右江盆地卡林型金矿成矿年代学研究进展

右江盆地是全球仅次于美国内华达地区的第二大卡林型金矿床集中分布区。由于成矿时代的不确定性,盆地内卡林型金矿床的成矿动力学背景一直不清。为准确确定这些金矿床的成矿时代,近四十年来国内外矿床学家进行了孜孜不倦的探索,从早期以石英裂变径迹和流体包裹体Rb-Sr等时线法为代表的定年,到中期以硫化物Re-Os等时线法为代表的单矿物溶样法定年,再到最新以热液金红石、独居石和磷灰石U-Th-Pb法为代表的微区原位定年,其定年对象和方法见证了同位素地质年代学的发展历程。现已基本明确,右江盆地主要发育两期卡林型金矿成矿作用,分别为215~200 Ma和155~140 Ma,相当于印支期和燕山期,其动力学背景分别对应于印支-华南-华北地块碰撞后的印支期陆内造山过程以及燕山期软流圈上涌诱发的岩石圈伸展作用。

西天山乌孙山花岗岩和闪长岩年代学、地球化学及岩石成因

笔者选取位于伊犁盆地内乌孙山北缘察布查尔林场花岗岩为研究对象,其地球化学、地质年代学和岩石成因研究对于探讨西天山南缘壳幔岩浆作用具有较重要的指示意义。岩石地球化学特征显示二长花岗岩属高钾钙碱性准铝质-弱过铝质岩石系列;轻稀土富集,弱的Eu负异常(δEu=0.74~0.84),富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素特征,Zr/Hf=42~44,部分样品中含有少量的刚玉标准矿物,显示出壳源花岗岩的特征。闪长岩Al_(2)O_(3)、FeOT、CaO含量明显高于二长花岗岩,Na_(2)O和K_(2)O含量低于二长花岗岩,属于高钾准铝质岩石系列;轻稀土富集,显示出Eu的轻微正异常(δEu=0.90~1.24),富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,此外,闪长岩还显示出具有高Sr(Sr>400×10^(-6))低Y(12.83×10^(-6))及Yb(1.34×10^(-6))和高Mg^(#)特征,其源岩应为俯冲板片上覆地幔部分熔融产物。二者均显示出岛弧岩浆的特征。二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(361.7±1.8)Ma;形成于晚泥盆世末期,结合前人的研究资料认为在~360 Ma由于南天山洋板片的回撤或俯冲流体参与,上覆地幔发生部分熔融产生了基性岩浆,岩浆上涌过程中提供大量的热导致地壳发生部分熔融形成了酸性岩浆,两种岩浆发生不均匀混合作用。上涌的岩浆引起地幔对流,导致伊犁地块内部出现一定的伸展作用(弧后伸展作用)。

海底热液硫化物中金属、非金属和稀有气体同位素组成的关系及其地质意义

海底热液硫化物的同位素组成不仅可以示踪其来源,也记录了流体及其沉淀过程。本文分析了全球海底热液硫化物的金属(铅、铼、锇、铁、铜、锌)、非金属(硫)及其流体包裹体中的稀有气体同位素组成,探讨了硫化物中金属、非金属和稀有气体同位素组成之间的关系。结果表明:海底热液硫化物中的硫同位素组成与锇、铁同位素组成之间,铁同位素组成与铅和氦同位素组成之间,存在负相关性;其锇同位素组成与铁同位素组成之间,氙同位素组成与铅、锇同位素组成之间,则存在正相关性。在岩浆去气注入流体阶段形成的硫化物,具δ^(34)S_(VCDT)值较低(约0‰),^(3)He/^(4)He(>8 Ra)、^(40)Ar/^(36)Ar(>300)和^(129)Xe/^(132)Xe(>0.99)值较高的特点。在流体-岩石相互作用阶段,随着岩石中含铅矿物的不断溶解,即流体-岩石相互作用程度的增加,流体中沉淀的黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿的铅质量分数增加,伴随^(206)Pb/^(204)Pb值轻微的减小。在流体-海水混合阶段,海水影响的加剧可使硫化物中的锇质量分数(约0×10^(-9))急剧降低,δ^(57)Fe值(<—1.6‰)、187 Os/188 Os值(>1)明显增大;随着流体-海水混合作用的增强,硫化物中黄铁矿的δ^(34)S_(VCDT)值将随着其流体包裹体中^(3)He/^(4)He、^(40)Ar/^(36)Ar、^(129)Xe/^(132)Xe值轻微降低而升高,而其^(3)He/^(4)He值随着其^(130)Xe/^(132)Xe值的降低而降低。以上表明,通过综合分析海底硫化物中金属、非金属和稀有气体的同位素组成和其质量分数,并讨论它们之间的关系,可以揭示岩浆去气、流体-岩石相互作用和流体-海水混合对海底热液循环的影响,进而了解硫化物沉淀过程中流体-岩石相互作用和流体-海水混合的程度。

