华南中生代陆内成矿作用

陆内成矿机制是全球性科学难题。华南陆块中生代成矿大爆发,成矿作用远离活动大陆边缘,形成西部金锑铅锌低温成矿省和东部钨锡多金属高温成矿省,是研究陆内成矿的理想场所。因为空间上的分离,两个成矿省长期被认为是互为独立的体系。研究发现,西部低温成矿(230~200 Ma、160~130 Ma)与东部高温成矿时代一致并显示类似的地球化学指纹,印支期陆内造山和燕山期软流圈上涌是其共有成矿驱动机制,两个成矿省是具有成因联系的整体,共同构成面状展布的巨型多金属陆内成矿区;成矿后华南从西向东剥蚀程度的增强控制了目前近地表矿西部低温、东部高温的空间分布格局,低温成矿省东部区域的深部可能存在高温钨锡多金属矿床。在此基础上,建立了定位于陆内岩石圈先存薄弱区、陆壳供给矿源、高低温矿并重、成矿面状展布从而明显区别于板块边缘成矿机制的华南陆内成矿新理论。

湖南芙蓉锡矿床^(40)Ar/^(39)Ar同位素年龄及地质意义

文章以金云母、角闪石和白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年的方法,精确厘定了芙蓉超大型锡矿床的形成时间。研究结果表明,白腊水矿区3个金云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(150.6±1.0)Ma、(157.3±1.0)Ma和(154.7±1.1)Ma;热液成因角闪石的坪年龄为(156.9±1.1)Ma。淘锡窝矿区云英岩中2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄为(159.9±0.5)Ma和(154.8±0.6)Ma;因此芙蓉矿床的形成时间为151～160Ma,这与骑田岭主体花岗岩的侵入时间(151～162Ma)相吻合。湘南地区的柿竹园超大型W-Sn-Mo-Bi-F矿床、新田岭大型W矿床、瑶岗仙W矿床和黄沙坪Pb-Zn多金属矿床的形成时间亦集中在150～160Ma之间,因此,湘南有色金属矿化集中区可能主要集中在150～160Ma发生成矿,这种大规模成矿作用可能与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关。

晴隆锑矿床中萤石的稀土元素特征及其指示意义

本文系统地研究了黔西南晴隆锑矿床中萤石的稀土元素地球化学 ,表明不同颜色、不同矿物组合的萤石的稀土元素含量变化较大 ,但具有固定的REE分配模式 ,以明显的负Ce异常、富MREE、分配曲线相对平缓为特征 ;这种配分模式主要是受其晶体化学因素的控制 ,而与溶液中REE络合物的稳定性关系不大。萤石的稀土元素组成与其矿物共生组合关系不大 ,但与其颜色关系较密切。萤石的Ce、Eu异常主要是受氧逸度的控制 ,流体源区的氧逸度较高 ,矿物沉淀场所的氧逸度相对较低 ,从而导致该矿中萤石呈明显的负Ce异常 ,或正或负的Eu异常。晴隆锑矿床形成于开放体系条件下 ,水 岩反应很可能是导致萤石发生沉淀的主要机制。萤石中的Ca部分来自茅口组灰岩 ,部分来自大厂层玄武岩 ;而矿化剂F可能主要来自外部。

湘南中生代花岗质岩石成岩成矿的时限

位于南岭中段的湘南地区,中生代花岗质岩石广泛分布;该区W、Sn、Pb、Zn、Mo、Bi等金属矿床密集产出,很多钨、锡矿床达到大型、超大型规模,且找矿潜力巨大,构成一个世界级的有色金属矿集区。最近大量的同位素年代学研究表明,南岭中段钨、锡、铅锌等金属的成矿是一个爆发性、区域性的地质事件,成矿时间高度集中,成矿时限主要在150～160 Ma之间,与该区主要花岗岩的成岩时间相当吻合;对单个钨、锡矿床而言,其矿区的成岩、成矿存在着一种准同期性,即成矿与矿区花岗岩的成岩基本上是同时的、或稍晚于花岗岩的成岩作用。因此,该区中生代的花岗岩与钨锡成矿作用具有明显的时、空联系。南岭中段花岗岩大规模的侵入和钨、锡等金属的爆发性成矿均形成于一种岩石圈伸展减薄、地壳拉张的构造环境,可能与华南中生代第二幕岩石圈伸展事件密切相关。

