冀北凤山晚古生代闪长岩-花岗质岩石的成因：岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素制约

冀北风山地区侵位于前寒武纪岩石组合中的晚古生代的闪长岩一花岗质岩石，具有富Na，高Sr，低Y和重稀土元素等地球化学特征，Sr／Y在37．15～151．22之间变化，绝大多数样品均显示正Eu异常（一个样品例外），Eu^＊在0．92～1．53之间变化。LA—ICP-MS锆石U—Pb同位素测年和锆石Hf同位素分析表明闪长岩（JB6024）和二长花岗岩（样品JB6037—1）分别形成于315±2．8Ma和306．6±6Ma，即该区晚古生代存在两个岩浆作用幕。地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究揭示凤山晚古生代闪长岩是EMI型富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆与古老下地壳部分熔融形成的长英质岩浆混合作用结果，而花岗质岩石则是闪长质岩浆发生分离结晶作用的残余岩浆同化上部地壳岩石形成的。

中国不同时代典型花岗伟晶岩型锂矿特征及其对找矿预测的启示

【研究目的】花岗伟晶岩型锂矿是当今世界金属锂供给的主要矿床类型之一,为明确花岗伟晶岩型锂矿的共性,本文针对性地制定找矿预测工作方案,圈定优质找矿靶区。【研究方法】本文对中国花岗伟晶岩型锂矿的时空分布、构造背景、矿床地质、矿体特征、成矿规律和控矿因素等进行了系统对比,并对产锂花岗岩的特征进行归纳、总结。【研究结果】认为中国已发现的花岗伟晶岩型(锂辉石)锂矿主要分布于西部,东部以花岗岩型(锂云母)锂矿占优。古生代以来的后碰撞环境是中国现有伟晶岩型锂矿的主要产出背景,成矿时代可以延续到非造山构造环境,成矿元素组合绝大多数具有LCT型伟晶岩的特征,矿床数量和资源量都以印支晚期最多。产锂花岗岩一般是同期多阶段复式岩体,其演化分异程度较高。与花岗伟晶岩型锂矿关系最为密切的花岗岩颜色较浅、富含K、Na、P、F、Rb、U、Th,高氧逸度,高Rb/Sr、低Nb/Ta和Zr/Hf,其规模较大,结构构造稳定,更利于综合研究和遥感识别。【结论】在“全位成矿,缺位找矿”理念指导下,从寻找目标更大的产锂花岗岩入手,“先找矿、后优化、再填图”,有望在二级构造单元从挤压向伸展转换的“界山”花岗岩,尤其是侵入边界呈波浪状、舌状产出的外接触带,取得找矿突破。

陕西丹凤富铷伟晶岩中褐钇铌矿矿物学及地球化学特征

东秦岭的商南—丹凤地区分布着众多含稀有金属矿化的花岗伟晶岩,在该地区的富铷花岗伟晶岩中首次鉴定出褐钇铌矿,其主要产出于富石榴子石的微斜长石花岗伟晶岩中,多与石榴子石、锆石、磷钇矿、铌钽铁矿等副矿物伴生,为花岗质岩浆晚期结晶产物。电子探针分析表明,褐钇铌矿除了含有Y、Nb、REE、Ta、Ti等主要元素,还含有较高含量的放射性元素UO_(2)(>5%)和ThO_(2)(>1%);Pb、Ca和Si等元素含量低于1%,属于微量元素。所分析的褐钇铌矿属于褐钇铌矿—黄钇钽矿系列,其Nb/(Nb+Ta)值接近1;重稀土富集程度很高,属于ΣY的选择配分型矿物。由于褐钇铌矿中含有高含量的U、Th放射性元素,其可能会发生蜕晶质化,本文利用激光拉曼对褐钇铌矿的晶体结构进行分析,以探讨褐钇铌矿中高含量放射性元素对其晶体结构产生的影响。

