石榴子石中的“水”揭示喜马拉雅错热锂辉石伟晶岩快速形成

东西向延伸近2500km的高喜马拉雅淡色花岗岩带不仅是新生代印度-欧亚板块碰撞的产物,同时也与多种稀有金属矿床密切相关。近期,在高喜马拉雅中部的错热地区发现了多条锂辉石伟晶岩脉,为研究该地区岩浆分异演化过程、探索错热地区锂辉石伟晶岩成岩成矿时限提供了新材料。本文对该地区各类型淡色花岗岩及锂辉石伟晶岩中的石榴子石进行电子探针和傅里叶变换红外光谱分析,研究表明:错热地区花岗岩-伟晶岩体系中石榴子石属于岩浆成因的铁铝榴石-锰铝榴石系列,且可能存在多种OH取代机制;石榴子石主量元素及水含量记录了岩浆演化历程,水含量受Si、Fe、Ca、Mn影响;伴随岩性从石榴子石白云母花岗岩向锂辉石伟晶岩分异演化,石榴子石逐渐富锰、富水;在伟晶岩侵位后,还可能与围岩发生了混染并发生了流体丢失,导致石榴子石边部贫锰、贫水。此外,石榴子石氢扩散模拟可用于限定伟晶岩形成时限,热模拟结果显示2.5m宽的错热锂辉石伟晶岩脉自720℃侵位温度冷却至岩体中心温度低于450℃仅需24天,表明错热锂辉石伟晶岩冷却迅速,具有快速的形成速率。另外,石榴子石水含量与MnO/(MnO+FeO)值呈正相关关系,高水含量(>0.04%)的锰铝榴石可能是喜马拉雅伟晶岩Li-Be矿化的潜在指示标志。

湘南宝山铜铅锌多金属矿床石榴子石原位成分及其地质意义

宝山铜铅锌多金属矿床位于湘南钨锡多金属矿集区中西部,大地构造位置处于扬子地块与华夏地块两大构造单元的碰撞拼接地带。矿床中主要发育两类石榴子石,Ⅰ类石榴子石(Grt-Ⅰ)呈灰-灰绿色,具明显的韵律环带,Ⅱ类石榴子石(Grt-Ⅱ)呈棕红色或浅红色,环带不发育,较为破碎,呈脉状产出。本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)分析了两类石榴子石成分,结果表明,Grt-Ⅰ主要富Fe,属于钙铁榴石(And_(91-93)Gro_(5-8)Spe+Pyr+Alm_(0.71-0.79));Grt-Ⅱ较Grt-ⅠFe含量降低,Al含量增加,以钙铝榴石组分增加为主要特征,属于钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列(And_(52-66)Gro_(32-47)Spe+Pyr+Alm_(1.10-1.37))。石榴子石稀土元素总量偏低(42.60×10^(-6)~201.50×10^(-6),不包括Y),Grt-ⅠΣREE、LREE/HREE值、δEu值高于Grt-Ⅱ,前者具强烈的Eu正异常、稀土配分曲线向右陡倾,而后者中等Eu负异常、稀土配分曲线向左平缓倾。两类石榴子石亏损Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,富集Nb、Zr和Hf等高场强元素,Grt-Ⅰ富集程度整体低于Grt-Ⅱ。两类石榴子石不同的端员组分、Eu异常等特征,指示Grt-Ⅰ富含Fe,且形成高氧逸度、碱性环境,Grt-Ⅱ形成于弱氧化-弱还原、弱碱性的环境,说明由Grt-Ⅰ至Grt-Ⅱ氧逸度逐渐降低,由氧化转变为弱氧化-弱还原环境。金属成矿元素Cu、Zn、Mo、Pb等在两类石榴子石中的含量较低,Sn含量却高达地壳中Sn平均含量(2.00×10^(-6))的几十甚至上百倍,指示深部石榴子石矽卡岩有利于Sn的富集,具成矿潜力。

