峨眉山大火成岩省钒钛磁铁矿矿床成因研究进展

钒钛磁铁矿矿床主要赋存于与大火成岩省相关的镁铁-超镁铁层状岩体中,虽然全球大火成岩省形成的镁铁-超镁铁层状岩体众多,但大规模的钒钛磁铁矿成矿作用并不常见。峨眉山大火成岩省内带的攀西地区赋存有数个超大型钒钛磁铁矿矿床,是全球最大的钒钛磁铁矿矿集区。钒钛磁铁矿大规模的成矿与母岩浆成分和磁铁矿的成因机制密切相关。此外,形成巨厚的钒钛磁铁矿矿层还需要高效的富集机制。本文系统总结了上述几个方面的研究进展,分析了导致钒钛磁铁矿大规模成矿的主要控制因素,指出钒钛磁铁矿矿床下一步研究值得关注的问题。

蛇绿岩豆荚状铬铁矿床研究进展与展望

赋存于蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿床是全球铬资源的主要来源之一,具有重要战略及经济价值。目前关于豆荚状铬铁矿床的成因尚存分歧。本文总结了全球豆荚状铬铁矿床在矿床地质和矿床地球化学方面的共性特征,以及豆荚状铬铁矿床的成矿模型。这些模型在解释豆荚状铬铁矿矿床成因时还存在一些问题,如成矿母岩浆的地幔源区特征、形成条件、性质,难以限定成矿母岩浆的通量,如何精细刻画地幔中Cr及铬铁矿迁移-富集过程,俯冲动力学过程对成矿有何贡献,等。针对这些问题,未来的工作可聚焦于熔体包裹体研究、探索矿体下部是否存在深部岩浆房、熔-岩反应及流体搬运铬铁矿的实验岩石学及热力学模拟研究,以及探索与俯冲过程密切相关的成矿因素。

攀西碱性岩型Nb-Zr-REE矿床的矿物学与地球化学研究

峨眉山大火成岩省中攀枝花-西昌线性构造带内的炉库和白草碱性岩型Nb-Zr-REE矿床的含矿岩脉侵入于红格层状辉长岩体中。榍石LA-ICPMS U-Pb定年结果为(258±2.1)Ma,表明该矿床成矿作用与峨眉山地幔柱活动密切相关。本文主要通过研究矿物学特征和副矿物的原位主量-微量元素组成,对仍存在较大争议的碱性岩型Nb-Zr-REE矿床成矿机制进行了更为深入的探讨。研究认为,炉库和白草矿床存在岩浆和热液两期成矿活动。岩浆期钾长石、钠长石等造岩矿物的结晶分异导致残余熔体中富集高场强元素(HFSE),形成众多富Nb、Zr、REE等高场强元素的矿石矿物(如Ce-U烧绿石、锆石、榍石等),是控制Nb-Zr-REE矿化的主要因素。在热液期时,热液交代Ce-U烧绿石、锆石、榍石等早期矿石矿物,导致高场强元素重新活化形成热液锆石和Ta烧绿石等。富集REE且有较低Nb/Ta比值的烧绿石结晶,会导致残余熔体与流体呈现低REE含量与高Nb/Ta比值,岩浆结晶分异是该区Nb-Zr-REE矿化的关键,而后期热液过程仅仅导致了局部质量分数升高。

幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。

云南武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床的锆石U-Pb和黄铜矿Re-Os年代学、稀土元素地球化学及其地质意义

迤纳厂矿床是康滇地区典型的铁-铜-稀土矿床之一。因为其特殊的矿物组合(磁铁矿与黄铜矿共生)以及富含稀土矿物,这类矿床一直是矿床学家研究的热点。然而由于其围岩遭受不同程度的变质和蚀变作用,这类矿床的成矿时代与矿床成因一直存在争议。本文通过对迤纳厂组中层状凝灰岩和火山角砾岩所含锆石进行LA-ICP-MSU-Pb定年来揭示迤纳厂组的最大沉积年龄。大多数锆石具有明显的震荡环带和较高的Th/U比值(>0.4)表明它们均是岩浆锆石,近200粒碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄大致可以分为四组:1.75～1.88Ga,1.90～2.00Ga,2.02～2.20Ga和2.30～2.40Ga,且最老年龄在3.0Ga左右,而最年轻年龄在1750Ma左右。这一定年结果反映了迤纳厂组的沉积上限大约为1.7Ga,并且在康滇地区可能还有更老的基底存在。通过对矿石矿物黄铜矿的Re-Os同位素定年测试,直接限定了矿床的成矿时代。6个黄铜矿样品的Re-Os同位素等时线年龄为1690±99Ma(MSWD=9.0),模式年龄的加权平均值为1685±37Ma(MSWD=3.0),表明该矿床形成于距今约1.7Ga。另外,主要类型矿石具显著的正铕异常和轻稀土富集的特点,与现代海底热液极其相似。年代学研究显示矿床的形成时代和地层的沉积时代大致相同,而REE揭示的流体特征反映其成矿作用与海底热液活动有关。这些结果暗示了该矿床为海底火山喷发-同生沉积形成。近来的较多研究证实,康滇地区存在1.7Ga左右较大范围的岩浆活动和较多同期铁-铜矿床,表明该期岩浆活动可能是制约该区铁-铜矿床形成的关键因素,且岩浆活动可能与约1.7Ga的Columbia超大陆的裂解事件有关。

