花岗岩类锂矿床中锂辉石和锂云母共生性的实验模拟研究

锂是一种稀有金属元素,锂辉石和锂云母是最重要的硬岩型锂矿矿石矿物,探究二者的共生性及条件,对揭示锂元素在不同锂矿石矿物中的赋存机制以及花岗岩类锂矿床的形成机制具有重要意义。本文应用热液金刚石压腔开展了锂辉石-锂云母-H_(2)O体系的原位观测结晶实验,10组实验产物均为锂辉石和白云母,锂辉石结晶集中在500~780℃、350~1300MPa的温压条件下,白云母结晶集中在440~710℃、180~1100MPa的温压条件下。结合前人实验得到的锂云母结晶条件(500~650℃、100~450MPa),以及实验产物云母的激光拉曼线扫结果,可以得到以下认识:锂辉石与白云母结晶温压条件具有较高的重叠度,与二者可在伟晶岩中广泛共生的现象一致;锂辉石和锂云母的结晶主要受到压力影响,温度和体系F含量的影响居于次要地位;透锂长石和锂云母形成于相似的温压条件,但体系F含量的高低分别促进锂云母和透锂长石的产出;在富Li体系中,随着压力的降低可以发生白云母到锂云母的转化,指示出自然界中白云母的锂云母边可能形成于熔体或热液结晶过程中,不一定是热液蚀变的结果。

大兴安岭中南段查布其日上侏罗统玛尼吐组火山岩地质及年代学特征

通过1∶5万区域地质调查,运用“火山构造—岩性岩相—火山地层”三重填图方法,对大兴安岭中南段内蒙古查布其日地区上侏罗统玛尼吐组火山岩进行了系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,分析玛尼吐组火山岩形成时代和构造背景。将内蒙古查布其日地区玛尼吐组划分为2个岩性段,一段为火山碎屑沉积岩和少量中性、中酸性火山碎屑岩,二段为中性火山熔岩、火山碎屑岩和少量火山碎屑沉积岩、酸性火山碎屑岩,构成一个完整的沉积喷发旋回;划分出爆发相(碎屑流堆积相、空落堆积相)、溢流相、火山通道相、喷发—沉积相等火山岩相,并圈出4个V级火山机构。获得查布其日玛尼吐组二段安山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为157.8±1.4 Ma,表明其形成时代为晚侏罗世。岩石地球化学特征为,玛尼吐组二段粗安岩的SiO_(2)为64.04%~65.40%,高Al_(2)O_(3)(16.02%~16.96%),岩石富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.07%~8.38%),低TFe_(2)O_(3)(1.38%~4.43%),贫TiO_(2)(0.6%~0.81%),A/CNK值介于1.02~1.12之间;稀土丰度总量ΣREE为177.60×10^(-6)~254.61×10^(-6),轻、重稀土分异较明显,(La/Yb)N=8.13~12.63,具弱负Eu异常(δEu=0.71~0.78);微量元素以富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U、K)和相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti)为特征。主量元素、微量元素地球化学特征显示查布其日玛尼吐组二段粗安岩为钾玄质岩。研究区玛尼吐组火山岩岩浆来源于伸展作用触发先前俯冲板片释放流体交代的大陆岩石圈地幔发生部分熔融,且受地壳混染影响较小,可能形成于蒙古—鄂霍次克洋造山后的伸展构造环境。

