福建紫金山矿田悦洋银多金属矿床银的赋存状态和沉淀机制

浅成低温热液矿床是世界上银矿的重要矿床类型,伴生有金铜铅锌等多种金属。银的赋存状态研究可以为矿床资源禀赋、选冶成本以及经济价值的综合评价提供重要的依据。近年来,矿物自动定量分析系统越来越多地应用到贵金属的赋存状态研究中,相比传统方法而言其能提供精确定量的矿物学信息。悦洋银多金属矿床位于福建省紫金山矿田,是典型的浅成低温热液矿床,是研究银赋存状态的理想选区。通过野外地质调查研究发现,矿体主要受控于岩性边界和断裂构造,主要矿石类型为热液角砾岩型和石英脉型。成矿作用可以分为石英-黄铁矿、石英-黄铁矿-黄铜矿、石英-银多金属、石英-碳酸盐等四个阶段,其中银在石英-银多金属阶段沉淀,可以进一步划分为石英伊利石硫化物亚阶段和石英冰长石硫化物亚阶段。本文在野外地质调查的基础上,针对不同的矿石类型使用TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)自动矿物分析系统,结合显微镜下观察、扫描电镜和电子探针分析手段,对银的赋存形式和分布情况进行了定量化研究,根据矿物共生组合对银沉淀机制及成矿过程进行了探讨。研究结果显示,悦洋矿床中的银90%以上以独立矿物的形式存在,主要是硫化银和自然银,且粒径大多在10~50μm之间;少部分银以次显微包裹体形式存在于黄铜矿中,或以显微包裹体和类质同相形式存在于黄铁矿和闪锌矿中。成矿热液中银主要以硫氢络合物形式运移,主成矿期大量的冰长石与银矿物共生表明沸腾作用是主要的沉淀机制。

安徽庐枞矿集区沙溪斑岩型铜金矿床中硒、碲的赋存状态及富集规律研究

硒和碲是重要的战略性关键金属,在现代工业和国防建设中有着广泛的应用。硒和碲通常很难形成独立矿床,目前全球大部分硒和碲来自斑岩型铜金矿床。长江中下游成矿带是我国东部重要的斑岩-矽卡岩型铜金矿床成矿带之一,前人虽然对成矿带内矽卡岩型矿床中伴生关键金属已开展了相关研究,但对成矿带内斑岩矿床中关键金属的赋存状态、分布和富集规律尚关注较少。本次工作以成矿带内沙溪斑岩型铜金矿床为研究对象,系统采集了矿床不同深度、不同类型的岩矿石样品,通过扫描电子显微镜、全岩化学分析、TIMA及矿物原位LA-ICP-MS微量成分测试等分析技术方法对矿床中硒和碲等关键金属开展了系统的研究。结果表明,沙溪矿床中硒和碲元素发生显著富集,与主成矿元素铜具有明显的正相关关系。估算矿床中伴生硒资源量约为1196t、碲资源量约为96.6t,其中硒达到大型规模,具有潜在利用价值。与成矿带内其他典型矽卡岩矿床(包括斑岩-矽卡岩矿床)相比,沙溪斑岩型矿床中硒和碲的含量明显偏低,这可能是深部成矿岩浆演化过程的差异导致的。矿床中有91.64%的硒、87.48%的碲是以独立矿物形式存在。沙溪矿床硒、碲与主成矿元素铜和金的富集规律一致,流体混合过程中氧逸度的变化可能是硒和碲的主要的沉淀机制。

