苏鲁超高压变质带超镁铁岩深部碳酸盐交代作用的证据

中国大陆科学钻探工程第三先导孔(PP3钻孔),位于秦岭-大别-苏鲁超高压造山带的东部,赣榆岗上超镁铁岩体中。钻孔中超镁铁岩的岩性包括纯橄岩和石榴超镁铁岩等,该超镁铁岩的SiO_2含量均值在43.68%,变化范围为41.9%~47.11%;MgO均值在44.71%,变化范围为47.12%~48.62%;Cr_2O_3均值在0.39%,变化范围为0.30%~0.47%;CaO均值0.12%(变化范围为0.006%~0.34%);Na2O均值在0.05%(变化范围为0.005%~0.32%)。超镁铁质岩的Mg#(Mg/(Mg+Fe)×100)稳定在91.9~93.0之间,Cr#(Cr/(Cr+Fe)×100)均值在38,较高;变化在30~45之间,变化小。其中闪石化金云母超镁铁岩具有最低的值(Cr#=19)。Ni含量在2100×10~(-6)~2500×10~(-6),CaO含量均值为0.13%,Al_2O_3含量均值为0.41%。岩体成分均一,表现为高镁,低钙和低铝的特征。超镁铁岩的不相容元素和稀土元素总量很低,稀土元素总量均值在0.60×10~(-6)。(La/Yb)N比值在6.9~51.2,均值在16.1,重稀土元素严重亏损,是中国东部最亏损的地幔岩之一。超镁铁岩中橄榄石成分(Fo在88.7~93.1之间,Fa在6.8~11.1之间),从早期到晚期,岩石Fo值从93→91~92.4→88.7~89.1。铬尖晶石Cr#值从51到89变化,TiO_2和MnO_2值分别低于0.26%和0.46%,晚期铬尖晶石Cr#值增大,Ti含量减小。单斜辉石由透辉石(Wo_(45.9)8En_(47.89)Fs_(2.73)Ac_(3.39))和顽透辉石(Wo_(27.61)En_(68.78)Fs_(2.27)Ac_(1.34))两种,透辉石(Cpx_Ⅰ)在顽透辉石(Cpx_Ⅱ)中呈被交代的残余粒状。角闪石和金云母呈明显的条带状和脉状,局部发育。岩石具有弱的Na和K交代作用,较高的Sr和Ba等元素,亏损高场强元素(HSFE),以及特征的稀土元素和微量元素配分曲线;岩石中主要组成矿物橄榄石从早期到晚期,矿物Mg#指数下降(Mg#从93→88);单斜辉石中可看到透辉石被顽透辉石交代现象;次生角闪石和金云母的形成等特征都显示超镁铁岩经历了碳酸盐交代作用。在超镁铁岩矿物橄榄石中发现细小白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物更有力证明了苏鲁超高压变质带超镁铁岩经历了深部碳酸盐交代作用。PP3钻孔超镁铁岩属于强烈亏损地幔岩区域,单斜辉石和角闪石等含水矿物在超镁铁岩中含量低,交代作用的范围和规模有限,且交代作用在动力学上是快速的和不平衡的过程。     

内蒙古东乌旗早二叠世超镁铁岩的发现及其构造意义

为研究东乌旗晚古生代地幔性质和造山演化特征,对在东乌旗西部首次发现的超镁铁岩—辉闪橄榄岩进行系统的岩相学和元素地球化学研究。东乌旗辉闪橄榄岩主要由橄榄石、角闪石、斜方辉石及少量斜长石、单斜辉石组成,SiO_2含量介于42.84%~43.96%、MgO(24.10%~26.10%)、Na_2O+K_2O(1.52%~2.32%,小于3.5%),低m/f(3.03~3.54)比值和高FeO~T(12.67%~14.33%)的含量、高Mg~#(76.42~79.20),属铁质超镁铁岩和拉斑玄武岩系列。岩石稀土总量较高(∑REE=39.57×10~(-6)~83.32×10~(-6)),轻稀土(LREE)相对于重稀土(HREE)明显富集[(La/Yb)_N=4.04~7.66],Eu异常不明显(δEu=0.90~0.95),稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土相对富集的右倾型。岩石富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Rb、Ba、Sr、K等,相对亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta,具明显的Nb、Ta、Ti负异常,而又有别于强烈Nb、Ta亏损的岛弧岩浆岩;相容元素Cr(769×10~(-6)~2480×10~(-6))、Ni(454×10~(-6)~901×10~(-6))含量较高;低Th/U(2.54~3.03)、Nb/U(3.40~12.85)比值和高La/Nb(2.60~3.63)、Ba/Nb(43.11~72.52)、Zr/Y(5.45~7.83)比值。综上,结合区域最新研究成果,我们认为辉闪橄榄岩来源于受俯冲流体交代的尖晶石相地幔橄榄岩部分熔融,上升过程中受地壳物质不同程度的混染,形成于早二叠世板内伸展构造体制,与古亚洲洋闭合之后板内非造山作用有关。这一认识填补了早二叠世幔源岩浆事件和非造山阶段超镁铁质岩石记录的空白。     