新疆东天山黄滩金铜锌矿成矿时代——来自白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年龄约束

卡拉塔格是东天山十分重要的铜矿集区,发育5个不同时代和成矿类型的成矿系统。近年来新发现了黄滩(包括金岭)金铜锌矿床,赋存于火山岩系中,发育层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化,但层状矿化和黄铁绢英岩化形成时代不清楚,制约了进一步找矿勘查工作。本文基于野外调查和室内研究,开展白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年代学研究,获得黄铁绢英岩中白云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为429.46±3.91 Ma,7件层状矿化中黄铁矿Re-Os等时线年龄为436.5±4.2 Ma。层状矿化年龄与前人获得含矿岩系英安岩和英安质凝灰岩年龄(434~438 Ma)、脉状矿化年龄(432~438 Ma)一致,表明层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化是同一成矿事件的产物,黄滩为富金火山成因块状硫化物(VMS)型矿床。因此,尽管黄滩和红海‒黄土坡为VMS型矿床,红石为火山热液脉状矿床,但它们均为同一VMS成矿系统,形成于430~439 Ma,受控矿因素的差异,造成了成因类型、矿化类型和成矿元素组合的多样性。

蒙古国东北部脑明特铜矿床成矿岩体年龄、Hf同位素、地球化学特征及其对成矿构造背景的约束

脑明特中型铜矿床位于蒙古-鄂霍茨克缝合带中部,是蒙古国东北部已知规模最大的铜矿床。为探究岩体与成矿的关系,在矿床学研究的基础上,对该矿床成矿岩体开展了锆石U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素地球化学研究。结果显示:成矿岩体的锆石U-Pb年龄为166.3±2.3 Ma和162.6±1.6 Ma,表明该成矿岩体应为中侏罗世晚期岩浆作用的产物;岩石化学组成上,成矿岩体主量元素SiO_(2)(62.81%~66.03%)>56%,Al_(2)O_(3)(15.01%~15.77%)>15%,MgO(2.06%~2.72%)<3%,K_(2)O/Na_(2)O<1,微量元素具有轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu异常不明显和贫Y(含量为10.67×10^(-6)~14.05×10^(-6),<18×10^(-6))、Yb(含量为1.20×10^(-6)~1.65×10^(-6),<1.9×10^(-6)),富集Sr(含量为547.6×10^(-6)~661.8×10^(-6),>400×10^(-6))的特点,表明成矿岩体具有埃达克质岩石的地球化学特征。同时,成矿岩体具有相对较高的Mg^(#)和Cr、Ni含量,与源自拆沉下地壳熔融形成的埃达克岩相似。在Hf同位素组成上,该岩体具有较低的ε_(Hf)(t)正值(0.3~4.3)和中—新元古代模式年龄(T_(DM2)=1183~937 Ma),推测岩浆上升过程中混染了部分中—新元古代基底岩石组分。综合研究表明,脑明特铜矿床成矿岩体岩浆起源于拆沉下地壳的部分熔融,形成于中侏罗世晚期蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的陆内伸展环境。

