大兴安岭南段小孤山锡锌矿床锡石U-Pb年龄、流体包裹体和H-O-S-Pb同位素特征

毛登-小孤山地区是大兴安岭南段锡多金属成矿带代表性矿区,由小孤山锡锌矿床和毛登锡钼铋多金属矿床组成。小孤山矿床锡石U-Pb Tera-Wasserburg谐和年龄为134.8±1.9Ma,表明其形成于早白垩世。该矿床成矿过程可划分为4个阶段:锡石-黄铁矿-石英-电气石阶段(Ⅰ阶段)、锡石-黄铜矿-闪锌矿-石英-萤石阶段(Ⅱ阶段)、闪锌矿-方铅矿-石英-萤石阶段(Ⅲ阶段)、黄铁矿-石英-方解石阶段(Ⅳ阶段)。小孤山矿床主要发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG型)及含子矿物包裹体(S型)。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ阶段均发育WL、WG和S型包裹体,Ⅳ阶段仅出现WL型包裹体。从Ⅰ至Ⅳ阶段流体包裹体均一温度/盐度分别为420-443℃/8.3%-52.0%NaCleqv、286-379℃/4.0%-40.2%NaCleqv、214-299℃/3.8%-36.1%NaCleqv、178-195℃/2.1%-3.3%NaCleqv,表明从早阶段到晚阶段成矿流体由高温高盐度向低温低盐度转化,且前三个阶段流体盐度波动大,暗示成矿流体发生了多次沸腾。矿床的δ18O水介于-2.6‰-11.0‰,δD介于-107‰--91‰,Ⅰ和Ⅱ阶段的成矿流体以岩浆水为主,Ⅲ阶段开始有大气降水的加入。硫化物的δ34SCDT值介于-3.3‰--0.6‰,206Pb/204Pb介于17.772-18.427,207Pb/204Pb介于15.482-15.679,208Pb/204Pb介于37.668-38.622,表明成矿物质来源于早白垩世花岗质岩浆。流体沸腾和降温是矿质沉淀的两种主要机制。

维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床铌铁矿族矿物特征及其对岩浆-热液演化的指示

大兴安岭南段维拉斯托大型稀有金属-锡多金属矿床的成矿岩体从深部的中粒花岗岩向上逐渐过渡为斑状细粒碱长花岗岩,记录了岩浆演化的不同阶段。为查明铌铁矿族矿物成分、结构变化及其与岩浆演化过程的耦合关系,文章对采自不同深度的3种类型花岗岩(中粒花岗岩、石英斑晶不具雪球结构的斑状细粒富云母碱长花岗岩和具雪球结构的斑状细粒碱长花岗岩)中的铌铁矿族矿物进行了详细的电子探针成分分析和元素面扫工作。维拉斯托矿床铌铁矿族矿物主要为铌铁矿,发育渐变环带结构,从核部到边部Ta含量增加,且斑状细粒富云母碱长花岗岩和斑状细粒碱长花岗岩铌铁矿族矿物边部的铌铁矿、铌锰矿相较于幔部和核部的铌铁矿,其Ta含量具有明显的组分间隔;铌铁矿族矿物Mn/(Fe+Mn)原子比具有多种演化趋势,与分离结晶的矿物相和流体交代作用有关。中粒花岗岩和斑状细粒富云母碱长花岗岩中的铌铁矿结晶于岩浆阶段,斑状细粒碱长花岗岩中的铌铁矿族矿物结晶于岩浆-热液过渡阶段。其中,斑状细粒富云母碱长花岗岩铌铁矿边部Ta含量增加与铁锂云母的分离结晶作用有关,斑状细粒碱长花岗斑岩铌铁矿族矿物边部Ta含量的突变与岩浆-热液过渡阶段的水硅酸盐液体中Ta溶解度的增加有关。斑状细粒碱长花岗岩石英斑晶中共生的熔体包裹体和流体包裹体表明,石英斑晶的雪球结构形成于熔-流体共存的岩浆-热液过渡阶段,出溶的富钨流体交代铌铁矿族矿物在其边部形成富铌钽的黑钨矿,并导致边部铌铁矿族矿物中的Mn含量增加。铌铁矿族矿物结构和成分的连续变化可以用来示踪岩浆-热液演化过程。

