泥石流屈服应力测试的塌落度法

屈服应力是泥石流的关键流变参数,但目前该参数的获取主要依赖常规的流变仪,无法对含有粗大颗粒的泥石流进行测试。针对此问题,引入塌落度-屈服应力理论,采用直径和高度均为10.8 cm的圆柱塌落度桶对“2010.8.18”怒江东月各泥石流堆积物原样中上限粒径为2 mm和2 cm的部分进行了塌落度-屈服应力测试研究,两种上限粒径重构泥石流屈服应力的测试结果分别采用桨叶法（桨式流变仪）和斜面法（斜面流变仪）进行校验。实验结果表明:对于上限粒径为2 mm的泥石流,塌落度法与桨叶法测试结果基本相同,相对误差为1.47%~17.5%,平均相对误差为7.37%;对于上限粒径为2 cm的泥石流,塌落度法测试结果平均略大于斜面法,相对误差为12.27%~19.07%,平均相对误差为16.89%;理论分析表明,该圆柱形塌落度法适用于碎屑上限粒径为42 mm、塌落度不小于10.8 mm的泥石流。塌落度法不仅可以大幅度提高测试对象的上限粒径,而且测试精度较高,尤其适合于泥石流屈服应力的现场测试。     

东非宝石级铬钒钙铝榴石(察沃石)矿床成因模式探讨

东非的肯尼亚_坦桑尼亚的宝石级铬钒钙铝榴石(又称察沃石),均产于新元古代莫桑比克变质带的钙质硅酸盐石墨片麻岩中,形成于泛非造山运动(650~500 Ma)过程中。察沃石原生矿床主要为区域变质矿床(或变成矿床),其次为接触交代(矽卡岩)矿床,而次生矿床为沉积砂矿床。在察沃石形成必须具备的5个控制因素:地层、岩性、有用的致色离子、高级变质作用和构造中,地层(特别是石墨片麻岩地层)和岩性(特别是蒸发岩)是含察沃石结核形成的关键控矿因素,而构造(特别是大地构造作用)则是矿化石英脉形成的关键控矿因素。Feneyrol等(2013)将察沃石矿床划分为3个类型8个亚型:Ⅰ型_结核(包括:NI亚型,由初始硬石膏_石膏凝结而成;NII亚型,由初始重晶石凝结而成)、Ⅱ型_石英脉(包括:ⅡA亚型,位于转折端;ⅡB亚型,位于鞍部;ⅡC亚型,位于交代区)和Ⅲ型_砂矿(包括:ⅢA亚型,残积砂矿;ⅢB亚型,坡积砂矿;ⅢC亚型,冲积砂矿)。东非察沃石矿床的成因过程可以概括为4期:1变质原岩沉积期(900~700 Ma),在"莫桑比克洋"的海岸萨布哈环境中,形成了由蒸发岩矿物和有机质构成的变质沉积岩的原岩;2区域变质变形成矿期(700~500 Ma),为主成矿期,这些沉积岩发生了角闪岩相或麻粒岩相变质作用,伴随着变质沉积地台发生韧性剪切作用,形成了多相变质热液成矿系统,主要发育结核状和石英脉状两种矿化作用;3接触交代(矽卡岩)成矿期(500~450 Ma),东非造山运动晚期有超镁铁质岩浆侵入,辉石岩与碳酸盐类围岩接触带发生矽卡岩矿化作用;4机械沉积分异成矿期,原生矿床经风化、搬运、聚集成砂矿。对比研究表明,在中国四川和新疆的矽卡岩体中有望找到具有经济价值的察沃石矿床。     