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点。近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

硼同位素的正热电离质谱法测定新进展

在不同环境下, B具有不同的^(11)B/^(10)B值。因此, B同位素作为一种灵敏的示踪剂被广泛应用于地球化学、环境化学和食品科学等领域。正热电离质谱法(PTIMS)因测试精度高,是测定B同位素组成最精确的方法。本文详细总结了PTIMS测定B同位素组成的基本原理、带材料选择、石墨影响、石墨涂样顺序、点样形式、同质异位素的干扰以及离子峰接收方式,尤其是近几年在静态双接收测定B同位素上取得的成果和最新进展,以促进B同位素地球化学研究的进一步发展。

土壤活性组分界面重金属同位素分馏行为研究进展

近年来,多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)及分离纯化技术的发展使得精确测量重金属稳定同位素组成成为可能,大大促进了其在重金属污染物来源识别、土壤-植物系统重金属迁移和纳米颗粒环境行为示踪等方面的应用。但是,许多表生环境地球化学过程会引起不同程度的同位素分馏,从而模糊不同重金属储库的同位素指纹特征,使得对环境样品同位素组成的理解变得复杂,被称为“同位素分馏黑箱”。揭示同位素分馏黑箱对于重金属非传统稳定同位素的应用具有重大意义。尽管重金属在各种土壤活性组分界面反应过程中的重金属同位素分馏已有一些研究,但有关矿物结构发生同晶替代过程中的分馏机制尚不清楚,且存在许多不一致或矛盾的地方。本综述系统总结了典型重金属污染物Cd、Zn、Ni在土壤活性组分界面,尤其是铁锰氧化物矿物界面的同位素分馏行为和机制,并指出未来应关注的方向。相关研究的深入将加深对重金属污染物环境地球化学行为的理解,推进对土壤同位素分馏黑箱的理解和非传统稳定同位素在土壤重金属污染物溯源、示踪等过程中的应用,为土壤重金属污染的治理、修复和安全利用等提供科学依据和理论支撑。

内蒙古敖汉旗朝吐沟组的地质时代

对采自大兴安岭南部朝吐沟组建组剖面的酸性火山岩(流纹岩)样品开展锆石U-Pb LA-ICP-MS年代学分析,测试结果显示:样品具有岩浆成因的特征,加权平均年龄为374±10 Ma,指示该酸性火山岩形成于晚泥盆世,发育该套火山岩的朝吐沟组为晚泥盆世地层.研究认为沿华北板块北缘展布的朝吐沟组火山-沉积建造形成于晚泥盆世一个次稳定—非稳定的被动陆缘盆地沉积环境,这对更准确地认识大兴安岭乃至整个东北地区泥盆纪—石炭纪构造演化以及古地理格局具有重要意义.

东昆仑大格勒富铌碳酸岩地球化学特征及成因初探

大格勒碳酸岩是东昆仑地区新发现的火成碳酸岩,具有重要的地质意义。本文对该碳酸岩开展了全岩主量和微量元素以及同位素研究,初步探讨其岩石成因。大格勒碳酸岩的化学组成以CaO和MgO为主,CaO含量为24.17%~30.40%,MgO含量为15.56%~18.91%,SiO_(2)含量为0.61%~6.25%,CO_(2)含量为25.09%~36.09%,其CaO/(CaO+MgO+FeO^(T)+MnO)(CCMF)在0.41~0.51之间,属于镁质碳酸岩。岩石的稀土元素总量∑REE在515~1863μg/g之间,稀土元素配分模式显示富集轻稀土元素,轻重稀土元素分异明显((La/Yb)N=284~589),无明显的Eu、Ce异常(δEu=0.89~1.23,平均1.01,δCe=0.96~1.11,平均1.05)。微量元素蛛网图显示样品明显富集Nb、Sr、Th、U、Pb、P,相对亏损Rb、K、Ti元素,Ba、Zr、Hf及HREE等元素接近原始地幔,Nb含量在126~5009μg/g之间(平均1568μg/g)。碳酸岩样品具有相对低的(^(87)Sr/^(86)Sr)i值(0.703718~0.703964)和低ε_(Nd)(t)值(-1.07~-0.33),δ^(13)CV-PDB值为-8.5‰~-5.7‰,δ^(18)OV-SMOW值为8.9‰~14.4‰,同位素及微量元素组成显示其具有幔源特征,并在碳酸岩形成过程中受到了热液蚀变作用,可能与东昆仑早泥盆世碰撞后伸展作用导致的软流圈地幔上涌有关。