云南民乐铜矿床中玄武岩和流纹斑岩的成因:年代学和地球化学制约

本文对云南民乐铜矿床中宋家坡组流纹斑岩进行了锆石SIMSU-Pb年代学,流纹斑岩和玄武岩的地球化学和Nd同位素研究工作,目的是揭示民乐铜矿床中赋矿建造次火山岩和玄武岩的成因和构造环境。宋家坡组玄武岩通常显示出较高的Fe2O3、Al2O3和Na2O含量,随SiO2含量增加,MgO、CaO和P2O5含量减小。玄武岩具有较高的εNd(t)值(+2.9～+3.5),岩石稀土总量较低(∑REE=50.1×10-6～60.6×10-6)并在球粒陨石标准化的稀土元素图解上显示出比较平坦的REE模式,在蛛网图上表现出Nb-Ta轻微亏损Sr富集的特征。这些岩石总体上表现出亚碱性玄武质岩石特征,原始岩浆很可能来源于长期亏损、富斜长石而贫石榴石的尖晶石地幔源区部分熔融。本文认为这些玄武岩形成过程中岩浆经历了结晶分异作用和不同程度的地壳混染作用。宋家坡组流纹斑岩的锆石SIMSU-Pb年龄为234.8±2.4Ma。这些岩石与一般流纹岩相比具有较高的SiO2、(Na2O+K2O)和Al2O3含量,在球粒陨石标准化的稀土元素图解上显示出轻稀土元素(LREE)富集而重稀土元素相对平坦的模式,并具有轻微Eu负异常的特征。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,这些岩石的Nb-Ta、Sr、P和Ti表现出明显亏损的特点。上述流纹斑岩显示出I型花岗岩的特征,其εNd(t)为-1.9至-0.51之间。这些岩石的母岩浆很可能是弱碱性的流纹安山质岩浆,可能是由区域分布的中-新元古代镁铁质-中性的下地壳部分熔融而来,然后加入了少量的同时代玄武质岩浆。这些岩浆而后经历了较充分的结晶分异作用形成了流纹斑岩。民乐矿区玄武岩和流纹斑岩表现出岛弧火山岩的特征,很可能是在碰撞晚期-碰撞后环境下形成。

近十年来中国矿床地球化学研究进展简述

我国的矿床地球化学研究在近十年取得了众多重要进展。本文对中国岩浆型Cu-Ni-(PGE)硫化物和Fe-Ti-V矿床、斑岩型铜矿床、花岗岩型钨锡矿床、碳酸岩型稀土矿床、卡林型金矿床和密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床等的一些相关研究进展,以及原位分析技术和实验地球化学在矿床研究方面的应用进展进行了扼要论述。近十年来,造山带铜镍硫化物矿床的寻找取得突破进展,岩浆通道系统被证实对巨量钒钛磁铁矿的堆积起关键作用;碰撞型斑岩铜矿的成矿模型更趋完善,花岗岩相关钨锡矿床的成矿过程与机制获得更精细刻画,碳酸岩型稀土矿床的形成时限被精确限定;华南大规模低温成矿的时限和动力学背景研究取得重大突破,成矿物质来源和流体演化的认识更为深入;原位微区元素-同位素组成对精细刻画成矿过程发挥重要作用,实验地球化学的应用初现端倪。此外,本文还对未来需要重视的几个方面的工作提出了初步建议。

太平洋与特提斯构造域转换期岩浆作用与成矿

本文对中国东南沿海地区燕山早期和晚期岩浆活动与成矿作用的分布进行简要总结,提出一些尚未得到很好解决的关键科学问题。拟开展的研究将重点关注古/新特提斯构造域与太平洋构造域转换及其相互作用对东南沿海燕山期大规模岩浆-成矿作用的制约机制。

