我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

河南萑香洼金矿地球化学分带模型研究

河南萑香洼金矿床作为典型的构造蚀变岩型金矿床,通过研究分析该矿床F985矿化带的Ⅰ号矿体各类元素组分在不同地质体的含量变化特征,原生晕异常分带特征和地球化学轴向分带特征,建立了该矿床完整的地球化学异常分带理想模型,得出矿床地球化学异常轴向分带序列确定为:烃类、Sb(前缘晕)→As、Hg(矿头)→(矿中晕)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mn→(矿尾晕)Mo、Co、Ni、Sn,并总结出了找矿预测标志,为该矿区深部找矿提供了一定的科学理论依据。     

拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的两类石榴角闪岩进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。这两类石榴角闪岩分别为硅不饱和的含十字石石榴角闪岩和硅饱和的含石英石榴角闪岩。含十字石石榴角闪岩矿物组合为十字石、石榴子石、角闪石、钠云母、绿泥石、斜长石。石英石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、斜长石、黑云母。岩石学及变质相平衡研究表明两类石榴角闪岩均经历了高压角闪岩相变质作用。含十字石石榴角闪岩和石英石榴角闪岩具有MORB的地球化学特征,锆石U-Pb年代学分析获得了800~200 Ma的206Pb/238U年龄范围,出现了~430 Ma、~268 Ma和~216 Ma年龄峰值。~430 Ma年龄可能和拉萨地体岩浆活动有关,~268 Ma变质年龄和~216 Ma变质年龄和拉萨地块经历的高压变质作用有关。其中~268 Ma年龄和拉萨地块内部松多高压带榴辉岩的峰期变质年龄一致,而~216 Ma年龄和榴辉岩的围岩含石榴子石片岩年龄一致。对比该区域的年代学研究成果,这表明林芝杂岩体不仅经历了中新生代的变质和岩浆再造活动,还经历了古特提斯洋闭合,南北拉萨地块发生碰撞的晚二叠世的高压变质作用和三叠纪的中压变质作用。     

西藏冈底斯尼木后碰撞花岗岩的岩浆混合作用:显微结构证据

岩浆混合过程中不同熔体之间的相互作用会影响晶体的成核与生长,形成矿物内部复杂的成分变化,以及矿物之间的不平衡结构。尼木二长花岗岩位于冈底斯岩浆岩带中部,是代表性的形成于后碰撞构造演化时期的花岗岩体。本文对其中的斜长石与角闪石颗粒进行了详细的结构和成分分析,揭示了斜长石中的港湾状、浑圆状、筛孔状熔蚀结构以及斜长石成分的突然变化和角闪石包裹黑云母的不平衡结构,并探讨了它们的成因以及相关的岩浆混合作用。分析结果显示,斜长石中突变环带的An含量为37.6~40.6,熔蚀环带的An含量为48.2~59.5,均高于两侧斜长石的An含量(18.4~26.4),表明在形成这些结构时有外来基性岩浆的混合使得岩浆成分发生了突变。样品中的部分黑云母被自形的角闪石包裹,黑云母呈浑圆状并且具有港湾状的熔蚀边,这可能是基性岩浆的混合作用使得岩浆的温度升高导致黑云母发生部分熔融,混合后的岩浆在黑云母周围继续结晶形成角闪石。这些显微结构为揭示冈底斯岩浆岩带的岩浆混合作用提供了新证据。     

山东省重要地质遗迹自然区划研究

地质遗迹区划是地质遗迹资源保护的基础,该文根据山东省重要地质遗迹资源的空间分异和山东省大地构造二级构造单元,划分出3个地质遗迹大区,再以其自然分布规律、遗迹形成时间、空间、成因和地质构造单元的关联性进一步划分出8个地质遗迹区和24个地质遗迹集中区,从而建立了山东省重要地质遗迹自然区划系统,亦为地质遗迹保护提供了可靠的科学依据。     

北京密云放马峪基性岩墙群LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其意义

太古宙基性岩墙群在北京密云地区广泛分布,其年代学研究一直备受关注,多年来取得了一些数据,但对太古宙变质片麻岩控制作用未做论述。利用LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测定技术,测得放马峪石榴辉石岩中锆石的年龄为2497±15Ma,此年龄被解释为区内变质片麻岩成岩年龄应早于基性岩墙群成岩年龄,其为研究区内太古宙片麻岩成岩年龄提供了重要的参考数据。     

