流体在岩浆型铬铁矿和铂族元素成矿过程中的作用及意义

镁铁- 超镁铁岩是揭示地幔物质组成和壳幔相互作用的重要窗口,也是Ni- Cu- PGE- Cr等金属矿产资源的重要载体。不同的镁铁- 超镁铁岩体赋矿特征明显不同：蛇绿岩以产出铬铁矿床为特征,阿拉斯加型岩体主要赋含铂族元素(PGE)矿床,大型层状岩体则可同时产出铬铁矿床、PGE矿床和Cu- Ni硫化物矿床。这种成矿差异显然与赋矿岩体形成的构造背景、母岩浆经历的岩浆演化过程有关,但缺少关键控制因素的研究。前人对上述不同种类矿床的研究工作主要集中于地幔源区的部分熔融、上升过程中或岩浆房内的围岩混染和结晶分异等岩浆过程,而极少关注流体作用。近年来,实验岩石学和岩石地球化学的研究均表明幔源岩浆演化过程中的流体活动可能对成矿元素的富集迁移起到至关重要的作用,同时这些成矿元素的赋存状态和分配系数也在不断更新。厘清Cr和PGE在熔体演化——尤其是流体出溶过程中的地球化学行为,刻画并揭示其迁移富集、分离和再富集的成矿过程及控制因素,已成为当前岩浆矿床研究的热点。本文围绕富水流体与铬铁矿和PGE成矿关系的科学问题,总结了不同镁铁- 超镁铁岩体的成矿差异以及铬铁矿和PGE矿床成矿过程中的流体活动记录,提出流体性质和组分对铬铁矿和PGE迁移富集的控制作用,强调有必要开展蛇绿岩、大型层状镁铁- 超镁铁岩体和阿拉斯加型岩体的对比研究。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290～260 Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。     

浙江中部芙蓉山花岗斑岩及包体岩石地球化学研究

花岗岩的源区、温压条件及与其他岩石的共生组合的研究可以限定其形成构造背景,了解其形成的深部动力学过程.本文对浙江中部中生代芙蓉山花岗斑岩及其暗色包体开展了全岩主微量元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素、Ti温度计和全岩Sr—Nd同位素研究,探讨芙蓉山花岗斑岩的成因类型、源区特征及其与镁铁质包体之间的关系,并进一步限定其...     

辽宁五龙地区中生代火成岩成因及其找矿意义

辽宁五龙金矿是辽东地区大型岩浆热液型矿床之一,成矿作用主要与中生代火成岩有关,为了进一步理清五龙地区中生代火成岩成因,本文对五龙金矿区大量花岗斑岩脉、闪长岩脉、三股流岩体和其中的各类脉岩进行了单颗粒锆石LA-ICPMS U-Pb测年和岩石主、微量元素地球化学研究。结果表明,五龙地区岩浆岩形成时代主要有晚侏罗世和早白垩世,矿区内近南北向展布的花岗斑岩脉形成于晚侏罗世（154.3±0.9~155.6±1.1 Ma）,指示矿区在晚侏罗世受到区域最大主应力方向为近南北向;三股流岩体成岩最新年龄（116.8±0.8~117.3±0.7 Ma）基本位于前人报道的年龄范围（111~129 Ma）;地球化学数据表明各类岩浆岩属于高钾钙碱性—钾玄岩系列,具有相同源区特征,形成于活动大陆边缘俯冲伸展环境下的弧岩浆,并且具有壳幔混合及进一步演化特征;结合不同深度标高成矿元素丰度特征,指示闪长岩与成矿作用密切相关,并且越往深部成矿潜力越大,对该地区找矿预测具有重要指导意义。     

