华北克拉通的组成及其变质演化

华北克拉通早前寒武纪变质基底主要由五套不同类型的变质岩系组成。克拉通在形成过程中经历了多期构造活动、多期岩浆侵位、多期变质作用以及不同程度的混合岩化和深熔作用,岩石已遭受多次不同地质作用的叠加改造,因此华北克拉通具有复杂的演化历史。从太古宙到古元古代末的克拉通形成,华北克拉通主要经历了五期区域变质作用。鞍山地区的古—中太古代经历了角闪岩相变质作用改造,尚未获得变质年龄数据。但在TTG岩系中已获得3 560 Ma和3 000~3 300 Ma早期的变质年龄。河南鲁山太华杂岩的中太古代斜长角闪岩中获得2 776~2 792 Ma和2 671~2 651 Ma两期变质作用年龄信息,代表了新太古代早期的变质作用。新太古代麻粒岩-TTG岩系和新太古代花岗-绿岩系都经历了新太古代晚期—古元古代初的变质作用改造。在古元古代阶段,在华北克拉通北缘在1 965~1 900 Ma期间发生了中低压/高压麻粒岩相变质,局部发生超高温变质,这期变质作用与陆块间的俯冲碰撞及其后的地幔上涌有关。在古元古代晚期(1 890~1 800 Ma)在华北克拉通的中部及东部的胶—辽—吉带发生了高压麻粒岩相-角闪岩相的区域变质,代表了陆块间的碰撞拼合过程。不同变质岩系类型经历的变质作用反映了不同的构造背景。太古宙晚期大量的TTG岩系及呈面状分布的中/低压麻粒岩主要出露在华北克拉通的中北部,普遍具有逆时针的p-T轨迹,反映了地幔柱底板垫托的构造环境。新太古代的花岗-绿岩系在新太古代晚期—古元古代早期经历的变质作用多为顺时针的p-T演化轨迹,反映其发生可能与弧后+地幔柱联合作用的构造背景。古元古代晚期的两期变质作用多表现为高压麻粒岩相的顺时针p-T演化轨迹,反映了不同陆块(地块)之间碰撞拼合的过程,意味着类似显生宙的板块构造体制已经出现。     

辽宁省本溪县杨家堡子金矿地质特征及成因浅析

本溪县杨家堡子金矿赋存于早古生代奥陶系马家沟组及寒武系凤山组内,矿体主要围岩为变质程度轻微的碎屑沉积岩及碳酸盐岩,矿体受断裂构造控制,金矿物及载金矿物——黄(褐)铁矿均呈稀疏浸染状分布,金成矿与燕山期二长花岗岩关系密切,具有"卡林型"金矿床地质特征。认为杨家堡子金矿是与早古生代寒武系、奥陶系地层、岩性、岩相(变质相)、断裂构造及燕山期岩浆活动有成因联系的金矿床,对矿体的矿物组合进行分析,初步确定矿化成因应属低温热液型金矿床。     