滇西马厂箐斑岩铜(钼)矿床成岩成矿时限的厘定

滇西马厂箐富碱侵入岩为一复式岩体,存在多期次岩浆侵入活动;最早岩浆活动始于52Ma,中期岩浆活动为42～47Ma,晚期岩浆活动最强烈,其时间为33～37Ma,末期岩浆活动为29～32Ma。马厂箐铜钼矿床早期成矿发生在37～40Ma左右,晚期成矿大约在34～35Ma;与区域上其它与富碱侵入岩有关矿床的形成时间相当吻合。马厂箐矿床在时、空上与矿区富碱侵入岩关系密切,其成矿作用主要与晚期的岩浆侵入活动有关。

湘西渣滓溪钨锑矿床白钨矿中稀土元素的不均匀分布及其地质意义

位于湘西雪峰山中段的渣滓溪钨锑矿床是我国典型的脉状充填型锑矿床。本文利用高精度的LA-ICP-MS对该矿床中白钨矿的稀土元素进行了原位分析。研究表明,渣滓溪白钨矿中的稀土元素分布存在强烈的不均一性:不同白钨矿颗粒、甚至同一颗粒不同部位,其稀土元素含量和配分模式,均可相差很大。该矿床白钨矿中的稀土元素配分模式大体可分为MREE富集型、MREE亏损型和REE平坦型三种;这三种配分模式既可独立存在、也可分布于同一薄片中,甚至于同一矿物颗粒中。上述3种REE配分模式在同一白钨矿颗粒中的存在,可能揭示了成矿热液体系一个完整的动力学演化过程:早期热液中MREE优先进入白钨矿晶体;这种富MREE白钨矿的沉淀,会明显改变成矿流体中的稀土元素组成,形成一种贫MREE的流体;这种经演化而贫MREE的流体导致晚期沉淀的白钨矿MREE亏损,而LREE和HREE相对富集。本研究表明,传统利用块样分析稀土元素的做法需谨慎小心,以免得到一些错误的信息和结论。

湘西沃溪金锑钨矿床中白钨矿的稀土元素地球化学

对湘西沃溪金锑钨矿床进行了研究,结果表明,该矿床中白钨矿的稀土元素(REE)含量相对较高,为40.5～123.6μg/g;且有明显的空间变化趋势,随矿区标高的增加而减少,这可能与流体运移过程中流体的REE浓度不断降低有关。不同产状的白钨矿均以轻稀土元素(LREE)亏损、中稀土元素(MREE)和重稀土元素(HREE)富集为特征;白钨矿样品的REE分布模式均存在着明显的M型四分组效应,暗示白钨矿的形成与流体作用或水/岩反应有关。进一步的研究表明,在沃溪白钨矿的沉淀过程中,成矿流体中的REE发生了明显分异,白钨矿对HREE,特别是MREE,具有明显的优先选择性;REE这种分配行为主要是受晶体化学因素的控制,与白钨矿晶体中Ca位置的大小密切相关,而与成矿流体中REE相对浓度、REE络合物的稳定性关系不大。

锡矿山热液方解石的REE分配模式及其制约因素

锡矿山锑矿床中成矿期热液成因方解石的REE分配模式表现出明显的MREE、HREE 富集,LREE 亏损特征;且早、晚两期方解石的 REE分配模式有所不同,晚期方解石 REE分配曲线相对平缓,REE 系列元素之间的分馏不如早期方解石明显。初步研究表明,早期方解石存在强烈的 REE分馏作用,暗示成矿早期可能有类似独居石的矿物生成;方解石中 REE分配行为与角闪石中的 REE分配行为非常类似,晶体化学因素对其REE 分配模式起着重要的制约作用,REE 在方解石中的这种分配行为与溶液体系中 REE络合物的稳定性无关;方解石中 REE最佳替代位置的离子半径大约为0.091±0.001 nm,明显小于理想的 Ca^(2+);这种最佳置换位置并非由Ca^(2+)自身,而是由方解石晶体结构决定的。

