Apatite-hosted melt inclusions from the Panzhihua gabbroic-layered intrusion associated with a giant Fe–Ti oxide deposit in SW China: insights for magma unmixing within a crystal mush

The ～?2-km-thick Panzhihua gabbroic-layered intrusion in SW China is unusual because it hosts a giant Fe–Ti oxide deposit in its lower zone. The deposit consists of laterally extensive net-textured and massive Fe–Ti oxide ore layers, the thickest of which is ～?60 m. To examine the magmatic processes that resulted in the Fe enrichment of parental high-Ti basaltic magma and the formation of thick, Fe–Ti oxide ore layers, we carried out a detailed study of melt inclusions in apatite from a ～?500-m-thick profile of apatite-bearing leucogabbro in the middle zone of the intrusion. The apatite-hosted melt inclusions are light to dark brown in color and appear as polygonal, rounded, oval and negative crystal shapes, which range from ～?5 to ～?50 µm in width and from ～?5 to ～?100 µm in length. They have highly variable compositions and show a large and continuous range of SiO₂ and FeO_t with contrasting end-members; one end-member being Fe-rich and Si-poor (40.2 wt% FeO_t and 17.7 wt% SiO₂) and the other being Si-rich and Fe-poor (74.0 wt% SiO₂ and 1.20 wt% FeO_t). This range in composition may be attributed to entrapment of the melt inclusions over a range of temperature and may reflect the presence of µm-scale and immiscible Fe-rich and Si-rich components in different proportions. Simulating results for the motion of Si-rich droplets within a crystal mush indicate that Si-rich droplets would be separated from Fe-rich melt and migrate upward due to density differences in the interstitial liquid when the magma unmixed. Migration of the Si-rich, immiscible liquid component from the interstitial liquid caused the remaining Fe-rich melt in the lower part to react with plagioclase primocrysts (An_59–60), as evidenced by fine-grained lamellar intergrowth of An-rich plagioclase (An_79–84)?+?clinopyroxene in the oxide gabbro of the lower zone. Therefore, magma unmixing within a crystal mush, combined with gravitationally driven loss of the Si-rich component, resulted in the formation of Fe-rich, melagabbro and major Fe–Ti oxide ores in the lower part and Si-rich, leucogabbro in the upper part of the intrusion.     

Zircon U–Pb–Hf isotopes and geochemistry analyses of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing,China: possible new evidence for the initial destruction of the North China Craton

The timing and extent of cratonic destruction are crucial to understanding the crustal evolution of the North China Craton (NCC). Zircon U–Pb–Hf isotope data and the whole-rock major and trace element characteristics of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing, China, provide possible new evidence for the initial destruction of the NCC. The igneous rocks occur as several sills and dikes, including lamprophyre, monzonite porphyry, and aplite. The lamprophyres have high Mg^# and K₂O contents. The monzonite porphyries have high Mg^#, high K₂O contents, and negative ε_Hf(t) values with zircon U–Pb ages of 225.5–227.7 Ma. These two types of rocks are both enriched in large ion lithosphere elements (LILEs) and light rare earth elements (LREEs) but are depleted in high field strength elements (HFSEs) and high rare earth elements (HREEs) and have almost no Eu anomalies and relatively high total rare earth element (ΣREE) contents. In contrast, the aplites exhibit high silica and K₂O contents, low MgO contents, and more negative ε_Hf(t) values with a zircon U–Pb age of 206.2 Ma. The aplites are also enriched in LILEs and LREEs but are depleted in HFSEs and HREEs, with strongly negative Eu, Ti, P, La, Ce, and Sr anomalies and relatively low ΣREE contents. These results indicate that the lamprophyres and monzonite porphyries represent a continuous cogenetic magma evolution series after melt derived from an enriched metasomatized lithospheric mantle experienced crust assimilation and fractional crystallization. The aplites were produced by the fractional crystallization of low-Mg parental magma derived from melting of the ancient Archaean crust. The occurrence of the Huyu intrusive rocks with many other plutons of similar ages on the northern margin of the NCC suggests that the northern NCC entered an intraplate extensional tectonic environment in the Late Triassic.     

