辽宁太古代红透山铜矿的稳定同位素地球化学特征及矿床成因

文章分析了辽宁太古代红透山铜矿中硫化物的多硫同位素组成和石英的硅氧同位素组成。δ³⁴S在-0.7‰~+3.1‰，极差为3.8‰，平均值为0.21‰，与深部幔源硫相似。δ³³S≈0.52δ³⁴S，即δ³³S=0(δ³³S =δ³³S-1000[(1+ δ³⁴S/1000)0.515-1]，不具有硫同位素非质量分馏效应，表明该矿床中的硫没有经历大气循环过程。矿石中石英的δ30Si分布在-0.8‰~+0.4‰之间，δ¹⁸O分布在+8.5‰~+9.5‰之间，与海底黑烟囱及热水喷气成因硅质岩的硅氧同位素组成相似。提出红透山铜矿为海底热液喷气沉积变质成因。     

西藏拉萨地体西北部革吉地区两期早白垩世岩浆作用——锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征

邦巴岩体位于拉萨地块西部革吉地区,由主体花岗岩、花岗闪长岩、闪长质包体及一系列近平行、南北向展布的花岗斑岩脉体组成。野外地质调查和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,革吉地区白垩纪的两期岩浆活动分别发生在131~132Ma和127Ma。早期岩浆作用形成主体花岗岩、花岗闪长岩及闪长质包体,具有以下特征:(1)明显富集K、Cs等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、Zr等高场强元素;(2)具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.49~0.61)及负Ce异常;(3)具负εHf(t)值(-3.2~-0.3)及古老的地壳模式年龄(1.210~1.399Ga);(4)初始Sr同位素比值为0.70424~0.71472,εHf(t)值为-5.70~-5.54。晚期岩浆作用形成花岗斑岩脉体,具有以下特征:(1)富集K、Cs等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素;(2)基本不具有负Eu异常或具有轻微的负Eu异常(Eu/Eu*=0.74~0.87);(3)具有更老的Hf同位素地壳模式年龄(1.226~1.576Ga)及更负的大范围变化的εHf(t)值(-6.1~-0.7)。晚期岩浆作用锆饱和温度(777~796℃)及轻稀土元素不饱和温度(794~812℃)均高于早期岩浆的锆饱和温度(661~762℃)及轻稀土元素不饱和温度(750~769℃)。上述特征表明,两期岩浆作用均为中拉萨地块古老基底部分与地幔物质混染部分熔融的产物,随着岩浆作用的持续进行,岩浆中的古老地壳组分增加,熔体温度也增加,可能与南向俯冲的班公-怒江洋壳回转驱动的地幔岩浆活动向北迁移有关。     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He) 为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。     

鞍山-本溪地区条带状硅铁建造的硫同位素非质量分馏对太古代大气氧水平和硫循环的制约

目前人们对地球早期大气氧浓度和硫循环还存在不同的认识. 条带状硅铁建造(BIFs)是地球早期特有的沉积建造类型, 真实地记录了当时大气和海洋的状态. 测定了辽宁鞍山-本溪地区太古代(~2.7 Ga)条带状硅铁建造(BIFs)中硫化物的多硫同位素组成(δ³⁴S/δ³³S/δ³²S). △³³S = -0.89‰ ~ +1.21‰, 非质量分馏明显. 这种非零△³³S值意味着太古代硫同位素循环与现在不同, 气相光化学反应发挥了重要作用. 与火山活动关系密切的Algoma型硅铁建造具有负的△³³S值, 而远离火山活动中心的Superior型硅铁建造具有正的△³³S值. δ³⁴S的变化范围很大, -22.0‰ ~ +11.8‰, 指示当时海水硫酸盐的细菌还原活动已经存在, 海水硫酸盐的浓度至少在局部地区已达1 mmol/L. 结合在条带状硅铁建造中同时出现的赤铁矿、磁铁矿和硫同位素非质量分馏产生和保存条件, 推测太古代大气氧水平相当于现代大气氧水平的10^-2~10^-3.     