湘中锡矿山锑矿床的Sr同位素地球化学

对湘中锡矿山锑矿床围岩灰岩、硅化灰岩、煌斑岩和脉石矿物进行了系统的Sr同位素研究。结果表明,矿区围岩发生了隐性蚀变,灰岩中Sr亏损,而87Sr/86Sr高于同时代的海相碳酸盐,这种隐性蚀变很可能是水/岩反应所致。矿体附近的硅化灰岩中Sr更加亏损,而87Sr/86Sr明显增加。成矿期方解石的87Sr/86Sr较高,成矿体系中变化的W/R比造成了方解石中87Sr/86Sr值的明显波动。成矿流体为一富放射成因87Sr的溶液。成矿流体来自或流经基底地层,流体中的Sr由基底碎屑岩提供,矿质Sb也可能主要来自富Sb的元古宇基底。水/岩反应的理论模拟显示,锡矿山成矿流体中的Sr约为3.0μg/g,87Sr/86Sr为0.717;蚀变成矿体系为一开放体系,矿石的沉淀机制主要为水/岩反应,成矿体系中W/R比较高。

萤石Sm-Nd同位素体系对晴隆锑矿床成矿时代和物源的制约

本文首次对黔西南晴隆锑矿床的萤石进行Sm-Nd同位素研究,来探讨该矿床的形成时间和成矿物源。研究表明,该矿主成矿期的萤石构成两组等时线,其对应的等时线年龄分别为148±8 Ma和142±16 Ma,显示该矿床的成矿作用发生在晚侏罗世。本次测定的成矿年龄数据远小于峨眉山玄武岩的成岩年龄,暗示该矿床与该区二叠纪的火山作用没有直接的成因联系。计算表明,在晴隆锑矿床成矿时(142 Ma),两组萤石的ε_(Nd)(t)值分别为-5.72～-5.81和-3.81～-3.88,远小于峨眉山玄武岩的相应值(0.40～3.27);两组萤石初始Nd同位素组成的差异,暗示其Nd的来源存在不均一性,这很可能与萤石沉淀环境围岩的局部差异有关。在ε_(Sr)(t)-ε_(Nd)(t)图解中,萤石明显分布在与赋矿围岩不同的区域,暗示该矿的成矿物质主要是来自外部(可能是下伏老地层或基底),而不是赋矿的峨眉山玄武岩和茅口组灰岩,因此,该矿并非是前人认定的“原地改造成矿”。

湘西渣滓溪钨锑矿床白钨矿的Sm-Nd和Sr同位素地球化学

渣滓溪钨锑矿床位于湘西雪峰山弧形构造带的中段,是我国典型的脉状充填型锑矿床。本文对渣滓溪矿区不同产状的白钨矿进行了Sm-Nd和Sr同位素研究。研究表明,渣滓溪矿区白钨矿的Sm/Nd变化范围相对较宽(0.36~0.63),143Nd/144Nd为0.51211~0.51288;在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中,该矿白钨矿样品没有明显的线性分布趋势,无法厘定出该矿的准确成矿时间。渣滓溪白钨矿的εNd(t)明显可分为两组(-10.2^-14.7和-3.79^+0.01),其成矿流体中的Nd主要有两个来源,一部分可能来自晚元古代地层或下伏陆壳基底的碎屑岩,另一部分很可能与冷家溪群的基性、超基性岩有关。与Nd同位素不同,渣滓溪成矿流体中Sr同位素组成均一化程度较高,该矿白钨矿87Sr/86Sr为0.7304~0.7329;该矿这种明显富放射成因87Sr的成矿热液,排除了成矿流体主要来自海水和赋矿围岩作为唯一矿源层的可能性,下伏陆壳的结晶基底很可能是这种高放射成因Sr的提供者。沃溪和渣滓溪白钨矿Sr-Nd同位素组成的对比研究表明,两矿区的成矿物质来源有所不同,前者应来自一种更古老、更成熟、更富放射成因Sr的下伏陆壳基底。

