敦煌地块大水峡北晶质石墨矿床地球化学特征及成因意义

大水峡北晶质石墨矿床位于阿尔金大断裂北侧的敦煌地块, 是新近发现的大型晶质石墨矿床。石墨矿体主要赋存于二云石英片岩中, 晶质石墨具有典型的条状或鳞片状构造。目前该矿床的研究仅限于基础地质方面, 其成因尚不清楚。本文对大水峡北晶质石墨矿床开展了岩石学和地球化学的研究, 结果表明, 本次分析的大水峡北晶质石墨矿床样品总体呈高硅、低碱、贫钙的特点。其中, 含石墨矿样品V/Cr=8.00~11.14, U/Th=0.45~1.13, 指示其形成于缺氧的还原环境; 而矿体围岩Ni/Co比值为1.44~17.61, 指示其形成于富氧的氧化环境。所有分析样品的Eu负异常明显, δEu=0.60~1.00;∑REE含量偏高, 具有轻稀土相对富集的特征。此外, 二云石英片岩型晶质石墨矿石的原岩以砂质岩和杂砂岩为主, 围岩二云石英片岩的原岩为页岩和粘土岩。样品除斜长角闪岩外全为副变质岩, 这些副变质岩的古沉积环境为干燥气候条件下富氧的海陆交互相环境, 其古水体介质主要为盐度较高的半咸水环境。石墨矿石δ¹³C=-22.4‰~-22.3‰, 围岩大理岩δ¹³C=-6.3‰~-2.4‰, 表明成矿碳质来源主要为有机碳, 并混入部分无机碳。大水峡北晶质石墨样品拉曼谱峰相似, 拉曼谱峰特征显示石墨的结晶程度较高, 结晶温度为565℃。构造活动和热事件是研究区石墨矿床形成的重要因素, 初步认为大水峡北晶质石墨矿床属于区域变质型石墨矿床。

     

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征。δ¹³C_PDB数值范围-2‰~2‰,δ¹⁸O_PDB数值范围为-10‰~-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征。在雾迷山组一段中上部,δ¹³C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起。δ¹⁸O的增加为气候变冷和冰川作用的结果。在δ¹³C为负值的层段,δ¹⁸O数值较高。碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关。     

衢州市上方镇方解石矿床碳、氧同位素地球化学特征

为研究浙江省衢州市上方镇方解石矿床的成岩成矿环境,采集了上方镇方解石矿床中的大理岩样品,用MAT-253型气体同位素质谱仪对其进行了碳、氧同位素分析测试。结果表明,样品的δ¹³C_PDB和δ¹⁸O_SMOW均值分别为-1.32‰和18.25‰,计算的盐度指数Z值为97.42～130.08,均值为118.50,在δ¹⁸O_SMOW-δ¹³C_PDB图解上大多数样品点落于海相碳酸盐与碳酸盐溶解作用范围内,上方镇方解石矿床大理岩的原岩应为沉积成因,可能形成于宽阔的海洋环境。     

胶东大尹格庄金矿碳酸盐矿物的特征、物源及其在金成矿过程中的作用

胶东金矿的成因研究一直是矿床学研究的热点, 其中金的物质来源与活化、沉淀机制是最受关注的问题之一。大尹格庄金矿位于胶西北地区的招平断裂带中段, 是区内典型的超大型破碎蚀变岩型金矿, 以存在大量碳酸盐脉而有别于区内其他金矿床, 这些热液成因的碳酸盐脉对该矿区Au成矿具有重要作用, 因而是破解胶东巨量Au物质来源和成矿机制的良好对象。本研究通过细致的岩相学观察, 发现大尹格庄金矿中的碳酸盐矿物主要包括菱铁矿和方解石, 以脉状、浸染状存在于黄铁绢英岩型矿石中, 其中部分菱铁矿与黄铁矿等金属硫化物共生, 其他菱铁矿则与石英共生, 方解石则呈浸染状和脉状两种形式产出, 菱铁矿和方解石均为热液型碳酸盐矿物。扫描电子显微镜研究表明, 在菱铁矿和方解石中均发现有金矿物的存在。Au含量分析结果表明, 菱铁矿和方解石是大尹格庄金矿的重要载金矿物, 形成于成矿作用的主要阶段。碳酸盐矿物原位微区稀土元素数据也显示出热液型碳酸盐矿物的特征; 同位素地球化学数据显示大尹格庄金矿中碳酸盐矿物与胶东地区前寒武纪变质基底中的大理岩明显不同。C-O同位素分析显示, 大尹格庄金矿中菱铁矿的δ¹³C_PDB为-5.12‰~-4.82‰, δ¹⁸O_SMOW为12.13‰~12.80‰, 具有明显的幔源特征; 而方解石δ¹³C_PDB为-0.64‰, δ¹⁸O_SMOW为6.21‰, 显示出幔源流体在上升过程中受到了一定程度的围岩的影响。金矿中菱铁矿显示轻稀土相对亏损, 重稀土相对富集, 有轻微的负Eu异常, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.709842~0.710087, ε_Nd(t)为-18.5~-17.1;方解石的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.710861, ε_Nd(t)为-12.7, 指示形成碳酸盐矿物的CO₂流体可能来自于幔源的基性岩浆。结合胶东以及整个华北克拉通中生代地质演化, 本文认为胶东巨量金可能来自于富集的岩石圈地幔, 成矿物质随这些幔源基性岩浆的活动沿断层等壳内软弱面向上运移, 而CO₂流体在这个过程中起到了促进作用, 并随含金流体最终运移至地壳浅部发生金成矿作用。

