四川盆地及周缘地区早三叠世富锂绿豆岩的岩浆作用制约

四川盆地及周缘地区早-中三叠世地层发育大量富锂绿豆岩,前人系统开展过大量矿物学及年代学研究,但对其中锂成矿物质来源及其富集机理等方面研究较为薄弱,区域岩浆作用与沉积型锂矿的成因关系不明。本文通过对重庆北碚绿豆岩的矿物学、岩石地球化学、锆石SHRIMP U-Pb年代学及锆石Lu-Hf同位素特征研究,并与四川盆地及周缘地区的绿豆岩进行对比,结果显示四川盆地及周缘绿豆岩层位内锂的富集规律表现为绿豆岩层的下部及中部层位锂含量明显高于上部层位的锂含量。北碚绿豆岩成岩时代为248±2Ma,源岩为流纹质英安岩/英安岩,为早三叠世火山弧岩浆作用的产物。北碚绿豆岩、四川盆地周缘绿豆岩与西南三江地区早三叠世岩浆活动具有明显的成因联系,是西南三江地区火山岩浆活动在四川盆地及周缘地区的响应。四川盆地及周缘地区绿豆岩内锂富集主要与区域火山岩浆作用及后期深部流体有关,西南三江地区早三叠世中酸性火山岩浆作用为四川盆地及周缘地区绿豆岩的形成提供了充足的火山灰及部分锂成矿物质,火山灰降落之后受深部流体作用而进一步富集锂,最终经埋藏成岩作用而形成含硅质豆粒的富锂绿豆岩。

岩石热导率和电阻率关系及其找矿预测意义——以湘南中生代钨锡多金属矿为例

地球物理探测是深部找矿预测不可或缺的重要手段,但是由于地质条件的复杂性及地球物理信息的多解性导致其地质解释的不确定性,需要通过多种途径加以限定。热电材料的电阻率和热导率具有明显的相关关系,但岩(矿)石的电阻率和热导率的关系鲜有研究。本文通过对前人岩(矿)石热导率和湖南岩(矿)石电阻率研究成果的梳理,发现岩(矿)石的热导率和电阻率具有明显的正相关趋势,认为这一规律有助于限定深部电阻率信息的地质解释。本文以湘南中生代钨锡多金属矿为例,初步探讨了岩(矿)石热导率和电阻率正相关趋势的深部找矿预测意义。

湘南地区钨锡多金属矿床浆液过渡态熔体类型成因联系及其成矿意义

岩浆液态不混溶形成的浆液过渡态熔体是与高度分异花岗岩有关的钨锡多金属成矿流体的重要形式。湘南地区与钨锡多金属成矿有关的浆液过渡态熔体有两种类型,一种富钠富挥发分,以芙蓉矿田矿化蚀变碱长花岗岩中的钠长石电气石石英囊为代表;另一种富钾富挥发分,以界牌岭矿床矿化蚀变花岗斑岩中的锂白云母萤石囊(团块)为代表。两种浆液过渡态熔体可形成于同一矿床,为同期岩浆活动产物,成分上K2O与Na2O负相关,表明它们具有密切的时空和成因联系,熔体-流体包裹体发育,为高度分异的花岗质岩浆液态不混溶产物。两种浆液过渡态熔体富含成矿物质,与成矿关系密切,湘南地区多数钨锡多金属矿床的云英岩型、构造蚀变带型、钾化花岗岩型钨锡多金属成矿可能与富钾富挥发分的浆液过渡态熔体有关,钠化花岗岩型铌钽矿化与富钠富挥发分的浆液过渡态熔体有关。