东乌旗桑杰敖包白音高老组火山岩地质、地球化学特征,U-Pb年龄及地质意义

针对白音高老组地层划分混乱、演化背景不清、火山岩地层层序及火山机构研究薄弱等问题,笔者等以内蒙古东乌珠穆沁旗桑杰敖包地区发育的白音高老组火山岩为研究对象,根据1:5万区域地质调查和“火山构造—岩性岩相—火山地层”三重填图方法,将其划分为构成完整沉积—喷发旋回的3个岩性段,分别为:火山碎屑沉积岩、酸性火山岩、中性火山岩。岩浆从早期至晚期具有由酸性向中性演化的特征。发育火山沉积相、空落堆积相、溢流相、火山通道相等火山岩相,圈定出6个V级火山机构。根据LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年,确定了桑杰敖包白音高老组二段流纹岩形成于135.0±1.0 Ma,时代为早白垩世。地球化学特征显示,主量元素SiO_(2)含量介于69.56%~71.11%,K_(2)O含量介于3.96%~4.39%,K_(2)O/Na_(2)O值在0.69~1.03之间,A/CNK值为0.97~1.07,桑杰敖包白音高老组火山岩属高钾钙碱性系列,Rb、K、Th、U等相对富集,Sr、Ti、Nb、Ta、P等相对亏损,轻重稀土分异明显,且前者富集程度高于后者,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾“海鸥式”,符合A型花岗岩的地球化学特征。结合前人研究及数据分析,桑杰敖包白音高老组火山岩应形成于造山后伸展构造环境。因此,本研究区白音高老组火山岩的厘定对中亚造山带东段大兴安岭中生代火山岩地层层序及构造背景提供了岩石学、年代学及地球化学的约束。

扬子北缘大洪山造山带中新元古代基性岩和浊积岩的年代学和地球化学研究:对弧后盆地演化的指示

扬子北缘~820Ma可能记录了从挤压环境向伸展环境的重要转换,是解决扬子新元古代演化争议的关键时间节点。本研究在扬子北缘大洪山造山带圆潭地区识别出一套基性岩和浊积岩组合。其中基性岩全岩Sm-Nd等时线年龄为845Ma±81Ma(MSWD=1.5),浊积岩碎屑锆石年龄谱包括四个主要峰值年龄(~835Ma、~1597Ma、~2002Ma、~2482Ma)和两个次要峰值年龄(~2680Ma、~2934Ma),综合前人研究成果将浊积岩的形成时代约束在835~820Ma。浊积岩与花山群的形成时代一致,应代表花山群的北向延伸。浊积岩的物源来自扬子北缘桐柏-大别地区,不同于前人对花山群的分析结果,指示花山群可能具有多个物源。以上地层碎屑锆石年龄谱和地层层序特征与弧后盆地相似。本研究基性岩样品具有低的SiO_(2)(45.41%~50.29%)、K 2O(0.03%~1.49%),高的TiO_(2)(1.42%~3.03%),和低的U/Th(0.15~0.29)、Th/Zr(0.003~0.011)和Nb/Y(0.059~0.147)以及正的εNd(t)(+1.18~+1.57),类似N-MORB地球化学特征。基性岩来自于软流圈,经历<3%部分熔融而生成,并在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。综合以上分析,本文认为这些基性岩和浊积岩共同构成一套弧后背景环境岩石组合。

内蒙古西乌旗米斯庙蛇绿岩的识别及其地质意义

内蒙古西乌旗新发现的米斯庙蛇绿岩,位于中亚造山带东段迪彦庙SSZ型蛇绿岩带的西延米斯庙一带。大比例尺填图结果显示,米斯庙蛇绿岩呈NEE向展布,宽约5km,长约20km,蛇绿岩各单元出露较齐全,岩性主要为蛇纹石化方辉橄榄岩、暗色均质辉长岩、浅色均质辉长岩、斜长岩、枕状前弧玄武岩(fore-arc basalt,FAB)、枕状过渡熔岩和泥质硅质岩,局部见斜长花岗岩侵入于玄武岩之中,其岩性组合和岩石序列可与代表洋内初始俯冲的迪彦庙前弧蛇绿岩相对比。该米斯庙蛇绿岩岩石序列中辉长岩锆石U-Pb年龄为336.5±3Ma,与东部迪彦庙蛇绿岩的辉长岩同期。米斯庙FAB主要发育无斑结构和少斑结构,基质为球颗结构,枕状构造;枕状过渡熔岩,发育斑状结构,比FAB具有更多的斜长石斑晶。米斯庙FAB地球化学成分与大洋中脊形成的强亏损玄武岩相似,但与N-MORB相比,高场强元素(HFSE)Nb和Ta等含量略低于N-MORB,与弧拉斑玄武岩相似;与米斯庙FAB相比,米斯庙枕状过渡熔岩的地球化学特征是更加亏损Ti、HREE和HFSE,指示大洋板片的渐进性俯冲,类似于IBM前弧的演化。米斯庙蛇绿岩与迪彦庙前弧蛇绿岩均发育类似于马里亚纳前弧的FAB序列,两者延伸长度可达40km,表明在古亚洲洋东段早石炭世沿迪彦庙-米斯庙一带发育洋内初始俯冲,记录了早石炭世古亚洲洋东部洋内初始俯冲事件。