滇西保山地块陡崖铁铜多金属矿床石榴子石年代学及其地球化学特征

陡崖夕卡岩型铁铜多金属矿床位于保山—镇康铅锌多金属矿带北段。区内矿体产于寒武系上统核桃坪组和沙河厂组中,岩性主要为大理岩化灰岩和夹泥质灰岩。目前,矿区内尚未揭露中酸性岩体。为厘清该矿床的成矿时代、成矿的物理化学条件和成矿流体的性质,我们对该矿床的石榴子石开展了细致的岩相学工作、地球化学分析以及LA-SF-ICP-MS U-Pb定年测试。结合野外调查与岩相学工作,主量元素特征表明:保山陡崖矿床产出的石榴子石属于钙铝榴石钙铁榴石固溶体系列,且该矿区的石榴子石可划分为两类(GrtⅠ和GrtⅡ)。微量元素特征表明:在陡崖矿床,随着温度、氧逸度的变化,流体体系的pH值经历了早期的中性—晚期的酸性的转变。通过应用石榴子石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年方法,获得468~461 Ma的可靠年龄数据,表明滇西保山地块陡崖矿床成矿作用发生于中奥陶世。结合双脉地、清水河花岗岩与之相似的稀土配分曲线以及形成时代,推测该矿床可能与岩石圈地幔的拆沉作用有关,其源区主要为古老大陆地壳部分熔融,并有幔源物质的加入。

西藏那阿钨矿床中石榴子石地球化学特征及成矿意义

那阿钨矿床是藏东地区代表性的矽卡岩型钨矿床,发育多期次的石榴子石。依据蚀变矿物组合和交切关系,石榴子石由早到晚可划分为BR型(棕红色)、DB型(深棕色)及B型(棕色)石榴子石等3类。本文运用EPMA和LA-ICP-MS技术对石榴子石进行成分分析,结果表明BR型、DB型及B型石榴子石端员组成分别为Gro_(72.63)And_(26.31)~Gro_(49.36)And_(18.21)、Gro_(52.58)And_(45.63)Spe_(31.99)~Gro_(14.12)And_(25.90)Spe_(5.61)、Gro_(41.69)And_(38.10)Spe_(38.79)~Gro_(15.74)And_(20.56)Spe_(22.23),均属钙铝-钙铁-锰铝榴石系列。3类石榴子石镜下均发育典型八边形和环带特征,具有高钙、低锰和低镁成分的特征,显示典型的热液蚀变成因。BR型和DB型石榴子石钙铝榴石端员含量高,形成于相对还原的环境;B型石榴子石钙铁榴石端员含量增加,反映热液流体向氧化环境演化的趋势。3类石榴子石的∑REE与Fe^(3+)/(Fe^(3+)+Al)值呈弱负相关的关系,表明热液流体总体处于相对还原环境。3类石榴子石均表现出亏损轻稀土元素、富集重稀土元素和负Eu异常的特征,表明热液流体为相对中性的酸碱环境。3类石榴子石的稀土元素类质同象替代机制主要为[REE^(3+)]^(Ⅷ)+[Z^(3+)]^(Ⅳ)→[X^(2+)]^(Ⅷ)+[Si^(4+)]^(Ⅳ)及[REE~(^(3+))]^(Ⅷ)+[Y^(2+)]^(Ⅵ)→[X^(2+)]^(Ⅷ)+[Y^(3+)]^(Ⅵ)。不同金属类型矽卡岩矿床中石榴子石W、Sn含量对比显示,含W矿化的矿床中石榴子石W、Sn含量显著高于不含W矿化矿床,表明石榴子石矿物中的W、Sn含量对成矿具有一定的指示意义。元素U和Eu能反映矿物生长的氧化还原条件,故石榴子石的W-U及W-δEu关系特征可用于指示区分不同类型的W矿化矽卡岩矿床。

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLas HD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪,建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法,对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中,获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60),在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2)Ma(ZK7922-b1,用锆石91500校正,MSWD=1.8,N=42);在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7)Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma(PT-b1样品,用锆石91500校正,MSWD=1.6,N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外,其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明,利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏,获得的下交点年龄一致,206Pb/238U年龄的加权平均值也一致,说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小,在缺乏石榴子石标样时,可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力,认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景,具有重要的理论指导和实际应用意义。