内蒙古东升庙和炭窑口多金属硫化物矿床铁同位素地球化学特征及其成矿指示意义

本文报道了内蒙古狼山成矿带内两个最大的铅锌多金属硫化物矿床——东升庙矿床和炭窑口矿床中黄铁矿、黄铜矿单矿物的铁同位素研究结果。东升庙矿床绢云石墨片岩中不规则状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值在+0.04‰~+1.11‰之间,呈现铁的重同位素富集,指示了海水中的铁以氧化态沉淀并在成岩期转化成黄铁矿的矿化过程。东升庙和炭窑口矿床富硫化物矿石中黄铁矿和黄铜矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-1.33‰~+0.08‰,具有热液成矿特征,指示金属成矿物质来源于热液流体。另外,绢云石墨片岩中脉状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-0.39‰~-0.04‰,处于矿石黄铁矿和围岩不规则状黄铁矿之间,指示脉状黄铁矿是热液矿化的产物,并在成矿过程中混入了围岩中早先形成的富集铁的重同位素的黄铁矿。绢云石墨片岩中广泛发育的不规则状黄铁矿与赋存在绢云石墨片岩中的富硫化物矿体具有完全不同的铁同位素组成,指示热液活动对不规则状黄铁矿没有明显成矿物质贡献,因此同沉积热液活动成矿的可能性不大。结合赋存在白云石大理岩中硫化物矿体的顶、底部常见硅化的白云石大理岩角砾,本文提出后生矿化是东升庙多金属硫化物矿体的主要成矿方式。另外,东升庙矿床和炭窑口矿床的矿石硫化物具有相似的铁同位素组成特征,指示两者的成矿物质来源具有相似性。     

长江三角洲全新世地层中潮滩沉积磁性特征及其古环境意义

对长江三角洲北翼江苏南通地区NT钻孔（长60.9 m）进行了系统的环境磁学分析,并结合岩性特征、粒度、漫反射光谱（DRS）等手段,探讨了全新世早、晚期潮滩沉积的磁性特征及其古环境意义。NT孔自下而上可分为6层（U1~U6层）,其中U2层下部（49.9~44.8 m）和U6层（7.5~0.3 m）为潮滩沉积,具有较低的退磁参数S比值及较高的硬剩磁（HIRM）和SIRM/χ,表明反铁磁性矿物如赤铁矿、针铁矿等含量和比例较高。结合漫反射光谱（DRS）分析,发现U6层上部盐沼（1.5~0.3 m）赤铁矿和针铁矿富集,U2层下部的盐沼仅富集赤铁矿。这一差异与U2层和U6层形成的时期和沉积环境有关。U2层形成于晚更新世晚期至早全新世,且曾长期暴露地表,有利于赤铁矿的形成,其后随着海平面的持续上升,盐沼不断垂向加积,始终处于水下环境,不利于针铁矿的形成;U6层形成于晚全新世三角洲海岸的进积过程中,氧化还原相互交替的环境有利于针铁矿的形成,后期成陆后的成土作用生成了较多的磁赤铁矿和赤铁矿。研究表明,全新世三角洲发育过程中,不同时期形成的盐沼具有不同的磁性特征,磁性特征的研究可以提供潮滩沉积环境演变的信息,对三角洲古环境重建研究具有重要意义。     

北京后沙峪凹陷的第四纪地层划分与构造演化

通过对北京平原北部昌平、顺义、朝阳等区域的多个深孔资料、尤其后沙峪地区G3钻孔资料的深入分析,并开展磁性地层学及孢粉测试成果研究,建立了钻孔的磁性地层序列,结合南口—孙河断裂、顺义断裂以及黄庄—高丽营断裂的活动性研究成果,确定了后沙峪凹陷的第四纪地层格架,分析了凹陷的构造演化过程。结果表明,后沙峪凹陷上G3孔下更新统底界为511.7 m,中更新统底界为175.5 m,上更新统底界为31.6 m。在燕山期晚期,黄庄—高丽营断裂形成,控制了北京凹陷的西部边界,在北东向顺义断裂和北西向南口—孙河断裂共同作用下形成后沙峪凹陷。进入第四纪后,G3钻孔地层在早、中、晚更新世的沉积速率分别为0.198 mm/a、0.255 mm/a和0.243 mm/a;各条断裂活动速率的差异性客观反映出各块体之间的升降特点。由于后沙峪凹陷处于黄庄—高丽营断裂的上盘,同时也是顺义断裂的下盘,因此,断裂间的相互运动在第四纪沉积作用下形成了后沙峪凹陷。     

