徐州贾汪地区暗色岩锆石U-Pb年龄及金刚石成因探讨

对徐州贾汪地区暗色岩进行锆石U-Pb年龄测定,结合该区地质构造背景和华北板块金伯利岩岩浆活动期次特征,探讨暗色岩中的金刚石成因及成矿前景.研究表明:该区暗色岩分布时代跨度较大,从新元古代至中生代甚至新生代,几乎每个重要的岩浆活动期均有暗色岩.北许阳辉绿岩中的金刚石应来源于幔源岩浆结晶,但不具备金刚石找矿前景;西村金伯利岩具有一定的金刚石找矿前景,但其含矿性比山东金伯利岩差;从物质成分上看,燕山晚期—喜山期玄武玢岩具有一定的金刚石找矿前景.结合该区深部地质条件,认为该区具有基性岩上升过程中携带金刚石矿层的条件及新生代金伯利岩产出的可能性,但较高的大地热流值对金刚石保存不利.     

烧变岩富水特征与采动水量损失预计

自燃煤层围岩在不同高温作用下会引起不同程度的结构损伤,导致其物理力学性质和工程地质效应发生显著变化。为深入认识烧变过程中岩石的结构演化规律,以徐州某矿底板灰岩为研究对象,开展不同温度作用下的热破裂试验,从多尺度上探究岩石热破裂的规律,并结合数值模拟和微观结构测试揭示其发育机理。结果显示：(1)方解石填充裂隙、层理等相对软弱结构面的热破裂温度阈值在300~400℃,完整岩石结构的热破裂温度阈值在500℃左右;600℃之前的热破裂形态较简单,基本是直线型裂纹,且宽度较小、数量较少;700℃以上出现宽度和长度显著增大的弧形热裂纹,热裂纹两侧试样的颜色有明显区别,靠近热裂纹的白色部位还发育一些连通弧形裂纹的次级小裂纹;800℃时,试样颜色全部变白,结构完全破碎,成散体状。(2)从微观结构和热应力角度阐释灰岩热破裂发育机理,发现试验温度路径下试样的热破裂主要发育在降温过程中,且最大热应力差主要在靠近试样表面的近似环形带上分布。500℃以下的热破裂成因主要为热应力在试样的原始缺陷处集中,并超过了部分软弱结构的抗拉强度;500℃以上受热应力与矿物分解共同控制,500℃以上升降温过程中的最大热应力基本超过灰岩的抗拉强度,且菱镁矿、白云母、白云石等矿物逐渐分解,逐渐增多的内部缺陷为应力集中提供有利条件,加剧了热破裂的发育;当温度达到800℃时,热破裂发育程度很高,且白云石和方解石快速分解,生成CaO,部分CaO在冷却过程中与空气接触生成Ca(OH)₂,热裂纹与主体矿物分解共同导致试样结构的破碎。研究成果可为岩体破裂和地质结构演化分析奠定基础。

     

苏北燕子埠地区张夏组鲕粒灰岩地球化学特征及成因

燕子埠地区大规模出露张夏组厚层状鲕粒灰岩,为苏北地区的古海洋环境研究提供了材料。采用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法,对研究区张夏组下段鲕粒灰岩的岩石学及地球化学特征开展了研究。结果表明：研究区鲕粒灰岩主要由鲕粒和亮晶方解石胶结物组成;微量元素与稀土元素分布特征具有一致性,表明张夏组沉积期海洋环境保持相对稳定;鲕粒灰岩的地球化学特征受陆源物质混染及成岩作用的影响较弱,可用于古环境恢复;综合地球化学和岩石学判别指标,认为研究区张夏组下段鲕粒灰岩形成于炎热干旱、蒸发量大、氧化高能的陆表海边缘沉积环境。以上研究成果可为苏北地区寒武纪古环境恢复提供重要依据。     

苏北柳泉地区煌斑岩地球化学特征及岩石成因

柳泉地区是苏北地区煌斑岩的集中分布区,与之相伴的还有金伯利岩和橄榄玄武玢岩。通过研究该区煌斑岩的岩石学及岩石地球化学特征,进一步探讨其岩石成因及构造环境。研究表明:柳泉地区煌斑岩为同源岩浆演化的产物,整体属于钾质碱性煌斑岩,具有低硅、富铁镁钛的特点,大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,高场强元素和重稀土元素相对亏损。柳泉地区煌斑岩形成于中—新生代太平洋板块俯冲、岩石圈减薄的构造背景下,起源于深75～100 km、受俯冲沉积物改造形成的富集岩石圈地幔源区,经含角闪石石榴石二辉橄榄岩部分熔融,并沿构造薄弱带上侵至地壳浅部形成的。     

江苏徐州塔山橄榄玄武玢岩地球化学特征及其与金刚石成因关系

通过研究徐州塔山地区橄榄玄武玢岩的地球化学特征,对其岩石成因及构造环境进行判别,并进一步对其金刚石成矿前景进行探讨。结果表明,橄榄玄武玢岩属于大陆板内玄武岩,总体上略富集轻稀土元素,是在板内拉张构造背景下由石榴子石相的富集地幔经不同程度部分熔融形成的,且在岩浆结晶过程中存在一定程度的斜长石堆晶作用。其所含微粒金刚石与安徽栏杆金刚石相似,显示出金刚石生长初期的特点,应为幔源捕获成因。与金伯利岩相比,橄榄玄武玢岩在地球化学特征方面存在明显差异,整体表现为古近纪伸展期玄武岩浆的特征,不具备携带大量深源包体的条件,难以形成原生金刚石矿床。     