华北克拉通北缘隆化地区S型花岗岩的独居石年龄图谱

位于华北克拉通北缘中段的隆化S型花岗岩由石榴石黑云母花岗岩、石榴石花岗岩以及片麻理化的黑云母花岗岩组成。其主体岩性石榴石黑云母花岗岩Si02和A1203含量分别为64．09％～69．6％以及14．6％～16．13％，K20／Na：O〉1．0。A／CNK〉1．0，Mg。在20．76～34．89之间变化，具有明显的Nb、Ta、P、Ti和Sr亏损以及Rb、K和Th富集。石榴石黑云母花岗岩（样品JB6031．1）采用独居石电子探针U-Th-Pb化学法进行测年，获得了2553±120Ma、2180±42Ma和1854±24Ma三个年龄峰值。一颗独居石内部成分分带上6个分析点定年结果构成2553±120Ma的峰值年龄，这一年龄与我们最新获得的2506±7Ma和2541±8Ma（继承锆石年龄）LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄相似，我们将这一独居石年龄解释为继承独居石的年龄，表明在赤城．隆化断裂以北存在太古宙陆块，并且在后期构造-热事件中发生部分熔融形成S型花岗岩。该独居石颗粒幔部成分分带上10个分析点的测年结果揭示的峰值年龄为2181±42Ma，该年龄也是出现频率最高的年龄值，我们建议2181±42Ma为S型花岗岩的结晶年龄，反映了S型花岗岩的侵位时代。独居石颗粒外部成分分带上8个分析点的测年结果构成1854±24Ma的峰值年龄，该年龄与华北克拉通中部带的变质年龄接近，我们将其解释为s型花岗岩的变质年龄，表明华北克拉通北缘的构造演化与中部带的构造演化密切相关。

阿尔泰哈龙稀有金属矿集区复式岩体与伟晶岩成因关系探讨

新疆阿尔泰哈龙矿集区是我国重要的伟晶岩型稀有金属矿产地之一,区内大面积出露哈龙复式岩体,围绕岩体分布有群库尔、佳木开、阿祖拜、卡鲁安、柯鲁木特、吉列克和库马拉等多个花岗伟晶岩密集区。野外调研和年代学研究显示,哈龙复式岩体由先后侵入的晚奥陶世(456~446Ma)、早泥盆世(407.9~392.2Ma)和早三叠世(240.1Ma)花岗岩组成,花岗伟晶岩主要形成于中晚三叠世(238.3~206.8Ma)和早侏罗世(198.3~191.6Ma),矿集区花岗岩与花岗伟晶岩具有多期多阶段成岩作用以及密切的时空关系。其中,晚奥陶世和早泥盆世花岗岩的岩石地球化学特征、176 Hf/177 Hf(t)比值和εHf(t)值均显示其形成于陆缘活动带,是俯冲作用的产物,二者的源区分别为中元古代含有古陆壳成分的新生地壳和年轻地壳(或来自亏损地幔的新生物质);早三叠世白云母花岗岩具有高硅、富碱、Eu负异常明显、Ba负异常显著,指示其岩浆演化程度较高,形成于后造山构造环境。柯鲁木特、卡鲁安和佳木开稀有金属矿化花岗伟晶岩与早三叠世白云母花岗岩均有高的176 Hf/177 Hf(t)比值和较低的εHf(t)值,相近的t DM2模式年龄,显示它们具有相似的源区,且均指向与中新元古代地层(即中新元古代含有古陆壳成分的富黏土变泥质岩)有关。花岗伟晶岩是多旋回构造事件的产物,其形成经历了以下阶段:首先是中新元古代陆缘沉积的初次富集;随后在加里东期和华力西期强烈的岩浆作用导致该地区地壳物质的活化,以及北西向深大断裂分割的块段构造格局;最后在印支期后造山构造环境挤压与拉张的交替作用下,被改造的中新元古代含泥质的变质沉积岩间断发生部分熔融并形成花岗伟晶质岩浆,其上侵到深大断裂的上盘张性断裂中就位。而被改造的源区差异可能是形成该地区不同类型花岗伟晶岩的主要因素。