磺酸型阳离子树脂的元素分配行为及高精度同位素分析应用

不同元素在离子交换树脂的分配系数是元素纯化和分离的基础,不同酸中各元素分配系数差异可用于设计高效的元素提纯流程,从而被广泛应用于现代高精度同位素分析。本文以AG®50W-X8阳离子树脂为研究对象,以分配系数(Kd)作为量化指标,通过系统实验研究不同元素在该树脂中的分配行为。在前人研究基础上,本实验增加了元素数量和酸的种类,涵盖了金属、类金属、非金属和稀土元素。结果表明:在盐酸和硝酸介质中,几乎所有元素的Kd都与酸度呈负相关,当酸度达到6mol/L时,除Th和Ca以外的所有元素都会被酸洗脱。稀土元素(REEs)和高场强元素在0.1~0.5mol/L稀硝酸和稀盐酸中强烈吸附在树脂上;而一些过渡金属、类金属和非金属元素(如Mo、W、Re、Ir、Sb、Ge、As、Se、Te等)在酸溶液中会形成含氧阴离子,不与阳离子树脂发生吸附。Al、Fe、Se、Pd、Cd、In等元素在盐酸中易与氯离子形成配位化合物或离子团,导致这些离子在盐酸中的分配系数显著降低。在硝酸和盐酸与氢氟酸的混合酸中,除稀土元素外,绝大部分元素随酸度增加Kd迅速降低。稀土元素在盐酸-氢氟酸混合介质中,随着盐酸的浓度增加(从0.1mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸至6mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸),稀土元素分配系数(KdREE)具有先增加后降低的趋势。氢氟酸的加入可显著降低Be、Al、Sc、Fe、Sn、Th、U、Ti、Zr、Hf等元素在稀盐酸和稀硝酸中的分配系数,使这些元素几乎不与树脂发生吸附。本研究揭示了不同酸介质中各类元素在阳离子交换树脂上的分配行为存在差异,尤其是氢氟酸的加入可显著改变高场强元素、部分过渡金属和稀土元素的分配系数,为应用该树脂开发和优化适用于高精度金属稳定同位素分析的元素提纯流程(如Li、Mg、K、Sr、Ce、U等)提供了数据支撑,并可有效地减少后续实验设计的工作量。

安徽安庆铜铁矿床钴的赋存状态、分布与富集规律研究

长江中下游成矿带是我国东部最重要的成矿带之一,广泛发育矽卡岩型铜铁矿床且伴生Co资源,而成矿带内的矽卡岩型铜铁矿床中关键金属Co元素的赋存状态、分布以及富集规律研究尚未系统开展。本文以矽卡岩型铜铁矿床——安庆铜矿为研究对象,通过系统采样、显微观察、扫描电子显微镜、全岩化学分析及矿物原位LA-ICP MS微量成分测试手段,初步估算矿床中伴生Co的资源量约为8769t,达到中型规模,查明了伴生Co的平均含量为166×10^(-6),综合利用潜力较大。查明了铜矿石中Co含量(平均含量为166×10^(-6))明显高于铁矿石(平均含量为126×10^(-6)),尤其是含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素富集程度最高,且计算得出磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿分别赋存矿石Co含量的45.1%、52.8%、0.5%和1.6%。此外,矿床内不同类型矿化蚀变岩中Co含量与磁黄铁矿和黄铁矿总量具有较强的正相关性,Co主要以类质同像的形式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿内,黄铁矿中Co的含量变化范围较大,早石英硫化物阶段的黄铁矿(Py1)中Co含量为258×10^(-6)~25920×10^(-6),晚石英硫化物阶段的黄铁矿(Py2)中Co含量为0.3×10^(-6)~594×10^(-6),磁黄铁矿中Co含量变化范围较小,主要集中于311×10^(-6)~1181×10^(-6),Co主要富集于早石英硫化物阶段,晚石英硫化物阶段不富集。含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素变化范围大(85×10^(-6)~430×10^(-6))是由于矿石中黄铁矿和磁黄铁矿的含量以及黄铁矿Co含量极不均匀造成的。综合前人研究,本次工作认为大气降水混入引起的成矿流体冷却和稀释可能是导致安庆铜矿中Co元素沉淀富集在黄铁矿和磁黄铁矿内的主要因素。

