新疆阿尔泰印支期伟晶岩的成矿年代学研究

阿尔泰的伟晶岩长期以来被认为是海西期造山过程的产物。为了查明伟晶岩矿床的成矿时代,本文通过对伟晶岩型稀有金属矿床中白云母的40Ar 39Ar法同位素定年研究,首次在阿尔泰中部的大喀拉苏大型稀有金属矿床和小喀拉苏稀有金属矿床获得了新的同位素年龄数据,其坪年龄分别为248.42±2.11Ma和233.79±0.41Ma,从而证实了印支期稀有金属成矿作用的存在,提出了伟晶岩型矿床形成于多个时代,且稀有金属成矿作用主要发生在海西期造山运动之后的看法。     

阿尔泰构造带喀纳斯群时代的厘定及其意义

喀纳斯群分布于阿尔泰构造带西北部阿勒泰-青河韧性剪切带以北地区,是一套巨厚的浅变质陆源碎屑岩.由于喀纳斯群时代争议较大,该套地层所具有的大地构造意义一直存在不同的认识.本文通过对采自喀纳斯群的碎屑锆石及侵入到喀纳斯群的变质花岗岩体锆石U-Pb定年,获得了其沉积的下限和上限年龄,基本上限定了喀纳斯群的时代范围.喀纳斯群碎屑岩最年轻的碎屑锆石年龄为550±18Ma,而侵入喀纳斯群的变质花岗岩体的锆石岩浆结晶年龄为523±19Ma.因此,确定喀纳斯群沉积时代为晚震旦世-早寒武世(523～550Ma).喀纳斯群是一套形成于被动大陆边缘环境的复理石沉积,本文获得的喀纳斯群时代,暗示着阿尔泰构造带存在前寒武纪大陆地壳基底.     

阿尔泰造山带南缘和准噶尔板块北缘晚古生代构造演化及多金属成矿作用

研究表明,阿尔泰南缘和准噶尔北缘晚古生代大地构造演化及成矿作用均受古亚洲洋形成与演化的控制。晚古生代该地区经历了3个不同性质的构造演化阶段,同时伴有不同的多金属成矿作用。早泥盆世,由于古亚洲洋板块的俯冲,在阿尔泰南缘形成了一系列陆缘断陷盆地,并伴随以铅、锌、铜、铁多金属为主的矿化;同时,俯冲的古亚洲洋板块发生部分熔融,形成了埃达克岩及与其有关的铜矿床。随着板块俯冲的继续,中泥盆世出现了前弧盆地,并形成了铜-铅-锌多金属矿床。至石炭纪,西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块发生碰撞,在额尔齐斯缝合带附近出现了由于挤压作用而形成的金矿床,同时,在缝合带北侧(阿尔泰地区),由于壳型花岗岩的广泛发育,形成了稀有金属矿床。早二叠世,在额尔齐斯缝合带附近又发生了碰撞后的板内拉张作用,从而诱发了一系列与地幔作用有关的岩浆活动,形成了以喀拉通克为代表的铜-镍矿化。因此,阿尔泰南缘和准噶尔北缘晚古生代多金属找矿远景区包括:阿勒泰南缘早泥盆世火山-沉积盆地内铅、锌、铜及铁多金属矿床和准噶尔北缘早泥盆世与埃达克岩有关的铜矿床;中泥盆世前弧盆地内的铜多金属矿床;石炭纪额尔齐斯缝合带内与碰撞有关的金矿床及稀有金属矿床;早二叠世与板内拉张有关的铜-镍多金属矿床。     

新疆阿尔泰西北部白哈巴一冲乎尔一带加里东和海西两期区域变质作用的厘定

通过对新疆西北部阿尔泰白哈巴—冲乎尔一带详细的野外地质填图和综合研究,在原划分的奥陶纪、震旦—寒武纪地层中分别采获了早泥盆世双壳化石,获得了加里东期、海西期不同期次的同位素地质年龄,在浅变质岩中划分出了石英岩状结构亚带和刺状结构亚带,在区域动力热流变质岩中划分出蓝晶石带、矽线石带、铁铝榴石带、十字石带等。新的证据表明,研究区白哈巴地区发育加里东期和海西期两期区域低温动力变质,南东部发育两期区域动力热流变质,海流滩为加里东期,冲乎尔则为海西期,沿库根断裂带产生叠加。这一划分使争论了近半个世纪的该区变质类型和变质世代的问题有了新的答案。     