     

藏南扎西康铅锌多金属矿床成因——硫化物原位硫同位素证据

藏南扎西康铅锌多金属矿床是特提斯喜马拉雅构造带（TH）东段发现的首个大型铅锌矿床,但其成因备受争议。本文在详细研究矿床地质特征的基础上,对矿硐内具有"同心环带"或"热水蛋"构造的铅锌矿石中的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿进行了原位微区硫同位素分析。结果显示：铅锌矿石硫同位素组成变化范围在8.88‰~11.83‰之间,平均为10.50‰,总硫同位素组成（δ³⁴S_∑S）约为10.07‰。其中：7个黄铁矿（Py）测点的δ³⁴S_Py值为10.29‰~11.14‰,平均为10.70‰;6个闪锌矿（Sp）测点的δ³⁴S_Sp值为10.78‰~11.83‰,平均为11.49‰;5个方铅矿（Gn）测点的δ³⁴S_Gn值为8.88‰~9.18‰,平均为9.04‰。总体表现为δ³⁴S_Sp > δ³⁴S_Py > δ³⁴S_Gn,指示硫同位素未达到分馏平衡。利用方铅矿与闪锌矿矿物对硫同位素温度计计算可得,铅锌成矿温度介于224~280℃之间,平均值为259℃。结合前人研究成果,进一步得出扎西康铅锌多金属矿床主成矿期硫源主要来自日当组（J₁r）围岩地层,并可能有少量岩浆硫的混入,属受控于地层-构造-岩浆热液作用的中温热液矿床。     

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-46.5‰~-55.1‰,δD_VSMOW值为-281.0‰~-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-47.8‰~-58.9‰,δD_VSMOW值为-339.0‰~-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ¹³C_CH4-δD_CH4、δ¹³C₁-C₁/(C₂+C₃)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。     

下扬子南京地区早寒武世幕府山组海平面相对升降的地球化学和碳、氧同位素记录

本文对南京地区早寒武世幕府山组沉积环境及地球化学特征进行了研究,利用元素地球化学和碳、氧同位素特征对古盐度、古水深及古环境的记录,分析幕府山组时期发生的海平面相对升降。结果表明：下扬子南京地区下寒武统幕府山组Mg²⁺/Ca²⁺值与古水深呈负相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值与古盐度、古水深呈正相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线可以指示海平面相对升降。幕府山组样品碳、氧同位素保留了原始海洋的同位素组成：δ¹³C_PDB值分布于0.8‰~3.5‰之间,均值为2.55‰;δ¹⁸O_PDB值分布于-6.9‰~-2.2‰之间,均值为-4.18‰。幕府山组样品的δ¹³C_PDB值大小可以反映海平面的相对升降,两者呈正相关。根据Sr/Ba值、1000Sr/Ca值、V/Ni值、δ¹³C_PDB值和沉积环境演化,绘制了幕府山组海平面相对升降曲线。幕府山组经历了一次海侵-海退旋回,海平面相对升降曲线反映了幕府山组海平面波动频繁,由3次海平面相对上升和3次海平面相对下降组成。     

胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿碳同位素特征及成因分析

作为华北克拉通周缘三条石墨成矿带之一的东部带,胶-辽-吉古元古代石墨成矿带是研究早前寒武纪石墨成矿机制及地球早期气候特征的天然实验室。本文对胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿(甜水乡马沟石墨矿)进行了详细的岩相学、地球化学、拉曼光谱学以及碳同位素等方面的研究。研究结果表明辽河群含石墨矿岩石主要为含石墨变质杂砂岩、含石墨黑云母长英质片麻岩和含石墨透闪大理岩,在log (Fe₂O₃/K₂O)-log (SiO₂/Al₂O₃)判别图解中,这些含石墨岩石位于砂岩和页岩区域内,它们具有和太古宙后澳大利亚平均页岩(PAAS)相似的稀土元素特征;地球化学特征表明它们具有低的成熟度,未经历长途搬运,是快速堆积的产物,主要沉积于活动大陆边缘弧后盆地环境。碳同位素研究表明辽河群石墨矿碳同位素值具有很宽的变化范围(δ¹³C_PDB=-16.49‰~-25.93‰),是有机物在变质过程中脱CH₄造成的。结合拉曼光谱学特征,我们认为辽河群石墨矿是由有机物经过变质作用形成的,其变质程度可以达到高角闪岩相(551~627℃)。综合分析前人年代学数据,我们认为辽河群石墨矿的沉积时代为2.13~2.17Ga,在后期的弧-陆碰撞造山以及后碰撞作用过程中(2000~1895Ma;1875~1850Ma),有机物逐渐发生变质形成石墨并聚集形成石墨矿床。华北克拉通周缘大量石墨矿的沉积时代(2.3~2.05Ga)和大氧化事件发生的时间一致,可能是地球早期大氧化事件的沉积响应。

     

新石器时代晚期淮河下游地区的生业经济——以江苏省泗洪县赵庄遗址人和动物骨的稳定同位素分析为例

淮河下游地区地处中国南北交界地带,是研究史前农业演进与文化交流的关键区域。本研究通过对江苏泗洪赵庄遗址（33°34'13″N,118°9'53″E）出土的23例人骨和45例动物骨骼进行C、N、O稳定同位素分析,揭示了大汶口文化晚期赵庄先民的食物结构及生业经济面貌。有效同位素数据结果显示,鹿（δ¹³C_co：-19.5‰,δ¹⁵N：6.4‰,n=1;δ¹³C_ap：-8.3‰±1.2‰,n=4）的食物来源主要为C₃植物,说明当地野生植被主要为C₃类植物。猪（δ¹³C_co：-14.5‰,δ¹⁵N：7.7‰,n=1;δ¹³C_ap：-10.4‰±1.6‰,n=10）、狗（δ¹³C_co：-14.3‰±0.2‰,δ¹⁵N：8.2‰±0.9‰,n=2;δ¹³C_ap：-11.9‰±1.7‰,n=3）和牛（δ¹³C_co：-13.3‰,δ¹⁵N：5.3‰,n=1;δ¹³C_ap：-8.6‰±1.0‰,n=5）等家养动物的食物结构呈现出C₃/C₄混合的特征,应食用了一定数量的粟、黍及其副产品。先民的δ¹³C_co值（-19.2‰±0.5‰,n=4）较低,表明其蛋白质摄入以C₃类食物为主;δ¹³C_ap值（-9.7‰±1.5‰,n=17）显示出C₃/C₄混合的能量来源,表明先民还食用了相当数量的C₄食物,这可能来源于当时的粟作农业及家畜饲养业。先民的营养级（δ¹⁵N：11.9‰±1.8‰,n=4）较高,应摄入了大量的动物蛋白资源,家猪应是其重要的肉食来源,同时先民也可能兼营渔猎。先民的δ¹⁸O值存在差异,NKU777和NKU784两个体δ¹⁸O值（-11.8‰、-11.4‰）明显低于其他先民（δ¹⁸O：-8.5‰±1.2‰,n=15）,结合食谱分析推测他们生前来自不同地域。通过对比分析赵庄及周边遗址的食物结构和生业经济,认为粟作农业和稻作农业均对赵庄先民的生计方式产生了重要影响,新石器时代晚期淮河下游地区可能形成了稻粟混作的农业种植体系。本研究全面分析了淮河下游地区古人的食谱结构,对深入探讨该区域史前人类的生计方式具有借鉴意义。

     