轻矿物物源分析研究进展

文章对Dickinson图解、石英阴极发光、石英氧同位素在物源分析方面的研究进展进行了综述,探讨目前存在的问题和未来的发展趋势。Dickinson图解的使用必须建立在Gazzi-Dickinson计数法、三级流域采样、杂基含量<25%、没有遭受强烈风化作用、多图解配合使用等前提条件下,同时存在粒度分异、岩屑分类简单、成岩蚀变、不同构造环境的时空过渡与重叠、统计误差等一系列问题。除阴极发光为深红色的变质岩石英可区分外,火山岩与侵入岩石英、变质岩与岩浆岩石英、侵入岩与热液石英的阴极发光光谱均存在重叠,其结果并不可靠。与扫描电镜(SEM)结合,进行CL/SEM组构分析,并与传统显微光学特征对比,可识别不同成因类型的石英。通过石英氧同位素,可区分沉积自生石英与岩浆石英,而变质石英形成条件复杂,其氧同位素变化大,与岩浆石英和沉积自生石英的氧同位素均存在交集。碎屑岩成分受源岩、化学风化、机械磨蚀、水动力分选、自生矿物和成岩作用等因素的影响,反演源岩成分需要排除其它因素的干扰。利用现代环境进行各影响因素的正演分析,同时结合其它方法(如碎屑锆石U-Pb年龄、Nd同位素等)的优势,才能全面、准确的解释物源。

内蒙古隆起晚古生代构造隆升的沉积记录

内蒙古隆起位于华北克拉通与兴蒙造山带的过渡部位,受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响,在晚古生代发生了重要的构造隆升。华北盆地北缘紧靠内蒙古隆起,其晚古生代沉积记录了内蒙古隆起的构造活动历史。本文对盆地冀北—辽西地区的晚石炭—中三叠世地层进行详细的沉积体系分析和物源研究,结果表明:1盆地由远滨—滨岸、扇三角洲、三角洲、河流四种沉积体系充填而成,总体上经历了由海陆交互到陆相的进积充填过程。在晚石炭—早二叠世,盆地边缘发育扇三角洲和河流体系,盆地内部由远滨—滨岸、三角洲与河流体系组成。在中二叠—中三叠世期间盆地整体发育河流体系。盆地的沉积中心位于唐山、宝坻一带;2古水流数据、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明盆地物源来自内蒙古隆起,源岩由中上元古界碎屑岩和碳酸盐岩、寒武—奥陶系碳酸盐岩、晚古生代岩浆岩以及少量前寒武结晶基底组成。大量沉积岩碎屑颗粒表明内蒙古隆起在晚古生代被沉积盖层所覆盖,在二叠纪末期花岗岩以及片麻岩砾石的出现代表了内蒙古隆起隆升和侵蚀作用的加强;3根据沉积体系和物源变化将盆地划分为三个充填序列,这些序列记录了内蒙古隆起的隆升和侵蚀过程。晚石炭—早二叠世充填序列以沉积岩砾石、泥盆纪碎屑锆石和凝灰岩夹层为特征,物源来自沉积盖层和晚古生代火山岩。该序列记录了内蒙古隆起陆缘弧的初始隆升和同期火山活动。中晚二叠世充填序列以河流环境下的火山碎屑岩和火山岩为主要特征,记录了华北北缘与南蒙地块的碰撞过程,碰撞导致内蒙古隆起的隆升,同时伴随火山喷发。早中三叠世充填序列以辫状河粗碎屑和花岗质砾石为特征,记录了古亚洲洋闭合后的伸展环境。

华北地块北缘上石炭统—中三叠统碎屑锆石研究及其地质意义

利用碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素对平泉地区晚石炭世—中三叠世地层进行物源分析,重塑内蒙古隆起的隆升历史,进而探讨古亚洲洋的闭合过程。5个样品的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄由5个年龄峰组成:峰1中晚二叠世(270~250Ma)、峰2晚石炭世—早二叠世(325~290Ma)、峰3泥盆纪(400~360Ma)、峰4古元古代(1900~1700Ma)和峰5新太古代-古元古代早期(2600~2400Ma)。其中,本溪组碎屑锆石主要由峰3、峰4和峰5组成,山西组、孙家沟组和刘家沟组则主要由峰2和峰4组成,下石盒子组由峰1、峰4和峰5组成。5个样品具有相同的Hf同位素特征,显生宙锆石的εHf(T)在-3.2^-25.5之间,与内蒙古隆起的晚古生代侵入岩体完全相同。碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征显示物源主要来自内蒙古隆起,不同层位的物源变化表明内蒙古隆起曾存在2次重要的隆升事件:第一期发生在360~312Ma之间,第二期发生在276~258Ma期间。第一次隆升奠定了盆-山的基本构造格局,第二次隆升之后古隆起进入稳定剥蚀期,为盆地提供持续稳定的物源,盆地内部发育了一套粗碎屑沉积物,可以推断在276Ma左右古亚洲洋已经关闭。

