荡子山白榴霓霞岩包体中强烈的流体活动证据

荡子山火山岩隶属黑龙江嫩江县境内的科洛火山岩群,岩性白榴苦橄岩,见有白榴霓霞岩岩浆型包体.     

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源, 钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属, 在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪, 是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段, 具有整体分析无可比拟的优点。近年来, 钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速, 而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展, 展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景, 获得如下认识: (1)低铀矿物U-Pb定年, 除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外, 元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性, 进而快速锁定高U/Pb区域, 提高低铀矿物U-Pb定年成功率; (2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区, 但这方面工作仍需进一步加强; (3)碰撞/反应池等离子质谱的出现, 使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实, 是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向; (4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进, 仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点, 钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究, 必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

     

含超轻元素Be矿物的电子探针定量分析——测试条件的约束

铍（Be）是战略性资源,属于关键金属。Be在电子探针（EMPA）可分析的元素范围内属于最难测准的一个元素。难测准的原因在于Be属于超轻元素,其特征X-射线不但信号弱、能量低,而且易受其他元素强烈吸收效应的影响,因此硬件上需要EMPA配置大面网间距的特殊分光晶体。而不同厂家不同大面网间距分光晶体配置的EMPA在铍矿物的测试条件存在明显差异,即使同一EMPA测试不同Be矿物分析条件也不一致。尤其是占据国内市场主流的JEOL电子探针目前也只尝试分析过绿柱石一种Be的矿物。本文利用配置LDE3H分光晶体的JXA-8100（JEOL）电子探针,对除绿柱石之外的金绿宝石、硅铍石、硼铍石和锌日光榴石四种Be矿物开展了Be等元素最佳定量分析方法的研发。通过不同铍矿物的全元素扫描,发现与CAMECA电子探针不同,JEOL电子探针不存在Be_Kα峰被Si_L2,3,M1峰干扰问题。同时发现每种含Be矿物Be_Kα峰位存在不同程度的漂移现象,并结合原子轨道杂化及吸收效应等理论对该现象进行了合理的解释。在此基础上,建立起配置LDE3H分光晶体的JEOL电子探针定量分析金绿宝石、硅铍石、硼铍石和锌日光榴石不同Be矿物中Be等元素含量的有效方法。该Be矿物原位分析方法的探索,不仅为JEOL EMPA用户提供Be矿物分析的成熟经验,也必将为铍资源的相关研究和找矿勘查提供有力的技术支撑。

     

关键金属铍的成矿机制与找矿前景

铍是战略性新兴产业和国防军工行业不可替代的一种关键金属,其赋存形式、成矿机制以及资源分布是关键金属矿产研究的重要内容。地球化学性质上,铍在大部分造岩矿物晶体结构中表现为不相容,倾向在岩浆演化晚期甚至热液阶段富集结晶。然而,铍又是一种典型的双性元素,在酸性和碱性环境中均可得到富集沉淀,因而铍矿主要赋存于花岗质岩石和碱性岩及其相关岩石中,与岩浆-热液过程相关的铍矿床主要包括"火山岩型"铍矿、高分异花岗岩-伟晶岩型铍矿、云英岩-石英岩型铍矿、碱性岩型铍矿、矽卡岩型铍矿、碳酸岩型铍矿等铍矿床。酸性和碱性岩浆的结晶分异、岩浆-热液过程以及挥发组分含量等制约Be的富集、迁移、结晶与成矿过程。同时,铍常与其它稀有稀土金属元素协同成矿,形成共/伴生矿床,在矿产开采过程中,应注意分选工艺、提纯过程等研究。我国铍资源有望在花岗岩型、伟晶岩型以及"火山岩型"铍矿获得突破,东南沿海火山岩地区、大兴安岭火山岩地区、藏南地区、新疆中西部地区等区域可成为铍资源的重要靶区。     

中国东部火山岩型铍铀矿床成矿潜力与找矿远景

火山岩型铍铀矿床是铍金属矿床的主要成矿类型,它是指赋存于火山岩-次火山岩中,与高硅流纹岩和花岗斑岩有关的浅成低温交代和脉状矿床。1969年美国发现的Spor Mountain火山岩型铍铀矿床改变了世界金属铍的分布格局和供应态势。中国东部地区发育大量的中生代火山岩,该地区是否具备火山岩型铍铀矿床的成矿条件,成矿潜力如何？有没有找矿远景？这些科学问题尚未完全回答。本文在厘定火山岩型铍铀矿床的概念和基本成矿地质特征的基础上,对中国东部大兴安岭及其邻区和东南沿海地区已发现的火山岩型铍铀矿床的找矿线索进行了梳理,如：冀北窟窿山、内蒙古东山湾、江西密坑山、浙江青田、福建大湾、福里石等。中国东部地区已有的火山岩型铍铀矿床（矿化点）主要赋存于张家口组、南园组、鸡笼嶂组火山岩中;成矿年代学研究表明其主要形成于晚侏罗世、早白垩世早期和晚白垩世早期,其中早白垩世早期是主要的成矿期,与欧亚大陆中生代早期的伸展构造时限和中国东部构造体制大转折的时限基本一致,因此,该期火山岩型铍铀矿床又可称为"构造体制转折型"铍铀矿床。本文认为中国东部具有良好的火山岩型铍铀矿床的成矿潜力,找矿远景广阔。未来中国东部大兴安岭及其邻区的上白垩统张家口组、满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组,东南沿海地区的上白垩统南园组、鸡笼嶂组、鹅湖岭组火山岩是火山岩型铍铀矿床的有利找矿层位。     