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94^-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1^-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3^-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。

华北地块中部早白垩世富碱侵入岩的成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素制约

本文对华北地块中部早白垩世富碱侵入岩:山西的二峰山霓辉二长岩、塔儿山二长闪长斑岩、狐偃山石英二长岩、万荣石英二长闪长岩和河南的黄龙垴霓辉正长岩、水冶霓霞正长岩、东冶角闪闪长岩进行了岩石地球化学和Sr-Nd同位素分析以及4个侵入岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素的测试。结果表明,二峰山、狐偃山、万荣和黄龙垴侵入岩中锆石有两种,多数为自形-半自形晶、内部结构均匀、发育震荡环带和条纹状吸收以及具有相对高Th/U比值(0.13~4.40)的岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄分别为130±1Ma、130±3Ma、127±1Ma和127±2Ma,即富碱侵入岩形成于早白垩世;少量为继承锆石,发育核-边结构,核部呈浑圆状和弱的震荡环带,给出了三叠纪(207~226Ma)和古元古代-新太古代(1791Ma、1979Ma、2088Ma、2370Ma和2559Ma)的年龄;岩石的SiO 2=55.33%~65.00%、MgO=0.21%~7.66%、Mg#=19~62、(Na2O+K2O)=5.89%~14.38%,属于弱碱性-过碱性岩石;富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,具有明显的Pb正异常和弱的Eu异常;其87Sr/86Sr初始值多数介于0.7049~0.7062之间,εNd(t)值变化于-20.1^-13.3之间,岩浆锆石的Hf同位素组成为εHf(t)=-28.9^-17.4。上述结果结合符山高镁闪长岩及其中地幔橄榄岩包体的研究暗示,华北地块中部早白垩世富碱侵入岩起源于受拆沉陆壳物质熔融的熔体改造的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,其形成于古太平洋板块西向俯冲动力学背景下的岩石圈伸展环境。

徐淮地区早白垩世丰山和蔡山高镁埃达克质岩:拆沉下地壳熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应

徐淮地区丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩的岩石地球化学、Sr-Nd-Hf同位素和石榴石的矿物化学研究对探讨华北克拉通东南缘早白垩世高镁埃达克质岩的岩石成因和构造演化具有重要意义。结果表明,丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩具高SiO_2(60.98%～67.88%)、富Al_2O_3(14.37%～15.04%)以及高的Na_2O/K_2O比值(1.58～2.24)和Mg~#值(57～66)的特征;富集LILE(Rb、Ba、Sr)和LREE,亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)和HREE,具有Pb正异常和弱的Eu异常;结合高的Sr含量(579×10^(-6)～778×10^(-6))以及Sr/Y(33～69)和(La/Yb)_N比值(8.63～13.7),低的Y(10.5×10^(-6)～17.8×10^(-6))和Yb含量(0.74×10^(-6)～1.17×10^(-6)),暗示它们属于高镁埃达克质岩。丰山和蔡山埃达克质岩石的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值介于0.7079～0.7086之间,ε_(Nd)(t)值变化于-10.77～-7.18之间,t_(DM2)=1504～1793Ma;岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值为-14.2～-5.3,t_(DM2)=2101～2898Ma。徐淮地区早白垩世利国、班井、夹沟高镁埃达克质岩石中岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值分别介于-13.4～-7.0、-13.4～-7.9和-15.9～-4.5之间,它们的t_(DM2)分别变化于2248～2825Ma、2331～2824Ma和2030～3048Ma之间。徐淮地区丰山和蔡山高镁埃达克质岩的Sr-Nd-Hf同位素组成和丰山花岗闪长斑岩中铁铝榴石残留晶的存在,结合它们高的Pb同位素组成和继承锆石U-Pb年代学暗示,丰山和蔡山高镁埃达克质岩浆主要起源于俯冲断离的扬子克拉通石榴辉石岩相下地壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应,同时有拆沉的华北克拉通基底物质的参与,形成于华北克拉通东部岩石圈减薄的伸展构造背景。