冀北红旗营子杂岩的锆石、独居石年代学及地质意义

较为详细的SHRIMP、LA-ICPMS锆石U-Pb年代学和独居石电子探针Th-U-Pb化学法定年揭示,隆化-凤山地块的石英闪长质片麻岩和石榴黑云二长花岗质片麻岩分别形成于2484Ma和2180Ma,同时存在3164～2553Ma的锆石记录和约1854Ma的变质改造事件;细粒二长花岗岩形成于413Ma,独居石内核记录了约628Ma的继承年龄。凤山-丰宁地块的钾长花岗质糜棱片麻岩、角闪黑云石英闪长质片麻岩和黑云母二长花岗岩分别形成于1876Ma、1838Ma和1810Ma,其中存在2042～1904Ma的捕获锆石,遭受了1756Ma、1694Ma和313.5Ma的多期改造,其中晚古生代的构造-岩浆-变质事件的改造尤为强烈。赤城-崇礼地块的角闪黑云花岗闪长质片麻岩分别形成于2535Ma和2529～2480Ma,石榴英云闪长质片麻岩和石榴黑云斜长变粒岩分别形成于1871Ma和1841Ma,发现有约2602Ma的继承锆石,并记录了从古元古代到晚古生代多阶段的改造事件,尤其清楚地记录了343～320Ma的地质事件。结合前人的年代学资料,综合分析上述地质年代学的特征,认为红旗营子杂岩从东到西可能由不同来源的微陆块组成,这些微陆块都经历了晚古生代的构造-岩浆-变质事件,可能在古生代晚期才与华北克拉通北缘拼贴。

冀北单塔子杂岩的地质学和锆石U-Pb年代学

冀北单塔子杂岩位于华北克拉通北缘中段隆化-赤城断裂以南,主要由高角闪岩相-麻粒岩相变质的英云闪长质、奥长花岗质、花岗闪长质片麻岩(TTG岩套)和铁镁质二辉麻粒岩、辉石斜长角闪岩、石榴石斜长变粒岩、石榴石夕线石黑云母片岩及少量的大理岩等表壳岩残留体组成。详细的SHRIMP和LA-ICPMS锆石U-Pb同位素地质年代学研究表明,冀北单塔子杂岩的形成主要经历了7个演化阶段:(1)2600～2530Ma之间形成了单塔子杂岩中英云闪长质和奥长花岗质片麻岩的围岩,其中一部分铁镁质表壳岩,即铁镁质二辉麻粒岩,可能为英云闪长质—奥长花岗质岩浆的源岩;(2)2517～2505Ma主要为英云闪长质岩浆的侵位结晶阶段;(3)2494～2473Ma,奥长花岗质片麻岩侵位结晶;(4)2427～2404Ma,发生了早期麻粒岩相变形变质作用和深溶混合岩化作用,使这一杂岩经历了强烈的改造;(5)～1859Ma,铁镁质岩浆侵位,形成一些铁镁质岩株和岩脉;(6)～1834Ma到1793Ma,单塔子杂岩经历了最强烈的变质作用改造,形成了晚期麻粒岩相变质作用;(7)～1730Ma经历了强烈的流体活动,使得一些锆石发生了流体交代和改造。但是总体上单塔子杂岩没有经历～300Ma的古生代的变质作用。

中条山—吕梁山前寒武纪变质杂岩的独居石电子探针定年研究

中条山和吕梁山前寒武纪变质杂岩是华北克拉通中部带南段的重要组成部分，它们的变质作用及其相关的花岗质岩浆作用是我们全面认识华北克拉通中部带的性质与演化的关键，具有重要的科学意义。中条山前寒武纪变质杂岩两个样品的独居石电子探针Th—U-Pb化学法定年表明，永济和横岭关岩体变质二长花岗质岩石记录了两个主要峰年龄范围，分别为1884．7～1849．9Ma和1743．5～1738．8Ma前者为变质年龄，后者为流体活化的年龄。吕梁山五个样品的独居石电子探针Th—U-Pb化学法定年表明，石榴石二云母片岩和花岗质片麻岩的记录了〉1902Ma、1883．3～1865．6Ma和1731．3Ma。〉1902Ma年龄代表早期岩浆和深熔事件，1883．3～1865．6Ma代表峰期变质事件，1731．3Ma代表晚期流体活动事件。石榴石花岗岩记录了1882．8～1850．9Ma深熔岩浆事件。未变质花岗岩脉记录的1742．6Ma和石榴石二云母片岩记录的1731．1Ma为晚期岩浆-流体活动事件。综合上述独居石电子探针定年的结果，不难看出中条山-吕梁山前寒武纪变质杂岩主期变质作用发生在1885-1849Ma，并伴生有同期的S型花岗质岩浆活动，与恒山-五台山-阜平杂岩的变质变形作用同时发生，进一步证明华北克拉通中部带的拼合作用发生在古元古代晚期。

