长江中下游成矿带庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征研究

罗河铁矿床位于长江中下游成矿带内庐枞火山岩盆地的西北部,是成矿带内已发现规模最大的铁矿床。2013年在罗河铁矿床深部又勘探新发现了小包庄大型铁矿床,这是长江中下游成矿带内近年来重大找矿突破之一,具有重要的理论研究意义和勘探应用价值。本文在前人工作基础上,基于详细的钻孔观察和系统的岩相学、矿相学工作并结合电子探针测试分析,研究了小包庄铁矿床的矿化蚀变特征,厘定了矿床的成矿阶段,分析了成矿作用过程,并初步探讨了矿床成因。研究表明,罗河铁矿床和小包庄铁矿床为同一成矿系统在不同深度成矿作用的产物。小包庄铁矿床主矿体矿呈厚大的透镜状、似层状产于砖桥组地层中,位于罗河铁矿床主矿体之下约800~1000m,主要由浸染状矿体组成。矿床中金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要为硬石膏、透辉石和碳酸盐,矿石的代表性矿物组合为磁铁矿-硬石膏-透辉石。矿石的结构构造主要有浸染状构造、脉状构造、块状构造、自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和筛状结构等。矿床围岩蚀变强烈,主要蚀变类型有碱性长石化、透辉石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化和硬石膏化。小包庄铁矿床形成经历了热液期的四个阶段,即碱性长石阶段、透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段、绿泥石-绿帘石-碳酸盐阶段和硬石膏-黄铁矿-碳酸盐-石英阶段,其中,铁矿化主要发育于透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段。通过矿床地质特征的分析以及与宁芜地区铁矿床的对比研究,本文认为小包庄铁矿床成矿物质和成矿流体来源于深部的闪长质侵入岩(?),而矿化发育在远离侵入岩或次火山岩之上的火山岩中,明显有别于宁芜地区玢岩铁矿床,类似于智利安第斯成矿带中部分产于安山质火山岩中的磁铁矿-磷灰石型矿床,是长江中下游成矿带中产于火山岩中的一类特殊类型的玢岩型铁矿。     

胶东望儿山金矿床石英热释光和晶胞参数特征及其找矿意义

望儿山金矿的成矿过程可划分为黄铁矿-石英阶段、石英-黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。分别对4个成矿阶段中的石英进行了热释光和晶胞参数测定。热释光结果表明,本区石英热发光曲线以中温峰明显的单峰和不对称的双峰为特征。主成矿阶段的石英发光曲线开始出现双峰,曲线复杂,发光强度最高,变化最大,这也是本区重要的找矿标志。Ⅲ号脉的深部石英热发光曲线出现肩峰和双峰,峰型复杂,推测其下部有较好的成矿前景。石英晶胞参数在时空上呈现规律性的变化,主成矿期石英晶胞参数a_0、c_0、v_0都较大。(Δa_0/a_0)/(Δc_0/c_0)变化范围为1.65~4.40,说明本区微量元素进入石英有填隙和置换两种方式,以填隙为主。半高宽变化趋势和晶胞参数一致,因此半高宽也可以区分石英的含金性。深部石英晶胞参数和半高宽仍较大,所以推测下部仍有较好的成矿前景。     

鄂西清江偏山滑坡群易滑地层特性

二叠系大隆组和三叠系大冶组是清江流域碳酸盐岩区的易滑地层,清江中游的偏山滑坡群即为典型实例,夹泥的大冶组泥灰岩及大隆组顶部泥岩形成了滑体下部与滑带。通过现场调查、取样和室内测试,对两者的矿物和化学成分、力学性质等进行了研究分析。结果表明:大隆组顶部泥岩含胀缩性明显的蒙脱石,黏土矿物总含量为40%～75%,泥岩泥化后强度明显降低且表现出典型蠕变特性,通过流变实验得到其长期强度指标黏聚力为23kPa,摩擦角18.1; 大冶组下部泥灰岩含泥量较高,层间黏土矿物主要为伊利石和绿泥石,层面水平,顺层错动导致泥灰岩表面磨蚀及层间黏土矿物定向排列,特别是浸水后结构面强度降低明显形成易滑面加剧滑坡体的变形; 滑坡演化与清江发育之间具有相互促进作用,类似地质结构和水往复作用地带岸坡需特别重视。     