桂北油麻岭钨矿区成矿岩体的年代学、地球化学及其地质意义

油麻岭钨矿位于桂北苗儿山复式岩体最南缘,矿化类型具有多样性,其中外接触带似层状矽卡岩型白钨矿是矿区最 重要的矿床类型。本文对矿区成矿母岩中- 细粒二云母花岗岩进行了锆石U-Pb 年代学和岩石地球化学的研究。LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为212~215 Ma,属印支期岩浆活动的产物。地球化学分析显示,花岗岩具有高硅（SiO2=73.73% ~78.68%）、 富碱（ALK=6.99%~8.36 %）、贫Ca（CaO=0.13%~0.96%）、贫Ti（TiO2=0.05%~0.27%）、弱过铝- 强过铝质（ACNK=1.03~1.28）的特征,稀土元素总量偏低（ΣREE=61.39×10-6~161.22×10-6）,富集Rb 和Cs 大离子亲石元素及Th,U,Ta 等高场强元素,富成矿元素W （平均含量6.55×10-6）,贫Ba 和Sr,强烈的Eu亏损（δEu=0.04~0.20）。岩石学和地球化学特征表明,成矿母岩与南岭地区典型的高分异S 型花岗岩相似。该岩体具备为钨矿的形成提供物源的能力。     

江西宜春黄玉-锂云母花岗岩石中的铍矿化作用：铍磷酸盐矿物组合

江西宜春黄玉-锂云母花岗岩是著名的稀有金属花岗岩,P2O5含量较高（平均0.56%）.该花岗岩全岩Be含量一般超过100×10^-6,最高可达720×10^-6,属于铍矿化花岗岩.本文利用电子探针技术对宜春铍矿化花岗岩中的铍磷酸盐及其共生矿物进行了系统研究.研究发现羟磷铍钙石是该花岗岩中的最重要铍矿物（BeO=15%～16%）,偶尔亦可见磷钠铍石,它们主要呈晶间副矿物出现在岩体的中部.与铍矿物共生的矿物仍主要为磷酸盐矿物,如氟磷灰石、磷铝锂石、磷铝钠石,表明铍矿化作用与熔体中磷的聚集作用有显著关系.研究认为,宜春黄玉-锂云母花岗岩中铍以磷酸盐矿物形式结晶,而不是硅酸盐矿物,其主要原因可能为该花岗岩的结晶晚期磷的活度远远高于硅的活度,因此,P优先作为成网离子与铍结合形成铍磷酸盐矿物.     

川西甲基卡伟晶岩型锂矿的“多层次穹状花岗岩席”控矿新理论——记“川西甲基卡锂矿科学钻探”创新成果

川西甲基卡伟晶岩型锂矿是中国大陆最大的硬岩型锂矿床。以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成因机制为目的的甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探工程(JSD)实施了一口3211.21 m(JSD-1)和两口各1000 m(JSD-2和JSD-3)的科学钻探,取得如下的创新性研究成果：(1)首次发现JSD-1中0～900 m深度的晚三叠世浊积岩经历中低压-高温巴罗-巴肯式叠加变质作用和穹状构造特征;(2)揭示JSD-1的100 m深度范围的含锂辉石伟晶岩存在,以及估算了在3211 m深度伟晶岩中的稀有金属丰度及成矿潜力;(3)利用锡石、铌钽矿和独居石的精确定年,确定JSD-1深部伟晶岩形成的两期岩浆-热液事件(210～204 Ma和193～192 Ma);(4)流体包裹体的碱性元素(Li、Na、K、Rb、Cs)和挥发性元素(B、As)的富集指示富锂伟晶岩高度结晶分异。利用JSD-1岩芯Li-B-Fe-Nd同位素示踪了岩浆的演化、流体出熔过程及成矿机制,揭示甲基卡伟晶岩型锂矿床的花岗岩岩浆演化过程中,岩浆结晶分异促进大量流体的出熔,从而在浅部形成钠长石锂辉石伟晶岩为主的矿体。这些结果不支持含锂伟晶岩是地壳深熔作...     