安徽省池州抛刀岭金矿床金的赋存状态及成因研究

抛刀岭金矿床位于长江中下游成矿带的安庆—贵池矿集区,该矿床矿体主要赋存于蚀变的英安玢岩岩体中。文章对该矿床岩石样品岩相学采用电子探针、激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪等测试分析。结果表明:抛刀岭金矿床的矿石矿物主要为黄铁矿、闪锌矿和毒砂等;脉石矿物主要为石英、方解石及黏土矿物;主要载金矿物为黄铁矿,其次为毒砂;Au主要以银金矿的形式存在上述矿物中。载金黄铁矿微量元素结果分析显示,Au与As、Cu、Pb、Zn等质量分数呈正相关,与Fe、S质量分数呈负相关,黄铁矿晶格中As的存在有利于Au代替Fe进入晶格中,使得Au在黄铁矿裂隙中沉淀。电子探针分析金的赋存状态显示,抛刀岭金矿床金主要以晶格金的形式存在于黄铁矿中,部分以银金矿的形式存在于黄铁矿和毒砂的裂隙中。矿床硫化物中的硫主要来源于岩浆,同时有少量的地层物质参与。混染成矿流体主要为来源于岩浆的出溶流体。

安徽铜陵桂花冲铜金矿床的成矿条件与找矿潜力

桂花冲矿床位于铜陵矿集区和繁昌火山岩盆地之间的过渡区,是长江中下游成矿带中新类型的铜金多金属矿床。矿体主要呈透镜状、脉状,分别赋存于桂山岩体与三叠系南陵湖组灰岩地层的接触带和远端碳酸盐地层裂隙中。文章通过记录野外地质工作及全岩地球化学特征,开展锆石U-Pb定年研究,发现矿区内青山岩体(花岗闪长斑岩)是成矿前岩体,桂山岩体(石英二长斑岩)是成矿岩体。对比铜陵—繁昌过渡区内姚家岭大型矿床研究发现,青山岩体与姚家岭早期岩体形成时代在140 Ma左右,青山岩体可能为姚家岭早期岩体延伸至桂花冲区域,后被推覆至地表;桂山岩体与姚家岭晚期岩体为成矿岩体,形成时代在138 Ma左右,两者可能在深部相连,是同一岩体的不同岩枝。综合桂花冲矿床控矿因素和成矿条件分析,探究该类矿床的成矿潜力和勘探方向,分析表明,在铜陵—繁昌过渡区的碳酸盐地层层间裂隙、褶皱滑脱区域、地层岩性显著变化位置以及形成时代在138 Ma左右的石英二长斑岩与黄龙组、栖霞组、孤峰组、大隆组、南陵湖组碳酸盐地层的接触带具有较好的找矿潜力。

LA-ICP-MSS多脉冲短时间剥蚀法锆石超薄增生边定年研究

锆石是一种相对稳健的定年副矿物,其颗粒常常发育增生边,然而厚度极小(一般<5μm),给获得精确年龄带来挑战。本文从制样方法、实验条件及数据算法三个方面开展了实验对比研究,以评价多脉冲短时间剥蚀法对天然锆石的超薄增生边(~1μm)LA-ICP-MS U-Pb测年的可靠性。实验结果表明:双面胶制样虽然速度快,但是样品显微观察和后续激光分析的观察效果不佳;树脂固定制样效率高,易于透射光和反射光观察,并有利于样品表面聚焦。激光分析条件下,5 Hz、2 s剥蚀相对于10 Hz、1 s剥蚀数据结果更为稳定。数据处理峰积分法优于截距法和均值法。综合上述方法,获得Plesovice和Qinghu锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄与推荐值在误差范围内一致,但是数据误差相对较大(~5%,1σ)。根据每个信号峰峰值的50%~60%来选择信号区间,监控标样Plesovice和Qinghu准确值均提高了约3%。多脉冲短时间剥蚀法、树脂固定制样与部分峰积分数据处理方法组合可以获得较好的定年结果。本方法为测定锆石增生边年龄提供了一套完整的解决方案,可为多期次的地质过程提供更有效的年代学约束。

我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望

钴镍矿床主要有四类:岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括:(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括:(1)碳质层干扰下有效信号辨别提取技术;(2)小岩体和陡倾斜矿体的精细识别技术;(3)多元信息匹配关联与含矿性评价技术。我国钴镍资源分布特点和成矿特色要求在高效勘查技术体系的研发和集成时应优先考虑岩浆型钴镍矿,而沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型钴镍矿床的找矿工作应借鉴同成因矿床或主矿种矿床的勘查方法。