青藏高原东北缘新近纪晚期构造挤出:来自西秦岭地区安化—成县盆地的证据

西秦岭位于青藏高原东北缘由挤压走滑向走滑伸展构造的转换地带,成为研究青藏高原晚新生代构造扩展过程的重要构造部位。在西秦岭地区发育的一系列新近纪盆地作为高原物质向外扩展的载体,记录了扩展过程中不同阶段的构造活动和演化信息。文中选择位于成县—太白山断裂内的安化—成县盆地,通过对该盆地沉积过程与构造变形方面的详细研究,确定了盆地在新近纪晚期的两阶段构造演化历史。早期受迭部—白龙江、成县—太白山弧形断裂左行走滑的影响,在弧顶及以东位置发生走滑伸展,形成长条形的地堑半地堑盆地。同期沿青川断裂、西秦岭北缘断裂、礼县—罗家堡断裂以及西和断裂分别形成了汉中盆地、武山盆地、天水盆地以及西和盆地。这些走滑断裂向东扩展可能控制了渭河地堑约9 Ma以来的NW SE向伸展,并伴随华山、太白山以及西秦岭东段10～4Ma的快速隆升。在4.2～2.5Ma期间,受断裂运动学调整的影响,西秦岭地区新近纪盆地遭受挤压而发生构造反转。新近纪盆地的形成与反转历史清楚地记录了青藏高原东北缘新近纪晚期向东构造挤出的过程。

南华北石炭—二叠系陆表海层序古地理演化

通过对野外露头和钻孔的沉积相、古生物以及准层序堆叠方式的对比分析,将南华北石炭—二叠系陆表海沉积划分为三个三级层序：Sq1～Sq3。以层序和最大海泛面为绘图单元,分别对各层序进行了古地理重建。研究发现Sq1时期海侵范围小,时间短,来自东北方向;Sq2时期海侵范围达到最大,海侵方向由东北变为东南;Sq3时期延续了Sq2时期的古地理格局,但沉积中心向南迁移,盆地物源均主要来自北方。最后对古地理演化的成因进行了探讨,认为石炭—二叠系陆表海沉积主要受控于该时期全球海平面的变化,Sq1与Sq2之间的海侵转换面为稳定构造环境下的全球突发性海侵、南高北低的盆地基底与北缘稳定的物源共同造成的。

平泉地区本溪组和刘家沟组厘定

1:20万平泉幅和1:5万杨树岭幅区域地质图将平泉地区大吉口和南台剖面不整合于马家沟组之上的本溪组地层划为刘家沟组。文章对平泉地区各剖面本溪组进行了岩石地层对比和碎屑锆石LA—ICP—MS U—Pb年龄测定,发现大吉口和南台剖面与山弯子本溪组具有相似的岩相组合、砾石成分和碎屑锆石年龄组成,在此基础上提出位于不整合面之上的是本溪组,而非刘家沟组的新认识。

天水盆地新近纪伸展构造——来自沉积与构造变形方面的证据

天水盆地位于青藏高原东北缘高海拔挤压隆升区与鄂尔多斯低海拔伸展区的过渡部位，新构造活动强烈。然而，新构造活动对天水盆地的影响尚不清楚。通过对盆地的沉积环境、构造沉降、构造变形等方面的研究，结果显示：①盆地由风成堆积、洪积扇、河湖相与湖泊相沉积组成，代表沉积中心的河湖相与湖泊相沿控盆断裂(西秦岭北缘断裂、西和断裂与礼县-罗家堡断裂)分布；②盆地经历了16~14Ma、9.2~7.4Ma和3.6~2.6Ma三次加速沉降期；③控盆断裂在同沉积期为正断层。沉积中心沿断裂分布、快速沉降事件及生长正断层表明，天水盆地至少在中新世晚期受控于走滑伸展构造，记录了青藏高原向北东方向的构造挤出作用。

