印度大陆板片前缘撕裂与分段俯冲：来自冈底斯新生代火山-岩浆作用证据

青藏高原碰撞造山带不仅呈现南北不均一性,而且显示东西分段性。以横贯高原腹地的NNE向负磁异常带为界,将冈底斯分为三段。在宽约300km的负磁异常带为代表的中段,近SN向的裂谷和正断层系统、重要地震和现代热水活动、古新世林子宗火山岩系和中新世超钾质火山岩系、以及日喀则弧前盆地集中发育,伴有斑岩型Cu-Mo和成因独特的Au-Cu矿化;在85°E以西的西段,主要发育强烈逆冲推覆系、同碰撞期花岗岩和中新世钾质-超钾质火山岩系,伴有造山型Au矿化;而在90°E以东的东段,主要发育走滑断裂系、同碰撞期花岗岩和中新世埃达克质斑岩,伴有斑岩型Cu-Mo矿化。古新世林子宗火山岩的精细定年和地球化学特征揭示,印度大陆板片向北的俯冲-汇聚至少在50Ma前没有表现出明显的时间差异性。然而,中新世钾质-超钾质岩和大规模花岗岩基的时空分布和地球化学特征反映,印度大陆板片前缘可能发生撕裂,并发生分段式差异俯冲,西段(85°E以西)俯冲规模大,距离远,东段(90°E以东)俯冲规模小,可能未跨过雅江缝合带。沿着负磁异常带两侧的边界裂谷带,高SiO_2煌斑岩和念青唐古拉花岗岩基及相伴钾质火山岩的发育,揭示来源于软流圈地幔的岩浆和高热流穿过板片撕裂带并沿耦合上覆的裂谷带上涌,前者侵位和喷发,后者诱发地壳熔融。90°E与85°E之间的俯冲板片可能由于撕裂、断离和破碎,因而导致斜跨高原腹地的大面积通道式负磁异常带。     

包气带粘性土层的防污性能试验研究及其对地下水脆弱性评价的影响

大量文献资料分析表明,平原地区地下水脆弱性主控因素为地下水位埋深、包气带土层及其特征,而包气带粘性土层的截污性能及其厚度则又是脆弱性主要的影响因子。试验研究结果显示,粘性土的截污容量大小可以通过模拟淋滤实验测试得出,有效阻隔足额厚度也可计算得出。根据不同粘性土层的截污容量、有效阻隔厚度等,可以评判土层的污染防护能力,并可据此评价平原区地下水的脆弱性。     

岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨

与岩浆-热液系统有关的铁矿类型有岩浆型钒钛磁铁矿床、玢岩铁矿、矽卡岩型铁矿和海相火山岩型铁矿,与这些铁矿有关的岩浆岩从基性-超基性、中性到中酸性岩均有,其中岩浆型钒钛磁铁矿床与基性-超基性深成侵入岩有关,形成于岩浆阶段,主要与分离结晶作用有关,但是厚大的富铁矿石的形成则可归结于原始的富铁钛苦橄质岩浆、分离结晶作用、多期次的岩浆补充以及流动分异等联合过程。钒钛磁铁矿石产于岩体下部还是上部与母岩浆的氧逸度有关:高的氧逸度导致磁铁矿早期结晶而使得其堆积于岩体的下部,相反,低氧逸度则导致低品位的浸染状矿石产于岩体的上部。虽然野外一些证据表明,元古宙斜长岩中的磷铁矿石可能是不混溶作用形成的,但是目前尚无实验证据。某些玢岩铁矿的一些磷灰石-磁铁矿石可能与闪长质岩浆同化混染了地壳中的磷导致的不混溶作用有关。除此之外,其他各类与岩浆作用有关的铁矿床均与岩浆后期的岩浆-热液作用有关。这些不同类型铁矿床的蚀变和矿化过程具有相似性,反映了它们形成过程具有相似的物理化学条件。成矿实验以及流体包裹体研究表明,岩浆-流体转换过程中出溶流体的数量以及成分受多种因素控制,其中岩浆分离结晶作用以及碳酸盐地层和膏盐层的混染可导致出溶的流体中Cl浓度的升高。早期高氧逸度环境可以使得硫以SO42-形式存在,抑制硫与铁的结合形成黄铁矿,有利于铁在早期以Cl的络合物发生迁移。大型富铁矿的形成需要一个长期稳定的流体对流循环系统,而岩浆的多期侵位或岩浆房以及在相对封闭的环境中(需要一个不透水层)一个有利于流体循环的断裂/裂隙系统是形成一个长期稳定的流体对流循环系统的必要条件。但是由于不同地质环境,流体中铁的卸载方式和位置会有明显差别,由此导致不同的矿石结构构造和不同的矿体产状。     