安徽庐枞盆地黄屯隐爆角砾岩筒型金铜矿床碲元素的分布、分配特征及沉淀机制研究

隐爆角砾岩筒型金(铜)矿床作为重要的金矿床类型,常伴生关键金属碲的矿化,然而对于此类矿床中碲的分布、分配特征及沉淀机制研究仍较为薄弱。黄屯矿床是长江中下游成矿带近年来发现的最为典型的隐爆角砾岩筒型金铜矿床,伴生有大量的碲化物产出。本文在详细的野外地质工作和岩相学观察基础上,发现碲在矿床中发生了显著富集。通过对黄屯矿床不同蚀变类型矿石及主要富碲矿物开展全岩及微区地球化学分析,明确了碲的分布、分配特征以及初步讨论了碲的沉淀机制。黄屯矿床成矿阶段从早到晚可划分为钠钙硅酸盐、钾硅酸盐、绿泥石-碳酸盐和伊利石-蒙脱石阶段,在不同深度形成了相应的蚀变带,并发育有不同强度的金铜矿化。黄屯矿床伴生的碲储量约有118.71t,平均品位为5.3g/t,达到中型规模,具备重要的综合利用价值。钾硅酸盐蚀变带碲的分布比例最高,占总储量约92.37%,平均品位约为9.6g/t。钾硅酸盐蚀变带内约有89%~99%的碲呈独立矿物,主要以微米级、纳米级的碲铋矿包体的形式分布在黄铁矿中,剩余部分则以类质同象的形式赋存在黄铁矿和黄铜矿内。减压沸腾引起流体温度骤降导致硫化物沉淀,和沸腾过程中释放大量气相H_(2)S,共同导致流体的f(Te_(2))/f(S_(2))比值升高,可能是黄屯矿床中碲沉淀富集的主要机制。

长江中下游成矿带庐枞矿集区花岗岩型铀矿床成矿作用研究进展

安徽庐枞矿集区是长江中下游成矿带重要的多金属矿集区,也是华南铀成矿省内重要的花岗岩型铀矿成矿区,系统开展铀矿床成矿作用和成矿规律研究,对于完善区域成矿理论、指导铀矿找矿勘探具有基础性意义。庐枞矿集区铀矿床主要分布在庐枞火山岩盆地东南侧的A型花岗岩带上,但近年深部探测科学钻孔揭示火山岩盆地内隐伏正长岩中也存在铀矿化线索。与A型花岗岩有关的铀矿床呈NE向分布,矿体产出于石英正长岩与围岩接触带,受到侵入接触构造、断裂构造及层间构造的控制,具有典型热液充填成矿的特征,成矿年龄集中在114~108 Ma;赋矿岩体为多期次侵位的复式岩体,主体年龄为127~123 Ma,末阶段碱性长石花岗岩株年龄为115~110 Ma,岩石属于A1型花岗岩,形成于伸展的构造背景下;成矿物质主要来源于赋矿岩体及围岩地层,成矿流体具有深循环大气降水与岩浆流体混合的特征。火山岩盆地内的铀矿化产出于火山岩盖层之下的隐伏正长岩中,具有热液充填成矿的特点,成矿年龄为131~129 Ma;赋矿正长岩成岩年龄为131 Ma,属于橄榄安粗质岩石,形成于挤压向拉张转换的构造背景下;岩浆阶段末期分异的高温富B、F的富铀热液在开放体系下沉淀成矿。盆地内隐伏正长岩中的铀矿化为矿集区中高温铀矿化的代表,与A型花岗岩有关的铀矿床则为晚期中低温铀矿化。综合来看,产铀岩体判别标志、精确的铀成矿年龄以及幔源物质与铀成矿之间的关系应是本区未来研究的重要方向。

金属镉及其利弊

国家自然科学基金委员会于2019年启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划。该计划以国家重大需求为核心牵引,瞄准关键性矿产资源所拥有的战略价值和科学价值,提炼和把握关键金属成矿的重大科学问题,实现矿床学研究的新突破,推动地球科学发展。为充分体现科学家的社会责任,为全民科学素质的提升做贡献,该计划专门设立“科普宣传与公共服务”项目,并将“服务社会与公众,构建相对完备的科普产品体系,打造有一定社会影响力的科普知识传播和重大研究计划宣传的平台”作为项目的主要任务。这是我国重大科学研究计划中首次以项目的形式来支持科普工作。传播科学知识和方法,树立科学思想,提高全民科学素质,也是科学共同体的责任和主要任务。为此,中国矿物岩石地球化学学会与项目组联合,将通过学会微信公众号转载相关科普文章,并择优在学会会刊《矿物岩石地球化学通报》上刊载,以飨读者。本期刊发合肥工业大学周涛发教授研究团队撰写的关键金属镉和中国矿业大学代世峰教授团队撰写的煤中关键金属的文章,敬请关注。

