滇西北石鼓杂岩中花岗质片麻岩年代学、地球化学特征及地质意义

青藏高原东南缘滇西北前寒武纪石鼓变质杂岩中新识别出一套花岗质片麻岩.采用LA-ICP-MS方法进行锆石U-Pb年代学分析,获得206Pb/238 U加权平均年龄分别为790±11 Ma(MSWD=2.1,n=10)和814±15 Ma(MSWD=5.7,n=9),显示其形成于新元古代早期.地球化学特征显示,岩石具有高硅(SiO2=66.05％～77.16％)、高 K2O/Na2O(0.90～9.26,均值2.57)特征,MgO=0.35％～3.60％,TFeO=1.02％～4.86％,P2O5=0.03％～0.17％.铝饱和指数A/CNK为1.08～2.51,矿物组合中出现石榴子石和白云母等富铝矿物,CIPW标准矿物中刚玉分子平均含量为4.72％,显示为强过铝质花岗岩.球粒陨石标准化稀土配分显示轻稀土元素富集,(La/Yb)N=1.79～12.34,具明显的Eu负异常(δEu=0.21～0.67).原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、U,明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti元素.综合分析认为,花岗质片麻岩原岩主要为低成熟度、黏土贫乏的砂质岩在高温条件下部分熔融的产物,形成于后碰撞构造环境,是Rodinia超大陆汇聚事件在滇西北石鼓地区的响应.     

LCT型伟晶岩及其锂矿床成因概述

花岗伟晶岩具有与低共熔花岗岩相似的矿物和化学组成,通常与高分异花岗岩具有成因联系.花岗伟晶岩划分为富Li-Cs-Ta (LCT)、富Nb-Y-F (NYF)和混合的LCT+NYF型,其中LCT型伟晶岩以过铝质,富集助熔组分(H2O、F、P、B)、稀有元素(Li、Rb、Cs、Nb、Ta、Be、Sn),极其低的Nb/Ta比值(＜5)为特征.通常LCT型伟晶岩显示内部分带,主要包括边界带、壁带、中间带和核部带;此外,可能还发育交代体、层状细晶岩和晶洞.大多数LCT型伟晶岩形成与(同造山)-晚造山的过铝质S型、Ⅰ型或混合的S+Ⅰ型花岗岩具有成因联系.对于壳源沉积岩小比例部分熔融直接形成的伟晶岩,通常形成于伸展背景下的晚造山和造山后阶段,侵入于典型的低压角闪岩-高绿片岩相的变沉积岩中.伟晶岩外带(包括边缘带、壁带、细晶岩)中的细粒和细晶岩结构、UST(单向固结结构)是液相线过冷所致,而伟晶岩内带(中间带、核部带)中粗大矿物形成、矿物分带以及稀有金属矿物的饱和结晶是助熔组分(H2O、B、P、F)、稀有金属(Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta)通过组成带状纯化方式在边界层聚集的结果.伟晶岩分离结晶作用的开始与液相线过冷状态密切相关,晶体成核延迟、晶体生长速率、晶体成核密度取决于液相线过冷程度(ΔT).针对LCT型伟晶岩,已提出的稀有金属成矿机制主要有分离结晶作用、岩浆不混溶、超临界流体和组成带状纯化.对于全脉矿化锂辉石伟晶岩成因,尚不清楚是岩浆液态分离还是Li强烈分配进入流体相所致?     

柴达木盆地一里坪盐湖成盐卤水成分变化及其意义——来自LA- ICP- MS分析石盐流体包裹体组成的证据

一里坪盐湖是柴达木盆地一个以富锂卤水为主的干盐湖,蕴藏有丰富的卤水钾锂资源,目前对成矿过程中卤水的成分及其演变规律方面的研究较少.论文选取一里坪盐湖中部钻孔HC2105岩芯的石盐为主要对象,利用激光剥蚀-电感耦合等离子质谱法开展了单个石盐原生流体包裹体成分分析,探讨恢复了一里坪盐湖地区晚更新世以来成盐期的古卤水成分.结果表明,一里坪盐湖下层石盐古卤水Li、B、K等离子浓度均高于上层石盐,这说明晚更新世成矿条件更好.古卤水中Li、B、K和Mg等离子具有正相关性,再结合对Ca离子浓度变化的研究,说明一里坪盐湖的主要物质来源为那棱郭勒河,深部卤水对其物质来源贡献较小;石盐流体包裹体中各离子浓度的演变规律与钻孔沉积韵律以及古气候变化三者基本可以拟合,从而证实盐湖卤水成分变化受到古气候变化的影响,干冷期可能更有利于富锂卤水矿的形成.     

