初论高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统:以阿尔金中段地区为例

花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床是锂铍矿床的重要类型。关于锂铍金属在源区花岗质岩浆形成过程的富集机制,岩石学家和矿床学家多强调锂铍花岗岩-伟晶岩的母花岗岩（淡色花岗岩）源于变沉积岩的白云母熔融,但实验岩石学显示白云母熔融其熔体量小（<10vol%）、熔体从岩石中提取锂铍的效率低。这意味着白云母熔融形成花岗质岩浆过程锂铍金属富集机制可能不是花岗质岩浆获取锂铍的主要机制。基于黑云母熔融可以获得大体积熔体（可达50vol%）的实验结果,指出变杂砂岩（黑云母片麻岩）与含黑云母的英云闪长质片麻岩部分熔融形成的黑云母花岗质高温岩浆（>800℃）其结晶形成黑云母花岗岩并可分异演化为淡色花岗岩与锂铍花岗岩-伟晶岩、并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,是花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成的重要成矿系统,其特征与形成机制值得进一步研究。黑云母脱水熔融过程残留相没有富含锂铍矿物的形成,新形成的花岗质岩浆可以高效地从源岩中获取锂铍金属,是一种新的锂铍富集机制。研究团队于2018年率先进入阿尔金中段无人区开展稀有金属成矿作用的地质调查与考察。经过两年的野外地质调查,新发现2个中-大型花岗伟晶岩型锂铍矿（吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿）和塔什萨依金绿宝石矿,发现大量的黑云母花岗岩、二云母花岗岩与伟晶岩,指出这些淡色花岗岩与伟晶岩成因于黑云母花岗岩的分异演化并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,初步构建花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统的3种组构类型,初步揭示吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿形成于468~460Ma,为加里东期锂铍伟晶岩区。阿尔金中段高温花岗岩-伟晶岩系统成矿特征显示：1）高温黑云母花岗质岩浆可以通过连续的分异结晶形成从下往上依次分带、垂向叠置的系统（组构A）,即从黑云母花岗岩到二云母花岗岩、白云母花岗岩与钠长花岗岩、及从近岩体的电气石带到依次远离岩体的绿柱石带、锂辉石带和锂云母带。组构A锂铍伟晶岩的分带与传统的淡色花岗岩-伟晶岩系统中锂铍伟晶岩的分带相似。2）在剪切构造背景下,花岗岩的分异结晶形成从外到里依次为糜棱岩化黑云母花岗岩、二云母花岗岩与白云母花岗岩的环状岩体,而金绿宝石钠长花岗岩从环状岩体中穿出、并向外演化为金绿宝石伟晶岩、绿柱石伟晶岩和锂辉石伟晶岩,金绿宝石钠长花岗岩与金绿宝石伟晶岩的发育是此组构（组构B）的显著特征。3）在强挤压与剪切构造背景下,黑云母花岗岩呈片麻状,伴生的伟晶岩为二云母花岗质伟晶岩、顺围岩片麻理发育、无锂铍矿化。这些特征给我们一些重要启示：即构造动力作用影响与控制岩浆的结晶分异方式,金绿宝石可形成于高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,形成于岩浆分异与演化低程度阶段的低分异花岗伟晶岩不成矿。     

一个新的花岗岩成因分类:基于变质岩深熔作用理论与大数据的证据

花岗岩目前的ISMA分类不是一个系统的分类,花岗岩分类可能需要从花岗岩的起源来考虑。花岗岩源自变质岩,可能是来自地幔或玄武质岩浆底侵带来的热导致的下地壳底部发生部分熔融的熔体形成的。因此,花岗岩与变质岩源岩有成因联系和因果关系,变质岩为母,花岗岩为子。根据埃达克岩与残留相平衡的理论,埃达克岩形成于斜长石消失线之上。那么,出现在石榴石出现线之上的是什么花岗岩呢?出现在石榴石出现线之下的又是什么花岗岩呢?本文即尝试从这个思路来探讨花岗岩的分类,并采用大数据方法予以佐证,得到的初步结果可以将花岗岩分为3类:(1)位于斜长石消失线之上的为高Sr低Y型花岗岩(高压,代表加厚的地壳);(2)位于斜长石消失线与石榴石出现线之间的为低Sr低Y类型花岗岩(中压,代表正常厚度的地壳);(3)位于石榴石出现线之下的为高Y型花岗岩(低压,代表减薄的地壳)。大数据研究的结果支持上述分类,给出的地球化学标志大体是:Sr含量为400×10^-6,Y含量为(20~35)×10^-6。     

Geochronology of anorthite-garnetite in Caozhuang Group of eastern Hebei and its geological significanceSCIEI北大核心CSCD

