西秦岭新生代高钾质玄武岩流体组成及其地幔动力学意义

西秦岭新生代高钾质玄武岩是认识大陆碰撞俯冲体制下地幔流体组成及深部动力学的岩石探针。本文采用分步加热质谱法测定了西秦岭高钾质玄武岩中斑晶及基质的流体化学组成和碳同位素组成,结果表明流体组分在200~400℃、400~800℃和800~1200℃阶段性释出,以H₂O为主,其次为CO₂和SO₂,并含有相对较高的He含量。从橄榄石斑晶到斜长石斑晶和基质H₂O和CO₂逐步升高。橄榄石斑晶流体挥发份主要释气峰温度(900~1200℃)明显高于中国东部地幔捕虏体及其它地区超镁铁质岩体中的橄榄石,流体组份以SO₂和CO₂等氧化性组份为主,其CO₂的δ¹³C值(-26.21‰~-20.85‰,平均-23.32‰)和CH₄的δ¹³C值(-42.35‰~-38.17‰,平均-40.03‰)低于基质的δ¹³C_CO2值(-16.43‰~-11.67‰,平均-13.22‰)和δ¹³C_CH4值(-44.22‰~-34.03‰,平均-39.70‰)。基质中CO₂和CH₄碳同位素组成具有机质热裂解特征。原始岩浆的流体挥发份主要为SO₂、N₂和CO₂,可能起源于较深的混杂地幔源区、演化于高f_O2的环境。流体挥发份化学和同位素组成表明高钾质玄武岩浆挥发份中存在地幔和地壳来源组分,幔源岩浆上升演化过程中可能加入了大量的H₂O和CO₂等,可能存在碳酸岩岩浆的混合或岩浆穿透区域碳酸盐地层的混染;其中的再循环壳源组分可能为古特提斯洋闭合俯冲或其后华北克拉通与扬子克拉通碰撞相关的再循环壳源沉积物脱出的流体组分。     

孔隙压力作用下煤岩破裂及声发射特性的数值模拟

运用嵌入孔隙压力的岩石破裂过程分析RFPA2D系统,对孔隙压力作用下煤岩的变形强度特性进行了数值试验研究。数值试验结果表明,在孔隙压力一定时,随着围压的增加,煤岩的杨氏模量、抗压强度都随之增高;而当围压一定时,随着孔隙压力的增加,煤岩的杨氏模量、抗压强度则稍有降低,而且峰值强度后的应力-应变曲线有呈现脆性的趋势。此外数值模拟还研究了不同围压及孔隙压力作用下煤岩的声发射特性     

青龙山超高压变质榴辉岩绿帘石化学成分与流体包裹体特征

青龙山超高压变质榴辉岩中的绿帘石经历了四个演化阶段：早期绿帘角闪岩相进变质阶段形成的绿帘石，其化学成分以含铁高为特征，Fe2O3为14．796～17．84％，XFe=0．413～0．486，而CaO和Al2O3含量较低；柯石英榴辉岩相变质阶段和石英榴辉岩相变质阶段形成的绿帘石，其化学成分呈现连续变化，核部相对富Fe2O3，为11．933～12．993％，XFe=0．322-0．358，而CaO和Al2O3含量低，主要形成于柯石英榴辉岩相变质阶段；边部Fe2O3的含量低，为9．628-10．138％，XFe=0．275～0．286，而CaO和Al2O3的含量高，主要形成于石英榴辉岩相退变质阶段；晚期退变质角闪岩相阶段形成的绿帘石，其化学成分与绿帘角闪岩相变质阶段相似，也以富含Fe2O3为特征，XFe=0．433。绿帘石化学成分的变化反映了苏鲁超高压变质带快速俯冲快速折返的过程。绿帘石中存在三种不同盐度的含Mg^2＋、Fe^2＋等金属阳离子的NaCl水溶液包裹体，高盐度（22．5wt％NaCl至略大于23．2wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于柯石英榴辉岩相变质阶段，中高盐度（12．6-16．0wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于石英榴辉岩相变质阶段，而中等盐度（6．4-11．7wt％NaCl）的溶液包裹体形成于角闪岩相退变质阶段。绿帘石中流体包裹体的研究证实超高压变质作用及后期的折返过程中并不存在大规模的流体作用，变质流体的活动限于矿物晶体颗粒范围。     

