新疆磁海铁（钴）矿床次火山热液成矿学

磁海铁（钴）矿床颇具特色,以“石榴石－透辉石－磁铁矿”为基本矿石建造;成矿作用发生在早二叠世北山裂陷作用和火成活动晚期,以基性次火山岩浆期后富铁流体的（交代）充填为成矿方式,矿体产于辉绿岩体原生裂隙系统;成矿流体的化学演化具有典型（火山）岩浆期后热深演化特点,形成了一系列热液蚀变其中石榴石透辉石岩有别于传统理解的“夕卡岩”;成矿物质源于碱性玄武岩浆,基性次火山岩浆多次脉动式入侵是矿床形成的必要条件     

青海尕林格铁矿床矽卡岩矿物学及蚀变分带

尕林格矽卡岩型铁多金属矿床位于青海省西部祁曼塔格成矿亚带的中部.矿体处于花岗闪长岩与滩间山群白云质大理岩接触带内以及外接触带沿NWW向断裂构造破碎带分布的大理岩和蚀变安山岩内.从侵入接触带往东,蚀变岩石分带性明显,主要划分出3种含矿矽卡岩带:含Fe的镁质矽卡岩带,含Fe、Cu的钙质矽卡岩带,含Fe、Pb、Zn的锰-钙质矽卡岩带.镁质矽卡岩带的矽卡岩矿物主要包括镁橄榄石及其蚀变矿物蛇纹石、粒硅镁石、透辉石、斜绿泥石,有关的金属矿物主要为磁铁矿.钙质矽卡岩带的主要矽卡岩矿物有绿钙闪石、铁阳起石、钙铁辉石、铁叶绿泥石、磷灰石、中长石,有关的金属矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和少量黄铜矿.与锰-钙质矽卡岩有关的矽卡岩矿物有锰钙铁辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、铁镁绿泥石、绿帘石、硅灰石、磷灰石、钙长石等,金属矿物有方铅矿、闪锌矿、磁铁矿和磁黄铁矿.通过对矿物组合的研究,确定了不同矿物组合的生成关系,划分了成矿期次,分为矽卡岩期、退化蚀变期和金属硫化物期,矽卡岩期又分为早、晚2个阶段.矽卡岩早期生成的石榴子石的化学成分端员以钙铝榴石(Gro67～ 99)为主,辉石的成分端员以透辉石(Di96～ 98)为主;矽卡岩期晚期阶段石榴子石的化学成分端员以钙铁榴石(Ad78～98)为主,辉石的成分端员以钙铁辉石(Hd68～ 84)为主.与中国东部矽卡岩型矿床进行对比后发现,锰-钙质矽卡岩带是一种向锰质矽卡岩带过渡的类型,对于寻找与锰质矽卡岩有关的矿化类型具有指示意义.     

华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性.大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52 ～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征.根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型.华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关.华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境.华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见.本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别.阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘.华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出F(e)和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢.但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究.     

西藏恰功铁矿岩浆演化序列及斑岩出溶流体特征

冈底斯成矿带是碰撞造山过程形成的最重要的成矿带,恰功矽卡岩铁(铜)矿床即位于冈底斯成矿带中部.本文在详细的野外地质填图和室内研究基础上确定了恰功铁矿与成矿有关的斑岩体为二长花岗斑岩,锆石的U-Pb定年结果为68.8±2.2 Ma,明显早于冈底斯东部与后碰撞伸展有关的斑岩型矿床和主碰撞期形成的矽卡岩型矿床,其应代表了冈底斯一次尚未被充分认识到的成矿事件.通过对成矿斑岩的岩石学、岩石化学、岩浆出溶流体的包裹体岩相学、显微测温分析及包裹体成分的LRM、LA-ICP-MS和PIXE分析,本文探讨了与该矽卡岩矿床有关的斑岩的岩浆起源、斑岩侵位机制及出溶流体特征.结果表明,成矿斑岩为矿区最早的侵入岩单元,具有壳幔源混源特征,其常量元素组成与冈底斯东部斑岩铜矿带的埃达克质岩相近,但稀土和微量元素组成与东部斑岩明显不同,为地幔物质上涌并诱发角闪岩相下地壳熔融的产物,岩体侵位深度大(>7 km)、剥蚀程度高.早期岩浆出溶的流体为高温、高压、高盐度流体,其中富含Fe、Pb、Zn、Cu等成矿金属,与世界其他斑岩铜矿床相比,相对富铁、铅而贫铜.流体的沸腾作用发生于钾硅化阶段,形成了一套富气、高盐、高固相和气液包裹体组合,不同于早期出溶流体的包裹体组合.从岩浆起源和出溶流体性质可以看出,该斑岩具有形成与斑岩有关的铁铅多金属矿床的成矿潜力,但从该矿区地表出露的蚀变和包裹体测压结果可以看出,该斑岩体目前剥蚀深度较大,对斑岩型矿床保存不利,对该斑岩体及与成矿关系的认识对理解该区内的矿床成因和指导区域找矿具有重要的指示意义.     

