青海玉树东莫扎抓铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd同位素组成:对成矿物质来源的指示

青海玉树地区东莫扎抓铅锌矿床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典型代表。在野外地质观察基础上,本文对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。结果表明,硫化物δ³⁴S值为-29‰~6‰,峰值为-8‰~-6‰,反映了总体富轻硫的特征,而重晶石δ³⁴S值为18.3‰~+22.8‰,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18.387~18.703、15.391~15.768、38.372~38.809,而脉石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.423~18.612、15.491~15.701、38.497~38.612。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0.70855~0.70928、58.0~68.4、0.512273~0.512353、-6.2~-4.7。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。     

热烈祝贺沈其韩院士90华诞暨从事地质工作70年

沈其韩先生,中国科学院资深院士、中国地质科学院地质研究所研究员、博士生导师。他1922年4月27日生于江苏省淮阴县,幼年返回江苏海门原籍,1946年毕业于重庆大学地质系。从大学读地质专业算起,他已经从事地质事业70年。     

青海玉树东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床与逆冲推覆构造关系的确定 ——来自粗晶方解石Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄证据

青海玉树地区的东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床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典型代表,处于玉树逆冲推覆构造带的前锋带位置,但矿床与逆冲推覆构造之间的关系并不明确。野外研究表明,方解石为乳白色,结晶粗,呈不规则状、囊状,被后期矿化所穿切,形成于挤压(逆冲推覆阶段)到拉伸(成矿阶段)的过渡阶段,是联系逆冲推覆构造与铅锌矿床之间的"纽带"。本文对该阶段方解石开展了Rb-Sr和Sm-Nd等时线方法定年,测定东莫扎抓铅锌矿床过渡阶段的年龄为35.2~35.5 Ma,平均为35.4 Ma,与其成矿时代35 Ma非常接近;测定莫海拉亨铅锌矿床过渡阶段的年龄为34.0~34.6 Ma,平均为34.3 Ma,与其成矿时代33 Ma也非常接近。结合区域成矿地质背景,建立了玉树地区铅锌矿床从逆冲推覆阶段到成矿阶段的构造控矿模式:伴随着印度-亚洲大陆持续碰撞,青藏高原北缘中生代构造岩片向盆地中央推覆叠置,形成逆冲推覆构造(37~40 Ma),之后处于由挤压到拉伸的松弛状态,早期造山带流体、盆地流体混合形成巨晶方解石脉(34~35 Ma),最后,流体从造山带沿拆离滑脱带长距离向前陆盆地方向运移,运移过程中淋滤围岩的金属物质,并与先期造山带流体混合,形成富铅、锌的成矿流体,通过主逆冲断裂垂向沟通,进入浅部的反冲断层形成铅锌矿床(33~35 Ma)。     

云南马厂箐富碱斑岩埃达克岩性质的厘定及其成矿意义

马厂箐复式岩体SiO2含量变化于61.56%～71.63%,平均67.30%(≥56%);Al2O3含量变化于13.38%～17.18%,平均15.44%(≥15%);K2O含量变化于3.36%～8.92%,平均5.35%;K2O+Na2O变化于7.75%～11.55%,平均9.08%;K2O/Na2O变化于0.65～4.00,平均1.49,明显具有高钾钙碱性或钾玄岩系列特征;MgO含量变化于0.40%～4.59%,平均1.11%,在R1-R2图解中处于造山晚期和同碰撞期岩浆岩的范围内.地球化学特征显示高场强元素HFSE(Nb、Ta、Ti)相对亏损,Sr含量高(337×10-6～718×10-6),Y主要集中在6.2×10-6～15.8×10-6之间(≤18×10-6),Yb含量变化于0.20×10-6～1.63×10-6之间(≤1.9×10-6),轻重稀土元素强烈分异,且具有明显的轻稀土元素富集的特点,LREE/HREE变化于8.02～24.01,Sr/Y变化于40.5～57.4之间,平均48.2(＞40),La/Yb变化于17.5～105.8之间,平均43.4(＞20),Sc含量变化于2.5×10-6～7.9×10-6之间(＜10×10-6);δEu 变化于0.81～1.38之间,显示出埃达克岩的地球化学特征.马厂箐岩体属于C型埃达克岩中的钾质埃达克岩.马厂箐岩体埃达克岩性质的厘定及其与同一成矿带上的玉龙斑岩体具有相似地球化学特征和形成环境的认识,对于该区地质找矿具有一定的意义.     

