热带地区红土型镍矿风化壳元素迁移富集规律研究——以菲律宾南部苏里高Pili镍矿为例

位于东南亚热带地区的菲律宾和印度尼西亚是世界上主要的红土型镍矿产区。在菲律宾南部的苏里高(Surigao)地区广泛分布红土型镍矿床,矿床类型属于含水镁硅酸盐型。笔者等主要通过对菲律宾苏里高地区Pili红土型镍矿详细的野外地质调查,结合红土风化壳剖面的矿物学组成及地球化学特征来探讨热带地区红土风化壳的分层特征及元素迁移富集规律。根据矿物组成特征将Pili红土型镍矿风化壳剖面自上而下分为四层：黏土层、红土层、腐岩层以及基岩。其中腐岩层镍含量可达1%以上,是主要的镍含矿层。红土剖面地球化学特征显示红土层呈现富Fe、Mn贫Si、Mg的特征。上部黏土层相对红土层反而出现富Al、Si、Cr、Ni贫Fe、Mn的特征。区别于常见的红土型镍矿,Pili镍矿红土层反而呈现贫镍的特征。剖面元素迁移率特征显示,黏土层经历了强烈的Si、Mg、Fe、Mn流失,红土层经历了Mg、Si等元素的强烈流失以及Fe、Mn等元素中等程度的流失。下层腐岩层中经历了Fe、Mn、Cr等元素的富集以及镍的强烈富集。由此我们提出三阶段过程来解释Pili红土型镍矿的元素迁移和富集：腐岩发育阶段、红土发育阶段以及晚期溶解再沉淀阶段。腐岩初始发育阶段未发生明显的元素迁移流失。红土初始发育阶段受地表流体的影响发生了强烈的Mg、Si等元素的流失。红土初始形成以后,受热带地区强降水作用影响,后期还原性地表流体不断淋滤使其上部还经历了强烈的Fe、Mn流失而形成黏土层。中部的红土层也相应发生了强烈的镍流失和中等程度的Fe、Mn流失。该阶段强烈的元素迁移可能是热带地区红土型镍矿风化壳所特有的特征。流体淋滤携带的镍逐渐由红土层向下迁移,并以含镍镁硅酸盐的形式最终富集在腐岩层中。本研究的发现对该区红土型镍矿找矿勘查工作具有重要指示意义。     

豆荚状铬铁矿以及其中铂族元素矿物的成因问题——进展与展望

铂族元素矿物(Platinum Group Mineral:简称PGM)资料的不断积累,丰富了人们对蛇绿岩中豆荚状铬铁矿成因的认识。文章总结近年来有关PGM的新资料和取得的新认识,探讨豆荚状铬铁矿以及其中PGM的成因问题。幔源岩浆结晶过程中,铬铁矿周边熔体减少将诱发那些易氧化的铂族元素(Os、Ir、Ru)在熔体中达到饱和状态,并结晶形成纳米级PGM。在地幔熔体中,随着硫逸度升高,PGM微粒与熔体中的硫反应并逐渐长大。多期次的熔体抽提和熔体-岩石反应事件,可以在地幔源区通过逐步降低硫逸度、促进含铂族元素的贱金属硫化物分解,形成PGM以及铂族元素合金。低硫逸度环境更有利于PGM的形成和保存。在变质环境或流体环境中,这些PGM往往会与流体反应,造就了PGM矿物的多样性。原生PGM与变质流体反应并发生原地去硫化作用,可以形成次生的PGM环边或者纳米级PGM包体。铬铁矿的多阶段蚀变/再平衡过程可以导致PGM溶解—沉淀—均一化,并扰动Os同位素体系。不同类型矿石在有限空间伴生的现象以及它们所具有显著差异的地球化学特征,说明蛇绿岩是不同地幔组分的机械混杂。随着俯冲板片,铬铁矿团块被拖曳到地幔深部,并通过地幔对流重新出现在扩张中心附近,最终混杂在蛇绿岩中。发生循环的铬铁矿团块因此可以与新生铬铁矿及其围岩伴生在同一蛇绿混杂岩中。     