龙门山中、新生界软沉积物变形及构造演化

龙门山是由三条主要断裂组成的山体。汶川—茂县断裂,也称后山断裂,构成龙门山的西部边界;映秀—北川断裂为龙门山的中央断裂;灌县—安县断裂为龙门山的东部边界,也称前山断裂。龙门山断裂带以东为始自晚三叠世末的不同时期的前陆盆地。前陆盆地中从晚三叠世至2008年5月12日汶川地震(MS8.0),在不同年代地层中均有丰富的软沉积物变形构造(SSDS)记录,包括液化变形、重力作用变形、水塑性变形及其他相关的变形。这些变形层的地点紧邻龙门山的三条断裂,这些断裂在不同时期的活动诱发不同时期的强地震,导致当时尚未固结的沉积物变形(震积岩)。上三叠统小塘子组的软沉积的变形构造有液化角砾岩、液化滴状体、液化底辟、触变底辟、卷曲变形、拉伸布丁、负载、球-枕构造、枕状层及粒序断层等。侏罗系、白垩系主要为粗粒沉积物,除少数层位发现有液化变形外,主要的软沉积变形类型为各种形态、大尺度的砾岩负载构造。古近系为湖相沉积,沉积物粒度较细,软沉积物变形又出现大量液化变形构造,如液化混插、液化角砾岩等。2008年5月12日汶川地震(MS8.0)诱发大规模地表以下沙层液化,形成一系列液化变形构造与微地貌:液化沙堆、液化席状沙、沙火山、液化丘、坑状地形与混杂堆积。应用龙门山反射地震成果、古地震记录,结合区域构造可以给出龙门山断裂带发生的时间顺序与地震造山时期:(1)松潘—甘孜造山带与扬子板块的碰撞发生于晚三叠世早期,二者的边界即现在的汶川—茂县断裂;汶川—茂县断裂于晚三叠世末逆冲推覆造山,三叠纪末龙门山地区的山地可称松潘-甘孜山,在其东侧形成前陆盆地;晚三叠世印支造山旋回的大陆动力作用是龙门山诞生与孕育的阶段。(2)映秀—北川断裂与灌县—安县断裂的逆冲活动时间为侏罗纪—早白垩世,形成高山与前陆盆地。(3)早白垩世的龙门山已是一个由三条逆冲断裂组成的断裂带山体,可称古龙门山,山高约3 500m。(4)三条断裂在古近纪的活动诱发古近系软沉积物变形,但断裂未发生逆冲推覆造山,沉积物为湖相细粒沉积,古近纪是一个地震活动期,但不是造山的阶段。(5)中生代龙门山经历了多次瞬时地震造山与平静期山脉剥蚀降低的过程,现在的龙门山是晚新生代期间多次地震瞬时造山的产物。与众多的龙门山地学研究者不同,本文系采用另一种思维——软沉积物变形构造,即通过古地震途径讨论龙门山地区的构造演化。     

浙江天目山超单元的地球化学特征及其成因机制探讨

通过详细的野外地质填图和岩石地球化学研究,发现分布在皖浙两省交界处的天目山一带的石英二长闪长岩、石英二长斑岩、石英正长(斑)岩体不仅在空间上相伴,且岩石化学、地球化学特征相近,又都与燕山期黄尖旋回的火山岩密切共生,亲缘关系较密切,将其归并为天目山超单元。该超单元为高钾钙碱性—钾玄岩系列,地球化学特点表明岩浆由造山带的山根或者加厚的双倍陆壳的下部熔融产生,为同源岩浆成分与结构演化序列,其侵位机制不仅受区域构造控制,而且还受火山机构制约,以被动式就位为主,少数可能兼有主动就位机制。     

钟姑地区典型矿床的重磁找矿模式

钟姑地区位于宁芜中生代火山岩盆地南段,已发现有白象山铁矿等多个大型铁矿,是长江中下游成矿带以玢岩型铁矿为主的矿集区。本文以钟姑地区实测岩石物性参数为桥梁,以实测重磁数据为基础,分析了该区白象山铁矿、钟九铁矿和云楼铁矿的重磁场分布特征,并根据典型矿区已知地质条件,运用成熟的2.5D重磁联合反演技术进行计算,从定量角度认识铁矿体深部发育形态、位置与重磁异常之间对应关系,建立钟姑地区白象山铁矿等典型矿床的重磁找矿模式,为该区进一步找矿突破提供地球物理场信息。     

兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物主成分的含量与空间分布研究

选取兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上沉积物的SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、Na_2O、K_2O、TFe_2O_3、FeO、TiO_2、MnO、P_2O_5、CO_2、H_2O~+、pH十四个指标,研究其在不同二级构造单元、地理景观、土壤类型、降雨量等级下的含量与空间分布特征,并讨论该地球化学走廊带上化学蚀变指数。结果表明:在兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上,作为沉积物主体的SiO_2、Al_2O_3两者含量为明显负相关而空间分布表现出此消彼长的特征;CaO、MgO、CO_2高含量分布区则与碳酸盐岩地层或含碳酸盐矿物的土壤有关,而MgO的高含量还与走廊带上镁铁质基性-超基性岩有一定关系,表明了这三个指标的高含量受特定岩性或矿物的影响较大;Na_2O、K_2O含量除了受继承的基岩影响外,还受到后期的风化作用和气候及自身地球化学性质等复杂因素综合影响,对Na_2O来说尤为如此;TFe_2O_3、MnO、TiO_2、P_2O_5相对于在地质背景复杂地段,经过冲积平原的沉积物混匀后,含量差异更小;相对干冷的内蒙古半干旱草原的气候条件有利于FeO存在,使得其相对燕山地区含量差异较TFe_2O_3要小,在章丘以南相对温暖湿润地区更易被氧化而导致其含量整体较低;北方干冷气候条件下,沉积物H_2O~+含量普遍较低,局部高含量位于碳酸盐岩地层或第四系分布区;走廊带上的pH值反映了沉积物偏碱性的特征,而在章丘以南的地区随着降雨量的增加,相对温暖湿润的气候条件,沉积物pH值表现为中性-偏弱酸性;兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物的CIA值反映出在寒冷、干燥气候条件下低等的化学风化程度,兴蒙造山带沉积物平均风化程度相对华北克拉通沉积物的平均风化程度差异变化相对要小,显示兴蒙造山带的降雨量与温度等风化影响因素变化较小。作为反映元素的地球化学亲和性的量化指标,离子电位可以更好地帮助理解沉积物元素的含量和空间分布差异。     

小赛什腾山古生代花岗岩锆石U-Pb定年及地质意义

取自小赛什腾山的3个岩浆岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果给出了437±10 Ma与487±14 Ma(XSST01)、390.8±9.1 Ma(XSST02)、400.1±7.9 Ma与445.8±10 Ma(XSST03)5组206Pb/238U平均年龄结果,这表明小赛什腾山地区存在470~480 Ma、440~450 Ma和390~400 Ma三期古生代花岗质岩浆侵入旋回,更正了小赛什腾山地区花岗岩均形成于海西期的认识?将本次给出的年代学数据与柴北缘构造带古生代花岗质岩浆作用年代学格架进行对比,结果表明,小赛什腾山地区490~400 Ma花岗岩侵位时间、期次与整个柴北缘构造带其他地区基本一致,这些年代学数据为证实小赛什腾山是柴北缘构造带的重要组成部分提供了重要证据?同时认为,奥陶纪初期(470~480 Ma)岩浆岩的形成与柴北缘洋洋壳向北俯冲有关,奥陶纪末期(440~450 Ma)的花岗岩形成于同造山陆-陆碰撞环境,早泥盆世(390~400 Ma)花岗岩与俯冲-碰撞晚期岩石圈拆沉有关,初步厘定了约490~400 Ma小赛什腾山一带的大地构造演化格架?     

同步辐射软X射线吸收谱与发射谱测定天然针铁矿能带结构

天然半导体矿物由于成分、缺陷复杂,传统测试方法如紫外可见漫反射等难以准确测定其禁带宽度.本文以针铁矿为例,通过第一性原理计算得到纯针铁矿及掺Al针铁矿的电子结构.计算结果显示,纯针铁矿导带底与价带顶均由Fe3d与O2p轨道组成,而当含杂质Al时,Al2p与O2p发生杂化参与了价带组成.在此基础上,利用同步辐射X射线氧的K边吸收谱与发射谱对纯针铁矿及天然针铁矿的能带结构进行了测定.结果表明,天然含Al的针铁矿禁带宽度为2.30eV,小于纯针铁矿(2.57eV).本研究提供了一种测定天然氧化物矿物禁带宽度的新方法,为深入研究天然半导体可见光催化活性产生机制提供了理论依据.     

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。