湖南湘潭锰矿的地球化学特征及成矿机制

湘潭锰矿床的锰矿层赋存于新元古代南华系(成冰系)大塘坡组底部含锰黑色页岩中,含锰矿物主要为菱锰矿。湘潭锰矿的Fe/Mn值低,Th/U、V/(V+Ni)和V/Cr值等地球化学指标显示其发育在氧化-次氧化的沉积环境中,暗示菱锰矿并不是由Mn~(2+)和CO_3~(2-)直接沉淀形成的。湘潭锰矿稀土元素含量高,稀土元素配分模式存在轻微的中稀土元素富集,具有明显的Ce正异常,这些特征指示湘潭锰矿含锰矿物是以锰氧化物或氢氧化物的形式沉淀的。同时,锰矿的碳同位素富集碳的轻同位素,说明有机物参与了菱锰矿的形成过程。综合分析表明,湘潭锰矿成矿过程可以分为沉淀和转化两个阶段:在氧化性的水体中,Mn以氧化物或氢氧化物的形式沉淀;在缺氧且富含有机物质的成岩环境中,Mn氧化物或氢氧化物被有机物还原而转化生成菱锰矿。这与华南地区其他几个典型的大塘坡式锰矿的成矿机制一致。     

云南建水腊里河超基性岩地质特征及其构造意义

川滇黔等地在二叠世晚期发生峨眉山玄武岩短期内大规模溢流喷发。滇西地区发育的镁铁—超镁铁质岩均被认为是峨眉山大火成岩省的产物,但在滇东地区却一直缺少该类岩石组合的报道。本文在滇东建水地区首次发现了腊里河超基性岩体,通过LA-ICP-MS锆石UPb定年分析表明该超基性岩先期形成年龄为(246±5.2)Ma,为晚二叠-早三叠世的产物,后期中侏罗世晚期(169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5)发生岩浆活化。该超基性岩Mg#值平均为78.73,稀土元素表现出略微右倾的平坦型特征,Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Zr、Hf相对亏损,Ta异常富集。其地化特征表现出富集型地幔源区特征,与峨眉山玄武岩成因关系密切。晚二叠世建水地区由于地幔柱活动形成地表溢流玄武岩,在深部岩浆房由玄武质岩浆结晶分异作用形成超基性侵入岩,到中侏罗世晚期,伴随着华南地区发生多期次构造运动,先前存在于岩浆房中的超镁铁质岩经过后期热液改造活化,沿着断层裂隙侵入地表。     

右江盆地晚侏罗世钾玄质高镁安山岩的厘定及其构造意义

右江盆地在大地构造上处于特提斯和滨太平洋构造域的结合部位。本文报道了该盆地东部杨屯安山岩的岩相学、年代学和地球化学特征。杨屯安山岩具斑状结构和气孔状构造,斑晶主要为辉石,基质以针状斜长石微晶为主,含少量辉石。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明杨屯安山岩的喷发时代为159.3±2.8Ma,即晚侏罗世。样品的Si O2含量为53.13%~55.71%,具高MgO(6.74%~8.85%)、Mg#值(63~72)、Cr(416×10~(-6)~565×10~(-6))和Ni(207×10~(-6)~246×10~(-6)),低Fe OT/MgO(0.83~1.23)等特征,与典型高镁安山岩的特征相似。所有样品具高K2O(3.39%~4.77%)和K2O/Na2O(1.31~2.33),同时也具钾玄质岩石的地球化学特征。样品强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而亏损高场强元素,具较高的Rb/Sr(0.20~0.46)和较低的Ba/Rb(7.17~9.30),富集的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.70738~0.70739,εNd(t)=-3.6~-3.4)。元素和同位素特征表明杨屯钾玄质高镁安山岩是含金云母的富集岩石圈地幔部分熔融的产物,形成于板内伸展环境而不是岛弧环境。晚侏罗世杨屯钾玄质高镁安山岩的厘定,反映了该时期右江地区处于岩石圈伸展-减薄阶段。     

