邯邢地区中生代侵入岩中磷灰石的成因矿物学研究

氧逸度为有效的氧分压,是实验岩石学中重要的研究课题,岩浆的氧逸度是继温度、压力、浓度等影响成岩成矿过程的关键性物理化学参数。本文利用磷灰石的氧逸度计,对邯邢地区六大主要岩体的岩浆氧逸度进行了计算。研究结果显示,样品中的磷灰石主要为羟-氟磷灰石,磷灰石的形态、成分和结构特征指示其为岩浆成因。磷灰石中的Mn元素在晶格中有两种方式,多以Mn3＋和Mn5＋的方式进入晶格。磷灰石氧逸度计计算的logfo2为-12.31~-9.75,均值-11.02。参考与磷灰石共生角闪石的形成温度,认为邯邢地区岩浆岩普遍具有较高的氧逸度。根据磷灰石氧逸度值与矿床规模的填图结果,认为并非氧逸度越高越有利于邯邢式铁矿的形成。结合矿物学填图等值线闭合的趋势,进而推断邯邢地区中部的符山和武安岩体深部可能仍存在较好的找矿远景。     

新疆北部弧-盆转化体系下铁氧化物-铜-金矿床的流体演化特征:来自卤族元素和稀有气体同位素的证据

东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(16.3~18.0)×10^-6、(1.03~1.06)×10^-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(77.1~87.7)×10^-6、(1.53~1.80)×10^-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(477~26 301)×10^-6、(0.39~1.28)×10^-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。     

古元古代大氧化事件(GOE)前后海洋环境的变化: 来自华北条带状铁建造(BIF)岩相学和地球化学的证据*

条带状铁建造(BIF)是形成于前寒武纪海洋中的化学沉积岩,记录了古海洋氧化还原状态的重要信息。华北克拉通广泛分布的新太古代和古元古代BIF,是了解古元古代大氧化事件(GOE)前后古海洋氧化还原环境变化的理想对象。初步研究表明,华北克拉通新太古代BIF主要为磁铁矿型氧化物相和硅酸盐相,极少数出现碳酸盐相;古元古代BIF包括赤铁矿型和磁铁矿型氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相,其中赤铁矿相是古元古代BIF独有的。以上矿物学特征表明,新太古代和古元古代水体的氧化还原条件是不同的。华北克拉通新太古代BIF的稀土元素组成缺乏强烈的负Ce异常,反映同期海水氧含量非常低,为缺氧状态; 但少量BIF也包含有负Ce异常,同时具有较大变化范围的Th/U值,指示新太古代海洋的局部水体氧含量相对较高,呈弱氧化状态。与新太古代BIF相比,古元古代BIF的Ce异常变化较大,包括无异常、正异常和负异常,尤其是赤铁矿相BIF具明显的负Ce异常,表明古元古代水体的氧含量和氧化还原结构已发生了明显变化; 结合华北克拉通BIF的Ni/Co、V/(V+Ni)和Th/U等比值特征,认为古元古代海洋呈次氧化—氧化环境。新太古代BIF 强烈富集重铁同位素,S同位素非质量分馏效应较为明显;而古元古代BIF相对富集轻铁同位素,S同位素非质量分馏效应不明显。综上,新太古代海洋环境整体缺氧,但局部可能存在氧气“绿洲”,暗示光合产氧作用在太古代晚期已经存在;大氧化事件期间及之后的古海洋总体具上部氧化、下部还原的分层特征。     

地面磁测资料反演与井中磁测联合找矿——以尕林格Ⅱ矿段为例

青海省尕林格铁多金属矿区第四系覆盖层近200 m.矿床以铁矿为主,铜、钴、铅锌多金属矿伴生,进行磁法勘探是最直接而有效的方法.通过对尕林格Ⅱ矿段的地面磁测资料分析,采用二度半反演方法,发现深部存在磁性体.经井中三分量磁测资料的处理和分析,为钻孔布设提供依据,指导钻探施工,在深部找矿方面取得了良好的地质效果.     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床环带石榴子石和绿帘石的发现及意义