川西里伍岩群中石榴子石矿物化学特征及其对变质温度的限定

这是一篇地球科学领域的论文。为揭示江浪穹隆核部里伍岩群中石榴子石的矿物化学特征及其变质温度,本文选择了发育在不同位置的石榴子石矿物开展了主量、微量和稀土元素分析测试。结果表明,江浪穹隆片岩中的石榴子石端元组成主要为铁铝榴石(Alm),利用ICP-MS(平均含量85.82%)和LA-ICP-MS(平均含量83.51%)获得的铁铝榴石(Alm)含量在误差范围内基本一致;稀土元素(REE)总量较高,分配模式呈现明显的轻稀土亏损(LREE)、重稀土(HREE)富集的左倾分配模式,Eu异常不明显,负Ce异常显著;相对富集高场强元素(如U、Ta、Hf),亏损大离子亲石元素(如K、Sr、Ba)。另外,江浪穹隆片岩中利用石榴子石矿物获得的变质温度为512~583℃,形成的变质压力较低,且变质温度与至新火山花岗岩的距离呈负相关关系。综上,江浪穹隆经历了高绿片岩相的巴罗式变质作用。

瑶岗仙花岗质岩浆演化与两类钨矿化成因关系研究:黑云母和石榴子石矿物化学证据

瑶岗仙钨矿是南岭地区唯一一个石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿均达大型规模的超大型矿床。两类钨矿体均产出于瑶岗仙复式花岗岩体的内外接触带,复式花岗岩体主要由中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩组成,但多阶段岩浆演化与两类钨矿化关系问题一直存在较大争议。文章以瑶岗仙矿区中粒黑云母二长花岗岩与细粒二云母二长花岗岩中的黑云母和石榴子石为切入点,对比研究两阶段花岗质岩浆氧逸度、挥发分、结晶分异程度,探讨了岩浆演化对钨矿化成因的制约。结果显示,细粒二云母二长花岗岩相较于中粒黑云母二长花岗岩中黑云母拥有更低的X_(Mg)值、更靠近Fe^(2+)端员、更低的Ⅳ(F)和更高的log(fHF/fHCl)^(fluid)值,指示其形成于还原性岩浆环境,且F含量更高,而后者更偏向氧化性,F含量偏低。两类花岗岩中的石榴子石均为岩浆成因的锰铝榴石,从中粒黑云母花岗岩至细粒二云母花岗岩,随着石榴子石中MnO含量的递增,CaO、FeO、MgO含量逐渐降低,Mn/(Mn+Fe)比值、Sc、Zn、Y、HREE含量随MgO降低而逐渐升高,表明细粒二云母二长花岗岩较中粒黑云母二长花岗岩演化程度更高,更有利于W的富集。石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿成矿岩浆均具有低氧逸度和高F含量的特征,与细粒二云母二长花岗岩成岩环境一致。基于上述研究,结合矿区地球物理、地球化学、钻探信息,笔者建立了瑶岗仙矿床深部勘查模型,圈定了大根垄深部石英脉型黑钨矿找矿靶区、杨梅岭深部云英岩型找矿靶区、和尚滩南东侧矽卡岩型白钨矿找矿靶区。

福建云霄石榴子石宝石矿物学特征

福建云霄是我国重要的宝石级石榴子石产地,然而该区石榴子石的致色机理不清,制约了对其形成机制的理解及后续开发利用。本文选取7件福建云霄橙黄-橙红色石榴子石样品,利用傅立叶红外光谱、紫外-可见光光谱和拉曼光谱分析其谱学特征,使用电子探针及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)分析限定其主量、微量元素组成。结果表明云霄石榴子石主要为锰铝榴石,其颜色主要与二价锰(Mn^(2+))和铁离子(Fe^(2+))对可见光的吸收有关,Mn^(2+)导致其主体呈橙色,少量Fe^(2+)控制其橙红色调,微量Ti^(4+)使其呈褐色调。福建云霄石榴子石样品核部锰含量相对较低而铁、镁含量较高,锰元素含量由核部向边部逐渐升高,且具有重稀土元素富集、轻稀土元素亏损的左倾配分模式和Eu负异常,表明其形成于岩浆结晶作用晚期。