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石岩的年代学、地球化学、Sr-Nd同位素特征及其地质意义

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成分以及形成环境等方面的研究,不仅对重建东昆仑古构造环境具有重要的意义,还可推动东昆仑稀有金属成矿规律研究与找矿突破。本文在野外地质调查的基础上,选取杂岩体中重要的含矿辉石岩为研究对象,开展了单矿物电子探针原位分析、磷灰石和榍石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果显示,东昆仑大格勒地区辉石岩的形成时代为418 Ma。辉石岩主要矿物中存在似长石(霞石)、碱性暗色矿物(富铁黑云母),单斜辉石为透辉石,角闪石为钙质角闪石(铁韭闪石),黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母。岩石地球化学特征显示辉石岩具有富K(K_(2)O>Na_(2)O)、CaO含量高、轻稀土元素强烈富集、富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,不亏损Nb、Ta元素,亏损Zr、U、Ti等高场强元素的特征。全岩的(87Sr/86Sr)i为0.704058~0.704278,ε_(Nd)(t)为-0.4~-0.2。矿物组成、元素和同位素地球化学特征均指示大格勒辉石岩为钾质碱性岩,具有与OIB相似的特征,岩浆源区为EMⅠ型地幔端元。岩石的形成过程为母岩浆在相对较深的地幔源区经历了1%~3%较低程度的部分熔融作用,在上侵过程中经历了较强的分离结晶作用和微弱的同化混染作用,其形成时代为该地区岩浆活动最强烈的时期,可能与碰撞后软流圈地幔的上涌和岩石圈的强烈伸展相关。

喜马拉雅东部库曲锂铍花岗质伟晶岩的稀有金属矿物学研究

在喜马拉雅造山带已发现普士拉、热曲、吉隆、洛扎等多个岩体中花岗岩-伟晶岩与锂铍等稀有金属成矿作用相关,并有大规模的锂辉石伟晶岩(含细晶岩)产出。喜马拉雅东部的库曲岩体也发现了锂辉石伟晶岩出露,主要侵入到主体白云母花岗岩中。本次研究对库曲岩体中不同类型的花岗质伟晶岩进行了详细的岩相学、矿物学和年代学的研究。根据不同矿物组合和产出位置,将库曲伟晶岩分为四类:广泛分布的伟晶岩I,主要包含长石-石英-白云母;岩体西部桑玉村出露伟晶岩II(包含钠长石-石英-白云母带和细粒钠长石带)和伟晶岩III(锂辉石-钠长石-石英带);岩体东部出露细晶岩脉。库曲伟晶岩都含不同体积百分比的石榴石和电气石,以及典型的稀有金属矿物如绿柱石、铌铁矿族矿物和少量锡石。独居石和铌铁矿族矿物的U(-Th)-Pb同位素年代学结果显示库曲伟晶岩主要形成于~25Ma,还存在稍晚一期的岩浆活动,细晶岩形成于~14Ma。同时代的伟晶岩I、II和III全岩成分呈现出明显的变化趋势,K_(2)O/Na_(2)O、Zr/Hf和Nb/Ta比值、REE总量和Eu/Eu^(*)呈降低趋势,而稀有金属(Li、Be、Nb、Ta、Rb和Cs)含量逐渐增加。矿物的成分变化趋势更明显,从伟晶岩I到III中白云母的K/Rb比值和MgO含量明显降低,电气石向更富集Li、石榴子石和铌铁矿族矿物向更富集Mn(在伟晶岩III中分别接近锰铝榴石和铌/钽锰矿端元组分)、绿柱石向更富集Li-Cs的方向变化。伟晶岩III中锡石含量相对增加,常与锂辉石共生。细晶岩脉的矿物学特征介于伟晶岩I和II之间。综合上述研究显示库曲伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的最终产物,矿物是伟晶岩形成过程和分异程度的有效指示剂,库曲的稀有金属成矿作用显示出Be、Be-Nb-Ta(-Sn)、Li-Be-Nb-Ta-Sn(岩体最边缘)矿化的变化趋势。锂辉石是库曲伟晶岩中主要的原生锂矿物,次生的锂辉石和石英后成合晶可能是在富锂流体中形成的,而不是透锂长石降温过程中形成的,这与库曲伟晶岩侵入到白云母花岗岩的产状相符。