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。

贺根山洋闭合与后造山伸展——来自科右中旗构造混杂岩带内晚三叠世花岗岩的证据

内蒙古科尔沁右翼中旗巨日合A2型二长花岗岩位于贺根山缝合带东段,侵位于早石炭世杜尔基构造混杂岩(带)中。笔者等通过对其进行系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,旨在厘定岩体成因和构造背景,为古亚洲洋分支洋盆—贺根山洋闭合时限提供证据。巨日合二长花岗岩主要由细粒二长花岗岩和中粒二长花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示巨日合二长花岗岩侵位于晚三叠世(203.7±1.6 Ma)。地球化学研究显示,该岩体高硅(SiO_(2)=71.08%~76.62%)、富碱(Na_(2)O+K_(2)O=7.99%~9.28%),贫钙(CaO=0.25%~1.67%)和镁(MgO=0.05%~0.63%);负Eu异常显著(δEu=0.14~0.50),Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000Ga/Al(3.62~4.90)、TFeO/MgO(3.40~14.80)、(Na_(2)O+K_(2)O)/CaO(5.03~31.96)值较高,显示出A2型花岗岩特征,代表其形成于后造山伸展拉张环境。同时结合岩浆起源温压条件研究,认为岩体可能为壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融及其后的结晶分异作用成因。结合中亚造山带东段早石炭—晚三叠世蛇绿岩、洋内弧和后造山型岩浆岩的时空演化关系,揭示贺根山洋可能在二叠纪末期闭合,并在三叠纪进入后造山伸展拉张阶段。

内蒙古哈达恩格尔晚侏罗世A型花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

内蒙古苏尼特右旗哈达恩格尔A型花岗岩位于索伦—林西缝合带内,岩性为正长花岗岩和二长花岗岩,侵位于下二叠统大石寨组中。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示哈达恩格尔A型花岗岩侵位年龄为151.9±0.7 Ma,形成时代为晚侏罗世。地球化学特征研究显示,该岩体富硅(SiO2=71.36%~74.81%)、富碱(Na_(2)O+K_(2)O=8.12%~10.05%),贫钙(CaO=0.71%~0.96%)和镁(MgO=0.18%~0.28%);负Eu异常显著(δEu=0.12~0.15),Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000 Ga/Al(2.43~3.37)、K_(2)O/MgO(16.07~33.17)、(Na_(2)O+K_(2)O)/CaO(8.45~12.56)值较高,显示出A型花岗岩特征。在地球化学图解分类判别图解上,哈达恩格尔花岗岩显示A2型花岗岩特征,反映其形成于后造山伸展环境。同时联系岩浆起源温压条件,表明岩体可能为后造山阶段浅部低压环境下先前俯冲板块板片断离引发幔源玄武质岩浆底侵作用导致壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融成因。哈达恩格尔A型花岗岩为晚侏罗世蒙古—鄂霍茨克构造域造山后伸展作用的产物,和中亚造山带东段散布的其他A型花岗岩共同指示中晚侏罗世中下地壳伸展活动。

