北淮阳沙坪沟钼矿床成矿斑岩体特征与成因

沙坪沟钼矿床位于大别山北麓的北淮阳构造带,是近年来新发现的特大型斑岩钼矿床。区内燕山期岩浆岩广布,岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、石英正长岩、花岗斑岩、正长花岗岩、隐爆角砾岩等,钼矿床与最晚期的石英正长岩-花岗斑岩成因有关。对最晚期的花岗斑岩体系进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年,结合前人已发表的年代学数据,将区内岩浆岩划分为3个阶段:第一阶段141~133 Ma,主要发育二长花岗岩,具有高Sr、低Y的地球化学特征,形成于加厚下地壳的部分熔融;第二阶段132~125 Ma,包括中基性的含斜长石辉石岩、斜长角闪石岩、闪长岩和酸性的花岗岩、花岗闪长岩等,中基性岩的出现表明地幔物质参与了该阶段岩浆岩的形成,可能与加厚地壳拆沉、软流圈物质上涌有关;第三阶段120~110 Ma,主要发育石英正长(斑)岩和花岗斑岩,为壳源成因。第一阶段岩浆岩的ε_(Hf)(t)介于-28.3~-22.5,与大别造山带大范围分布的中生代岩浆岩一致,结合前人研究分析表明,沙坪沟第一阶段岩浆岩为类似南秦岭陡岭群片麻岩源区构成的加厚下地壳部分熔融的产物。相比第一阶段岩浆岩,第三阶段石英正长岩、正长花岗岩脉、隐爆角砾岩和花岗斑岩的ε_(Hf)(t)非常一致,介于-18.4~-13.3之间,与北淮阳千鹅冲钼矿成矿花岗斑岩及汤家坪钼矿成矿花岗斑岩一致,其ε_(Hf)(t)明显偏高,应为较浅岩浆源区熔融的结果。华南板块广泛分布的古生代富Mo黑色页岩具有和北淮阳成钼矿岩浆岩具有一致的模式年龄,是形成北淮阳钼矿岩浆岩的理想层位。     

高灵敏度元素分析仪-连续流同位素质谱法对硅酸盐岩中碳及碳同位素组成的精确测定

硅酸盐岩中含有微量的碳,对其精确地分析可以示踪流体的来源和形成过程。元素分析仪-同位素质谱方法(EA-IRMS)是一种使用样品量小、快速的分析方法,本文将EA-IRMS技术应用于硅酸盐岩中微量碳同位素组成的测定,基于一系列条件实验,确认了硅酸盐岩中微量碳分析的EA-IRMS连续流方法的关键条件参数。标准物质选择和归一化处理使用以下方法:(1)选择较宽碳同位素组成范围且合理的碳同位素分布的标准物质,以高纯石英粉末与之混合来模拟天然样品中的基质。(2)利用与样品类似含量的3个标准物质的测量值和标准真值建立校准曲线,对天然样品的测量值进行标准化,从而实现了对硅酸盐岩中低至600!g/g微量碳含量和同位素组成的精确测定。用国家标准物质GBW04416作为未知样品检验了不同含量下拟合的线性方程,在碳含量不低于600!g/g时,标准偏差分别约为0.02‰、0.04‰、0.05‰、-0.07‰、0.11‰;在MERCK+USGS24混合物中,测量的δ13C值在标准误差范围内与理论值是一致的。因此,对于碳含量不低于600!g/g的30 mg硅酸盐岩样品,本方法能够获得高精准度的碳同位素分析结果。根据不同碳含量的标准混合物的峰面积(峰强度)和相对应的含量所建立的线性曲线获得样品的碳含量,碳含量的分析误差在10%以内。     

吐哈盆地北缘中侏罗世植物化石稳定碳同位素的古环境意义

新疆吐哈盆地北缘三道岭煤田中侏罗统西山窑组的植物化石属于Coniopteris-Phoenicopsis植物群的典型组合。从该植物群中挑选出优势属种,分别为似银杏、拟刺葵、枝脉蕨以及斯堪尼狭轴穗,对其进行稳定碳同位素分析。前3种为叶片化石,它们的δ13C值分布在-21.66‰~-23.83‰,属于典型的C3植物。最后一种为繁殖器官化石,其δ13C值为-20.91‰,比叶片的值高。将δ13C值根据公式转换为大气CO₂的δ13C_a值,发现基于银杏类叶片获得的现代和中侏罗世的δ13C_a值与其他方法获得的值相似。这说明银杏类叶片是重建地质历史时期δ13C_a的一类可靠植物,为今后研究中生代-新生代δ13C_a变化提供了一个简便而可行的方法。C_i/C_a比值是一重要的植物生理生态特征值,因此进一步将银杏类化石叶片的δ13C值换算成C_i/C_a。化石似银杏的C_i/C_a值为0.6,而现生银杏的C_i/C_a为0.63,二者相似。虽然三道岭地区中侏罗世的CO₂浓度约为现在的4.5倍,但是化石和现生银杏类植物的C_i/C_a值仍然保持恒定,表明银杏植物的气孔参数对CO₂变化比较敏感,是重建古CO₂浓度的良好指示植物。这也为判断一种植物能否用来重建古CO₂浓度提供了一种简便而有效的检测方法。     

