苏北东海水晶矿床的形成机理初探

通过对硅的迁移形式和条件、苏北东海水晶矿床中石英流体包裹体的化学成分、部分飘动气体自然、晶洞与水晶的密切相关性以及水晶的共生伴生矿物等的研究,提出该矿床的形成机制为：在地球深部高温高压强还原富氢环境下,硅呈气态硅氢络合物活化并纯化、迁移至地壳浅部低温低压氧化环境,硅氢化物较快氧化形成石英脉,并在有利部位形成石英外壳（晶洞壳）,晶洞内的硅氢化物在温和稳定环境中缓慢氧化,并自由结晶分异纯化形成水晶矿床。     

苏北榴辉岩的岩石性质及其金红石的嵌布特征

苏北榴辉岩主要产于由角闪岩相变质的长英质片麻岩，根据其赋存部位划分为3类：Ⅰ类榴辉岩，通常形成独立块体，有时夹薄层片麻岩、片岩，岩石呈块状、条带状、斑杂状、条纹状和片麻状等；Ⅱ类榴辉岩，与超基性岩相伴，矿石主要呈块状和斑杂状；Ⅲ类榴辉岩，与大理岩整合接触，岩石呈块状、片麻状。3类榴辉岩在变晶矿物组合中具有一定的差异。面积测量法统计结果表明：Ⅰ类榴辉岩的晶间金红石占12．49%，间粒金红石占85．69％，包体金红石占1．81％；Ⅱ类榴辉岩的晶间金红石占36．40％，间粒金红石占44．17%，包体金红石占19．43％．Ⅲ类榴辉岩的晶间余红石占27．49％．间粒会红石占53．43%，包体金红石占19．09％。     

苏北榴辉岩型金红石资源的综合利用

金红石和铁铝榴石是中国榴辉岩型金红石资源中可供综合利用的两种重要矿物组分。目前苏北地区众多的选矿企业针对此类型资源的开发,仅选铁铝石榴石,导致佥红石在废弃的尾矿中高度畜集。金红石在尾矿中的含量,一般在3．16％～7．59％之间,最高的接近8％,平均5．24％。尾矿实质上已成为品位极高的人工金红石砂矿。综合利用,不但可大幅度提高企业的经济效益,更重要的是可避免国家宝贵资源的浪费。     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

苏北榴辉岩中金红石的微量元素地球化学特征

本文利用电子探针分析了苏北地区三类榴辉岩中金红石的Nb、Cr和Zr含量,在Zaek et al．（2002）的金红石Nb-Cr图解中,三类榴辉岩的原岩均为镁铁质岩,但它们具有不同的地球化学特征,即（1）小焦G类金红石榴辉岩中金红石的Nb含量最低,平均值为68ppm,而其它两类榴辉岩中金红石的Nb含量较高,平均值介于192～255ppm;（2）蓝晶石榴辉岩具有极高Cr含量,均值6106ppm,而许沟P类榴辉岩中金红石的Cr含量也较高,均值1233ppm,金红石榴辉岩中金红石Cr含量最低,均值为183ppm。利用Zaek et al．（2004）提出的金红石地质温度计,计算得出许沟P类榴辉岩的金红石形成温度介于600～751℃,平均温度689℃;演马厂M类榴辉岩的金红石温度介于507～641℃,平均温度557℃;小焦G类金红石榴辉岩金红石的形成温度介于541～673℃,平均温度613℃;新扬昌G类蓝晶石榴辉岩的金红石形成温度介于541～655℃,平均温度603℃。一种可能的解释是,榴辉岩在拆返过程中退变质作用明显,流体活动强烈,导致金红石中Zr扩散丢失,金红石中Zr含量不同程度地受到角闪岩相退变质过程中再平衡作用的影响,致使计算的温度偏低。     

苏鲁榴辉岩型金红石矿床研究进展

文章对苏鲁榴辉岩型金红石矿床的研究进展进行了简单综述。苏鲁超高压变质带金红石矿床的勘探可追溯到20世纪50年代末，近年来找矿工作取得重要进展，已查明金红石矿床总储量达数千万吨。矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床，与超高压变质作用关系密切。金红石在榴辉岩中最主要也最具工业价值的赋存方式是呈粒间颗粒充填于主矿物绿辉石和石榴石之间，金红石中的微量元素与其寄主榴辉岩的类型和产状有明显的相关性，并且可反映其形成温度，因此在苏鲁超高压变质榴辉岩和金红石矿床的研究中具有重要价值。富钛基性原岩是榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础，高压区域变质作用是这类矿床形成的必要条件。     