黄陵矿区煤层底板异常涌出气体成因类型

黄陵矿区属于煤油气共生矿区,区内多个工作面发生底板气异常涌出。为探明底板异常涌出气体的成因类型,采集煤层底板气样44个、2号煤层气样12个,进行甲烷碳同位素(δ¹³C₁)、乙烷碳同位素(δ¹³C₂)及甲烷氢同位素(δD_CH4)等地球化学参数测试。测试分析结果表明,煤层底板异常涌出气不是来源于2号煤层,其甲烷碳同位素(δ¹³C₁)测值为-52.20‰~-42.80‰,乙烷碳同位素(δ¹³C₂)值为-37.20‰~-29.01‰,成因类型属油型气。通过对区域烃源岩分布及地层裂隙系统的分析,认为黄陵矿区底板异常涌出气可能来源于三叠系延长组烃源岩。     

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床稳定同位素地球化学特征

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床是近年来秦岭—大别成矿带发现的超大型斑岩钼矿床,已探明钼资源储量246×10~4t。通过对沙坪沟钼矿床不同勘探线剖面和不同深度代表性样品的S、H、O稳定同位素地球化学的研究,揭示了沙坪沟钼矿床S、H、O同位素组成特征及其空间分布特征。矿床硫化物硫同位素组成变化范围较窄,δ³⁴S变化于+0.4‰～+6.2‰,平均值为+3.47‰,落在火成岩范围,分布具明显的塔式效应,硫的来源比较均一,主要为深源硫。成矿流体的δ¹⁸O_包裹体水为0.40‰～7.52‰。流体包裹体中δD变化范围为-90‰～-63‰。主成矿期成矿流体总体为岩浆水。在不同勘探线剖面上矿化中心具高的δ³⁴S、δ¹⁸O值,而且显示出从深部钠长石—钾长石—硅化带→黄铁绢英岩化带→浅部的绿泥石—碳酸盐化带δ³⁴S、δ¹⁸O值有降低的趋势。上述特征表明沙坪沟钼矿床主成矿期成矿环境由碱性向酸性过渡,且没有发生明显的低δ¹⁸O作用,成矿环境相对封闭,外部对流循环的雨水系统参与成矿作用程度相对较小,与东秦岭其他斑岩钼矿床不同。     

北大巴山平利县大坪—金岭重晶石矿床地球化学特征与成矿物源分析

大坪—金岭重晶石矿床位于南秦岭平利复背斜南翼,处于大巴山平利穹隆南西缘。通过区域地质构造背景、矿床地质特征、碳氧同位素与稀土元素分析,初步探讨了大坪—金岭重晶石矿床的成矿物质来源和矿床成因。通过地球化学分析结果可知,样品δ¹⁸O_V-SMOW介于1.44‰~2.20‰,测得温度介于60.72~122.87 ℃。矿石与围岩具相似的稀土元素特征,具高LREE/HREE值,δEu负异常,δCe也为负异常,说明重晶石与围岩物质的来源可能相同。结合矿床地质特征研究,认为大坪—金岭重晶石矿床赋矿层位为寒武系鲁家坪组,矿床形成于大陆边缘斜坡,该沉积环境为$SO_{4}^{2-}$形成提供优越的条件,震旦系灯影组地层可能为大坪—金岭重晶石矿床Ba的主要来源,矿床为受断层破碎带控制的低温热液矿床。     

四川坪河晶质石墨矿床地球化学特征及成因分析

四川坪河晶质石墨矿床大地构造位置位于扬子古陆块内的米仓山—大巴山基底逆冲带上,是中国重要的晶质石墨矿床之一。为研究其矿床成因,通过野外地质特征调查和矿物特征研究,结合含石墨变质岩系的地球化学特征分析可知,坪河晶质石墨矿床主要赋存在中元古界火地垭群麻窝子组地层中,矿体在平面、剖面上形态呈层状到不规则透镜状,矿体产状与围岩基本一致。主要含矿岩石为含石墨片岩,次为含石墨白云质大理岩,矿石平均固定碳含量16.32%;石墨矿物多呈鳞片状,其中大鳞片石墨(>0.15 mm)占37%,中小鳞片石墨(<0.15 mm)占63%;主量元素和微量元素分析结果表明: 坪河晶质石墨矿床含石墨变质岩系原岩为泥质粉砂岩,物源为陆源;锆石SHRIMP U-Pb测年结果显示含石墨片岩变质时代为新元古代(751.6±4.5) Ma;石墨矿δ¹³C测试平均值为-24.17‰,表明石墨的碳质来源为有机碳。综合推测坪河晶质石墨矿床成因为有机成因的区域变质矿床。     