新疆伊吾县宝山铁矿床矽卡岩成因研究

宝山铁矿床位于东准噶尔库兰卡孜干-北塔山-纸房-琼河坝岛弧带东段。宝山铁矿中矽卡岩与铁矿体密切共生,是重要的找矿标志。研究区矽卡岩中石榴子石、透辉石单矿物电子探针分析结果显示,石榴子石属于钙铁榴石-钙铝榴石系列,透辉石属于透辉石-钙铁辉石系列。矽卡岩中高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf)相对亏损,稀土元素表现出LREE富集,HREE亏损的特点。∑REE为39.90×10~(-6)~178.43×10~(-6),∑LREE/∑HREE比值1.64~7.53,(La/Yb)N比值为1.32~10.10,轻、重稀土元素分异程度较弱,与玄武质凝灰岩具有相似的地球化学特征,这说明矽卡岩是玄武质凝灰岩受后期岩浆热液改造形成,随着温度和压力降低,磁铁矿沉淀形成铁矿体。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

Geochemical constraints on the distribution of trace elements and volatiles in fluorapatite from the Panasqueira tin-tungsten deposit (Portugal)

A large, euhedral crystal of fluorapatite (ca. 19.5 × 20.0 mm) from the Panasqueira tin-tungsten deposit (Portugal) was investigated in terms of the distribution of trace elements by using several microanalytical techniques. The studied material represents almost pure fluorapatite with minor amounts of other cations (mainly Sr, Mn, REE and Fe), OH and Cl. Particular interest was given to the distribution of rare earth elements with respect to the crystallographic orientation. A broad range of analytical techniques were used, including optical microscopy coupled with cathodoluminescence imaging, electron probe microanalysis (EPMA), laser ablation – inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICPMS), Raman microspectroscopy, and simultaneous thermal analysis coupled with mass spectrometry. The investigated crystal consists of the main crystal with a distinct core and rim (Ap_2core and Ap_2rim, respectively), which grew on a previous, euhedral crystal (Ap₁). The fluorapatite demonstrates various types of zoning: regular oscillatory, irregular, and internal sectoring, which is also reflected in trace elements concentrations. The rim Ap_2rim has lower concentrations of Mn, Sr and Fe, and significantly higher concentrations of REE compared to the core Ap_2core and older crystal Ap₁. Furthermore, the rim Ap_2rim is strongly depleted in Th, U and Pb. The entire crystal shows elevated Eu contents, expressed as a strong positive anomaly in chondrite-normalized REE patterns. With regards to the volatiles, F concentrations are constant in Ap₁, Ap_2core and Ap_2rim, whereas Cl is below the EPMA detection limit. The Ap_2rim was the only part of the investigated material containing OH and CO₃, which were observed in the Raman spectra. Furthermore, part of the crystal Ap_2core is extensively altered, likely due to fluid-induced metasomatic processes. LA-ICPMS U-Pb dating yielded highly discordant dates due to common Pb content. A lower intercept age of 297 ± 13 Ma (MSWD = 0.13) indicates the age of the fluorapatite crystallization. The overall analytical data constrain growth and post-growth processes, including crystallization of Ap₁ and Ap_2core, which both have typical hydrothermal Sn-W deposit characteristics, whereas Ap_2rim is related to a carbonate stage of the mineralization in the Panasqueira deposit.     

安徽五河地区天井湖铅金矿床原生晕地球化学特征

系统采集安徽五河地区天井湖铅金矿床16个钻孔的岩石、矿石样品,选择钻孔数量较多、矿体连续性较好的90勘探线为研究对象,绘制原生晕地球化学剖面图,建立了5个铅金矿体的原生晕轴向分带序列,结合相关指示元素的分布规律,对铅金矿体的深部延伸进行预测。通过研究,总结出矿床前缘晕元素为As,主成矿元素为Au、Pb,尾晕元素为Bi。根据矿体原生晕特征和相关指示元素的分布规律,推测该矿床为多期成矿的中低温热液矿床,预测Ⅰ号和4号矿体的延伸方向及ZK9004、ZK9006孔深部As异常的延伸方向有盲矿体存在。