喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩铌钽矿物特征及指示意义

铌钽矿物是花岗伟晶岩中重要的稀有金属矿物,记录了伟晶岩岩浆分异演化过程。喜马拉雅中段和东段新近取得伟晶岩型锂矿重要找矿发现。本文针对东段库曲岩体中三处含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩产出的铌钽矿物(铌铁矿族矿物和细晶石)进行内部结构和化学组成研究。含锂辉石伟晶岩脉中的铌铁矿族矿物(CGM)为铌锰矿-钽锰矿,产出均一、核-边、补丁、不规则分带、振荡环带和复合结构,分为三个形成世代(CGM-I、CGM-Ⅱ、CGM-Ⅲ),由CGM-I至CGM-Ⅱ,铌铁矿族矿物向富Ta、Fe和略贫Y方向演化,体系经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶分异作用,形成了富Ta和Fe的富挥发分熔体或流体,由CGM-Ⅱ至CGM-Ⅲ,铌铁矿族矿物Ta/(Nb+Ta)和Mn/(Fe+Mn)值变化不一,反映了复杂的矿物-流体相互作用。含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩中的细晶石产出均一、核-边和不规则分带结构,分别揭示了富Ta和Ca流体作用、边界层效应或富Nb流体交代、以及动荡结晶环境下流体扰动。细晶石的TiO2、UO2、F含量以及Ta/(Nb+Ta)值可作为岩浆分异演化程度的潜在指示标志,但需考虑晚期热液流体对细晶石化学组成的影响。铌钽矿物研究揭示了库曲不同含锂辉石伟晶岩脉的岩浆特征与分异演化过程。1号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富Fe,依次经历了含Fe矿物、含Nb和含Mn矿物、以及含Ta和含Mn矿物的结晶作用,局部伴随边界层效应或含Fe矿物结晶,晚期存在富Ta和Ca流体活动,并受边界层效应影响。2号含锂辉石伟晶岩脉岩浆就位后首先经历了含Nb和含Fe矿物结晶,之后经历了含Mn和含Y矿物结晶以及含Nb和含Ta矿物结晶耦合作用,晚期发育富Ta和Ca流体活动,随后发生富Nb流体作用。3号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富挥发分,就位后经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶作用,以及复杂的矿物-液相介质相互作用,体系晚期存在富Ta和Ca流体活动。库曲含锂辉石伟晶岩脉经历了熔体、富稀有金属和挥发分熔体至复杂流体(富Ta和Ca流体和富Nb流体等)的演化过程。铌钽矿物的内部结构分带和化学组成特征揭示了库曲岩体中淡色花岗岩和伟晶岩脉经历的岩浆分异演化过程以及晚期复杂的流体活动。

内蒙古金厂沟梁金矿床成矿时限与动力学背景探讨

华北克拉通北缘是中国重要的金成矿带之一,分布着数十个大中型金矿床,但这些矿床的形成时代及成因类型尚存争议。位于内蒙古赤峰市境内的金厂沟梁是该带最为重要的大型金矿床,其与二道沟和长皋沟金矿床围绕130~122Ma的西对面沟岩体分布。该矿床矿体呈脉状产出,矿脉多赋存在太古代变质岩中,少量产于安山玢岩中,在矿区南部可见矿脉被粗面安山岩切穿,指示成矿发生在安山玢岩之后,粗面安山岩之前。两套岩浆岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果揭示,岩浆结晶年龄分别为129.4±0.9Ma和124.0±0.5Ma,限定金厂沟梁金矿床成矿作用发生在129~124Ma之间,与西对面沟岩体侵位年龄一致,暗示两者具有成因关系,也反映矿床形成于早白垩世中国东部大规模岩石圈减薄的陆内伸展环境。