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。     

黑龙江省嫩江县三矿沟铁铜矿床矿石特征及意义

三矿沟矿床位于黑龙江省嫩江县多宝山矿集区西北部,为小型矽卡岩型铁铜矿床。在野外地质调查与ICP_MS测试的基础上,通过显微观察、扫描电镜与电镜能谱分析,对三矿沟矿床的矿石特征进行了研究。在矿石中新识别出钨铁矿、白钨矿、锡石、自然铋、碲铋矿、辉铋矿、硫铜铋矿、硫铋铜矿、碲银矿、银金矿、金银矿、自然金,钴黄铁矿、辉砷钴矿、含锌硫砷铜矿等金属矿物。矿石有用金属元素为Cu、Fe、Zn、W、Co、In、Bi,建议对这些元素展开进一步的研究,并在开采时进行综合评价。详细的矿石镜下研究结果显示,矿床形成过程分为内生成矿期与表生期,其中内生成矿期分为干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段、氧化物阶段(主要的铁矿化阶段)和低热液-硫化物阶段这4个阶段(主要的铜矿化阶段),表生期只包含表生阶段。其中铁矿化形成于高温阶段,铜矿化系中温热液交代形成。     

新疆西天山铁木里克铁矿床火山岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及地质意义

铁木里克铁矿位于西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中段,矿床围岩为一套以粗面安山岩、安山岩和流纹岩为主的连续变化的中酸性火山岩。本文通过对铁木里克铁矿床火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,并且结合Hf同位素和岩石地球化学研究,对火山岩的形成时代以及大地构造背景进行探讨。锆石LA-ICP-MS测年结果显示,粗面安山岩、安山岩以及流纹岩的测年结果分别是318.8±2.3Ma、320.8±2.5Ma和319.1±3.5Ma。地球化学分析表明该套火山岩属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE;如Rb、Th、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,同时具有Nb、Ta的强烈亏损,具有明显的岛弧火山岩地球化学特征。在火山岩的大地构造判别图解上,样品点都落在了大陆弧部分。锆石的Hf同位素显示εHf(t)具有一致的变化范围(+6.2~+12.0),指示火山岩具有相同的岩浆来源,都是来源于早古生代新生陆壳的重熔,形成于相同的构造岩浆背景下。结合区域地质资料,本文认为铁木里克铁矿床出露的这套高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩可能是南天山洋闭合末期到陆陆碰撞早期大陆弧岩浆作用的产物。     

末次冰盛期后黄河三角洲沉积物的磁性特征及其沉积环境

On the basis of measuring the magnetic parameters of sediment in Core YDZ1, combined with a grain size analysis and Carbon-14 dating, the magnetic properties of sediment and sedimentary environment in the Huanghe(Yellow River) Delta area after the last glacial maximum have been studied. The results show that the ferrimagnetic minerals of a pseudo single domain and multi domain particles dominate the magnetic properties of sediment in Core YDZ1. The imperfect anti ferrimagnetic minerals have more contribution on sediment in a depth of 24.0–22.1 m, and more stable-single domain and pseudo single domain particles exist. The susceptibility of anhysteretic remanent magnetization and the ratio of the susceptibility of anhysteretic remanent magnetization to saturation isothermal remanent magnetization show a decrease trend below depth of 24 m, a marked increase trend in a depth of 24.0–13.5 m, and a rapid decrease at depth of 13.5 m, then a fluctuation trend upward. The above two magnetic parameters and the ratio of the susceptibility of anhysteretic remanent magnetization to the mass susceptibility can be regarded as the proxy indicators for the content of clay(4 μm)and the fine-grained size(32 μm). The sedimentary environment after the last glacial maximum in the Huanghe Delta area has experienced the fluvial facies, the tidal flat facies, the neritic facies, the pro delta facies, the delta front facies and the floodplain facies. Thickness of the Holocene transgression layer is 10.5 m and the depth of substrate is about 24 m according to the YDZ1 core. The sedimentary dynamic has a variation trend with strongweak-strong, which has been proved by the Flemming triangular schema.