石英作为标型矿物来综合判断花岗伟晶岩脉的铷矿化程度;资峪沟花岗伟晶岩脉的形成时代明显晚于宽坪花岗岩体,二者的地球化学特征存在显著差异,经综合分析得出花岗伟晶岩脉并非由宽坪花岗岩体的岩浆演化而来,其母岩可能位于宽坪花岗岩体下方的更深部位。      

岩浆热液的软硬酸碱性质与金属成矿专属性的关系

根据软硬酸碱理论的最大硬度原理和最小亲电性原理,基于复杂化合物体系的硬度和亲电性计算方法,对国内外多个典型岩浆热液矿床的成矿岩体以及成矿热液的硬度和亲电性进行估算,进而探讨岩浆热液矿床成矿专属性。结果表明:热液具有比岩浆更高的硬度和亲电性,可以从熔体中萃取金属元素,从而形成岩浆热液矿床;与碰撞造山作用相关的长英质岩浆流体富含F,而F具有高硬度和亲电性,导致具有硬酸性质的W、Sn从熔体进入流体成矿;由于软碱S具有低硬度和亲电性,弧岩浆作用形成的富S基性岩浆有利于吸引低硬度的成矿元素,形成斑岩型铜(金)矿床;与板内伸展环境下岩浆底侵作用相关的碱性岩浆释放富Cl或CO2的流体,Cl的硬度较低而电负性高,热液主要吸引Fe、REE、Au等,从而形成IOCG型矿床。     

斑岩型矿床母岩浆中水的来源及其成矿机理

母岩浆富水(H_2O质量分数高于4%)被认为是斑岩体中Cu、Au等成矿元素富集成矿的关键因素,是形成岩浆-热液成矿系统的必要条件之一,主要表征为成矿斑岩中角闪石斑晶发育,轻稀土元素富集而中稀土元素亏损,w(Sr)/w(Y)和w(La)_N/w(Yb)_N值高(w(Sr)/w(Y)40,w(La)_N/w(Yb)_N20)等特征。弧环境下形成的斑岩成矿系统中的水主要来源于俯冲洋壳或交代岩石圈的脱水作用;而后碰撞环境下形成的斑岩成矿系统中的水可能主要源自矿区内同时代、共空间产出的镁铁质岩浆的混合注入,或含矿岩浆自身的分异结晶。尽管不同地球动力学背景下形成的斑岩成矿系统母岩浆中水的来源和富集机制不同,然而它们仍然被认为具有统一的成矿机理:母岩浆在地幔源区或地壳岩石部分熔融过程中,水的加入可以降低其熔点,促进源区含Cu、Au硫化物重熔,或萃取岩石中Cu、Au成矿元素,或聚集岩浆中分散分布的金属元素,形成富金属的岩浆;含矿岩浆就位后,富水岩浆很快达到水饱和,大量流体出溶,岩浆水会与各类卤化物一起以独立流体相形式从熔体中分离出来,这种富含挥发分和高盐度的流体具有很强的金属携带能力,为随后发生的斑岩矿化提供热液和金属来源,提高母岩浆的成矿潜力。     

内蒙古扎鲁特旗地区晚侏罗世火山岩岩石学及地球化学特征

为了探讨内蒙古扎鲁特旗地区晚侏罗世火山岩成因及其构造背景,在详细的野外地质调查基础上,从岩石学、岩石地球化学、稀土元素和微量元素特征方面对其进行了研究。结果表明,研究区晚侏罗世火山岩为中性—酸性的火山熔岩和火山碎屑岩组合。化学成分显示其以安山岩、粗面安山岩、粗面(英安)岩和流纹岩为主,属于高钾钙-碱性系列岩石,并富碱、高铝。稀土元素总量变化大,轻重稀土元素分馏明显,配分曲线右倾,具Eu负异常;富集大离子亲石元素Rb、Ba 、K、Th和LREE,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P,基性相容组分Cr、Co、Ni质量分数和Mg#较低,显示出岩浆来源于下地壳,并混染了上地壳物质;w(SiO₂)与大多数常量元素(Na₂O、K2O、TiO₂、TFeO、MgO、CaO、Al₂O₃和P₂O₅)质量分数具有很好的相关性,反映同源岩浆的演化特征和岩浆结晶分异演化的趋势。综合研究表明,火山岩形成于张性构造环境,与蒙古—鄂霍茨克洋闭合造山之后因重力坍塌岩石圈伸展减薄作用有关。      

某地铯榴石的形成条件及找矿标志

本文研究了某地含铯榴石伟晶岩的分布规律及特征后,认为铯在伟晶岩浆晚期的富集,是由于挥发组分的集中、岩脉局部膨大、致密围岩的作用等条件而引起的。因此,分异晚期形成的锂云母微斜长石纳长石伟晶岩、岩脉的膨大部位、致密块状围岩是寻找铯榴石的重要标志。     