鲁西新泰孟家屯2.7Ga变质沉积岩与黑云斜长片麻岩锆石Hf同位素特征

对出露于山东新泰孟家屯2.7Ga的孟家屯岩组中石榴石石英岩(M08)、含十字石石榴石黑云母石英片岩(D242-Y2)和黑云斜长片麻岩(M03)(TTG质片麻岩)进行锆石Lu-Hf同位素分析。石榴石石英岩锆石核部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.001730～0.002546、0.281249～0.281360,锆石变质边部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000123～0.002070、0.281241～0.281318;含十字石石榴石黑云母石英片岩锆石核部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.001334～0.002169、0.281226～0.281324,锆石变质边部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000445～0.001375、0.281227～0.281309;黑云斜长片麻岩锆石176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000315～0.000847、0.281186～0.281265。孟家屯岩组石榴石英岩、含十字石石榴石黑去母石英片岩中碎屑(岩浆)锆石和黑云斜长片麻岩中岩浆锆石的εHf(t)分别为3.75～7.26、2.31～7.26和3.21～6.27,同时TDM1与其U-Pb年龄非常接近,表明它们起源于新生地壳的部分熔融。结合区域研究资料认为,2.7Ga是鲁西重要的一期构造岩浆热事件,也可能是华北克拉通重要的构造岩浆活动时期。变质沉积岩中许多变质增生锆石相对于核部岩浆锆石低176Lu/177Hf、高176Hf/177Hf,显示变质作用过程中石榴石的存在对锆石的Lu-Hf同位素体系有很大影响。     

宁芜盆地火山-次火山岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

宁芜火山盆地是长江中下游重要的火山盆地之一,在盆地内自下而上依次发育龙王山组、大王山组、姑山组和娘娘山组火山岩和若干个同源次火山岩或小侵入岩体。本文对宁芜盆地火山-次火山岩进行了详细的锆石U-Pb年龄和Hf同位素地球化学研究。研究结果表明,大王山组粗安岩锆石U-Pb年龄为130.3±0.9Ma,姑山组两个粗安岩锆石U-Pb年龄分别为128.2±1.3Ma和128.5±1.8Ma,另外三个侵入岩年龄分别为127.1±1.2Ma、128.3±0.6Ma和128.2±1.0Ma,均为早白垩纪。综合前人成果,认为长江中下游地区火山盆地内火山活动的时限在135～124Ma之间,不存在侏罗纪岩浆活动。宁芜盆地火山岩和侵入岩的锆石176Hf/177Hf值在0.282502～0.282673范围内,εHf(t)变化为-6.9～-0.7,显示岩浆源自于岩石圈富集地幔部分熔融并在上升过程中受地壳物质的混染,为岩石圈伸展环境的产物。     

喜马拉雅造山带东构造结拉布拉多期和格林威尔期造山作用的记录

位于喜马拉雅东构造结西北部的南迦巴瓦复合体,是构造应力最强、隆升和剥蚀最快、新生代变质和深熔作用最强的地区。为厘定该地区早期的变质岩浆作用,本文对南迦巴瓦复合体北部的花岗片麻岩和混合岩进行了岩石学和年代学研究。花岗片麻岩原岩为富钾的偏铝质花岗岩,具有岩浆弧花岗岩的成分特征。花岗片麻岩中的锆石具有岩浆锆石的环带结构,记录了487.9±1.6Ma的一期构造岩浆事件;混合岩的锆石具有明显的核-边结构,核部和边部的不协和线交点年龄分别为1559±13Ma、1154±12Ma。对比印度大陆东部的西隆高原、东高止造山带,发现三者都经历了拉布拉多期、格林威尔期以及泛非期的造山作用。因此,我们认为喜马拉雅东构造结与这两个地区密切相关,可能是他们向北的延伸,这三者可能组成统一的印度大陆东部造山带,一起经历了哥伦比亚超大陆、Rodinia和冈瓦纳超大陆的聚合与裂解过程。     