湘南地区锡石结晶控制因素——来自阴极发光图像、微量元素和年龄的证据

湘南是南岭有色、稀有多金属成矿带的重要组成部分,发育多种类型锡多金属矿床,目前对于不同类型锡石的流体来源、成分和物理化学条件差异,尚不清楚。选择湘南地区香花岭、芙蓉和红旗岭锡多金属矿床,采集接触矽卡岩型、远端矽卡岩型、云英岩型、绿泥石脉型和石英脉型5种不同类型锡石,开展阴极发光(CL)显微结构、年龄、原位微量元素等研究,探讨不同类型锡石结晶过程控制因素。红旗岭钨锡矿床锡石LA-ICP-MS U-Pb年龄为153.7±2.4 Ma。湘南不同类型锡石CL图像颜色变化主要与Ti和Nb、Ta相对含量有关,含CL激发剂Ti含量高则CL图像颜色浅,含CL抑制剂Nb、Ta高则CL图像颜色较深。不同类型锡石的Zr/Hf值反映了围岩地层的同化混染和流体演化程度。其中矽卡岩型和石英脉型锡石Zr/Hf值高于成矿岩体,受地层的影响较大,云英岩型和绿泥石脉型锡石Zr/Hf值则低于成矿岩体,表明其具有较高的流体演化程度;绿泥石脉型和石英脉型锡石原生与次生结构发育完全相反的Fe、W、U含量及Zr/Hf值变化趋势,可能分别代表了大气水加入和脉冲式岩浆流体。

湘南地区钨锡多金属矿床矿石矿物组合、矿化蚀变特征及成矿流体组成

采用岩矿鉴定、扫描电镜和电子探针等手段,对湘南地区多个钨锡多金属矿床的矿化蚀变进行了研究和总结。结果表明,湘南地区钨锡多金属矿化蚀变矿物组成复杂,但各矿区普遍存在锡石、黄铜矿、黑钨矿(或白钨矿)、闪锌矿、方铅矿等金属矿物,萤石和黄玉常见,云母化、钾长石化、绿泥石化、尖晶石化等热液蚀变普遍,表明成矿流体具有类似或相同的来源及组分;各矿田(或矿床)的成矿流体均富含B和F等挥发分及Fe和Mn,钨、锡和铜矿化密切共生,钨锡多金属矿石中可见Nb和Be矿化,表明Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn等矿化为类似成矿流体的产物;初步研究认为湘南地区的钨锡多金属矿化是同一岩浆房分异演化的成矿流体的产物,提出了成矿的概念模型。

雪峰山构造带古构造应力场

华南地区构造复杂,中生代动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换。雪峰山位于华南内部,其隆升机制也存在广泛争议,对雪峰山及其邻区古应力场研究,为华南大陆构造演化动力机制提供了依据。古应力反演显示,中生代以来,研究区受到NE向、近SN向、NW向、NNE向四期的构造挤压。NE向与近SN向是华南块体印支期顺时针旋转以及古特提斯洋闭合的结果,NW向挤压是古太平洋板块俯冲作用导致,而NNE向挤压则与印、藏碰撞的远程效应有关。

碎屑重矿物分析对内蒙古西乌旗早二叠世寿山沟组的物源指示及构造意义

碎屑重矿物由于相对比较稳定,蕴含重要的成因信息,对其进行电子探针成分分析,能够还原岩石形成的物源区和盆地构造背景。内蒙古西乌旗早二叠世寿山沟组一段主要由砂岩夹砾岩等组成,二段主要由粉砂岩、泥岩等组成。重矿物分析表明,寿山沟组一段和二段砂岩重矿物主要有锆石、尖晶石和石榴子石等,指示其物源区为岩浆岩和变质岩。重矿物电子探针成分分析结果显示,电气石成分指示其具贫锂花岗岩和变沉积岩物源,尖晶石成分指示其具岛弧和洋中脊玄武岩类物源,石榴子石成分指示其具高级变质基性岩源区。综合物源分析显示,寿山沟组主要来源于迪彦庙蛇绿岩、锡林浩特杂岩和本巴图组玄武岩等。结合区域地质对比,认为寿山沟组形成于弧后盆地,古亚洲洋在早二叠世时期尚未闭合。