西秦岭西段塔洞花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及其地质意义

塔洞花岗闪长岩体位于西秦岭造山带西段,主体岩性为灰白色中细粒块状花岗闪长岩,岩体中未见暗色闪长质包体。对该岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试,所选锆石均为具岩浆韵律环带结构的岩浆锆石,锆石w(Th)/w(U)值主体大于0.4,锆石U-Pb加权平均年龄为(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花岗闪长岩体的结晶年龄。地球化学特征显示,该岩体具有高SiO2质量分数(66.88%~67.46%)、高Al2O3质量分数(15.39%~16.54%)、富K(质量分数为2.83%~4.12%)、准铝质(A/CNK值介于0.97~1.0之间)的高钾钙碱性花岗岩特征。该岩体轻、重稀土元素分异强烈,Eu异常不明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型,原始地幔标准化微量元素蛛网图具明显的富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba等),亏损重稀土元素与高场强元素(如Nb、Ta等)的特征。该岩体具有与埃达克质花岗岩相似的特征,如高Sr质量分数(主体大于400×10-6)、低Y质量分数((5.49~12.8)×10-6)、低Yb质量分数((0.34~0.91)×10-6)、高w(Sr)/w(Y)值(大于40,多介于50~90之间)。岩石成因研究表明,该岩体为加厚下地壳石榴子石角闪岩(石榴子石体积分数为10%~20%)部分熔融并经历分离结晶作用形成的。综合区域资料认为,西秦岭造山带西段古特提斯洋于印支晚期已经关闭,南北陆块完成同碰撞造山作用,并进入后碰撞构造演化阶段。     

塔河油田南部奥陶系热液作用分析

塔河油田南部地区发生多次强烈的岩浆喷发活动,岩浆活动带来地壳深部的热液流体,对储层形成多种改造作用.根据岩心薄片观察资料,分析研究区热液作用模式与机制,结果表明,塔河油田南部奥陶系热液流体活动显著,岩石学特征主要表现为典型的热液成因硅化硅质岩、热液溶蚀缝孔洞发育.地球化学特征表现为热液作用缝洞方解石的稀土元素分配曲线较平缓,表现为LREE富集,显示明显的正Eu异常和较高的Y/Ho值,与研究区所经历的二叠纪岩浆—火山活动有关;热液成因方解石具有较低的87Sr/86Sr值,低于碳酸盐围岩与同期海水的,主要受幔源锶的控制及围岩重溶锶的缓冲影响;受高温高盐度热液流体影响,热液矿物的包裹体均一温度均高于奥陶系地层正常埋藏温度40℃以上,盐度质量分数为正常海水的3~5倍.该研究为塔河油田南部奥陶系碳酸盐储层的油气勘探提供参考.     

甘肃红石泉伟晶状白岗岩岩相学和岩石地球化学

伟晶状白岗岩是红石泉铀矿床的含矿主岩,主要由钾长石、石英以及斜长石、黑云母、白云母组成,副矿物为黄铁矿和锆石。具有富硅(w(SiO₂)平均72.36%)、高碱(w(Na₂O+K₂O)平均8.75%),相对富钾贫钠(w(K₂O/Na₂O)平均2.67),低铁(w(TFe₂O₃)平均2.75%)、镁(w(MgO)平均0.70%)、钙(w(CaO)平均0.74%),弱过铝的特点,属于弱过铝高钾钙碱性系列岩石,具有S型花岗岩特征。微量元素Rb、Th、U、La、Ce、Nd、Zr、Hf等元素相对富集,Ba、Sr、Ti、P等元素相对亏损,具有明显的U、Th富集,Eu负异常。轻稀土元素相对富集,较重稀土元素分馏明显,球粒陨石标准化分布型式图总体略显右倾。结合该区的构造-岩浆演化特点,认为伟晶状白岗岩形成于中高温低压的后碰撞构造环境。      

湖南蓝山县天鹅寨火山杂岩体岩石地球化学特征与成因探讨

天鹅寨火山杂岩体位于钦—杭(钦州—杭州)成矿带湖南段南部。各类岩石主量元素富Si、富Alk、Al饱和、贫Ca、贫Mg等,属高钾钙碱性岩系;稀土元素为轻稀土富集分配模式;微量元素富Rb、 Pb、Yb、Zr、 Th、U等,贫 Ba、Sr、Nb、Ta、Hf、Y等。具有相似主量元素与微量元素特征,指示为同源岩浆分异演化形成。根据富K、Rb、Th、Zr,贫Na、Ta、P等元素特征结合(~(87)Sr/~(86)Sr)初始值与成岩年龄(t)图解,表明岩浆源区以上地壳物质为主,下地壳物质混染熔融形成。结合区域构造背景分析,推测由于太平洋板块自东向西俯冲,造成华南陆块内扬子板块与华夏板块碰撞,碰撞产生热效益使区内上地壳物质及部分下地壳物质熔融形成岩浆,至燕山晚期,区内演化成碰撞后伸展阶段,岩浆喷发—侵入形成此火山杂岩体。     