热液矿床中含钙矿物的Sm-Nd同位素定年

Sm、Nd的离子半径相似、化学性质很相近,母体衰变形成的子体易在矿物晶格中保存下来,故矿物或岩石中的Sm-Nd同位素体系易保持封闭,具有较强的抗风化、抗蚀变能力,是一种有效的定年工具。但长期以来,Sm-Nd同位素体系主要用于前寒武纪地质年代学研究,研究对象主要限于陨石、月球岩石、古老的基性、超基性岩和前寒武纪老地层等。近年的研究表明,热液矿床中一些含钙矿物,其REE含量较高,Sm/Nd分馏明显,是很有潜力的Sm-Nd同位素定年对象,能对矿床的成矿时间进行精确制约。本文对萤石、白钨矿、方解石、电气石等常见热液含钙矿物的Sm-Nd同位素研究现状进行归纳总结,并对该方法在中国热液矿床中进一步的应用前景进行了展望,以期促进Sm-Nd同位素成矿年代学在我国的推广和应用。

湘西沃溪Au-Sb-W矿床中富放射成因锶的成矿流体及其指示意义

研究表明 ,湘西沃溪Au Sb W矿床白钨矿的Sr含量很高 ,为 14 5 5～ 6 810 μg g ;87Sr/ 86 Sr为 0 .74 6 75～0 .75 0 0 3,明显不同于国外金矿中的白钨矿 ,表现出显著富放射成因锶。沃溪矿床的成矿流体为一种显著富放射成因锶的热水溶液 ,暗示成矿流体不可能是类似于现代大洋中脊喷出的热液或古海水 ,其矿床成因并非前人所认为的“海底热泉 (卤水 )沉积成因”或“海底喷流沉积成因”。矿床中这种显著富放射成因锶的成矿流体 ,很可能是热水溶液对下伏古老基底淋滤或是对元古界赋矿地层中的碎屑岩选择性优先淋滤所致。

湘中锡矿山锑矿床成矿物质来源的同位素示踪

本文利用放射成因同位素 (Pb、Sr)和轻稳定同位素 (C、O)对锡矿山超大型锑矿床的成矿物质来源进行了示踪 ,从物源角度揭示了其大规模成矿、元素发生超常富集的原因。研究表明 ,锡矿山锑矿床的成矿物质不可能是来自赋矿围岩 ;深部地幔和基底都卷入了该矿的成矿作用 ;富Sb的交代型地幔和富Sb的元古界基底为其大规模成矿提供了充足的矿源 ,两者是形成锡矿山超大型锑矿床的前提条件。

湘中锡矿山矿区煌斑岩中捕获锆石U-Pb定年及其地质意义

利用LA-ICP-MS技术,对湘中锡矿山煌斑岩中的锆石进行U-Pb同位素定年。研究表明,该煌斑岩中的锆石呈半自形或半浑圆状,为捕获锆石。锆石阴极发光图像显示有典型的振荡环带和韵律结构,部分还可见扇形分带,其形貌和地球化学特征均显示为岩浆成因。锆石U-Pb同位素年龄主要集中在830 Ma和800 Ma附近,少量为-730 Ma,与江南古陆前寒武纪浅变质岩的年龄十分吻合,揭示湘中盆地深部确实存在新元古界基底,这为示踪湘中锑矿的成矿物质来源和判别湘中地区大地构造环境提供了新的依据。锡矿山煌斑岩形成于一种拉张伸展的构造环境中,其侵位深度为5 km以上。