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中,与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段,它们均发育丰富的环带结构,具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分（FeO、Al₂O₃、SiO₂、MnO、TiO₂）等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石（Grt1和Grt2）产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩,呈褐黄色,粒度较细,发育核-边结构,呈非均质性,显示异常干涉色,其核部（Grt1-c）均匀相对富钙铝榴石（Gro_51-53And_41-43Spr_4-8）,而边部（Grt1-r）发育振荡成分环带,总体相对富钙铁榴石（Gro_18-35And_60-77Spr_4-6）;Grt2核部（Grt2-c）呈均质性,为钙铁榴石（And_99-100Spr_0-1）,边部显异常干涉色,发育振荡成分环带,为钙铝铁榴石（Gro_34-54And_38-61Spr_6-9）。晚世代的石榴子石（Grt3）以细脉状或角砾胶结物形式分布,呈红褐色,自形粗粒结构,显非均质性,发育振荡成分环带,端员组分总体以钙铁榴石为主,次为钙铝榴石（Gro_27-43And_50-68Spr_3-8）。石榴子石结构和元素含量变化表明,早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系,其中向边部生长过程,由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放,体系的氧逸度、pH值呈振荡变化;晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代（Ep1、Ep2和Ep3）。Ep1发育核-边结构,核部（Ep1-c）均匀无环带,X_Fe值（X_Fe=Fe³⁺/（Al+Fe³⁺）,原子比值）为0.19~0.21,w（MnO）为0.05%~0.18%,w（TiO₂）为0.10%~0.12%,生长边（Ep1-r）多发育振荡环带,X_Fe值为0.26~0.29,w（MnO）为0.01%~0.14%,w（TiO₂）为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长,不均匀且经历了溶解-再沉淀过程,X_Fe值为0.15~0.20,w（MnO）为0.42%~1.19%,w（TiO₂）为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长,较均匀、无环带结构,X_Fe值为0.28~0.37,w（MnO）为0.12%~0.77%,w（TiO₂）为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明,从Ep1-c到Ep1-r,到Ep2,再到Ep3,流体体系氧逸度经历了先增加,后降低,再升高的变化过程。同时,流体成分也在变化,先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化,而后又变为富Mn贫Ti。因此,在热液磁铁矿矿化阶段,查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示,石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。     

安徽庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型

开展长江中下游地区玢岩型铁矿床轴向原生晕地球化学分析及建模,可弥补地球物理勘探结果的多解性及探测精度的局限性,对定位和评价深部盲矿体具有至关重要的作用。文章在以往研究的基础上,开展庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床钻孔原生晕的研究工作,采用多元统计分析方法,查明了主要成矿指示元素在不同地质体中的富集和亏损,确定了磁铁矿、硫铁矿和硬石膏矿体的矿中、近矿及远矿指示元素组合,结合矿床成因模型,建立了泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型,通过罗河和小包庄玢岩型铁矿床的佐证,认为该模型可以应用于长江中下游成矿带玢岩型铁矿床的勘探工作中。     

铁同位素分析测试技术研究进展

铁是地球上丰度最高的变价元素,在自然界大量分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩作用、成矿作用、热液活动和生命活动过程。铁同位素组成对地球化学、天体化学和生物化学方面提供重要的信息,是同位素地球化学研究领域的热点。铁同位素的精确测量是开展相关研究的重要基础。本文评述了铁同位素测试技术的研究进展,主要包括:①溶液法测试铁同位素样品纯化过程中阴离子树脂的改进;②质谱分析从传统的热电离质谱法发展为多接收电感耦合等离子体质谱法;③激光微区原位测试技术的研发等。在此基础上,对测试过程中会导致产生铁同位素分馏的步骤和校正方法进行了总结,并对各种测试方法的优缺点进行了评述。本文认为:溶液法分析流程长且复杂,但分析精度高(0.03‰,2SD)、方法稳定;微区原位分析方法从纳秒激光剥蚀发展为飞秒激光剥蚀,脉冲持续时间更短、脉冲峰值强度更高(可达10~(12)W),聚焦强度超过10~(20)W/cm~2,使其具有分析速度快、空间分辨率高的优势。微区原位法可以从微观角度去讨论铁同位素变化的地球化学过程,但基体效应的存在限制了微区原位铁同位素的广泛应用。因此,缩短溶液法分析流程,开发系列基体匹配的标准样品,是铁同位素分析方法研发的方向。     

溶剂萃取原子吸收光谱法测定高纯石英砂中痕量铁

高纯石英砂用HF等溶剂溶解并蒸干后,在微酸性介质中用抗坏血酸还原Fe^3＋为Fe^2＋,与1,10-二氮杂菲形成Fe2＋3络合物,加入适量ClO4^-阴离子与之形成离子缔合物,用硝基苯萃取,原子吸收测定有机相,本法检出限1.1μg/g,样品分析结果的RSD%为：4.52～10.3.     