河北承德大庙地区元古代的晚期辉长—苏长岩的岩石特征及其成因

河北承德的大庙斜长岩杂岩体是我国著名的岩体型斜长岩杂岩体,其苏长岩可分为两种类型,即早期苏长岩和晚期辉长—苏长岩。早期苏长岩已发生钠长绿帘角闪岩相变质;晚期辉长—苏长岩变质程度较弱,含有斜长石、斜方辉石和单斜辉石巨晶,主要呈岩墙、岩脉或小岩体侵入于斜长岩杂岩体中,与铁磷矿紧密相关。研究表明：晚期辉长—苏长岩主要由中性斜长石、反条纹长石、单斜辉石、斜方辉石、黑云母、磷灰石、钛磁铁矿和磁铁矿等组成,依矿物含量、成分和结构的差异可分为淡色辉长岩、单斜辉石苏长岩、斜方辉石辉长岩以及含铁磷矿对应岩石。其Ba、Sr和轻稀土富集、Eu弱负异常或无异常特征,表明晚期辉长—苏长岩岩浆不是形成斜长岩的基性岩浆,而是经斜长石分离结晶后的残余岩浆。Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征显示晚期辉长—苏长岩可能源自EMI富集的岩石圈地幔,与岩体型斜长岩不存在同源岩浆分离结晶演化的关系。大庙地区晚期辉长—苏长岩的岩浆来源、演化和构造控制的特征对深化研究岩体型斜长岩杂岩体的成因有重要意义。     

东天山平台山复式岩体岩石成因及其对晚古生代洋脊俯冲的启示

为深入了解东天山晚古生代时期的构造演化,对东天山卡拉塔格地区平台山岩体开展了系统的野外调查,并进行了锆石U-Pb年代学和地球化学研究.平台山岩体是由辉长岩、辉绿岩、角闪辉长岩和石英闪长岩组成的复式岩体.其中辉长岩和石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为284.7±2.8 Ma和270.0±3.4 Ma.辉长岩、辉绿岩和角闪辉长岩的SiO₂为44.17%～50.14%,Fe₂O₃^T为7.63%～12.75%,MgO介于2.79%～16.80%,全碱含量低且变化大(K₂O+Na₂O=1.79%～6.36%),Mg^#值变化大(41～73),富集Rb、Ba、Sr、U和Pb,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti等高场强元素,与岛弧岩浆岩特征一致.石英闪长岩具有髙硅(SiO₂=61.15%～64.62%)、富碱(K₂O+Na₂O=8.50%～9.34%),富集Rb、Ba和...     

青藏高原东缘休瓦促钨钼矿区复式岩体时空分布及演化意义

休瓦促钨钼矿区位于义敦地体南段,是该区域唯一存在晚三叠世、晚白垩世和新生代酸性侵入体直接接触形成复式岩体的矿区。目前尚未对该复式岩体的岩浆演化过程开展过系统深入研究,限制了对该矿区及区域构造事件和岩浆演化的认识。本文通过系统梳理前人研究成果,开展东矿段黑云母花岗岩,西矿段二长花岗岩、花岗斑岩地质年代学和地球化学分析,探讨休瓦促复式岩体岩浆演化过程及其对区域构造的指示意义。研究表明,东矿段黑云母花岗岩结晶年龄为205.4±4.3 Ma,属高钾的钾玄质系列,偏铝质,富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、Nd、Sm等,亏损重稀土和高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等,具有较明显的负Eu异常,氧逸度较高(f_O2=-22.8~-6.8,平均-12.2),ε_Hf(t)为正值(0.0~3.9),ε_Nd(t)=-2.11~-1.18,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.707248~0.708070,锆石Hf二阶段模式年龄T_DM2=1.32~1.68 Ga;西矿段二长花岗岩、花岗斑岩和细晶岩具有相同的物质来源和极为相似的地球化学特征,花岗斑岩年龄为80.2±1.5 Ma,与黑云母花岗岩相比,具有更强烈的负Eu异常,更低的氧逸度(f_O2=-33.2~-3.2,平均-23.0),更低的ε_Hf(t)值(-8.4~-2.1)、ε_Nd(t)值(-8.59~-5.14);更高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(0.709987~0.713559),更老的锆石Hf二阶段模式年龄(1.62~2.36 Ga)。研究认为：晚三叠世黑云母花岗岩在甘孜-理塘洋西向俯冲的开放系统中通过岩浆结晶分异作用形成,岩浆主要来源于亏损地幔和少量俯冲洋壳物质;晚白垩世岩体物质来源于区域拉张环境下的古老下地壳和少量幔源物质,在相对封闭系统下通过岩浆结晶分异作用形成,同时在岩浆演化过程中受围岩同化混染作用影响。与成矿相关花岗岩的成因研究对揭示区域构造和成矿事件具有重要意义。     