冀北太古代花岗质片麻岩的成因

冀北是华北克拉通早前寒武纪变质基底的主要出露地区之一。分布于承德-滦平和赤城-张家口地区的新太古代花岗质片麻岩主要由英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩(TTGM)组成,构成了低钾、中钾和高钾钙碱性三个岩石化学系列。二长花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素特征揭示其岩浆结晶年龄为2509±10Ma。全岩岩石化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究表明:(1)低钾钙碱性系列的岩石形成于拉班玄武质岩石的低度部分熔融;(2)中钾钙碱性系列岩石主要形成于玄武质岩石和杂砂岩的部分熔融,局部存在英云闪长质片麻岩的部分熔融;(3)高钾钙碱性系列的岩石形成于以高钾中酸性火山岩为主要成分的杂砂岩的部分熔融。结合近年来冀北早前寒武纪地质研究成果,这些太古代花岗质片麻岩全岩Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素特征揭示～2.7Ga是本区太古代地壳的主要生长期。在新太古代发生了大规模的火山喷发,火山物质形成后不久发生部分熔融形成花岗质岩浆,接着发生变质、变形作用。这些花岗质片麻岩的形成与南美洲西海岸的构造-岩浆活动特征有类似之处,可能反映了太古代末期冀北地区从活动大陆边缘地壳增生、加厚到弧后伸展转化的动力学背景。

新疆大红柳滩稀有金属矿田花岗岩与伟晶岩成因 关系探讨

西昆仑大红柳滩稀有金属矿田出露大面积的复式花岗岩体和数千条花岗伟晶岩脉,含锂和富锂伟晶岩脉分布在巴颜喀拉山群、石英闪长岩、黑云母二长花岗岩的内部以及二云母二长花岗岩和石榴子石电气石二云母二长花岗岩的边缘或者外围,围绕复式岩体存在明显的矿物组合分带特征。富锂伟晶岩与二云母二长花岗岩、石榴子石电气石二云母二长花岗岩的空间关系更加密切。野外地质特征和精确的年代学数据显示:复式岩体主要由先后侵入的片麻状石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,锆石U-Pb年龄分别为214.7~213.7 Ma,214~213 Ma和209.6~208.8 Ma;花岗伟晶岩的锡石、锆石、独居石、铌钽矿物U-Pb年龄分别为223~207.4 Ma,显示花岗伟晶岩与复式岩体具有密切的时空关系。石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩具有不同的岩石地球化学、εHf(t)值、εNd(t)值和δ7Li同位素特征,显示三者来源于不同的岩浆源区。二云母二长花岗和石榴子石电气石二云母二长花岗岩具有相似的εHf(t)值(-9.49~-4.47)和εNd(t)值(-8.64~-7.81),表明其源于下地壳物质的部分熔融;Nb/Ta比值分别为20.87~23.62和4.41~22.90,反映岩浆演化过程存在流体作用;较低的CaO/Na_(2)O(平均值0.34)、Rb/Sr(平均值2.04)和Rb/Ba(平均值0.86)指示来源于贫黏土的变质页岩;与90号脉富锂伟晶岩,509道班西(白龙山)贫锂伟晶岩具有一致的δ7Li值,指示来源于相同的源区;近矿围岩较高的δ7Li值,可能是锂同位素扩散导致。509道班西(白龙山)富锂伟晶岩的δ7Li值明显低于区内花岗岩、贫锂伟晶岩和90号脉富锂伟晶岩,可能与岩浆演化过程中熔体-流体分离、侵入后的冷却速率、扩散驱动等因素有关,岩浆演化晚期熔体-流体分离过程中P、F等挥发分元素对90号富锂伟晶岩脉的形成起关键作用。

富Nb玄武岩在冀北前寒武纪地区的发现

在冀北太古代麻粒岩带与北侧的古元古代红旗营子群之间,沿古断裂带存在一系列古洋壳残片。最近发现其中广泛存在在其它地区罕见的富Nb玄武岩,Nb含量大于7×10-6,Nb/Th+Nb/La大于0.6,为古洋壳的厘定提供了新的佐证,为早前寒武纪地质构造演化研究提供了重要信息。