内蒙古复兴屯超大型银铅锌矿床成因:闪锌矿微量元素组成的制约

复兴屯矿床位于大兴安岭南段,是一个以银为主,伴生铅锌的超大型矿床。矿体产于早白垩世火山岩及火山碎屑岩中,发育贫铁闪锌矿+方铅矿+黄铜矿+(银)黝铜矿的矿物组合,围岩蚀变以碳酸盐化、高岭土化和叶腊石化为主。其成矿可以划分为以下3个阶段:铜锌硫化物阶段(阶段Ⅰ)、铅锌硫化物阶段(阶段Ⅱ)和银锌硫化物阶段(阶段Ⅲ)。文章对复兴屯矿床闪锌矿开展了LA-ICP-MS微量元素分析,矿床中闪锌矿以富集Cu、Ag、Pb,贫Fe、Cd、Ga、Ge为特征。矿床闪锌矿均为贫铁闪锌矿,暗示复兴屯矿床形成于中低温环境。由阶段Ⅰ至阶段Ⅲ,闪锌矿中的Fe、Mn、In含量逐渐降低,Ga、Ge、Sb含量略有增加,暗示成矿流体温度逐渐下降。复兴屯闪锌矿中Ag可与Cu联合置换Zn进入闪锌矿晶格,这可能是复兴屯矿床闪锌矿中Ag含量高的重要因素。此外,闪锌矿中常见韵律环带,反映了闪锌矿形成过程中成矿流体有多次压力波动,成矿流体多次压力波动引发的流体相分离是矿质沉淀的主要机制之一。闪锌矿微量元素含量与中低温岩浆热液矿床基本一致,明显区别于MVT型矿床、块状硫化物矿床、矽卡岩型矿床和中高温岩浆热液矿床,结合矿床地质特征,认为复兴屯银铅锌矿床属于浅成低温热液矿床。

内蒙古迪彦庙蛇绿岩带早石炭世闪长岩成因与古亚洲洋洋内俯冲作用

由于缺少对SSZ型蛇绿岩和洋内弧火成岩的系统研究,制约了古亚洲洋东段古生代洋内俯冲过程的进一步认识。本文报道了内蒙古迪彦庙SSZ型蛇绿岩带北部新发现的巴嘎哈尔早石炭世闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,巴嘎哈尔闪长岩的侵位年龄为324.2±1.8 Ma,其形成时代为早石炭世末期。巴嘎哈尔闪长岩SiO_(2)含量为57.71%~61.24%;高铝(Al_(2)O_(3)含量为15.58%~16.68%);具有相对富钠(Na_(2)O含量为3.29%~4.15%)、低钾(K_(2)O含量为1.05%~1.69%)的特征,Na_(2)O/K_(2)O比值为2.18~3.95;MgO含量较高(3.30%~4.23%),Mg#为47.20~51.82;贫TiO_(2)(0.65%~0.76%)和P2O5(0.14%~0.15%);稀土元素总量(ΣREE为85.19×10^(-6)~98.21×10^(-6))较低,稀土元素分布曲线呈微右倾型,具弱的Eu异常;相对富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素(HFSE),显示俯冲带岛弧型岩浆岩特征。结合前人研究,认为巴嘎哈尔闪长岩与迪彦庙SSZ型蛇绿岩中的前弧岩石组合形成相对完整、连续的洋内俯冲作用成因的洋内弧火成岩岩石组合,揭示了古亚洲洋东段在早石炭世的洋内俯冲从初始俯冲到逐渐成熟的过程。