东昆仑大格勒农场南辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑志留纪岩浆活动强烈,记录了东昆仑造山带原特提斯洋演化晚期大洋俯冲阶段与碰撞阶段转换地质过程。本次研究对东昆仑大格勒农场南志留纪基性侵入岩开展了详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,以确定其形成时代、岩石成因和构造环境。研究结果表明大格勒农场南辉长岩的结晶年龄为430.2±2.4 Ma,形成时代为中志留世。辉长岩SiO_(2)(51.40%~53.66%)含量较低,MgO(18.56%~22.16%)和FeO^(T)(7.54%~10.64%)含量高,Mg^(#)为79~82。微量元素富集Rb、Th、Ba、Cs等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),具有高Ni(276~973μg/g)、Cr(2152~3574μg/g)和Sc(35.5~53.1μg/g)含量,低Nb/Ta值(3.23~8.68)和εHf(t)值(-7.3~-3.6)。大格勒农场南辉长岩的地球化学组成具有岛弧基性岩特征,其成因可能是流体和俯冲沉积物加入的富尖晶石橄榄岩部分熔融的结果。综合区域资料表明,大格勒农场南辉长岩形成于东昆仑原特提斯洋俯冲晚期阶段,进一步限定原特提斯洋晚期俯冲与碰撞转换时限为中志留世,随后转入碰撞造山阶段。

东昆仑大格勒地区富铌橄榄岩矿物学、地球化学及Sr-Nd同位素特征

东昆仑大格勒地区碳酸岩-碱性杂岩富铌稀土矿化的发现,对青海省优质稀有稀土矿产的勘查及综合研究具有重要启示。本文以大格勒杂岩体中蛇纹石化富铌橄榄岩为研究对象,开展了矿物学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究。矿物学分析显示,富铌橄榄岩中铌矿物主要为铌易解石(Nb_(2)O_(5)=50.33%~52.50%)、铌钙矿(Nb_(2)O_(5)=48.20%~50.27%)、褐铈铌矿(Nb_(2)O_(5)=42.80%~43.45%)、Stefanweissite矿(Nb_(2)O_(5)=33.14%~34.78%),次为钛铁矿(Nb_(2)O_(5)=3.45%~4.89%)。样品具低SiO_(2)(20.16%~29.20%)和K_(2)O+Na_(2)O(0.02%~2.47%)含量,高Mg O(22.88%~27.69%)含量和Mg^(#)值(74~82),稀土元素总量较高(∑REE=772~1807μg/g),稀土元素配分模式强烈富集LREE、亏损HREE,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.17)。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示,样品富集Nb、Ta、Th、U、Sr、Pb,Nb含量高,为981~1753μg/g,平均1378μg/g,可能与晚阶段碳酸岩侵入流体交代作用有关。样品的(87Sr/86Sr)i值为0.70378~0.70396,ε_(Nd)(t)值为-0.49~0.31,岩浆源区可能为EMⅠ型地幔端元。综合区域构造背景,大格勒岩体中富铌橄榄岩的形成可能与该地区拉张环境下岩石圈的强烈伸展和软流圈地幔的上涌相关。

