Linkam热台与热液金刚石压腔的熔体包裹体均一实验对比研究

熔体包裹体均一实验是利用熔体包裹体研究原始岩浆演化和挥发分组成的基础。目前,开展包裹体均一温度实验的设备主要为Linkam系列的高温热台,而热液金刚石压腔(HDAC)是近年来才被应用到熔体包裹体均一实验中的。文章以义兴寨金矿床石英斑岩为例,对比研究了Linkam TS1500高温热台和HDAC在熔体包裹体均一实验应用中的优劣。利用Linkam TS1500高温热台得出熔体包裹体的均一温度范围为943~1190℃,而HDAC的测试结果为780~890℃。实验研究表明:HDAC能够在加热的同时提供接近熔体捕获条件的外压,更适于开展富挥发分的高内压熔体包裹体的均一实验。实验过程中得到的熔体包裹体固相初熔温度范围,可为估算义兴寨金矿床石英斑岩原始岩浆晚期结晶的压力提供依据。     

赣南淘锡坑钨矿床云英岩中含CO2包裹体的发现及意义

淘锡坑矿床是赣南地区一大型黑钨矿矿床,为揭示成矿流体的早期演化特征,深入认识钨元素的富集机制,本文对淘锡坑钨矿床云英岩中流体和熔体包裹体进行了岩相学、激光拉曼光谱和显微测温研究。结果表明,云英岩中的流体包裹体可以划分为富液相两相水溶液包裹体、富气相含CO_2水溶液包裹体和纯气相包裹体三类,流体为中—高温、低盐度、低密度的NaCl-H_2O-CO_2-CH_4体系。熔体包裹体主要由钠长石、石英、少量流体相和气相组成,气相部分含有CH_4和微量CO_2。在岩浆热液演化早期阶段,流体氧化还原条件可能发生了改变,发生了CH_4到CO_2的转变,致使流体中CO_2含量增高。在流体演化过程中发生的以CO_2散逸为特征的流体不混溶作用可能是淘锡坑钨矿床形成的重要机制。CO_2对于钨元素的迁移和富集具有重要作用,CO_2的散逸是诱发黑钨矿沉淀富集的重要因素之一。     

骑田岭芙蓉锡矿的成岩和成矿物质来源： 锆石Lu Hf 同位素和矿物包裹体He Ar同位素证据

本文分析测试了骑田岭花岗岩芙蓉锡矿的各类花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄和Lu-Hf同位素组成。本区有两期花岗岩,早期角闪石黑云母花岗岩锆石U-Pb谐和年龄为160.02.7 Ma,晚期黑云母花岗岩的锆石U-Pb谐和年龄为156.5±1.8 Ma。在晚期矿化的黑云母花岗岩中出现了蜕晶化锆石,蜕晶化锆石强烈富集LREE和U、Th,是典型热液锆石的特征。四个花岗岩锆石的Lu-Hf同位素组成说明骑田岭花岗岩的成岩物质主要来源于下地壳,它们的原始岩浆源于中元古代(1.3~1.5Ga)下地壳物质的部分熔融,并有部分地幔物质的参与。还分析测定了骑田岭芙蓉锡矿黄铁矿、石榴子石流体包裹体的He-Ar同位素组成,其3 He/4 He比值较低(0.059~0.432),介于地壳和地幔流体3 He/4 He比值之间,表明芙蓉锡矿的成矿流体主要来源于地壳,同时有部分地幔流体的参与成矿。     

花岗岩类矿床成矿流体形成过程的原位观测实验

花岗岩浆液态不混溶作用和饱和H₂O花岗岩浆的热液出溶作用是花岗岩类矿床成矿流体形成的重要机制。利用最新式热液金刚石压腔,开展了成矿流体形成机制的原位观测实验。在岩浆热液出溶过程的实验中,初始样品为各类硅酸盐和纯H₂O或LiCl水溶液,在H₂O饱和状态中,硅酸盐熔体珠不断分异出富H₂O的流体。花岗岩浆液态不混溶实验的初始样品为NaAlSi₃O₈-LiAlSiO₄-SiO₂-LiCl-H₂O。在硅酸盐完全重熔后的降温过程中,硅酸盐熔体珠分离出富H₂O熔体相和贫H₂O熔体相,压力的突然降低促进了相分离的发生。研究表明：岩浆热液的出溶作用发生在H₂O饱和的条件下,是岩浆的“第二次”沸腾作用,对花岗岩型稀有金属矿床的形成具有重要意义;花岗岩浆液态不混溶产生的富H₂O熔体易于结晶出粗大晶体,暗示岩浆液态不混溶作用可能是一些花岗伟晶岩形成的主要机制。两类成矿流体形成机制实验条件的差异表明,Li是花岗岩浆发生不混溶作用的重要因素。在今后的研究中,应把热液金刚石压腔的原位观测与微束分析技术结合,在高温高压状态下分析成矿元素的迁移和富集规律。     