位于华北克拉通的冀东曹庄群是中国最古老的变质火山-沉积岩系,由于后期多次强烈的岩浆-构造事件影响,使得曹庄群的原始产状和原岩特征被强烈改造,导致对曹庄群的认识不清。精细刻画后期地质事件、评估其对原岩改造程度,是解决争议的基础。前人报导曹庄群发育有钙长石-钙榴石岩。本工作继续对该岩性开展地质学、岩相学、地球化学和U-Pb年代学研究,查明斜长石中的钙长石端元比例≥90%、石榴子石属铁铝榴石(14~31)-钙铝榴石(23~47)-钙铁榴石(23~61)固溶体、绿帘石将石榴子石和斜长石两种矿物分隔而开。钙铝-钙铁榴石为均质、全消光、无成分环带、无异常光性特征,亏损轻稀土(LREEs)、富集中稀土(MREEs)、略亏损重稀土(HREEs)、具Eu的负异常,地球化学特征显示钙铝-钙铁榴石是在稳定、封闭,由一期/阶段热液流体,在W/R(水/岩)比值较低的情况下,通过扩散交代作用缓慢结晶而成,并非前人所认为的区域变质作用成因。利用钙质榴石的地球化学特征,进一步反演交代流体的物化性质为弱氧化、中性-弱碱性、富Ca^(2+)、富Cl^(-)、温度在250~500℃。通过钙铝-钙铁榴石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学工作,得到不一致曲线的上交点年龄为2529±35Ma(MSWD=1.4,n=35),作为其形成年龄,并与共生热液锆石的SIMS U-Pb年龄在误差范围内一致,推测该期流体交代作用发生于~2530Ma,与研究区内新太古代末(~2.5Ga)经历的区域性麻粒岩相-角闪岩相变质作用时代相近。综合前人工作,初步推断此次交代作用对曹庄群部分岩石Sm-Nd体系的改造程度大于近同时发生的区域变质作用。     

贵州西南部陇要钙碱性煌斑岩磷超常富集与成因初探

幔源岩浆岩是地球各圈层之间无机磷循环研究的重要对象之一。尽管已有多项研究对地球深部的磷含量进行了探讨,但对特定富磷岩浆岩的成因研究仍有待深入。本研究于贵州省西南部识别出一类钙碱性煌斑岩,该煌斑岩w(P2O5)介于3.16%～4.74%,平均4.01%,载磷矿物主要为自形-半自形磷灰石,通过与全球不同类型煌斑岩w(P2O5)对比,发现如此超常富磷的钙碱性煌斑岩在全球罕见。结合全球富磷超基性岩成因认识与陇要岩体矿物学和地球化学特征,对陇要岩体富磷的可能机制进行了初步探讨,提出富磷煌斑岩的成因除了可能受到地幔源区富磷控制之外,地幔低程度部分熔融、岩浆分离结晶作用、富Ti-P熔体的熔离作用、富磷地质体混染也可能影响煌斑岩磷的超常富集。     

贵州天柱大河边重晶石矿区F1断层构造特征及其对成矿的控制

贵州天柱大河边地区早寒武世沉积层状重晶石矿,普遍认为符合海底喷流沉积成矿的特征,但对重晶石矿层厚度分布规律及其喷流来源通道位置或控制因素等关键问题的研究较为薄弱。本文通过分析重晶石矿层厚度等值线发现,重晶石成矿与F1断层关系密切。通过地质调查、勘探剖面和物探成果等的综合分析表明,F1断层由导矿构造（Fd）和逆断层（Fn）等耦合组成,至少经历3个阶段的演化,其中早期或为基底断层,并构成重晶石矿的喷流来源通道及主要控制因素。进一步分析认为,重晶石矿应相对集中于断层两侧,沿F1断裂构造带及其两侧附近范围,是重要的成矿有利条件和找矿潜力靶区。     

贵州镇远苍蒲塘钾镁煌斑岩管发现及找矿意义

贵州镇远马坪地区钾镁煌斑岩体规模较小,以呈岩墙式岩脉、岩床式岩脉、网状岩脉侵入于寒武系石冷水组、娄山关组白云岩中。最近在马坪地区苍蒲塘地表发现钾镁煌斑岩管,进一步揭示了岩体产出形态、规模和岩体特征,证实了该区岩管的客观存在,否定了原有资料认为马坪地区岩体"根部相"的认识,该区存在隐伏钾镁煌斑岩管或岩墙的地质依据充分,因而对镇远马坪地区金刚石找矿具有重大意义。     

