东海超高压榴辉岩中绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石集合体的电子探针成分和化学定年研究

中国大陆超深钻(CCSD)主孔从100米到3000米切穿含柯石英榴辉岩,为系统研究大陆深俯冲过程中含稀土元素副矿物提供了机会。本文报道了该钻孔榴辉岩存在发现的绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石复合颗粒。它们以同心环带结构为特征,从边部向中心依次为绿帘石、褐帘石和磷灰石;钍石既可包裹再磷灰石中,也可见于褐帘石中。电子探针分析显示,褐帘石不仅含有较高的轻稀土元素(LREE2O3=23．36wt％),而且可含有2．6wt％ThO2。根据绿帘石和褐帘石的电子探针高分辨U、Th、Pb成分计算得到绿帘石边部的形成年龄为738±88Ma,该年龄与大别-苏鲁地体榴辉岩的元古代源岩的年龄相当,因此,绿帘石可能为残留相。相反,褐帘石的年龄为220±41Ma,与大别-苏鲁超高压变质年龄相近。因此,褐帘石与磷灰石和钍石一起应该为超高压变质事件的产物。根据绿帘石、褐帘石及其共生的磷灰石和钍石的结构、成分特征和化学定年结果,我们推测绿帘石与可能已完全消耗的独居石很可能为变质副矿物组合的先驱矿物。独居石-绿帘石复合颗粒在榴辉岩相高压／超高压变质过程中反应形成磷灰石+钍石+褐帘石组合。     

硅饱和熔体-橄榄岩反应与残留橄榄石的成分解耦

以下几个基本事实使橄榄石的相容元素地球化学研究在探讨地幔组成与地幔过程方面具有重要意义:(1)大于50%的上地幔是由橄榄石组成的,因此幔源岩浆一般被认为生成于与橄榄石平衡的环境;(2)橄榄石是玄武岩中的常见矿物,是玄武质岩浆中最早结晶的矿物,因此最有可能记录原始岩浆的相容元素地球化学特征;(3)橄榄石几乎不含不相容元素,但相容元素(Ni、Mn、Co、Ca、Al、Cr)含量较高,一般在100×10-6～5000×10-6之间,分析条件容易满足;(4)原始岩浆的不相容元素含量容易受到部分熔融程度的影响,而相容元素的含量主要受源区岩性(橄榄石、辉石的含量)的控制.     

玉龙斑岩铜矿含矿与非含矿斑岩元素和同位素地球化学对比研究

地质地球化学对比研究表明,玉龙含矿与非含矿斑岩是由岩石圈地幔中交代成因的金云母-石榴石单斜辉石岩脉发生不同程度部分熔融而形成的。含矿斑岩是最早阶段熔融体,主要是由交代成因脉中副矿物（如磷灰石和碳酸盐矿物等）和含水矿物金云母发生部分熔融而形成的,因而富含F、Cl和水等挥发份,加上该阶段岩浆具有高氧化性特征,从而富含Cu等成矿元素;非含矿斑岩是交代成因脉相对较高熔融程度的产物,单斜辉石和石榴石介入了熔融作用,岩浆熔体相对贫乏F、Cl和水等挥发份,加上该阶段岩浆具有较低的fo2,从而不利于成矿。斑岩体全岩的F和Cl含量（含矿斑岩F〉1200PPm．Cl〉150ppm;非含矿斑岩F〈1200ppm,Cl〈150ppm）、K2O／Na2O（含矿斑岩〉1．2,非含矿斑岩〈1．2）和Sm／Yb（含矿斑岩〉6．5,非含矿斑岩〈6、5）比值以及黑云母中的Fe^3＋／Fe^2＋比值（含矿斑岩〉0．7,非含矿斑岩〈0．7）是区分含矿与非含矿斑岩的重要地球化学参数。含矿斑岩与非含矿斑岩具有非常相似的Sr-Nd-Pb同位素组成,表明含矿与非含矿斑岩具有相同的源区。     

雪宝顶绿柱石-白钨矿脉状矿床富挥发分成矿流体特征及其示踪与测年

研究发现四川雪宝顶绿柱石-白钨矿脉状矿床矿物包裹体存在多个流体相, 经单包体激光拉曼光谱测试表明, 除固相子晶外, 流体相自中心向外依次是气相CO₂、液相CO₂、贫水CO₂液相和盐水溶液相. 通过对流体包裹体成分、C, O和稀有气体He, Ar同位素示踪与测年研究, 认为该矿床富含挥发组分的成矿流体主要来源于岩浆期后热液, 成矿元素富集受控于深成碱性岩浆活动与地壳物质混合作用.     