东昆仑大格勒泥盆纪正长岩岩石成因和地质意义

东昆仑大格勒地区发现了与铌、稀土共生的碱性岩-碳酸岩杂岩体,表明东昆仑造山带具有碱性岩-碳酸岩型稀有金属矿床的找矿前景。团队对大格勒杂岩体的岩石组合、岩石地球化特征、岩浆演化及构造背景等问题开展了一系列研究。最近新发现了与碱性镁铁-超镁铁质岩、碳酸岩杂岩形成时代相近、空间上相伴共生的正长岩体,为深入了解大格勒杂岩体提供了新视角。大格勒岩体主体为角闪正长岩,少量为石英正长岩,主要矿物为正长石,次为更长石和铁浅闪石,少量为钠长石、石英、钙铁辉石、铁橄榄石和铁叶云母。锆石U-Pb定年结果表明角闪正长岩形成于407~402 Ma。主量元素组成显示,角闪正长岩的SiO_(2)(59.08%~63.14%)含量中等,Al_(2)O_(3)(16.16%~17.23%)、K_(2)O+Na_(2)O(9.54%~11.06%)含量高,富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.45~2.02),极富铁(Fe O^(T)/(MgO+Fe O^(T))=0.93~0.94),为准铝质、钾玄岩系列;微量元素富集Hf(18.6×10^(-6)~30.6×10^(-6))、Ba(937×10^(-6)~1386×10^(-6)),极富Zr(1017×10^(-6)~1842×10^(-6)),但亏损Nb、Ta等,Eu异常不明显-弱Eu正异常(δEu=0.94~1.35,平均值为1.14)。大格勒正长岩具富集的Nd同位素(ε_(Nd)(t)为-3.9~-3.4)和高放射性Pb同位素组成(^(208)Pb/^(204)Pb(t)=38.164~38.232,^(207)Pb/^(204)Pb(t)=15.636~15.640,^(206)Pb/204Pb(t)=18.321~18.400),其锆石Hf同位素组成较均一(εHf(t)=-1.57~1.18)。结合区域构造背景,认为大格勒正长岩形成于碰撞后岩石圈伸展环境,角闪正长岩可能由富集地幔熔融产生的岩浆经过分离结晶而成。

青海大柴旦塔温查干哈达顶志留世花岗岩岩石地球化学和U⁃Pb同位素约束

青海大柴旦塔温查干哈达顶志留世花岗岩位于宗务隆山断裂以南,主体为花岗斑岩、粗粒似斑状二长花岗岩。岩石SiO_(2)质量分数为67.11%~73.73%,Al_(2)O_(3)质量分数为13.62%~14.57%,K_(2)O和Na_(2)O质量分数比为1.11~1.96,具有偏铝质高钾钙碱性系列岩石的特征。U⁃Pb年龄测试花岗斑岩的结晶年龄为(417.9±3.9)Ma,表明形成地质时期为顶志留世,属加里东期构造岩浆岩带。岩石地球化学分析认为,塔温查干哈达侵入岩属板内花岗岩类,可能为I⁃S型花岗岩,该期侵入岩属同碰撞构造前环境。岩浆活动总趋势由深到浅发展,随时间推移岩浆房逐渐趋近于地表。

