中亚萨亚克矿田成矿岩体矿物学和地球化学:岩浆性质与成矿意义

萨亚克大型铜矿田位于哈萨克斯坦北巴尔喀什斑岩成矿带中部,以矽卡岩型矿床为主。通过对矿区石英闪长岩的矿物化学和地球化学研究,发现石英闪长岩呈斑状结构,斑晶为斜长石和角闪石,其中的斜长石斑晶主要为中长石,角闪石斑晶为镁质普通角闪石;岩石属于高钾钙碱性系列,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta和重稀土元素,高Sr/Y、La/Yb比值,与埃达克岩相似。地球化学特征指示萨亚克矿区侵入岩形成于岛弧环境,为矽卡岩-斑岩型成矿提供了有利的构造背景,岩石可能是岛弧玄武质岩浆在高压下经结晶分异而成。根据角闪石温压计及其成分与氧逸度和岩浆中水含量之间的关系,确定萨亚克石英闪长玢岩中角闪石斑晶结晶时岩浆的温度为799~843℃、处于3.6~9.6km深度范围内(P=1.2~3.2kbar)、氧逸度logfO2=-11.5~-12.0(ΔFMQ=2.0~2.8)、平均水含量为1.2%,相对较高的氧逸度和水含量有利于形成富含挥发分和Cu、Au等成矿物质的岩浆,是最终演化形成大型岩浆-热液型铜矿田(斑岩型、矽卡岩型)的有利条件。     

X射线荧光光谱法分析不同类型岩石中10种主量元素的测试能力验证

以28个不同类型岩石标样作外标,用玻璃熔片法制样,采用经验系数法进行基体校正,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定不同类型岩石中硅铝钙镁等10种主量元素的分析方法。该方法被用于参与GeoPT分析测试能力验证,15年来分析了23个不同类型的岩石验证样品。经验证该方法对SiO_2、Al_2O_3、K_2O和CaO具有非常好的分析效果(所有测定结果的|Z|2);对于MgO、MnO、TiO_2和Na_2O四个元素,尽管各有一个样品的分析结果的|Z|2,这主要是样品与标样的基体差异较大造成了低含量样品测定结果超差,但依然可获得好的分析效果;当TFe_2O_31.0%,P_2O_5含量在0.08%~0.80%区间时,分析结果的|Z|2,满足分析期望。总体上所建立的XRF分析方法稳定,可满足应用地球化学实验室测试不同类型岩石中10种主量元素的分析期望。     

新疆西准噶尔庙尔沟岩体的地球化学及年代学研究

新疆西准噶尔庙尔沟岩体侵入于早中石炭世海相火山-沉积建造中,主体由碱长花岗岩组成,局部分布有紫苏花岗岩和碱长花岗岩脉。碱长花岗岩及岩脉高硅、富碱、贫钙,里特曼指数(δ)=2.17~2.98,A/CNK=0.96~1.03,A/NK=1.08~1.13,为准铝质-弱过铝质高钾钙碱性花岗岩,其富集LILEs(Rb、U、K、Th),相对亏损HFSEs(Nb、Ta、P、Ti)和Ba、Sr等,以及强烈Eu负异常,过渡族地幔相容元素Cr、Ni含量低,U、Th、Pb等地壳富集元素含量较高。Sr、Nd同位素组成:(87Sr/86Sr)i=0.70370~0.70541,εNd(t)=+4.10~+6.79,tDM=0.57~0.99Ga。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究获得锆石U-Pb年龄为309±1.4Ma,表明岩体碱长花岗岩的形成时代为晚石炭世。紫苏花岗岩的SiO 2含量为60.88%~62.06%,Al2O3含量为15.50%~15.72%,里特曼指数(δ)=2.59~2.77,A/CNK=0.86~0.88,A/NK=1.50~1.53,为准铝质钙碱性-高钾钙碱性过渡的花岗岩,相对富集LREE(Rb、U、K、Th),而亏损HREE(Nb、Ta、P、Ti)和Sr,以及较显著的Eu负异常,过渡族地幔相容元素Cr、Ni含量低,U、Th、Pb等地壳富集元素含量较高。Sr、Nd同位素组成:(87Sr/86Sr)i=0.70382~0.70388,εNd(t)=+6.67~+6.98,tDM=0.59~0.62Ga。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究获得锆石U-Pb年龄为302.1±2.1Ma,表明岩体紫苏花岗岩的形成时代为晚石炭世。综合庙尔沟岩体的地质特征、地球化学特征、年代学和区域地质背景,认为庙尔沟岩体碱长花岗岩及岩脉为A2型花岗岩,紫苏花岗岩具有A型花岗岩的地球化学性质,且它们是可能来自同一个岩浆源区,属于西准噶尔后碰撞阶段的岩浆活动产物。     

