鄂东南地区阮家湾和犀牛山花岗闪长岩的时代、成因及成矿和找矿意义

阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩位于鄂东南矿集区东南缘,前者产有鄂东南地区最大的矽卡岩型钨-铜-钼矿床,而后者迄今仅发现有斑岩型铜矿化点。本文对阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩开展了系统的锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成的研究,以深入讨论这些岩体的岩石成因及其成矿和找矿意义。锆石U-Pb定年结果表明,阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩的侵位年龄分别为143±1Ma和147±1Ma(1σ),是鄂东南地区最老的含钨-铜-钼矿化侵入岩。阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩均为高钾钙碱性岩体,富集Rb、Ba、Th和La等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Zr等高场强元素。岩石具有Sr含量高(分别为681×10-6～874×10-6和575×10-6～687×10-6)、Y含量低(分别为12.0×10-6～17.4×10-6和9.7×10-6～14.0×10-6)、Sr/Y比值大(分别为39～61和47～62)、轻重稀土分馏强烈(Yb含量分别为0.90×10-6～1.49×10-6和0.62×10-6～1.01×10-6;La/Yb比值分别为42～54和48～60)等特点。全岩Sr-Nd同位素分析和锆石Hf同位素分析结果表明,阮家湾花岗闪长岩的(87Sr/86Sr)i为0.7062～0.7063,εNd(t)为-5.8～-6.2,εHf(t)为-12.0～-6.8;犀牛山花岗闪长斑岩的(87Sr/86Sr)i为～0.7065,εNd(t)为-5.6～-6.5。元素和同位素地球化学特征表明,阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩是由富集地幔部分熔融形成的岩浆同化混染下地壳物质并发生分离结晶作用的产物。矿物组合及矿物化学组成表明,阮家湾钨铜钼矿床的含矿岩体具有更低的氧逸度和更多的地壳物质混染,而犀牛山花岗闪长斑岩则具有较高的氧逸度(以出现岩浆硬石膏为标志)。另外,犀牛山岩体中挥发份的含量与鄂东南地区最大的斑岩-矽卡岩型铜矿——铜山口矿床的含矿岩体类似,表明有利于斑岩型铜矿床的形成。犀牛山岩体内部斑岩型铜矿点和铁帽发育,进一步说明犀牛山岩体具有较大的斑岩型铜矿床找矿潜力,在今后的找矿工作中应给予关注。

广西下雷氧化锰矿床矿石特征及成因分析

广西下雷锰矿床由原生碳酸锰矿和次生氧化锰矿组成。其中氧化锰矿石的矿物主要有软锰矿、钡锰矿、隐钾锰矿、锂锰矿、钙锰矿、褐锰矿、黑镁铁锰矿等,与之伴生的其他表生矿物主要有赤铁矿、针铁矿、石英、高岭石和蒙脱石。矿石结构主要有交代、隐晶和细晶结构,矿石构造主要有葡萄状、块状、晶洞状、网脉状和条带状构造。与原生碳酸锰矿相比,次生氧化锰矿的矿石品位明显提高,平均在44%以上;Co、Ni、Cu、Zn等微量元素也有一定程度的富集。化学分析和单矿物成分分析结果表明,氧化锰矿石和锰氧化物中的w(Mn)/w(TFe)值均较高(一般大于10),说明风化强度大,铁、锰分离显著。与铁的氧化物相比,锰氧化物中Si和P等有害杂质元素的含量要低得多,因此,铁、锰分离是形成优质锰矿的重要条件。氧化锰矿的次生富集及其在空间上的分布受古气候、构造、含锰地层及地形地貌等多种因素的影响和控制。