东昆仑昆仑河泥盆纪过铝质花岗岩成因和找矿意义

昆仑河地区是东昆仑造山带过铝质花岗岩分布相对集中的地区,昆仑河过铝质花岗岩分布区形成了Li、Be、Sn等元素高背景区,部分地区具明显的异常,可为东昆仑造山带古生代碰撞造山过程的研究和相关稀有金属矿产成矿预测提供重要的依据。本文通过对昆仑河地区花岗岩岩相学、地球化学、同位素年代学及Hf、Sr同位素研究发现:昆仑河地区新发现的花岗岩形成时代为早泥盆世(418~416Ma),其岩性为黑云母花岗闪长岩、二云母花岗闪长岩和二云母花岗岩,暗色矿物均为黑云母(≤5vol%);为富钠弱过铝高钾钙碱性系列,Na_(2)O/K_(2)O平均值是1.13,A/CNK为1.03~1.10,富集LREE,(La/Yb)_(N)为9.7~28.1,重稀土弱亏损,Y为8.69×10^(-6)~23.4×10^(-6),Yb为0.67×10^(-6)~2.43×10^(-6);Eu具较明显的负异常(Eu/Eu^(*)=0.48~0.86),Rb/Sr比值(0.34~1.12)和Rb/Ba比值(0.18~0.32)较低;(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)为0.7045~0.7083,ε_(Nd)(t)为-4.94~-1.64,t_(DM2)为1.56~1.29Ga;锆石ε_(Hf)(t)值分布在-3.3~2.7之间,t_(DM2)为1.61~1.28Ga;岩浆源于古老元古代地壳的部分熔融,源区有地幔物质或源于地幔的新生地壳物质的参与。结合以往研究成果,昆仑河地区存在晚志留世(425~422Ma)和早泥盆世(418~416Ma)两期过铝质花岗岩,两者与东昆仑加里东期碰撞造山带俯冲岩石圈板片断离、幔源岩浆底侵引发的地壳熔融相关。根据1/25万化探数据做概要分析,该花岗岩分布区显示了较好的Li、Be、Sn等矿的找矿前景。

辽东矿集区大东沟金矿床成矿时代和成因:地质、年代学、地球化学和同位素制约

大东沟金矿位于华北克拉通北东缘辽东矿集区,矿体赋存于古元古代辽河群盖县岩组绢云千枚岩中,并与中生代石英闪长岩空间关系密切。为了深入揭示矿床成因与成矿地质背景,近期我们对其开展矿床地质、黄铁矿Re-Os和锆石U-Pb测年、成矿相关侵入岩的地球化学和Hf同位素以及硫化物S同位素工作。研究表明,其成矿可划分三期:第一期沉积成岩黄铁矿期(Ⅰ)、第二期为变质黄铁矿-毒砂期(Ⅱ)、第三期为热液期(Ⅲ)。其中,第三期又可划分黄铁矿-毒砂阶段(Ⅲ1)、多金属硫化物-石英阶段(Ⅲ2)和含黄铁矿石英-碳酸盐阶段(Ⅲ3)。热液期(Ⅲ)黄铁矿的Re-Os等时线年龄为130±18Ma(n=5,初始^(187)Os/^(188)Os=1.60±0.42),与成矿相关石英闪长岩的侵位年龄(133±1Ma)一致,指示金成矿作用发生在早白垩世。热液期Ⅲ1、Ⅲ2矿化阶段硫化物的δ^(34) S值为3.0‰~4.8‰,且明显不同于第一期沉积成因黄铁矿(8.9‰~10.2‰)和辽河群沉积-变质岩(7.0‰~23‰)的硫同位素组成,进一步揭示该矿床大规模成矿为岩浆热液作用形成,与石英闪长岩作用密切。石英闪长岩富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U等),中度亏损高场强元素(Nb、Ta)、具有低的ε_(Hf)(t)值(-6.38~-2.82)以及弱氧化的属性;结合矿区内同期侵入岩数据,指示它起源于幔源镁铁质岩浆和壳源长英质岩浆的混合。结合区域地质资料,我们认为大东沟金矿床为中温热液型金矿床,成因上与同期弱氧化的闪长质岩浆有关,形成于早白垩世华北克拉通破坏峰期。