桐柏山商丹断裂带东延段石榴云母片岩中石榴子石显微构造特征及变质—变形环境分析

韧性剪切带上岩石变质—变形条件的研究是探讨造山带造山过程及造山机制的重要环节。岩石中矿物显微、超微构造特征是造山带形成环境的真实体现,是造山带变形研究的基础。本文通过对商丹断裂带(即商南—丹凤断裂带)东延段桐柏山地区石榴云母片岩中石榴子石的位错特征及动态重结晶型式等显微构造特征,分析研究石榴子石塑性变形方式、变形机制及形成环境。该石榴子石的位错主要是自由位错、位错壁,位错运动以滑移为主,滑移面为1/2<111>{110}和<100>{001}。石榴子石的动态重结晶是由于晶体边界的亚晶粒生长和边界迁移而形成。用石榴子石—白云母地质温度计计算得出其形成温度为562～617℃,白云母中的压力计计算出的压力为0.77～1.02GPa。石榴子石的自由位错密度平均值为ρ=6.14×108/cm2,差异应力是0.51GPa,应变速率为0.497536nm/s。通过系统分析认为其位错特点与构造带的形成发展有关,早期经受了中级区域变质作用,随着造山作用导致的剪切带形成,该岩石经历了较强的应力作用,其中的石榴子石形成了高密度位错和亚晶粒,最后在相对低应力的热驰豫阶段产生重结晶,导致石榴子石产生塑性变形。

河北涉县石榴子石的宝石学特征

石榴子石是珠宝市场上常见的珠宝品种之一,同时也是重要的地质学、矿物学研究对象。本文研究样品来自于中国河北省邯郸市涉县符山铁矿,所属邯郸-邢台地区是我国有名的硅卡岩矿床区域,符山铁矿也曾以产出铁矿石和符山石闻名。通过常规宝石学测试、傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光谱、电子探针、电感耦合等离子体质谱等测试方法对该地区石榴子石样品进行了测试和研究。结果表明,河北涉县石榴子石样品的矿物组分是以钙铝榴石为主的钙铝-钙铁榴石固溶体,具典型红外光谱及官能团区具有典型的结构水(OH^(-))的振动吸收;拉曼光谱显示了以钙铝榴石为主,并含有Fe元素,Fe^(3+)离子是主要的致色离子。河北涉县石榴子石样品的主量元素以Si、Ca、Al、Fe为主,钙铝榴石成分占端元组分70%以上,计算出其晶体化学式为(Ca_(2.850~2.977),Na_(0~0.002),Mn_(0.004~0.006),Fe^(2+)_(0.161~0.225),Mg_(0.029~0.047))_(3.093~3.176)(Cr_(0~0.002),Ti_(0~0.021),Al_(1.402~1.551),Fe^(3+)_(0.102~0.285))_(1.624~1.825)Si_(3.079~3.156)O_(12)。河北涉县石榴子石样品相对其他产地含有较多的Zr元素,可作为产地特征,同时可借助于丰富的Zr元素含量进行地质年代和地质成因的研究。

河南省栾川矿集区石榴子石资源及其开发前景

栾川钼多金属矿集区的石榴子石主要赋存于矽卡岩和角岩中,是成矿热液与围岩发生热变质和交代反应生成的,石榴子石以钙铝榴石为主,其次为钙铁榴石。含石榴子石矽卡岩和角岩型钼多金属矿石中石榴子石超过129640万吨,石榴子石矽卡岩中石榴子石含量60%~70%,在尾矿中的粒度多为320 nm,通过回收可以生产工业用的石榴子石产品,尾矿排放量减少50%,实现资源集约、节约利用。

