山东省微山县郗山稀土矿床成矿年代学新进展

山东省微山县郗山稀土矿床位于华北板块东南缘,是一个以轻稀土为主的岩浆热液型稀土矿床,目前为我国第三大轻稀土矿床,对其成矿年龄还存在争议。为此,以郗山稀土矿最新勘探钻孔矿石样品为研究对象,通过野外调查、矿物学和年代学研究,采用氟碳铈矿Th-Pb同位素定年精确厘定了郗山稀土矿的成矿年代。5件氟碳铈矿Th-Pb同位素定年结果表明,郗山稀土矿床成矿时代可分为2期:早期为(125.5±0.5)~(122.2±0.5)Ma,晚期为(112.3±0.6)Ma,其中早期年龄与前人得出的矿床成矿年龄基本一致,而晚期成矿年龄则是首次报道,表明郗山稀土矿床可能存在2期成矿活动,值得关注并开展进一步工作。

鲁西地区稀土矿床成矿系列划分与找矿新突破

鲁西地区是我国重要的稀土基地,目前已发现并评价了4个稀土矿(床)点:微山县郗山特大型稀土矿、枣庄薛城关帝庙稀土矿点、兰陵龙宝山中型稀土矿、淄博—莱芜地区稀土矿点。根据近年来的研究成果,厘定出与燕山晚期岩浆有关的与构造-岩浆作用有关的稀土矿床成矿系列。根据稀土矿形成依存的构造-岩浆条件,该矿床系列形成于整个中生代,贯穿于燕山晚期,初步分为一个稀土矿成矿亚系列:与构造-岩浆及岩浆热液有关的成矿亚系列,成矿年龄110~(134.9±1.8)Ma。通过选取郗山稀土矿和胡家庄稀土矿进行同位素研究,郗山稀土矿方解石及矿体中δ^(18)O_(V-SMOW)为8.2‰~9.1‰,δ^(13)C_(V-PDB)为–7.5‰~–7.1‰,成矿物质与碱性岩浆最初可能来源于上地幔;胡家庄含稀土碳酸岩C同位素显示有幔源特征,O同位素落入海相碳酸岩和幔源碳酸岩之间,显示有海相碳酸岩特征,因此推测,方解石矿物经历过后期改造成为次生矿物,为成矿热液与围岩进行水岩反应混合后的结果,二者成矿物质来源具有幔源特征,成矿物质来源相似。根据成矿系列理论,在郗山稀土矿开展系统找矿工作,以寻找中生代郗山碱性杂岩体为找矿目标,提交特大型稀土矿床1处,取得了重大找矿突破,证实了鲁西地区具有较好的找矿前景。

山东省微山县郗山稀土矿同位素年代学、岩石地球化学及其成因

山东省微山县郗山稀土矿床位于鲁西隆起区的西南部,属硬岩型超大型轻稀土矿床。前人研究发现稀土成矿与郗山碱性杂岩体关系密切,岩体成因、侵位时间以及矿床形成时代仍是需要关注的科学问题。本文对郗山碱性杂岩体进行了岩石学、年代学、主微量元素及同位素地球化学研究,岩体中石英正长岩的锆石U-Pb年龄为119.9±0.9 Ma,辉钼矿Re-Os同位素年龄为120.0±1.8 Ma,表明成岩成矿均为早白垩世岩浆作用产物。郗山碱性杂岩体具有富碱、贫镁的特征,为碱性岩系列;稀土元素总量较高,整体呈轻稀土强烈富集右倾模式;微量元素以富集Ba、Th、U和Nd,亏损Nb、Ta、Zr和Hf为特征;全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.70636-0.71168,ε_(Nd)(t)值为-8.82--9.70,锆石ε_(Hf)(t)值为-6.75--12.22,显示其岩浆源区具有EMⅠ富集地幔特征。综上,郗山稀土矿成岩成矿作用可能形成于伸展型构造背景,与早白垩世华北克拉通岩石圈破坏与减薄导致的富集地幔上涌关系密切。

鲁西微山稀土矿床同位素特征及成矿物质来源指示

近年来,鲁西微山稀土矿找矿取得重要进展,特别是在钻孔岩心中发现新的矿石类型-细脉浸染状矿石。该类型矿石赋存于碱性杂岩体中,不同于以往的脉状碳酸盐-硫酸盐矿石。此类矿石的成因机制,特别是物质来源,尚不明确。为解决上述问题,本次研究对钻孔岩心中的细脉浸染状矿石开展了详细的方解石C-O同位素、硫化物和硫酸盐S同位素以及辉钼矿Re-Os同位素分析。分析结果显示,方解石的δ13CV-PDB值为-6.4‰~-7.6‰,δ18OV-PDB值为-19.6‰~-20.1‰(转换为δ18OV-SMOW值为10.1‰~10.7‰),硫化物的δ34SV-CDT值为-5.2‰~-7.0‰,硫酸盐的δ34SV-CDT值为δ34SV-CDT为4.1‰~7.3‰,均具有幔源特征。辉钼矿中Re含量为28.86×10-6,Os含量为0.03×10-9,显示壳幔混合特点。上述同位素特征表明成矿过程中具有幔源物质参与,且与矿区碱性杂岩体物质来源一致,暗示成矿流体可能来自幔源碱性岩浆分异。