太古宙陆壳增生的断陷构造盆地模式

针对太古宙有无类现代的板块构造这一问题,首先探讨了太古宙的陆核以及绿岩带的形成,认为,在弧后盆地出现之前,太古宙地壳增生与演化的主要样式更可能是非板块的。依据华北五台绿岩带和遵化绿岩带的共同特点:(1)绿岩带都位于不同年龄的两个古陆核的结合部位;(2)绿岩带底部通常都有相当厚的陆源碎屑岩,在不整合面之下可见更老基底,向上可以与火山岩连续沉积;(3)绿岩带通常形成独立完整的复向斜盆地,提出了在古陆核结合部位由断陷盆地进一步发展为太古宙绿岩带的构造模式。认为该模式存在3个主要的发展阶段,即太古宙早期古陆核形成和对接、在古陆核对接处形成断陷盆地以及在地幔柱活动影响下断陷盆地发展成为绿岩带。而这一模式作为太古宙弧后盆地开始发育之前的前板块时期大陆壳增生的主要样式仍有待更多实例的确证。

矿物成分对东秦岭灰池子复式岩体与花岗伟晶岩成因联系的约束

灰池子复式岩体是东秦岭构造带中规模最大的I型花岗岩,围绕该岩体发育大量赋存稀有金属和铀矿化的花岗伟晶岩脉,二者具有密切的时空联系。然而,灰池子岩体岩浆演化过程尚不清楚,与花岗伟晶岩的成因联系也还存在争论。本研究对灰池子岩体和其东南方向出露的黑云母正长花岗岩中黑云母和长石进行了原位成分分析,结合全岩成分讨论了岩体岩浆演化过程及其与花岗伟晶岩之间的关系。灰池子岩体黑云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩形成压力相似且黑云母离子替代方式相同,说明它们具有演化关系,但氧逸度和SiO_(2)含量依次升高,温度及FeO^(T)和MgO含量依次降低,因此黑云母二长花岗岩演化程度最低。此外,从英云闪长岩到黑云母花岗闪长岩中黑云母与碱性长石Rb、Cs含量逐渐升高而Ba含量逐渐降低,说明后者分异程度高于前者。灰池子岩体为低-中分异花岗岩,稀有金属含量较低且在岩浆演化过程中变化不大,可能不具备成为东秦岭稀有金属矿化伟晶岩母岩的条件。另一方面,黑云母正长花岗岩中黑云母离子替代方式不同于灰池子岩体,其形成温度和压力高于灰池子岩体但SiO_(2)含量低于灰池子岩体,说明二者不存在演化关系。赋存铀矿化的黑云母花岗伟晶岩与黑云母正长花岗岩黑云母离子替代方式相同,而且黑云母花岗伟晶岩具有较高氧逸度和较低形成温度,可能是黑云母正长花岗岩分异晚期的产物。

西昆仑大红柳滩黑云母二长花岗岩岩石成因:来自锆石U-Pb年龄及Li-Hf同位素的证据

大红柳滩岩体位于西昆仑造山带东段,主要由黑云母二长花岗岩、二长花岗岩及二云母花岗岩组成。笔者对大红柳滩岩体东南部的黑云母二长花岗岩进行了锆石LA ICP MS U Pb定年,测得黑云母二长花岗岩的侵位年龄分别为(214±1.8)Ma,说明大红柳滩岩体为印支晚期岩浆活动的产物。大红柳滩岩体具有高δ7 Li(0.76‰~3.25‰)和低Li(5.04×10-6~52.22×10-6)同位素地球化学特征;黑云母二长花岗岩样品的锆石εHf(t)值介于-1.86~2.16,二阶段模式年龄为1113~1368 Ma;在εHf(t)锆石U Pb年龄图解中,所有数据点均落在球粒陨石演化线附近。综合研究表明,大红柳滩岩体的原始岩浆是由地幔与中元古代地壳2个单元形成的混合岩浆。