云南个旧西凹蚀变花岗岩型铜-锡多金属矿床萤石地球化学特征及其地质意义

关键金属锡作为全球高科技产业的重要战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域研究的热点.位于滇东南有色金属成矿带西端的个旧具有全球规模最大的锡矿储量,因其具有独特的成矿条件而备受关注.近年来,在个旧老厂矿田西部凹陷带花岗岩体内部发现中型-大型铜-锡多金属矿体,但对其尚缺乏系统的研究.文章对个旧老厂矿田重点坑道和钻孔开展构造-岩相蚀变特征解析,观察到锡铜矿化主要以石英-电气石-萤石-硫化物-锡石脉的形式产于似斑状蚀变花岗岩中,少量以萤石硫化物形式产于花岗岩与碳酸盐接触带的矽卡岩中.文章对与2种成矿作用相关的萤石开展LA-ICP-MS及ICP-MS微量元素和Sr-Nd同位素分析.结果显示:蚀变花岗岩型脉状萤石∑REE为(7～749)×10-6(LA-ICP-MS)、(45.5～77.4)×10-6(ICP-MS),具有强烈的Eu负异常(δEu=0.01～0.08)和弱Ce负异常(δCe=0.56～0.92),(87Sr/86Sr)i变化于0.70953～0.71147;矽卡岩型萤石∑REE为(27.2～1277.0)×10-6(LA-ICP-MS)、(29.8～161.0)×10-6(ICP-MS),具有显著的Eu负异常(δEu=0.01～0.19)和弱的Ce负异常(δCe=0.44～1.05),(87Sr/86Sr)i变化于0.70870～0.71553.通过综合分析这2类萤石的地球化学特征,认为蚀变花岗岩型脉状萤石与矽卡岩型萤石均形成于氧化向还原过渡的环境,且均为岩浆热液活动的产物.2类萤石为近同期形成,其中矽卡岩型萤石中Ca来源于老卡等粒花岗岩和碳酸盐岩地层,蚀变花岗岩型萤石中Ca主要来源于老卡等粒花岗岩.综上,个旧老厂矿田西部凹陷带的似斑状花岗岩为老卡等粒花岗岩体边部的早阶段岩体,其未提供成矿物质,但提供了流体运移通道和就位空间,晚阶段流体上升侵位在老厂西部凹陷带似斑状花岗岩体内部形成岩浆热液脉型铜-锡多金属矿体.该研究可以为个旧锡矿深部及外围增储和滇东南锡矿带下一步找矿方向提供重要的理论指导.     

湘南地区芙蓉锡矿床中硼矿化的发现及意义

硼矿是中国重要的紧缺矿产,长期依赖进口,找寻新的硼矿资源迫在眉睫.笔者在湘南地区芙蓉锡矿床新发现了矽卡岩型硼矿化,硼矿物包括硼镁铁矿、遂安石和氟硼镁石,1件典型样品的X射线粉晶衍射分析结果表明硼矿物总含量达到47.4％,换算成w(B)(以B2O3计)约为9.5％,高于5％的硼矿最低工业品位.该发现预示着湘南地区,乃至华南与高分异花岗岩有关的钨锡多金属矿集区有良好的硼成矿潜力,在今后的找矿过程中,需加强与钨锡多金属共伴生的硼矿化评价工作.     

新疆萨热克砂砾岩型铜矿床成矿流体碳、氢-氧同位素组成及其意义

新疆萨热克铜矿为砂砾岩型铜矿床,赋矿地层为上侏罗统库孜贡苏组砂砾岩.矿体以层状为主,并有裂隙、碎裂构造岩相伴生,常见辉铜矿等金属硫化物与石英、方解石和白云石等胶结物沿砾石间隙或岩石裂隙充填分布.为了揭示成矿流体的性质、来源,文章对矿体中呈脉状产出的石英和碳酸盐矿物(方解石和白云石)中的流体包裹体和碳、氢-氧同位素进行了测定.研究表明:石英和方解石中流体包裹体的气相分数通常为5％～15％,均一温度变化范围88～249℃,平均为172℃;盐度变化范围为6.30％～12.51％,平均为9.46％,为中低温、中低盐度成矿流体.脉状方解石中的δD变化范围为-72‰～-62‰,平均-67.3‰;δ18O变化范围为3.9‰～8.0‰,平均5.3‰,脉状石英中 δD变化范围为-101.7‰～-87.1‰,平均-93.3‰;δ18O变化范围5.1‰～7.5‰,平均6.6‰,氢-氧同位素组成主要落在岩浆水和变质水重叠区及其附近.方解石(白云石)中的δ18O变化范围为-15.1‰～-9.5‰,平均为-12.9‰;δ13C变化范围为-2.5‰～-2.0‰,平均为-0.8‰.同位素组成显示其位于海相碳酸盐岩区左侧附近,与研究区石炭系等碳酸盐岩的碳、氧同位素相似,表明铜矿石中的脉状方解石脉(无机碳)主要与海相碳酸盐岩的溶解作用有关.综合考虑上述结果,文章推测在萨热克铜矿的北矿段深部可能存在隐伏岩体,成矿流体为变质流体与岩浆热液叠加形成的具中、低温,中、低盐度特征的混合流体,该研究区深部存在具有进一步找矿的潜力.     