胶莱盆地早白垩世瓦屋夼组砂岩中碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成及其构造意义

本文报道了胶莱盆地莱阳群最底部瓦屋夼组长石石英砂岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析结果，进而约束了瓦屋夼组砂岩的沉积时代和物源及其构造意义。碎屑锆石多数呈自形–半自形晶，发育岩浆生长环带，暗示它们为岩浆成因；少数晚三叠世锆石呈均匀无结构的阴极发光特点，缺乏岩浆环带，暗示它们为变质锆石。82个谐和年龄的峰值分别为129 Ma、158 Ma、224 Ma、253 Ma、461 Ma、724 Ma、1851 Ma和2456 Ma。上述定年结果结合原位Hf同位素分析表明：（1）瓦屋夼组的沉积时代为早白垩世（129~106 Ma）；（2）1851 Ma、2456 Ma年龄的锆石主要来源于华北克拉通前寒武纪基底岩石；新元古代（729~721 Ma）岩浆锆石和晚三叠世（226~216 Ma）变质锆石来源于苏鲁造山带；晚古生代锆石记录了华北克拉通北缘同时代的岩浆事件；晚三叠世（231~223 Ma）岩浆锆石和158~129 Ma锆石则与胶北、胶东同时期的岩浆事件相对应；（3）胶莱盆地与合肥盆地具有不同的沉积时代和物源属性；（4）瓦屋夼组中苏鲁造山带物源的存在，暗示苏鲁高压–超高压变质岩石至少在早白垩世时期已经出露地表。

鲁西早白垩世岩石圈地幔的属性:大昆仑辉长岩和辉绿岩年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

大昆仑辉长岩和辉绿岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、锆石Hf同位素和全岩地球化学及全岩Sr-Nd-Pb同位素的研究为探讨鲁西地区早白垩世岩石圈地幔的属性提供了制约。结果表明,大昆仑辉长岩中少量锆石和辉绿岩中锆石发育条痕状吸收,具有相对高的Th/U比值(0.11~3.12),暗示它们均为岩浆成因,辉长岩中多数为岩浆成因的捕获锆石。辉长岩和辉绿岩中岩浆锆石的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为132±3Ma和112±1Ma;辉长岩中捕获锆石的谐和年龄主要介于2469~1752Ma之间,暗示古老地壳物质的存在。辉长岩和辉绿岩整体具有低Si O_2(49.08%~52.61%)、高MgO(4.52%~9.67%)、Na_2O含量(2.58%~3.49%)以及高Mg~#值(45~65)特征;富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)、贫重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Zr和Hf),其(La/Yb)_N=8.98~10.2,Eu负异常不明显(δEu=0.83~0.93)。辉长岩的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值变化于0.7046~0.7060之间,ε_(Nd)(t)值介于-16.71^-15.54之间,^(206)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Pb/^(204)Pb初始比值分别为16.596~16.776、15.255~15.290和36.328~36.648。辉绿岩中岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值介于-12.0^-2.5之间。上述结果表明,大昆仑辉长岩和辉绿岩形成于早白垩世,与华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄的峰期时间一致;起源于受华北克拉通古老下地壳物质改造的富集岩石圈地幔的部分熔融,形成于岩石圈减薄的伸展构造背景。

南祁连北缘东段早志留世刚察大寺花岗岩的成因——锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和岩石地球化学制约