锡钨锂矿化与外围脉状铅锌银铜矿化的内在成因关系和形成机制——以内蒙古维拉斯托锡钨锂多金属矿床为例

大兴安岭南段维拉斯托锡钨锂多金属矿是近年来新发现的大型矿床,具有"上脉下体"的垂向矿化分带特征,矿集区范围内表现出以花岗岩体为中心的高温锡钨钼矿化、中温铜锌矿化、外围低温铅锌银矿化的水平分带。目前,对锡钨锂多金属矿化与外围脉状铅锌银铜矿化的内在成因关系和形成机制及深部地质背景还缺乏足够的认识。Ar-Ar年代学研究结果表明,维拉斯托锡钨锂矿区石英脉型矿石中白云母的Ar-Ar坪年龄为(131.7±1.4)Ma,显示其与外围维拉斯托铜锌矿床和拜仁达坝银铅锌矿床的成矿时代基本一致,属同一构造-岩浆活动产物。石英斑岩中铁锂云母的Ar-Ar坪年龄为(121.9±1.3)Ma,可能代表了最晚期的岩浆活动时限,暗示维拉斯托矿区存在多期次岩浆-热液活动。本次研究还获得了维拉斯托矿床东南侧磨盘山岩体边部黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(141.6±1.5)Ma(MSWD=0.75),该年龄不仅与含矿岩体石英斑岩体的年龄一致,也与北大山高分异杂岩体的形成年龄相近,揭示了维拉斯托外围高分异花岗杂岩体深边部及其与地层接触带部位还有寻找锡多金属矿的巨大潜力。综合本次工作和大量前人工作的基础上,笔者认为大兴安岭南段稀有金属矿床都形成于大陆边缘弧后伸展和软流圈上涌的构造背景,维拉斯托锡钨锂矿化与外围脉状铅锌银铜矿化属同一岩浆-热液成矿系统,不同金属元素在不同的矿化空间内的选择性沉淀是造成元素分带性的直接原因,其成矿特征上可类比南美玻利维亚锡银成矿带。值得提出的是,维拉斯托矿区岩石组合与松潘-甘孜造山带与锂矿化有关的片麻岩穹窿群类似,锡林郭勒杂岩可能为成矿提供了部分物质来源,对于岩浆-变形-变质-深熔作用过程及对稀有金属成矿的制约还需要进一步研究。     

大兴安岭中南段布敦化铜矿床金鸡岭矿段流体包裹体研究

内蒙古布敦化铜矿床位于大兴安岭中南段,包括金鸡岭和孔雀山2个矿段,前者属于斑岩型,后者属于热液脉型,文章对金鸡岭矿段开展了详细的流体包裹体研究。金鸡岭矿段成矿过程可分为早、中、晚3个阶段,即毒砂-黄铁矿（黄铜矿）-石英阶段（早）、黄铜矿-磁黄铁矿-石英阶段（中）、碳酸盐-黄铁矿-石英脉阶段（晚）。其中,中阶段为主成矿阶段。流体包裹体研究表明,早阶段主要发育富气相包裹体、气液两相包裹体和含子矿物多相包裹体,中阶段以气液两相包裹体为主,并发育少量含子矿物多相包裹体,晚阶段仅发育气液两相包裹体。早、中、晚阶段流体包裹体的均一温度和w（NaCl_eq）变化范围分别为320~550℃、240~550℃、140~300℃和12.2%~43.2%、6.3%~17.2%、0.5%~9.7%。激光拉曼探针分析显示,早、中阶段包裹体气相成分为CH₄和H₂O,而晚阶段的包裹体气相成分只含H₂O。早阶段多种类型包裹体共生,且均一温度相近,指示早阶段流体发生过沸腾作用。笔者认为早阶段成矿作用主要与高温、高盐度、含CH₄流体的沸腾作用有关,中阶段的成矿作用则主要是流体混合而导致黄铜矿等金属硫化物的析出,晚阶段基本不成矿,只形成少量的黄铁矿。     

云南瓦渣钨矿区老君山花岗岩体的SHRIMP锆石U-Pb定年、地球化学特征及成因探讨

云南省瓦渣钨矿区位于老君山花岗岩体的东北接触带,属于滇东南-桂西白垩纪钨锡多金属成矿区中的组成部分。该矿床与矿区西部大面积分布的老君山第一期中粗粒二云二长花岗岩在时间和成因上有着密切联系。本文通过SHRIMP锆石U-Pb测年、岩石主量元素、微量元素和稀土元素的系统研究,进而探讨该花岗岩的形成年龄和动力学背景、岩石物质来源以及形成温度和压力。研究表明,与瓦渣钨矿床有关的中粗粒二云二长花岗岩属于高钾钙碱性岩系,为强过铝质S型花岗岩。岩体形成时代为83.3±1.5Ma,属于晚白垩世,形成于岩石圈伸展环境,其源岩为富粘土的泥质来源,其形成温度为875～900℃,压力约为7×108Pa,相当于深度为26km。     