扬子地块北缘冰洞山铅锌矿床地质及地球化学特征

冰洞山铅锌矿床是扬子地块北缘铅锌找矿的新突破。矿床主要形成于基底隆起部位的震旦系陡山沱组,矿体呈层状、似层状产于陡山沱组第四段白云岩角砾岩中,围岩蚀变很弱。矿石主要呈中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾岩间。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿等。与矿石共生的方解石流体包裹体分析表明流体均一温度为95~175℃,密度为0.897~1.117 g/cm3,估算成矿流体压力为25.4~32.5 MPa,计算相应的深度为1.24~1.43 km。矿石中硫化物的δ(34S)为13.03‰~33.72‰,其δ(34S)的顺序为:黄铁矿>闪锌矿>方铅矿;硫酸盐的δ(34S)为32.07‰~47.22‰,S来源于海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成为:N(206Pb)/N(204Pb)=17.660~18.093,N(207Pb)/N(204Pb)=15.457~15.694,N(208Pb)/N(204Pb)=37.444~38.288,成矿金属来源于震旦系-寒武系。矿石伴生碳酸盐矿物的δ(13CPDB)为-1.22‰^-0.31‰,成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。冰洞山铅锌矿床成矿流体可能为起源于盖层沉积的中低温盆地卤水,伴随穹隆构造过程中,成矿流体向陡山沱组白云岩角砾岩运移并发生热液充填成矿,在成因上为MVT型铅锌矿床。

表生钾锰矿物^(40)Ar/^(39)Ar年代学及其古气候意义

红土型风化壳和次生锰矿床形成于温暖和潮湿的古气候条件 ,其中含有丰富的表生钾锰矿物。因此 ,对表生钾锰矿物进行精确的40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ,不仅能查明大陆化学风化和矿床次生富集的时间和过程 ,而且可以为区域古气候的反演提供重要的年代学资料。透射电子显微镜、热重分析、离子交换实验和40 Ar/ 3 9Ar同位素分析表明 ,层状结构的黑锌锰矿、锂锰矿和钠水锰矿以及具有 1× 1隧道结构的软锰矿不适合于40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ;而隐钾锰矿、锰钡矿和锰铅矿因具有致密和稳定的 2× 2隧道结构及很强的保存K Ar体系的能力 ,是40 Ar/ 3 9Ar同位素定年的理想对象。硬锰矿和钙锰矿分别具有 2× 3和 3× 3隧道结构 ,由于隧道孔径过大 ,晶体结构的稳定性较差 ,其作为40Ar/ 3 9Ar测年的适用性有待于进一步证实。采用精细的激光阶段加热技术 ,可以有效克服表生钾锰矿物40 Ar/ 3 9Ar测年过程中3 9ArK 的反冲损失、多世代表生钾锰矿物的共生 ,以及表生钾锰矿物中原生矿物的污染和过量大气氩的存在等问题 ,并获得有意义的风化年龄。已有数据表明 ,表生钾锰矿物的形成主要集中在白垩纪末期、始新世末期—渐新世早期、中新世和上新世中期等 4个时期 。

华南氧化锰矿晚新生代大规模成矿

氧化锰矿是我国仅次于沉积型碳酸锰矿的重要锰矿床类型,主要分布在广西、湖南、广东和福建等南方省区,但由于定年手段的限制,迄今对我国氧化锰矿形成时代的了解还极其有限。作者近几年利用激光阶段加热40Ar/39Ar同位素分析技术对华南地区典型氧化锰矿进行了系统和精确的年龄测定,获得了一大批可靠的成矿年龄,年龄值介于23.64±0.29 Ma和0.48±0.17 Ma(2σ),表明华南氧化锰矿的大规模成矿至少在渐新世末-中新世初就已开始并一直持续到更新世末期。基于多数氧化锰矿的上部矿石已被剥蚀或开采殆尽这一事实,可将华南氧化锰矿的成矿时间上溯到渐新世早期甚至始新世末期。研究发现,氧化锰矿的保存程度和年龄分布明显受新构造运动的影响;如果剔除后期剥蚀程度和采样系统性的影响,可以认为华南氧化锰矿的形成在区域上具有同时性。本次研究还说明,次生氧化锰矿的成矿是一个极其漫长的过程,形成一个具有工业意义的氧化锰矿可能需要上千万年的时间;这明显有别于多数内生热液矿床的成矿。本项研究为我国氧化锰矿以及其他类型的风化矿床(如红土型金矿和红土型镍矿)的年代学研究提供了新的思路和途径。

