力马河镍矿Re-Os同位素研究

四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省一个重要的岩浆硫化物矿床。本文通过对其主要岩、矿石类型Re、Os及其同位素组成的分析,综合探讨了成矿岩体原始岩浆性质、矿石硫化物成因、成矿机制及Re-Os同位素等时线年龄。结果表明,力马河镍矿不同类型岩矿石样品初始Os同位素组成是不均一的,富硫化物的网脉状矿石及其选纯硫化物Os同位素组成初值差异较小,其等时线年龄为265±35 Ma、与岩体锆石SHRIMP年龄263±3 Ma基本相当;硫化物含量较低的岩、矿石样品间初始Os同位素组成差异较大,其表观等时线年龄大于成矿年龄。分析认为,岩矿样品初始Os同位素组成的不均一是由含较高放射成因187Os丰度的硫化物熔体和含较低放射成因187Os丰度的硅酸盐熔体不同比例混合造成的。混合模型分析表明,硫化物含量超过30％的矿石样品初始187Os/188Os基本接近,硫化物含量低于30％的岩矿石样品初始187Os/188Os随硫化物含量上的不同差异很大,为岩浆硫化物矿床Re-Os等时线年龄可能出现多组年龄解的现象提供了一种可能的解释。成矿岩体中含放射成因187Os丰度最低的岩石样品γOs（t=260Ma）在5左右、Cu/Pd比值在7000左右,表明是基本没有受到地壳混染及硫化物熔离影响的原始岩浆结晶分异产物,估计原始岩浆Os含量在1×10－9左右,为苦橄质岩浆。矿石硫化物Re/Os比值显著高于任何赋矿橄榄岩,γOs（t=260Ma）高达110左右,综合分析揭示了力马河镍矿硫化物为二次熔离成因,模式分析认为,矿石硫化物是由原始岩浆经历R=2000左右的硫化物熔离后、其亏损岩浆再经R=200左右的硫化物熔离形成,与二次熔离相对应,成矿岩浆也经历了两次混染作用,分别为上、下地壳7％左右的混染。     

金宝山铂-钯矿和力马河镍矿的硫同位素组成特征及地质意义

金宝山铂钯矿和四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省内两个重要的Ni-Cu-PGE硫化物矿床,但二者矿化特征明显不同,前者贫铜、镍,富铂、钯,硫化物含量低,呈浸染状;后者贫铂族元素,富含硫化物,矿石以陨铁状或块状为主.本文以两矿床成矿元素组成的变化和矿石结构类型的显著差异为出发点,系统分析了硫化物的硫同位素,发现金宝山铂-钯矿的硫化物δ34S值(0.6‰～2.8‰)略高于地幔硫(0±2‰),显示有微弱的地壳物质混染,而力马河镍矿的硫化物δ34S值(2.4‰～5.4‰)显著高于金宝山铂-钯矿,反映受地壳混染程度较高;指出成矿岩浆演化过程中地壳混染程度上的差异,可能是造成峨眉山大火成岩省岩浆Ni-Cu-PGE矿床矿化类型不同的重要原因.通讯作者     

Re—Os同位素体系及其在岩浆Cu—Ni—PGE矿床研究中的应用

Ｒｅ－Ｏｓ同位素由于其较高的半衰期特点，近年来国外广泛就于前寒武纪含Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ镁铁－超镁铁岩成岩年，结合其他地球化学数据，对壳幔岩浆源及作用进行解释研究。特别是由于Ｏｓ 是６个ＰＧＥ的其中之一，而多用于岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床贵金属来源的判别。     