黔湘渝毗邻区南华纪武陵裂谷盆地结构及其对锰矿的控制作用

黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿是我国最重要的锰资源基地,现已发现沉积型菱锰矿上亿吨,占全国已探明锰矿资源量的50%左右.通过对南华纪地层系统和地层分区的研究,提出在Rodinia超大陆裂解背景下,南华裂谷盆地 (I级) 西段分别由武陵、雪峰次级裂谷盆地和其间的天柱-怀化隆起 (地垒)3个Ⅱ级构造单元构成.武陵次级裂谷盆地控制形成了黔渝湘毗邻区锰矿成矿带,内部由3个Ⅲ级断陷 (地堑) 盆地、2个Ⅲ级隆起 (地垒) 和至少16个Ⅳ级断陷 (地堑) 盆地组成.3个Ⅲ级断陷 (地堑) 盆地分别控制形成了松桃-古丈、玉屏-芷江以及溪口-小茶园锰矿成矿亚带.其中,松桃-古丈锰矿成矿亚带是武陵次级裂谷盆地的裂陷中心,锰矿成矿作用强烈,形成的锰矿资源量巨大,已成为世界级锰矿资源富集区之一.Ⅳ断陷 (地堑) 盆地则控制形成研究区各锰矿床;提出南华纪早期同沉积断层是锰矿床形成的前提,并识别恢复出研究区15条同沉积断层及所控制形成的断陷 (地堑) 盆地和主要锰矿床.同沉积断层不但是深部锰质和古天然气上升的通道,更是连接古天然气渗漏沉积型锰矿成矿系统中地内系统与表层系统的纽带.      

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩体地球化学特征及其岩石成因意义

红旗岭铜镍硫化物矿床位于兴-蒙造山带东部。矿区出露30多个镁铁-超镁铁质侵入体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉(苏)长岩组成。本文通过对红旗岭含矿镁铁-超镁铁质岩体的主、微量及铂族元素(PGE)的研究,探讨了红旗岭岩体成矿母岩浆性质、PGE亏损的原因以及岩体形成的构造环境。全岩主、微量元素地球化学分析表明,红旗岭岩体具有高MgO(平均28.75%)、低TiO2(平均0.44%),富集轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(HFSE),极低ΣPGE(平均2.08×10~(-9))和高Cu/Pd(平均2916×10~3)的特征。岩石样品显示相似的微量和PGE配分模式,表明其来源于相同的岩浆源区。根据橄榄石-熔体平衡及质量平衡原理估算出红旗岭母岩浆为高镁玄武质岩浆(MgO=10.74%、FeO=7.78%)。红旗岭母岩浆在早期演化过程中发生硫化物熔离作用导致了红旗岭含矿岩体PGE的极度亏损。结合中亚造山带东段构造演化历史,本文认为红旗岭岩体形成于晚三叠世碰撞后伸展环境,矿床的形成受到了古亚洲洋俯冲结束后板片断离的影响。     

柴北缘西段晚古生代牛鼻子梁高镁闪长岩成因机制及地球动力学过程

牛鼻子梁地区首次发现的高镁闪长岩对于探讨柴北缘地区岩石圈地幔演化历史具有重要意义.为确定该类岩石成因及地球动力学过程,对其开展矿物学、岩石主-微量元素分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析工作.岩石地球化学特征显示,岩石均为钙碱性岩石,具有富Mg（Mg#=62~72）、Cr、Ni、LREE（LREE/HREE=2.84~4.61）值、低FeOT/MgO（0.70~1.12）比值特征,属于高镁闪长岩;所有样品均表现出富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K）和LREE,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,与典型的"赞岐岩"地球化学特征一致;锆石U-Pb同位素年代学研究表明岩石形成时代为388 Ma,为中泥盆世岩浆作用的产物.锆石Hf同位素特征显示岩石ε_Hf（t）均为正值（4.4~11.6）,表明岩浆起源于亏损地幔.结合区域构造演化过程认为,牛鼻子梁高镁闪长岩是由早古生代（540~520 Ma）消减带流体交代地幔楔后的富集地幔经历晚古生代（400~388 Ma）岩石圈伸展作用部分熔融的产物.      