Post‐Great Oxidation Event Orosirian–Statherian iron formations on the São Francisco craton: Geotectonic implications

The protocratonic core of the São Francisco craton assembled during the 2.1–2.0 Ga Transamazonian orogeny. Orosirian Fe‐rich sequences that extend from the northwestern border of the São Francisco protocraton (Colomi Group) to the southeast under the Espinhaço Belt (the < 1.99 Ga Serra da Serpentina Group) record the opening of an intracratonic basin with the episodically developed ferruginous waters prior to the initiation of the Espinhaço rift at 1.8 Ga. Ferruginous conditions developed again during deposition of the Canjica Iron Formation of the < 1.7 Ga Serra de São José Group in the Espinhaço rift (contemporaneously with felsic magmatism; Conceição do Mato Dentro Rhyolite and Borrachudos Granitic Suite) and extensive sandstones of the < (1666 ±32) Ma Itapanhoacanga and < (1683 ±11) Ma São João da Chapada Formations. In the upper São João da Chapada Formation, banded hematitic phyllite also records input of Fe‐rich fluids. The young age of these iron formations with respect to the conventionally accepted 1.88 Ga age for the youngest shallow‐marine Paleoproterozoic iron formations, the apparent absence of granular facies (granular iron formations), and yet shallow‐water (above fair‐weather base) depositional environment indicate that an unusual setting developed in a large basin after the Great Oxidation Event, in the aftermath of the Transamazonian orogeny. We propose that mantle plumes led to the opening of a previously unrecognized rift system, that could have caused the magmatism, supplied hydrothermal Fe and led to the opening of the Espinhaço, Pirapora, and Paramirim rifts, later obliterated by the Araçuaí orogenic belt during the Neoproterozoic to Early Paleozoic Brasiliano orogeny. The rift system did not develop into an open continental margin but probably evolved into a broad sag basin, stretching across the São Francisco and Congo cratons.     

Timing and development of sedimentation of the Cleaverville Formation and a post‐accretion pull‐apart system in the Cleaverville area,coastal Pilbara Terrane,Pilbara, Western Australia

In the Cleaverville area of Western Australia, the Regal, Dixon Island, and Cleaverville Formations preserve a Mesoarchean lower‐greenschist‐facies volcano‐sedimentary succession in the coastal Pilbara Terrane. These formations are distributed in a rhomboidal‐shaped area and are unconformably overlain by two narrowly distributed shallow‐marine sedimentary sequences: the Sixty‐Six Hill and Forty‐Four Hill Members of the Lizard Hills Formation. The former member is preserved within the core of the Cleaverville Syncline and the latter formed along the northeast‐trending Eighty‐Seven Fault. Based on the metamorphic grade and structures, two deformation events are recognized: D₁ resulted in folding caused by a collisional event, and D₂ resulted in regional sinistral strike‐slip deformation. A previous study reported that the Cleaverville Formation was deposited at 3020 Ma, after the Prinsep Orogeny (3070–3050 Ma). Our SHRIMP U–Pb zircon ages show that: (i) graded volcaniclastic–felsic tuff within the black shale sequence below the banded iron formation in the Cleaverville Formation yields an age of (3 114 ±14) Ma; (ii) the youngest zircons in sandstones of the Sixty‐Six Hill Member, which unconformably overlies pillow basalt of the Regal Formation, yield ages of 3090–3060 Ma; and (iii) zircons in sandstones of the Forty‐Four Hill Member show two age peaks at 3270 Ma and 3020 Ma. In this way, the Cleaverville Formation was deposited at 3114–3060 Ma and was deformed at 3070–3050 Ma (D₁). Depositional age of the Cleaverville Formation is at least 40–90 Myr older than that proposed in previous studies and pre‐dates the Prinsep Orogeny (3070–3050 Ma). After 3020 Ma, D₂ resulted in the formation of a regional strike‐slip pull‐apart basin in the Cleaverville area. The lower‐greenschist‐facies volcano‐sedimentary rocks are distributed only within this basin structure. This strike‐slip deformation was synchronous with crustal‐scale sinistral shear deformation (3000–2930 Ma) in the Pilbara region.