秦祁接合带造山缝合带磁组构特征及其构造意义

结合构造及磁化率各向异性研究详细解剖了秦祁接合带唐藏—关子镇—武山和新阳—元龙造山缝合带的应变及岩组特征.41个采点168个构造岩样品的平均磁化率全部较低,磁化率椭球形态分析表明其以平面和压扁应变为主,磁化率各向异性度普遍较高,属强变形岩石组构类型,结合野外观察认为其与变形强度明显正相关.此外,磁化率各向异性参数T、P′可能受岩石类型一定程度的影响.磁化率椭球主轴方位与变形密切相关,提供了丰富的岩组信息.两构造带具有类似的岩组特征,磁面理大致分为呈共轭形态的两组,暗示高应变剪切带在平面上可能以网格状形态出露;高倾伏角磁面理与占优势的低倾伏角、近水平磁线理表明了构造带明显的走滑特征,部分高角度磁线理可能与构造带的挤压和（或）转换挤压相关;磁组方法不能简单用于判别复杂强变形带的运动指向,糜棱面理的复杂变化及Kmin与构造带夹角过高使其判别结果意义不明,而野外及显微构造观察都表明了构造带的右行走滑特征.上述结果表明,沿缝合带大规模的右行转换挤压形成了秦祁接合带反“S”型的平面构造形态,暗示在南北板块拼合过程中,西秦岭诸中、小块体一定程度的向西挤逸.     

东秦岭金堆城大型斑岩钼矿床同位素及元素地球化学研究

文章系统研究了金堆城钼矿床的含矿钾长斑岩、围岩、矿石、矿石中的黄铁矿及矿化围岩的地球化学特征,深入探讨了矿区成矿物质的来源.金堆城含矿斑岩的稀土元素分布和特征地球化学参数显示,金堆城含矿斑岩富集LREE(LaN/YbN=540～1684),轻、重稀土元素分馏较明显,Eu异常不明显或无Eu异常(δEu=070～096).矿石中黄铁矿富集LREE(LaN/YbN=315～2628),具有弱的Eu负异常,无Ce异常(δEu=064～081, δCe=088～103),并与金堆城含矿钾长斑岩和矿石具有一致的球粒陨石标准化配分曲线和特征的地球化学参数,显示金堆城钼矿床的成矿物质来源与钾长斑岩同源.矿床铅、硫、碳和氢-氧同位素地球化学综合研究表明,成矿物质来源于深部,与钾长斑岩同源.围岩在矿化和蚀变过程中元素的迁移计算结果表明,在热液成矿过程中Mo随成矿流体加入到围岩并使围岩发生蚀变和矿化.钼矿床的成矿物质主要来自钾长斑岩,围岩不提供成矿物质.金堆城含矿斑岩和钼矿化的发生处于秦岭造山带在中新生代的挤压-伸展转变期,受板片断离作用和壳幔边界附近发生的基性岩浆底侵作用影响,加厚的华北地块南缘下地壳物质发生熔融形成花岗质岩浆,并沿构造薄弱带上升到浅部侵位,形成金堆城等同熔型斑岩和斑岩型矿床.     

太古宙-元古宙界限基性火山岩Nb/Ta比值变化及其对地球Nb/Ta平衡的指示意义

华北克拉通前寒武纪基性火山岩HFSE和REE具有明显的A(太古宙)-P(元古宙)界限变化. 新太古代基性火山岩HFSE与TiO₂相关性较弱, Nb/Ta比值高(18.8±1.2), 可能形成于正常橄榄岩在石榴石稳定域内的部分熔融作用. 古元古代基性火山岩的HFSE含量明显高于新太古代基性火山岩, 且HFSE含量与TiO₂高度正相关, Nb和Ta发生分异(平均Nb/Ta=15.6±2.9). 古元古代基性火山岩显著增高的HFSE和REE含量及其与TiO₂之间的显著相关性指示其地幔源区发生了富Ti矿物参与的交代富集作用. 统计研究表明, 华北克拉通前寒武纪基性火山岩HFSE所表现的A-P界限具有全球性. 全球2.5Ga以前的基性火山岩总体具有高于或接近于原始地幔的Nb/Ta比值(17.8±1.9), 而元古宙基性火山岩的Nb/Ta比值仅为14.7±4.1, 与大陆总地壳估值(11~17.5)接近. 因此, Nb/Ta在亏损地幔和大陆地壳中的非补偿特征应主要形成于后太古宙. 太古宙基性火山岩可能是平衡后太古宙大陆地壳和亏损地幔低Nb/Ta比值的地球化学储库之一.     