单斜辉石中石英出溶体的显微结构和成因机制

矿物出溶结构保存有早期母体矿物的物理化学条件信息,对其开展研究不仅有助于了解寄主岩石的来源深度,而且有助于研究减压折返的动力学演化过程.在世界许多高压-超高压带的榴辉岩和石榴辉石岩中,人们普遍发现单斜辉石中有定向排列的针状或棒状SiO₂析出物,其矿物相主要为α石英,有时会伴生钙质角闪石等含水矿物.这些定向针状或棒状体通常平行于单斜辉石c[001]轴方向延伸,石英长轴可以为其c[0001]轴或a[1120]轴.电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明,多数石英(96%)析出物与寄主单斜辉石具有结晶学取向关系:(1) 50%的石英c轴平行,并且[0001]_Qz//[001]_Cpx;(2)35%的石英至少有一个a轴平行,并且[1120]_Qz//[001]_Cpx;(3)11%的石英至少有一个s{1121}面平行,并且(1121)_Qz//(100)_Cpx.钙质角闪石析出物与寄主单斜辉石也具有密切结晶学取向关系:(100)_Amp//(100)_Cpx、[010]_Amp//[010]_Cpx、[001]_Amp//[001]_Cpx、[100]_Amp∧[100]_Cpx≈32°.上述定量显微构造证据表明,单斜辉石中定向石英析出物是由出溶作用所形成,并且多数石英出溶体形成于α石英稳定域.已有高温高压实验研究数据表明,单斜辉石中空位的形成和钙埃斯科拉组分(CaEs)的含量均受化学组成、压力、温度等多种因素综合影响:单斜辉石中CaEs含量对化学组成非常敏感,并受到共生矿物体系中自由SiO₂相和蓝晶石的共同缓冲;相同化学组成和等压条件下,CaEs含量总体上随温度升高缓慢降低;相同化学组成和等温条件下,CaEs含量在＜6 GPa区间随压力升高而增加,在＞6 GPa区间随压力升高而降低.单斜辉石定向SiO₂析出物的形成可能涉及多种因素,高压只是其中必要条件之一.榴辉岩质单斜辉石中“石英±角闪石”析出物很可能形成于开放体系,与熔流体活动密切相关,涉及多阶段物质扩散、晶体成核生长、重结晶、退变质反应等复杂作用过程.单斜辉石中定向SiO₂析出物的显微结构特征并非超高压岩石的必要条件,这种特殊显微结构也不能作为证明超高压的充分条件.      

新疆北山小常山铁矿矿物电子探针分析及矿床成因探讨

小常山铁矿位于新疆北山裂谷带西段,矿体赋存于辉长岩、辉长岩和大理岩接触带中,部分赋存于花岗闪长岩和大理岩接触带。前人研究辉长岩年龄为276±1.2Ma,与坡北铜镍硫化物岩浆矿床形成年龄一致,同属早二叠世。小常山铁矿中可见有明显的岩浆贯入现象。矿体主要呈透镜状、块状、脉状、薄层状。金属矿物主要为磁铁矿,含极少量的褐铁矿和黄铁矿;近矿围岩蚀变较弱,主要有石榴子石化、绿帘石化、大理岩化。电子探针研究表明,磁铁矿FeOT含量范围较大,主要分布在85%范围以上,Al_2O_3含量相对较高,TiO_2-Al_2O_3-(MgO+MnO)图解、TiO_2-Al_2O_3-MgO图解均显示热液接触交代成因特点,表明小常山铁矿的形成和岩浆热液的交代作用有关。石榴子石属于钙铝榴石-钙铁榴石系列,与典型矽卡岩矿床的石榴子石端员组分组成有一定差别。结合小常山铁矿体地质特征以及电子探针分析测试等研究,认为小常山铁矿是多成因的复合型矿床,具有岩浆成因和热液成因特征,但后者是主要成因。     

云南建水腊里河超基性岩地质特征及其构造意义

川滇黔等地在二叠世晚期发生峨眉山玄武岩短期内大规模溢流喷发。滇西地区发育的镁铁—超镁铁质岩均被认为是峨眉山大火成岩省的产物,但在滇东地区却一直缺少该类岩石组合的报道。本文在滇东建水地区首次发现了腊里河超基性岩体,通过LA-ICP-MS锆石UPb定年分析表明该超基性岩先期形成年龄为(246±5.2)Ma,为晚二叠-早三叠世的产物,后期中侏罗世晚期(169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5)发生岩浆活化。该超基性岩Mg#值平均为78.73,稀土元素表现出略微右倾的平坦型特征,Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Zr、Hf相对亏损,Ta异常富集。其地化特征表现出富集型地幔源区特征,与峨眉山玄武岩成因关系密切。晚二叠世建水地区由于地幔柱活动形成地表溢流玄武岩,在深部岩浆房由玄武质岩浆结晶分异作用形成超基性侵入岩,到中侏罗世晚期,伴随着华南地区发生多期次构造运动,先前存在于岩浆房中的超镁铁质岩经过后期热液改造活化,沿着断层裂隙侵入地表。     