长江中下游成矿带朱冲富钴矽卡岩型铁矿床的钴成矿机制:来自原位硫同位素和锆石U-Pb年龄的约束

钴作为关键战略性稀贵金属,主要以共伴生形式产于多类矿床中。其中,富钴矽卡岩型铁矿床是重要的具备开发潜力的矿床类型之一,但其钴的来源和富集机制不清。朱冲富钴矽卡岩型铁矿床位于长江中下游成矿带安庆-贵池矿集区,是成矿带内新近发现的首个大型矽卡岩型富铁矿床,其伴生的钴资源量达到了中等规模。同时,朱冲富钴矽卡岩型铁矿床中钴品位在长江中下游同类矿床中最高,达190g/t。本研究对朱冲富钴矽卡岩型铁矿床开展了成矿岩体锆石的U-Pb定年和矿床垂向(钻孔剖面)上黄铁矿原位硫同位素的空间变化分析。结果表明,两个深部隐伏的岩浆岩样品的锆石U-Pb年龄分别为139.6±1.0Ma和138.9±0.6Ma,为早白垩世。垂向上,黄铁矿硫同位素总体范围为+5.3‰~+13.9‰,δ^(34)S自上而下变化极大,且呈现较强的不均一性,明显不同于安庆铁铜矿的硫同位素组成。朱冲富钴矽卡岩铁矿自下而上矿化-蚀变分带中富钴磁铁矿矿体中黄铁矿δ^(34)S范围为5.3‰~10.0‰;近矿透辉石矽卡岩带中脉状黄铁矿δ^(34)S范围为12.1‰~13.9‰;蚀变闪长岩中脉状黄铁矿δ^(34) S范围为7.1‰~10.8‰;外带矽卡岩中脉状黄铁矿δ^(34)S范围为6.8‰~7.6‰;月山组含膏盐粉砂岩中黄铁矿δ^(34)S范围为12.0‰~12.7‰;最上部铜头尖组粉砂岩脉状黄铁矿δ^(34)S范围为6.1‰~7.8‰。朱冲富钴磁铁矿矿石中黄铁矿硫同位素介于月山岩体和月山组含膏盐粉砂岩硫同位素之间,矿石中硫同位素记录了两个端元的混合。长江中下游富钴矽卡岩型矿床(铁铜钴)成矿规模及品位的统计表明,钴矿化与铁铜矿床类型没有明显的对应关系,成矿热液中膏盐层硫的加入对钴矿化没有明显的影响,富钴矽卡岩型铁矿床钴主要源于岩浆热液,钴的沉淀主要受控于高温热液的演化。

碲的成矿作用及研究进展

碲作为稀散元素,很少形成独立矿床,主要以共伴生形式产出于多个类型矿床中,包括铜镍硫化物和铂族矿床、铁氧化物铜金(IOCG)矿床、块状硫化物(VMS)矿床、斑岩矿床、矽卡岩矿床、造山型金矿、卡林型金矿和浅成低温热液矿床等。研究表明,碲元素可以形成上百种碲矿物,除了自然碲之外,多与Au、Ag、Pb、Bi、Cu等形成碲化物,与S或者Se形成碲的硫化物或硒化物,也可以形成碲酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐等矿物;此外Te还可以以类质同象形式替换寄主矿物中的元素。在成矿带尺度、矿床尺度及其矿石中碲均表现出极不均匀的分布特征,与主矿种Cu、Au、Ag等具有成因关系。碲具有多来源特征,可以源自地幔,也可以是浅部壳源岩浆或是围岩地层提供。碲矿化一般发生在成矿的中晚阶段,流体可通过混合作用、水岩反应、沸腾作用等改变体系的物理化学条件(如pH值、硫逸度、氧逸度、碲逸度、温度等),导致流体pH值升高、硫逸度和氧逸度降低,碲逸度升高,这是诱发碲矿物富集和沉淀的主要机制。碲由于其受控成矿条件较为特殊,需要着重加强碲富集成矿的关键控制因素、成矿物质来源和富集沉淀机制的研究。

