NYF型伟晶岩岩浆-热液演化与稀有稀土金属超常富集

NYF型伟晶岩作为重要的战略性矿产资源,一直未受到广泛关注。相对于LCT型伟晶岩,NYF型伟晶岩的内部结构分带较差,极少存在区域性分带,但发育大量Nb、Y、F等矿物。铌铁矿族矿物、云母族矿物、电气石等矿物的地球化学特征能精细揭示NYF型伟晶岩的岩浆-热液演化过程,反映其演化程度。挥发分F、B、P和H_2O等不仅影响NYF型伟晶岩的结晶分异程度,对稀有稀土金属元素超常富集也起至关重要的作用。稀有稀土金属元素的富集、迁移与结晶贯穿整个NYF型伟晶岩的岩浆阶段、岩浆-热液过渡阶段以及热液阶段;高度演化的NYF型伟晶岩中,可以发生铌矿化、铍矿化、铷矿化、稀土(Y、Ce、Sc等)矿化以及锆-钍-铀矿化等。今后我国应将碱性岩-碱性花岗岩区域作为NYF型伟晶岩重点勘查区,加强NYF型伟晶岩的研究力度和指导找矿。

加勒比海小安德列斯岛弧Kick’emJenny海底火山岩的斜长石成分环带:示踪大洋岛弧岩浆房的演化

我们对采自于加勒比海地区小安德列斯岛弧(Lesser Antilles Arc)Kick’em Jenny(KEJ)海底火山玄武岩中的斜长石斑晶进行了矿物形态和成分分析。利用电子探针(EMPA)和LA-ICP-MS测定了具有环带结构的斜长石斑晶中主量元素的空间分布,同时也利用LA-ICP-MS分析了斜长石中Sr的分布。结果表明,在不同的矿物斑晶中,元素含量均表现出和环带结构相联系的空间分布变化。斜长石斑晶中最主要的结构为韵律环带以及熔蚀结构,所测定的矿物边缘都存在An值从由内向外迅速降低的致密韵律环带,可能反映了快速结晶时的不平衡;而晶体内部的稀疏韵律环带结构是由岩浆填充或对流活动导致的。部分斜长石的熔蚀层An值由内向外升高,反映了高Ca岩浆填充的过程。这说明斜长石斑晶的矿物形态和元素环带可以用来制约俯冲带海底火山岩浆从源区上升到岩浆房再到喷发的复杂过程,包括岩浆演化、熔体多次填充、熔体与结晶矿物之间的反应、以及矿物再熔融等。这对于理解海底火山的喷发以及岛弧岩浆岩的演化有重要意义。

阿尔金南缘早古生代岩浆作用及碰撞造山过程

阿尔金南缘发育着大规模多种多样的早古生代岩浆岩,对不同阶段岩浆作用时限、源岩特征及其形成机制的系统研究,对全面理解该地区早古生代洋-陆转换、大陆深俯冲、板片断离等地球动力学过程具有重要的科学意义。本文通过对早古生代岩浆岩的时空分布、岩石类型、同位素定年数据和岩石地球化学资料的综合分析,研究岩浆活动期次和岩石成因机制,结合区域资料,将阿尔金南缘早古生代构造-岩浆演化过程分为4个阶段：1〉500Ma,由E-MORB、N-MORB型基性—超基性岩浆岩和O型埃达克岩组成,为＂南阿尔金洋盆＂洋脊扩张和板片俯冲消减作用阶段;2497~472Ma,由I型和S型花岗岩组成,具C型埃达克岩特征,是上地壳砂质岩和下地壳玄武质岩石高压部分熔融的产物,属于碰撞造山的陆壳深俯冲阶段;3469~445Ma,由OIB型碱性基性-超基性岩和I型-S型花岗岩组成,具板片断离后同折返岩浆岩特征,前者形成与陆内伸展裂解环境,后者以低Sr（或高Sr）、高Y和低Sr/Y为主（少量高Sr、低Y）,是上地壳折返减压部分熔融（局部仍为挤压作用）的产物,属于初始后碰撞伸展的地壳折返阶段;4424~385Ma,由具低Sr、高Y特征的A型岩浆岩组成,是上地壳砂质-泥质岩高温低压部分熔融的产物,为后碰撞伸展拉张阶段。根据岩浆活动特征和构造演化过程,提出了阿尔金南缘早古生代构造-岩浆演化模式图。

小秦岭、熊耳山金矿区中基性岩墙的岩石化学研究

通过对小秦岭、熊耳山金矿区岩墙的地质学、岩石学、地球化学的综合研究,查明该岩墙主要由辉绿岩和煌斑岩类组成,属钾质、中等铝质岩石并富含挥发份(>2%)的中基性岩。岩石富集LILE和LREE,与原始地幔相比具有明显的Ti、Nb负异常和Pb正异常。对形成岩墙的岩浆演化过程研究后认为,其岩浆演化大致分为三个关键环节:(1)早中生代时期富钾、富硅熔体交代秦岭造山带岩石圈地幔,导致具富集地幔特征的玄武质岩浆的形成;(2)玄武质岩浆与区域热效应形成的花岗质岩浆的混合(混染)作用;(3)混合岩浆在深部热力学和动力学机制下的结晶分异和连续演化过程。

