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。

湘东北杨山庄金矿床流体成矿机制

杨山庄金矿床位于江南造山带中部,矿体严格受NW-NWW向断裂控制,赋存于新元古代浅变质的绢云母板岩和粉砂质板岩中,成矿期分为三个阶段:石英-毒砂-黄铁矿(少量)-自然金-白钨矿-白云石-白云母(阶段Ⅰ)、石英-毒砂-黄铁矿-自然金-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿-绢云母(阶段Ⅱ)和石英-方解石(阶段Ⅲ)。成矿Ⅰ、Ⅱ阶段流体包裹体以两相水溶液包裹体为主,含有少量的气相包裹体和含CO_2的三相包裹体,气相包裹体成分为CH_4-N_2-CO_2、N_2-CO_2和N_2。成矿温度集中在240~320℃,盐度集中在7%~9%Na Cleqv,成矿流体为中-低温、中低盐度H_2O-Na Cl-CO_2体系。在成矿Ⅰ、Ⅱ阶段,成矿流体与围岩发生交代反应,流体发生相分离,使液相CO_2含量降低,引起Au(HS)^(2-)溶解度降低,导致金发生沉淀。

内蒙古上打井斑岩型钼矿床绿泥石特征及成矿意义

内蒙古劳家沟上打井斑岩型钼矿床是近年来在西拉木伦钼矿带新发现的一个矿床,其绿泥石化蚀变与钼矿化关系具有密切的时空关系。因此,对绿泥石化学成分的分析,有助于查明该矿床成矿过程的物化条件。本文采集矿区典型绿泥石样品,通过岩矿鉴定,结合绿泥石的电子探针化学成分分析,研究其特征。分析结果显示,该矿床绿泥石以富铁种属铁镁绿泥石为主,个别为铁绿泥石,揭示其形成于还原环境;绿泥石结构的离子置换主要体现为Fe、Mg间的置换;由绿泥石温度计估算得到绿泥石的形成温度为270~344℃,平均312℃;绿泥石形成机制:一为先溶蚀,后结晶;二为先溶蚀,后迁移,最后结晶。绿泥石的成分特征在一定程度上可以反映热液流体特征,绿泥石化可作为该区钼成矿的找矿标志。

湘东北正冲金矿床成矿物质来源的S-Pb同位素示踪

长沙-平江(长-平)成矿带位于江南造山带中段,金资源储量达250余吨。该区金矿床是典型的沉积变质岩容矿的热液脉状金矿床,构造控矿特征清晰,然而巨量金来源与矿床成因尚不明确。正冲金矿床主体赋存于新元古代变质沉积岩中,矿区内同时发育少量花岗岩体,是识别不同地质体对成矿贡献的理想选择。因此,本文选取正冲金矿床,在野外宏观地质工作基础上,系统开展了成矿阶段划分与载金硫化物同位素地球化学测试等工作。正冲金矿床严格受控于NNE-NE向的长-平断裂及其次级断裂系统,矿体呈脉状,走向NW或NNE,蚀变分带不明显。正冲金矿床矿物组合简单:早阶段发育有乳白色贫矿石英与白云母;成矿主阶段为石英细脉与自然金黄铁矿毒砂-多金属硫化物-少量绿泥石;成矿晚阶段发育有石英-方解石脉。其中,黄铁矿与毒砂是矿床内自然金与不可见金重要的载体。为弱化毒砂和黄铁矿裂隙中细粒多金属硫化物对同位素地球化学结果的干扰,本次研究挑选自形、未变形的毒砂、黄铁矿颗粒测试研究。实验结果表明载金毒砂铅同位素组成208Pb/204Pb、207Pb/204Pb与206Pb/204Pb分别为37.867~38.285、15.555~15.663与17.743-18.073,略高于黄铁矿铅同位素组成37.774~38.268、15.547~15.660与17.670~18.021;毒砂δ34S变化幅度较小(-4.7‰^-0.9‰,均值为-3.0%),略高于黄铁矿δ34S值(-9.1‰^-1.1‰,均值为-4.4‰),成矿流体氧逸度约为10-30.7。正冲金矿床硫、铅同位素组成与赋矿围岩、区域内岩体和斑岩型矿床同位素特征具有较大差异,说明区内岩体与赋矿地层并不是正冲金矿床成矿物质的主要来源。金矿床成矿物质具有深源特征,可能来源于比冷家溪群地层变质程度更高、沉积位置更深的变质沉积岩。结合区域地质背景、金矿床地质-地球化学特征与成矿年代学资料,推断正冲金矿床为造山型金矿床。