金川镍铜铂硫化物矿床矿石成因——来自铂族元素地球化学的证据

对金川镍铜铂硫化物矿床Ⅰ、Ⅱ矿区主矿体典型钻孔中的不同类型矿石进行了系统观察和铂族元素分布特征研究。金川矿床中星点状矿石、网状矿石、块状矿石PGE 总量依次降低,由西至东24 号、1 号、2 号矿体的PGE 总量亦具渐次降低趋势。形成块状矿石的硫化物熔体PGE 分异作用较星点状和网状矿石更充分; 块状矿石铂族元素分布特征显示其受晚期硫化物熔体分离结晶和单硫化物固溶体( MSS) 分离作用控制。研究结果表明: 星点状矿石是岩浆分离结晶过程中较快速度冷凝和就地硫化物熔离的结果; 而网状矿石可能是硫化物熔体经深部熔离但未经充分的硫化物分离结晶作用贯入的产物; 块状矿石成因定量模拟结果排除了R 因子控制作用,不同矿体中块状矿石由不同程度的单硫化物固溶体( MSS) 分离结晶所形成。     

东天山图拉尔根大型铜镍矿区两个镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义

图拉尔根铜镍矿位于新疆黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,其发现和探明是近年来该区带找矿的重大突破。矿区内分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个小岩体,其中Ⅰ号岩体含矿性最佳,勘查程度也最高。Ⅰ号杂岩体为一同构造基性-超基性杂岩体,具有典型的环带状岩相分带结构。图拉尔根Ⅰ号岩体的辉长岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb精确定年结果为300.5±3.2Ma,而Ⅱ号岩体锆石SIMS U-Pb精确定年结果为357.5±2.5Ma,明显早于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体成岩时代为晚石炭世-早二叠世,与东天山地区大多数镁铁-超镁铁岩体的形成时代相近,而Ⅱ号岩体时代为早石炭世,表明二者不是同期岩浆活动的产物,其形成背景与东天山早二叠世大规模成矿期的碰撞后伸展背景形成的基性-超基性侵入岩体不同。稀土元素及微量元素分析表明,两个岩体的轻重稀土分异明显,都为向右倾的轻稀土富集型配分模式,具负的Nb、Ta异常。但Ⅱ号岩体的斜率高于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体富集大离子亲石元素Rb,Th轻微亏损,高场强元素Zr、Hf呈正异常,而Ⅱ号岩体明显亏损Rb,富集Ba,同时有Sr的正异常和Zr、Hf的明显负异常。Ⅰ号岩体微量元素具有Nb、Ta相对于Th、La亏损,Ba、Th、U含量高的特点,表现出地壳物质混染的特征。Ⅱ、Ⅲ号岩体目前所见均以辉长岩为主体岩石类型,含矿性较差。Ⅱ号岩体和Ⅰ号岩体微量元素富集特征不一致,也显示这两个岩体的母岩浆性质可能不尽相同,但两个岩体的微量元素特征都显示出遭受了一定程度的地壳混染,这对成矿是有利的。由于Ⅱ、Ⅲ号岩体发育有高磁、高重力和低阻异常,我们尚不能排除其深部产出矿化的可能性,有必要开展进一步的勘查评价。图拉尔根两个镁铁-超镁铁岩体的最新定年结果,将东天山地区与铜镍硫化物矿床相伴的镁铁-超镁铁质岩浆活动时限提前了10Ma,为在该区进一步找矿提供了年代学依据。     