西藏驱龙超大型斑岩铜矿床:地质、蚀变与成矿

驱龙超大型矿床是一个产于后碰撞伸展环境下、与大洋俯冲无关的新型斑岩铜矿。文章通过对驱龙铜矿床地质、蚀变与矿化的详细研究,建立了驱龙中新世岩浆演化序列,初步查明了岩浆浅成侵位的构造控制要素,厘定了主要的围岩蚀变类型及空间展布规律,查明了引起各期蚀变事件的地质记录及矿化的空间分布规律,并探讨了成矿物质沉淀的机制,初步建立了该矿床的成矿模型。研究表明,驱龙铜矿中新世斑岩是闪长质深部岩浆房不断演化的产物,花岗闪长岩中新发现的、结晶时间为22.2Ma左右的闪长质包体可近似代表深部岩浆房组分,依次产出的花岗闪长岩、呈岩株或岩枝产出的P斑岩、X斑岩及最晚期的闪长玢岩(15.7±0.2)Ma,均为深部岩浆房连续演化的产物,岩浆持续6Ma左右。岩浆演化过程中角闪石、斜长石不断的结晶分异,导致了岩石常量元素、稀土元素及微量元素组成的规律性变化,斑岩埃达克质的特征也因岩浆演化过程中角闪石等矿物的不断结晶分异而引起。X斑岩中锆石的Hf同位素特征表明,岩石可能形成于新生下地壳的部分熔融。大面积产出的花岗闪长岩为驱龙铜矿最主要的含矿围岩,容纳了驱龙矿床70%以上的矿体,主要由斜长石、钾长石和石英组成,具花岗结构-似斑状结构,近EW向产出,其浅成就位可能受背斜控制,其后的各期斑岩均沿该侵位中心上侵,而冈底斯地壳中新世的快速抬升与剥蚀是导致含矿斑岩浅成侵位的根本原因;矿区内的SN向裂隙带既不控岩,也不控矿。浅成侵位的斑岩及深部岩浆房均发生了流体出溶。发生了大量流体出溶的深部岩浆房,是矿区早期蚀变流体的主要来源,显微晶洞构造及单向固结结构(UST)是流体出溶的地质记录。蚀变主要有3种类型,分别为早期的钾硅酸盐化、青磐岩化以及晚期的长石分解。钾硅酸盐化可分为2个阶段,即蚀变矿物以次生钾长石为主的早期钾硅酸盐化和以次生黑云母为主的晚期钾硅酸盐化。青磐岩化因产出的岩石类型不同,蚀变矿物组合具有明显差异性:产于叶巴组地层中的青磐岩化相对较强,蚀变矿物以绿帘石为主;产于花岗闪长岩中的青磐岩化相对较弱,蚀变矿物以绿泥石为主。晚期长石分解蚀变以破坏长石类矿物为特征,蚀变矿物主要为绢云母-绿泥石-粘土等。石英和硬石膏贯穿于上述各种蚀变中。空间上,钾硅酸盐化位于斑岩体及其周围地区,青磐岩化位于钾硅酸岩化外侧。后期形成的长石分解蚀变强烈叠加了早期钾硅酸盐化,介于钾硅酸盐化带与青磐岩化带之间。与早期钾长石化有关的脉体主要为不规则石英-钾长石脉,与晚期黑云母化有关的脉体主要为不规则至板状的石英-硬石膏脉、黑云母脉,与青磐岩化有关的脉体主要为板状的绿帘石-石英脉,与晚期长石分解蚀变有关的脉体主要为板状黄铜矿-黄铁矿脉及黄铁矿脉;在早期钾硅酸盐蚀变与晚期长石分解蚀变转换阶段,发育一组板状的石英-硫化物脉。早期不规则的脉体形成于斑岩结晶早期、矿区裂隙小规模发育阶段;晚期的板状脉体形成于斑岩弱固结或固结之后、矿区大规模连通裂隙发育阶段。驱龙矿区的铜矿化分布较为均一,主体产于花岗闪长岩中,其中,铜矿化主体形成于黑云母化蚀变阶段,转变阶段及长石分解阶段也有大量铜的形成;钼主要形成于转换阶段,长石分解蚀变阶段也有产出。黑云母化阶段,铜的沉淀与角闪石黑云母化、斜长石钾长石化过程中Ca2 的大量释放有关;转换阶段,铜钼矿化可能与压力和(或)温度骤降有关;晚期铜矿化与长石矿化蚀变阶段,斜长石绿泥石化、黑云母绿帘石化过程中Ca2 及Fe2 的释放有关。     