喜马拉雅东段库曲岩体锂、铍和铌钽稀有金属矿物研究及指示意义

稀有金属矿物记录了花岗伟晶岩成岩成矿的重要信息。喜马拉雅是全球著名的淡色花岗岩带,库曲岩体位于喜马拉雅东段的特提斯喜马拉雅岩系中。本文调查了库曲岩体的二云母花岗岩、白云母花岗岩、电气石花岗岩和花岗伟晶岩,其中,花岗伟晶岩涉及花岗岩的伟晶岩相和独立伟晶岩脉。库曲岩体产出的稀有金属矿物包括锂辉石、锂绿泥石、绿柱石、铌铁矿-钽铁矿、钇铀钽烧绿石和细晶石,它们主要赋存于似文象伟晶岩、石英-钠长石-白云母伟晶岩、块体长石-钠质细晶岩、块体长石-电气石钠质细晶岩、锂辉石-块体长石-细晶岩、白云母花岗岩的伟晶岩相以及电气石花岗岩内。显微镜观察、电子探针和LA-ICP-MS测试结果显示锂辉石具有四种产状,包括粗粒锂辉石自形-半自形晶、细粒锂辉石-石英镶嵌晶、中细粒锂辉石-钾长石-钠长石-云母镶嵌晶以及发育锂绿泥石的粗粒锂辉石,揭示了其形成时复杂的熔流体动荡结晶环境。绿柱石背散射电子图像(BSE)下呈均一结构和不均一结构(蚀变边、不规则分带和补丁分带),元素替代机制包括通道-八面体替代、通道-四面体替代以及通道中碱金属阳离子间的置换。铌铁矿族矿物包括原生、蚀变边和不规则分带结构,部分被钇铀钽烧绿石和细晶石交代。与原生铌铁矿相比,蚀变边和不规则分带铌铁矿族矿物总体上富钽贫锰,显示了结晶分异、过冷却引起的过饱和以及流体作用。根据稀有金属矿物揭示的成因信息,独立伟晶岩脉(似文象伟晶岩)、白云母花岗岩的伟晶岩相和电气石花岗岩在岩浆分异程度、经历的演化过程、以及流体活动方面存在差异,很可能是不同期次岩浆活动的产物。库曲岩体绿柱石的Rb和Zn含量、以及铌铁矿族矿物的Sc_(2)O_(3)、SiO_(2)和PbO含量,与已有指示标志存在相关性,作为潜在指示标志仍需开展更多的研究工作。综合含锂辉石伟晶岩的产出、岩浆分异演化程度、多期花岗质岩浆活动、复杂的流体作用以及所属锂丰度高值区等因素,库曲岩体是喜马拉雅东段找锂的有利地段。

西乌旗迪彦庙-达青地区石炭纪斜长花岗岩的发现及其对古亚洲洋构造演化的指示意义

本文对西乌珠穆沁旗迪彦庙-达青俯冲增生杂岩带内的斜长花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素研究。该区斜长花岗岩主要由斜长石、石英和少量黑云母组成,具有较高的SiO 2(68.24%~79.34%)、低Al(Al 2 O 3为11.33%~15.23%)、低Ti(TiO 2为0.270%~0.773%)、低MgO(Mg#值为11~47)和富Na贫K(Na 2 O/K 2 O为4.90~24.25)的特征。稀土元素总量为14.15×10-6~189.04×10-6,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土弱富集、重稀土平坦的配分模式。微量元素原始地幔标准化蛛网图中,Nb、Ta和Ti为负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示:样品DYM17-006的锆石U-Pb谐和年龄为330.1±3.2 Ma,样品DQ17-007的锆石U-Pb谐和年龄为316.5±2.4 Ma,分别代表了迪彦庙和达青地区斜长花岗岩的形成年龄。锆石Hf同位素组成显示具有高的(176 Hf/177 Hf)t比值以及正的εHf(t)值(9.387~16.251),反映其岩浆源自于亏损地幔。综合分析认为,迪彦庙-达青俯冲增生杂岩带内斜长花岗岩应属于结晶分异型花岗岩,由起源于亏损地幔源区的洋脊玄武质岩浆结晶分异形成。迪彦庙-达青一带存在一个长期演化的大洋,在石炭纪处于洋盆扩张阶段,伴随着古亚洲洋的俯冲消减及洋陆转换,最终构成了中亚造山带的一部分。