都庞岭花岗岩的基本特征及成因分析

都庞岭复式岩体由加里东期、印支期和燕山早期花岗岩组成。通过工作我们认为燕山早期花岩可分为第一次和第一次,其中第一次花岗岩与Sn矿成矿关系最为密切。从早到晚,花岗岩由二花岗岩→钾长花岗岩→二长花岗岩→钠长花岗岩,云母由镁黑云母→铁黑云母→黑磷云母;岩浆体向酸度增高的方向演化,伴随着碱度的增高,由富钾渐变为富钠;微量元素上,岩浆逐渐贫SrBa、Cl、Sc,富Li、Rb、W、Sn、Mo、Bi、Nb、Ta、F、B;从早到晚,花岗岩LRB含量和LREE/HREE、δEu值不断降低,HREE含量不断增高。本区花岗岩为地壳重熔岩浆断分异演化的产物,形成于相对还原环境。     

岩浆硫化物熔体中成矿金属元素的富集及迁移过程研究综述

近年来,有关岩浆热液矿床源区硫化物熔体的熔离过程及其对成矿的贡献已引起相当的重视。在系统地介绍热液矿床
岩浆源区原生硫化物熔体分离机制,以及其对成矿金属元素的初始富集行为基础上,重点综述了岩浆硫化物熔体破坏分解并参与
到成矿流体的具体过程和实例。同时对该领域的关键技术方法LA-ICPMS原位微区成分测试的进展进行了概述,并提出了一些
研究展望,尤其是深部岩浆演化中成矿金属元素的富集迁移过程。      

华北克拉通胶—辽—吉带古元古代条痕状花岗岩成因及其构造意义

华北克拉通胶—辽—吉带内发育大量古元古代条痕状花岗岩,岩性主要为含角闪石或磁铁矿的二长花岗岩,以暗色矿物定向排列为显著识别特征。基于系统的野外调查、岩石学、地质年代学和地球化学研究,对条痕状花岗岩成因和其形成的构造环境提出了不同的模式。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示这些条痕状花岗岩形成于2 173~2 205 Ma,基性岩脉侵位于2 159 Ma,后期的角闪岩相变质发生于约1 907Ma。条痕状花岗岩中发育基性暗色微粒包体,也发育钙质角闪石和镁铁质角闪石,副矿物为锆石、榍石和磁铁矿。主量和微量元素分析结果显示:条痕状花岗岩属于钙碱性岩浆系列,A/CNK值为0.9~1.2(多数小于1.1),A/NK值为0.9~1.4,SiO2质量分数为68.3%~76.9%,岩石具有低TiO2质量分数(小于0.3%);岩石富集大离子亲石元素(如K、Rb、Sr、Cs),亏损部分高场强元素(如Nb和Ti)。这些特征都指示条痕状花岗岩可能是形成于俯冲带环境下的I型花岗岩。部分岩体(如大房身岩体)具有类似A型花岗岩的特征,这是岩浆体系富硼而引起的高分异所致的,岩体高SiO2质量分数(76.7%~77.1%)也是高分异的表现。硼的加入会导致岩浆体系固相线温度降低,使得岩浆具有更为充分的时间进行演化。全岩εNd(t)值(-8.6~1.5)和锆石εHf(t)值(-1.3~5.6)都具有非常宽的变化范围,结合基性暗色微粒包体的岩相学特征以及斜长石的环带,说明条痕状花岗岩形成于下地壳熔融的酸性岩浆和富集地幔熔融的基性岩浆的混合。花岗岩的弧岩浆属性及其老于2 500Ma的太古代继承锆石指示胶—辽—吉带在古元古代可能发生了北向俯冲。     