安徽栏杆含金刚石基性岩中石榴子石矿物学特征

在中国东部皖北地区分布着新元古代镁铁质岩,其中一些碱性基性岩为金刚石的赋矿岩石。为了确定安徽栏杆金刚石矿区的石榴子石种类,对矿区内不同类型的石榴子石进行系统采样,测定了62件石榴子石微区化学成分。结果显示,安徽栏杆石榴子石矿物化学式A_3^(2+)B_2^(3+)(SiO_4)_3中的A组阳离子由Mg^(2+)、Fe^(2+)和Ca^(2+)离子占位,B主要由Al^(3+)、Fe^(3+)、Mn^(3+)和Cr^(3+)离子占位,三价阳离子主要为Al^(3+),二价阳离子主要为Ca^(2+),表明研究区石榴子石主要为钙铝-钙铁-镁铝石榴子石系列。在62个样品中,发现了超硅石榴子石。经过计算其形成的压力范围为12.1～12.8GPa,深度可达300km。

湘南新田岭矽卡岩型白钨矿床中石榴子石的成分特征及其对钨成矿作用的启示

新田岭矿床是典型的矽卡岩型白钨矿床,与侏罗纪花岗岩侵入体有关,查明其成矿流体演化历史,对于探讨新田岭矿床成因和理解钨矿床成矿过程具有重要意义。以新田岭矿床普遍存在的矽卡岩矿物——石榴子石为研究对象,运用扫描电镜、EPMA和LA-ICP-MS等技术对石榴子石的结构、主微量元素和U-Pb年龄进行分析。根据石榴子石在背散射图像下显示的结构特征,可将新田岭矿床中的石榴子石划分为3个世代:早阶段为暗色石榴子石(Grt1);中阶段为具有明显震荡环带的石榴子石(Grt2),可划分为细环带(Grt2-1)和粗环带(Grt2-2);晚阶段为亮色石榴子石(Grt3)。通过对Grt2进行LA-ICP-MS U-Pb定年分析,确定其成岩年龄为(159.5±3.0)Ma,与该地区细粒斑状黑云母花岗岩的成岩时代(164~157 Ma)在分析误差范围内基本一致。Grt1、Grt2-1和Grt3均具有轻稀土亏损、重稀土富集的“左倾型”稀土配分模式,其中Grt1具有较明显的Eu负异常,Grt2-1具有较弱的Eu负异常,Grt3具有微弱的Eu负异常;Grt2-2具有轻重稀土亏损、中稀土富集的“驼峰型”配分模式,具有较弱的Eu正异常。从Grt1到Grt3,石榴子石中Mn、W含量呈现先下降后上升的变化趋势,Grt3中的W含量高于Grt2但低于Grt1。新田岭矿床石榴子石的稀土配分模式与微量元素组成表明,该矿床的成矿作用经历了多阶段热液过程,石榴子石形成过程中流体的氧逸度和温度先升高后降低,压力和pH值先降低后升高。此外,石榴子石中的钨含量变化暗示着新田岭矿床中钨矿化主要发生在退变质阶段,而白钨矿形成后在退变质晚期可能经历了溶解—再沉淀的过程。

湖北金山店大型矽卡岩型铁矿石榴子石原位微区分析及其地质意义

本文利用电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)对湖北金山店大型矽卡岩型铁矿中的石榴子石开展了原位微区分析研究,并探讨其成分变化所蕴含的地质意义。金山店铁矿中的石榴子石可以分为早晚两期:早期石榴子石为钙铝榴石和钙铝榴石-钙铁榴石系列,而晚期石榴子石则主要为钙铁榴石,不同阶段石榴子石成分的变化暗示从早到晚流体氧化性增强。晚期石榴子石相比早期石榴子石富含大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素。早期石榴子石中钙铝榴石强烈富集HREE,稀土配分模式为左倾型;而钙铝榴石-钙铁榴石系列则轻重稀土元素分异相对较小。不同的晚期石榴子石样品之间REE含量、δEu和轻重稀土分异程度差异较大,甚至个别石榴子石颗粒不同部位的差异也较大,暗示其形成过程中流体性质发生了剧烈的变化,可能与含膏盐地层的加入有关。石榴子石原位微区分析研究暗示含膏盐地层加入金山店铁矿成矿体系可能具有不均一性和阶段性。

