新疆西天山备战铁矿成矿作用初探

该文在野外地质调查基础上,对备战铁矿区内的火山岩和矿石进行了详细的矿物学和岩石地球化学研究,并深入讨论了矿床成因。研究表明,该区的主要赋矿围岩为火山岛弧玄武岩,其与磁铁矿有着类似的稀土元素配分模式,说明二者有成因上的联系。成矿物质可能来源于北天山洋块向伊犁板块之下俯冲过程中软流圈上涌形成的富铁玄武质岩浆。受洋块俯冲作用影响,富铁玄武质岩浆沿北天山压扭性深大断裂底侵,并经历了一定的结晶分离或同化混染作用,最后在中地壳形成一套演化的玄武质(安山质)岩浆,并在岩浆晚期阶段发生富铁岩浆和硅酸盐岩浆的分离,此时,火山岩中的普通辉石受岩浆晚期的热液作用影响蚀变为透辉石,发生了Si,Ca,Mg的富集和Fe,Al,Ti的缺失,一定程度上促进了含铁矿浆的富集。     

一种罕见的岩石——富铁玄武岩/富铁苦橄岩研究进展

高铁镁质岩石(Ferrobasalts/Ferropicrites)较正常镁质岩石高FeO*(通常在14%以上)、贫硅、低碱，具独特主量元素特征，属富铁拉斑玄武岩—富铁苦橄岩。在自然界中与普遍发育的具Bowen趋势的低铁富硅熔体不同，高铁贫硅岩浆(Fenner趋势)非常罕见,也没有直接的现代类比物可以对比以解释其岩石成因。为了解释其岩石成因，前人做过大量的研究，归纳起来主要有以下几种可能的成因类型：①普通洋脊型玄武岩在封闭系统中简单的分离结晶作用；②低压条件下俯冲板片的大比例部分熔融；③地幔柱头前锋富铁组分(Fe rich streaks in mantle plume starting heads)的部分熔融。其成因机制的研究对于理解其岩浆深部构造背景、早期壳—幔演化、下地幔组成不均一性和核幔相互作用有着重要意义；同时，对于最近在我国南太行山地区及其它地区发现的具有高铁镁特征岩石的研究具有极其重要的意义。     

橄榄石集合体的简单剪切形变实验研究

本文利用高精度Paterson气体介质变形装置对富铁橄榄石集合体(Mg0.5,Fe0.5)2SiO4进行了高温简单剪切变形试验。试验在温度1473K和围压300MPa的条件下进行,差应力为64~153MPa, 应变率为10-5~10-3s-1。 一共进行了三组试验,试件的剪切变形量分别为89%, 131%和200%, 通过对变形后试件的反射光学显微结构分析,得到富铁橄榄石集合体动态重结晶的微观机制,由结晶各向异性分析给出晶格最优取向和波速各向异性的分布及随应变的增加而表现出的演化特征。     

稀土提高富铁胎体包镶金刚石能力的试验研究

研究了富铁胎体中添加稀土以后的差热分析曲线,得出了稀土可以提高富铁胎体在高温时的定压热容和降低低温时的定压热容的结论,从而揭示了稀土可以提高富铁胎体包镶金刚石能力的物理本质。力学性能测试结果表明:添加稀土的富铁胎体及其金刚石复合材料的抗弯强度、冲击韧性和孔隙度均有明显的改善。     

新疆西天山智博铁矿床蚀变矿物学、矿物化学特征及矿床成因探讨

智博铁矿床是西天山东部阿吾拉勒铁成矿带新发现的大型磁铁矿矿床之一。赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组火山岩及火山碎屑岩。围岩蚀变广泛发育,识别出3个阶段:第一阶段以辉石+钠长石+磁铁矿为主;第二阶段以角闪石+钾长石+绿帘石+磁铁矿+黄铁矿为主;第三阶段以绿帘石+绿泥石+方解石+石英+黄铁矿+赤铁矿±黄铜矿为主。电子探针分析表明,智博铁矿与其他岩浆-热液成因铁矿床具有类似的蚀变矿物化学成分。辉石以透辉石为主(Di=62.97%~83.56%),含少量钙铁辉石(Hd=16.44%~36.45%);火山岩中斜长石(Ab47.57-57.82An41.5-51.87Or0.56-0.68)蚀变形成钠长石(Ab77.89-99.33An0.46-2.48Or0.21-20.3);与热液作用有关的钾长石叠加改造早期蚀变矿物;角闪石主要为阳起石;晚期发育富铁绿帘石〔Fe/(Fe+Al)=0.2~0.36〕以及绿泥石蚀变矿物。与火山岩中的磁铁矿〔w(TiO2)3.08%〕相比,矿体中磁铁矿具有低w(TiO2)(0.23%)的特点,部分早期浸染状磁铁矿与火山岩中的磁铁矿w(V2O5)相当,暗示该矿化阶段的铁质部分来源于围岩。矿物学及矿物化学表明,热液交代作用对成矿具有重要的贡献。同时,智博铁矿具有一些暗示铁矿浆成因的结构特征,如块状磁铁矿与围岩呈截然接触,磁铁矿胶结围岩角砾,磁铁矿条带呈流动状分布以及板条状磁铁矿等。结合铁矿带区域地质特征,认为智博铁矿可能主要由富铁岩浆流体形成,在形成大量块状富铁矿体的同时,伴随有广泛的围岩蚀变。矿区内大量的磁铁矿矿化与晚石炭世大陆岛弧岩浆活动有密切的成因联系。     