硬岩型锂-铍-铌-钽资源工艺矿物学评价指标体系

锂-铍-铌-钽是重要的关键金属矿产资源,其矿石矿物“稀”、“伴”和“细”的特征决定了一些锂、铍、铌、钽矿床在开采利用上有较大难度,需要加强工艺矿物学研究。除了品位和储量,还要考虑矿石的可选性指标,才能对矿床工业价值进行准确评价。本文在基于锂铍铌钽矿床成矿规律及典型矿床研究的基础上,尝试从工艺矿物学角度提出一套综合性评价锂-铍-铌-钽矿产资源的指标体系。具体内容包括矿床类型、矿石品位、主要工业矿物、主要矿物组成、主要目的组分的平衡配分、矿石结构构造,目的矿物工艺粒度、目的矿物嵌布特征、可综合利用矿物或伴生/共生组分、杂质元素/有害元素。通过矿床实例对不同类型锂-铍-铌-钽矿床的评价指标进行了简要评述,影响伟晶岩型、花岗岩锂矿和铍矿价值的主要矿物学指标是“主要工业矿物”和“主要目的组分的平衡配分”及“目的矿物工艺粒度”,影响黏土型/沉积岩型锂矿价值的主要因素是锂的赋存状态,影响火山岩型铍矿价值的主要矿物学指标有“主要工业矿物”、“目的矿物的工艺粒度”和“目的矿物嵌布特征”,影响碱性岩型和矽卡岩型铍矿价值的主要矿物学因素是“主要工业矿物”、“主要目的组分的平衡配分”和“目的矿物嵌布特征”,影响伟晶岩型和花岗岩型铌钽矿的主要因素是“目的矿物工艺粒度”,影响碳酸岩型和碱性岩型铌钽矿的主要因素是“主要工业矿物”和“目的矿物工艺粒度”。应用矿物学评价指标体系时应注意,对于不同类型的矿床,不同矿物学指标的权重有所不同,需要具体矿床具体分析。

     

内蒙古敖尔盖铜矿中-酸性侵入岩体SHRIMP锆石U-Pb定年与岩石地球化学特征研究

敖尔盖铜矿位于内蒙古巴林右旗幸福之路苏木,大地构造归属大兴安岭南段晚古生代增生造山带。本次研究所采样品为矿区大面积出露的中-酸性侵入岩体。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,岩体的成岩年龄为(245.4±1.8)Ma(MSWD=1.4),为该区印支早期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示敖尔盖中-酸性侵入岩体具有与埃达克岩类似的地球化学特征,其SiO2≥56%(65.03%-70.11%),Al2O3≥15%(14.45%-15.49%),MgO<3%(1.18%-1.61%),Y<18×10-6(5.85×10-6-6.83×10-6),Yb≤1.9×10-6(0.416×10-6-0.637×10-6),Sr>400×10-6(380×10-6-642×10-6),LREE/HREE=11.60-12.24,δEu=1.00-1.18。说明其来源较深,形成压力较大。Sr-Nd同位素结果表明岩体的εNd(t)值(+3.9-+4.4)较高,同时(87Sr/86Sr)i值(0.70380-0.70412)较低,且Nd同位素模式年龄(TDM)较年轻,为578-657 Ma,指示源岩物质可能来源于新元古代形成的亏损地幔。结合区域构造背景综合分析认为,古亚洲洋在本区消失后,该岩体是在挤压构造背景下,由新元古代亏损地幔部分熔融形成。同时通过对比区域岩浆活动并结合大地构造研究认为,大兴安岭南段印支期岩体随着年龄由老到新,其形成构造环境从挤压转为伸展。     

内蒙古白乃庙铜-金-钼矿床侵入岩和围岩成因:岩石地球化学和Hf同位素的证据

白乃庙铜-金-钼矿是华北北缘中段的一个重要矿床,矿体主要赋存在早古生代白乃庙群绿片岩中,其成矿与花岗闪长斑岩密切相关。岩石地球化学特征显示,该区侵入岩花岗闪长斑岩以及石英闪长岩与起源于俯冲洋壳的埃达克岩的特征类似,岩浆在上升侵位过程中受到了明显的变质基底的混染作用。赋矿围岩绿片岩的原岩主要为中基性火山岩,锆石Hf同位素数据显示,白乃庙绿片岩、变质安山岩中锆石的εHf(t)变化范围为-4.64~+11.29之间,而白音都西群变质石英砂岩的εHf(t)为-4.30~+15.50,显示白乃庙地区围岩原岩源区物质主要来源于亏损地幔,并在侵位过程中受到了古老地壳基底的混染作用。2类岩石的二阶段Hf同位素模式年龄分别为693~2843 Ma和481~2363 Ma,峰值区间在700~1500 Ma,揭示了华北板块中-新元古代陆壳增生和构造热事件。矿床地质特征、岩石学和地球化学组成表明,白乃庙铜-金-钼矿床具有低氧逸度的特征,可能为还原性斑岩型矿床。     