南祁连北缘东段刚察大寺花岗岩的形成时代和成因一直存在争议。本文对其进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,进而约束其岩石成因和形成的构造背景。结果表明,刚察大寺花岗岩主要由花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成;花岗闪长岩中锆石自形程度较好,阴极发光图像显示振荡生长环带,具有较高的Th/U比值（0.27-0.91）,表明其为岩浆成因;最小一组岩浆锆石的^206Pb/^238U加权平均年龄为（435±4）Ma,即岩体形成于早志留世;花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩具有类似的地球化学属性,主量元素具有高硅、富碱、富铝和贫镁的特征,其Si O2=65.52%-74.23%、（K2O＋Na2O）=6.95%-8.24%、Al2O3=12.33%-15.26%、Mg O=0.31%-1.32%,A/CNK介于0.85-1.05之间,为准铝质-弱过铝质的亚碱性系列岩石;整体富集轻稀土元素和大离子亲石元素（Rb、Ba、K）、亏损重稀土元素和高场强元素（Nb、Ta）,具有Eu的负异常（δEu=0.51-0.80）和Sr、P、Ti的明显亏损。南祁连北缘东段刚察大寺花岗岩为I型花岗岩,起源于高温低压条件下中、上地壳物质的部分熔融,结合区域构造演化暗示,刚察大寺早志留世花岗岩形成于活动大陆边缘的构造背景。

南祁连北缘东段晚奥陶世构造演化:多藏角闪辉长岩U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学证据

为约束多藏角闪辉长岩的岩石成因和南祁连北缘东段晚奥陶世的构造演化,对多藏角闪辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学分析。结果表明,角闪辉长岩中锆石具条痕状吸收和高的Th/U比值(0.37~1.16),暗示其岩浆成因。岩浆锆石的206Pb/238 U定年结果为(444±3)Ma,表明多藏角闪辉长岩形成于晚奥陶世,两组捕获锆石的年龄为520 Ma和484 Ma,代表早期的岩浆事件。多藏岩体具相对低的SiO_2含量(51.68%~55.66%)和高的MgO(4.48%~7.37%)、TiO_2(1.01%~1.24%)、FeO^T(7.99%~8.72%)含量以及高的Mg#值(53~63);LREEs相对富集、HREEs相对亏损,(La/Yb)N=4.03~7.89,具有弱的Eu异常(δEu=0.78~1.16),富集LILEs(Rb、Ba、K)、亏损HFSEs(Nb、Ta),具Sr、P、Ti元素的亏损。结合矿物化学分析表明,南祁连北缘东段多藏角闪辉长岩起源于受俯冲流体交代的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,形成于洋-洋汇聚向洋-陆碰撞转换背景下俯冲大洋板片断离后的伸展构造环境。

华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造:登封地区五指岭组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素制约

对登封地区嵩山群五指岭组二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析,为探讨华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造提供了制约。结果显示,碎屑锆石多数呈自形–半自形,发育振荡生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.07~1.87),暗示它们多数为岩浆成因。二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石具有类似的年龄和Hf同位素组成,它们的207Pb/206Pb谐和年龄分别介于2879~2027 Ma和3346~1903 Ma之间,峰期年龄分别为2524 Ma和2528 Ma。~2.5 Ga锆石的εHf(t)值多数为正值,介于+0.10^+9.22之间,tDM2C变化于3028~2453 Ma之间,4颗碎屑锆石的εHf(t)值为负值,变化于-1.68^-0.03之间,tDM2C介于3132~3032 Ma之间。根据上述结果并结合相邻地区的相关研究资料,表明嵩山群沉积于古元古代晚期,五指岭组中碎屑锆石的物源主要为华北克拉通南缘~2.5 Ga具有新生地壳属性的结晶基底物质。华北克拉通南缘存在中–新太古代时期的地壳生长,同时发育中太古代古老地壳物质的再造。