江南造山带黄金洞金矿床成矿机制:矿物形成环境与金成矿物理化学条件制约

黄金洞超大型金矿床位于江南造山带中段,赋存于新元古界浅变质岩系中,受控于NNE-NE向长平断裂带,金资源储量达100吨。该矿床可由南至北分为金福、金塘、杨山庄和曲溪矿段,主要矿化类型有石英-硫化物脉型、构造角砾岩型和黄铁毒砂绢英岩型。金属矿物主要发育有自然金、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等;非金属矿物有石英、绢云母、方解石和菱铁矿等,其中金主要以自然金与不可见金形式存在。根据野外与镜下观察,金成矿作用分为Ⅰ石英-金-毒砂-黄铁矿、Ⅱ石英-金-多金属硫化物-白钨矿和Ⅲ石英-辉锑矿-绿泥石3个阶段,前二者为主要成矿阶段。曲溪矿段Ⅱ阶段毒砂相对不发育、而磁黄铁矿和自然金显著发育,绿泥石主要发育于Ⅲ阶段中,与辉锑矿及闪锌矿共生。根据不同矿段各阶段毒砂与Ⅲ阶段绿泥石成分,计算其温度、lgf(S_2)与lgf(O_2),可见Ⅰ阶段成矿温度与硫逸度高于Ⅱ阶段:杨山庄矿段两阶段成矿温度分别为300～378℃、260～300℃,lgf(S_2)分别为-11～-7.2、-11.9～-10.1;金塘两阶段成矿温度为240～311℃、245～298℃;金福Ⅱ阶段成矿温度上限为297℃;曲溪矿段成矿温度为268～368℃,Ⅱ阶段毒砂lgf(S_2)与Ⅲ阶段绿泥石lgf(O_2)分别为-13.2～-8.7、-50.9～-40.1。根据不同阶段矿物之间的相互关系及成矿温度与硫逸度演化特征,推断Ⅰ、Ⅱ成矿阶段伴随强烈的硫化作用,金以类质同象方式进入毒砂和黄铁矿中,形成不可见金;其中Ⅱ阶段由于成矿流体压力骤降,含金流体发生相分离作用,H2S等气体大量逃逸,导致成矿流体中硫含量骤降,加以硫化作用持续消耗流体中的硫,促进了含金络合物分解与自然金的沉淀。

江南造山带万古金矿床含金硫化物组构与金沉淀机制

万古金矿床位于江南造山带中部,赋存于新元古界冷家溪群浅变质岩系中,受NNE-NE向长沙-平江断裂带和近EW向九岭-清水韧性剪切带联合控制,金资源量约85t。其主要矿石类型为毒砂-黄铁绢英岩型和石英-硫化物脉型,其次为构造角砾岩型。毒砂和黄铁矿为该矿床主要的载金矿物,分布广泛。金成矿作用可分为四个阶段,I为乳白色石英-绢云母-白钨矿阶段;Ⅱ为烟灰色石英-绢云母-毒砂-黄铁矿-金阶段;Ⅲ为烟灰色石英-绢云母-黄铁矿-毒砂-多金属硫化物-金阶段;IV为乳白色石英-方解石阶段。其中,Ⅱ、Ⅲ为成矿主阶段。根据成矿主阶段毒砂电子探针分析结果,Ⅱ阶段毒砂中As的含量在42.19%~44.84%之间,均值为43.42%(n=56),Ⅲ阶段毒砂中As的含量在40.08%~43.36%之间,均值为42.08%(n=19)。通过毒砂温度计相图估算出Ⅱ、Ⅲ阶段的形成温度和硫逸度分别为364±21℃、319±22℃和10^(-9.7)~10^(-7)、10^(-11.5)~10_(-8.6)。电子探针数据揭示的载金毒砂和黄铁矿中不可见金含量分别为0.01%~0.66%和0.01%~0.11%。黄铁矿Au-As元素投点分布于金溶解度曲线两侧,说明其内金主要以纳米级颗粒和固溶体金或晶格金的形式赋存;其中Ⅱ阶段黄铁矿纳米级金颗粒占比为73.33%,多于Ⅲ阶段黄铁矿(67.80%)。以上数据说明在水岩反应过程中,围岩中的含铁矿物与成矿流体中的H;S发生反应,生成毒砂和黄铁矿。伴随着强烈的水岩反应,成矿温度和硫逸度降低,成矿Ⅱ阶段至Ⅲ阶段主要载金硫化物由毒砂转变为黄铁矿,强烈的硫化作用导致金-硫络合物失稳并释放金,金以置换的方式进入硫化物晶格或以显微-超显微金颗粒的形式沉淀,形成含金硫化物;即硫化作用是导致万古矿床不可见金沉淀的主导机制。

江南造山带西南段宰便辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义

宰便地区位于江南造山带西南段,发育有一系列新元古代镁铁质-超镁铁质火成岩。然而,其成因与构造背景仍存在广泛争议。因此,本文选择江南造山带西南段宰便辉绿岩为研究对象,系统开展岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,辉绿岩具有高Mg^(#)(50~69)、高Al_(2)O_(3)(13.94%~18.63%)、低钾(0.03%~0.33%)、低磷(0.04%~0.28%)特征,显示为低钾拉斑系列岩石特点。同时,岩石整体相对富集Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb和Y等高场强元素,Eu具有微弱负异常特征。辉绿岩的Nb/Ta、Zr/Nb比值揭示了母岩浆在岩浆侵位过程中未发生地壳混染。3件样品的锆石U-Pb年龄分别为820.7±3.0Ma、821.1±9.2Ma和823.1±9.5Ma,表明岩浆侵位时代为新元古代早期。锆石ε_(Hf)(t)值介于-13.6~7.7之间,Hf的t_(DM2)值介于1214~2547Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆可能源于富集地幔,并伴有一定的亏损地幔参与。综合前人和本次研究的地质、地球化学和年代学数据,本文认为江南造山带西南段宰便地区在新元古代早期处于板内构造环境。

地球科学花园:校园地学科普与专业教育创新平台

地球科学(地学)知识普及与专业教育是地学类与综合类院校面临的重大任务,因此,依托地球科学学科建立一批现象丰富、内容充实、实用性强、趣味性高的实践教育平台具有重要意义。本文在分析校园地学科普与专业教育概况的基础上,以澳大利亚莫纳什大学和加拿大阿尔伯塔大学地球科学花园为例,探讨校园地学科普与专业实践教育平台建设方式。指出校园地学教育在集约化利用校园空间的前提下,因地制宜建设地球科学花园、三维仿真矿井等平台与配套信息系统,将野外搬入校园,可以有效提升学生实践能力,培养高素质地学专业人才。同时,校园地学实践教育平台要发挥其地理与学科优势,大力开展地学知识普及活动,为推动全民科学素质持续提升贡献力量。

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