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华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用, 并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿, 但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床, 在矿床地质剖析基础上, 对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析, 剖析了成矿物质来源和成矿环境条件, 总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中, 含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石, 铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石, 而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO2、FeO、Al2O3为主, 铝土矿以Al2O3、SiO2、FeO、TiO2为主, 而粘土岩主要为SiO2。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集, 稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石-黄铁矿-菱铁矿矿物集合体、铝土矿层中Ce异常、La/Y和(La/Yb)N比值以及菱铁矿C-O同位素组成(δ13C: -11.35‰~-7.63‰; δ18O: -9.26‰~-5.93‰)揭示铝土矿主要形成于地表碱性-还原的喀斯特洼地环境, 微生物广泛参与成矿过程。微量-稀土元素组成及稳定元素比率显示含矿岩系成矿物源存在明显垂向变化。其中, 底部铁质粘土岩主体为底板碳酸盐岩原地风化形成, 而顶部铝土矿和粘土岩为异地来源。综合前人研究成果, 提出了华北南缘石炭系本溪组铝粘土矿三阶段形成过程: 早期风化阶段(450~320Ma)形成铁质粘土岩或铁质风化壳; 物源输送阶段(320~310Ma)堆积大规模成矿物质; 成矿及后生改造阶段(< 310Ma)形成大规模铝粘土矿。
相似文献长安冲铜钼矿床位于中国西南部哀牢山构造带南段,区内斑岩型/矽卡岩型Cu‑Mo‑Au矿床广泛出露。前人已对这些矿床成矿斑岩体物理化学条件进行了大量的研究。然而,前人研究主要依据为副矿物锆石主微量元素,对主要造岩矿物关注较少,导致对成矿岩浆演化早期物理化学条件缺乏制约。此外,成矿物质来源也需要更多同位素数据制约。因此,我们对成矿斑岩体开展了系统的单矿物(长石、云母、角闪石)电子探针分析和硫化物S‑Pb同位素研究,以制约岩浆岩对矽卡岩型铜钼矿化的贡献。研究表明,角闪石水压计计算结果表明角闪石结晶时岩浆水含量约为3.7%~4.2%,说明成矿岩浆含水量较高。根据角闪石成分分析计算氧逸度值介于∆NNO = +1.2~+1.8之间,表明含矿岩浆具有较高的氧逸度。通过角闪石压力计得出角闪石结晶压力为61~106 MPa,通过黑云母压力计得出黑云母结晶压力为32~123 MPa,对应成岩成矿深度为1.3~4.6 km,这一结果与前人流体包裹体研究成果基本一致。主成矿阶段硫化物Pb同位素与成矿斑岩源区的下地壳角闪岩分布一致,δ34S同位素介于0.2‰~1.5‰之间,为岩浆硫。综上,岩浆岩是长安冲铜钼矿床的主要成矿物质来源,成矿岩浆岩高氧逸度和水含量是成矿金属富集的重要因素,单矿物压力计是估算矽卡岩型矿床成矿深度可行方法。
相似文献桂东北地区热液脉状萤石矿床数量众多,但萤石矿床的成矿流体性质和矿质来源不甚清楚。本文以黄关萤石矿床作为研究对象,在详细野外地质调查的基础上开展了萤石稀土元素测试及氢氧同位素研究,并与都庞岭花岗岩的全岩稀土元素特征进行对比。结果显示:萤石ΣREE = 38.08×10-6~83.23×10-6,花岗岩围岩ΣREE = 122.02×10-6~199.56×10-6,围岩花岗岩与萤石的稀土元素配分曲线均呈右倾型,具有同步性,表明矿物形成与围岩花岗岩关系密切;Eu无明显异常,Ce弱负异常或异常不明显,指示萤石在相对氧化的环境下形成;氢氧同位素测试结果显示,δDV-SMOW介于-50.4‰~-34.7‰,δ18OV-SMOW介于-9.8‰~-5.5‰,认为成矿流体以大气降水为主。矿床成矿物质F来自于都庞岭花岗岩体,Ca主要来自地层,部分来自岩体。
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