不同深度围岩力学行为对矽卡岩型矿床成矿作用的影响——来自长江中下游成矿带龙角山钨矿床的证据

目前矽卡岩矿床的研究对象主要集中在成矿岩体和矽卡岩矿物,相对而言,控制矽卡岩矿床形成的另一个重要端员围岩的研究则明显薄弱。已有研究表明,不同深度围岩岩石力学性质决定了围岩在外力作用下发生形变的方式及规模,但仅限于定性研究,定量围岩力学性质研究及其对成矿作用制约则尚未开展。本文以长江中下游成矿带典型矽卡岩型钨矿床——龙角山矿床为研究对象,通过三轴压缩试验系统测定了不同赋矿深度围岩地层和成矿岩体的力学性质,探讨了不同深度围岩的力学行为及其对成矿作用的影响。灰岩的弹性模量E随深度增加呈现先降低再增加后降低的趋势,灰岩的三轴相对强度S随着深度增加呈现先增加后降低趋势。灰岩的硬化模量H和跌落模量M随深度的变化呈现非线性趋势,而花岗岩的弹性模量E、三轴相对强度S、硬化模量H和跌落模量M均呈现随深度增加而增加的趋势。灰岩的两类峰前塑性指标随深度的变化呈现先降低再增加后降低的趋势,可知地应力和矿物组分对灰岩的塑性特征影响存在博弈作用。不同深度的灰岩峰后塑性指标随深度的变化迥异,其中BresStress和BresStrain具有反向协同性,整体显示了灰岩具有脆性特征。岩浆热液对围岩的作用强度远大于围岩的强度范围,即灰岩的力学性质的改变是成矿过程中必须考虑的因素,围岩对矽卡岩型矿床成矿作用影响的不容忽视。

新疆东天山觉罗塔格地区花岗岩类年代学、构造背景及其成矿作用研究

东天山觉罗塔格地区岩浆岩非常发育,以花岗岩类分布最为广泛,对其研究还较为薄弱。本文对觉罗塔格地区主要的花岗岩类岩体系统开展了地质特征研究并进行了同位素精确测年,报道了区内16个主要花岗岩类岩体的锆石LA-ICPMSU-Pb年龄:镜儿泉岩体376.9±3.1Ma、西凤山岩体349.0±3.4Ma、石英滩岩体342±11Ma、长条山岩体337.4±2.8Ma、天目岩体320.2±3.1Ma、百灵山岩体317.7±3.7Ma、白石泉岩体303±18Ma、迪坎岩体288.0±2.5Ma、黄山岩体288±17Ma、白山东岩体284.5±4.5Ma、管道岩体284.1±5.8Ma、红石岩体282.7±4.2Ma、陇东岩体276.2±2.5Ma、多头山岩体271.7±5.5Ma、双岔沟岩体252.4±2.9Ma、土墩岩体246.2±2.6Ma,上述定年结果为研究区岩浆活动与区域构造演化及深部过程的关系研究提供了可靠的年代学支持。结合前人已有的部分年代学成果认为,觉罗塔格地区花岗岩类的形成年龄分布在386～230Ma之间,岩浆活动可分为晚泥盆世(386.5～369.5Ma)、早石炭世(349～330Ma)、晚石炭世-晚二叠世(320～252Ma)、早中三叠世(246～230Ma)等4个阶段。前3个阶段岩浆活动具有持续时间逐渐变长、岩浆活动逐渐加剧的特点,并在第三阶段达到顶峰,而第四阶段岩浆活动则明显变弱。花岗岩类岩浆活动在时空分布上表现为,自哈尔里克-大南湖岛弧带→阿奇山-雅满岛弧带→康古尔-黄山韧性剪切带,岩体侵位由早到晚;自研究区东部→中西部→沿韧性剪切带,岩体侵位由老到新。结合区域构造演化研究成果认为,觉罗塔格地区花岗质岩浆活动与区域构造演化具有很强的耦合关系,花岗岩类在前碰撞阶段、主碰撞阶段、后碰撞阶段、板内阶段等4个构造演化阶段均有发育,与花岗岩类在时间分布上的4个阶段完全对应,其中尤以后碰撞构造演化阶段花岗岩类的分布最广泛、岩浆活动最强烈。觉罗塔格地区与4个阶段花岗岩类有关的成矿作用由早到晚具有无明显矿化→斑岩型铜矿、火山岩型铁矿→韧性剪切带型金矿、夕卡岩型银(铜)矿→斑岩-石英脉型钼矿的演化特点,其中以对应于主碰撞阶段的斑岩型铜矿和后碰撞阶段的韧性剪切带型金矿最为发育。本文系统阐述了东天山觉罗塔格地区中酸性岩体的时空格架、与区域构造演化的耦合、与成矿作用的关系,为北疆地区晚古生代特别是后碰撞背景下的岩浆演化及其成矿关系的研究提供了有力支持。