桂北宝坛锡多金属成矿区平英岩体晚期侵入岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

桂北宝坛锡多金属成矿区内岩浆活动频繁,其中与锡多金属成矿作用有关的平英岩体由早晚两期侵入岩组成,且晚期侵入岩中常含有较多的电英岩包体。岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究表明:平英岩体晚期侵入岩主要岩性是(中)细粒斑状黑云母(二长-)碱长花岗岩;晚期侵入岩的形成年龄为(769.2±2.5) Ma,而电英岩包体的形成年龄为(795.1±3.1) Ma;平英岩体总体以富含大离子亲石元素(LILE,包括Rb、Th和U等)、贫高场强元素(HFSE,包括Nb和Ti等)为特征,其早期侵入岩属于高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩,具有明显的Th-U元素"U"型峰值以及Ti元素"V"型谷值,晚期侵入岩属于钾玄岩系列岩石,具有U元素"V"型尖峰值以及La—Nd和Eu-Ti元素"U"型谷值,二者在地球化学特征上存在较大的差异。结合岩浆源区性质的研究结果,早期侵入岩属于造山后花岗岩类,可能是源自泥质岩类部分熔融形成的岩浆,再经历高程度分离结晶作用形成的产物;而晚期侵入岩属于非造山花岗岩类,可能是源自泥质岩和砂屑岩类部分熔融形成的岩浆与幔源岩浆发生了不同程度的混合形成的产物。结合电英岩包体和寨滚锡多金属矿床中岩浆热液成矿阶段形成的电英岩脉在成因上存在亲缘关系,且其形成年龄与田棚岩体的形成年龄基本一致的特征,推测电英岩包体应为晚期侵入岩侵位过程中捕获早期侵入岩(田棚岩体)侵位过程中形成的岩浆热液型电英岩脉而形成的包体,其形成年龄可能代表了本区电英岩成矿阶段的成矿年龄。

浅海环境下的喷流沉积块状硫化物矿床——以广东玉水铜矿为例

广东玉水铜矿是一个以斑铜矿、黄铜矿为主的高品位铜矿床,主矿体呈层状沿中石炭统白云岩/下石炭统石英砂岩界面产出。本文在详细的野外地质工作基础上,确认了块状矿体下盘存在石炭纪凝灰岩、火山丘状体及火山通道;确认了以红色赤铁矿-菱铁矿-碧玉岩为组合的喷气沉积岩,其稳定覆盖在块状矿层的顶部,并延伸出矿体外围。层状矿体层序由下往上为:(含砾)石英砂岩夹凝灰岩→块状铜铅锌硫化物矿层→赤铁矿-菱铁矿-碧玉岩等喷气沉积岩→白云岩,证实含矿岩系具有火山岩—矿体—喷气岩“三位一体”特征。层状矿体具有典型的“双层”结构:上部为块状矿体;下部为筒状含矿蚀变体,由呈漏斗状的流体通道系统及其浸染状、网脉状矿化体组成。围绕主流体通道发育扇形含硫化物石英细脉,且不穿过上覆块状矿体和上盘白云岩。本文还首次报道了控制矿体和凝灰岩厚度及铜矿体塑性流变的同生断层(同火山断层)。综合矿床地质及地球化学研究表明玉水铜矿是形成于浅海环境下的喷流沉积块状硫化物矿床。这一新认识表明VMS型矿床可以形成于浅海水环境下,这对丰富和完善VMS型矿床的成因模式具有重要的科学价值;同时可为华南寻找类似地质背景区的隐伏VMS型铜多金属矿床提供借鉴。

华北石炭—二叠系高分辨率层序地层单元划分及对比

利用高分辨率层序地层学理论,对华北石炭—二叠系的野外露头、钻孔岩心及测井曲线进行详细分析,将其划分为3个超长周期,6个长周期。据不同的沉积环境中短期旋回的对称性,将短周期分为向上变深的非对称型、向上变浅的非对称型和对称型,同时总结了各中长周期内旋回界面、最大洪泛面、沉积环境变化以及内部短周期旋回对称性、叠加样式特征。最后重点对SLSC1旋回内的各长期旋回由盆地中心向边缘的中期旋回特征进行探讨,发现随盆地中心的南北反转,中期基准旋回呈南北向规律性变化。