广西钦州-防城地区次生氧化锰矿床矿物学和地球化学研究及矿床成因意义

钦州-防城锰矿带是中国次生氧化锰矿的重要产地之一,其含锰岩系为上泥盆统榴江组含锰硅质岩。锰矿床主要赋存在以腐岩带为主的风化壳中,矿石的主要矿物为软锰矿、锰钡矿、隐钾锰矿、锂硬锰矿、钙锰矿等,与之伴生的其他表生矿物有赤铁矿、针铁矿、石英、高岭石和其他粘土矿物。矿石多呈葡萄状、块状、网脉状构造。与原生含锰硅质岩相比,次生氧化锰矿矿石的品位明显提高,Mn含量平均达到42.6%。矿石化学分析和单矿物电子探针成分分析表明,氧化锰矿石中还普遍出现Co、Ni、Cu、Zn等元素的富集,其平均含量分别为0.05%(最高0.40%)、0.09%(最高0.53%)、0.08%(最高0.53%)和1%(最高2.2%);它们主要以类质同象和吸附的形式赋存在锂硬锰矿及隐钾锰矿中。氧化锰矿石和锰氧化物的Mn/Fe比值均较高,一般大于6～10,说明该区化学风化强烈,铁、锰分离显著,有利于形成高品位的优质锰矿。有害杂质元素P主要存在于针铁矿等铁的氧化物中。氧化锰矿的形成和空间分布受气候、构造、含锰岩系及地形地貌等多种因素的影响和控制。

风化壳^40Ar／^39Ar年代学研究意义：进展、问题与展望

风化壳是不同地质历史时期风化作用的环境和物质记录,其组成、厚度、成熟度、保存程度等是古气候条件、区域构造活动性及地貌演化的直接反映。风化壳的形成年代是风化壳研究的关键内容,精确的风化壳年龄数据是查明一系列区域甚至全球事件的重要途径。风化壳中次生矿物(主要是钡硬锰矿族矿物和明矾石族矿物)的40Ar/39Ar年代学研究首次实现了对风化壳和风化作用的直接和精确定年,所获得的年龄数据为风化壳的形成演化、区域古气候古环境恢复、化学风化历史与矿床次生富集过程及新构造运动和山脉隆升历史等一系列重大地质问题的解决提供了重要途径。然而,风化壳中次生矿物定年存在的潜在问题及风化壳剖面取样的不完整性,有可能使风化壳的年龄分布变得相当复杂,导致对化学风化历史、风化壳形成过程和形成环境等的认识出现困难。为此,必须开展对风化壳的详细野外地质研究和精细取样,并综合采用多种先进测试手段,才能获得可靠的风化壳年龄数据。在对风化壳年龄数据进行解释时,还需要系统分析多种地质、环境资料(如古生物、盆地沉积物等),才可能获得有意义的地貌、构造和古气候信息。我国华南地区广泛分布的红色风化壳中含有丰富的钡硬锰矿族矿物,是研究该区新生代以来化学风化、大规模次生富集成矿及古气候古环境演变的理想对象。

华南氧化锰矿新生代大规模成矿:年代学研究及古气候意义

成矿年代学是矿床学研究的重要内容之一,对矿床形成时代的精确测定是正确理解矿床成因和区域成矿规律的必由之路.过去二十多年来,随着超高灵敏度质谱仪的诞生和同位素分析技术的飞速发展,成矿年代学研究取得了重要进展,极大地推动了人们对成矿过程的客观认识和现代矿床学的发展.但直到目前为止这方面的工作还主要集中在各种内生矿床(岩浆矿床、热液矿床、热水成因矿床和变质矿床等).相较而言,次生矿床的成矿年代学研究却进展缓慢;世界上绝大多数次生矿床还没有确切或可信的同位素年龄.……

桐柏山—大别山地区中生代花岗岩地球化学特征

桐柏山—大别山造山带是秦岭造山系的东延部分,其岩浆、构造等地质条件与东秦岭钼成矿带的地质条件十分接近,带内主要发育受北西向和北东向断裂控制的中生代中酸性花岗岩,且具高的SiO2和高K2O含量,K2O/Na2O>1,(K2O+Na2O)>8等特点,属I型和S型(同熔型)岩石类型。∑REE较高,δEu值平均0.87,显示微弱的Eu异常,δCe值平均0.95,显示弱的Ce异常;LREE/HREE比值平均16.30,说明轻稀土较为富集;(La/Yb)N平均34.43,说明轻重稀土分馏程度较高,显示深源花岗岩特征。桐柏山—大别山造山带构造体制上经历了从古生代挤压为主、EW向构造格局向中生代早期的NNE向伸展为主构造格局的转变。岩石圈减薄拆沉,下地壳则增厚并发生重熔,形成S型或I型花岗岩,并具备形成钼矿的地球化学条件。