鄂尔多斯盆地西缘中奥陶统地球化学特征及古环境意义

鄂尔多斯盆地西缘位于中国东西部构造接合区,其奥陶纪末期构造体制的改变引起了广泛关注。选取老石旦剖面中奥陶统碳酸盐岩作为研究对象,通过地球化学分析,恢复其古环境特征并探索盆地西缘中奥陶世构造体制改变在沉积学与地球化学方面的响应。结果显示:(1)三道坎组和桌子山组碳酸盐岩δ¹⁸O为-5.2‰～-8.9‰,平均值为-7.0‰;δ¹³C为1.3‰～-1.8‰,平均值为-0.1‰。δ¹⁸O自下而上不断增加,并在顶部出现小幅降低。δ¹³C与δ¹⁸O变化趋势相似。(2)古环境特征表现为从三道坎组到桌子山组,水温经历了初期震荡,从32.7℃缓慢降至15.7℃。古盐度Z值呈不断增加的趋势,反映出该沉积期水体加深、盐度不断升高。(3)主量、微量元素指标反映出研究区中奥陶世沉积水体不断加深,从三道坎组到桌子山组陆源碎屑物质含量逐渐降低,指示沉积环境由局限台地向开阔台地转变。结合研究区中奥陶统构造背景,认为中奥陶世鄂尔多斯盆地西缘已经处于前陆盆地的构造体制下,逐渐受到阿拉善地块和华北板块碰撞造山影响,...     

福建李坊重晶石矿床形成环境及矿床成因

为了解福建李坊重晶石矿床成因和成矿物质来源,对重晶石单矿物的主量元素、稀土元素、微量元素和硫同位素进行了研究,研究结果显示:重晶石单矿物表现出富Al、Si、Fe的特征;ΣREE总量较低,富集轻稀土元素;δEu呈正异常,δCe呈负异常;微量元素富集Ba、Rb、Nb、Th、P等元素,亏损K、Zr等元素;各个中段δ34S均值大于32.6‰,且直方图中只显示一个主峰。重晶石单矿物成因判别图解、ΣREE-La/Yb图解,分别指示了重晶石单矿物形成于热水沉积区,成矿物质来源于沉积岩区;Si O2/Al2O3、MnO/TFe2O3、U/Th等比值指示了弱碱性—碱性的氧化环境;(La/Ce)N、Al/(Al+Fe)等比值指示大陆边缘环境。研究表明,李坊重晶石矿床形成于大陆边缘构造环境的热水沉积成矿作用,其Ba主要来源于沉积岩区,S主要来源于寒武纪海水,并且有较多陆源物质的输入。     

广西武宣盘龙铅锌矿喷流沉积成矿作用:稀土元素和硫同位素证据

盘龙铅锌矿是桂中地区典型的大型铅锌矿床.文章系统地总结了该矿床的地质特征,初步提出了矿床的成因类型.研究结果表明:盘龙铅锌矿位于大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段,矿体顺层发育于下泥盆统上伦组白云岩中.矿床中发育层状、条纹-条带状构造、同沉积角砾岩和层间揉皱等,沉积特征明显,矿化与白云岩化、重晶石化及硅质岩关系比较密切.稀...     

北阿尔金地区大平沟金矿H-O-S-Pb同位素地球化学特征对金矿成因的启示

大平沟金矿床是北阿尔金地区典型金矿床之一,矿化类型以钾长石-石英脉型和蚀变岩型为主,矿体赋存于近东西向韧性剪切带中,围岩为太古宇米兰岩群钾长变粒岩。矿石矿物以黄铁矿为主,另有少量褐铁矿和自然金等。大平沟金矿床含金石英脉中石英的δ¹⁸O_VSMOW值为12.4‰~15.3‰,估算的流体δ¹⁸O_H2O值介于7.4‰~10.3‰之间,石英中流体包裹体的氢同位素为-97‰~-66‰,表明成矿流体以变质流体来源为主;含金石英脉中硫化物的δ³⁴S_VCDT值为6.9‰~8.3‰,主要为壳源硫,与典型造山型金矿的硫值一致;硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为18.310 1~19.373 9,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.587 2~15.654 1,而²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为38.119 1~39.143 9,反映硫化物的铅来源具有造山带铅特征。综合分析认为,大平沟金矿床属于造山型金矿,其形成受近东西向次级断裂和韧性剪切带控制,成矿流体以变质流体为主,成矿物质来源于太古宙深变质岩。