河南嵩县松里沟金矿床中碲化物的发现及其地质意义

松里沟金矿位于华北陆块南缘熊耳山地区,已探明金资源储量26 t。矿体产于中新太古界-古元古界太华群片麻岩NWW向的断裂带中。其热液成矿过程包括4个成矿阶段:黄铁矿-石英阶段、石英-黄铁矿阶段、金-碲化物阶段和石英-碳酸盐阶段。显微镜下发现金-碲化物阶段存在大量与金共生的碲化物。利用电子探针和能谱分析查明碲化物的种类、共生关系和形成条件,确认的碲化物有碲铅铋矿、碲铅矿、碲铋矿、碲金矿、碲金银矿、硫碲铋铅金矿、辉碲铋矿,此外还有大量的自然金和少量的辉铋矿。该矿床为一与岩浆作用有关的碲金矿床。Au主要以自然金和金银碲化物的形式存在。Au、Ag以硫氢络合物的形式发生迁移,Te2(g)和H2Te(g)冷凝进入含贵金属的氯化物溶液是碲化物沉淀主要机制。相图及化学反应方程式分析表明,金-碲化物阶段受温度、碲逸度、硫逸度、氧逸度和酸碱度控制,其中,黄铁矿-石英阶段和石英-黄铁矿阶段形成于logf_(Te2)-14.4和logf_(S2)=-11.1~-6.5的环境。金-碲化物阶段形成于温度为110~313℃、logf_(Te2)=-15.2~-9.4和logf_(S2)=-16.5~-14.6、f_(O_2)升高和pH值降低的环境。碲化物的发现为探讨该矿床成因和熊耳山地区寻找同类型的矿床提供了依据。     

点苍山-哀牢山杂岩带中北段嘎洒地区变沉积岩的成因矿物学与变质演化特征

点苍山-哀牢山变质杂岩带中北段嘎洒地区出露了多种典型的变沉积岩,其中夕线石榴黑云二长片麻岩和二云母片岩保存多期/多阶段矿物相转变特征,本文通过岩相学和矿物化学的综合分析,并结合传统矿物对温压计的估算结果,限定上述典型变沉积岩峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段、近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)和晚期退变质(M3)阶段的矿物组合及变质温压条件。峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段的矿物组合为:石榴石(Grt)+板柱状夕线石(Sil1)+黑云母(Bt1)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+钛铁矿(Ilm),变质温度压力条件为t=690~750℃,p=690~810 MPa;近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)阶段,稳定矿物组合为:Grt+Sil2+Bt2+Kfs+Pl+Qtz+Ilm,黑云母在强烈走滑剪切作用下发生脱水熔融反应:2 Bt→Sil+6(Mg,Fe)O+K_2O+5 Qtz+2 H_2O,石榴石、黑云母和夕线石等受到剪切变形影响而发生强烈定向,形成的温度压力条件为t=650~720℃,p=450~630 MPa;晚期退变质阶段(M_3)的稳定矿物组合为:Qtz+Bt+Ms+Pl,退变的温度压力条件为t=580~640℃,p=400~500MPa。其变质演化p-T轨迹样式具有近等温减压的顺时针型式,表明点苍山-哀牢山变质杂岩带曾经历了一次明显的俯冲-碰撞造山事件,峰期变质可达到角闪-麻粒岩相;在碰撞后的构造折返过程中,上述变质岩石发生强烈的高温剪切变形作用,并伴随着黑云母等含水矿物的脱水熔融。     

澜沧江杂岩带小黑江-上允地区蓝片岩的成因及变质演化

通过对澜沧江杂岩带小黑江-上允地区蓝片岩的岩相学、地球化学、成因矿物学以及相平衡模拟的综合研究,阐述蓝片岩的原岩以及变质演化过程。地球化学分析结果显示,蓝片岩具有一致的稀土元素配分模式,具弱Eu正或负异常,稀土元素和微量元素特征与OIB相似,其原岩可能为OIB型玄武岩。详细矿物学研究表明,本区蓝片岩记录了俯冲峰期蓝片岩相变质和峰期后绿片岩相变质两个变质阶段,其矿物组合分别为蓝闪石+钠长石+多硅白云母+绿泥石+绿帘石和蓝闪石+钠长石±阳起石+绿泥石+绿帘石。通过Na_2O-Ca O-Fe O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-O体系相平衡计算,得到两个阶段的压力范围分别约为0.95 GPa和0.40 GPa。     