庐枞盆地侵入岩的时空格架及其对成矿的制约

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块的北缘。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山四组火山岩以及34个侵入岩体。本次工作在详细野外地质调查的基础上,结合作者已有的5个岩体(巴家滩岩体、城山岩体、花山岩体、黄梅尖岩体和枞阳岩体)年代学的研究工作,系统开展了盆地侵入岩体的年代学和时空分布特征研究。通过侵入岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年方法,本次研究确定庐枞盆地内15个主要侵入岩体的成岩时代分别为:黄屯岩体134.4±2.2Ma、岳山岩体132.7±1.5Ma、拔茅山岩体132.7±1.9Ma、尖山岩体132.0±1.3Ma、谢瓦泥岩体131.6±1.1Ma、龙桥岩体131.1±1.5Ma、焦冲岩体129.6±1.3Ma、土地山岩体127.4±2.8Ma、凤凰山岩体128.4±0.9Ma、罗岭岩体126.3±2.0Ma、龙王尖岩体126.5±1.5Ma、小岭岩体126.2±1.8Ma、大缸窑岩体125.9±1.3Ma、巴坛岩体125.1±1.1Ma、毛王庙岩体123.9±1.9Ma。从而得出庐枞盆地内侵入岩的成岩时代界于134～123Ma之间,属于早白垩世,并进一步将庐枞盆地内侵入岩划分成2期,其中早期侵入岩主要为二长岩和闪长岩类,主要分布在盆地北部,与龙门院旋回和砖桥旋回火山活动关系密切,岩体侵位受火山机构和北东向构造联合控制,成岩时代为134～130Ma;晚期侵入岩还可分为两类,第一类主要为正长岩类,分布在盆地南部,主要受盆地内火山机构和北北东向断裂控制,侵入活动与双庙旋回和浮山旋回火山岩浆活动相对应,成岩时代为129～123Ma;第二类主要为A型花岗岩,分布于盆地东南缘,成岩时代为126～123Ma,主要受区域北北东向大断裂控制,而与盆地火山机构无关。庐枞盆地内与岩浆岩有关的铁、铜、金、铅、锌、铀矿床可划分为3个成矿系列,其中砖桥旋回形成的二长岩类与罗河、泥河和龙桥等铁矿床、岳山铅锌矿床及井边和拔茅山铜矿床关系密切,双庙旋回形成的正长岩类与马口等铁矿床关系密切,而晚期的A型花岗岩与3440矿床等金、铀矿化关系密切。长江中下游地区燕山期存在145～136Ma、135～127Ma、126～123Ma等三期成岩(成矿)作用,庐枞盆地内侵入岩对应于该区域第二和第三期岩浆活动的产物,其形成时代明显晚于长江中下游成矿带断隆区内与斑岩型-矽卡岩型铜(铁)、金矿床有关的高钾钙碱性岩体(第一期)。庐枞盆地内侵入岩形成于区域岩石圈伸展的构造环境。