喜马拉雅东段库曲岩体锂、铍和铌钽稀有金属矿物研究及指示意义

稀有金属矿物记录了花岗伟晶岩成岩成矿的重要信息。喜马拉雅是全球著名的淡色花岗岩带,库曲岩体位于喜马拉雅东段的特提斯喜马拉雅岩系中。本文调查了库曲岩体的二云母花岗岩、白云母花岗岩、电气石花岗岩和花岗伟晶岩,其中,花岗伟晶岩涉及花岗岩的伟晶岩相和独立伟晶岩脉。库曲岩体产出的稀有金属矿物包括锂辉石、锂绿泥石、绿柱石、铌铁矿-钽铁矿、钇铀钽烧绿石和细晶石,它们主要赋存于似文象伟晶岩、石英-钠长石-白云母伟晶岩、块体长石-钠质细晶岩、块体长石-电气石钠质细晶岩、锂辉石-块体长石-细晶岩、白云母花岗岩的伟晶岩相以及电气石花岗岩内。显微镜观察、电子探针和LA-ICP-MS测试结果显示锂辉石具有四种产状,包括粗粒锂辉石自形-半自形晶、细粒锂辉石-石英镶嵌晶、中细粒锂辉石-钾长石-钠长石-云母镶嵌晶以及发育锂绿泥石的粗粒锂辉石,揭示了其形成时复杂的熔流体动荡结晶环境。绿柱石背散射电子图像（BSE）下呈均一结构和不均一结构（蚀变边、不规则分带和补丁分带）,元素替代机制包括通道-八面体替代、通道-四面体替代以及通道中碱金属阳离子间的置换。铌铁矿族矿物包括原生、蚀变边和不规则分带结构,部分被钇铀钽烧绿石和细晶石交代。与原生铌铁矿相比,蚀变边和不规则分带铌铁矿族矿物总体上富钽贫锰,显示了结晶分异、过冷却引起的过饱和以及流体作用。根据稀有金属矿物揭示的成因信息,独立伟晶岩脉（似文象伟晶岩）、白云母花岗岩的伟晶岩相和电气石花岗岩在岩浆分异程度、经历的演化过程、以及流体活动方面存在差异,很可能是不同期次岩浆活动的产物。库曲岩体绿柱石的Rb和Zn含量、以及铌铁矿族矿物的Sc₂O₃、SiO₂和PbO含量,与已有指示标志存在相关性,作为潜在指示标志仍需开展更多的研究工作。综合含锂辉石伟晶岩的产出、岩浆分异演化程度、多期花岗质岩浆活动、复杂的流体作用以及所属锂丰度高值区等因素,库曲岩体是喜马拉雅东段找锂的有利地段。     

西准噶尔南部庙尔沟岩体晚石炭世花岗闪长斑岩岩石成因及其动力学背景

位于西准噶尔南部的庙尔沟岩体主体由碱长花岗岩和少量紫苏花岗岩组成。本文在前人工作基础上,以岩体东南边缘新发现的花岗闪长斑岩为研究对象,开展岩石学、年代学和Hf同位素以及全岩地球化学研究,确定花岗闪长斑岩形成时代、揭示岩石成因类型及源区属性、探讨其与碱长花岗岩和紫苏花岗岩岩浆演化成因联系及其形成的深部动力学过程。锆石U-Pb定年结果显示,花岗闪长斑岩形成于317.4±1.9Ma,为晚石炭世早期岩浆活动的产物,明显早于紫苏花岗岩(～307Ma)和碱长花岗岩(～303Ma)。岩石地球化学数据表明,花岗闪长斑岩具有较高硅、中等铝,贫钙、铁、镁,富集Rb、K、Th、U,强烈亏损Nb、Ta、Ti的特征,为钙碱性弱过铝质I型花岗岩;紫苏花岗岩更多的表现出钙碱性-高钾钙碱性镁质I型紫苏花岗岩特征;碱长花岗岩为碱性准铝质-弱过铝质A型花岗岩。锆石Hf同位素分析结果表明,花岗闪长斑岩、紫苏花岗岩和碱长花岗岩均具有高正的ε_(Hf)(t)值(+11.6～+15.8)和年轻的二阶段模式年龄(325～600Ma),表明其原始岩浆主要起源于亏损地幔新衍生的年轻地壳物质。综合分析认为,庙尔沟岩体花岗闪长斑岩形成于晚石炭世早期洋壳俯冲背景,由底侵的、受流体交代的幔源基性岩浆与其诱发的年轻下地壳酸性岩浆在深部混合而成。紫苏花岗岩和碱长花岗岩形成于弧后伸展背景,前者是伸展初期继续底侵于下地壳的幔源玄武质岩浆降温释放大量的水和热诱使早期侵位于下地壳的镁铁质岩石再次发生部分熔融的产物,后者是伸展后期大规模软流圈地幔上涌底垫加热年轻中下地壳使其部分熔融而成。     