镁铁-超镁铁岩的分类及其构造意义

镁铁-超镁铁岩分类是镁铁-超镁铁岩研究最基本的问题之一。镁铁-超镁铁岩（不包括金伯利岩、煌斑岩和碱性超镁铁岩等）按照产出的构造背景、岩石组合、伴生矿产大体可分为5类,即：蛇绿岩、义敦型岩体、阿拉斯加型岩体、层状侵入体和橄榄岩-闪长岩型岩体。蛇绿岩代表大洋岩石圈地幔及其分异物,义敦型代表大陆岩石圈地幔及其分异物,阿拉斯加型岩体来自岛弧、活动陆缘环境或具岛弧之下地幔特征的源岩,层状侵入体来自板内伸展构造背景,橄榄岩-闪长岩型岩体的构造背景与阿拉斯加型类似,但是也有产于板内环境的。蛇绿岩是学术界最关注的问题之一,笔者认为,1972年彭罗斯会议确定的蛇绿岩的定义仍然是适用的,斯泰因曼三位一体的概念仍然是有效的,而Delik的蛇绿岩定义和分类是不可取的。笔者认为,义敦型的概念是合适的和有用的。蛇绿岩与义敦型岩体有许多相似之处,但是,它们的构造含义不同。它们之间的区别不是依靠岩石组合本身,也不依靠地球化学,而是依靠野外产出位置和伴生的围岩性质以及构造情况。不同类型的镁铁-超镁铁岩形成的构造背景不同,伴生的矿产类型不同,具有不同的大地构造意义。在野外实践和室内研究中注意它们之间的区别,无论对于理论研究还是找矿研究都是非常重要的。     

滇东南八布蛇绿岩地球化学特征及构造背景

八布蛇绿岩出露在北西向文山-麻栗坡和富宁走滑断裂之间的断块内,主要由蛇纹岩、辉长岩、玄武岩三个单元组成,彼此间均以断裂相接.地球化学研究表明,蛇纹岩SiO2、Al2O3、TiO2、MgO含量变化较大,依据主、微量元素组成可以分为两类,第一类球粒陨石标准化稀土元素分配模式整体较为平坦,推测原岩为镁铁质堆晶岩;另一类呈U型配分,推断原岩是方辉橄榄岩.玄武岩属拉斑系列,主量元素具有富MgO、TiO2,低Al2O3、K2O、P2O5,并且Na2O﹥K2O等特征,类似于MORB型玄武岩;REE配分模式也显示出N-MORB型玄武岩的特征;同时,微量元素普遍具有LILE、Th富集, Nb、Ta、Zr、Hf等元素具明显亏损特征,又暗示源区曾遭受不同程度的俯冲带流体交代作用.综合分析认为,八布蛇绿岩形成于弧后盆地环境,其形成可能是古太平洋从SE至NW向华南大陆俯冲的产物.     

新疆加尔塔斯克斯套斑岩锆石U-Pb-Hf同位素特征及其对洋脊俯冲的制约

新疆加尔塔斯克斯套斑岩铜矿床位于西准噶尔斑岩成矿带西段, 目前研究程度很低。对该矿床花岗闪长斑岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及Hf同位素组成测试分析。结果显示, 该岩体的锆石U-Pb年龄为299.2 ± 5.3 Ma, 形成于晚石炭世末—早二叠世初; 岩石具有富SiO2、Al2O3、Na, 贫K, Mg#值较高, 以及高Sr、低Y和Yb含量的特点, 显示埃达克岩特征; 富集大离子亲石元素Cs、Ba、U和轻稀土元素, 亏损高场强元素Ti、Nb、Ta和重稀土元素, 无明显Eu异常。斑岩具有高的176 Hf/ 177 Hf值, 正高εHf (t)值(+10.1~+15.6, 平均+12.8), 以及年轻的两阶段模式年龄(TDM2=307.4~687.1 Ma), 显示亏损地幔源区属性, 鲜有壳源混染。研究认为, 该斑岩体可能形成于洋脊俯冲, 并伴有明显的Cu、Au矿化, 指示该斑岩铜矿床有良好的找矿潜力。     