鲁西下常庄中三叠世磁铁角闪岩的岩石地球化学和Sr-Nd同位素:对岩石成因和构造背景的制约

下常庄中三叠世(242Ma)磁铁角闪岩的岩相学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素的研究结果表明,下常庄磁铁角闪岩主要由角闪石(40%~45%)、磁铁矿(35%~45%)和斜长石(10%~15%)及少量的单斜辉石(1%~3%)组成;具低的SiO_2(24.25%~38.40%)、K_2O(0.02%~1.09%)和Na_2O(0.16%~1.68%)含量,较高的MgO(6.86%~11.81%)、Fe_2O_3~T(21.69%~36.62%)和TiO_2(7.37%~13.46%)含量;轻稀土元素(LREE)相对富集、重稀土元素(HREE)相对亏损(∑LREE/∑HREE=7.09~8.97、(La/Yb)_N=10.67~16.62),无明显的Eu异常(δEu=0.83~1.01);富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)不亏损,具Pb和Ti的正异常;全岩^(87)Sr/^(86)Sr初始比值介于0.702 645~0.706 534之间,ε_(Nd)(t)值变化于-7.51^-12.59之间,T_(DM1)=2 374~2 413 Ma。上述结果暗示,下常庄磁铁角闪岩的原岩可能为角闪辉长岩,起源于受下地壳物质混染的华北地块富集岩石圈地幔的部分熔融。下常庄中三叠世磁铁角闪岩原岩的形成时代与大别—苏鲁高压-超高压变质的峰期时间一致,暗示它们可能形成于中生代早期洋壳俯冲-消减向陆-陆碰撞造山转换的构造背景。

非洲地区固体矿产勘查形势及其对中国“走出去”战略的影响

过去十年,非洲作为全球矿产勘查开发投资的热点地区之一,其固体矿产勘查投资变化通常表现出较强的抗周期性,体现了非洲地区的资源潜力对矿业投资者的吸引力。在响应国家鼓励国内企业进行更多海外投资的“走出去”战略的背景下,大量中资矿业企业参与了非洲固体矿产资源开发“浪潮”。但受限于国内学者和业内关于非洲固体矿产勘查形势研究的匮乏,大大限制了国内矿业投资者的热情。为此,本文系统梳理了非洲地区过去十年的勘查投入情况,总结新发现的重大矿床,分析目前的勘查形势对矿业投资的影响,旨在为中资矿业企业在非洲的投资活动提供参考。研究结果表明,过去十年,受非洲“资源民族主义”倾向抬头和世界经济形势的影响,非洲的勘查形势出现较大变化;勘查投入持续减少,逐渐集中于成熟优质项目和政治稳定的国家;但热点地区和热点矿种仍吸引着矿业公司进入高风险的国家开展矿业活动;勘查目标矿种主要为金矿和贱金属。据此,本文建议国内矿业投资者在非洲地区选择区域优势矿产资源进行投资,并做好充分的市场调查和分析,创新合作方式,积极响应国家“走出去”战略,参与全球资源重组,谋求建立长期稳定的海外矿产资源供应基地。

马里矿产地质特征与开发前景研究

马里地处西非克拉通腹地,境内大量出露前寒武纪结晶基底,发育大规模的比里姆(Birimian)绿岩带。带内受到后期不连续造山事件的改造,内生金属矿产资源禀赋极好,是西非地区重要的产金岩系。国内关于马里矿产地质特征和矿业开发前景的相关研究较少。为了补充该研究领域,本文系统总结了马里的矿产资源禀赋和开发现状,对其矿业投资环境进行了重点分析研究。研究结果表明,马里区域位置和成矿地质条件优越。目前马里已探明的固体矿产资源种类10余种,其中金矿资源储量2898 t,居非洲地区前列。此外还拥有丰富的锂矿、铀矿、磷酸盐矿、铁矿等矿产资源,多数未进行系统勘查,资源潜力极大。马里的矿产资源除金矿外,其他矿产资源开发程度较低。马里的矿业投资活动活跃,主要投资矿种为金矿、锂矿、铀矿等。马里矿业投资环境整体上较好,矿业相关法律健全,政策支持力度较大,鼓励外资进入矿业领域。中资矿业企业可以重点关注马里的金、锂、铀等优势矿种,选择合适时机开展相关勘查投入,以适合自身的模式进行矿业开发合作。