川西甲基卡区域伟晶岩分异演化及锂成矿过程：来自白云母矿物学的约束

甲基卡位于松潘-甘孜造山带内, 为我国超大型伟晶岩型锂矿床之一, 具有较大的经济价值。甲基卡伟晶岩在空间上具有良好的分带, 以二云母花岗岩为中心, 向外依次为微斜长石伟晶岩带(Ⅰ带)→微斜长石-钠长石伟晶岩带(Ⅱ带)→钠长石伟晶岩带(Ⅲ带)→锂辉石伟晶岩带(Ⅳ带)→白云母伟晶岩带(Ⅴ带)。为了研究甲基卡区域伟晶岩脉空间演化和稀有金属富集规律, 本文对各分带伟晶岩的白云母进行了主量、微量元素研究。根据矿物内部结构和化学成分, 区域伟晶岩存在两阶段演化: 早阶段在Ⅰ带至Ⅳ带形成均一结构的原生白云母; 晚阶段Ⅴ带形成具有成分分带的白云母, 二者在成分上Li、Rb、Cs含量和K/Rb、K/Cs比值呈现明显差异, 表明演化程度明显加大, 流体组分比例升高, 表明体系由以熔体为主的阶段进入以熔流体为主相对不稳定的阶段。从Ⅰ带至Ⅳ带, 原生白云母的K/Rb、Kb/Cs比值降低有限, 微量元素Li、Rb、Cs、Ta含量总体略微升高, 表明甲基卡区域伟晶岩脉经历了中等程度的结晶分异演化。V带云母的主微量成分呈振荡变化, 该现象主要受熔体不混溶过程的控制。总体上, 原生白云母均有具有高Li、Cs、B含量的特征, 表明初始熔体极具成矿潜力。白云母中K/Rb比值小于等于20或Cs含量大于等于400×10^-6可以作为评价Li-Cs-Ta(LCT)伟晶岩发生锂辉石矿化的指标。

     

云南老君山矿集区的晚侏罗世-早白垩世成矿事件

云南省老君山矿集区产出南秧田、花石头、茶叶山等众多钨矿床, 是南岭成矿带西段为数不多的以钨为主的矿集区.由于受到多期构造热事件的影响, 该矿集区的成矿年龄存在较大的争议.为此, 选择白钨矿Sm-Nd同位素体系测定了南秧田钨矿田中长石石英脉型矿体的年龄, 用白云母和黑云母Ar-Ar方法厘定了区域花岗伟晶岩的形成时代及其变质围岩的变质时限.研究表明, 南秧田钨矿田中长石石英脉型白钨矿矿体的形成年龄为159±14 Ma, 明显晚于印支期形成的矽卡岩型矿体; 两花岗伟晶岩及其围岩变质作用的时代分别为144~141 Ma和121~112 Ma, 说明老君山矿集区存在晚侏罗世-早白垩世的构造热事件和成矿作用.综合前人的研究成果, 老君山矿集区受到区域花岗片麻岩和花岗岩产出特征的制约, 成矿时代分布与南岭成矿带一致, 存在晚三叠世、晚侏罗世-早白垩世和晚白垩世3个成矿高峰期.而且, 老君山矿集区的成矿特点与南岭东段的钨矿床有一定的可类比性, 是"东钨西扩"的典型实例, 这可能与老君山矿集区遭受了较高的剥蚀程度有关, 暗示南岭西段的高剥蚀区是寻找晚侏罗世钨矿床的远景区.      