新疆阿尔泰铁矿成矿流体及成矿过程

以新疆阿尔泰铁矿为研究对象,综述铁矿成矿背景,划分成因类型和成矿时期,对典型矿床地质特征进行描述,研究成矿流体的温度和盐度以及成矿流体来源,最后探讨构造演化与铁矿成矿作用。结果表明:铁矿成因类型可划分为火山岩型、矽卡岩型、伟晶岩型、与花岗岩有关的热液型、与基性岩体有关的钒钛磁铁矿型和砂矿型;矽卡岩矿床流体包裹体从矽卡岩阶段到退化蚀变阶段再到石英-硫化物-碳酸盐阶段的均一温度(从200℃～500℃到200℃～350℃,再到160℃～300℃)以及流体盐度(NaCleq)峰值(从4.5%～21.5%到3.5%～20.5%,再到1.5%～17.5%)逐渐降低;托莫尔特铁(锰)矿沉积期成矿流体以中低温(集中在160℃～300℃)、低盐度(主要集中在4%～9%和14%～20%)为特征;两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体为中温(173℃～290℃)、低盐度(0.35%～16.05%);氢和氧同位素特征表明,火山沉积型铁矿沉积期成矿流体是海水与岩浆水的混合,矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水,石英-硫化物-碳酸盐阶段成矿流体主要为大气降水,混合少量岩浆水,同时两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水的混合;碳和氧同位素表明,矽卡岩型铁矿成矿流体中碳主要来自深部岩浆,少量来自海相碳酸盐岩。     

湖南省双峰县大坪铷矿地球化学特征及成矿作用

大坪铷矿位于湖南省双峰县紫云山岩体中,铷矿体呈近东西向条带状产于紫云山复式花岗岩体顶部,是一处富铷花岗岩型稀有金属矿床。白云母花岗岩地球化学研究表明:主量元素具高SiO₂(73.27%~74.72%)、高分异指数DI(86.83~93.28),和高铝饱和指数(A/CNK=1.55~1.76),为高分异花岗岩及过铝质岩石,具较低的MgO(0.01%~0.36%)和TiO2(0.01%~0.16%);微量元素富集Rb、Ta和Nb而强烈亏损Sr、Ba和Ti;稀土元素总量较低\[w(∑REE)= 8.24×10-6~124.44×10-6\],具显著铕负异常(δEu=0.09~0.33),稀土元素配分图出现“M”型四分组效应。地球化学特征反映出紫云山复式花岗岩经历了高程度的分异演化过程,并在岩浆演化到晚期阶段F、H₂O等挥发分逐渐富集,由于F与稀有金属元素有较强的亲和力,形成络合物一起迁移和富集,当岩浆演化到晚期发生了熔体-流体不混溶作用稀有金属配合物被破坏,铷以类质同像形式在白云母花岗岩中富集成矿。      

粤北大宝山次英安斑岩中副矿物榍石的初步研究

榍石是花岗岩,尤其是钙碱性花岗岩中常见的副矿物之一。利用背散射图像和电子探针成分分析对粤北大宝山矿区岩
心样品(次英安斑岩)中的榍石进行了系统的矿物学研究。结果表明,研究区榍石可分为岩浆榍石和次生(热液)榍石两类,其中岩
浆榍石为自形至半自形,颗粒较大,具环带结构,平均w(Al₂O₃)=1.24%,w(TiO₂)=38.10%,w(F)=0.40%;次生(热液)榍石
与绿泥石等蚀变矿物共生,多呈它形,平均w(Al₂O₃)=2.44%,w(TiO2)=36.02%,w(F)=1.00%。榍石的不同世代、成因、副
矿物组合特征等可以揭示花岗岩的形成条件、演化历史,且对判别花岗岩的成因类型具有重要意义。      

嵩县西岭绢云母矿床地质特征及其成因浅析

本文介绍嵩县西岭绢云母矿床的地质特征，并对绢云母矿物特征进行了初步研究。证明成矿母岩为熊耳群酸性熔岩，矿化从断裂韧性剪切开始，又被早、晚期碱性岩浆期后热液的叠加蚀变改造而完成。该矿是地层、构造、侵入岩三位一体联合控制的中低温热液蚀变岩型矿床。     

山东齐河——禹城地区“禹城式”富铁矿地质特征与成矿模式

齐河-禹城地区位于山东省西北部,本文在系统分析区内铁矿成矿地质特征及成矿规律的基础上,与邯邢式、莱芜式铁矿进行了系统对比,提出了"禹城式"矽卡岩型铁矿矿床式,并初步构建了其成矿模式。区内发现李屯、郭店、大张3处富铁矿床,控矿岩体以闪长岩为主,围岩地层主要为石炭系—二叠系,少量奥陶系,矿体呈似层状,矿石以粒状结构、块状构造为主。区内"禹城式"铁矿以李屯矿床表现特征最为显著,矿体以接触带外部碎屑岩层间构造为主要赋存位置,主矿体赋存部位缺失灰岩及大理岩化带,以铁质巨量富集、伴生元素较少为显著矿质富集特征。早白垩纪,壳幔混合岩浆沿盆缘深大断裂上侵,混合岩浆上侵过程中富铁质岩浆热液出溶,受上覆碎屑岩地层屏蔽作用,岩浆热液与奥陶纪碳酸盐岩发生了充分的接触交代作用,并可能改造了沉积地层内"山西式"铁矿,促使磁铁矿经历多期叠加富集,在石炭系—二叠系内层间构造等部位富集形成富磁铁矿。