新疆萨惹什克锡矿与萨北碱性A型花岗岩成因关系的年代学制约

新疆东准噶尔地区的萨惹什克锡矿呈脉状产于萨北花岗岩体中。对于这种脉状矿床,成岩和成矿近时性的时间制约是证明矿床与围岩有成因关系的首要证据。萨北岩体由含碱性铁铁矿物的碱性花岗岩组成,全岩地球化学结果显示,碱性花岗岩具高碱、低 Ca,明显富集稀土元素、高场强元素(Zr,Hf,Nb,Ta,Y)和大离子亲石元素(Rb,Th,U),而强烈亏损Sr,Ba,Eu,属于典型的碱性 A 型花岗岩。锡矿脉由占绝对优势的锡石和石英组成,受北东和近东西向的断裂破碎带控制。原有研究证实,形成该锡矿床的成矿流体属于具高温、低盐度和低密度的岩浆水。据此并结合锡矿体的围岩性质,前人认为锡矿床与碱性花岗岩有成因联系。但是,由于分析技术和样品选择上的制约,萨北岩体成岩和萨惹什克锡矿成矿的确切时代一直没有得到合理的解决。本文报道了我们最近获得的碱性花岗岩锆石 LA-ICP-MS U—Pb 和锡矿石辉钼矿 Re-Os 同位素年龄(分别为306±3Ma 和307±11Ma)。上述结果表明,萨北碱性花岗岩和萨惹什克锡矿石属于同期地质事件的产物,从而为两者具有密切成因联系提供了重要的年代学制约。此外,根据碱性花岗岩的ε_(Nd)(t)(≈ 5.0)低于研究区亏损地幔4.5个ε单位,我们认为形成萨北岩体的花岗岩浆不是直接来源于亏损地幔玄武质岩浆结晶分异作用的产物,而更可能是起源于本区年轻洋壳和陆源沉积物的部分熔融。     

青海玉树莫海拉亨铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd同位素组成: 对成矿物质来源的指示——兼与东莫扎抓铅锌矿床的对比

青海玉树地区莫海拉亨铅锌矿床和东莫扎抓铅锌矿床均位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的2个典型代表。笔者曾通过对东莫扎抓铅锌矿床的S-Pb-Sr-Nd同位素组成特征研究,认为其成矿物质来源于沉积地层。本文在野外地质观察基础上,亦对莫海拉亨铅锌矿床的矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析,对矿石矿物、脉石矿物和区域地层进行了Pb同位素组成分析,对脉石矿物进行了Sr-Nd同位素组成分析。分析结果表明,硫化物δ³⁴S值为-30.0‰~7.4‰,峰值为-18‰~-2‰,反映了总体富轻硫的特征,而重晶石δ³⁴S值为20.2‰~+24.2‰,来自于第三纪陆相盆地。宽的δ³⁴S变化可以解释为流体在盆地内活动期间与不同地层单元发生相互作用,从而继承了不同物质单元的S同位素特点,还原硫应主要来自于硫酸盐的细菌还原或者含硫有机质的热还原,反映硫来自沉积盆地。矿石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.298~18.694、15.298~15.721、38.169~38.894,而脉石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.418~18.672、15.418~15.719、38.403~38.845。矿石矿物和脉石矿物的Pb同位素组成介于区域上地壳Pb组成范围内,总体类似于MVT矿床,显示Pb等金属元素来源于上地壳岩石。脉石矿物的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i、ε_Sr(t)、(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i和ε_Nd(t)分别为0.70851~0.70906、57.4~65.2、0.512265~0.512361、-6.5~-4.6。Sr-Nd同位素特征亦显示脉石矿物的物质来源于上地壳岩石。总体来说,莫海拉亨铅锌矿床的S-Pb-Sr-Nd同位素特征均与东莫扎抓铅锌矿床的一样,显示均来自沉积地层。并结合矿床地质特征和地球化学特征,讨论了莫海拉亨铅锌矿床和东莫扎抓铅锌矿床形成的动力学背景。     