滇西北铜厂沟Mo-Cu矿床岩体年代学、地球化学及其地质意义

铜厂沟大型斑岩型Mo-Cu多金属矿床位于扬子西缘义敦岛弧带南端,钼矿化与花岗闪长斑岩紧密相关。花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为84.57±0.29Ma(MSWD=0.73),侵位于晚白垩世。岩石的Si O2为63.03%~69.60%,Na2O+K2O为6.97%~9.11%,具高钾钙碱性和准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.88~1.05)特征。岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、Pb等),相对亏损重稀土元素和高场强元素(Ti、Nb、P等),并且具有较高的Sr/Y和La/Yb比值,及较低的Y、Yb及Mg O含量。这些地球化学特征表明铜厂沟花岗闪长斑岩具有埃达克质岩石的特征,可能起源于加厚下地壳岩石的部分重熔。地球化学投图显示,铜厂沟岩体呈现出晚碰撞-碰撞后花岗岩特征,指示着岩体可能形成于陆内碰撞造山后由挤压转换为伸展构造环境;岩浆上侵过程中含矿热液沿构造发育部位运移,在酸性岩体内形成细脉浸染状钼(铜钨)矿化,在构造破碎带、层间滑动带和玄武岩与碳酸盐岩接触带交代形成矽卡岩型Cu、Pb、Zn多金属矿体和热液脉型Pb、Zn、Ag多金属矿体,构成钼(铜钨)→铜钼→铁铜金→铅锌的成矿元素分带和斑岩成矿系统。     

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和 Hf同位素组成

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低( ∑REE =83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba).锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～- 11.23).锆石的Hf同位素模式年龄(2.96 ～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来.对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同.锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联.小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分.     

西藏冈底斯-念靑唐古拉成矿带典型矿床硫化物Pb同位素特征——对成矿元素组合分带性的指示

冈底斯-念青唐古拉成矿带矿床成矿元素组合由南向北存在着Cu-Au、Cu-Mo向Pb-Zn-Cu-Fe、Pb-Zn过渡的变化规律,但引起该变化规律的原因目前少研究。本文通过对成矿带典型矿床Pb同位素特征较为系统的总结,并结合成矿年代学和区域构造演化研究成果,从成矿物质来源的角度对该分带性进行了初步探讨。研究表明成矿带由南到北成矿物质来源存在着差异:最南端Cu-Au矿床Pb同位素组成具幔源特征(207Pb/204Pb和208Pb/204Pb平均值分别为15.490和38.016),反映成矿物质来自于俯冲过程中的交代地幔楔;最北端的Pb-Zn矿床Pb同位素组成与念青唐古拉群基底片麻岩相近(207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别变化于15.641～15.738和38.976～39.362),反映成矿物质来自于基底片麻岩。Pb-Zn-Cu-Fe矿床Pb同位素组成介于幔源Pb和上地壳Pb之间,且具混合线特征,反映了同碰撞期成矿物质同时从俯冲板片和念青唐古拉基底片麻岩活化的混源模式;而Cu-Mo矿床不具混合线特征的造山带Pb同位素组成,反映了成矿物质来源于俯冲阶段楔形地幔部分熔融并底侵到地壳底部与地壳发生物质交换后所形成的新生下地壳源区。甲马Cu多金属矿床Pb同位素组成具幔源和造山带两个端元,推测除新生下地壳源区提供成矿物质外,叶巴组火山岩也提供了部分成矿物质。由南向北成矿物质来源的差异很大程度上与板片俯冲的"距离效应"有关,正是由于成矿物质来源的差异导致成矿带成矿元素分带性的形成。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

西藏班-怒结合带尕尔穷铜金矿床矽卡岩 矿物学特征及其地质意义

尕尔穷铜金矿床位于西藏班公湖-怒江成矿带西段,是该带上近年来取得重大勘查突破的矽卡岩(斑岩)型铜金矿床.矿区产出的矽卡岩为典型的钙质矽卡岩,其矽卡岩矿物主要由石榴子石、辉石、硅灰石、绿帘石、绿泥石、符山石、矽线石等组成.电子探针分析结果表明,矿区石榴子石主要为钙铁榴石和钙铝榴石,辉石主要为透辉石,绿泥石可见铁绿泥石及铁镁绿泥石两种.石榴子石成分剖面显示其矿物组分随着石榴子石环带的变化而变化,表明矿区矽卡岩不是在一个完全封闭的平衡条件下形成的,指示矿床形成过程中热液流体具有多期多阶段性.尕尔穷矿区矽卡岩具有良好的分带性,表现为从靠近岩体的深部到靠近围岩的浅部具有石榴子石-透辉石相→透辉石-硅灰石相→硅灰石-绿帘石绿泥石相的分带特征,并伴随一定的矿化组合.典型矽卡岩矿物端员组分的识别及其Fe2+/Fe3+的比值计算结果表明,尕尔穷矿床形成于相对氧化环境.辉石组分中Mn/Fe比值的特征表明尕尔穷矿区具有一定的寻找钼矿的潜力.