长江中下游成矿带火山岩盆地的成岩成矿作用

长江中下游成矿带是我国重要的铜铁多金属成矿带,其中发育溧水、溧阳、宁芜、繁昌、庐枞、怀宁和金牛盆地等火山岩盆地。与成矿带中断隆区相比,火山岩盆地内的成岩成矿作用研究仍显滞后。本文综合已有研究工作和资料,以庐枞盆地和宁芜盆地为主,探讨长江中下游地区火山岩盆地的地质特征、岩浆岩时空格架、地球化学特征及成矿作用和成矿模式等。长江中下游成矿带火山岩盆地内岩浆岩的年代学研究表明,各陆相火山岩盆地内岩浆岩均形成于早白垩世(135～123Ma),不同盆地内各旋回火山活动时间几乎相同,盆地中侵入岩的分期、岩性和成岩时代也大致可以对比。地球化学特征研究表明,盆地内早晚两旋回火山岩与两期侵入岩在岩浆起源、岩浆演化特征、岩石成因等方面一致,可以完全对应。岩浆源区为成分接近富集的交代地幔,交代地幔的形成与古板块的俯冲交代作用有关。岩浆演化经历了结晶分异作用和同化混染作用,岩浆结晶分异作用主要发生于深部岩浆房中。长江中下游成矿带火山岩盆地中成矿作用以铁矿化为主,产出以著名的"玢岩铁矿"矿床组合为特征的一系列不同类型的火山-次火山热液型和沉积改造型等铁矿床及硫铁矿、硬石膏和明矾石矿床。矿床地质地球化学特征研究表明,铁矿床和次火山岩(闪长玢岩)关系密切,其形成还受火山构造和基底膏盐层等控制和影响。成矿年代学研究证实不同玢岩型矿床的成矿时代基本一致,均为130Ma左右,盆地内铁成矿作用是在较短时间(1～2Ma)内集中"爆发式"形成的。综合火山岩盆地成岩成矿作用特征,本文建立了长江中下游成矿带火山岩盆地的成岩成矿模式,并认为火山岩盆地成岩成矿作用是中国东部中生代构造-岩浆-成矿系统演化的有机组成部分,受中国东部中生代地球动力学背景的制约。

铊的环境地球化学研究进展及铊污染的防治对策

铊是分散元素 ,具剧毒性 ,对环境危害严重。本文就国内外近年来对铊的生态危害、铊在环境介质如岩 (矿 )石、土壤、水体和动植物中的分布和迁移等方面的研究进展和存在的主要问题进行了综述 ,初步提出了防治铊污染的相关对策。

安徽庐枞盆地中巴家滩岩体的年代学研究及其意义

安徽庐枞盆地是长江中下游地区重要的火山岩盆地,巴家滩岩体是盆地内主要的侵入岩体之一,该侵入岩的年代学研究对庐枞盆地的岩浆作用过程、时间及构造背景的确定等具有重要的意义。本次工作得到巴家滩岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为133.5±0.6Ma,黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄为129.0±0.6Ma,表明其形成于早白垩世,岩体侵位较深且冷却速率较慢。本文认为133.5Ma的年龄可能代表庐枞盆地由早阶段挤压-拉张过渡背景向晚阶段典型拉张构造背景的转变时间。

江南隆起带东段皖赣相邻区燕山期花岗岩类的成因及形成的地球动力学背景

江南隆起带东段皖赣相邻区南(赣东北地区)、北(皖南地区)两侧发育花岗岩类,且与成矿关系密切。对花岗岩类的地质地球化学特征、地球物理、造山过程动力学及低Nd模式年龄分析表明,研究区至少存在两期规模较大的侵入岩浆活动,赣东北地区以燕山早—中期为主,皖南—浙西地区以燕山中—晚期为主。燕山早期两大动力学体系的转换(160Ma～170Ma),NE向赣东北深大断裂的线性拉张减薄作用,引起幔源岩浆上升并与地壳相互作用形成赣东北斑岩体;燕山中晚期(<145Ma),皖南与赣东北的动力学背景趋于一致,随着古太平洋板块对欧亚大陆的俯冲碰撞,挤压作用使上溪群或成分类似于上溪群的基底岩石部分熔融,形成皖南—浙西地区燕山期花岗岩、花岗斑岩和赣东北地区燕山期花岗岩。