川西连龙含锡花岗岩的时代与形成构造环境

通过岩石地球化学和Rb Sr同位素研究 ,发现川西连龙花岗岩是富含Sn、Ag多种成矿元素的高K钙碱性岩体 ,地球化学上显示出A型花岗岩特点。 4个全岩样品给出的Rb Sr等时线年龄为 87± 1Ma,相关系数R =0 .9988,Isr=0 .70 95。结合构造环境分析 ,查明该岩体是燕山运动晚期 ,在弧陆碰撞造山之后陆内伸展阶段 ,主要由地壳富泥质岩石部分熔融形成。     

古地磁岩心定向及其在地应力测量上的应用

在实验室,将需测试的一段岩心柱标上标志线,制备成古地磁测试和差应变分析测试的标准试样。岩样经一定步骤的磁清洗、相应的磁性参数测量和数据处理,可恢复岩样在地下的原始方位。用差应变分析(DSA)法确定最大主应力相对标志线的方位,与古地磁测试结果结合,即可确定出该地区的最大主应力方向。      

南天山南缘下二叠统小提坎立克组英安岩的地球化学同位素地质年代学及其构造意义

南天山南缘发育一条东西向延伸近300km的下二叠统小提坎立克组基性、中性和酸性火山岩带。拜城县铁热克温泉西侧下二叠统小提坎立克组的英安岩具有钙碱性(里特曼指数δ=1.37～1.69)和准铝—过铝质特征(A/CNK=0.89～1.36)。轻稀土富集(La/Yb=10.45～12.77),具有中等铕负异常(δEu=0.57～0.62);微量元素富集Th、Hf、Zr、Tb、Gd、Rb、U,亏损P、Ti、Nb、Ta、Sr、Ba。εNd(288Ma)=-6.35,εSr(288Ma)=117.78,模式年龄(TDM)为1.47Ga。LA-ICPMS锆石U-Pb定年获得了206Pb/238U加权平均年龄288.4±3.0Ma(MSWD=2.7)。结合区域地质资料表明,该英安岩很可能源自天山造山带中—下地壳的部分熔融,形成于早二叠世南天山造山带碰撞后伸展背景。     

西藏冈底斯中段雄村铜金矿床成矿流体特征与成因探讨

雄村铜金矿是在西藏冈底斯中段新发现的一个矿床,流体包裹体组成分析揭示该矿床成矿流体为富含CO2、N2和有机气体的Na _K _Ca2 _Cl-_SO2-4_HS-_CO2-3体系,Na/K、Na/Ca和Cl-/SO2-4摩尔比值分别为1.5～7.1、0.2～2.1和1.0～29.3。氢、氧同位素分析显示,成矿流体δ18O值范围为-4.7‰～ 2.2‰,δD值范围为-104‰～-82‰,表明成矿流体以大气水为主,但岩浆流体可能也对矿床的形成起了重要作用。硫化物硫同位素组成也显示硫主要来自深源岩浆,雄村矿床高盐度流体的形成可能与岩浆流体的低压不混溶密切相关。高盐度流体是雄村贱金属元素活化、迁移的重要介质;地下水中高的有机质还原SO2是诱发贱金属沉淀成矿的重要机制。有机质还原SO2也为Au的活化、迁移提供了介质和有利的还原环境。雄村矿床的形成与岩浆流体和循环地下水共同作用有关,浅部稳定的热体制和高的有机质还原SO2机制是形成雄村矿床特殊蚀变矿化样式的重要原因。