新疆阿尔泰小土尔根铜矿床硫化物微量元素、S—Pb同位素特征及地质意义

诺尔特地区位于我国重要的阿尔泰有色金属和贵金属成矿带北部山区,近年来在该区不断发现有铜金矿化点,显示该区具有较好的找矿潜力。小土尔根铜矿位于诺尔特Au—Pb—Zn(—W—Mo)成矿带北部,红山嘴大断裂的北侧,成矿条件有利。本文通过详细的野外地质考察,选取该矿不同矿体中矿石的金属硫化物进行矿物学特征研究,在此基础上测试其化学成分和S、Pb同位素组成,以探讨其成矿物质的来源和成因类型。电子探针分析表明:黄铁矿的Co/Ni比值集中分布于5.0～11.1,S/Se范围为2217～7388,指示其为与火山作用有关的潜火山热液成因;闪锌矿中S/(Zn+Fe)值高于理论值,显示了硫逸度较高的热液环境;黄铜矿的[n(Cu)+n(Fe)]/n(S)=0.98,推测其成矿温度约为200℃,这与金属硫化物阶段石英脉中所测流体包裹体的均一温度220～250℃基本一致,均表明其形成于中低温环境;方铅矿的Pb/S值低于理论值,同样指示了硫逸度较高的热液环境;闪锌矿等硫化物中,多种元素均有类质同像现象的发生。硫化物的δ~(34)S_(V-CDT)组成范围比较窄,变化范围为7.1‰～10.6‰,集中分布于7‰～9‰之间,具有较明显的塔式分布特征,主要为单一的岩浆硫。硫化物Pb同位素组成比较稳定,在铅同位素构造模式图以及△β—△γ图解中,均显示其为壳幔混合源。综合目前研究,笔者认为小土尔根铜矿可能是晚古生代早期(D_1—D_2)阿尔泰造山暂歇拉张期岩石圈伸展作用的产物。     

阿尔泰递增变质带中夹层石英岩的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对沉积时限及物源的限定

阿尔泰造山带广泛分布各种变质沉积岩并发育典型递增变质带,变质沉积岩变质之前的沉积时代与物源特征对于限定成岩历史以及造山带演化具有重要意义。文章对采自阿勒泰组变质带中石英岩夹层样品进行了岩相学分析并采用LA-ICP-MS方法对其碎屑锆石进行了U-Pb年代学分析。共获得100个谐和或近于谐和的碎屑锆石年龄,表面年龄分布范围为(443±5)Ma至(2682±19)Ma。碎屑锆石年龄主要集中在寒武纪(486~540 Ma)并具有527~535 Ma的年龄峰值,可能源于区域内同时代的岩浆活动。新元古代年龄约占1/4,少量锆石具有古中元古代甚至太古宙年龄。结合年轻碎屑锆石年龄以及直接侵入该变质带中的英云闪长岩年龄可确定石英岩原岩的沉积时限为早志留世—早泥盆世,其后发生变质作用。古老碎屑锆石在该地区缺乏对应的岩石,可能源于区内隐伏的古老基底岩石或邻区古老陆块。     

中国阿尔泰早泥盆世花岗岩的成因、演化及稀有金属富集机制SCIEI北大核心CSCD

大陆地壳中稀有金属元素的富集机制与花岗岩的成因和演化密切相关。阿尔泰造山带位于中国、蒙古、哈萨克斯坦和俄罗斯的交界处,是中亚造山带的典型地区。阿尔泰造山带是世界著名的稀有金属成矿大省,是多种(如:Li、Be、Nb、Ta和W等)稀有金属矿床的重要产区。中国阿尔泰是阿尔泰造山带在中国境内的部分,在古生代至早三叠世期间经历了强烈的地壳改造,其中泥盆纪是地壳改造最强烈的时期,形成了巨量的S型花岗质岩。本文研究了其中3个早泥盆世花岗岩体,这3个岩体形成于同一时期,而且具有一致的源区、不同程度的演化以及稀有金属富集。通过开展岩相学、锆石年代学和微量元素以及全岩地球化学研究,本文探讨了中国阿尔泰库卫、小喀拉苏和也留曼花岗岩体的成因和演化及其对部分稀有金属元素(Nb、Ta、W和Sn)富集的影响。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,库卫、小喀拉苏和也留曼花岗岩体分别形成于403±3Ma、399±2Ma/404±3Ma和404±3Ma。这些花岗岩虽然具有不同的硅(SiO_(2)=71.5%~78.5%)、钾(K_(2)O=1.01%~5.96%)含量,但都呈现过铝质(A/CNK=1.01~1.65)且低氧逸度的特征(Ln(fO_(2))=-23~-8)。在微量元素组成上,它们均富集Rb、Th、Pb和Hf,强烈亏损P、Ti、Ba和Sr。库卫、小喀拉苏和也留曼岩体中的花岗岩稀有金属(Be、Nb、Ta、W和Sn)显示了不同程度的富集(Be:1.07×10^(-6)~66.8×10^(-6);Nb:5.8×10^(-6)~73.3×10^(-6);Ta:0.29×10^(-6)~115×10^(-6);W:0.1×10^(-6)~31.9×10^(-6);Sn:1.4×10^(-6)~28.5×10^(-6))。同位素特征上,这3个花岗岩体具有相似的(^(86)Sr/^(87)Sr)_(i)为0.7056~0.7111,且其ε_(Nd)(t)值为-1.9~+0.3,处于中国阿尔泰哈巴河群的ε_(Nd)(t)值范围内(-5.3~+9.1),表明其可能起源于哈巴河群的部分熔融。这些花岗岩虽来自相同的源区但经历了不同的演化,形成不同的稀有金属富集特征。高演化和热液活动使部分库卫二云母花岗岩和小喀拉苏白云母花岗岩中的稀有金属含量显著提高,但由于黑云母等富稀有金属矿物的大量结晶,使得也留曼白云母花岗岩中稀有金属含量的明显低于大陆地壳水平。虽然这些泥盆纪花岗岩未能形成显著的稀有金属矿化,但它们对稀有金属的初步富集为后续地壳改造中进一步富集成矿奠定了坚实的基础。     

