江西于都南部地区土壤重金属元素生态地球化学特征及其来源解析

为研究江西于都南部地区耕地土壤重金属污染状况,对所采集的表层土壤样品进行Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg等重金属元素测试,研究其空间分布特征,并采用多种评价模型开展生态评价。结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg含量分别是于都县土壤背景值的1.18、1.24、1.69、1.41、5.79、1.25、2.27、1.41倍。单因子污染指数显示As、Cd污染最严重,是潜在生态风险最主要的贡献因子。内梅罗综合污染指数显示重金属超标率达20.7%。地累积指数显示As污染最严重,其次是Hg、Ni、Cd。8种重金属元素变异系数均为0.45~5.14,属强变异。相关性分析显示,除Hg外的其他重金属间相关性均较强,而且与pH存在显著或极显著正相关,因此可以通过调节土壤pH值,降低土壤中重金属元素的毒性。主成分分析结果显示,Cu、Zn、Cd、Pb、As主要来源于人为采矿活动,Cr、Ni主要来源于土壤母质。

赣南加里东期重稀土矿赋矿母岩岩石成因及地质意义

前人对燕山期重稀土赋矿母岩研究较多,加里东期赋矿母岩报道较少。本文对加里东期赣南孙屋岩体黑云母二长花岗岩开展岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素及Sr-Nd同位素研究,并对其稀土含矿性进行探讨。孙屋岩体SiO_(2)含量为69.70%~73.00%,K2O/Na2O值为1.38~2.20,A/CNK值1.20~1.67,属于高硅高钾钙碱性-钾玄S型花岗岩。轻稀土相对富集((La/Yb)N=6.78~10.38),中等负铕异常(δEu=0.43~0.63)。两件花岗岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(451±3.8)Ma和(461±5.6)Ma,属中奥陶世。锆石Hf同位素地壳模式年龄(TDMC)为1918~1496 Ma,全岩Nd同位素二阶段模式年龄(TDM2)为1.79~1.76 Ga,显示岩浆源区主要为中元古代下地壳麻粒岩相源岩,岩体为华南加里东早期陆内造山环境花岗岩。孙屋岩体(含)稀土矿物经过风化可形成离子吸附型重稀土矿床,加里东期花岗岩在今后的重稀土矿产勘查工作中应给予足够重视。本文的研究成果可为加里东期花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿找矿提供参考。

全球冥古宙—太古宙陆壳形成演化

地球是太阳系中唯一发育大规模长英质陆壳的星球。陆壳形成演化是一长期的过程。≥3.8 Ga岩石和≥3.9 Ga锆石迄今分别只在9个和大约20个地区被发现。随着时代演化,陆壳规模越来越大,表壳岩由以变质玄武岩、变质超基性岩为主转变为变质玄武岩、变质超基性岩、变质中酸性火山岩和变质碎屑沉积岩广泛发育。虽然BIF(条带状铁建造)在3.8 Ga以前就已存在,但其规模在新太古代晚期—古元古代早期才达到顶峰。TTG(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)构成太古宙克拉通的主体,它们的岩石类型和组成特征在3.8 Ga就显示出多样性。随时代演化,花岗闪长质岩石的比例逐渐增高。TTG的轻重稀土分异程度随时代不断增大,反映了陆壳厚度不断增大的演化趋势。中太古代晚期—新太古代早期发生了全球性的陆壳巨量增生,导致类似于现代板块构造体制在新太古代中晚期广泛发育。富钾花岗岩在新太古代中晚期大量形成,是太古宙基底克拉通化的重要标志。克拉通化的实质是克拉通内不同层圈达到物理、化学和力学上稳定和相互耦合。可把冥古宙—太古宙陆壳形成演化历史划分为四个阶段:4.4~3.8 Ga、3.8~3.0 Ga、3.0~2.6 Ga和2.6~2.5 Ga,大致分别代表了陆核形成、陆块发展和形成、克拉通化阶段。太古宙—元古宙关键转折期在地球的演化历史上具有里程碑意义。