湖北省晚二叠世龙潭组沉积期岩相古地理格局与成煤环境

晚二叠世龙潭组沉积期是湖北省境内一次重要的成煤时期,由于煤层的不稳定性,其煤层层数、厚度、煤质等存在明显差异。通过岩性、煤层及古生物研究对比,查明龙潭组由下向上共出现5个煤层,煤层的形成与沉积特征明显受岩相古地理条件所制约。在龙潭组沉积期,湖北省境内总体为"两陆夹一盆"的基本格局,形成潮坪-泻湖-障壁岛沉积体系,该沉积体系是华南海北部沉积区的一个组成部分,由秦淮古陆、海湾泻湖及江南古陆组成,沉积区主要为泻湖相和潮坪相单元,其中沼泽亚相为煤层的最佳沉积环境。

湖北省二叠纪梁山组沉积期岩相古地理特征与成煤规律

湖北省二叠纪梁山组沉积期是一次重要的成煤时期,由于煤层的不稳定性,其煤层层数、厚度、煤质等存在明显差异。通过岩性、煤层及古生物的研究对比,查明梁山组自下而上共含煤4层,煤层的形成与沉积特征受岩相古地理环境制约。就整个华南沉积盆地而言,从湖北到湖南,岩相古地理沉积模式为北高南低的古陆-潟湖-障壁岛-广海的沉积格局,湖北境内主要为古陆和海湾潟湖,位于湘鄂交界的江南古陆实为障壁岛,跨过障壁岛,便进入华南广海。湖北沉积区相单元主要为潟湖和潮坪,其中潮坪沼泽亚相为煤层形成的最佳环境,巴东麻沙煤田、松宜煤田和蒲圻煤田皆为该环境的沉积产物,其煤层的沉积特征与海侵机制和滞留时间密切相关。

神农架冰洞山锌矿矿床模型

冰洞山锌矿是鄂西地区层控型铅锌矿最具代表性的矿床之一,矿床形成具有全球同类型矿床相同的成矿大地构造背景。主要控矿因素为震旦系陡山沱组白云岩角砾岩、潮坪相沉积环境、同沉积断层以及滑动拆离断层。Pb、Zn、Ag异常强度高,套合性好。元素组合简单,主要为Pb-Zn-Ag-Cd(-Cu),反映出沉积型矿床元素组合特点。蚀变较弱,主要为硅化、碳酸盐化。同位素和包体资料表明,矿床具沉积型矿床特点。矿物组合和矿石结构构造特征反映矿床的形成有两期成矿作用。矿床成因为沉积—改造型。

扬子地台东北缘鄂西铅锌矿成因类型与地学思维

近几年来,鄂西铅锌矿的找矿勘探工作获得重大进展,关于矿床成因类型的问题也逐渐成为了研究的一个热点。从喷流沉积型(SEDEX)及密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床的特征研究入手,辨证地阐述了两者之间的关系,通过分析对比鄂西铅锌矿与喷流沉积型(SEDEX)及密西西比河谷型(MVT)典型铅锌矿床之间的关系,建立起鄂西铅锌矿的成因模式,并提出了同生断裂、断陷盆地+有利岩性、构造沉积组合的找矿思路。

湖北省主要煤系成煤环境及找煤方向浅析

湖北省主要煤系地层是下二叠统"梁山煤系"、上二叠统"龙潭煤系"和上三叠统—下侏罗统"香溪煤系"。"梁山煤系"和"龙潭煤系"主要分布在鄂东南、鄂西南地区,"香溪煤系"零星分布在鄂州—赤壁、远安—当阳、巴东—兴山、利川等地。研究认为:二叠纪成煤环境属近海型,而晚三叠世、早侏罗世属于内陆型。控制聚煤作用的主要因素有:①成煤环境为滨岸沼泽相区,沼泽发育之前沉积物若为砂质、粉砂质岩类,则含煤性好,反之若为泥质或粘土质岩类,则含煤性差;②煤系沉积的早期沉积基底剥蚀夷平为坳陷地带,到中晚期坳陷逐渐增大,能形成宽阔的聚煤(盆地)带;③地壳沉降幅度大,升降速度平稳,泥炭沼泽发育时间长;④地壳振荡次数频繁,沉积旋回多,煤层厚度较大,含煤性好,反之,沉积旋回少或不完整,煤层少,且薄,含煤性差。通过分析有利的聚煤因素,提出了各煤系的找煤方向。