胶东地区招平断裂带南段构造地球化学特征及找矿方向

胶东是我国最大的金矿集区,已探明金资源储量5000余吨。招平断裂带是胶东地区重要的控矿断裂,通常将其分为北、中、南三段,其中北段、中段目前都赋存大型-特大型金矿床,而南段仅有几个小型矿床。为揭示该断裂带的关键控矿因素,评估其南段成矿潜力,本文以招平断裂带南段为研究对象,通过元素相关性和聚类分析,确定成矿元素共生组合,进而圈定成矿有利地段。结果显示:Au、Bi、Pb、Ag等元素在绢英岩化碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩中明显富集;糜棱岩中各元素含量与围岩大致相当,富集不明显。相关性分析和聚类分析显示,Au与Bi、Ag、Hg聚为一类,相关性好,是成矿的指示元素。与北段、中段相比,南段糜棱岩和构造片岩发育,南段由南向北韧性变形作用变弱,而脆性破碎逐渐变强。金矿的形成与脆性碎裂关系密切,韧性变形不利于金矿的形成。研究认为南段的北端、南端成矿条件好,具有较好的找矿潜力,而中端不利于成矿,找矿前景不大。

胶东艾山岩体二长花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征研究

胶东地区大规模金成矿作用发生于125~110 Ma,与金成矿作用同期的早白垩世晚期艾山岩体出露于华北克拉通东缘,由深成相的石英闪长岩-似斑状二长花岗岩类及浅成相的闪长玢岩、花岗斑岩等组成,岩体发育岩浆暗色包体。对艾山二长花岗岩开展了岩相学、岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS年代学和Lu-Hf同位素测试和研究,探讨了该岩体的岩石类型、形成时代、岩浆源区与岩石成因。艾山岩体锆石U-Pb年龄为(115±1)Ma,Na_(2)O>3.47,A/CNK<1.35,高Y含量(8.2×10^(-6)~210.5×10^(-6)),低Sr/Y比值(19.5~67.3),具有明显的稀土元素分馏(LREE/HREE=28.43~34.72,(La/Yb)_(N)=46.38~56.74),负铕异常(δEu=0.75~0.83),为一套准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性岩系,显示出I型花岗岩的特征。艾山二长花岗岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-19.7~-16.0,对应的Hf二阶段模式年龄T_(DM2)为2.18~2.42 Ga。根据岩石学、地球化学和Lu-Hf同位素特征,并结合前人的研究成果,认为艾山二长花岗岩是壳源酸性岩浆与幔源中基性岩浆混合而成,壳源岩浆源区主要为古元古代、新太古代陆壳物质。

胶东蓬莱黑岚沟金矿床黄铁矿微区地球化学特征及对成矿流体的启示

胶东地区是中国最大的金矿集区,金矿成因类型一直存在较大争议。黑岚沟金矿床是胶东蓬莱地区最大的金矿床,曾以产出“明金”而闻名胶东。采用LA-ICP-MS方法分析黑岚沟金矿各成矿阶段黄铁矿中微量元素的组成、变化趋势及相关性,探讨了Au的富集沉淀过程。通过野外地质调查,结合矿相学和背散射图像观察,将主成矿阶段(S1~S3)的黄铁矿(Py1~Py3)进一步划分为6个亚类;通过微量元素分析发现,研究区黄铁矿As含量高,为富砷黄铁矿,从早到晚,黄铁矿中Cu、As、Ag、Au、Zn、Co、Ni、Pb、Sb、Bi等微量元素变化趋势不一致,As与Au在各阶段均呈现极强的正相关性,Cu-Zn、Ag-Sb等多对元素具有高的正相关性,Pb与Bi在Py1-1、Py2-1和Py2-2三个黄铁矿亚类中也具有较高的正相关性,大部分黄铁矿亚类中Co与Ni存在正相关关系,Co/Ni元素含量比值为1.1~3.3,说明黄铁矿主要为岩浆热液成因。黑岚沟金矿成矿流体是富Au-As流体,S1阶段与S3阶段微量元素相对富集,说明成矿流体活动持续时间较长,具有脉动式活动的特点,金由多次活动的富Au-As流体多次沉淀成矿。

