青藏高原南部与东南部重要成矿带的大地构造定格与找矿前景

印度/亚洲汇聚-碰撞过程经历了新特提斯洋盆滋生、消减和俯冲、亚洲南缘增生造山以及印度/亚洲碰撞造山和青藏高原的隆升,在青藏高原南部和东南部造就了"冈底斯火山岩浆带"、"雅鲁藏布江缝合带"、"喜马拉雅碰撞造山带"和大量物质向南东逃逸的"三江侧向挤出地体群",以及相应形成具有重大找矿突破战略前景的"冈底斯成矿带"、"雅鲁藏布江成矿带"、"特提斯喜马拉雅成矿带"和"三江成矿带"。本文通过对四大成矿带的大地构造定格讨论了与资源前景相关的科学问题,提出"冈底斯成矿带"中的岛弧型斑岩铜金矿具有找矿的重大潜力、重视藏东—滇西地区的俯冲-碰撞型岩浆成矿专属性研究;提出扩大西藏罗布莎铬铁矿矿集区的开发规模,以及在西部阿里地区的大型超基性岩体中寻找新的铬铁矿远景地的思路;在三江多阶段成矿作用的叠合型矿床中,集中古特提斯和新特提斯成矿类型,关注与斜向碰撞有关的走滑剪切带对成矿作用的制约机制;需进一步确定特提斯喜马拉雅矿化带与藏南拆离系关系和重视始—中新世高Sr/Y花岗(斑)岩的成矿专属性及找矿前景。     

苏鲁超高压变质带岗上石榴石橄榄岩岩体：中国大陆科学钻探卫星孔（CCSD-PP3钻孔）初步研究

大陆科学钻探在江苏岗上超镁铁岩体上打了一个卫星孔(CCSD-PP3),孔深705m,穿透428m厚超镁铁岩体,其下主要为不同类型片麻岩及少量榴辉岩。该岩体产在苏鲁超高压变质带中,面积1370×700m,上覆约10m厚第四纪盖层。岩心柱可以粗分为4段,370m上部超镁铁岩,50m片麻岩夹榴辉岩,60m下部超镁铁岩,225m片麻岩类。榴辉岩夹在片麻岩中,片麻岩有正、副之分。榴辉岩石榴石中发现柯石英假象,表明岩石经历超高压变质作用。超镁铁岩主要岩性为纯橄岩和含石榴石纯橄岩,含石榴石纯橄岩出现3层,总厚度仅90m,与不舍石榴石的纯橄岩无截然界线。岩相学研究观测到石榴石中保留橄榄石、单斜辉石和尖晶石等超高压变质之前的矿物组合,以及退变质矿物替代石榴石的现象。岩石化学成分总体变化小,SiO242.17-44.79,平均43.78;MgO46.35-48.98,平均47.42,Mg#值(=Mg/(Mg Fe)×100)为91.89-92.75,平均92.4,属于高Mg型;Al2O3和CaO丰度低,分别为0.66-0.27,平均0.43,和0,01-0.35,平均0.13;REE总量较原始地幔亏损,但LREE相对HREE富集。结合矿物组合特征,说明这套岩石属亏损型,但可能经历了流体热液的改造;纯橄岩和含石榴石纯橄岩成分的一致型,说明后者是前者经变质改造形成。SHRIMPU-Pb定年测得含石榴石纯榄岩中锆石存在两组年龄,超高压变质阶段新形成的锆石时代为240±2.7Ma,核部残留岩浆锆石给出726±56Mao前者与区域上超高压变质年龄十分吻合,后者与大别-苏鲁区域上新元古代大规模花岗质岩浆侵位时代。岗上超镁铁岩体可能记录了早期侵位到地壳,在陆陆俯冲碰撞阶段被俯冲岩片带入到柯石英形成深度,以及随岩片折返到地表的整个历史。     

柴达木北缘超高压变质带中的岛弧火山岩

青藏高原北部柴北缘发育一套与超高压变质带并行的早古生代岛弧火山岩带,岛弧火山岩以玄武岩类为主,包括一些中酸性岩类,岩石以普遍遭受绿片岩相蚀变为特征,区别于该地区普遍遭受角闪岩相区域变质的元古代的基性火山岩。该早古生代的岛孤火山岩显示三组地球化学特征:①VTG-Ⅰ,岛弧拉斑玄武岩(IAT);②VTG-Ⅱ,高Al次钙碱性-碱性过渡型玄武岩;③VTG-Ⅲ,较N-MORB更亏损的拉斑玄武岩(异常MORB)。研究认为前两组火山岩是成熟岛弧两个发育阶段的特征性产物:洋壳俯冲到陆壳的初用,由俯冲洋壳和地幔楔的部分熔融形成岛弧拉斑玄武岩(IAT),随着俯冲板块的速度加快和岛弧周围地壳的加厚,则形成钙碱性玄武岩(CA)、高Al玄武岩。第三组火山岩形成于弧间盆地,由亏损的地幔楔高度部分熔融形成比N-MORB亏损的的火山岩(异常MORB)。岛弧火山岩的锆石LA-ICP-MS法U-Pb年龄为514.2±8.5 Ma,说明柴北缘在早古生代发生过洋壳向陆壳的俯冲作用。鉴于该地区代表陆-陆俯冲作用的柴北缘超高压变质岩石也是形成于早古生代(494Ma),认为陆-陆俯冲作用发生在洋-陆俯冲作用之后,二者时间和空间相伴随。     