滇西红牛矽卡岩型铜矿床石榴子石特征

红牛矽卡岩型铜矿床是义敦岛弧南段格咱火山-岩浆弧新探明的铜矿床之一,目前探明铜金属资源量已达大型规模。与由侵入岩和大理岩直接接触形成的典型矽卡岩矿床不同,红牛铜矿床是隐伏岩体远程矽卡岩化的产物,其矽卡岩矿体与地层产状基本一致,通常相间排列,且距离岩体较远,大理岩中可见粗粒石榴子石和硅灰石,矽卡岩中常见大理岩捕掳体。根据矽卡岩矿物组合可将该矿床矽卡岩类型划分为石榴子石矽卡岩、石榴子石透辉石（或透辉石石榴子石）矽卡岩、透辉石矽卡岩、符山石-石榴子石矽卡岩、硅灰石-石榴子石矽卡岩、绿帘石-石榴子石矽卡岩、阳起石-绿帘石矽卡岩、硅灰石矽卡岩和绿帘石矽卡岩,其中以石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩和硅灰石矽卡岩为主。石榴子石是最重要的矽卡岩矿物,分布广泛、颜色变化大,且石榴子石矽卡岩中黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿化最好。本文通过对0ZK10、3ZK11和7ZK16钻孔岩芯的地质编录,查明石榴子石在红牛铜矿床的空间分布和矿化特征,采集该矿区新鲜的石榴子石矽卡岩、矽卡岩化大理岩和角岩磨制成光薄片,开展详细的显微镜下鉴定工作,观察石榴子石的颜色、粒度、结构、光性等岩相学特征,并通过电子探针分析其化学成分。红牛铜矿床石榴子石集中产出于矽卡岩中,少量产出于矽卡岩化大理岩和角岩中,具有明显的两期。早期石榴子石分布广泛,多呈褐色-红褐色,非均质性,异常干涉色,粒径一般在0.2~4mm之间,半自形-自形中细粒结构,韵律环带发育。SiO2含量变化范围为35.18%~37.69%、CaO为33.34%~36.35%、Al2O3为3.64%~13.69%、FeO为11.90%~24.18%、MgO为0.00%~0.08%,FeO和Al2O3含量变化呈负相关,SiO2和CaO含量变化整体呈正相关。石榴子石端员组分总体以钙铁榴石（36.88%~82.36%）为主,其次为钙铝榴石（16.59%~60.75%）,还有少量的镁铝榴石、铁铝榴石和锰铝榴石,属于钙铁榴石-钙铝榴石系列（And37-82Gro17-61Spe＋Pyr＋Alm0.33-3.71）。晚期石榴子石呈浅褐色-浅红色,多发育于矽卡岩化角岩和大理岩中,少量发育于矽卡岩中,半自形-他形粒状结构,均质性,全消光,常具有溶蚀结构。SiO2含量变化范围为35.06%~36.27%、CaO为33.07%~33.77%、Al2O3为0.04%~1.05%、FeO为27.38%~28.18%、MgO为0.00%~0.04%,属于钙铁榴石（94.42%~98.46%）。早期石榴子石韵律环带发育,其主量元素含量变化显示出一定的规律性,由核部向边缘,SiO2和CaO基本保持不变,FeO含量增加,Al2O3含量减少,钙铁榴石含量增加,钙铝榴石含量减少,反映在石榴子石形成早期,成岩环境为低氧逸度、酸性还原环境;形成过程中氧逸度增加,成矿溶液由酸性向弱碱性演化。黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物多呈他形充填于石榴子石颗粒之间,或在石榴子石的裂隙中形成细脉,或沿石榴子石生长环带面交代,表明石榴子石形成于矽卡岩早期、早于铜矿化,并为金属硫化物的沉淀富集提供了空间。