青海省化隆县沙加含铜镍矿基性杂岩体地质特征及Re-Os同位素研究

沙加岩体是化隆基性-超基性岩带中的一个含铜镍硫化物的基性杂岩体,其岩体规模较小,岩相分带弱,矿体呈透镜状产于岩体中,苏长岩为主要赋矿岩相。对其进行岩石地球化学及硫化物Re-Os同位素测试,结果表明:岩体属钙碱性、铁质系列,富集轻稀土元素,亏损Nb、Ta等高场强元素。硫化物187Os/188Os初始值为0.3469～0.4071,γOs为180～228,说明岩体遭受了显著的地壳混染作用,地壳物质加入比例大于30%。地壳混染可能在岩浆达到S饱和进而熔离出硫化物熔体的过程中起到了重要作用。     

四川力马河镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征及成岩成矿分析

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型锾铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括舍长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镬铁质岩组成.矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍,铂族元素含量很低,没有铂族元素的工业富集,是蛾眉山大火成岩省中富铜镍贫铂族元素的代表性岩浆硫化物矿床.本文对力马河镍矿成矿岩体的镁铁、超镁铁岩及矿床中各种硫化物矿石进行了主量元素、微量元素及铂族元素含量分析.分析结果表明,力马河岩体的镁铁、超镁铁岩属拉斑玄武岩成因系列,岩石特征微量元素比值大致与高钛的峨眉山玄武岩相当、与低钛的峨眉山玄武岩有明显区分,但估计原始岩浆强不相容微量元素绝对含量大大低于高钛玄武岩,因此,其成矿岩体不是与一般的低钛或高钛峨眉山玄武岩(不包括苦橄岩在内)直接对应的深成相.岩体超镁铁岩及矿石铂族元素组成特征表现为无钌亏损的型式,钯/铱比值较小、在5左右,也显著不同于一般的峨眉山玄武岩,而类似于峨眉山大火成岩省苦橄岩的铂族元素组成.运用岩石地球化学研究方法计算,原始岩浆为苦橄质成分MgO含量约17%、SiO2含量约48%.估计原始岩浆形成于130公里左右的深度,由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经19%左右的部分熔融形成.超镁铁岩及硫化物矿石铂族元素含量一般在10-9～10-8暑级,铂族元素相对铜镍强烈亏损,铜/钯比值高于原始地幔10～100倍,铜镍铂族元素组成的原始地幔标准化曲线呈铂族元素显著亏损的"U"型.模式分析说明,导致铂族元素亏损的原因是岩浆成矿演化过程中多阶段硫化物熔离作用造成的,早期熔离出来的硫化物被丢失并造成岩浆中铂族元素亏损,其铂族元素亏损后的岩浆(第)二次硫化物熔离富集形成铂族元素亏损的矿石.     

喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义

硫同位素研究在喀拉通克岩体的地壳物质混染过程中有重要意义。通过对块状和浸染状矿石、斑点状和脉状矿石以及围岩中硫化物进行硫同位素测试,分析了黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿的硫同位素在硫化物中的富集状态,探讨了喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义。结果表明：块状矿石的同位素测定值与标准值之间的千分偏差δ（34S）为（-1.30～1.84）×10-3,浸染状矿石的δ（34S）为（-2.50～0.85）×10-3,脉状矿石的δ（34S）为（-1.54～3.00）×10-3,围岩中黄铁矿的δ（34S）为（-7.8～-3.3）×10-3;硫同位素在硫化物中的富集从大到小依次为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿,说明硫化物之间基本达到了硫同位素平衡;喀拉通克铜镍矿床的硫主要来自于地幔,只在岩浆熔离作用形成的浸染状矿石和岩浆后期热液阶段形成的脉状矿石以及晚期黄铁矿中有少量或局部地壳硫混染的痕迹;地壳硫的加入没有在岩浆源区发生,可能发生在岩浆上升并发生硫化物就地熔离的局部过程中,几乎不对硫饱和及硫化物的熔离产生影响;岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,有可能是促使硫饱和与硫化物熔离的主要因素。     