北淮阳东端牛王寨岩体年代学及地球化学研究:对大别造山带早白垩世深部地质过程的制约

牛王寨岩体位于大别造山带北部北淮阳构造带东端,岩性主要为花岗岩。LA-ICP MS锆石U-Pb测年结果显示,牛王寨花岗岩形成于(119.4±1.5) Ma,属于大别造山带早白垩世晚阶段岩浆活动的产物。牛王寨花岗岩具有高硅(SiO2含量为71.98％~77.96％)、高碱(全碱含量为7.66％~9.30％)、低钙(CaO含量为0.19％~0.68％)、高FeOT/MgO值(平均值为12.83)和10 000×Ga/Al值(2.63~2.82)的特点。岩石富集高场强元素,(Zr+Nb+Ce+Y)平均含量为294×10-6,富Rb、贫Ba和Sr,具有显著的Eu负异常,指示牛王寨花岗岩具有A型花岗的特点。牛王寨花岗岩87Sr/86Sr初始值为0.708 28~0.708 41,εNd(t)值为-18.77~-19.15,判断其源区物质可能为大别山中下地壳片麻岩。约130 Ma时,大别造山带加厚下地壳拆沉引发的软流圈上涌,为源区的部分熔融提供了热源。牛王寨岩体的形成受控于约130 Ma之后中国东部统一的伸展构造事件。     

湘东北栗山铜铅锌多金属矿床热液萤石稀土元素地球化学特征及其指示意义

江南造山带中段幕阜山地区栗山大型铜铅锌多金属矿床中伴生规模可观的萤石资源, 储量达41.5万t。该区萤石形成过程与机制尚缺乏有效约束, 制约了对其矿床成因机制的认识和找矿实践。本文通过栗山绿色、紫色及蓝色萤石组构分析、荧光测试和ICP-MS微量元素含量分析, 探讨栗山矿床成矿过程与物理化学环境。岩相学与矿相学证据指示栗山热液活动可划分为四个阶段: 乳白色石英+少量绿色萤石(Ⅰ), 蓝色、紫色萤石+石英+绿泥石+金属硫化物阶段(Ⅱ), 石英+绿色萤石+绿泥石+金属硫化物阶段(Ⅲ)以及石英+方解石阶段(Ⅳ)。各颜色萤石Diamond View荧光测试结果显示深紫色萤石荧光最弱, 蓝色萤石次之, 绿色萤石荧光最强。绿色萤石的∑REE高于蓝色、紫色萤石, 且绿色萤石LREE相对富集而蓝色、紫色萤石HREE相对富集, 表明成矿Ⅱ阶段至Ⅲ阶段成矿温度整体降低且pH值升高。Tb/Ca-Tb/La以及Y/Ho-La/Ho图解指示不同颜色萤石属同源岩浆流体和大气降水产物, 栗山萤石的沉淀机制主要为水岩反应并伴随流体混合。

     

基于粒子群算法的岩体结构面产状模糊C均值聚类分析

结构面产状分析是进行岩体力学分析及稳定性评价的基础,玫瑰花图、等密度图等传统的图形分析方法较为粗糙,无法对产状数据进行准确分析,采用模糊聚类方法则可以得到较为准确的优势产状,但需要事先指定分组数及初始聚心,且模糊聚类算法为局部寻优算法,初始划分对最终的数据分析结果影响较大。为了得到较为客观的分组结果及优势产状,同时能够针对大量结构面产状数据进行聚类分析,提出了基于粒子群算法的岩体结构面产状模糊C均值聚类算法。采用粒子群算法进行模糊C均值聚类算法初始聚心的求解,在计算过程中可同时确定最佳分组数,避免了人为指定的主观性,克服了模糊C均值聚类算法易陷入局部极小值和对初始划分敏感的不足。最后,通过工程实例中不同方法的聚类效果对比分析该算法的有效性,并将该方法应用于实测结构面产状数据的分析,得到较为符合实际的优势结构面分组。