藏南晚白垩世弧岩浆分异作用:锆石U-Pb年代学、矿物学及地球化学证据

造山带岩浆作用记录了从大洋俯冲消减到陆陆碰撞的一系列地质过程,同时也蕴含了关于大陆地壳生成、生长的重要信息,其中,与俯冲相关的弧岩浆作用被认为是大陆地壳生长的主要机制。本文通过对西藏南部拉萨地体曲水县至贡嘎县一带出露的黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及石英闪长岩开展同位素年代学、矿物学和岩石地球化学研究,探讨了该岩石组合的成因和弧岩浆的分异演化过程。锆石U-Pb定年结果表明,这些岩石的形成时代为91~88Ma。其中,黑云母二长花岗岩属中钾钙碱性偏铝质岩石系列(A/CNK=0.77~0.99),具高SiO 2(68.90%~69.18%)和Al_(2)O_(3)(15.21%~15.48%),低MgO(1.15%~1.16%)和Mg#值(~44),高Sr/Y比值(60~82),其地球化学特征与埃达克质岩石相似;镁铁质微粒包体的SiO 2含量为54.75%~54.96%,具有较高MgO含量(3.92%~5.40%)和Mg#值(52~61),并具弱的负Eu异常(δEu=0.79~0.82)。石英闪长岩为中钾钙碱性偏铝质岩石(A/CNK=0.84~0.88),其SiO 2含量为58.55%~63.32%,具有较高的Mg#值(44~48)和弱的负Eu异常(δEu=0.68~0.81)。另外,所有黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及石英闪长岩样品的Sr-Nd同位素和锆石εHf(t)值相近((87 Sr/86 Sr)i=0.703594~0.703939,εNd(t)=+4.6~+4.8,εHf(t)=+10.9~+15.6)。矿物成分分析表明,黑云母二长花岗岩和镁铁质微粒包体中发育环带的斜长石An值由中心向边部逐渐下降,未发育反环带结构;石英闪长岩中的辉石为单斜辉石,所分析角闪石均为钙质角闪石,黑云母为镁质黑云母。综合上述特征,本文认为黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及同生石英闪长岩分别代表了源自亏损地幔的母岩浆通过分离结晶作用所派生的不同阶段的产物:其中,石英闪长岩最先由基性岩浆发生以辉石、Ti-Fe氧化物和磷灰石为主的分离结晶作用形成,继而作为母岩浆进一步分异演化;镁铁质微粒包体是岩浆早期结晶的堆晶产物;而黑云母二长花岗岩代表了包体形成后残余熔体的组分。本文的研究表明,冈底斯岩浆岩带晚白垩世发生了富水条件下的岩浆分离结晶和堆晶作用,俯冲带弧岩浆分异对于大陆地壳的形成和演化发挥着重要的作用。

华北克拉通北部地幔交代作用与早二叠世超镁铁质岩成因

华北克拉通北部高寺台晚古生代环状杂岩体是一套富单斜辉石的超镁铁质岩,是研究华北北部地幔碳酸盐化熔体交代作用的理想对象,同时也是华北克拉通北部晚古生代岩浆活动与深部碳循环联系的纽带。作者在岩体西部边缘识别出一套早二叠世早期富铁角闪单斜辉石岩,形成时代为297.8±3.4Ma。结合岩体东部辉石岩早泥盆世和早石炭世的成岩年龄,表明高寺台超镁铁质杂岩体可能是晚古生代多期岩浆侵位的产物。其次,高寺台环状超镁铁质杂岩体缺少大面积辉长岩和闪长岩、硫化物和Cu-Ni-PGE矿化,单斜辉石成分具有裂谷带堆晶岩矿物特征,角闪石也具有相对低的结晶温度(933~947℃)和压力(287~323MPa)及水含量(4.06%~5.10%),而且区域上尚未发现同期环状杂岩体和蛇绿岩,与岛弧拼贴到陆块后沿俯冲带延伸数万米侵位的阿拉斯加型环状杂岩体明显不同。另外,前人的研究显示,与铬铁矿中富镁单斜辉石包裹体平衡的苦橄质母岩浆显示出OIB的特征,具有强烈的重稀土分馏、富Nb和高Nb/La,异常高的Ca/Al和(La/Yb)N,低的Ti/Eu、Zr/Sm和Hf/Sm,这些特征都表明苦橄质母岩浆起源于石榴石相软流圈地幔,且源区遭受过显著的碳酸盐熔体交代。单斜辉石岩中单斜辉石及角闪石成分及其平衡岩浆成分记录了母岩浆与岩石圈地幔相互作用后的岩浆演化过程,也显示出比母岩浆弱的源区碳酸盐熔体交代印记。此外,岩浆房在地壳浅部经历了多期深部岩浆补给和富铁熔体贯入,同时带来热量和挥发分,触发晶粥体活化,促进了岩浆的上升运移。高寺台环状超镁铁质杂岩体具有板内成因特征,可能是陆内岩石圈伸展的产物。华北克拉通北部晚石炭世-早二叠世三个岩浆事件峰期很好地对应着全球三次升温和CO_(2)回升事件,岩石圈伸展能有效促进强烈的中酸性岩浆活动及起源于碳酸盐化地幔的基性岩浆释放出大量的CO_(2),它们可能是晚石炭末期-早二叠世早期全球大气CO_(2)回升的贡献者之一。