能量约束下的同化混染与分离结晶作用模型(EC-AFC)在超镁铁质岩浆演化过程中的应用——以含铜镍硫化物矿床的四川力马河岩体为例

除极少数情况外,岩浆的演化过程基本为开放体系.AFC模型(同化混染+分离结晶)是模拟岩浆演化过程的经典方法.事实上,岩浆演化过程不仅和围岩有物质交换还存在能量的交换,因此由Spera和Bohrson提出的能量约束下的开放系统岩浆演化过程的同化混染与分离结晶(EC-AFC)模型更加符合地质实际,本文介绍了该模型的方法,在此基础上,以含铜镍矿床的四川力马河岩体为例,运用EC-AFC模型模拟该岩体的岩浆演化过程.结果表明,EC-AFC模型能很好的模拟该岩体的开放系统中岩浆演化过程;Sr同位素的EC-AFC模拟曲线表明岩浆很可能在中下地壳发生混染,岩浆与发生混染的围岩在成分上都具有不均一性.     

新疆白鑫滩铜镍矿床矿物学、Sr Nd同位素特征及其成矿过程探讨

白鑫滩铜镍矿床是近几年在东天山地区新发现的一个中型铜镍矿床,位于觉罗塔格构造岩浆带中段,对其开展深入研究有利于下一步的矿床勘查。本文在前人研究成果基础上,对白鑫滩矿床进行了较系统的橄榄石、辉石、斜长石和铬尖晶石矿物晶体化学和全岩Sr、Nd同位素的研究工作。结果表明白鑫滩矿床橄榄石Fo值为78.8~84.3,属贵橄榄石,Ni含量为299×10~(-6)~2483×10~(-6)。斜方辉石En为79.1~83.9,属古铜辉石;单斜辉石En为44.3~48.8,Wo为42.6~45.4,属透辉石-顽透辉石。斜长石An为60~83.9,主要为拉长石和培长石;铬尖晶石100Cr/(Cr+Al))为51~73.9。模拟计算表明白鑫滩矿床母岩浆MgO和FeO含量分别为9.30%和10.59%,Mg#值为0.61,是原始岩浆发生一定程度分离结晶的产物。母岩浆中橄榄石开始结晶温度为1258℃,约发生了7%的橄榄石分离结晶,结晶出的橄榄石与熔离出的硫化物的质量比介于50∶1~15∶1之间。斜方辉石开始结晶温度为1183℃,单斜辉石开始结晶温度为1143℃。白鑫滩矿床的(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.70278~0.70439,εNd(t)=+4.51~+5.92(t=278Ma),表明其源区为亏损地幔,但其富集程度略高于东天山地区其它典型矿床。Sr、Nd同位素模拟计算表明原生岩浆上升过程中经历了约5%~20%的地壳物质同化混染,橄榄石的分离结晶和地壳物质同化混染共同促进了岩浆中硫化物的熔离。     

川西冷水箐Cu-Ni硫化物矿床的PGE和Re-Os同位素地球化学特征及成矿意义

采用ICP-MS分析方法对冷水箐铜镍硫化物矿床矿石的PGE和Re-Os同位素地球化学研究表明,矿石的∑PGE较低,其值变化在7.91×10-9～56.9×10-9之间。矿石的Cu/Pd比值(9460～318040)远大于原始地幔的Cu/Pd比值,表明其原始岩浆在早期结晶过程中已经历了硫化物的熔离。矿石的Pd/Ir比值(2.57～112)变化较小,指示其大多数矿石属于岩浆型。(187Os/188Os)i比值和γOs(t)值变化较大,其值分别变化在0.1758～0.3620之间以及+44.0～+197之间,显示在成矿过程和岩浆侵位期间有较多地壳物质加入到成矿成岩系统。     