滇东南官房钨矿床石榴子石原位LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及地质意义

官房矽卡岩型钨矿床位于滇东南薄竹山W多金属矿集区,大地构造上处于扬子地块、华夏地块、印支地块三大构造单元的接合部位。白钨矿呈浸染状赋存于石榴子石-辉石矽卡岩中。矽卡岩一般不直接与岩体接触,呈脉状或透镜状产于围岩中。精确的成岩成矿年龄的测定对于研究滇东南W-Sn矿床成岩成矿地质背景、矿床成因、成矿预测均具有重要意义。根据电子探针分析结果,石榴子石属钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列。石榴子石原位LA-SF-ICP-MS U-Pb年代学研究获得T-W图下交点年龄分别为101.3±5.4Ma(MSWD=2.0)、87.6±2.3Ma(MSWD=1.5),暗示该区可能存在早白垩世和晚白垩世两期矽卡岩成岩事件。综合研究表明,石榴子石原位U-Pb定年对于限定矽卡岩型W矿床的成矿时代是可行的。结合区域燕山晚期成岩成矿事件,认为~88Ma为该区W-Sn多金属矿主要成矿期,成矿作用与同期花岗岩密切相关;~101Ma可能为另外一期矽卡岩成岩事件,这一认识和发现对于区域找矿部署有很强的实践意义。

海南岛石碌矽卡岩铁矿石中石榴子石的熔融包裹体及其意义

对石碌铁矿一块具有代表性的新鲜矽卡岩铁矿石标本进行了岩石薄片显微镜观察、电子探针和喇曼光谱分析研究。在石榴子石中发现了熔融包裹体。这些包裹体主要特点是大小悬殊和成群或成带分布,最大者达98μm×5μm,最小者为1μm×1μm,多数包裹体长约5～30μm,宽约2～7μm,也有不少呈孤立状散布在石榴子石中。其形态多样,呈纺锤形、哑铃形,串珠状,藕形,近圆形和不规则状。研究的矽卡岩主要由钙铁榴石组分高的石榴子石、磁铁矿、石英、透闪石和透辉石组成,还有呈定向和星点分布的磷灰石,少量锆石与榍石;石榴子石中的熔融包裹体捕获的熔体由含Ca、Fe、Al和挥发分(H_2O和CO_2)的硅酸盐熔融体组成。在熔融包裹体冷却过程中,由于温度缓慢降低,赤铁矿、钙铁榴石、石英、方解石和透辉石从上述硅酸盐熔体中析出,剩下的残余熔体不混溶,变成含有Ca和Si等杂质的铁质熔体、含Si、Fe的碳酸盐熔体和含Ca、Al、Fe的硅酸盐熔体。喇曼光谱测定显示,石榴子石中熔融包裹体含有石榴子石、赤铁矿和方解石,个别含少量水蒸气。磁铁矿含有可疑的Fe、Si熔融包裹体和Si、Fe熔融包裹体。在透辉石-透闪石矽卡岩铁矿石的石榴子石里发现大量熔融包裹体的事实无疑。矽卡岩铁矿石石榴子石中熔融包裹体的首次发现,它可能有助于石碌铁矿床挖掘老矿潜力和拓宽找矿的新思路。