江苏省新沂市小焦榴辉岩型金红石矿床的特征及成因初探

江苏小焦榴辉岩型金红石矿床是苏鲁超高压变质带中发现的品位最富、连续宽度最大的大型矿床,它与超高压变质榴辉岩密切相关。矿体主要赋存在含金红石的块状榴辉岩中,呈似层状、长条状和透镜状产出。地球化学特征表明榴辉岩的原岩为来自上地幔或壳幔过渡区的基性至超基性岩。金红石在矿石中主要呈包裹体、粒间充填、蚀变残余、热液充填4种赋存形式,分别代表了4个不同的形成及演化阶段。电子探针分析结果显示,在高压、超高压变质作用期间,富含Na的深部流体对金红石的成矿可能起了重要的作用。研究表明该矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床,在成因上与超高压变质作用有关,类似于挪威的Engebfjellet、俄罗斯的Shubino矿床和意大利的PianPaludo矿床,而不同于中国已知的主要金红石矿床。此外,通过本次研究以及对普查和勘探资料的总结,提出了该类矿床的主要找矿标志。     

榴辉岩中金红石的矿物地球化学研究及其意义

金红石的微量元素分析在俯冲带地质作用示踪、榴辉岩原岩判别以及形成温度估算等的研究中具有重要指示作用,其U-Pb同位素和Hf同位素分析则对于确定高级变质岩的冷却时代以及探讨物质来源和壳幔作用过程具有重要意义.初步研究显示,苏鲁超高压变质地体及大陆科学钻探岩心中不同产状、不同类型的榴辉岩中的金红石具有不同的微量元素特征,对榴辉岩原岩及金红石形成温度具有很好的指示作用;3个金红石样品的Pb同位素组成在逐步淋溶分析的某个中间阶段和最后阶段均出现有相似规律的2次突变,其余阶段则相对平稳,有可能反映了金红石在其生长过程中构造环境背景的变化.进一步对金红石进行详细系统的矿物地球化学分析,有望在苏鲁地体大陆深俯冲-折返过程的地球动力学及榴辉岩型金红石矿床的研究中获得一些新的认识.     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床金红石矿物学、元素地球化学及成因

鱼卡金红石矿床是青海省境内发现的第一个超大型榴辉岩型金红石矿床。笔者在总结前人基础资料及详细野外地质矿产调查的基础上,通过榴辉岩岩石学及金红石矿物学研究,利用LA-ICP-MS法对该矿床中的金红石进行原位微量元素分析等。结果表明:金红石赋存状态主要有五种,即包裹结构、粒间结构、串珠状结构、退变残余结构、丝缕状出溶结构,其中以粒间和串珠状赋存状态产出时,含矿性最好。同时,变质阶段的差异、流体活动的强弱将影响金红石的赋存状态。流体活动越弱时,野外表现为榴辉岩的新鲜程度越高、且少或不发育长英质脉体、矿物越自形,则越有利于形成粒间和串珠状金红石富矿;折返过程中流体或熔体作用过强、野外表现为广泛发育长英质脉体、榴辉岩中矿物呈他形产出时,则金红石已经退变为钛铁矿和榍石。总结前人的地球化学和年龄数据表明:富集地幔源区、演化程度高、陆壳混染程度低的富钛基性原岩是鱼卡榴辉岩型金红石矿床主要物质来源,高压(超高压)变质作用促进了钛的进一步富集成矿,成矿年代集中在440～430Ma。金红石锆温度计显示的成矿温度主要在570～671℃之间,金红石中高场强元素Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等富集,表明其可能形成于俯冲带环境。这些成因认识等将为柴北缘成矿带榴辉岩型金红石矿床的进一步找矿工作部署、勘查评价及突破提供了重要的理论支撑与借鉴。     

金红石中锆含量温度计及其微量元素地球化学特征

Zack et al.(2004a)、Watson et al.(2006)以及Tomkins et al.(2007)(在2GPa条件下)的金红石中锆含量温度计计算结果显示,徐淮地区中生代侵入杂岩所含榴辉岩类包体所经历的榴辉岩相变质的温度范围分别为776～1099℃(平均898℃)、663～923℃(平均750℃)和714～981℃(平均804℃),这些温度结果可能并非榴辉岩相峰期变质温度;其角闪岩相退变质作用过程中保存的温度范围分别为555～777℃(平均697℃)、541～663℃(平均6170C)和588～714℃(平均667℃),这些结果不能代表角闪岩相退变质再平衡后的温度,而只能代表角闪岩相退变质作用过程中某-阶段的温度.微量元素地球化学特征研究表明,榴辉岩类包体所含金红石中的某些微量元素(如Nb、Ta、Cr、Fe、V等)含量与其原岩有继承和对应关系,其原岩主要为镁铁质岩石;榴辉岩类包体与其寄主岩石中部分高价态/高场强元素(HFSE)呈相互消长的关系.榴辉岩的形成与扬子地块和华北地块之间的俯冲,碰撞作用有关.     