略阳煎茶岭铜镍硫化物矿床Re—Os同位素年龄及其地质意义

采用矿石Re-Os同位素方法对陕西省煎茶岭硫化镍矿床矿石进行了成矿年代学研究,获得了878士27 Ma(1σ)的等时线年龄,首次厘定了该矿床成矿时代为新元古代,成岩成矿基本同时.通过对878 Ma硫化镍矿石初始Re-Os同位素体系的γOs计算和Re/Os值分析表明,其yOs和Re/Os值变化范围大,深部条带状矿石的Re/Os值仅为0.05,yOs为-6.70;块状矿石的Re/Os值范围为4.24～24.43,γOs为-15.37～+280.65,说明成矿过程中有壳源物质的混染;两件样品的γOs为负值(-15.37,-6.70),可能指示其超镁铁质岩浆来源于Re亏损地幔.煎茶岭超基性岩体年龄及其镍矿石的Re-Os等时线年龄与扬子克拉通北缘火山岩浆活动时间相对应,它们是扬子克拉通西北缘晋宁期构造岩浆成矿作用的产物.     

上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

新疆东天山天宇铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对天宇铜镍硫化物矿石中的硫化物Re-Os同位素物质来源示踪研究,其187Os/188Os初始比值为0.864 9～2.910 6,γOs位于592～884之间,γOs平均值为832.5,说明在成矿过程中仅有大量地壳物质混染加入到岩浆和成矿系统之中;根据天宇岩体的岩石地球化学特征,并结合东天山东段基性一超基性岩体的空间分布特征,认为该岩体形成于洋内俯冲的增生岛弧环境,是晚古生代北天山洋壳向南俯冲增生的产物。     

新疆东天山葫芦铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对葫芦铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素物质来源示踪研究, 其¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始比值介于1.40~1.97,γOs值介于1110~1565,平均为1379, 表明在成矿过程及岩浆侵位期间有大量地壳物质加入到成矿系统中。     

新疆香山铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定

通过对香山铜镍硫化物矿石中的镍黄铁矿进行Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为(298±7．1)Ma。该数据表明产于东天山黄山—镜儿泉一带的这些铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世—早二叠世,与该区广泛发育的造山型金矿、矽卡岩型银铜矿床和火山岩型铁铜矿床为同一时期的产物。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．682±0．32,γ_OS平均为444,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有地壳物质加入成矿系统中。     

金川铜镍矿床年龄和源区同位素地球化学特征

本文报道了金川铜镍硫化物矿床 Sm- Nd、Rb- Sr、Re- Os同位素年龄测定结果 ,讨论了矿床物质源区。金川铜镍矿床 Re- Os年龄为 10 4 3± 2 8(2 σ) Ma,IOs=0 .15 0 3± 5 0 (2 σ) ;Sm- Nd等时年龄约 0 .97± 0 .31(2 σ)Ga,INd=0 .5 110 6± 2 8(2 σ) ;Rb- Sr等时年龄约 819Ma,ISr=0 .7118。矿床物质来自富集地幔源区。矿床形成可能与Rodinia超大陆的形成和裂解过程有关     

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征及其意义

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床主要由1号、2号及7号含矿岩体组成,主要矿石类型为浸染状矿石。其Re-Os等时线年龄研究显示:2号岩体Re-Os等时线年龄((215.0±24.0)Ma)与岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((212.2±2.6)Ma)一致;而1号岩体Re-Os等时线年龄((237.0±16.0)Ma)则明显老于岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((216.0±5.0)Ma)。这表明浸染状矿石的Re-Os等时线年龄具有一定的不确定性,应慎重使用。浸染状矿石的Re-Os等时线年龄偏老原因多被解释为地壳混染引起的Os同位素不均一所致,但研究显示:红旗岭1号岩体和2号岩体均有一定量的地壳物质混入,浸染状矿石的187 Os与188 Os初始比值分别为0.215±0.043和0.302±0.089,γOs值分别为67.5~155.8和113.9~206.9;且2号岩体地壳物质混入量略高于1号岩体,混入的壳源Os所占比例为20%~30%。这说明地壳物质混染并非是导致Os同位素不均一的主要原因,其主要原因仍需在今后的工作中深入研究;而地壳物质的混入可能是促进熔离成矿的关键因素。     