阿尼玛卿蛇绿岩带OIB和MORB的地球化学及空间分布特征: 玛积雪山古洋脊热点构造证据

阿尼玛卿蛇绿岩带晚古生代镁铁质火山岩以OIB, E-MORB和N-MORB组合为特征. 与世界典型的同类岩石相比, 这些岩石类型总体上表现为较低的Ce/Pb和Nb/U值, 少量岩石具有Nb的亏损和Pb的富集. OIB的(La/Yb)_N = 5~20, N-MORB的(La/Yb)_N = 0.41~0.5. OIB显示了典型洋岛玄武岩的不相容元素富集特点, N-MORB则具明显的亏损性质, E-MORB介于两者之间. 这些岩石围绕玛积雪山厚度较大的OIB熔岩和辉长岩向东西两侧呈现过渡关系, 即由德尔尼的N-MORB, OIB和E-MORB组合到玛积雪山的OIB向西又复为布青山的N-MORB, OIB和E-MORB. 从岩石类型组合和空间分布特征、玛积雪山的岩石厚度并结合OIB与MORB地球化学特征及推断的源区交代关系分析, 玛积雪山可能代表了古地幔柱沿洋中脊形成的洋脊热点构造或洋中脊岛, 极类似于今天的冰岛热点构造.     

陕西旬邑晚新生代红土-黄土序列磁化率特征与环境变迁

研究陕西旬邑下墙完整的晚新生代红土-黄土剖面后证实,磁化率也可以作为分析红土气候特征的一个替代性指标,但最好的办法是以磁化率为主,同时参考粒度、地球化学等资料进行综合分析。本区新近系红土的磁化率曲线特点是高频率、低幅度、短周期,第四系黄土-古土壤的则是低频率、长周期。结合岩性、古生物、粒度及地球化学等资料得出,新近纪的气候在总体暖湿背景下有凉干-暖湿的交替,而第四纪的气候则是在总体冷干背景下的冷干-暖湿的交替。进入第四纪的气候突变及之后的气候亚突变,主导因素是该时期青藏高原的剧烈隆升,北极冰盖的形成与扩大也起着重要的作用。     

晋陕交界涑水杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

涑水杂岩作为华北克拉通南部早前寒武纪变质基底杂岩的重要组成部分,以中条山地区出露最好且研究程度最高。在晋陕交界处的韩城和河津地区也有零星的古老变质基底杂岩出露,通常认为是中条山地区涑水杂岩的西延。用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测得研究区内的基底岩石角闪斜长片麻岩、透辉斜长片麻岩和二长花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2260±28Ma、2053±34Ma和2098±27Ma,表明晋陕交界处涑水杂岩的形成年龄明显小于中条山地区的涑水杂岩,其形成时代主要应为古元古代早期,而非太古宙。锆石Hf同位素显示,所分析的锆石多数具有低εHf(t) 值,最低可达-6,其二阶段模式年龄为2630~2933Ma,表明这些形成于古元古代的岩石为太古宙岩石再循环的产物,暗示在晋陕交界处可能存在太古宙的古老地壳物质,同时也支持华北克拉通南部太古宙地块划分的推论。     

新疆冰达坂含金剪切带内组分分异及对金矿化的影响

糜棱岩及花岗质原岩组分特征,结果表明花岗质岩石容矿的金矿床剪切变形过程中组分发生分异,动力分异与流体分异对金矿化所起作用及相对程度不同,研究区金成矿主要与流体分异作用有关。流体分异作用过程中,相对于高应变带,低应变带内强分异形成的高Fe环境及扩容空间为金矿化、沉淀提供更有利条件,且碱(Na)交代排出的s1为浅层次硅化蚀变糜棱岩型及石英脉型矿化提供物源基础,K、Ca、Mg形成绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变,从而为区内金矿化定位及共生蚀变提供了合理解释。结合已有研究成果,认为钠长石化带下部应发育钾长石化带.且作为矿根相存在,矿带东、西段深部均有较好金矿化前景。