序

贺邢裕盛先生八十华诞和从事地质工作五十七周年 邢裕盛教授是我国著名前寒武纪地层古生物学家,是我国前寒武纪微古植物和古藻类学研究的奠基人之一.他治学严谨、才思敏捷、辛勤耕耘,成果卓著.多年来,他注重野外调查和科学实践,踏遍祖国的大江南北,走过世界的四海五洲.不仅为我国地层古生物学的发展做出了重大贡献,而且为我国培养了大批前寒武纪微古植物研究和各断代古生物学研究的专门人才.     

中国大陆环境斑岩型矿床：基本地质特征、岩浆热液系统和成矿概念模型

中国大陆环境斑岩型矿床包括斑岩型Cu(-Mo、-Au)、斑岩型Mo、斑岩型Au和斑岩型Pb-Zn等矿床类型,主要产出于青藏高原大陆碰撞带、东秦岭大陆碰撞带和中国东中部燕山期陆内环境,在地球动力学背景、深部作用过程、岩浆起源演化、流体与金属来源等方面与岩浆弧环境斑岩型矿床存在重要差异.在大洋板块俯冲形成的岩浆弧,主要发育斑岩Cu-Au矿床或富金斑岩Cu矿(岛弧)和斑岩Cu-Mo及斑岩Mo矿床(陆缘弧).相比,在大陆碰撞带,晚碰撞构造转换环境发育斑岩Cu、Cu-Mo和Cu-Au矿床,矿床受斜交碰撞带的走滑断裂系统控制,后碰撞地壳伸展环境则主要发育斑岩Cu-Mo矿床,矿床受垂直于碰撞带的正断层系统控制;在陆内造山环境,早期发育斑岩Cu-Au矿床,晚期发育斑岩Pb-Zn矿床,它们主要沿古老的但再活化的岩石圈不连续带分布,受网格状断裂系统控制;在后造山(或非造山)伸展环境,则大量发育斑岩Mo矿和斑岩Au矿,它们则主要围绕大陆基底-克拉通(或地块)边缘分布,受再活化的岩石圈不连续带控制.大陆环境斑岩Cu(-Mo,-Au)矿床的含矿斑岩多为高钾钙碱性和钾玄质,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学特性.岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳.上地幔通过三种可能的方式向岩浆系统供给金属Cu(和Au):①提供大批量的幔源岩浆并底垫于加厚下地壳底部,构成含Cu岩浆的源岩;②提供小批量的软流圈熔体交代和改造下地壳,并诱发其熔融;③与拆沉的下地壳岩浆熔体发生反应.大陆环境含Mo岩浆系统高SiO_2、高K_2O,岩相以花岗斑岩为主,花岗闪长斑岩次之,既不同于Climax型,又有别于石英二长斑岩型Mo矿床,岩浆起源于古老的下地壳.金属Mo主要为就地熔出,部分萃取于上部地壳.大陆环境含Pb-Zn花岗斑岩多属铝过饱和型,与S型花岗岩相当,以高δ~(18)O(>10‰)和高放射性Pb为特征,Sr-Nd-Pb同位素组成反映其来源于中下地壳的深熔作用,金属Pb-Zn主要来源于深融的壳层.大陆环境含Au岩浆系统以富B花岗闪长斑岩为主,常与矿前闪长岩密切共生.Sr-Nd-Pb同位素显示,含Au岩浆主要来源于上部地壳,但曾与幔源岩浆发生相互作用.金属Au部分来源于上地壳,部分来源于地幔岩浆.大陆环境斑岩型矿床显示各具特色的蚀变类型和蚀变分带,其中,斑岩型Cu(-Mo,-Au)矿热液蚀变遵循Lowell and Guilbert模式;斑岩型Mo矿主要发育钙硅酸盐化、钾硅酸盐化和石英-绢云母化;斑岩型Pb-Zn矿主要发育绿泥石-绢云母化和绢云母-碳酸盐化,缺乏钾硅酸盐化;斑岩型Au矿强烈发育中度泥化.斑岩型矿床的成矿流体初始为高温、高fO_2、高S、富金属的岩浆水,由浅成侵位的长英质岩浆房在应力松弛环境下出溶而来,晚期有天水不同程度地混入.Cu、Mo、Pb-Zn通常沉淀于流体分相和流体沸腾过程中,而Au则主要沉淀于岩浆-热液过渡阶段.     