安徽省凤阳江山金矿床赋矿地层和相关岩浆岩锆石年代学研究及其意义

安徽省北部蚌埠隆起区被认为是山东胶东招远金成矿带以西的延伸部分,但蚌埠隆起区内之前一直未发现成规模的金矿床。江山金矿床是最近新发现的中型金矿床,区内成矿作用的时代、赋矿地层的归属仍缺乏系统的年代学证据。文章对蚌埠隆起区内江山金矿床的赋矿地层和相关岩浆岩开展系统的年代学研究,明确了赋矿地层时代归属,并限定了成矿时代的上限和下限。矿床赋矿围岩浅粒岩的结晶年龄为(2496±19)Ma,变质年龄为(2452±47)Ma;斜长角闪岩的变质年龄为(1824±11)Ma,对比区域地层岩性和时代,确定矿床的赋矿围岩为新太古代五河群西堌堆组,而非过去认为的庄子里组。矿床中穿切矿体的脉岩花岗闪长斑岩的结晶年龄为(121.2±1.4)Ma,代表成矿时代的下限;赋矿岩体巨斑花岗斑岩的结晶年龄为(128.3±1.7)Ma,代表了成矿时代的上限。通过与胶东金成矿带的对比,认为蚌埠隆起区与胶东地区的前寒武纪变质基底演化历史相似,江山金矿床的成矿作用类型属于胶东焦家式金矿,在此基础上,推测蚌埠隆起区西芦山岩体和淮光岩体有较大的成矿潜力。     

赣南淘锡坑石英脉型钨矿床成矿机制探讨:来自流体包裹体的证据

赣南地区淘锡坑钨矿床是典型的大型石英脉型钨锡多金属矿床。矿体赋存于震旦系浅变质砂(板)岩,并延伸至深部花岗岩内,按空间产出位置分为内带矿体和外带矿体,包括宝山、西山、烂埂子、枫岭坑4大脉组,矿体产出各不相同,矿物组合也具有明显分带特征。在详细的岩相学研究基础上,文章选择淘锡坑主成矿期石英为研究对象,并与共生黑钨矿作对比,从空间角度开展不同脉组、不同矿体或中段的流体包裹体的对比研究。根据流体包裹体岩相学,石英包裹体类型有H_2O-NaCl型包裹体(Ⅰ型)、H_2O-NaCl-CO_2型包裹体(Ⅱ型)和纯CO_2体系裹体(Ⅲ型)及少量含石盐子晶的多相包裹体,并同时捕获贫CO_2的盐水溶液包裹体和纯CO-2气相包裹体。包裹体显微测温结果显示:内、外带石英脉气液两相的包裹体均具有较宽温度和盐度范围,外带均一温度和盐度w(NaCl_(eq))分别集中于200～220℃、1%～6%,内带均一温度和盐度w(NaCleq)分别集中于100～220℃、3%～7%,流体为中-低盐度、富含CO_2的H_2O-CO_2-NaCl体系,不同脉组不同矿脉之间对比结果均显示出多期成矿的特征。在矿脉形成过程中,流体的成分和温度在内外接触带有明显变化,表明岩体与围岩接触界面是造成淘锡坑矿床内带矿体和外带矿体的成矿条件改变的转折位置,成矿流体在此附近发生CO_2逸失引起相分离的不混溶作用是成矿的主要因素。     

甘肃北山地区上石炭统—下二叠统干泉组的时代、分布及其构造意义

甘肃北山地区位于中亚造山带最南端,上古生界的沉积层序对探讨该区构造与盆地演化有重要意义。上石炭统—下二叠统干泉组的时代和分布尚不明确,限制了沉积层序和构造演化的研究。本研究通过对北山南部独山地区和柳园地区的地层学研究,获得干泉组上段火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄293.8±4.8 Ma和"石炭系未分"火山岩年龄293.9±2.7 Ma和291.7±2.3 Ma。同位素年龄和古生物数据证明干泉组时限为晚石炭世卡西莫夫期(Kasimovian)—早二叠世萨克马尔期(Sakmarian),在研究区广泛出露。北山南部下石炭统维宪阶—中二叠统卡匹敦阶为基本连续的沉积层序,代表了研究区由小型断陷海盆发育为大型裂谷盆地的演化过程:早石炭世维宪期—早二叠世阿瑟尔期,白山组、石板山组和干泉组下段为一系列分散的断陷海盆中的滨浅海相沉积物;早二叠世萨克马尔期(约294~292 Ma),干泉组上段的火山岩表明盆地演化进入火山活动强烈的裂陷期;早二叠世亚丁斯克期—中二叠世卡匹敦期(约286~265 Ma),双堡塘组和菊石滩组组成裂谷盆地沉降期的海侵充填序列。     