中国铁矿资源勘查开发现状及供需形势分析

中国是世界钢铁生产和消费第一大国,如何摆脱由铁矿勘查投入持续下滑及铁矿石价格下行所带来的行业困境是近年来需高度关注的问题。本文通过对中国铁矿石的资源现状及供需格局进行综合分析,认为:(1)我国铁矿产量增速远低于我国钢铁需求的增速:以含铁量来计,2015年原矿产量相较于1998年仅增加了0.1倍,而粗钢表观需求量增加了4.5倍。(2)目前铁矿石的需求终端主要为建筑,近几年我国铁矿石消费量年增长率出现下降且有负增长,未来有可能会进一步放缓。(3) 2010年后铁矿石对外依存度持续攀升,最高达90%左右,进口量增速明显高于自产矿。由于铁矿石产能及产量的降速不及钢材,因此长期来看铁矿石价格或将继续下移。(4)未来中国铁矿石需求将会逐步下降,到2040年中国将需要8.56亿吨铁矿石,合理粗钢产能应为8.78~9.35亿吨。

桂西南早-中三叠世东平-足荣大型锰矿床地球化学、年代学及成因研究

广西东平-足荣大型锰矿床位于桂西南锰矿带上,是广西重要的锰矿富集区。其含矿地层为三叠系北泗组,是一套以硅-泥-灰为主浅海台盆相含锰碳酸盐岩沉积,含锰矿物主要为钙菱锰矿、锰方解石和锰白云石。本文对矿区锰矿层顶部的沉凝灰岩及含锰岩系开展了详细的岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究,进而对锰矿成矿时代、成因、沉积环境、沉凝灰岩源区和大地构造背景进行了探讨。锆石SHRIMP U-Pb定年结果显示,3件沉凝灰岩样品的锆石呈自形-半自形板柱状,发育良好的岩浆锆石振荡环带结构。^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值分别为250.8±2.1Ma(MSWD=0.98)、250.6±2.2Ma(MSWD=0.49)和243.6±2.3Ma(MSWD=0.44)。进一步限定了"东平"式锰矿的成矿时代为早-中三叠世(不晚于241~246Ma的范围内)。沉凝灰岩的构造环境判别图解及微量、稀土元素特征显示其岩浆可能形成于与俯冲消减作用相关的碰撞-弧相关或活动大陆边缘相关背景,推测东平-足荣锰矿的形成可能受到广西凭祥-东兴火山作用的影响。含锰岩系的U、V和Mo元素含量及U/Th、V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co比值显示东平-足荣锰矿形成于氧化-次氧化的沉积环境。logU-logTh、Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解及微量元素Ba含量、Ba/Sr值均指示成矿作用受到热水作用的影响。综合矿床地质研究,东平-足荣锰矿形成于弧后盆地拉张构造背景中,锰成矿受同期火山及海底热液作用影响,水体沉积环境为氧化-次氧化条件。

阿尔泰南缘托库孜巴依金矿床流体包裹体特征及成矿流体演化

新疆西北部的托库孜巴依(巴依)金矿床位于西伯利亚古板块南缘,阿尔泰陆缘活动带克兰弧后盆地与哈巴河弧间盆地接壤处。本次研究在前人成果基础上,通过详细的野外调查、室内显微观察、流体包裹体测温、激光拉曼成分分析和氢-氧同位素分析等多种方法,揭示了巴依金矿各成矿阶段流体特征、成矿热液来源和流体演化过程。根据野外矿脉空间分布、穿插关系、矿物组合及结构构造等特征,结合流体包裹体研究,本文将巴依金矿的成矿作用划分为4个阶段:石英-磁铁矿阶段(Ⅰ),主要发育富液相包裹体,均一温度范围在3529~4134℃区间,盐度范围为73%~147%NaCleqv,平均为104%NaCleqv;石英-黄铁矿阶段(Ⅱ),该阶段主要发育富液相包裹体、富气相包裹体以及含子晶包裹体,均一温度范围为1860~3398℃,盐度变化范围为27%~443%NaCleqv,平均为92%NaCleqv;石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅲ)主要发育富液相包裹体和含(富)CO2三相水溶液包裹体,均一温度范围为1410~1864℃(富液相包裹体),盐度范围较大,介于0~88%NaCleqv之间;石英-方解石阶段(Ⅳ),流体包裹体以富液相为主,均一温度范围1020~1400℃,盐度范围为02%~43%NaCleqv。该矿床从成矿早阶段到成矿晚阶段温度-盐度整体呈下降趋势,在主要成矿阶段(Ⅱ、Ⅲ)出现流体沸腾现象。各成矿阶段δ18O、δD同位素变化范围分别为:成矿早阶段(Ⅰ)531‰和-8510‰;主要成矿阶段(Ⅱ、Ⅲ)-153‰~150‰和-974‰^-811‰;成矿晚阶段(Ⅳ)-352‰^-342‰和-939‰^-871‰,成矿流体主要是早阶段的变质水与中晚阶段加入的大气水混合而成。巴依金矿成矿流体表现为一套中低盐度NaCl-H2O-CO2流体体系,符合造山型金矿成矿流体特征。综合矿床地质研究,本文认为在晚石炭世-二叠纪喀拉通克岛弧与西伯利亚板块碰撞造山构造体制下,流体混合、压力降低和沸腾作用是巴依金矿床富集成矿的主要机制。