矿产地质专题调查试点总体构想

矿产地质专题调查是服务于找矿勘查的基础性、公益性地质调查工作,是以问题和需求为导向的矿产地质填图,是矿产地质综合填图的升级版,是当前形势下,地质调查工作方式转变的新探索,不仅对实现地调科研一体化具有重要意义,而且对于地质工作,特别是填图工作可持续发展具有重大战略意义。如何开展专题填图,目前没有现成的指南或技术规范,因此需要试点、探索和创新,总结经验,开展示范,最终提出专题矿调工作细则。从分析目前综合性矿产地质工作存在的不足入手,对矿产地质专题调查的定位、目标、总体思路、技术路线等提出了初步思考。

秦岭构造带徽成盆地白垩纪-新生代构造应力场演化历史"

沿凤-太断裂带发育的徽成盆地斜切秦岭构造带,成为东、西秦岭构造地貌的分界带。该盆地由上部成县群和下部东河群2套地层序列组成,之间为角度不整合接触。基于沉积地层序列、野外断层滑动矢量运动学分析和古构造应力场反演,结合上部成县群磁性地层学的研究结果和基性岩脉的年代测试结果,确定了该盆地2期伸展断陷成盆阶段和3期构造挤压改造的交替演化历史。认为下部盆地形成于早白垩世时期(107Ma之前),成盆应力场为NWW- SEE引张,与东西向勉略断裂带左旋走滑拉分作用有关,其中加积了一套河湖相砂砾岩沉积。该走滑盆地在沉积晚期遭受NW- SE向挤压应力作用,控盆边界断层发生反转,地层发生宽缓的褶皱变形,基性岩脉侵位其中(107Ma)。上部新生的断陷盆地很可能形成于早白垩世晚期-晚白垩世(自107Ma以来),受NW- SE引张作用,沿凤-太断裂带发生复活,其中堆积了一套河流相红色砂泥岩和砂砾岩沉积地层。该断陷盆地遭受2次挤压应力场的改造:早期NNW- SSE向挤压、晚期NNE- SSW向挤压,这两期挤压作用使控盆边界断裂(凤太断裂、勉略断裂)发生构造反转,地层陡倾,但盆地内部变形较弱。与区域构造演化历史对比,认为这两期挤压应力作用分别发生在白垩纪晚期与古近纪。

桂北地苏铜镍矿镁铁质—超镁铁质岩体侵位时代、地球化学特征及其成矿成岩分析

桂北宝坛地区作为为数不多的新元古代岩浆Ni-Cu硫化物矿田,对区内成矿岩体开展岩浆演化过程和构造背景方面研究具有重要意义。本文以地苏赋矿镁铁质—超镁铁质岩体为研究对象,进行岩相学特征、锆石U-Pb年龄、地球化学等方面的综合分析。分析结果显示,岩体自西向东发育三个脉动韵律:辉石岩、辉橄岩-橄辉岩-辉石岩-辉长岩、闪长岩,铜镍硫化物矿化形成于前两个韵律底部;闪长岩锆石U-Pb年龄857±8Ma限定其成矿时代为新元古代早期;岩体Mg~#值为71.91～80.07,m/f比值为2.56～4.02,MgO与Al_2O_3、CaO负相关。稀土元素配分曲线显示轻稀土富集、重稀土平坦的配分模式。大离子亲石元素Rb、Th、U相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,与陆缘弧亚碱性玄武岩相似;δ^(34)S值在2.3‰～3.8‰之间,与MORB地幔结果不同(-1.57‰～+0.60‰)。岩石组合和地球化学特征表明岩浆源区为受过地壳混染和流体交代改造的部分熔融岩石圈地幔,具有岛弧岩浆的地球化学特征,表明桂北宝坛铜镍硫化物矿床形成于俯冲环境。岩浆侵位过程中地壳物质混染、岩浆结晶分异作用是促使桂北宝坛地区镁铁质—超镁铁质岩浆发生硫饱和及硫化物熔离的主要因素。