内蒙古贺根山蛇绿岩型铬铁矿中固体包裹体矿物化学成分研究

内蒙古贺根山蛇绿岩型(豆荚型)铬铁矿矿床分布于内蒙古-大兴安岭海西褶皱带的蛇绿岩套内的贺根山岩块中。该蛇绿岩块主要由地幔橄榄岩、堆积岩和基性熔岩组成。铬铁矿矿体主要赋存于地幔橄榄岩相内的纯橄岩脉内,或被薄层的纯橄岩(数厘米到数米)外壳包围,矿体成群和成带分布。 在铬铁矿矿石中发现多种固体包裹体矿物,如橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、韭闪石、硬玉、钠长石、钛钠金云母等。这种特殊的固体包裹体矿物组合反映了铬铁矿矿床的成因或形成环境。     

藏北羌塘中部早古生代蛇绿岩堆晶岩中斜长花岗岩的地球化学特征

桃形湖蛇绿岩是龙木错－双湖缝合带近期的重要发现。这一发现回答了龙木错－双湖缝合带中不存在完整蛇绿岩剖面的质疑,是该缝合带存在的重要证据,也是古特提斯洋早期裂解时间确定的主要依据之一。其中斜长花岗岩的岩石地球化学特征反映出洋脊花岗岩的属性,包括Al2O3含量较高,准铝质至过铝质（12.56％～16.19％）,富Na2O,贫K2O（Na2O／K2O＞3）,主量元素、微量元素和稀土元素含量较低等,但是其稀土元素配分曲线、微量元素蛛网图又与标准大洋斜长花岗岩有所区别,表现为轻重稀土元素分异很明显,具强烈的Eu正异常（Eu／Eu?鄢=1.92～9.19,均值为5.18）,初步推测原因是岩浆迅速上升过程中Ca分离不完全和样品中石榴子石分布不均匀。结合斜长花岗岩的野外产状及以往的研究成果,初步结论是：桃形湖蛇绿岩中的斜长花岗岩形成于近洋脊或准洋脊环境,岩浆源自地幔,与桃形湖蛇绿岩中的变质橄榄岩、堆晶辉长岩、基性熔岩的岩浆同源,是基性—超基性岩浆分异的残余,应属桃形湖蛇绿岩中的浅色岩组分,是蛇绿岩的端元岩石。     

秦岭丹凤群蛇绿岩古地磁学再研究

本文是对秦岭丹凤县桃花铺郭家沟剖面和商县三十里铺剖面丹凤群蛇绿岩标本的古地磁学研究结果.逐步热退磁和剩磁方向主分量分析表明,60％以上的标本含有可明显区分的3个剩磁组分.另外的约30％—40％的标本,尽管它们具有很高的天然剩磁强度,在150—200℃时,其剩磁强度即衰减50％以上,且显示出不稳定的方向.两种不同的磁性表现与不同的岩石组成和结构有关,特别是与岩石的结晶程度有关.经对3个剩磁组分成因的分析及与变质变形关系的研究,表明高温剩磁组分是原生.由高温剩磁组分得到丹凤群古地磁极位置为43.0°N,274.5°E,古纬度值为12.0°S.比较丹凤群的古地磁极位置和华北扬子块体古地磁极移曲线,发现它们之间存在显著差异,这表明丹凤群在古生代不从属于华北或扬子块体,而是一个独立的地体,很可能是秦岭古洋壳的残片,从而给丹凤群蛇绿岩赋予新的大地构造含义.     

内蒙古松根乌拉地区蛇绿岩的类型及其成矿作用

松根乌拉蛇绿岩位于内蒙古自治区锡林郭勒盟北部,大地构造上处于西伯利亚板块和中朝板块中间地带,即古亚洲洋褶皱带。受华北板块与西伯利亚板块多期次俯冲、碰撞和对接作用影响,区内既出露有前寒武纪微地块,又有古生代火山沉积岩广泛分布。深大断裂带(层)纵横交错,各类侵入岩十分发育和金属矿床(点)数量众多,属中亚巨型造山带和金属成矿带的重要组成部分。为寻找与古生代蛇绿岩有关的铜、金、镍矿以及与正长斑岩有关的岩浆热液型—斑岩型有色金属等矿种的有利部位。