新疆准噶尔盆地西北部二叠纪玄武岩浆作用流体介质条件:流体化学组成及碳同位素制约

准噶尔盆地西北部深层分布着大量的二叠纪玄武岩,其发育的流体介质条件缺乏系统研究。本文采用二叠纪玄武岩岩心样品,对基质中的流体化学组成和碳同位素组成进行分步加热质谱法分析,结果表明二叠纪玄武岩的流体组成中H_2O的含量极高(平均13789mm3.STP/g),次要组分为CO_2、O_2、H_2S和N2等,CO_2和CH_4的δ~(13)C值(分别为-28.9‰~-15.8‰和-36.8‰~-21.9‰)位于地壳与甲烷氧化来源组分的范围内;CH_4、C_2H_6、C_3H_8和C_4H_(10)等甲烷同系物的碳同位素组成随碳数增高总体具有正序分布特征,400~800℃温度段释出CH_4的δ~(13)C值(-25‰左右)明显重于200~400℃的(-35‰左右),部分样品400~800℃的CH_4-C_3H_8存在碳同位素反序分布的特征,显示幔源流体挥发份特征,其中混入大量的沉积有机质热裂解成因烃类气体,应为俯冲蚀变大洋板片的沉积物脱出流体挥发份。大量的H_2O指示岛弧俯冲的再循环流体的加入,甲烷氧化来源特征的CO_2和CH_4碳同位素组成揭示经历了长期的风化过程,表明相关岩浆作用后遭受长期的抬升。     

南极半岛屈韦维尔岛白垩纪中期火山岩浆作用及其构造指示:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

南极半岛长期以来位于冈瓦纳古陆的西缘,是冈瓦纳古陆最后裂解的发生地。南极半岛内出露有大量的中新生代火成岩,关于其成岩期次、源区性质以及产出的动力学背景等尚存争议,从而影响到对南极半岛构造演化的认识。本文报道了南极半岛中部构造域屈韦维尔岛地区出露的安山质火山岩、闪长玢岩脉及其中闪长岩捕掳体的LA-MC-ICP-MS锆石UPb年代学和Hf同位素分析数据。其中含角砾安山质熔岩、安山质火山角砾岩、中粒闪长岩捕虏体和闪长玢岩脉4件样品的锆石U-Pb测年结果分别为103.3±1.7Ma、101.9±1.8Ma、92.0±1.2Ma和85.7±07Ma,表明该岛在白垩纪中期存在三幕火山岩浆作用事件:第一幕约为102Ma发生的强烈火山喷发;第二幕约为92Ma的闪长岩侵入作用;第三幕约为86Ma的闪长玢岩体侵入作用。锆石的Hf同位素原位分析结果表明,主要测点的εHf(t)值在+2.5~+7.9之间,平均值为+4.4,其一阶段Hf模式年龄为505~678Ma,表明白垩纪中期出露的火成岩可能由新元古代-寒武纪的亏损地幔物质部分熔融所形成。结合前人研究成果,得出本岛出露的火成岩形成于冈瓦纳古陆裂解过程所伴生的俯冲岛弧环境中,是构成南极半岛中部岩浆弧构造域的主体岩性之一。     

东昆仑夏日哈木镍铜硫化物矿床成矿岩浆条件:流体挥发份化学组成与碳同位素组成制约

夏日哈木镍铜硫化物矿床是我国东昆仑造山带新发现的全球岛弧环境最大的岩浆镍铜硫化物矿床。早泥盆世镁铁-超镁铁质成矿岩体中不同类型岩石的辉石中流体挥发份化学组成和碳同位素组成表明,流体挥发份总量较低,平均含量为888mm~3.STP/g(STP:标准温度和大气压)。流体挥发份组成以H_2O为主(48mol%),其次为H_2(26%)、CO_2(15%)和CO(5%)。H_2S含量从二辉橄榄岩(10mm~3/g)、橄榄辉石岩(18mm~3/g)到二辉辉石岩(28mm~3/g)逐渐增加,表明岩浆就位结晶演化过程中含硫组分的加入。CO_2的δ~(13)C值(-23.5‰~-5.0‰)位于地壳和地幔值范围之间。CH_4同系物碳同位素组成随碳数具有总体正序、局部反序的分布特征,显示大洋沉积有机质热裂解成因特征。夏日哈木成矿镁铁-超镁铁质岩体流体组分中较低的H2_O含量和较高的H_2含量表明,岩浆演化处于还原性挥发份条件,地幔岩浆源区存在俯冲洋壳沉积有机质,岩浆房围岩的混染和富S流体的加入可能是夏日哈木岩浆镍铜硫化物矿床硫饱和的主要机制。     