藏南上地壳低速高导层的性质与分布:来自热水流体活动的证据

沿亚东—谷露裂谷带实施的一系列地球物理探测发现了一组地震亮点。结合其他地球物理探测剖面的资料 ,认为藏南上地壳中存在一个低速高导层 ,这些地震亮点处于这个低速高导层中。人们对这些亮点和低速高导层有两种不同的解释和认识 :一种认为是含盐的超临界流体 ;而另一种认为是地壳中的部分熔融层。由于目前缺少有效的手段和方法 ,对这个低速高导层的性质和分布范围仍只是推测。本文从藏南强烈活动的热水流体系统着手 ,尝试从另一个角度探讨这些地震亮点和低速高导层的性质。通过对热泉气体的 He同位素组成和热水的地球化学特征研究以及前人对温度场的模拟表明 ,该低速高导层的性质为硅酸盐岩浆熔体 ,不是以水为主的流体 ,这就为部分熔融层的存在提供了佐证。本文进一步讨论了该部分熔融层对热泉流体系统的驱动热机作用 ,并根据热泉流体的温度场限定了此部分熔融层的空间分布范围。     

大陆边缘弧岩浆成因与大陆地壳形成

大陆地壳如何形成是国际学术界长期关注并正在持续攻关的一个重大基础科学问题。活动陆缘弧的岩浆成因和密度分选过程是理解大陆地壳形成机制和演化过程的关键。北美白垩纪Cordilleran大陆边缘弧的形成可能经历了与底侵幔源岩浆有关的下地壳部分熔融和岩浆混合,或幔源初始玄武质岩浆的两阶段成分分异过程,以花岗质成分为主的北美内华达地区垂向地壳成分剖面结构可能与榴辉岩相残留体或堆晶岩的拆沉作用密切相关。目前并不清楚亚洲大陆南部以约200 Ma和约90 Ma两个时间断面为代表的中生代冈底斯弧,为何出现大量角闪石岩并具有玄武安山质的平均成分。探究中生代冈底斯弧的岩浆成因、地壳垂向成分结构和地壳形成机制可能有助于或多或少地解决这一问题。     

藏南彭措林埃达克质岩脉的岩石成因及对区域成矿作用的启示

彭措林岩脉群位于藏南冈底斯斑岩铜矿带中段的西侧,宽约3~5m,呈近南北向穿截冈底斯岩基。两组样品的锆石U-Pb定年结果为9.7±0.2Ma和9.9±0.3Ma。岩石地球化学研究显示,岩石以高SiO_2(67.05%~69.96%)、K_2O(6.05%~6.88%)和低MgO(0.47%~1.27%)为特征,高度富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有高Sr/Y和La/Yb比值,表现出埃达克岩地球化学亲合性。相对冈底斯中新世埃达克质斑岩而言,该岩脉更加富集放射性成因Sr、Pb同位素(~(87)Sr/~(86)Sr_((i))=0.7120~0.7123,~(206)Pb/~(204)Pb=18.812~18.844,~(207)Pb/~(204)Pb=15.705~15.728,~(208)Pb/~(204)Pb=39.424~39.523)、具更低的Nd同位素值(εNd(t)=-10.9~-9.8)和更为古老的Nd模式年龄(tDM=1.36~1.43Ga)。以上地球化学分析表明,彭措林岩脉很可能起源于加厚的古老下地壳,相较于冈底斯斑岩铜矿带内其他的中新世斑岩而言,其岩浆源区含有更少的幔源组分和更多的古老地壳组分。锆石微量元素结果显示,岩脉的氧逸度较低(ΔFMQ=-6.7~+2.1,平均值为-1.4)。故而,彭措林埃达克质岩脉不具备区域成矿潜力的原因可以归结如下:(1)下地壳岩浆源区中新生幔源组分含量较少,指示了古老下地壳中岛弧幔源岩浆注入量较少,因而岛弧期堆晶至下地壳的金属硫化物极为有限;(2)较低的氧逸度导致岩浆萃取金属的能力相对较弱。结合前人研究可知,下地壳中新生幔源组分的贡献率是影响冈底斯斑岩铜矿带后碰撞埃达克岩能否成矿的关键因素。