安徽铜陵铜官山矿区中生代侵入岩的形成过程——岩浆底侵、同化混染和分离结晶

对安徽铜陵铜官山矿区的小铜官山岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,并对天鹅抱蛋山岩体及其辉长岩和闪长岩包体进行了全岩主量元素和稀土元素以及锶 钕同位素分析,结合对区内老庙基山和小铜官山岩体及其辉长岩和闪长岩包体的岩石学和地球化学资料的综合整理,讨论了这些岩体及其包体的成因。小铜官山岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(139.5±2.9 ）Ma,表明它属于长江中下游晚侏罗世-早白垩世岩浆作用的产物。辉长岩和闪长岩包体具有低w(SiO₂)(52.03%~54.61 %）、w(Al₂O₃)(12.87%~14.43 %)和全碱含量w(Na₂O+K2O)(5.26%~6.30 %）, 但高w(MgO)(5.41%~11.66 %）的特征;寄主岩与此相反,具有高w(SiO2)(59.97%~64.44 %）、w(Al₂O₃)(16.43%~17.59 %）和全碱含量(6.67%~8.25 %）,但低w(MgO)(1.52%~2.50 %）的特征。辉长岩和闪长岩包体的稀土元素总量为165.70×10^-6~190.40×10^-6,寄主岩的稀土元素总量为166.12×10^-6~185.95×10^-6,二者十分相近,它们的稀土元素球粒陨石标准化配分模式也十分相似。但辉长岩和闪长岩包体的轻、重稀土比值为3.39~4.27,明显小于寄主岩的轻、重稀土比值(4.86~5.94）。辉长岩和闪长岩包体具明显的正铕异常,而寄主岩具有弱负铕异常。从辉长岩到寄主岩,ε Nd (t) 从-4.9~-9.9减小到-11.4~-11.9,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_o 从0.706 4~0.707 3增加到0.707 2~0.708 4。上述资料表明,铜陵铜官山矿区晚侏罗世-早白垩世侵入岩及其辉长岩和闪长岩包体可能是由基性到中酸性岩浆通过幔源岩浆底侵、同化混染和分离结晶过程形成的,而基性到中酸性岩浆则是由底侵的玄武岩浆与不同量的中下地壳物质发生一系列复杂的相互作用形成的。     

新疆北部阿尔泰南缘晚古生代高钾高硅熔结凝灰岩的地球化学、岩浆成因及构造背景

新疆北部阿尔泰南缘分布着一条晚古生代的火山岩带。通过岩石学和地球化学的研究,我们从克朗和麦兹火山-沉积盆地的下泥盆统康布铁堡组地层的火山岩中,厘定出一种高钾高硅熔结凝灰岩(Ignimbrite),前人称之为钾质流纹岩。高钾高硅熔结凝灰岩主要由钾长石(微斜长石)、石英和黑云母,以及少量白云母组成。其岩石化学成分的特征为过铝质的(A/CNK=1.01～1.36)、高硅(SiO_2=69%～80%)、高钾(K_2O=5%～11%)、高钾钠比值,并富集大离子亲石元素(Rb,Ba,K,La),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti,P)和低的 Nb/Y 比值,以及富 LREE 和亏损 Eu 的 REE 分布模式。以上这些特征体现它们继承了形成硅质岩浆的大陆地壳源区特点。微量元素的构造环境判别图解显示,本区高钾高硅熔结凝灰岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境。综合岩石学和地球化学研究的结果,作者提出高钾高硅熔结凝灰岩岩浆的二阶段成因模型:1)地幔楔二辉橄榄岩部分熔融产生的大体积玄武岩岩浆侵入导致其上部地壳发生部分熔融形成了高硅的熔结凝灰岩岩浆;2)高硅岩浆经富钠斜长石的分离结晶作用最终形成高钾高硅的熔结凝灰岩浆。     