贵州晴隆锑矿床中萤石的Sr同位素地球化学

对黔西南晴隆锑矿床中的萤石进行了Sr同位素分析 ,得到其Sr同位素比值为 0 .70 76 6～0 .70 932。这个比值明显高于赋矿的二叠系茅口组灰岩和峨眉山玄武岩 ,表明成矿流体相对富集放射成因87Sr。由于该矿成矿流体的Sr同位素比值明显高于峨眉山玄武岩 ,因此将其成矿作用仅仅简单归结于与玄武岩火山活动有关的岩浆热液是不妥的。同时 ,成矿流体Sr同位素比值也高于二叠纪灰岩的Sr同位素比值 ,指示成矿流体不可能为单纯的二叠纪海水 ,而应该有更为富集放射成因Sr的岩石的贡献 ,可能是这些二叠系岩石下伏的地壳基底。先前对矿床稀土元素地球化学研究得到 ,成矿物质有外部地壳岩石参与 ;氢氧同位素地球化学研究发现 ,成矿流体为大气降水演化产物而不是海水 ;成矿物质 (F和Sb)具有赋矿围岩以外的来源。结合萤石的Sr同位素分析 ,可以认为晴隆锑矿不是简单的“海相火山喷流沉积成因”或“原地改造产物” ,成矿流体和成矿物质均具有外部来源参与而不单单是来自赋矿围岩 。

湘中锡矿山超大型锑矿床的碳、氧同位素体系

本文系统地研究了锡矿山锑矿床的围岩、蚀变围岩和热液成因方解石的碳、氧同位素组成。研究表明,相对于区域地层,矿区灰岩明显亏损^(18)O;围岩蚀变过程中,围岩的δ^(18)O价值趋于减小并有明显的空间变化趋势。不同期次方解石的碳、氧同位素特征明显不同:成矿早期显示出深源特征;成矿晚期方解石的碳、氧同位素组成呈正相关,为水—岩反应和温度降低耦合作用所致;成矿期后方解石的碳、氧同位素组成呈明显的负相关,这种方解石的沉淀介质与成矿流体明显不同。水—岩反应的理论模拟显示,成矿流体不可能为未经深部循环的大气降水;成矿流体中的可溶性碳以H_2CO_3为主;早期成矿流体的δ^(13)C、δ^(18)O分别为-6‰、+10‰,晚期成矿流体的δ^(13)C、δ^(18)O分别为0‰、+4‰。

湘西南金矿床成矿物质来源的地球化学证据

雪峰古陆是华南重要的金成矿区带之一．该区金矿的成矿物质来源一直是一个颇有争议的问题。在野外系统调研的基础上．笔者从稀土元素、微量元素以及同位素（Pb、S、Sr）地球化学角度，探讨了湘西南金矿床的成矿物质来源。研究表明，该区金矿的成矿物质主要来自赋矿围岩而非中基性脉岩，即赋矿地层为金的矿源层。

雪峰地区金矿成矿时代问题的探讨

在对平茶、肖家金矿进行流体包裹体同位素测年的基础上，结合最新的一批测年数据，认为雪峰地区金成矿带的成矿时代并非传统认识中的武陵—雪峰期（１０００Ｍａ～８０００Ｍａ），而是形成于加里东早期以后；加里东、印支—燕山期是雪峰地区两个主要的金成矿期，特别是印支—燕山期地台活化对该区大型金矿的形成起着重要作用。在此基础上，对当前流行的一些观点进行了初步探讨。

扬子地块南缘锑矿床中矿石铅的组成及其地质意义

锑是我国的特色矿产 ,扬子地块南缘锑矿带是世界上最大的锑成矿带。铅同位素研究表明 ,该带锑矿床中矿石铅的组成变化较大 ;在铅同位素组成图解中 ,线性分布明显 ,但它不具有等时线意义 ,而是由低放射性成因铅和高放射性成因铅两个端元混合所致。矿石铅属壳、幔混合铅。成矿作用应发生于开放体系之中 ,深部幔源物质可能参与了锑的成矿作用。