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿床中磷铁锂矿地球化学特征及其对伟晶岩演化的指示意义

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿床近年来找矿取得了新进展。我们在该地区典型锂矿脉(90-1号)首次鉴定出磷铁锂矿,其在伟晶岩中呈树枝状、团簇状集合体分布岩脉的边缘带和中部。边缘带尤为富集磷铁锂矿,含量可达10%~15%。本文系统地开展了磷铁锂矿的岩相学和矿物学研究。利用电子探针和激光剥蚀等离子质谱测定了脉体边缘带和中间粗粒锂辉石-白云母-石英带磷铁锂矿的主微量元素含量。结果表明,磷铁锂矿除含有主要元素P、Fe、Mn及Li外,还含有较高的Mg、Ca和Zn,几乎不含高场强元素、稀土元素。综合电子探针和LA-ICP-MS分析结果,认为伟晶岩脉中部分磷铁锂矿已被氧化,成分向铁磷锂锰矿过渡。从脉体的边缘带往中间带,磷铁锂矿中Mg和Zn平均含量下降,而Mn/(Mn+Fe)比值由0.388升至0.409,显示逐渐富Mn特点,与前人关于花岗伟晶岩熔体演化过程中Fe-Mn的分离趋势一致,也与该伟晶岩脉中铌钽铁矿早期演化阶段Mn/(Mn+Fe)比值变化趋势相同;磷铁锂矿被晚期氟磷灰石部分交代,反映伟晶岩演化至热液阶段F、Ca活度增加。表明该矿物可以很好的记录伟晶岩岩浆及热液阶段的演化。

新疆西昆仑造山带康西瓦含绿柱石白云母伟晶岩的地质特征与年代学研究

新疆康西瓦-大红柳滩伟晶岩带是西昆仑造山带重要的LCT型稀有金属伟晶岩矿床密集区,其中康西瓦绿柱石白云母伟晶岩和大红柳滩锂辉石伟晶岩分别为矿带内具代表性的伟晶岩型铍矿床和锂矿床。该矿带受自然条件所限,研究程度不高。现有的对矿带中伟晶岩的研究主要针对大红柳滩岩体及大红柳滩锂矿床的地球化学及成岩成矿时代,获得的成岩成矿年龄为220～210Ma,而对于康西瓦铍矿的研究成果很少。笔者在野外地质调研的基础上,总结了康西瓦铍矿床的地质特征,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,获得康西瓦绿柱石白云母伟晶岩结晶年龄为(209±4.4)Ma,与大红柳滩锂辉石伟晶岩及大红柳滩岩体形成时代一致,反映了三者为同一期岩浆活动产物。同时康西瓦伟晶岩中锆石还记录了200Ma左右经历了一次热液活动和160Ma左右的变质作用。前人利用白云母^(40)Ar-^(39)Ar法获得康西瓦伟晶岩的年龄为185～156Ma,明显年轻于该地区岩体与伟晶岩中锆石、锡石及铌钽铁矿的U-Pb年龄,可能为康西瓦伟晶岩遭受变质作用使白云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素体系发生热扰动所致。

稀有金属伟晶岩过度冷却与侵位之关系——基于野外地质观察及年代学的思考

稀有金属伟晶岩的结晶过程是认识其成矿作用的重要方面。前人利用冷却模型所推测出的侵入变质围岩的伟晶岩冷却时间为几天至几千年,但对侵位于花岗岩中伟晶岩的结晶过程缺乏相关研究。基于此,对新疆大喀拉苏及镜儿泉地区稀有金属伟晶岩的野外地质观察及年代学研究显示,两处伟晶岩的侵位模式不同,侵位时花岗岩围岩的温度有别。大喀拉苏1号伟晶岩(年龄为(248.4±2.1)~(228.4±0.3)Ma)主要侵位于较冷花岗岩围岩(年龄为(261.4±2.1)Ma)的席理面,边缘可能出现过度冷却。最新铌钽铁矿U-Pb年代学显示,镜儿泉1号锂辉石伟晶岩形成时代为(250.8±1.0)Ma,熔体侵位于温度较高的花岗岩(年龄为(252.9±1.9)Ma)内部断层,其冷却结晶受花岗岩温度及区域地热梯度制约,冷却时间可能超过3 Ma。综上所述,过度冷却模型的适用性、铌钽铁矿U-Pb同位素体系的封闭温度都需要进一步研究,以解释同位素年龄与冷却模型所得结晶时间的显著差异。