超高压榴辉岩中金红石的纳米级微构造特征及成因机制探讨

本应用透射电子显微镜(TEM)详细研究了,中国苏鲁毛北地区金红石榴辉岩中金红石的超微构造特征。在该金红石榴辉岩中发育有两种不同类型的金红石晶体。第一种类型的金红石(Rt(A))与石榴石和绿辉石共生,其晶体内部发育有极密集的晶体缺陷,调制结构和变形双晶。变形双晶面分别为(100)和(010)。表明该类金红石晶体曾遭受过强烈的应力作用,推测它们可能是在大陆板块俯冲或折返过程中形成中发育的。而另一类金红石(Rt(B))存在于石榴石和绿辉石晶体中的包体,其晶格十分完整,没有变形痕迹。可能是由于该类金红石寄主于较大颗粒的石榴石或绿辉石晶体中,在大陆板块俯冲或折返过程中因受到寄住主晶的保护,没有发生晶格畸变。     

苏北与长江三角洲沉积环境及其土体物理性质关系探讨

土体的物理力学性质是在一定的沉积环境中形成的,所以二者之间存在着密不可分的联系。本文把苏北沿海与长江三角洲地区的沉积环境和物理性质进行联系性的对比分析,说明沉积环境及沉积物源的不同是造成这两个地区浅部土层物理性质差异很大的主要原因,也论证了特定的沉积环境将形成土体特定的物理力学性质。因此,把沉积学与工程地质学结合起来广泛展开二者之间相互关联的地质普查工作,将有助于认识、验证甚至提前预测不同地区土体的物理力学特性。     

北秦岭松树沟榴辉岩的确定及其地质意义

松树沟石榴石角闪岩(榴闪岩)呈透镜状产于松树沟超镁铁岩旁侧的斜长角闪岩中,一直以来被认为是形成于接触交代变质或麻粒岩相变质过程。详细岩相学及矿物元素分析,在榴闪岩的基质矿物、石榴石幔部及锆石包体中发现残留的绿辉石,而且石榴石也保存了明显的进变质主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针PT演化过程。锆石定年结果得到榴辉岩的变质年龄为500±8Ma,原岩结晶时代为796±16Ma,与秦岭岩群北侧官坡超高压榴辉岩的变质年龄和原岩年龄完全一致,也与北秦岭区域高压-超高压变质时代和原岩的结晶时代一致。表明松树沟榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果,而松树沟超镁铁岩可能是俯冲的大陆板片在折返过程中携带的俯冲隧道中的交代地幔岩。     

pXRF原位分析在柴北缘鱼卡金红石矿床勘查中的应用

便携式X射线荧光分析(pXRF)具有快速、高效、绿色、便捷等优点, 在矿产勘查中的应用越来越广泛。样品的不平度效应和不均匀效应等问题, 使得pXRF现场原位分析结果与实验室分析结果存在一定偏差。将该技术运用于柴北缘鱼卡金红石矿床勘查找矿, 对pXRF原位分析的稳定性进行试验, 并与实验室XRF法测试结果进行对比分析。结果表明, pXRF原位分析单点重复测量结果稳定, 分析测试最优时间为25~30 s; pXRF和实验室XRF法对样品Ti含量具有显著相关性, 存在线性关系。野外快速分析, 评价榴辉岩的Ti含量, 结果表明, 当pXRF原位分析榴辉岩中Ti含量在0~0.52%时, 对应非矿化榴辉岩; Ti含量在0.52%~0.86%时, 对应金红石贫矿体; Ti含量大于0.86%时, 对应的榴辉岩为金红石工业矿体。在槽探编录和钻探施工过程中, 使用pXRF分析可在野外快速判断榴辉岩的含矿性, 辅助找矿工作中圈定矿体, 大大减少样品采集的工作量, 节约成本和时间, 提高对榴辉岩型金红石矿床的勘查效率。