五台山蒋村地区四集庄组——对滹沱群时代的再限定

滹沱群是华北最典型的古元古界地层之一,限定其时代对建立早期地层年代格架和探讨华北早前寒武纪地质演化过程意义重大。本文对五台山地区蒋村镇附近的滹沱群地层进行了详细研究,从与蒋村砾岩中石英斑岩砾石相同的基岩中选取了2件石英斑岩样品,并获得其锆石U-Pb年龄结果分别为(2166±17)Ma和(2138±17)Ma。据此,限定蒋村地区碎屑沉积岩时代应小于2138 Ma。结合四集庄组底部发育厚层的砾岩和区域内2.2~2.1 Ga岩浆事件,我们进一步认为滹沱群底界年龄为~2.2 Ga。由于滹沱群豆村亚群和东冶亚群经历了同期褶皱变形作用,而侵入于蒋村四集庄组未变形正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄结果为(1816±18)Ma。因此,本文限定豆村亚群、东冶亚群的时代为2.2~1.82 Ga。石英斑岩中锆石Lu-Hf同位素分析结果为176Lu/177Hf为0.000717~0.002239,176Hf/177Hf为0.281399~0.281563,其176Hf/177Hfi为0.281315~0.281496和εHf(t)为–3.37~4.11,变化范围较大,初步认为其源自于新太古代早期上地壳的部分熔融并有地幔物质添加。     

鄂东南铜绿山矿田矽卡岩型铜铁金矿床的辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

鄂东南地区(斑岩-)矽卡岩型铜铁金多金属矿床是长江中下游地区金属成矿带的重要组成部分,铜绿山矿田以成矿类型齐全和矿体规模较大为特点,是鄂东南矿集区最重要的矿田.但目前对不同成矿元素的矽卡岩型铜铁金矿床的成矿时代、成岩成矿时差和构造背景的研究相对较少.本文利用Re-Os同位素定年方法对铜绿山矿田两个典型的大型铜绿山矽卡岩铜(铁金)矿床和大型鸡冠嘴矽卡岩(铜)金矿床进行了成矿时代的研究,获得了辉钼矿的Re-Os同位素年龄范围分别为(1368±19)～(1381±18) Ma和(1371±19)～(1388±19) Ma,等时线年龄分别为(1371±19) Ma和(1382±22) Ma,表明铜绿山矿田不同类型的矿床几乎同时形成;与矿田花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄[(1403±18) Ma]在误差范围内基本一致,存在较短的成岩成矿时差,该成矿时代与鄂东南地区其他矿田的(斑岩-)矽卡岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁矿床,以及长江中下游地区铜陵、安庆、九瑞矿集区(斑岩-)矽卡岩铜多金属矿床的形成时代基本一致.铜绿山矿田矽卡岩铜铁金矿床可能是在太平洋板块俯冲的撕裂或开天窗时,由于玄武质岩浆底侵和岩石圈减薄导致中国东部大规模侵入岩和成矿作用产物的形成.     

黔西南白层超基性岩墙锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成研究

文章对黔西南白层地区出露的燕山期超基性岩墙进行了单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成研究,获得A、B两组不同的锆石年龄.A组锆石呈不规则粒状,具不完整的宽大条带,12颗锆石的 SHRIMP U-Pb年龄加权平均值为(84±1)Ma,代表了超基性岩墙的侵位年龄;锆石Hf原位分析表明,176Hf/177Hf从0.282561到0282719,εHf(84 Ma)平均为-3.61,表明岩浆源区主要以富集地幔为主,并受到部分地壳物质的混染.B组锆石晶形完整,具典型的中酸性岩浆型振荡环带,3颗锆石的SHRIMP U-Pb模式年龄为409～450 Ma.176Hf/177Hf从0282379到0282440,εHf(t)平均为-3.77,均低于A组锆石,属于捕获锆石.据此认为84 Ma左右由于华南岩石圈伸展,软流圈地幔上涌,导致岩石圈富集地幔部分熔融,熔体上升过程中与409～450 Ma左右形成的少量地壳岩石发生混染,随后快速侵位冷凝而形成基性-超基性岩墙.白层地区84 Ma的超基性岩浆活动是整个华南西部燕山晚期(80～90 Ma)岩浆活动的一部分.右江褶皱带周缘的燕山晚期岩浆活动主要与大规模的Sn、W、Ag、Cu、Pb、Zn等矿床有关,但右江褶皱带内部的燕山晚期岩浆活动是否与以卡林型金矿为代表的低温热液矿床有成因上的联系,尚需更多矿床年代学资料的证实.