冲绳海槽玄武岩中中酸性残余熔体研究及其岩石学意义

与洋壳有关的酸性岩由于对了解幔源岩浆的演化以及判别古老蛇绿岩套及其构造位置的重要意义而倍受岩石学家和构造地质学家的关注。本对发现于冲绳海槽玄武岩基质中的中酸性到酸性残余熔体进行了详细研究，它们提供了幔源玄武岩浆结晶分异形成酸性岩浆的直接证据。在细小的基质矿物间分布有一种玻璃质的残余熔体，其成分随距冷凝边距离(L)的增加而越来越酸性。在SiO2对Na2O K2O图解上，残余熔体的投影点从玄武岩到英安岩均有分布，反映了一个连续的演化系列。在AFM图解上，残余熔体表现出与Thingmuli火山岩系列类似的拉斑玄武岩系列的演化趋势。我们的研究表明：残余熔体的演化受结晶分异作用控制。在早期结晶阶段，辉石的结晶起主导作用，结果造成残余熔体中SiO2、Al2O3，Na2O的迅速增加，FeO、MgO、CaO迅速降低。在晚期结晶阶段，斜长石成为主导结晶相，导致残余熔体中Al2O3，Na2O的迅速消减。Al2O3、Na2O从增加到降低的转变出现在SiO2=62％左右。在L=27．5mm处，85～90％的基质岩浆已发生了结晶作用，导致残余熔体中SiO2含量达到69～70％，而且此处还新出现了一种富FeTi的氧化物。该玄武岩中残余熔体和基质矿物的成分及演化特征分别与Thingmuli火山岩系列中酸性端元的组成相似，在也佐证了Thingmuli火山岩系列是幔源岩浆结晶分异的产物.     

湘南铜山岭矽卡岩铜铅锌矿床矿物组合分带特征及温压条件研究

湘南铜山岭矽卡岩铜铅锌矿床产于铜山岭岩体北东缘隐伏接触带及其外围地层中,在成因上与铜山岭花岗闪长斑岩密切相关。铜山岭铜铅锌矿床具有独特的成矿分带,从岩体向外依次发育近端内矽卡岩、近端外矽卡岩、硫化物-石英脉和远端矽卡岩矿体。根据穿切关系、交代结构和矿物组合等地质特征可以把铜山岭铜铅锌矿床划分为4个矿化蚀变阶段,从早到晚依次为进变质矽卡岩、退变质矽卡岩、石英-硫化物和碳酸盐阶段,其中石英-硫化物阶段为主成矿阶段。闪锌矿成分压力计研究表明,近端内矽卡岩型团块状硫化物矿石中闪锌矿的形成压力为(3.1±1.0)×108Pa,对应的成矿深度为6～12 km,相当于中—上地壳水平,说明铜山岭铜铅锌矿床形成于较大深度。近端内矽卡岩、近端外矽卡岩和远端矽卡岩中都存在两阶段绿泥石。绿泥石成分温度计研究表明,3类矽卡岩中退变质矽卡岩阶段绿泥石的形成温度分别为345～388℃、296～376℃和296～338℃,代表各类矽卡岩形成温度的下限;石英-硫化物阶段绿泥石的形成温度分别为270～318℃、209～238℃和200～223℃,代表各类矽卡岩矿体的成矿温度。3类矽卡岩的绿泥石温度表现出逐步降低的趋势,指...     

粤北笋洞花岗岩的形成时代、地球化学特征与成因

笋洞花岗岩体是粤北贵东复式花岗岩体的一个重要组成部分。锆石U-Pb年龄为189.1±0.7Ma,是燕山早期岩浆活动产物。该岩体的主要元素显示富硅、富碱、强过铝质和低 CaO/Na_2O比值等特征;微量元素方面,富集Rb,Th,U,Ce,Sm,Y,亏损 Ba,Sr,P,Ti;LREE轻微富集(LREE/HREE=6.6～8.8,(La/Yb)_N=6.44～10.74),Eu亏损明显(δEu=0.14～0.31);它具有低的ε_(Nd)(t)(-11.4～-9.3),高的δ~(18)O(10.2～12.7‰)、(~(87)Sr/~(86)Sr);(0.72949～0.74923)、~(206)Pb/~(204)Pb(18.180～18.488)、~(207)Pb/~(204)Pb(15.655～15.661)和古老的Nd模式年龄(1762～1933Ma)。上述这些特征表明,笋洞岩体属于典型的壳源型花岗岩,是在地壳伸展-减薄的构造背景下,通过以泥质成分为主的古-中元古代变质沉积岩部分熔融的方式形成。     