扬子地台东北缘鄂西铅锌矿成因类型与地学思维

近几年来,鄂西铅锌矿的找矿勘探工作获得重大进展,关于矿床成因类型的问题也逐渐成为了研究的一个热点。从喷流沉积型(SEDEX)及密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床的特征研究入手,辨证地阐述了两者之间的关系,通过分析对比鄂西铅锌矿与喷流沉积型(SEDEX)及密西西比河谷型(MVT)典型铅锌矿床之间的关系,建立起鄂西铅锌矿的成因模式,并提出了同生断裂、断陷盆地+有利岩性、构造沉积组合的找矿思路。

湖北省上扬子地层区震旦纪陡山沱组分段与矿产特征

湖北省上扬子地层区震旦纪陡山沱组分布较为广泛,但岩性和厚度变化较大,又是磷、铅、锌、银钒、锰矿等矿产的重要产出层位,由于上述矿产具有明显层控性,而含矿岩系常在一定区域范围内又发生相变,这给找矿工作带来诸多困难。为更有效地开展该地区地质矿产调查、成矿专属性研究和矿产普查、勘察等,迫切需要统一划分陡山沱组段级岩石地层单位。为此,通过项目研究成果,拟对区内陡山沱组作四段划分,并赋予各段相关内容,以便更好掌握岩石组合、沉积结构、时空存在状况和发展演化规律,为开展地质找矿、部署普查和勘察工程提供资料。

神农架冰洞山铅锌矿床岩相古地理条件与找矿方向

神农架冰洞山铅锌矿形成于震旦纪陡山沱组四段第三岩性层中部,主要控矿岩性为垮塌堆积的白云岩角砾岩,而含矿元素则赋存于浅水潮坪弱动荡环境沉积的中厚层状藻纹层微晶白云岩之中,明显具两个成矿时期,早期铅锌元素由陆源搬运于海水并被藻类捕获而沉积于白云岩之中,晚期由于地下热水作用,形成含铅锌元素的热卤水溶液,这些溶液在地壳承压迁移作用下,充填于白云岩角砾岩孔隙和其它可存储空间之中,通过长期积淀富集而形成工业矿床。

湖北省上扬子地层区早震旦世晚期岩相古地理与银钒岩系沉积规律研究

湖北省上扬子地层区早震旦世晚期沉积的黑色岩系,是沉积型银钒矿的主要产出层位,其含矿岩层明显受古地理环境控制,通过对区内黑色岩系的划分对比,结合整个华南地区该岩石地层沉积特征综合分析研究认为,该地层体是华南海北部碳酸盐岩台地东延部分,属台地萎缩阶段有障壁海岸的沉积产物,由青峰断裂向南,依次为冲积平原—沼泽—泻湖—潮坪(障壁岛)—浅滩环境,继续向南于湖南溆浦一带进入沉积盆地中心。研究结果表明,沼泽相是银钒矿赋存的最佳相单元,层序地层显示,海侵体系域具有控制含银钒元素地层体形成、高水位域具有控制含钒元素地层体形成的沉积规律。

鄂西陡山沱村期岩相古地理与含磷岩系沉积规律

湖北西部震旦纪陡山沱村期沉积地层分布广泛,上扬子地层区陡山沱组则是沉积型磷矿的重要产出层位,其含磷岩系组合明显受古地理环境控制。为查明该期岩相古地理格局,划分岩相古地理单元,研究磷矿形成条件和沉积规律,寻找更多磷矿资源,通过调查研究认为,鄂西上扬子区陡山沱组为华南海盆地北部的碳酸盐台地,可将其进一步划分为局限台地、开阔台地,台缘浅滩和潮坪通道。其中潮坪通道是含磷岩系聚集的最佳沉积相单元,通道两端与浅海盆地相通,通道内藻类繁盛,海水具有适度的波浪和潮汐作用,不仅有充足的陆源磷质供给,还有适宜于磷质沉淀的弱动荡水动力条件,有利于藻类对磷质的捕获粘结,也有利于磷酸盐颗粒化和颗粒的簸选,聚集与沉积。