贵州松桃大屋锰矿床主要地质特征与找矿预测

松桃大屋锰矿是贵州省地矿局103地质队于上世纪70年代勘查评价的中型锰矿床。锰矿产于南华系大塘坡组第一段黑色岩系底部,矿体呈层状、似层状产出,矿层走向北东约70°,矿体平均厚1. 42 m,平均品位18. 85%。矿区从北西向南东,含锰岩系、锰矿体从无到有。大屋锰矿床只保留了古天然气渗漏沉积成矿系统中的过渡相和边缘相,中心相应在齐公坡一带,但已被剥蚀殆尽。通过构造古地理恢复分析,推测南华纪大屋地堑盆地长大于14 km、宽约4 km,沿北东70°方向展布。预测盆地北东柳树塘、大坳至孟溪一带还具有发现中-大型规模锰矿床的潜力。     

贵州松桃高地特大型富锰矿床主要地质特征

位于贵州铜仁松桃国家锰矿整装勘查区内的高地富锰矿床,(332)+(333)类碳酸锰富锰矿石资源量达7 166. 84万吨,锰平均品位25. 75%,矿体平均厚度4. 52 m,富锰矿体赋存于总资源量达1. 61亿吨的高地超大型锰矿床之中,由一个单一的富锰矿体构成,是我国新发现的首个特大型富锰矿床,富锰矿资源量相当于我国富锰矿资源量总和的2倍。成因类型属古天然气渗漏沉积型锰矿床,富锰矿产于古天然气渗漏沉积成矿系统中心相区。高地富锰矿床地处独特的"新月形"南华纪早期李家湾-高地-道坨(Ⅳ级)地堑盆地中心,菱锰矿体中均出现以块状构造夹被沥青充填的气泡状富菱锰矿石。地表燕山期北北东向的断裂构造十分发育,但主要为上陡下缓犁式正断层,未触及高地深部隐伏巨型锰矿体,以致富锰矿体保存亦十分完整,易于开发利用。     

贵州遵义深溪大型锰矿床主要地质特征

贵州遵义地区是我国二叠纪锰矿的重要分布区之一,深溪锰矿是遵义地区继铜锣井锰矿发现的第二个大型隐伏锰矿床。本文结合深溪锰矿找矿实践,详细总结了深溪锰矿床地层、构造、矿石等特征,并对锰矿的矿床成因进行了探讨。研究表明,深溪锰矿严格受地层层位控制,呈层状、似层状产于二叠纪茅口组第三段浅灰至灰黑色含锰岩系中,矿石矿物主要为菱锰矿,含少量黄铜矿、重晶石、毒砂等矿物,矿石为块状、斑杂状、角砾状构造,自然类型为碳酸锰矿石,工业类型为贫锰矿、富锰矿。分析认为深溪锰矿为深部的气液成矿物质喷溢至地堑盆地中沉积成矿,为"内生外成"的"古天然气渗漏沉积型锰矿床"。     

吉林永吉县头道沟地区镁铁—超镁铁质岩U-Pb年代学研究及地质意义

吉林省永吉县头道沟地区出露许多与头道沟岩组相伴产出的镁铁—超镁铁质岩,鉴于其处于长春-延吉构造带附近而受到业内关注,但由于缺少高精度年代学资料,制约了对区域大地构造的深入研究。本文采用锆石U-Pb(LA-ICP-MS)方法,对镁铁—超镁铁质岩进行了年代学研究。变质辉绿岩年龄为270±5 Ma,变质橄榄岩中捕获锆石最小年龄为297 Ma,考虑岩石组合及二者紧密相伴产出,认为二者均形成于中二叠世。镁铁—超镁铁质岩中捕获的锆石记录了华北克拉通及其北缘多次重要的构造热事件。其中,变辉绿岩中获得446±6 Ma的年龄与变质橄榄岩中获得的不一致线下交点434±240 Ma年龄共同对应了华北克拉通北缘早古生代的重要构造岩浆热事件;大量的1.8~2.4Ga年龄对应古元古代辽吉造山带热事件;1377 Ma、1542 Ma与蓟县系建造时代对应;869~997 Ma与青白口系建造时代对应;在变质辉绿岩中还存在众多3.0~3.2Ga锆石年龄。分析上述年龄结构及龙岗陆块北缘古生代地质体分布特征,推测研究区深部可能存在古老的变质基底,同时也表明研究区出露的镁铁—超镁铁质岩形成于陆内构造环境,而非蛇绿岩的组成成分,这对深化区域大地构造研究具有重要意义。