内蒙古乌拉山地区石榴子石花岗岩中石榴子石转熔成因的显微结构及矿物学证据

内蒙古乌拉山地区石榴子石花岗岩内发育大量石榴子石,这些石榴子石中保留着寄主岩石的变质演化历程的重要信息,故明确其成因类型至关重要。前人虽提出其为转熔成因,但未能提供充分证据证明。对此,本文对研究区深熔石榴黑云片麻岩以及石榴子石花岗岩内的石榴子石进行了岩相学以及矿物学研究。结果显示,在野外露头上,低度深熔石榴黑云片麻岩→中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体/石榴子石花岗岩,石榴子石粒度逐渐增大,并且当岩石内的脉体小而少时不见粗粒石榴子石,脉体大而多时粗粒石榴子石发育,而石榴子石花岗岩内发育大量的粗粒石榴子石,此外脉体内的石榴子石粒度整体大于基体内的石榴子石粒度。在显微特征上,中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石和石榴子石花岗岩内的石榴子石晶形较差,形态各异,边界呈锯齿状,发育筛状变晶结构,并部分具有核部发育边部不发育的特点,基质内还具有逆反应结构以及斜长石堆晶体。矿物化学特征上,中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石和石榴子石花岗岩内的石榴子石以富Fe、Mg贫Mn、Ca为特点,不发育生长环带,与黑云母接触的石榴子石发育扩散环带,表现为TFeO曲线由中心向两边升高,MgO曲线由中心向两边降低,二者呈负相关。综合分析得出石榴子石花岗岩内的石榴子石是在变质深熔过程中,由固相变质生长至处于深熔熔体包裹状态下继续生长而成,这种石榴子石是转熔成因,为转熔矿物相(相当于残留矿物相),且中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石也具有相同成因,说明二者关系密切,为石榴子石花岗岩是石榴黑云片麻岩高度深熔的产物提供了有力依据。同时大量转熔型石榴子石保留在花岗岩内的现象说明研究区内的花岗岩并未经历长距离运移,故而未达到彻底的固液两相分离,进一步证明了其原地—半原地成因。

矽卡岩中石榴子石在示踪热液流体演化和矿化分带中的研究现状及其展望

热液型矿床形成过程中流体的组成、运移、演化及其矿质沉淀机制是矿床学研究的重点内容和难点。矽卡岩矿床中具有震荡环带结构的石榴子石完整记录了热液流体的性质、组成及演化过程,这种震荡环带的出现暗示了不同成分系列的石榴子石对不同阶段热液流体成矿物化环境的特定选择性。石榴子石晶体元素化学分带现象是流体运移和矿物再沉淀过程周期性循环再现的结果,对指示早期矽卡岩阶段热液流体中主、微量元素化学分带机制具有重要意义。不同成分系列、不同期次石榴子石的Fe_2O_3和Al_2O_3含量差异显著,其对热液流体演化过程中氧化还原环境的变化具有较好的示踪作用;相对主量元素而言,微量元素在流体演化过程中具有更好的探针作用,钙铝榴石常富集Al、Ti、Zr、HREE元素,而钙铁榴石常富集As、W、Mo、Fe、LREE元素。借助EMPA和LA_ICP_MS技术对具震荡环带结构的石榴子石进行主、微量元素(包括稀土元素)的微区和原位分析是探讨成矿过程中流体组成和性质演化的重要手段,其有可能揭示矿物生长机制、成矿环境以及成矿流体组成与性质的演化,而这一地质信息对于全面理解矽卡岩型矿床的矿化分带及成矿作用非常重要。

西藏甲玛超大型铜矿石榴子石特征及成因意义

石榴子石是西藏甲玛超大型铜多金属矿床的主要矽卡岩矿物,分布广、颜色变化大,且石榴子石矽卡岩中矿化好,是开展甲玛矽卡岩成因研究的一个重要切入点。通过对甲玛矿区大量岩矿芯的地质编录,归纳石榴子石的颜色、晶形、矿物组合、矿化等地质现象,总结石榴子石在甲玛矿床的空间分布、矿化特征等,结合显微镜下鉴定,分析石榴子石的矿物学特征,并通过电子探针分析其化学成分。甲玛石榴子石集中于矽卡岩中,少量分布于角岩、大理岩和斑岩中。石榴子石为钙铁-钙铝榴石系列,以钙铁榴石为主,发育颜色与成分环带,光性异常致部分非均质。深色环带的SiO2、Al2O3含量较浅色环带高,而TFeO含量相反。石榴子石形成于矽卡岩早期,为晚期Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等多金属硫化物沉淀富集提供了有利空间。甲玛石榴子石的矿物学特征、化学成分组成、REE特征、流体包裹体、H-O同位素特征等显示其属于接触交代成因,认为甲玛是典型的岩浆热液接触交代矽卡岩型铜多金属矿床。