滇西腾冲地块高黎贡山群早志留世变质花岗岩体的年代学、地球化学特征及意义

西南特提斯构造带广泛发育的早古生代岩浆岩是冈瓦纳大陆边缘原特提斯洋增生造山作用的产物,目前报导的岩浆岩侵位时代在536~448Ma。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,在腾冲地块东缘高黎贡山群中首次发现了年轻至~437Ma的片麻状花岗质岩体,并结合其锆石Hf同位素和全岩主微量地球化学特征,进一步制约原特提斯洋构造演化过程。样品主量元素显示此片麻状花岗岩体具有高硅(SiO_2=72.78%~73.69%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.23%~8.70%)的过铝质(A/CNK=1.08~1.12)特征,微量元素显示此岩体相对富集轻稀土元素、大离子亲石元素(K、Rb)和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Zr、Ti)以及Ba、Sr、Eu。综合岩石样品的矿物组合特征和地球化学特征,判断该岩体为S型花岗岩,源于以砂屑岩为主的沉积岩类的部分熔融,且源区有斜长石的残留。锆石εHf(t)值(-9.8~-6.2)和二阶段模式年龄tDM2(2.0~1.8Ga)也表明其源于古老地壳沉积物,且无幔源物质加入。根据全岩锆饱和温度计和锆石Ti温度计得出其岩浆从源区发生部分熔融到固结的过程中,温度从794℃左右下降到约754℃。熔浆温度较高,推测源区部分熔融过程中有地幔热的供给。综合前人研究成果,冈瓦纳大陆边缘在早古生代依次经历了原特提斯洋板片俯冲(ca.530~510Ma)、地块群增生与洋板片断离(ca.510~490Ma)、岩石圈挤压增厚(ca.490~475Ma)和岩石圈地幔拆沉(ca.470~460Ma)。岩石圈地幔拆沉将导致软流圈上涌及随后大陆岩石圈的持续伸展。腾冲地块侵位于~437Ma的花岗质岩体系该拆沉构造后的伸展环境中,以砂屑岩为主的古老地壳沉积岩在地幔热的供给下发生部分熔融的产物。     

安哥拉Bonga铌矿床成矿碳酸岩岩石地球化学和C-O同位素研究

安哥拉Bonga碳酸岩型铌矿床位于Parana'-Angola-Etendeka碱性岩-碳酸岩火成岩省东部,是一个孤立产出的中心式岩栓,侵入于元古宙花岗岩基底中。岩石地球化学研究表明,Bonga岩体由钙碳酸岩和少量的镁碳酸岩组成,岩体成分从钙碳酸岩向镁碳酸岩演化。矿物组合上,钙碳酸岩以方解石为主,副矿物有磷灰石、磁铁矿、烧绿石和少量稀土矿物;镁碳酸岩以白云石为主,烧绿石含量降低,稀土矿物含量增高。富钙碳酸岩(摩尔比值Ca O/Ca O+Mg O+Fe O+Mn O0.83)中Nb含量较高,变化于148.1×10~(-6)~8394×10~(-6),平均为2127×10~(-6),∑REE变化于1441×10~(-6)~9452×10~(-6),平均为2791×10~(-6),LREE/HREE变化于16.7~58.3,平均为25.0;富镁碳酸岩(摩尔比值Ca O/Ca O+Mg O+Fe O+Mn O0.83)Nb含量降低,变化于300.9×10~(-6)~3910×10~(-6),平均为1502×10~(-6),∑REE升高,变化于1659×10~(-6)~18849×10~(-6),平均为7111×10~(-6),轻稀土更加富集,LREE/HREE增大,变化于19.1~114,平均为57.6。铌在碳酸岩浆演化的早期富集,铌矿化主要与富钙碳酸岩有关;稀土元素的富集相对较晚,主要与富镁碳酸岩有关。对碳酸岩碳氧同位素的瑞利分馏模拟计算(RIFMS模型)结果表明,Bonga碳酸岩的铌矿化(烧绿石沉淀)主要受岩浆作用控制,其温度不低于600℃。     

宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。     

康定杂岩成因和构造意义——来自Hf同位素的证据

康定杂岩位于扬子地块西缘,通过对四川康定—冕宁—攀枝花—云南元谋地区出露的康定杂岩中基性、中性、酸性岩岩石学、锆石Lu-Hf同位素等多方面系统研究,确定这套岩石形成于岛弧环境。分析表明:康定杂岩中镁铁质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.2~+11.0,Hf模式年龄742~2386 Ma;长英质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.9~+9.4,Hf模式年龄为967~2707 Ma;暗示康定杂岩体复杂的构造成因。锆石Hf同位素分析表明其岩浆锆石具有与扬子地块西缘同时代镁铁质/长英质侵入体相似的Hf同位素组成,暗示其相似的岩浆起源。研究表明,康定杂岩为大洋俯冲背景下的产物,镁铁质侵入体来源于较为亏损地幔源区,长英质侵入体为新生陆壳与古老地壳物质相互作用形成的产物。锆石Hf同位素数据表明,康定侵入体杂岩中锆石Hf-全岩Nd解耦,为"锆石效应"与少量地壳物质加入共同作用结果。结合岩石学、地层学、构造及地球化学证据综合表明,新元古代时期,扬子地块可能位于Gondwana超大陆的边缘,而不是澳大利亚与北美Laurentia古陆之间的连接部分。