阿尔泰大喀拉苏稀有金属矿床绿柱石矿物化学特征及成矿意义

稀有金属铍是国民经济发展急需的战略性金属资源。为深入了解阿尔泰造山带稀有金属铍的富集机制,本文选取大喀拉苏花岗伟晶岩型稀有金属矿床的绿柱石为研究对象。针对伟晶岩不同部位的绿柱石进行岩相学观察和原位微区分析,具体产状包括1号伟晶岩脉的粗粒边缘带(Brl-Ⅰ)、块体中间带(Brl-Ⅱ)和细粒带及晶洞(Brl-Ⅲ)。野外及岩相学观察发现粗粒边缘带及块体中间带绿柱石晶体大小约20～50 cm,其中Brl-Ⅰ绿柱石与黑色电气石、碱性长石、钠长石、石榴子石和磷灰石等共生;Brl-Ⅱ绿柱石与黑色富钽矿物、钠长石、白云母、热液锆石等共生,边缘部位以细粒绿柱石(<1 cm)为主;Brl-Ⅲ绿柱石与钠长石、白云母等共生。绿柱石主微量元素特征显示这3种绿柱石均为Na-Li绿柱石种属,元素替代机制显示Brl-Ⅰ、Ⅱ为Na(Fe²⁺,Mg)□_-1Al_-1,Brl-Ⅲ为NaLi□_-1Be_-1。Brl-Ⅰ的Na/Cs和Mg/Fe均大于20.46和0.31,而Brl-Ⅱ、Ⅲ的Na/Cs和Mg/Fe值分别...     

新疆阿尔泰铁木尔特铅锌矿床稳定同位素组成特征

新疆阿尔泰山南缘克兰盆地中的铁木尔特中型铅锌矿床赋存于上志留统—下泥盆统康布铁堡组上亚组第二岩性段,容矿岩石为大理岩、绿泥石英片岩、变钙质粉砂岩、矽卡岩。矿床经历了喷流沉积期、叠加改造期和表生期。喷流沉积期硫化物δ34S值集中于-27.8‰～-16.0‰,峰值为-26.0‰,少量1.7‰～3.4‰,表明硫主要来自细菌还原海水硫酸盐及岩浆活动。氢、氧同位素组成表明,叠加改造期石英和方解石的δD变化于-122‰～-61‰,δ18O变化于9.5‰～10.9‰,δ18O水为-5.8‰～4.8‰,表明叠加改造期成矿流体具有多来源特征,是岩浆水、大气降水和变质水的混合产物。铁木尔特铅锌矿床在成因类型上为VMS型,矿床形成后又经历了叠加改造。     

成矿环境中的高密度碳质流体:以阿尔泰南缘为例

碳质流体(CO2-CH4-N2体系流体)常见于地幔橄榄岩和下地壳麻粒岩中。近期研究表明,阿尔泰南缘晚古生代成矿环境中的碳质流体极为丰富,不仅在造山型金矿中赋存大量与成矿有关的碳质流体,而且在VMS型矿床中也存在同造山期的变质碳质流体。由共生的富CO2包裹体(LCO2-LH2O型)和H2O-CO2包裹体(LH2O-LCO2型)的均一温度推测,造山型金矿的碳质流体捕获温度大于254～394.5℃,压力大于150～320MPa;VMS矿床的变质碳质流体捕获温度大于209～430℃,压力大于180～300MPa,两者具相似的捕获温度压力条件。碳质流体的捕获温度压力条件与变质相带相平衡计算的变质温度、压力范围相当。碳质流体源于区域变质作用,并参与了与造山型金矿有关的构造-变质-流体-成矿作用和对VMS型矿床的变质改造作用。