南岭中段骑田岭花岗岩基的锆石U-Pb年代学格架

骑田岭花岗岩体位于南岭中段,湖南省南部,总出露面积约520km2.根据本文已获得的25个及其他作者已发表的7个有效和相互协调的单颗粒锆石U-Pb定年数据,结合地质学、岩石学和空间分布等特征,认为骑田岭岩体是一个燕山早期多阶段形成的复式岩基,主要可分成3个侵入阶段：第一阶段,侵位于163～160Ma,峰值在161Ma左右,主要为角闪石黑云母二长花岗岩,有时为黑云母二长花岗岩,出露面积约占45%,分布在岩体东部、北部和西部的靠边缘部位,可进一步分解为菜岭、江口、竹枧水、蒋家洞和安源等岩体;第二阶段,侵位于157～153Ma,峰值在157～156Ma,主要为黑云母花岗岩,有时含不同数量角闪石,出露面积约占40%,主要分布在岩体的中部和南部,可进一步分解为芙蓉、将军寨、廖家洞和将军石等岩体;第三阶段,侵位于150～146Ma,峰值在149Ma左右,主要为细粒（有时含斑）黑云母花岗岩,出露面积约占12%,分布在岩体的中南部位,可进一步分解为荒塘岭、大山里和仙鹤抱蛋等岩体.其中前两个阶段花岗岩构成岩基的主侵入相,第三阶段花岗岩为补充侵入相.另有一些侵入到第一阶段和第二阶段岩体中的细粒花岗岩岩瘤（如回头湾、龙渡岭、屋场坪）和岩脉,出露面积约占3%,在岩基范围内零散分布,其侵位年龄主要在第二阶段花岗岩的范围内,他们是侵入到早些时间已固结岩石裂隙空间的晚阶段侵入相.根据不同阶段花岗岩结晶年龄的时间差和他们之间明显的侵入接触关系和冷凝-烘烤现象,可以认为,从骑田岭花岗岩基侵位、冷却、结晶、固结到产生裂隙的时间,不会超过2-6Ma.中晚侏罗世在骑田岭及其周边的南岭地区,广泛发育同时代的花岗质和中基性岩浆活动,反映了燕山早期是本区岩浆活动的高峰期,此时本区处于大陆内部岩石圈伸展、减薄的构造环境,壳幔相互作用对本区花岗岩?     

赣北大湖塘矿床的含铌钽与含钨花岗岩成岩成矿特征对比研究

大湖塘钨多金属矿床位于江西北部三县（武宁、修水、靖安）交界处,是近年来发现的一个超大型钨矿床,与燕山期含钨花岗质岩浆活动密切相关。本次研究发现该区还存在含铌钽花岗斑岩,利用全岩地球化学特征、矿物的结构和主微量元素成分、以及锆石和铌铁矿族矿物U- Pb同位素年代学,对比含铌钽花岗斑岩和含钨似斑状花岗岩成岩成矿特征,以探讨两类不同成矿花岗岩的成因及成矿联系。研究得出： WingdingsAB@ 含铌钽花岗斑岩的U- Pb LA- ICP- MS锆石和铌铁矿族矿物同位素年龄分别为146±2 Ma和144±5 Ma,与含钨似斑状花岗岩的成岩成矿年龄（150~140Ma）接近;②含铌钽花岗斑岩全岩的Nb/Ta和Zr/Hf比值分别为1.7和13,云母为含锂白云母,Li2O和F含量最高可达2.1%和3.8%,K2O/Rb2O比值24,而含钨似斑状花岗岩中具有相对较高的Nb/Ta（~4.8）和Zr/Hf（~30）比值,云母也以白云母为主,含有0.32% Li2O和1.5% F,K2O/Rb2O比值88,表明含铌钽花岗斑岩的演化程度比含钨似斑状花岗岩更高;③两类花岗岩中的成矿指示性矿物有明显差异,含铌钽花岗斑岩中包括具有岩浆成因特征的铌铁矿族矿物、钨铌锰矿、锡锰钽矿、含铌钽黑钨矿、含铌钽金红石和富集稀有金属元素的含锂白云母;而含钨似斑状花岗岩中主要体现为热液期形成的黑钨矿、白钨矿、金红石和锡石。本次研究认为,含铌钽花岗斑岩的原始岩浆中富含铌钽钨等元素,高挥发组分和岩浆流体的作用有利于岩浆期稀有金属成矿作用的发生;而含钨似斑状花岗岩中钨成矿作用发生在岩浆作用的后期,与后期流体作用相关性更大,这些信息也验证了大湖塘矿床发生了多期多阶段钨锡稀有金属成矿作用。