江西九瑞矿集区武山铜矿床硒碲钴等关键金属的分布规律、赋存状态和富集机制

武山铜矿床是长江中下游成矿带九瑞矿集区内典型的层控-接触带矽卡岩型铜多金属矿床,铜资源量达到大型,此外还共生硒、碲、钴、镓、铊等关键金属矿产,具备良好的矿产资源综合利用前景,但矿床中关键金属的分布规律、赋存状态和富集机制等研究尚未开展。本文以武山铜矿床为研究对象,系统采集了矿床南矿带接触带矽卡岩型矿体3条勘探线(W3-2、S4-2、N6-1)、北矿带层控硫化物型矿体3条勘探线(E9-2、E2-1、W4-1)和层控矽卡岩型矿体1条勘探线(E7-3)代表性岩矿石样品。通过光学显微镜和扫描电镜的观察,结合全岩地球化学和矿物原位LA-ICP-MS分析,查明了矿床中硒、碲、钴等关键金属的空间分布规律与赋存状态,初步探讨了硒、碲、钴的迁移沉淀机制。研究结果表明矿床中伴生硒、碲、钴的估算资源量分别为5513t、611t和9597t,均达到大-中型规模;武山矿床是成矿带内硒含量最高、潜在资源量最大的矿床。北矿带矿体中Se、Te、Co含量明显高于南矿带,北矿带中部成矿中心向东西远端,矿体中Se、Te、Co含量规律性增高。矿石中Se、Te、Co含量与S含量具有较强的正相关性,矿石中硫化物的含量是关键金属含量主要控制指标;Se和Co富集于含铜黄铁矿矿石、含铜白云岩矿石、含铜矽卡岩矿石(高硫)中;Te富集于含铜黄铁矿矿石和含铜白云岩矿石中。矿床中硒、碲主要以独立矿物和硫化物中类质同象替换两种赋存形式,钴则主要以Co^(2+)类质同象形式进入黄铁矿矿物晶格。矿床中硒、碲随着成矿流体温度降低、硫逸度升高、氧逸度降低、pH值升高逐渐沉淀富集;钴主要随着硫化物的沉淀富集在黄铁矿中。

华北克拉通新太古代晚期岩浆作用:对构造体制和克拉通化的启示

在对华北克拉通太古宙基底作简要介绍的基础上,本文总结了华北克拉通新太古代晚期(主要为2.55~2.5 Ga期间)岩浆岩的锆石年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。华北克拉通新太古代晚期变质基底的主要特征如下:(1)新太古代晚期岩石在华北克拉通广泛分布,但许多地区都存在中太古代晚期—新太古代早期地质记录。(2)岩浆锆石年龄主要变化于2.55~2.5 Ga,年龄峰值约为2.52 Ga。(3)与新太古代早期以前(>2.6 Ga)的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)相比,新太古代晚期英云闪长岩和花岗闪长岩比例明显增大。富钾花岗岩、闪长-辉长岩(包括闪长岩、辉长岩及两者之间过渡岩石)、赞岐岩(Sanukite,主体为富镁闪长岩)分布范围和规模也明显增大。大规模富钾花岗岩主要分布于华北克拉通东部,构成新太古代晚期双岩浆岩带的富钾花岗岩带。(4)在新太古代晚期变质基底分布区,几乎都有变质表壳岩存在。它们以较小规模存在于TTG和富钾花岗岩中。岩石类型包括变玄武质岩石、变质安山质-英安质火山岩/火山碎屑岩和变质碎屑沉积岩。一些地区存在变质超基性岩。(5)总体上,新太古代晚期地质事件存在如下演化规律:首先是表壳岩形成,然后是TTG侵入,最后是变质变形和富钾花岗岩形成。2.6~2.55 Ga为华北克拉通岩浆构造的“寂静期”。(6)新太古代晚期TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,中-高压TTG岩石大量形成表明新太古代晚期陆壳规模、厚度发生了明显增大。至少部分富钾花岗岩在形成过程中有沉积物参与。(7)不同类型TTG岩石具有类似的全岩Nd同位素和岩浆锆石Hf同位素组成,Nd-Hf同位素亏损地幔模式年龄主要分布在3.0~2.5 Ga,与中太古代晚期—新太古代早期岩石的模式年龄相近或稍偏年轻。富钾花岗岩Nd-Hf同位素组成特征受物源区早期形成演化历史制约。岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似,但显示更大的变化范围。结合其他研究,上述证据表明:(1)中太古代晚期—新太古代早期是华北克拉通陆壳增生最重要时期,这与全球其他许多克拉通类似,不同之处在于华北克拉通遭受了新太古代晚期构造岩浆热事件强烈改造;(2)在华北克拉通,类似于现代板块运动的构造体制在新太古代晚期开始启动;(3)规模最大的BIF(条带状铁建造)沿华北克拉通东部古老陆块西缘的双岩浆岩带分布,鞍本和冀东之间、冀东和鲁西之间是BIF找矿重要靶区;(4)华北克拉通在新太古代晚期完成初始克拉通化。