新疆阿尔泰南缘巴利尔斯铁矿床稀土元素地球化学研究

巴利尔斯铁矿是阿尔泰南缘麦兹盆地新近发现的中型铁矿床。赋存于上志留—下泥盆统康布铁堡下亚组第二岩性段变粒岩、浅粒岩及斜长角闪岩中, 矿体及其周围发育大量矽卡岩矿物。本文对矿体围岩、矽卡岩矿物和矿石进行了稀土元素地球化学研究, 结果表明磁铁矿矿石、矽卡岩与围岩斜长角闪岩的REE特征具有相似性, 暗示磁铁矿矿石与矽卡岩具有亲缘性, 斜长角闪岩可能提供部分成矿物质。矽卡岩和矿石发育Eu正异常及所有矿石的负Ce异常, 表明铁成矿作用发生在高温氧化环境。     

The inner inner core of the Earth: Texturing of iron crystals from three-dimensional seismic anisotropy

We present a three-dimensional model of the seismic anisotropy and texturing of iron crystals in the inner core. The form of the anisotropy changes suddenly at slightly less than half of the inner core radius. The outer part is composed of iron crystals of a single phase with different degrees of preferred alignment along the spin axis of the Earth. The inner part may be composed of a different phase of crystalline iron or have a different pattern of alignment.     

Iron oxidation state in lower mantle mineral assemblages: II. Inclusions in diamonds from Kankan, Guinea

Inclusions of ferropericlase and former (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ perovskite in diamonds from Kankan, Guinea believed to originate in the lower mantle were studied using Mössbauer spectroscopy to determine Fe³⁺/ΣFe. Fe³⁺ concentration in the (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ inclusion is consistent with empirical relations relating Fe³⁺/ΣFe to Al concentration, supporting the inference that it crystallised in the perovskite structure at lower mantle conditions. In ferropericlase there is a nearly linear variation of trivalent cation abundance with monovalent cation abundance, suggesting a substitution of the form Na_0.5M_0.5³⁺O (M=Fe³⁺, Cr³⁺, Al³⁺). Excess positive charge is likely balanced by cation vacancies, where their abundance is observed to increase with increasing iron concentration, consistent with high-pressure experiments. The abundance of cation vacancies is related to oxygen fugacity, where ferropericlase inclusions from Kankan and São Luiz (Brazil) are inferred to have formed at conditions more oxidising than Fe-(Mg,Fe)O equilibrium, but more reducing than Re-ReO₂ equilibrium. Fe²⁺/Mg partition coefficients between (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ and ferropericlase were calculated for inclusions co-existing in the same diamond using Mössbauer data and empirical relations based on high-pressure experimental work. Most values are consistent with high-pressure experiments, suggesting that these inclusions equilibrated at lower mantle conditions. The measured ferropericlase Fe³⁺ concentrations are consistent with diamond formation in a region of redox gradients, possibly arising from the subduction of oxidised material into reduced lower mantle. Reduction of carbonate to form ferropericlase and diamond is consistent with a slight shift of Kankan δ¹³C values to isotopically heavy compositions compared to the worldwide dataset, and could supply the oxygen necessary to satisfy the high Fe³⁺ concentration in (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ perovskite, as well as account for the high proportion of ferropericlase in the lower mantle paragenesis. The heterogeneity of lower mantle diamond sources indicates that the composition of lower mantle diamonds do not necessarily reflect those of the bulk mantle.     