川西甲基卡308号脉的矿物学特征及其岩浆- 热液演化示踪

甲基卡稀有金属矿床是亚洲规模最大的伟晶岩型锂矿床，308号脉为其中出露面积最大的伟晶岩脉。308号脉具有完善的分带性:细粒白云母- 钠长石- 石英带（Ⅰ）、中粗粒钠长石- 石英- 微斜长石带（Ⅱ）、中粒电气石- 钠长石- 石英带（Ⅲ）、中粗粒锂辉石- 钠长石- 石英带（Ⅳ）和中细粒锂辉石- 钠长石- 石英带（Ⅴ），并且富含稀有金属矿物（如锂辉石、绿柱石、锡石和铌钽氧化物），因此是系统研究伟晶岩演化历史和成岩成矿机制的理想实验对象。308号脉的矿物学研究较为薄弱，其岩浆- 热液演化过程及该过程中熔- 流体性质的变化规律，以及稀有金属的富集过程和影响因素尚不清楚。本文选取该脉各结构带中的贯通性矿物云母、磷灰石，以及稀有金属矿物锂辉石和特征性矿物电气石，通过详细的电子探针工作，分析它们的产状、结构特征、化学组成及其变化，结果表明:① 308号脉边部Ⅰ带（高温结晶）中电气石的出现（~5%）反映伟晶岩初始熔体具有富B的特征（>2%）；锂辉石在Ⅳ和Ⅴ带内的大量结晶说明初始熔体可能具有富Li的性质；主要含氟矿物电气石、磷灰石和云母类在岩石中的含量均较低，并且原生磷灰石具有相对偏低的F浓度（<3%），仅能形成于富F环境中的锂云母矿物也十分稀少，这些特征均表明308号脉初始熔体很可能具有较低的F含量；② 伟晶岩体系演化至Ⅴ带时发生流体出溶现象，自此进入岩浆- 热液过渡阶段，出溶流体可能具有富Cs和贫F的性质；③ 原生白云母和电气石化学成分的规律性变化说明308号脉的演化过程很可能不存在外来流体的加入；④ 308号伟晶岩的成岩和锂成矿过程主要受分异结晶作用支配，有限的出溶流体规模和伟晶岩分异演化程度（仅演化至岩浆- 热液过渡阶段，未充分进入热液阶段）对锂辉石的结晶和保存都起到了重要作用。     

地幔柱数值模拟研究进展

国外大量的数值模拟研究表明地幔柱由热浮力驱动,流体的黏度对地幔柱的形状和物质组成有着很大的影响,地幔柱可造成岩石圈的熔蚀减薄和地表隆升,数值模拟可以定量地得出地幔柱运动的速度、岩石圈的熔融量和熔融温度等要素,但这些模拟描述的仅是物理过程,缺乏与化学动力学相耦合.国内开发的可对峨眉地幔柱进行数值模拟的软件MantlePlume1.0也存在许多需要进一步研究解决的问题,如峨眉山玄武岩的物质来源、活动中心、喷发时限、喷发规模、岩石圈的隆升程度,以及峨眉地幔柱的温压条件和断裂构造形成机理等.     

湘北仁里花岗伟晶岩型稀有金属矿床红外光谱特征研究及勘查应用

仁里铌钽多金属矿是近年来在江南隆起带内发现的一个超大型稀有金属矿床,仁里地区稀有金属找矿潜力巨大。本文采用红外光谱技术对仁里矿床钻孔ZK708、ZK716开展了矿物光谱填图工作,结合矿物镜下和地球化学分析,查明该矿床的蚀变矿物种类及组合,探讨了仁里矿床中典型蚀变矿物波谱特征与矿化之间的关系,构建了仁里矿床的红外光谱勘查模型,并对幕阜山西南缘地表进行热液蚀变中心的圈定。研究发现：(1)伟晶岩中白云母Pos2200 (2197~2198nm)异常低值,IC值异常高值(>3)可作为找矿指标;(2)通过对幕阜山西南缘地表白云母特征参数研究可知,幕阜山西南缘寒石村附近存在成矿有利区域,永享村东南为区域的热液蚀变中心。红外光谱技术可以有效地查明仁里地区的矿床蚀变分带和矿化中心,为幕阜山稀有金属矿床的进一步找矿勘查工作提供科学依据。