基于主成分分析的青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量评价

土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析（PCA）法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集（MDS）：全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数（SQI）。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明：随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300～4 600 m（0.270±0.043） < 海拔4 600～4 900 m（0.326±0.061） < 海拔4 900～5 200 m（0.410±0.075）;随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%（0.262～0.265） < 植被盖度大于50%（0.336～0.344）。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集可以对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量做出较准确的评价。     

河西走廊疏勒河流域水资源管理问题分析

从水资源管理体制、配置程序、市场化管理等方面探讨了河西走廊疏勒河流域水资源管理及存在的问题。目前流域已建成较健全的用水者协会体系,水价和水权在不断调整以适应水资源管理的需求。其管理存在以下问题：受地方行政、企业等多方权力博弈的影响,地表水和地下水处于双线管理状态,未能实现流域水资源的全面统一管理;用水者协会的职能未得到充分发挥,公众参与水资源管理不积极;流域内水价、水权制度不完善。建议如下：应在甘肃省水利厅和酒泉市政府之间形成协调机制,以协调各相关方的权益,完善流域管理局和地方政府统一协调的水资源管理体系,实现流域水资源的集成管理;加强流域机构立法,实现流域水资源的统一管理与调配;将协会的职责和义务融入到村委会的职务中,并完善水价制度,建立水权交易市场,以调动公众的自我管理和实现水资源的高效利用。     

西藏西北部浅变质石英砂岩岩石学特征及其构造意义

羌塘盆地中央隆起带主要由浅变质石英砂岩组成,由于化石匮乏、变形强烈,长期以来对这套浅变质石英砂岩成因的争议颇大,导致了对藏西北地区前中生代构造演化的认识长期模糊不清,其中,何处才是冈瓦纳大陆北界就是一个长期争论的议题。在西藏西北部,近东西走向的布尔嘎错断裂带将北部的查多岗日地块与南部的南羌塘地块分隔开,浅变质石英砂岩广泛出露于这两地块之内。沿近东西走向布尔嘎错断裂带断续产出的冈玛错蓝片岩、蛇绿岩等岩片大体呈南北向逆冲于浅变质石英砂岩之上,因此早期曾认为布尔嘎错断裂带是冈瓦纳大陆之北界。本文的调查与研究发现查多岗日和南羌塘地块内浅变质石英砂岩岩相学特征完全相同,均主要由石英组成,遭受了绿片岩相的变质作用,形成了钠长石+绿泥石+白云母组合,充填于早期石英颗粒之间,钠长石交代钾长石。这两地的浅变质石英砂岩均被未变质钙质胶结的钾长石石英砂岩平行不整合覆盖。碎屑锆石的阴极发光分析与U-Pb定年结果进一步证实了查多岗日与南羌塘地块内浅变质石英砂岩内的锆石来源完全相同。这些证据充分反映了查多岗日与南羌塘地块早期构造演化过程相似,源自同一大陆。碎屑锆石定年结果进一步表明浅变质石英砂岩的最大沉积年龄为520±8Ma,该岩石再被约480Ma的花岗岩脉侵入,因此其很可能形成于晚寒武世,而不整合面之上沉积岩的最大沉积年龄为460±8Ma,表明该不整合面上、下沉积岩之间存在明显的沉积间断,证实了该平行不整合面形成于奥陶纪。不整合面之下的浅变质石英砂岩因此与杨耀等(2014)报道的荣玛组相同,不整合面之上未变质长石石英砂岩则属于中上奥陶统塔石山组。查多岗日地块因此是西藏境内最北端的冈瓦纳大陆的碎块。在西藏西北部,冈瓦纳大陆北界为龙木错-帮达错-(83°40'E、35°N)-红脊山-荣玛乡。布尔嘎错断裂带不是冈瓦纳大陆之北界。     