东昆仑金水口泥盆纪层状花岗岩成因和找矿意义

东昆仑造山带是青藏高原与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带,但该带是否具有形成硬岩型稀有金属矿床的潜力还不清楚。最近在东昆仑金水口地区发现了锂铍矿化伟晶岩,暗示其有可能成为以锂铍为主的稀有金属成矿潜力区。本文以矿化伟晶岩空间上紧密共生的金水口层状花岗岩体为研究对像,揭示其地球化学特征和形成时代,探讨其成因和找矿意义。金水口层状花岗岩下部为弱过铝高钾钙碱性黑云母二长花岗岩,上部为高分异强过铝二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩。花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为396~395Ma,LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄为396~391Ma。黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩具有相似的Nd同位素组成,εNd(t)为-6.52~-4.48,黑云母二长花岗岩与二云母正长花岗岩具有相似的全岩Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成,^(208)Pb/^(204)Pb(t)为38.187~38.219,^(207)Pb/^(204)Pb(t)为15.627~15.652,^(206)Pb/^(204)Pb(t)为18.299~18.527,ε_(Hf)(t)为-6.25~+0.58。下部花岗岩和上部高分异花岗岩均源于元古代岩石和少量新生年轻地壳物质组成的下地壳,为I型花岗岩,形成于碰撞后伸展构造环境。金水口花岗岩岩浆演化过程中Li、Be、Nb、Ta和Sn富集,与其东侧跃进山花岗岩共同构成了潜在的稀有金属矿化伟晶岩的母体花岗岩,推断跃进山花岗岩南部和东部具有伟晶岩型Li-Be矿的找矿潜力。东昆仑造山带出现泥盆纪Li-Be矿成矿作用,暗示青藏高原北部除了中生代外,古生代也存在Li-Be矿重要成矿潜力。

喜马拉雅造山带聂拉木地区渐新世深熔作用的厘定

喜马拉雅新生代淡色花岗岩记录了地壳深熔作用和花岗岩侵位的地球化学和构造物理效应。与形成于增厚地壳条件下和伸展背景下的始新世和中新世花岗岩相比,渐新世花岗岩分布比较局限,且源区和形成机制还存在着较大的争议。位于喜马拉雅造山带中部的聂拉木地区,可见32.1Ma的含电气石黑云母的花岗岩、29.8Ma的含黑云母的花岗岩、26.6Ma的含电气石黑云母的伟晶花岗岩侵入到高喜马拉雅岩系上部。这三组渐新世花岗岩具有以下特征:(1)较高的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O和Na_(2)O,A/CNK>1.0;(2)Ba、Nb、Ta、Sr和Ti的负异常;(3)略微富集轻稀土,亏损中稀土和重稀土,高度变化的Eu异常和微弱的负Nd异常;(4)均一的初始Sr-Nd同位素比值,^(87)Sr/^(86)Sr(t)=0.7463~0.7471,ε_(Nd)(t)=-15.0~-14.6。此外,含电气石黑云母的花岗岩和含电气石黑云母的伟晶花岗岩具有较高的Sr和Ba,较低的Rb/Sr比值,其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量都无相关性,表明其为富B流体参与高喜马拉雅变沉积岩含水部分熔融作用的产物。而含黑云母的花岗岩具有较低的Sr和Ba,较高的Rb/Sr比值,且其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量显示明显的负相关关系,表明其为变沉积岩发生脱水熔融作用的产物。综合喜马拉雅造山带已有的研究成果,得出以下认识:渐新世花岗岩的源区从下地壳基性物质转变为中地壳变泥质岩,展示了源区向上迁移的过程,并经历了一期重要的岩浆热液交代作用;渐新世深熔作用记录了造山带从缩短增厚向伸展垮塌转换阶段深部地壳的响应,从而促使了高喜马拉雅岩系的折返。