徐州睢宁白露山岩体中的铬铁矿化学成分及金刚石的含矿性研究

白露山岩体是苏北地区重要的金刚石含矿岩体。通过研究该岩体中的铬铁矿化学成分,探讨其成因及金刚石的含矿性,进一步分析金刚石的成矿潜力。白露山岩体中的铬铁矿具有高Cr、低Al、高Mg的特征,属于镁铬铁矿,是深部地幔橄榄岩结晶而成的,不是岩体本身的结晶产物,可能来源于岩体中的深源捕虏体。铬铁矿的结晶温度为1 253~1 354 ℃,与金刚石的形成温度(1 150~1 400 ℃)相近,二者关系密切。铬铁矿化学成分与山东、辽宁含矿金伯利岩中铬铁矿的化学成分较相似,多数属于S4组和S6组铬铁矿,少数属于S1组和S2组铬铁矿,其中S1组和S2组铬铁矿是含矿岩体的标型矿物。白露山岩体具有良好的金刚石成矿潜力和找矿前景。     

徐州白露山含金刚石橄榄玄武岩地球化学特征及其岩浆演化特征

江苏徐州地区位于华北克拉通的东南部,其区内及周边广泛发育碱性超基性岩-基性岩,其中不乏含金刚石母岩,但是主要为金伯利岩.笔者在苏北寻找金刚石原生矿的过程中,在徐州白露山地区发现了含金刚石的橄榄玄武岩.本区橄榄玄武岩SiO2含量为42.64％～51.13％,K2O+Na2O为2.57％～5.93％,Al2O3为10.48...     

江苏徐州西村金伯利岩管地质特征及其找矿意义

西村岩管是在苏北地区发现的第一个金伯利岩管,颠覆了苏北地区无金伯利岩的历史。从岩石学、地球化学和伴生矿物等方面分析了西村岩管的地质特征,并进一步探讨其金刚石找矿意义。从区域背景和金刚石形成条件看,西村地区具备了金伯利岩侵位和金刚石矿形成的基本地质条件,而西村岩管为金刚石矿就位提供了母岩条件;西村金伯利岩与山东、辽宁金伯利岩具有相似的地球化学特征,是幔源岩浆低程度部分熔融的产物,且在岩浆上升过程中普遍遭受了壳源物质的混染,后期碳酸盐化现象普遍发育;其相容元素含量与山东金伯利角砾岩相似,均为典型的金伯利岩型配分模式,稀土元素表现为轻、重稀土元素强烈分馏的特征;伴生指示矿物主要为榴辉岩型含铬镁铝榴石、富铬透辉石和富镁铬尖晶石,其特征均表现出含矿金伯利岩的特点。     

苏北原生金刚石找矿现存问题探讨

苏北第二轮金刚石找矿历时8 a,尚未发现含矿的金伯利岩或金刚石矿床。从苏北找矿实际出发,结合最新的金刚石成矿理论和进展,提出和探讨了制约苏北原生金刚石找矿的几个问题,进一步探讨了找矿方向。研究认为：苏北原生金刚石找矿的首要目标为古生代金伯利岩,在郯庐断裂带西侧,由于徐宿弧形构造的存在,可能使得该期金伯利岩被掩盖于推覆体之下;郯庐断裂带与古生代金伯利岩没有成因联系,但其在伸展阶段控制发育的断陷红盆,可能使得带内的古生代金伯利岩被掩盖在白垩系之下。今后的找矿方向应重点集中在郯庐断裂带内的城岗隆起上,郯庐断裂带西侧的含角砾基性岩亦是值得关注的对象。在开展找矿勘查时,应充分考虑工作区地质与地形条件、方法适应性和局限性等因素,因地制宜选择勘查方法组合。     

华北克拉通南缘碱性基性岩金刚石成因探讨——来自红外光谱的证据

我国最主要的金刚石产地均位于华北克拉通。目前在华北克拉通苏皖北部的碱性基性岩中发现大量的微粒金刚石,经确认这是一种不同于母岩为金伯利岩和钾镁煌斑岩的新类型金刚石。本文利用傅里叶可变红外光谱对这些金刚石进行测试和分析。研究结果表明,大多数金刚石中包含单原子氮(C心),少部分包含双原子氮(A心)和聚集氮(B心),其中Y心(1145～1150cm^-1)与C心伴生,指示了这些金刚石大多为天然的Ib型、Ib/IaA型和IaAB型,其中以Ib型为主。N元素是金刚石中最常见的与晶格缺陷有关的杂质。该地区出土的金刚石N的含量普遍不高,通过对其中IaAB型金刚石的计算,认为该区IaAB型金刚石在地幔中赋存时间为550Ma左右,温度在1225℃左右,相当于地下150km深度。而大量Ib型金刚石的出现,说明在金刚石的初生阶段就被带出稳定区域。导致了N元素没有发生向A心的转化。