柴北缘苦水泉金矿英云闪长岩和细粒闪长岩年代学、地球化学和Hf同位素及地质意义

苦水泉金矿床位于柴北缘构造带中段,是近年来新发现的金矿床。该矿床具有造山型金矿的特征,矿体沿断裂构造分布在英云闪长岩中,空间上与细粒闪长岩脉密切相关。本文对苦水泉金矿中的英云闪长岩和细粒闪长岩进行了地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素研究。全岩地球化学分析显示,英云闪长岩具有富钠贫钾(Na_2O/K_2O=6.24～13.09)、高Sr低Y(Sr/Y=205～335)的埃达克岩的特征,与锡铁山榴辉岩中的埃达克质浅色脉体十分相似;细粒闪长岩富铝、钙、铁,贫镁,富集轻稀土(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),贫高场强元素(HFSEs),Ni、Co含量低,为典型的大陆下地壳来源的岩石。锆石U-Pb定年显示,英云闪长岩和细粒闪长岩分别形成于429.9±2.5Ma和428.0 ± 1.9Ma,Hf同位素分析显示英云闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值为+9.8～+11.9,二阶段模式年龄(t_(DM2))为613～747Ma,细粒闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值为-31.4～-9.9,二阶段模式年龄(t_(DM2))为1722～2803Ma。综合分析表明柴北缘在早志留世正处于大陆地壳俯冲、折返阶段,苦水泉英云闪长岩为俯冲洋壳变质的榴辉岩在陆壳折返阶段发生部分熔融的产物,细粒闪长岩起源于古老的玄武质下地壳的部分熔融。分布在细粒闪长岩上下盘的矿体品位通常远高于平均品位,说明细粒闪长岩为金矿化提供了热动力和热液,也可能提供了部分成矿物质,使得矿体的品位局部变富,由此近似的将细粒闪长岩的年龄作为苦水泉金矿的成矿时代(～428Ma)。苦水泉金矿成矿时代和构造背景的确定,指示柴北缘在早志留世陆壳折返阶段存在一期金矿化。     

湖南大义山晚侏罗世富硼型成锡矿A型花岗岩成因及地质意义

位于南岭成矿带和钦-杭成矿带(简称钦-杭带)交汇部位的湖南大义山锡矿是南岭地区典型的富硼型锡多金属矿床。为厘清大义山锡矿成矿动力学背景,深化南岭地区钨锡矿成矿机制,本文以大义山成锡矿黑云母二长花岗岩为研究对象,开展了系统的岩石学和地球化学研究。研究发现,大义山锡矿具有富硼的特征,成矿黑云母二长花岗岩发育电气石"囊包",电气石在蚀变矿物中广泛发育,并与锡矿化紧密共生,这些特征表明成矿花岗岩具有富硼的特征,并发生了岩浆热液流体出溶。地球化学分析显示,黑云母二长花岗岩具有较高含量的Al_2O_3 (13.67%～14.00%)、Na_20(3.65%～3.90%)、K_2O(3.49%～4.24%)以及较高的FeO~T/(FeOT+MgO)比值(0.95～0.97)、FeO~T/MgO 比值(18.75～32.69)、A/CNK 比值(1.15～1.26)和 10000 × Ga/Al 比值(3.48～4.08),较低的CaO(0.54%～0.59%)、P_2O_5(0.04%～0.06%)含量和锆饱和温度(716～725℃)。球粒陨石标准化稀土元素配分具有明显的四分组效应,强烈的Eu负异常,微量元素富集Rb、Th、U、Ta和Nd等元素,亏损Ba、Nb、Sr、Eu等元素。表明成矿花岗岩具有高分异的特征,与A2型花岗岩特征相近。Nd-Hf同位素分析显示,黑云母二长花岗岩与南岭地区成锡矿花岗岩及钦-杭带A型花岗岩同位素特征基本一致,表明岩浆主要来源于中元古代壳源物质熔融,并有幔源物质的加入。综合本文及前人研究成果,推测南岭地区燕山期伸展作用与Izanagi俯冲板块开天窗或撕裂有关,在此背景下,软流圈物质上涌,引发下地壳物质熔融,形成了富硼的壳幔源混合型花岗质岩浆。岩浆中较高的硼含量促使岩浆发生强烈的结晶分异,并有利于晚期锡矿的形成。