初论中国三叠纪大规模成矿作用及其动力学背景

三叠纪构造演化在中国地质历史过程中具有强度大、影响广泛的特点,然而与三叠纪重大构造事件有关的成矿作用研究明显滞后。本文基于最新研究成果,初步系统论述了中国三叠纪大规模成矿时空分布及基本特点。中国三叠纪金属矿产主要分布在昆仑—秦岭和红河—哀牢山两个三叠纪主造山带及其邻区,另外在华南、东北和新疆三个板内也发育有一系列多金属矿产。三叠纪矿床类型主要包括:①与基性-超基性岩有关的Cu-Ni硫化物矿;②与中酸性-酸性岩有关的斑岩Cu-Au、Cu-Mo、Mo矿,矽卡岩型Cu-Pb-Zn、Cu-Fe、Sn、W矿和脉状Au矿;③与高温气液-流体有关的伟晶岩型稀有金属矿;④与造山过程构造-热-流体有关的造山型Au矿;⑤与造山过程盆地流体有关的MVT型Pb-Zn矿;⑥与地幔流体有关的碳酸岩脉型Mo矿。昆仑—秦岭造山带内大多数三叠纪矿产都形成于碰撞造山或后碰撞环境,以前者为主。在东秦岭地区,三叠纪矿床以Mo、Au矿为主,形成时代集中在233～221 Ma;西秦岭地区三叠纪Au矿和Pb-Zn矿广泛分布,其中金矿受北西向脆韧性剪切构造带控制,而Pb-Zn矿集中出现在西成和凤太两大盆地内,成矿时代集中在晚三叠世(232～214 Ma);东昆仑地区新探明的一系列Cu-Mo-Fe多金属矿床,其成矿时代为240～210 Ma。红河—哀牢山造山带受新特提斯构造演化影响,三叠纪矿产呈零星出露,主要出现在中甸古岛弧区、造山带东侧的滇黔川接壤区和滇东南都龙地区。在中甸岛弧区整体表现为中部以斑岩-矽卡岩型Cu矿床为主,向南北两侧变为斑岩-浅成低温热液型Cu-Pb-Zn矿床和Au矿床,成岩成矿年龄集中于228～201 Ma;川滇黔地区近几年的测年结果显示出其主要的Pb-Zn矿都形成于三叠纪;滇东南都龙地区新近发现一组三叠纪W-Sn矿床,成矿时代集中在214～209 Ma。除两条主碰撞带外,三叠纪矿床还有华南稀有、W-Sn矿床,新疆稀有金属、Mo矿和东北及其邻区斑岩Mo矿、Cu-Ni硫化物矿和脉状Au矿等,其与板块碰撞的远程效应关系密切。其中,华南大多数三叠纪矿产与东西向构造-岩浆活动有关,来源于加厚地壳重熔形成的过铝质花岗岩上侵定位,而东北及其邻区、新疆及其毗邻的蒙古和俄罗斯阿尔泰及紧邻西伯利亚的三叠纪成矿作用则可能与地幔柱活动有关。     

伊春火成岩带二股矽卡岩型铁多金属矿床40Ar-39Ar年代学及其地质意义

文章在矿床地质特征研究基础上,首次确定了伊春火成岩带内的二股铁多金属矿床的成矿时代。结合前人研究成果,分析了伊春火成岩带早中生代金属矿床的成矿时限,成矿规律及找矿方向。金云母40Ar_39Ar同位素测年结果表明,二股铁多金属矿床的成矿年龄为(181.0±4.2)Ma。伊春火成岩带内早中生代金属成矿作用分为:早期(200~181 Ma)与二长花岗岩有关的矽卡岩型_热液脉型铁多金属矿床成矿作用;晚期(178~175 Ma)与花岗斑岩有关的斑岩型钼矿床成矿作用。晚三叠世—早侏罗世花岗岩类侵入岩(如二长花岗岩)与铅山组碳酸盐岩接触部位是伊春火成岩带内矽卡岩型_热液脉型铁多金属矿床成矿的有利部位。