江苏镇江韦岗铁矿区深部找矿前景分析

镇江韦岗铁矿是一个已经勘查开发数十年的老矿山,目前保有资源储量保证程度已达严重危机。分析矿区成矿地质条件和矿床特征,铁矿体主要分布在碳酸盐岩层与中酸性侵入岩的接触带上,铁矿体普遍磁性强,且在地表形成一定规模的磁异常,梯度北陡南缓,向南有规则地递减呈梯形散开,说明矿体有一定的延伸。深部已施工的见矿钻孔和井中磁测异常对应,反映矿区深部-200m～-800m找矿前景良好。     

酸性矿山废水中生物成因次生高铁矿物的形成及环境工程意义

酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是一类pH低并含有大量有毒金属元素的废水。AMD及受其影响的环境中次生高铁矿物类型主要包括羟基硫酸高铁矿物(如黄铁矾和施威特曼石等)和一些含水氧化铁矿物(如针铁矿和水铁矿等),而且这些矿物在不同条件下会发生相转变,如施氏矿物向针铁矿或黄铁矾矿物相转化。基于酸性环境中生物成因次生矿物的形成会"自然钝化"或"清除"废水中铁和有毒金属这一现象所获得的启示,提出利用这些矿物作为环境吸附材料去除地下水中砷,不但吸附量大(如施氏矿物对As的吸附可高达120mg/g),而且可直接吸附As(III),还几乎不受地下水中其他元素影响。利用AMD环境中羟基硫酸高铁矿物形成的原理,可将其应用于AMD石灰中和主动处理系统中,构成"强化微生物氧化诱导成矿-石灰中和"的联合主动处理系统,以提高AMD处理效果和降低石灰用量。利用微生物强化氧化与次生矿物晶体不断生长的原理构筑生物渗透性反应墙(PRB)并和石灰石渗透沟渠耦联,形成新型的AMD联合被动处理系统,这将有助于大幅度增加处理系统的寿命和处理效率。此外,文中还探讨了上述生物成因矿物形成在AMD和地下水处理方面应用的优点以及今后需要继续研究的问题。     

塔什库尔干地区赞坎铁矿矿物学特征与成因

赞坎铁矿石西昆仑成矿带近年来新发现的一处超大型铁矿床,矿区内广泛出露古元古代布伦阔勒变质岩层,矿体主要赋存于布伦阔勒岩群角闪斜长片岩和黑云石英片岩内部,部分产于霏细岩与黑云石英片岩接触带内。矿床由Ⅰ~Ⅶ号矿体组成,其中Ⅰ号和Ⅲ号矿体为主要矿体。根据矿石组构、矿物共生关系等特征,成矿过程可划分为早期沉积期、中期变质期及晚期岩浆热液期3个成矿期,其中,岩浆热液期可进一步划分为矽卡岩阶段、热液改造阶段和硫化物阶段。早期沉积期磁铁矿呈微细粒他形晶结构,被变质期石英颗粒包裹,以较低含量的TFeO、MgO、MnO和较高含量的TiO2、Al2O3为特征;中期变质期磁铁矿分布于条带状矿石内,他形晶粒状结构,与早期相比,TFeO、MgO、MnO等含量相对升高而TiO2、Al2O3等含量相对降低;晚期岩浆热液期矽卡岩阶段磁铁矿分布于块状矿石内,自形晶粒状结构,以相对富TFeO、MgO、MnO而贫TiO2、Al2O3为特征;晚期热液改造阶段磁铁矿分布于浸染状矿石中,半自形-自形粒状结构、交代残余结构为主,TFeO、Al2O3、TiO2、MnO等含量变化较大。认为赞坎铁矿是沉积变质型铁矿床,遭受后期岩浆热液作用交代改造。