特提斯洋对流上地幔Os同位素组成估算的新方法及初步运用

对流上地幔Os同位素组成的准确估算是运用Re-Os同位素体系探讨地幔演化的基础。前人研究主要是以地幔橄榄岩为研究对象,由于地幔橄榄岩Os同位素存在明显的不均一性,因而直接影响估算值的准确性。对流上地幔中包含的不同亏损程度的难熔组分在部分熔融过程中难以熔融,对形成的熔体相的Os同位素组成贡献很少或者没有。因此,与对流上地幔具有相同的Os同位素组成初始值的早期分离结晶岩石(如堆晶岩),结合堆晶岩中锆石的准确定年,可以用来估算对流上地幔Os同位素组成。本文根据这一方法测试了那曲地区弧后盆地堆晶岩的Os同位素组成和锆石U-Pb年龄,推测那曲地区新特提斯洋对流上地幔Os同位素组成为碳质球粒陨石型的。根据这一模型,对比了罗布莎和东巧铬铁矿岩、含矿围岩以及不含矿围岩的Os同位素特征,揭示出矿石及围岩均具有古老大陆岩石圈地幔信息,而不含矿围岩(泽当岩体)的Os同位素组成为碳质球粒陨石型的,无古老大陆岩石圈地幔信息。     

论大陆岩石圈内的垂直转换断层

近些年来,地震测深和重力测量方法揭示出大陆岩石圈内存在一组穿透地壳并延深到上地幔的高角度断裂,经厘定,被命名为垂直转换断层(vertical trans-form fault)。原只认为它们存在于高亚洲,包括青藏高原。本文表明其也出现于低亚洲西伯利亚平原。大陆岩石圈内是否普遍存在垂直转换断层以及它们在大陆岩石圈动力学研究中的意义,是今后构造地质学研究的方向之一。      

西藏雅鲁藏布江缝合带中段日喀则地幔橄榄岩中发现金刚石等异常矿物

本文报道了雅鲁藏布江缝合带中段日喀则蛇绿岩地幔橄榄岩中发现与该带东西段蛇绿岩岩体中相似的金刚石和特殊地幔矿物群。日喀则地幔橄榄岩体以方辉橄榄岩为主,含少量二辉橄榄岩和纯橄岩,辉石岩和辉长岩呈脉状产在方辉橄榄岩中。通过重砂分选实验,在465kg的方辉橄榄岩大样中发现了30余种特殊矿物群,包括金刚石、自然金、自然铬、自然铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物类;方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、刚玉、铬尖晶石、金红石、锡石、黑钨矿等氧化物类;镍黄铁矿、方铅矿、辉钼矿、辉锑矿、闪锌矿、毒砂等硫化物类;Ag-Au等合金矿物类;橄榄石、辉石、锆石等硅酸盐岩类;白钨矿等钨酸盐岩类;萤石等氟化物类。金刚石和自然金、自然铬、自然铜连同碳硅石的发现表明岩体存在强还原环境,这套特殊矿物组合指示日喀则地幔橄榄岩可能与雅鲁藏布缝合带其他蛇绿岩一样,经历了深地幔演化过程。     

新疆萨尔托海高铝铬铁矿中异常矿物群的发现及意义

在萨尔托海高铝型铬铁矿中发现20余种矿物,包括金刚石、单质铬、自然铁和单质硅等自然元素类;碳化物碳硅石;铁镍、铁镍铬合金等金属合金;方铁矿、金红石、赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿、石英和铬尖晶石等氧化物类;方铅矿、闪锌矿、针镍矿、赫硫镍矿和毒砂等硫化物类;镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、锆石和长石等硅酸岩类。这些超高压、强还原性和壳源矿物与俄罗斯极地乌拉尔以及西藏罗布莎铬铁矿可以对比,暗示萨尔托海高铝铬铁矿和高铬铬铁矿一样,可能存在深部地幔成矿阶段。深部地幔矿物以及浅部壳源矿物的发现,暗示萨尔托海铬铁矿的形成可能经历了深部地幔预富集和浅部再造富集成矿两个阶段。     

(Fe4Cr4Ni)9 C4的晶体结构

(Fe, Cr, Ni)₉C₄是一种(Fe, Cr, Ni)与C化合而成的金属碳化物矿物, 产于西藏罗布莎蛇绿岩块铬铁矿床中. 经晶体结构测定确定其晶体化学式为: (Fe_4.12Cr_3.84Ni_0.96)_8.92C_3.70, 简化的化学分子式为(Fe₄Cr₄Ni)₉C₄. 该矿物属六方晶系, 空间群为P6₃ m c, Z = 6, 计算比重D_x = 7.089 g/cm³. Fe, Cr, Ni各有其不同的晶体化学位置, 配位数近似于12, 形成带折皱的堆积层与平的堆积层的互层结构. 部分金属原子具有缺位结构. Fe, Cr, Ni原子间的键长为0.2525~0.2666 nm, C与Fe, Cr, Ni 原子之间的距离为0.1893~0.2169 nm. C的配位数为6, 充填于Fe, Cr, Ni金属原子间构成三方柱配位多面体. 该配位多面体以共角顶或共棱方式相互连接构成了一种新型的金属碳化物结构.     

柴达木盆地北缘西端冷湖花岗岩

冷湖花岗岩体由花岗闪长岩和二长花岗岩组成，岩体中发育较多的辉绿岩墙和花岗闪长斑岩岩墙。岩石的常量、稀土、微量元素地球化学研究表明花岗岩类和脉岩类为同源岩浆分异演化而成，Rb-Sr、Sm-Nd同位素特征反映其源岩来自地幔。地球化学判别图解得出，冷湖花岗岩类属I型花岗岩，早期的花岗闪长岩形成于岛弧环境，与柴达木板块、南祁连板块的碰撞有关；晚期的二长花岗岩形成于板块碰撞隆起环境，与阿尔金大型走滑断裂的活动有关。