花岗岩结晶分离作用问题——关于花岗岩研究的思考之二

岩浆结晶分离作用是一个古老的话题,很早就有学者指出,地球内部生成的岩浆大多是玄武质岩浆,大多数花岗岩是由玄武岩结晶分离形成的。本文在考察了岩浆结晶分离作用的制约因素、比较了不同性质岩浆结晶分离作用的特征之后指出:玄武质岩浆可以发生结晶分离作用,因为有与其相关的堆晶岩产出;安山质岩浆也可以发生结晶分离作用,因为也有与其相关的堆晶岩产出。但是,花岗质岩浆似乎不大可能发生结晶分离作用,因为,很少见到有与(富硅的)花岗质岩浆相伴的堆晶岩产出。花岗质岩浆之所以不大可能发生结晶分离作用的原因在于:(1)岩浆的黏性大,它不仅阻滞了矿物的结晶作用(使斜长石不能发育为自形晶),而且阻止了密度大的矿物(例如角闪石)下沉;(2)主要造岩矿物(例如斜长石)的密度与花岗质岩浆的密度相差无几,使结晶分离作用难以进行。本文详细考察了花岗质岩浆中斜长石的行为,指出在花岗质岩浆中斜长石结晶分离几乎是不可能的。那么,文献中大量充斥的花岗岩结晶分离作用的说法是依据什么呢?作者认为,文献中的许多说法可能主要是根据哈克图解得出的,而不是根据实际观察和理论研究得出的。作者认为,玄武岩和花岗岩不仅来源不同,成分不同,而且解释也不同。哈克图解中许多适合玄武岩的解释未必适合花岗岩。由于鲍文反应原理是结晶分离作用的理论基础,因此,文中也对鲍文反应原理进行了评述,并指出文献中存在的一些需要认真对待的问题,例如,从玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩的连续演化序列是不可能的;单元-超单元填图方法是不科学的;中国东部中生代大规模花岗岩不可能是玄武质岩浆结晶分离形成的等等。本文还以 Ajaji el ai.(1998)报道的摩洛哥 Tanncherfi 花岗岩为例,指出结晶分离作用的解释是不可能的。作者认为,花岗岩类的成分变化大,主要可能与源区组成、温度、压力、挥发分、部分熔融程度和过程、混合作用、岩浆分异及结晶分离作用有关。其中,源区组成可能是花岗岩多样性的最重要的原因,而结晶分离作用的影响可能是微乎其微的。本文认为,花岗岩结晶分离作用对于花岗岩成因的意义已经被大大地夸大了,我们应当重新思考结晶分离作用对于花岗质岩浆的意义。由于花岗岩的极端复杂性,许多问题还得不到比较合理的解释,本文的认识只是初步的。     

金川镍矿含矿岩体的稀土元素及微量元素地球化学特征

通过对采自金川镍矿I矿区露天矿的第二期侵入岩体中。样品的稀土元素、微量元素进行全岩等离子质谱（ICP－MS）测定发现第二期侵入的岩体具有明显的轻稀土元素富集和无明显铕异常的特征，是上地幔低比例平衡部分熔融和分离结晶共同作用的产物。岩体中镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿成条带状出现，表明其形成时低氧逸度的成岩环境。     

阿尔泰可可托海3号脉花岗伟晶岩侵位机制、熔-流体演化、稀有金属富集机理及待解之谜

新疆阿尔泰可可托海3号脉以独特的实心礼帽形态、完美的同心环状结构分带和复杂的稀有金属矿化组合闻名于世,是我国最重要的稀有金属矿床之一。可可托海3号脉伟晶岩岩浆具有不均一性和高度演化特征。伟晶岩岩浆沿缓倾斜节理上侵,在周缘断裂的帮助下通过岩浆顶蚀形成实心礼帽形态。岩浆就位后经历了岩浆阶段、岩浆-热液阶段和热液阶段,分别伴随Be-Nb-Ta、Li-Be-Nb-Ta和Ta-Cs-Rb-Hf矿化。结晶分异作用和液相不混溶控制着3号脉的稀有金属富集和沉淀序列,流体交代可影响稀有金属再分配。外部带(Ⅰ～Ⅳ带)的强烈结晶分异过程和发生于Ⅳ带与Ⅴ带间的流体大规模出溶,有利于岩浆达到锂饱和浓度,开始锂的大规模沉淀。指出熔-流体演化过程的精细刻画、稀有金属成矿机理的进一步解析、岩浆成因的深入探讨、挥发分P、F、B、Li和CO₂对稀有金属成矿的影响以及缓倾斜帽沿深部找矿为未来研究方向。