扬子北缘大洪山地区新元古代辉长辉绿岩中单斜辉石成因及其构造意义

为进一步解析扬子地块北缘新元古代造山作用过程,本文对扬子地块北缘大洪山造山带~820Ma辉长辉绿岩中的单斜辉石进行了岩相学和原位主微量元素分析,共识别出三类单斜辉石:Ⅰ类单斜辉石核部和边部结晶温度分别为1159~1192℃、1162~1187℃,结晶压力分别为0.16~0.44GPa、0.31~0.52GPa;Ⅱ类单斜辉石结晶温度为1145~1179℃,结晶压力为0.27~0.53GPa;Ⅲ类单斜辉石结晶温度为1118~1150℃,结晶压力为0.09~0.35GPa。三类单斜辉石反演获得的母岩浆含水量分别为1.6%~2.4%、1.7%~2.2%、0.9%~2.1%。三类单斜辉石结晶于岩浆演化的不同阶段:早期基性岩浆形成了高Mg#值的Ⅰ类单斜辉石核部;随着岩浆结晶演化,形成低Mg#值的Ⅰ类单斜辉石边部和Ⅱ类单斜辉石;岩浆演化晚期伴随地壳混染,形成Ⅲ类单斜辉石。综合研究表明扬子地块北缘大洪山辉长辉绿岩形成于弧后盆地背景。

赣南水头岩体岩石地球化学特征及地质意义

赣南水头岩体传统上认为是加里东期花岗岩,其成因尚不明确。以水头岩体黑云母花岗岩为研究对象,进行岩石学、锆石U-Pb年代学、独居石U-Pb年代学和锆石Hf同位素研究。研究结果显示,水头岩体黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石、独居石U-Pb加权平均年龄分别为(151.6±1.80)Ma和(145.3±1.20)Ma;地球化学显示,水头岩体高硅和富碱,SiO_(2)含量为72.85%~76.14%,全碱(K_(2)O+Na_(2)O)含量为7.98%~8.39%,富集Rb、Th、U、Nd等元素,亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素轻稀土相对富集((La/Yb)_(N)=2.20~9.38),明显负Eu异常(δEu=0.11~0.40);锆石ε_(Hf)(t)值为-6.78~10.04,二阶段模式年龄(T_(DM2))为1832~1633。综合分析,水头岩体为高分异I型花岗岩,属晚侏罗世岩浆作用产物,起源于古元古代下地壳部分熔融,形成于弧后伸展构造环境,与岩浆沿政和—大埔深大断裂底侵有关。

辽宁建昌杜杖子岩体年代学、地球化学特征及其构造环境与成矿关系

辽西地区的五指山-虹螺山多金属成矿带上分布有大量的花岗岩侵入体,杜杖子岩体位于成矿带中段,岩石类型为黑云母二长花岗岩。为厘定岩体的形成时代、构造环境和对成矿的影响,对黑云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩相学和主微量元素研究。研究结果表明,杜杖子岩体成岩年龄为168.5 Ma±0.24 Ma,时代属中侏罗世。岩石具富Si、Al、Na、K,贫Mg、Ca特征,属于岩浆晚期高分异形成的铝质-过铝质高钾钙碱性I型花岗岩。轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏较大,大离子亲石元素Rb、Ba和K富集,高场强元素Nb、Ta、Zr亏损,铕呈轻微负异常。结合区域构造事件认为,古太平洋板块向华北克拉通东部俯冲形成幔源岩浆,幔源岩浆底侵为地壳发生部分熔融提供热量,且与熔融的壳源岩浆混合,岩浆物质成分由中性逐渐向酸性过渡。受岩浆分异程度、酸度和碱度的制约,富含矿质的热液在岩浆期后结晶分异形成Au、Cu-Pb、Zn-Mo成矿系列,矿液通过岩浆上拱造成的围岩裂隙带上升、减压、降温,当达到合适的条件时,矿质析出富集成矿。