东昆仑中东段驼路沟钴(金)矿床钠铁矾的识别及其指示意义

黄钾铁矾族矿物是干旱地区硫化物矿床氧化带中常见的表生矿物,是重要的示矿标志,其详细研究可以为解剖与之相关矿床的次生富集过程提供重要依据。东昆仑中东段驼路沟钴(金)矿床主要出露一套纳赤台群哈拉巴依组变火山-沉积岩,其中的石英钠长石岩是重要的含矿主岩,前人认为其为一套热水喷流沉积岩,并由此提出驼路沟为喷流沉积型钴(金)矿床。文章重点选择矿区内玉女沟矿段的黄褐色-赤红色土状-块状破碎氧化带为研究对象,通过野外地质调查、显微观察、扫描电镜、全成分分析、电子探针和X射线衍射技术,揭示氧化带中主要矿物有钠铁矾、白云母、钠长石、石英、石膏和赤铁矿,其中以钠铁矾发育为显著特征。矿区发育的黄铁矿和石英钠长岩在氧化淋滤过程中析出的S、Fe、Na为钠铁矾的形成提供了物质来源,钠铁矾可作为指示高原干旱地区热水喷流沉积型矿床氧化带的标型矿物。

应用电子探针技术研究桂西南下雷锰矿床锰钾矿的结构特征

八面体分子筛(OMS-2)具有2×2孔道结构,在离子交换、催化剂、能源和环境等方面具有非常重要的应用价值,然而天然OMS-2矿物材料——锰钾矿在典型结构的成分精细表征和成因研究等方面仍然缺乏。环带和核-边结构在锰氧化物矿物的结构中非常具有代表性,明确其矿物种属、探索其成分特征对于探究其成因、开拓锰氧化物的应用具有重要意义。广西锰矿资源储量占中国锰矿资源储量的23%,其中位于桂西南的下雷锰矿是中国最早发现的超大型锰矿床,氧化锰矿石平均品位30%左右。本研究主要利用电子探针(EPMA)定量分析和面扫描等手段针对下雷锰矿中的环带和核-边结构开展研究。结果表明:下雷锰矿产出具有环带结构和核-边结构的锰钾矿,具有环带结构的锰钾矿元素强度按平均强度排序从强至弱依次为Mn、K、Mg、Al、Zn、Ba、P、Fe,具有核-边结构的锰钾矿元素强度按平均强度排序从强至弱依次为Mn、K、Ca、Mg、Zn、Ba、P、Fe,这些元素从内到外的变化反映了其氧化环境的变化。从中间到边部钾含量逐渐升高(质量分数为2.31%~4.17%,单位分子式中原子数为0.38~0.62),暗示了氧化过程中钾的富集,也反映了锰氧化物逐渐趋于最稳定状态的过程。钾离子和锰离子趋势的变化是导致环带和核-边结构形成的直接原因,氧化环境的变化和锰氧化物逐渐趋于最稳定状态的趋势可能是锰钾矿环带和核-边结构形成的根本原因。