新疆伊宁县塔吾尔别克金矿床流体包裹体特征研究及矿床成因

塔吾尔别克金矿床是西天山吐拉苏断陷盆地中一个重要的金矿床。矿体主要赋存于早石炭世二长斑岩及大哈拉军组第五岩性段安山岩、蚀变凝灰岩中,受断裂构造控制,矿床围岩蚀变作用普遍而强烈。矿石金属矿物主要为黄铁矿、自然金、赤铁矿和黄铜矿等,非金属矿物主要为石英、斜长石、方解石等。成矿过程大致划分为3个成矿阶段:1石英-黄铁矿阶段;2石英-硫化物脉阶段;3石英-碳酸盐阶段。石英及方解石中流体包裹体类型简单,主要为气液两相水包裹体和纯液相水包裹体。包裹体测试均一温度为100~196℃,流体盐度为0.0%~7.3%(质量分数,NaCl_(eq)),流体密度为0.9~1.0 g/cm~3,计算出成矿压力为5.2~81.9 MPa,对应成矿深度为0.5~7.4 km。塔吾尔别克金矿床成矿流体包裹体显示低温度、低盐度和较低密度的流体特征,表明成矿压力小和深度较浅。结合矿床地质特征、流体包裹体特征及前人研究成果,初步认为该矿床为浅成低温热液型金矿床。     

西天山Muruntau金矿床地质和S-Pb同位素示踪

Muruntau金矿床位于乌兹别克斯坦卡拉库姆板块北缘,是世界规模最大的金矿床。赋矿地层为一套发生绿片岩相浅变质作用的含炭复理石建造。矿区主要经历了四期变形变质作用(D1-D4),矿体受构造控制明显,就位于桑格龙套-塔姆德套与穆龙套-道古兹套剪切带的构造交汇部位,金矿化主要产于次级韧脆性断裂中。对矿床的矿石硫化物及地层开展了系统S、Pb同位素研究,结果表明石英脉型及蚀变岩型矿石中硫化物的δ34S变化范围较大,集中于2.2‰~6.1‰,其中蚀变岩型矿石中毒砂样品δ34S值集中于2.2‰~4.6‰,含金石英脉中硫化物样品δ34S值集中于3.0‰~6.1‰,方解石-石英脉中硫化物样品δ34S值集中于3.5‰~4.0‰,表明矿石中硫主要来源于地层,可能有少量岩浆硫加入。2件黑色页岩中毒砂206Pb/~(204)Pb为19.906~20.378,~(207)Pb/~(204)Pb为15.730~15.750,208Pb/~(204)Pb为38.388~39.894;3件含金石英脉中黄铁矿206Pb/~(204)Pb为18.848~19.431,~(207)Pb/~(204)Pb为15.669~15.736,208Pb/~(204)Pb为38.346~38.879;2件方解石脉中毒砂206Pb/~(204)Pb为18.715~19.563,~(207)Pb/~(204)Pb为15.639~15.740,208Pb/~(204)Pb为38.640~39.295。6件地层岩石样品的铅同位素组成206Pb/~(204)Pb为19.416~20.600,~(207)Pb/~(204)Pb为15.675~15.746,208Pb/~(204)Pb为38.876~39.431。矿石铅与地层铅均落于上地壳与造山带之间,矿石铅显示较大的跨度,且与地层岩石铅具有部分重合,显示成矿物质具有双重来源,与赋矿地层及造山期变质流体均表现出密切成因联系。结合矿床地质特征总结分析,沉积地层的物质准备+多期构造运动驱动变质流体运移(D1-D4)+岩浆热液的后期叠加应该是Muruntau巨量金属富集的关键控制因素。