东秦岭花岗伟晶岩中电气石地球化学特征及成矿指示意义

东秦岭地区是我国重要的花岗伟晶岩区及稀有金属成矿区。电气石在东秦岭各类花岗伟晶岩中广泛发育,通常在无矿化伟晶岩、铍矿化及锂矿化伟晶岩中呈黑色-深蓝色。本文旨在通过各类伟晶岩中电气石的对比研究揭示电气石地球化学特征对东秦岭伟晶岩矿化类型的指示作用。本文所研究电气石为作为东秦岭各类伟晶岩贯通矿物的黑电气石系列。在双峰村、碾盘及风原无矿化伟晶岩中,黑电气石生长环带发育,单偏光下呈蓝绿色-棕色,具有较高的Mg、Ti、Sc含量,较低Li、Mn、Zn含量,δ^(11)B值变化较大(约-19.00‰~-12.00‰)。街子沟富铍伟晶岩中黑电气石单偏光下呈蓝色-草绿色,Ti、V、Sc含量低于无矿化伟晶岩中黑电气石,δ^(11)B值约-16.00‰~-12.00‰。丰庄伟晶岩具弱铌钽矿化,黑电气石具有核-边结构,单偏光下呈蓝色-深蓝色,比无矿化和铍矿化伟晶岩中黑电气石含有更高Li、Zn含量,δ^(11)B值-21.92‰~-14.75‰。在蔡家沟Li矿化伟晶岩中,黑色-深蓝色电气石Li_(2)O含量达到约1.0%,成分上过渡至黑电气石-锂电气石系列,具有最高Li、Mn、Zn含量,而Mg、Ti、Sc、V含量极低,其δ^(11)B值-18.96‰~-16.89‰。硼同位素分析揭示碾盘、风原及丰庄伟晶岩中存在两类电气石,Ⅰ类电气石富重B同位素,可能为较早从伟晶岩熔体中结晶形成;而Ⅱ类电气石具有更负的δ^(11)B值,可能为伟晶岩流体出溶时由流体中晶出。流体出溶导致围岩中形成热液电气石,其δ^(11)B值与伟晶岩中Ⅱ类电气石相似,表明出溶流体与围岩的作用并未导致显著的B同位素分馏。但伟晶岩与围岩之间的作用,使得Mg、Ti、V进入伟晶岩,同时Li、B、Al进入围岩。在研究区内,从无矿化至锂矿化伟晶岩,随伟晶岩分异程度增加,岩浆成因的黑电气石中Li、Mn、Zn、F含量升高而δ^(11)B值降低,表明黑电气石的Li、Mn、Zn及F含量和B同位素组成可以有效指示伟晶岩矿化类型。

东秦岭构造带古生代花岗岩与赋矿花岗伟晶岩的成因联系

东秦岭构造带发育大量古生代花岗岩和赋存稀有金属以及铀矿床(化)的花岗伟晶岩,但二者的成因联系尚不清楚。因此,文章统计了花岗岩和花岗伟晶岩的年龄,并对比了二者全岩和矿物的元素和同位素组成,以此探讨二者之间的成因联系。年龄统计结果表明花岗岩形成于3期岩浆活动:第一期(490~500 Ma)形成了区域上最大的漂池S型花岗岩体;第二期(435~460 Ma)峰期约为450 Ma,形成了东秦岭广泛发育的二长花岗岩,为区域上最大的灰池子I型花岗岩体的主体岩性;第三期(约420 Ma)形成了分布范围和规模均较小的正长花岗岩。赋存稀有金属矿床(化)的花岗伟晶岩形成时代为380~440 Ma,而赋存铀矿床(化)的黑云母花岗伟晶岩形成时代约为420 Ma,与第三期正长花岗岩的形成时代相同。稀有金属矿化伟晶岩与漂池岩体的锆石Lu-Hf同位素组成相似,说明二者均为秦岭群部分熔融的产物,但并不存在演化关系。另一方面,相似的全岩Sr-Nd和锆石Lu-Hf同位素组成表明正长花岗岩与黑云母花岗伟晶岩具有相同的源区,而且二者具有相似的全岩微量元素组成和黑云母离子替代方式,暗示它们存在演化关系。正长花岗岩母岩浆的温度比黑云母花岗伟晶岩母岩浆高100℃,而且从正长花岗岩到黑云母花岗伟晶岩锆石中U含量升高而Ti和重稀土元素(HREE)含量降低,说明黑云母花岗伟晶岩是同时期正长花岗岩分异晚期的产物。