内蒙古沙布楞山铜锌矿床成矿机制:来自流体包裹体、O-H与原位S同位素的制约

沙布楞山矿床是大兴安岭南段近年来新发现的中型脉状铜锌矿床,其矿体主要赋存于下二叠统大石寨组和上侏罗统满克头鄂博组内,受北西向的断裂构造控制。依据矿物组合和矿脉穿切关系,可将成矿作用分为:辉钼矿-石英阶段(Ⅰ阶段),含铜锌硫化物阶段(Ⅱ阶段),石英-方解石(Ⅲ阶段)三个主要成矿阶段。流体包裹体研究表明,沙布楞山矿床主要发育气液两相包裹体(Ⅰa和Ⅰb型)、富气相包裹体(Ⅱa和Ⅱb型)和含子矿物包裹体(Ⅲ型)。Ⅰ阶段、Ⅱ阶段、Ⅲ阶段的包裹体的均一温度和盐度分别为313~412℃和3.2%~48.5%NaCleqv、310~367℃和1.0%~7.8%NaCleqv、178~283℃和2.7%~5.0%NaCleqv。计算获得压力为15~32MPa,对应估算的成矿深度为3.2~4.4km。激光拉曼光谱成分分析表明,主成矿阶段(Ⅱ阶段)包裹体中普遍含有CH_(4)±CO_(2)成分,表明沙布楞山铜锌矿床主成矿阶段属于含CH_(4)-CO_(2)的中高温-中低盐度体系热液。不同矿化阶段流体包裹体的δD值为-136‰~-146‰,估算的成矿流体δ^(18)O_(H2O)值为-4.38‰~5.42‰,显示初始成矿流体主要来自岩浆水,晚期有大气降水的混入。成矿流体较低的δD值和CH_(4)等烃类组分的存在,表明该矿床的形成可能受到了地层有机质的影响。硫化物原位微区的δ^(34 )S值变化范围为-0.8‰~-9.0‰,说明沙布楞山矿床成矿物质具有深部岩浆来源的特征并有地层的混染作用。综上分析认为,沙布楞山矿床成矿机制为源自深部的含矿热液向浅部运移的过程中发生沸腾作用,并与地层产生交代反应,导致CH_(4)、CO_(2)逃逸,最终诱发矿质富集沉淀成矿。

张宣幔枝构造与金多金属矿化———进展、规律、问题及找矿方向

地幔热点及幔枝构造在古张宣幔枝构造寻找金多金属成矿系统取得了较大的成果,系统总结了张宣幔枝构造的组成,以及与主要金矿床在空间、时间以及成因联系,总结其产出规律,并指出其存在问题,以及优选的找矿方向。研究表明,张宣幔枝的核部主要是岩浆-变质杂岩,与大中型矿床与其在空间上存在着密切的关系。此外,岩浆-构造热事件对矿床的控制明显,主要表现在:(a)韧性剪切带对矿床展布控制明显;(b)碱性—偏碱性岩浆岩可能为区域金矿床的热源。此外,区域金矿床的成矿具有明显叠加成矿的特征,主要成矿期为:400~350 Ma和150~130 Ma。成矿的动力机制是幔枝构造,其成矿物质来源来自深源,区域金矿床主要赋存在其核部,银多金属矿床多赋存在其外围。结合物化探与找矿标志,葵花村—黄土梁—温泉、金家庄—后沟、中山沟—水泉沟—东坪、水晶屯—小营盘—张全庄、下双台—下两间房等5处找矿潜力巨大。