东秦岭官坡地区稀有金属伟晶岩成矿机制

东秦岭伟晶岩区是我国著名稀有金属产地,是秦岭造山带规模最大、稀有金属矿化最丰富的伟晶岩区。官坡地区以伟晶岩脉数量多、含矿伟晶岩脉占比高、稀有金属矿化类型全(锂、铍、铌、钽、铯)、产出具有一定规模的锂矿化伟晶岩和多种稀有金属矿物为特色,是东秦岭伟晶岩区最具代表性和典型性的伟晶岩密集区。官坡地区由北西至南东依次产出火炎沟锡铌钽矿、南阳山、七里沟-前台和蔡家沟锂矿。稀有金属伟晶岩内部结构分带型式多样,呈弱分带(均一结构和分层结构)和复杂分带(主要为对称分带);伟晶岩类型主要是复杂型锂辉石亚型,少量为复杂型锂云母亚型和钠长石-锂辉石型;总体具有高硅、富碱、过铝质特征,富集大离子亲石元素(Rb、K)和高场强元素(Nb、Ta、Hf),亏损Ba和Ti,具有低的Nb/Ta值,稀土元素四分组效应明显,显示伟晶岩岩浆高度分异演化特征。矿物学研究结果表明,与火炎沟含锡伟晶岩相比,南阳山、七里沟和蔡家沟稀有金属伟晶岩(主要是锂矿化伟晶岩)岩浆具有更高的分异演化程度。官坡地区存在晚奥陶世-早志留世伟晶岩岩浆活动,稀有金属伟晶岩主要成岩成矿峰期为晚志留世-早泥盆世(424~408Ma)和早-中泥盆世(399~384Ma)。官坡稀有金属伟晶岩形成于北秦岭碰撞阶段、汇聚减弱-地壳抬升背景和造山后伸展阶段,集中于造山作用晚期。电气石B同位素和锆石Hf同位素组成显示官坡稀有金属伟晶岩来自元古宙陆壳变质沉积岩。官坡稀有金属伟晶岩与区域上出露的花岗岩不具有明显的成因联系,可能为北秦岭单元熔融产物。弱分带火炎沟锡铌钽矿化伟晶岩岩浆就位后未经历明显的分异作用;弱分带锂矿化伟晶岩岩浆是富锂岩浆在其就位后未经历明显的结晶分异即达到锂饱和的沉淀锂矿物,在该体系进入流体阶段后继续沉淀锂矿物完成稀有金属矿化;复杂分带锂矿化或锂铍铌钽铯矿化伟晶岩在岩浆就位后通过结晶分异形成稀有金属饱和熔体,开始沉淀稀有金属矿物,随着熔体和挥发分不断演化,形成富挥发分和稀有金属的熔体,沉淀不同稀有金属矿物组合,并通过碱质流体(部分天水加入)交代进一步完成稀有金属沉淀和再分配。官坡地区稀有金属伟晶岩岩浆的形成过程和岩浆就位后的岩浆-热液演化过程共同完成稀有金属富集成矿。矿物学、岩石地球化学、围岩蚀变和区域构造等方面研究为官坡地区稀有金属伟晶岩找矿提供了潜在的矿化指示标志。

新疆阿尔泰伟晶岩型锂矿床磷的地球化学行为及其对锂成矿作用的指示意义

新疆阿尔泰造山带是我国重要的伟晶岩型稀有金属成矿带,分布有不同规模的多个伟晶岩型锂矿床,目前尚不明确岩浆-热液演化过程中磷的地球化学行为及其对锂成矿作用的指示意义。本文通过对可可托海3号脉、小虎斯特91号脉和塔拉提1号脉中碱性长石、磷灰石和磷锰(铁)锂矿等含磷矿物的微区结构和化学成分的对比研究,探讨上述科学问题。研究结果显示,随着岩浆分离结晶作用进行,磷逐渐在残余岩浆中富集,到达一定程度后会出现磷酸盐熔体与硅酸盐熔体的不混溶作用,由于锂更加倾向于进入磷酸盐熔体中,因此会形成磷锰(铁)锂矿等富锂的磷酸盐矿物。可可托海3号脉Ⅱ带中出现骸晶结构富锰磷灰石可能是由于岩浆过冷导致晶体快速结晶所致。此外,已经形成的磷锰(铁)锂矿等易被更晚期出溶的岩浆流体交代从而形成一系列复杂的次生磷酸盐矿物。