华北克拉通鞍山‒本溪地区太古宙地壳形成演化:综述

鞍山‒本溪(鞍本)位于华北克拉通东北部,以发育条带状铁建造和存在3.8 Ga岩石而闻名.鞍本地区的重要性不仅是3.8 Ga岩石发现,还在于具有长期的太古宙地壳形成演化历史.3.8 Ga岩石存在于鞍山地区古老杂岩中.迄今已发现6个杂岩.杂岩主要由奥长花岗质岩石组成,存在变质辉长‒闪长岩.它们具有类似的岩石组合和3.1~3.8 Ga锆石年龄记录,是同一巨型杂岩的不同残余部分.除古老杂岩外,鞍本地区重要的地质体还包括古太古代陈台沟表壳岩和新太古代晚期鞍山群、3.1~3.3 Ga陈台沟花岗岩、3.1 Ga立山奥长花岗岩、3.0 Ga东鞍山花岗岩、2.95~3.0 Ga铁架山‒弓长岭花岗岩和2.5 Ga齐大山花岗岩,后两者大规模分布.识别出2.5 Ga、3.1 Ga和3.3 Ga三期构造热事件.随时代更新,花岗质岩浆作用从奥长花岗岩向富钾花岗岩演化.岩石稀土总量和轻重稀土分异程度在3.3 Ga突然增大.奥长花岗质岩石主要来自低钾铁镁质岩石物源区,部分来自早期TTG岩石,富钾花岗岩来自TTG和沉积岩物源区.根据全岩Nd和锆石Hf同位素组成,地幔添加和壳内再循环在地质历史不同阶段都起了重要作用,随时代演化壳内再循环作用越来越重要,但新太古代晚期也是地幔添加的重要时期.研究表明,(1)3.3 Ga是鞍本地区陆壳形成演化的一个重要阶段,陆壳厚度和规模明显增大.(2)存在3.3 Ga到2.95 Ga长期壳源花岗质岩浆作用,并随时代而增强,岩石富钾程度增大.(3)鞍山群表壳岩直接沉积于>2.95 Ga古老陆壳基底之上,在古老基底形成和鞍山群沉积之间有长达~400 Ma的“寂静期”(2.55~2.95 Ga).(4)可把鞍本地区太古宙地壳形成演化划分为古老陆核形成(>3.3 Ga)、古老陆块形成(2.95~3.3 Ga)、“寂静期”(2.55~2.95 Ga)和稳定化(2.5~2.55 Ga)等4个阶段.

广东仁化棉花坑铀矿床萤石矿物学、地球化学特征及其地质意义

棉花坑铀矿床产有三类萤石,分别为形成于铀成矿期主成矿阶断的紫黑色萤石、形成于铀成矿期成矿晚阶段的紫色萤石以及形成于铀成矿后期的浅绿色萤石,这三类萤石均属于热液成因。紫黑色萤石和紫色萤石相似的稀土元素配分模式暗示了两者具有相同的物质来源,而浅绿色萤石的物质来源可能与紫黑色萤石、紫色萤石的物质来源不同。从铀成矿期至铀成矿期后,萤石弱的负Ce异常、明显的负Eu异常和U的含量以及这些参数的变化特征都指示了成矿环境由还原向氧化转化,成矿流体性质由还原向氧化演化。在研究棉花坑铀矿床萤石微量元素和稀土元素的基础上,结合长江铀矿区的成矿地质背景和类比邻近相似铀矿区成矿流体的研究成果,认为棉花坑铀矿床成矿流体存在多源性,该成矿流体是一种经历了深部循环的外来流体,并不源于富含Ba、U等元素的前寒武纪结晶基底,也并未与其发生较为充分的水-岩反应。

辽西大英昌岩体二长花岗岩地球化学、年代学特征及地质意义

辽西大英昌岩体地处华北克拉通东北缘,大地构造位置在中朝准地台北缘的青龙-锦西断裂带上。通过对大英昌岩体黑云母二长岩花岗岩进行地球化学分析并结合锆石U-Pb同位素年龄探讨其地质意义。测试结果表明,黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为154.75 Ma±0.48 Ma,为中侏罗世岩浆活动的产物。岩石具有富Si、Al、Fe、Na、K,贫Mg、Ca、Ti、P等特征,为高钾钙碱性岩系列,属于岩浆晚期形成的高分异铝质-过铝质的I型花岗岩。轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,大离子亲石元素Rb、Th、U、Ta等相对亏损,高场强元素Ba、Sr、Zr、Hf等相对富集,具较弱的铕和铈负异常,说明岩浆起源于岩石圈地幔,并发生部分熔融。晚中生代岩浆活动具有年轻化的特点,古太平洋板块向华北克拉通持续俯冲并交代岩石圈地幔,形成的幔源岩浆侵入带来热量使地壳发生部分熔融,并捕虏少量的幔源物质,形成了壳幔混合的岩浆。