受约束条件下矿物相图构型转变中的一种现象——镜像对称构型的稳定性互换及其热力学解释

实验或计算相图及野外观察表明,同一体系在不同但却相近的物理化学条件下常常会呈现出许多截然不同的相组合或经历截然不同的反应途径。为了分析这一现象的原因,本文作者计算了不同温度、压力条件下CaO-FeO-SiO_(2)-O_(2)体系(铁橄榄石、钙铁橄榄石、钙铁辉石、磁铁矿、钙铁榴石、赤铁矿、硅灰石)的氧逸度-硅活度[log f(O_(2))-log a(SiO_(2))]相图。结果表明,随着约束条件的变化,该体系所包含的两个不同一级多体系(由一个无变度组合加上一相所形成的子体系)的相图先后经历了构型转变;在每次转变中,同一个一级多体系中每条单变度线上的两个无变度点都会同时经历彼此靠近、重合于一点、再沿原来方向彼此远离的过程。因此,原来相对稳定的无变度点在新的条件下全部同时变为介稳,而原来介稳的无变度点在新的条件下全部同时变为相对稳定的点,其中每一构型中稳定部分与介稳部分的关系是互补的。因此,整个一级多体系的拓扑构型(包含稳定和介稳部分)呈现镜像对称。对于受约束条件下的多相、多组分体系,这种构型转变现象比较常见。它伴随着一系列相组合和反应的突变,因而可以影响相关地质过程的演化途径;而构型转变的条件可用来确定相组合突变所需要的条件变量的范围,其计算只涉及一级多体系(而不是整个体系)中的相。需要注意的是,在一级多体系中,某个“相对”稳定的无变度点在其它一级多体系中可能会变为介稳点。因此,一级多体系中“相对”稳定的无变度点在高级多体系中可能只有一部分依旧能够保持稳定。另外,受约束条件的变化常会导致新相的产生或已有相的消失,从而使得原有的一级多体系可能还未来得及发生相图构型转变就已经转变为一个新的体系。这种情况会大幅度地减少原有的一级多体系相图构型发生转变的机会。本文利用相图的拓扑分析理论对上述现象做了很好的热力学分析和解释。

火山口湖温室气体释放规模研究

火山口湖是地球上最为壮观的自然地貌之一。作为连接地表系统和地球深部岩浆-水热系统的纽带,火山口湖是探索火山系统内部地质作用的重要窗口,也是地球深部碳循环的重要环节。本研究在全球火山湖温室气体排放研究的基础上,对火山口湖、玛珥湖和火山-构造有关的湖泊CO_(2)排放数据进行了甄别与梳理,对火山口湖和玛珥湖温室气体释放特征进行了初步探讨;同时,以我国长白山天池火山口湖为例,初步估算了天池火山口湖温室气体的释放规模,并就火山口湖温室气体释放研究进行了展望。初步研究结果表明,火山口湖的CO_(2)释放规模和释放速率整体上高于玛珥湖和火山-构造湖。火山口湖CO_(2)释放规模明显受火山活动的影响,对火山活动具有较高的灵敏度,是不可忽视的CO_(2)重要来源。作为我国典型的火山口湖,长白山天池通过水-气界面扩散向大气中输送的CO_(2)规模为3.44×10^(4)t/a,大量CO_(2)溶解于湖水中,湖水中溶解的CO_(2)规模为1.96×10^(5)t。结合以往研究,初步估算整个长白山天池火山区通过湿脱气系统向大气中释放的CO_(2)约占整个火山区CO_(2)释放总量的28%。虽然本研究仅对我国长白山天池火山口湖温室气体排放规模进行了初步估算,但是随着研究程度的不断深入、调查范围的不断扩大,火山口湖温室气体排放规模将会越来越精细,火山区温室气体碳排放研究也会越来越系统,火山区碳循环的路径也将会越来越清晰。