九瑞矿集区燕山期构造-岩浆作用及其与铜金多金属成矿关系研究

九瑞地区是长江中下游成矿带中最重要的铜金多金属矿集区,成矿作用可分为海西期喷流沉积期及燕山期岩浆热液期,其中燕山期的构造-岩浆热事件对成矿至关重要。本文在详细的野外矿田构造-地层-岩浆岩调查与分析及室内成岩成矿机理研究基础上,对九瑞矿集区构造系统、岩浆系统和成矿系统进行了综合研究。梳理厘定出该区主要控岩成矿断裂构造为NEE（近EW）向脆韧性走向叠掩逆冲断裂带和SN（近SN）向张扭性横向破碎断裂带。两组断裂形成“井”字形的构造格架,制约着该区的岩浆岩分布并与成矿密切相关。区内岩浆岩种类繁多,与成矿有关的主要是花岗闪长斑岩和石英闪长玢岩。两类岩体侵位的时期都集中在燕山早中期（138~148Ma）。其产状一般为岩株、岩锥、岩枝和岩墙等。岩枝、岩墙多沿NEE向逆冲断层带,尤其是沿其特有的“Y”字形断裂分布。而与成矿关系最为密切的岩株、岩锥则都侵位于NEE向和SN向断裂的交汇处。本文特别强调前人关注不够的SN（近SN）向张裂带及其控岩成矿作用。在本区确定的4组SN向张扭性带中,其中第2组宋家湾-严家村一线同NEE断裂带的几处交汇处是值得进一步详查的预测区。九瑞矿集区矿床成因类型主要包括矽卡岩型、斑岩型（包括隐爆角砾岩型）、沉积-热液叠加改造型和热液脉型等。在不同矿区,各种不同成因类型的矿床可以叠加复合为不同的矿床式,如①武山式（沉积-热液叠加改造型+矽卡岩型矿化）;②丰山洞式（矽卡岩型+隐爆角砾岩型矿化）;③城门山式（斑岩型+矽卡岩型+沉积-热液叠加改造型矿化）;④洋鸡山式（隐爆角砾岩型+斑岩型矿化）。     

华南与花岗岩有关的一种新类型的锡成矿作用：矿物化学、元素和同位素地球化学证据

华南是我国最重要的锡成矿省,产有大量的与花岗岩有关的大型-超大型锡多金属矿床。近年来,在湘南新探明一个超大型锡矿床-芙蓉锡矿床,其中,最重要的锡矿化产在骑田岭花岗岩体西南部的破碎蚀变带内,与绿泥石化密切相关。骑田岭花岗岩富含角闪石,具有较高的氧逸度,显示出准铝的地球化学特征,在花岗岩形成过程中发生过壳-幔岩浆混舍作用。这些特点都表明骑田岭花岗岩并不同于一般的S型含锡花岗岩,而显示出A型花岗岩的地球化学特征。同位素定年分析表明,芙蓉锡矿床主成矿阶段的形成时代要晚于骑田岭花岗岩侵位年龄近20Ma。氢、氧同位素分析表明,发生过水-岩反应的大气降水在成矿流体中占有很重要的地位。硫同位素分析表明花岗岩和地层都提供了成矿所需的硫。因此,用花岗岩浆结晶分异过程中分离出富锡的岩浆流体来形成锡矿的传统模式并不适合于解释芙蓉锡矿的形成。我们认为芙蓉锡矿的形成主要与骑田岭花岗岩的绿泥石化蚀变有关,循环的大气降水与花岗岩发生水-岩反应,富锡的铁镁矿物在蚀变成绿泥石的同时释放出Sn和Ti等金属到流体中,当物理化学条件改变时,沉淀形成锡矿体。这是一种比较独特的锡矿化模式,丰富了华南与花岗岩有关的锡矿化类型。     

微生物成矿

微生物对生命元素如碳、氮、硫、氧和金属离子的代谢作用能显著的改变微生物周边的外部环境和其内部环境。在一系列的生物地球化学过程中,微生物参与了矿产的沉积(生物成矿)或参与了矿石和岩石的溶解(生物风化)。生物成矿作用有两个途径：一个叫生物诱导成矿,通过这个过程,微生物分泌出代谢产物导致了之后的矿物颗粒的沉积;另一个叫生物控制成矿,在这个过程中,微生物在控制矿物成核和生长上起到了显著作用。微生物成因的矿物总体来说颗粒都很小和／或有着独特的同位素特征。最普遍的生物成因矿物有碳酸盐、硫化物和铁的氧化物。细胞表面和其分泌的胞外聚合物的结构可以为离子的浓缩、聚合和矿化提供模板,并起到重要作用。地球材料的仿生合成帮助我们了解了在人工条件下的生物成矿机制。此外,在地质环境中生物成因的矿物还可以作为一种生物信号,用来重建地球和其他行星的起源和演化。