扬子地块中元古代基性岩体群成因及其成矿作用——以四川会理竹箐基性岩体群为例

在中国,钒钛磁铁矿主要产在约260 Ma的峨眉山大火成岩省内(Zhou et al.,2005),竹箐岩体群虽然位于扬子地台西缘的ELIP的内带范围内,但与晚古生代形成ELIP的岩浆活动无关。有人提出扬子地台很可能参与了Columbia超大陆的聚合过程(Zhang et al.,2006;Sun et al.,2008;Wu et al.,2008;Zhao et al.,2010),然而。

桂北新元古代铜镍硫化物矿床成矿年代学与地质地球化学特征

广西北部的区域构造位置位于扬子地块南缘,江南造山带西段,区域出露的最古老地层为元古代四堡群及丹洲群,并出露有新元古代花岗岩及基性-超基性岩体。桂北新元古代铜镍硫化物矿床主要分布于宝坛地区四堡群文通组下段的基性-超基性岩层中。前人对该区铜镍硫化物矿床已进行了初步的研究工作(毛景文等,2001;杨振军等,2010)。

四川攀枝花新元古代苦橄质岩脉的铂族元素地球化学特征

四川攀枝花地区出露有新元古代苦橄质岩脉。本文研究表明这些苦橄质岩脉的铂族元素（PGE）含量较高（19.7~29.0 ng/g）,原始地幔标准化后的PGE分布模式呈Pt-Pd富集型,Pd/Ir值（5.64~11.33）与高镁玄武岩和科马提岩相似。同时,这些岩石显示在形成过程中没有经历硫化物和PGE合金矿物的熔离,其原始岩浆起源于地幔较高程度的部分熔融,可能与地幔柱的影响有关。通过扣除铬尖晶石和橄榄石结晶分异对PGE造成的影响,得到原始岩浆的PGE组成特征为Ir、Ru、Rh相对于Pt、Pd明显亏损,在源区已无硫化物存在的条件下,这很可能是由于地幔部分熔融过程中有IPGE合金矿物残留在地幔源区。攀枝花地区苦橄质岩脉可能与该地区冷水箐Cu-Ni硫化物矿床具有相似的原始岩浆组成。

云南宾川苦橄岩和高钛玄武岩的铂族元素(PGE)地球化学特征

前人研究认为,大陆溢流玄武岩省的苦橄岩-玄武岩组合是地幔柱轴部物质的熔融产物(Campbell and Griffiths,1990;Ernst and Buchan,2003),可能记录了原始岩浆的信息。目前,关于苦橄岩及其共生玄武岩相关的PGE地球化学研究较少(Zhang et al.,2005;Zhong etal.,2011)。

雅鲁藏布江缝合带西段普兰地幔源区特征

普兰蛇绿岩位于西藏雅鲁藏布江缝合带西部,岩体出露面积约800km~2,是雅江蛇绿岩带上为数不多的保存完好、岩石新鲜度高的大岩体之一。目前对于普兰地幔为弧下地幔或MORB地幔,还是大陆岩石圈地幔仍存在分歧,其形成时是否存在洋内俯冲以及地幔深循环等地幔动力学过程的了解也不够充分。本文对普兰地幔岩展开精细的岩石学、矿物学和地球化学研究,初步探讨普兰地幔源区性质和地幔过程。结果表明,普兰二辉橄榄岩具有深海橄榄岩的特征,经历10%~15%的部分熔融,而方辉橄榄岩与弧前橄榄岩类似,并经历13%~25%的部分熔融。普兰地幔岩具“V”型原始地幔标准化稀土配分模式,显著富集不相容元素,如轻稀土元素、部分高场强元素(Hf、U、Pb等)和大离子亲石元素(Rb、Sr等)。我们认为这种富集特征源自俯冲含水熔体的交代作用,普兰地幔是一个经历了洋内俯冲过程的弧下地幔。

西藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床原位Pb同位素组成研究

西藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的成矿期次可划分为成矿前斯和矽卡岩成矿期(铜钼阶段、铜铋阶段、铁铜阶段和铜铅锌阶段)。应用飞秒激光剥蚀多接收等离子体质谱(fsLA-MC-ICP-MS)对甲玛矿床主要矿石中的硫化物和斑岩中的长石斑晶进行原位微区Pb同位素组成分析,测定结果与前人运用化学溶样法获得的Pb同位素组成基本一致,表明原位Pb同位素分析技术具有很高的可靠性,不同成矿阶段的硫化物的Pb同位素组成总体一致表明成矿物质来自同一岩浆源区。斜长石和钾长石的Pb同位素组成对比研究显示,花岗斑岩与甲玛矿床的形成有直接成因联系,而花岗闪长斑岩很可能与成矿作用无关。通过对甲玛成矿物质来源的研究表明,有较多幔源物质加入的新生加厚下地壳部分熔融形成的岩浆为甲玛超大型矿床的形成提供了充足的Cu、Au等成矿物质。