新疆智博铁矿火山岩中富铁岩屑地球化学特征及其地质意义

研究表明,西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中智博铁矿区火山碎屑岩中的富铁岩屑主要由自形针状/板条状钠长石和富铁基质组成,呈辉绿/斑状结构。电子探针分析显示,富铁岩屑中钠长石端员组分变化范围为An=0.38～2.89,Ab=95.2～99.32,Or=0.17～2.79,端员组分平均值为An_(0.94)Ab_(98.01)Or_(1.06),类似于火山岩中钠长石端员组分变化范围(An=0.74～6.75,Ab=92.85～98.91,Or=0.32～1.76,端员组分平均值为An_(2.63)Ab_(96.65)Or_(0.72)),两者均为岩浆成因钠长石,而非热液交代成因钠长石。富铁基质成分变化范围较大且连续(w(SiO_2)为0.08%～50.04%,w(FeO)为24.89%～87.13%,w(Al_2O_3)为0.04%～14.83%,w(TiO_2)为0.01%～2.83%,w(Na_2O)为0～9.76%,w(MgO)为0.03%～4.88%,w(MnO)为0～0.61%),富铁基质中高Ti磁铁矿和低Ti磁铁矿同时发育,总体上成分不均一,且钠长石呈细针状,为浅成-超浅成低压下快速结晶的产物或为火山喷发作用下快速冷凝结晶所致。通过对磁铁矿-磷灰石矿物组合与安山岩中副矿物磷灰石、矿区磁铁矿的对比研究,认为智博铁矿发生磁铁矿-磷灰石岩浆不混溶作用的可能性很小。通过安山岩基质成分与安山岩成分的对比研究,得出安山岩基质比原岩w(SiO_2)、w(Al_2O_3)、w(CaO)有所降低,w(FeO)、w(Na_2O)、w(MgO)有一定升高,但是程度有限,表明岩浆结晶分异不足以使残留岩浆形成富铁矿。钠长石-磁铁矿富铁岩屑的发育是一种碱铁效应的表现,而碱铁效应对于海相火山岩型铁矿的形成具有重要意义。     

宁芜南段钟姑矿田的深部矿浆-热液系统

钟姑矿田作为宁芜盆地南部重要的矿集区,发育一系列以姑山矿浆熔离型和白象山高温气液型为代表的大型玢岩铁矿,这些铁矿均主要产于闪长玢岩岩体和沉积围岩的接触带。根据野外观察和地球化学研究,文中认为,闪长玢岩岩体和沉积围岩均不是铁质的主要来源,富铁矿体的成因主要来自矿田深部的矿浆-热液系统,姑山式铁矿的铁质主要是液态不混溶作用形成的铁矿浆,白象山式铁矿的铁质主要来源于深部残浆分离出的Na-Fe-Cl络合物。在对铁质和岩体估算的基础上,提出形成铁矿的原始母岩浆很可能是富铁的玄武质岩浆,形成于大规模的岩石圈减薄、软流圈上涌的构造背景下,由变质洋壳(榴辉岩)和软流圈地幔(橄榄岩)反应后的橄榄岩部分熔融形成,其在上升的过程中发生了AFC过程。     

钙长辉长无球粒陨石NWA 11592的岩石矿物学特征及富铁橄榄石脉成因研究

灶神星是太阳系最大的硅酸盐质小行星,它的岩石样品(HED族陨石)是目前太阳系最古老的岩浆岩之一,很有可能记录了类地行星最早期地质流体活动的重要信息。本次工作首次在一块非角砾岩平衡型的Eucrite NWA 11592中发现了较粗长的富铁橄榄石脉。通过对NWA 11592陨石进行详细的岩相学和地球化学特征研究,将NWA 11592陨石划为玄武质非角砾岩型Eucrite,冲击变质程度至少为S4,热变质程度为6型。NWA 11592中富铁橄榄石脉最有可能为含H₂O流体沿裂隙的沉淀产物,反应系统应是开放且较为氧化的(f_O2达IW+0.9),且应发生在灶神星浅层地壳> 4 km的埋藏深度。含H₂O流体渗透作用除更多地发生在灶神星表面或近地表外,还有可能发生在灶神星内部的浅层地壳中。