滇西芦子园远程矽卡岩Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床流体包裹体初探及矿床成因探讨

滇西镇康芦子园是"三江"成矿带保山地块内迄今发现的唯一超大型Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床,是区内系列同类层控热液铅锌矿床的典型代表。矿体呈似层状、脉状及透镜状产于寒武系碳酸盐岩建造的矽卡岩和大理岩层间破碎带,矿石构造以条带状、浸染状和脉状-网脉状为主要特征;围岩蚀变复杂、分带明显,由下至上依次为石榴子石-透辉石-透闪石-阳起石化带→绿泥石-绿帘石-阳起石-蔷薇辉石化带→碳酸盐-大理岩化带。矿床成矿流体从早期到晚期经历了多个矿化阶段。本文选取了该矿床早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段的多种脉石矿物及闪锌矿进行了系统的流体包裹体研究。结果显示,早矽卡岩阶段发育微溶CO_2富液相和纯液相水溶液包裹体,并含大量K~+、Na~+、Ca~(2+)、F~-和Cl~-和少量SO_4~(2-),气相成分主要为H_2O、CO_2及少量CH_4和N_2,包裹体均一温度为233.6~315.6℃,盐度为10.6%~17.6%NaCleqv;晚矽卡岩阶段发育含CO_2和子矿物三相包裹体,均一温度214.9~388.0℃,盐度5.9%~16.4%NaCleqv;石英硫化物阶段发育含CO_2的水溶液包裹体,气相成分为CH_4、H_2O和少量CO_2,均一温度150.0~285.0℃,盐度为2.5%~13.8%NaCleqv;石英碳酸盐阶段为单一成分的水溶液包裹体,均一温度为105.0~187.5℃,盐度为0.5%~12.3%NaCleqv。结合H-O同位素研究表明,成矿流体最初来源于具中高温、中高盐度、高K、Na,富CO_2、Cl、F等特征的深部岩浆热液,在石英硫化物阶段开始有大气降水混入,演化为中阶段中低温、低盐度、贫CO_2的热液流体,至成矿晚阶段转化为以大气降水占主导。该矿床成矿环境的改变、流体混合以及流体的沸腾作用可能是导致成矿物质富集沉淀的重要机制。综合矿床地质特征、成矿流体包裹体和HO同位素研究认为,该矿床为与陆陆碰撞造山和深部隐伏岩体有关的远程矽卡岩成矿系统。     

徐淮地区早白垩世丰山和蔡山高镁埃达克质岩:拆沉下地壳熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应

徐淮地区丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩的岩石地球化学、Sr-Nd-Hf同位素和石榴石的矿物化学研究对探讨华北克拉通东南缘早白垩世高镁埃达克质岩的岩石成因和构造演化具有重要意义。结果表明,丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩具高SiO_2(60.98%～67.88%)、富Al_2O_3(14.37%～15.04%)以及高的Na_2O/K_2O比值(1.58～2.24)和Mg~#值(57～66)的特征;富集LILE(Rb、Ba、Sr)和LREE,亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)和HREE,具有Pb正异常和弱的Eu异常;结合高的Sr含量(579×10~(-6)～778×10~(-6))以及Sr/Y(33～69)和(La/Yb)_N比值(8.63～13.7),低的Y(10.5×10~(-6)～17.8×10~(-6))和Yb含量(0.74×10~(-6)～1.17×10~(-6)),暗示它们属于高镁埃达克质岩。丰山和蔡山埃达克质岩石的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值介于0.7079～0.7086之间,ε_(Nd)(t)值变化于-10.77～-7.18之间,t_(DM2)=1504～1793Ma;岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值为-14.2～-5.3,t_(DM2)=2101～2898Ma。徐淮地区早白垩世利国、班井、夹沟高镁埃达克质岩石中岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值分别介于-13.4～-7.0、-13.4～-7.9和-15.9～-4.5之间,它们的t_(DM2)分别变化于2248～2825Ma、2331～2824Ma和2030～3048Ma之间。徐淮地区丰山和蔡山高镁埃达克质岩的Sr-Nd-Hf同位素组成和丰山花岗闪长斑岩中铁铝榴石残留晶的存在,结合它们高的Pb同位素组成和继承锆石U-Pb年代学暗示,丰山和蔡山高镁埃达克质岩浆主要起源于俯冲断离的扬子克拉通石榴辉石岩相下地壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应,同时有拆沉的华北克拉通基底物质的参与,形成于华北克拉通东部岩石圈减薄的伸展构造背景。