山东昌邑-安丘铁成矿带BIF铁矿地球化学及矿床成因

昌邑-安丘地区位于华北板块东缘的胶北隆起西南部,BIF铁矿赋存于古元古代粉子山群变质岩中。以昌邑-安丘地区BIF铁矿为关注点,通过矿床地质、地球化学研究,揭示昌邑-安丘地区古元古代BIF铁矿的地质特征,探讨其矿床成因和成矿物质来源。该区矿体呈透镜状、似层状,以角闪磁铁石英岩为主要矿石类型,变质程度为绿片岩相-低角闪岩相。铁矿石富含SiO_(2)(36.27%~46.83%)和TFe_(2)O_(3)(38.92%~55.35%),SiO_(2)+TFe_(2)O_(3)变化于83.57%~95.60%(平均91.34%),含较高Al2O3(平均2.13%)、TiO2(平均0.12%);富含Th、Hf等高场强元素。根据矿石及围岩含较多铁铝榴石等富铝矿物以及ACFM图解的特征,可以判断原岩成分为胶体化学沉积但有较多碎屑或泥质物质加入。与PAAS相比,轻稀土元素亏损、高Y/Ho值以及La和Y正异常表明铁矿沉淀于海相环境,而高的SiO_(2)/Al2O3、Ti/V值,高Cr、Co、Ni和Zn含量以及Eu正异常等显著特征,均表明成矿物质来源于火山热液和海水的混合溶液。CaO/(CaO+MgO)值(平均0.49)较低、Eu/Eu∗值(平均1.74)<1.8,比Algoma型铁矿小,推测昌邑-安丘地区BIF铁矿可能形成于远离扩张洋中脊或者火山喷口的位置,并且在形成过程中的高温热液对成矿物质的贡献较少,可能属于Superior型铁矿。与华北克拉通太古宙BIF相比,昌邑-安丘地区铁矿是有较多陆源碎屑物质参与的条带状铁矿床。

拉萨地块西部亚热地区林子宗群火山岩地球化学特征及其构造意义

广泛分布于拉萨地块南部的林子宗群火山岩被普遍认为是新特提斯洋北向俯冲消减结束并由同碰撞向后碰撞构造背景转化过程中的岩浆作用产物,记录了从新特提斯洋俯冲结束到印度欧亚大陆碰撞后碰撞的丰富信息。本文对采集于拉萨地块西部亚热地区的林子宗群火山岩样品进行了年代学和岩石地球化学研究,结果显示:林子宗群火山岩为一套钾玄质系列的流纹岩,该岩石具有高硅(w(SiO2)=73.90%~74.03%)、高钾(w(K2O)=6.15%~6.28%)、高钾钠比(w(K2O)/w(Na2O)=2.14~2.65),富集K、Rb、Th、U、Hf等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素,具有明显的Eu负异常;林子宗群火山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为50.1 Ma±0.3 Ma—51.3 Ma±0.4 Ma之间;结合前人研究,笔者认为亚热地区林子宗群火山岩为形成于印度欧亚大陆同碰撞背景下的大陆地壳部分熔融的产物。

桂东南早白垩世晚期火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

桂东南地区晚中生代岩浆活动广泛发育,其形成构造背景以及动力学机制仍存在争议.本文对桂东南新州塘、大业地区火山岩进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.结果显示新州塘、大业火山岩主体分别为安山岩和英安岩,锆石U-Pb年龄分别为98.5~100.5 Ma、99.2 Ma,均形成于早白垩世晚期.两者均具有低TiO_(2)(平均值<1%)、高Al_(2)O_(3)(平均值>15%)的特点,属于高钾钙碱性-钾玄系列,均富集LILE、亏损HFSE,在稀土元素配分模式上均表现为轻稀土富集右倾型,无明显的Eu异常.新州塘样品与大业样品相比具有较低的SiO_(2)含量、更高的Mg#值以及更高的Cr、Ni的含量,属于高镁安山岩.Sr-Nd-Hf同位素结果显示新州塘安山岩样品相对大业英安岩样品具有更加亏损的特征ε_(Nd)(t)值(分别为-6.26~-7.11、-9.35~-9.37)和ε_(Hf)(t)值(分别为-6.47~-8.95、-8.70~-14.08).综上所述,桂东南地区新州塘高镁安山岩应该是由富集地幔部分熔融形成,而大业英安岩是同期古元古代地壳物质部分熔融所形成,它们的形成与晚中生代华南大陆的拉张伸展构造密切相关.