中国主要古陆与联合大陆的形成——综述与展望

中国主要的古老陆块有华北、华南和塔里木,这些古陆在前寒武纪有各自独立的构造演化历史．华北陆块的前寒武纪构造演化记录最复杂也最完整,从古陆核的形成、巨量陆壳的生长和克拉通化,继而经历了古元古代裂谷．岛弧．碰撞构造事件和大氧化事件,中．晚元古代的裂谷事件代表了华北克拉通的地台属性的演化史．塔里木盆地的基底包括太古宙和古元古代的变质岩系以及新元古代地层,确定有三期冰川作用造成的新元古代冰躜岩．华南古陆是由扬子和华夏克拉通在新元古代拼接而成的．扬子克拉通经历了早前寒武纪的陆壳生长,而后发生了10～9亿年的和8-6亿年的两期变质与岩浆事件,此外,新元古代的两次冰川作用可与全球雪球事件对比．华夏古陆由18亿年、10—9亿年和约8亿年的古老花岗（片麻）岩以及变质岩组成,说明广泛的古老基底存在．华夏与扬子克拉通有统一的新元古代沉积盖层表明华南大陆至少形成在约10～9亿年后,并构成Rodinia超大陆的组成部分．中央造山系的高压．超高压变质作用研究支持了上述古陆块在三叠纪全球Pangea造山作用时期拼合在一起,形成中国大陆的主体．     

矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验和理论研究

针对无黏性填土,通过模型试验和理论分析的方法研究矩形沟埋刚性涵洞顶部的垂直土压力。考虑胸腔土体的作用,建立了沟埋涵洞土压力的计算模型和计算公式,结果表明,计算值与试验值相吻合。沟槽宽度等于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈单调减小的变化规律;沟槽宽度大于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的变化规律;洞顶填土厚度等于初始等沉面高度时,土压力系数最大。槽洞宽比加大时,土压力系数、等沉面高度按双曲线规律增大,7倍洞径的沟槽宽度近似为沟埋式涵洞和上埋式涵洞的临界槽宽。填土内摩角增大时,土压力系数增大。洞顶填土厚度增大,等沉面高度减小。     

朝鲜平南盆地祥原超群的沉积时代与拉伸纪早期碳同位素负漂移

朝鲜平南盆地与东华北克拉通(中朝克拉通)中新元古代盆地的对比存在争议,准确厘定相关沉积建造的沉积时限是解决这些争议的关键。朝鲜平南盆地的地层主体为祥原超群,从下往上依次为直岘群、祠堂隅群、默川群、灭恶山群和燕滩群。直岘群是祥原超群的最下部层位,大部分由陆源碎屑岩组成。从平南盆地"北部型"和"南部型"直岘群碎屑岩中分选锆石,测得LA-ICP-MS U-Pb年龄,限定祥原超群沉积时代晚于1100Ma,并且得出所谓的"北部型"和"南部型"地层没有时代和物源差异。鉴于默川群的基性岩床时代为~900Ma,祥原超群的沉积时代为新元古代早期(1000~900Ma),燕滩群的时代可能稍晚。这说明平南盆地与华北徐淮盆地和旅大盆地等同时。祥原超群碳酸盐岩样品的δ~(13)C值数据表明,默川群时期碳同位素发生了负漂移(δ~(13)C值为-6‰~-5‰)。鉴于侵入到默川群的基性岩床的时代为~900Ma,我们认为该碳同位素(δ~(13)C值)负漂移略早于~900Ma,可能与同一时期的岩浆活动有关。     

朝鲜半岛与华北地质之对比研究:进展与问题

华北与朝鲜半岛山水相连,传统上称为中朝克拉通或中朝地块。但是中朝的地质对比研究并不深入。作者所在的研究组有幸同时与南北朝鲜半岛双方展开了合作研究达十年以上,内容涉及到前寒武纪基底、古生代沉积盆地、造山带演化、以及中生代岩浆活动。本文是对我们最新研究成果的一个简要总结,并提出一些仍未解决的或具争议的相关地质问题,希望以此能推动中朝地质和东北亚地质的研究。研究结果总结如下:(1)朝鲜半岛可划分为三个陆块,从北到南分别为狼林、京畿和岭南陆块,分别被临津江和沃川构造带分割;(2)三个陆块的前寒武纪基底虽有差别,但本文认为它们是相似的,并可与华北克拉通基底对比;(3)狼林地块的平南古生代盆地以及位于京畿陆块和岭南陆块之间的太白山古生代盆地与华北古生代盆地可对比;(4)临津江和沃川构造带的演化还有待深入研究,它们并不具有陆陆碰撞造山带的特征;(5)在京畿陆块西南部发现了含榴辉岩的三叠纪变质杂岩(洪城杂岩),其变质时代和岩石组合都可以和苏鲁造山带对比,不含超高压变质矿物。这表明苏鲁造山带东延到朝鲜半岛,并在半岛的京畿陆块西南缘登陆。但是洪城杂岩出露有限,没有穿越切割半岛的证据,因此可能沿半岛西部断裂局部分布或在半岛西缘尖灭,其空间分布需进一步研究;(6)中生代岩浆岩在朝鲜半岛广泛存在,三叠纪岩浆作用可能与印支期造山作用有关;侏罗纪和白垩纪的岩浆岩分布与华北在时代和空间分布上有所差别,晚白垩世岩浆岩在朝鲜半岛集中出露于庆尚盆地。本文还在最后一部分,提出了朝鲜半岛以及中朝对比研究中有争议的和尚需进一步研究的关键问题。