金川铜镍矿床硫同位素地球化学

本文利用硫同位素作为地球化学指示剂对金川硫化铜镍矿床的成矿作用和硫源进行分析,获得结论性的认识主要有:(1)交代型矿石中大多数黄铜矿与黄铁矿不属于同一成矿阶段的产物,且二者也没有在新的条件下建立硫同位素交换平衡;(2)在早期超基性岩型矿石到晚期贯入型矿石的漫长成矿作用过程中,硫同位素分馏不显著,表明成矿物质是均一化程度很高的高温浓硫化物熔融体;(3)硫来源于地幔。     

四川省竹子沟镍矿床硫同位素地球化学特征

自然界中元素主要同位素和次要同位素之间量的差异,随物质的性质、来源、形成时的物理化学条件等因素的不同而有明显的变化,因此,地质学家通过对自然界物质的稳定同位素组成及变化特征,如对某一矿床或岩石的硫、氢、氧、碳、铅等同位素的测定,分析它们的组成特征及时空变化,去探讨和分析成岩成矿过程中物质的     

东天山梅岭铜矿床黄铁矿Re-Os等时线年龄:Os同位素不均一的结果

金属硫化物Re-Os等时线年龄的合理解释是揭示金属矿床成矿时代的关键.通过对新疆东天山梅岭铜矿床开展Re-Os同位素定年研究,结果表明浸染状和脉状矿石中黄铁矿样品在Os浓度和Os同位素比值方面都有很大的变化,这两类样品定义了很好的Re-Os等时线年龄,分别为523±59 Ma和707±99 Ma.由于得到的等时线年龄明显老于它们的实际地质成矿年龄,且187Os/188Os与普通Os的倒数（以1/192Os为例）之间存在着很好的相关性（R2分别为0.997 3和0.994 5）,因此这些样品存在着初始Os同位素组成不均一的现象,这些Re-Os等时线是混合等时线,没有地质意义.理论和数学公式推导显示观测到的Re-Os等时相关性是在形成时期没有达到完全的同位素平衡的二元混合的结果,这种同位素扩散不平衡产生的原因主要是在矿床形成时期Os同位素在金属硫化物与硅酸盐矿物之间的同位素扩散存在限制性.回归得到的Os的初始值更偏向于地壳值,表明矿床形成时期的地壳混染可能造成金属硫化物体系中的这种初始Os同位素不均一.因此,将Re-Os同位素体系应用于金属硫化物样品定年时,187Os/188Os与1/192Os之间是否存在相关关系可以作为Re-Os等时线年龄是否具有地质意义的判断标准.      

四川牦牛坪碳酸岩的同位素地球化学及其成矿动力学

世界上绝大多数与碱性岩浆岩（包括碳酸岩）有关的稀土矿床产于裂谷化环境中，但四川牦牛坪稀土矿床却形成于新生代造山过程中。牦牛坪是一个与碱性杂岩体密切有关的稀土矿床，矿化与岩浆碳酸岩直接有关。碳酸岩的同位素地球化学组成变化很小，^206Pb/^204Pb=18.162-18.194,^207Pb/^204Pb=15.536-15.567,^208Pb/^204Pb=38.283-38.390,^87Sr/^86Sr=0.70605-0.70691,^143Nd/^144Nd=0.512327=0.512436,与EMI型地幔源区的同位素组成基本一致，表明牦牛坪稀土元素的成矿作用与深部动力学过程有关。在强烈的挤压造山过程中能够有EMI型地幔物质上侵，表明进入新生代以来，龙门山造山带乃至整个青藏高原及周边地区的地球动力学背景不仅限于板块的水平挤压与俯冲，还应考虑到地幔物质及其活动过程的显著贡献。