识别富斜长石花岗岩类的岩石化学图解:评价与辨析

富斜长石花岗岩类指其实际矿物含量中斜长石在长石中的比例超过65%的花岗质侵入岩,包括英云闪长岩(tonalite)、奥长花岗岩(trondhjemite)和花岗闪长岩(granodiorite)。前寒武纪大陆地壳所包含的英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩组合被称为TTG岩套,现今弧岩浆组合也包括相当数量的英云闪长岩或奥长花岗岩以及花岗闪长岩。有效判别富斜长石花岗岩类对了解大陆地壳的组成以及地壳形成的过程和机制具有重要意义。本文基于全球典型英云闪长岩(含奥长花岗岩)、花岗闪长岩及其相关岩性的687组数据,以实际矿物v(Q)—v(A)—v(P)分类图为基准,对n(An)—n(Ab)—n(Or)、n(Q′)—n(ANOR)和w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]3种分类图解识别富斜长石花岗岩类的可靠性进行检验。结果表明三种判别图解对富斜长石长英质侵入岩的判别正确率在70%左右。对实际矿物含量v(Q)—v(A)—v(P)图解投影在英云闪长岩(含奥长花岗岩)的样品,w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]图解的判别准确率达90%,n(Q′)—n(ANOR)图解和n(An)—n(Ab)—n(Or)图解约为75%。对实际矿物含量QAP图解投影在花岗闪长岩的样品,3种图解的判别准确率均在70%左右。w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]和n(Q′)—n(ANOR)图解是识别英云闪长岩(含奥长花岗岩)有效岩石化学方法。实例研究表明,福建长乐—南澳构造带早白垩世和台湾大南澳晚白垩世侵入岩组合均不属于经典定义的TTG岩套。

中国不同时代典型花岗伟晶岩型锂矿特征及其对找矿预测的启示

【研究目的】花岗伟晶岩型锂矿是当今世界金属锂供给的主要矿床类型之一,为明确花岗伟晶岩型锂矿的共性,本文针对性地制定找矿预测工作方案,圈定优质找矿靶区。【研究方法】本文对中国花岗伟晶岩型锂矿的时空分布、构造背景、矿床地质、矿体特征、成矿规律和控矿因素等进行了系统对比,并对产锂花岗岩的特征进行归纳、总结。【研究结果】认为中国已发现的花岗伟晶岩型(锂辉石)锂矿主要分布于西部,东部以花岗岩型(锂云母)锂矿占优。古生代以来的后碰撞环境是中国现有伟晶岩型锂矿的主要产出背景,成矿时代可以延续到非造山构造环境,成矿元素组合绝大多数具有LCT型伟晶岩的特征,矿床数量和资源量都以印支晚期最多。产锂花岗岩一般是同期多阶段复式岩体,其演化分异程度较高。与花岗伟晶岩型锂矿关系最为密切的花岗岩颜色较浅、富含K、Na、P、F、Rb、U、Th,高氧逸度,高Rb/Sr、低Nb/Ta和Zr/Hf,其规模较大,结构构造稳定,更利于综合研究和遥感识别。【结论】在“全位成矿,缺位找矿”理念指导下,从寻找目标更大的产锂花岗岩入手,“先找矿、后优化、再填图”,有望在二级构造单元从挤压向伸展转换的“界山”花岗岩,尤其是侵入边界呈波浪状、舌状产出的外接触带,取得找矿突破。

赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩^(206)Pb/^(238)U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(^(176)Lu)/n(^(177)Hf)=0.000973~0.001989,f_(Lu/Hf)=-0.97~-0.94,ε_(Hf)(t)=-17.9~-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86~2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170~155 Ma、155~150 Ma、150~145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

花岗伟晶岩分异演化与含矿性评价——从造岩矿物组构视角

高演化稀有金属伟晶岩的成矿过程是复杂和苛刻的,涉及到岩浆-热液过程热历史、岩浆迁移路径与成矿空间、侵位环境的过冷程度以及岩浆组分中稀有金属元素的初始富集等条件。而伟晶岩的分带特征是其形成过程的一种综合体现,不论是伟晶岩区域分带还是伟晶岩内部结构分带,都反映了伟晶岩岩浆结晶分异过程中岩浆的性质与形成环境,而这同时也赋予了造岩矿物在组构上的特殊性,形成遗传代码,对其进行解密,从而能够用于示踪与评估花岗伟晶岩的演化程度与成矿潜力。对于区域伟晶岩群的成矿潜力评估,由于含矿熔体在组分上的跨度较大,随着远离母体花岗岩体距离的增大,伟晶岩群演化程度增加,熔体中铁镁质组分以及Ca、Ba、Sr等碱土金属含量迅速降低,而挥发分、助熔剂组分、碱金属含量在残余熔体中逐渐增加,长石、云母与石英在类别和组构上产生显著变化;其中长石向钾-钠端元演化,且钠长石相对钾长石占据主导地位,云母由黑云母向白云母以及锂白云母转变,石英阴极发光特征与晶体结构及微量元素成分也表现出规律性的变化。受矿物晶格的限制,长石的K/Rb、K/Cs以及云母的K/Rb、K/Cs、Nb/Ta等比值特征能有效区分不同矿化潜力的伟晶岩群。石英的阴极发光特征能够揭示其生长环境与历史,石英的Li、Al、Ti、Ge等微量元素组成可以用来区分不同类型的伟晶岩矿床,并提供关于岩浆演化和成矿过程的重要线索。伟晶岩内部分带的形成主要受成矿熔体规模、过冷度以及成矿空间的封闭性等因素的控制,但在初始熔体成分上可以具有较大的变化。其中强分带型稀有金属伟晶岩记录了完整的岩浆-热液演化过程,不同阶段石英、长石和云母在晶体形态、微观结构以及微量元素组成上都具有显著变化。弱分带型稀有金属伟晶岩(钠长石-锂辉石伟晶岩)的造岩矿物组分在伟晶岩内部变化不大,其受构造控制明显,在空间上与贫矿伟晶岩之间可具有较大的矿物组成差异,表明二者之间存在流动分异过程。而长距离(以更厚的地壳或大型拆离断层为标志)的熔体迁移正是形成超大型伟晶岩稀有金属矿床的有利要素。

苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩成因及对Rodinia超大陆裂解的响应

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝质-弱过铝质A型花岗岩,具有高SiO_(2)、富碱、贫CaO、低Al_(2)O_(3)质量分数的特征,以及右倾海鸥型稀土元素配分模式,富集Rb、Zr、Hf等元素,严重亏损Sr、Eu、Nb、Ta等元素,形成年龄为746.0~742.5 Ma。新沂地区花岗片麻岩是来自下地壳物质为主、少量幔源物质的部分熔融,在岩浆演化过程中经历了以钾长石和斜长石为主的分离结晶,而后经过超高压变质作用最终形成。研究区花岗片麻岩形成于新元古代后碰撞伸展环境,是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁造山带新沂地区的最初响应。

江西宜丰甘坊岩体中黑云母花岗岩与花岗伟晶岩的锆石、独居石U-Pb年龄及成因联系

江南造山带东段宜丰地区是我国重要的Nb、Ta、Be、Li等稀有金属成矿区,成矿作用与中生代甘坊岩体有着密切关系。近些年,随着富Be花岗伟晶岩的发现,更是增添了成岩、成矿作用的复杂性。笔者等对甘坊岩体早期黑云母花岗岩及晚期花岗伟晶岩开展了锆石、独居石同位素年代学及地球化学分析。结果显示,黑云母花岗岩锆石年龄为145.4±1.2 Ma,独居石年龄为145.6±1.1 Ma,两者的元古宙206 Pb/238U捕获年龄图谱与双桥山群一致。花岗伟晶岩独居石206 Pb/238U年龄比较集中,其年龄为139.5±0.9 Ma。伟晶岩与黑云母花岗岩中的独居石具有相似的EPMA数据,在不同成因独居石判别图中,两者呈明显的线性关系,分布在岩浆成因范围内。黑云母花岗岩锆石△FMQ=-5.36~-0.77(平均值为-2.84)、Ti饱和温度为668~757℃(平均为710℃),具有低氧逸度、低温特点,具备形成亲氧元素矿床能力。锆石的球粒陨石标准化REE配分曲线呈左倾配分型式,与壳源花岗岩锆石在稀土元素含量及配分模式一致。锆石微量元素图解显示,黑云母花岗岩具有大陆地壳、S型、演化程度高的花岗岩特征。综上,甘坊岩体花岗伟晶岩应该来自黑云母花岗岩母岩浆的演化分异末期,源区为双桥山群变质砂岩、泥岩。

黑龙江多宝山地区晚泥盆世A型花岗斑岩年代学、地球化学特征及其地质意义

黑龙江多宝山地区位于兴蒙造山带东段,为兴安地块与松嫩地块的拼合部位,是研究嫩江—黑河洋(古亚洲洋分支)构造演化的关键地段。对嫩江市多宝山地区西侧出露的花岗斑岩开展岩石学、年代学和元素地球化学等方面的研究,以期限定其形成时代,探讨岩石成因及构造背景,为嫩江—黑河洋构造岩浆演化提供依据。花岗斑岩呈肉红色,具多斑状结构,块状构造,斑晶由钾长石、石英和少量的斜长石组成,基质主要由微晶结构的长英质矿物和少量黑云母组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(365.1±2.6)Ma,形成于晚泥盆世晚期。岩石地球化学具有高质量分数的SiO_(2)、K_(2)O,低质量分数的CaO、MgO和Al_(2)O_(3),高TFeO/MgO和Rb/Sr值,富集Rb、Th、Zr和Hf元素,贫Sr、Ba、Eu、Ti和P元素,REE配分曲线呈燕式分布,负铕异常明显,表现出A型花岗岩的特征。以高的Zr/Hf值,Na_(2)O、TFeO质量分数和相对低的P_(2)O_(5)、Rb质量分数区别于高分异I型、S型花岗岩。特征微量元素比值与大陆地壳相应值相近,且岩石具有较低的MgO、Cr质量分数和Mg#值,指示其源区主要来自地壳。综合分析表明,该期花岗斑岩为非典型A1亚类花岗岩,兼具火山弧和板内花岗岩的元素地球化学特征,形成于嫩江—黑河洋北向俯冲挤压体系下派生的局部拉张环境。

鲁西泰安地区~2.7Ga变玄武岩成因及其对新太古代花岗-绿岩带构造演化的制约

鲁西地区保存有华北克拉通最典型的新太古代花岗-绿岩带,且后期地质作用改造较弱,是探讨早期地壳形成演化的关键地区。最近的地质调查工作,在泰安地区识别出一套变玄武岩组合。通过锆石U-Pb定年,获得侵入变玄武岩的奥长花岗岩脉年龄为2717±10Ma、二长花岗岩脉年龄为2549±15Ma,并在变玄武岩中获得~2729Ma、~2596Ma和2553~2549Ma多期年龄信息,由此确定变质玄武岩形成年龄大于~2.72Ga,遭受新太古代晚期~2.60Ga和~2.55Ga构造热事件影响。泰安地区变玄武岩组合归属于新太古代早期的泰山岩群雁翎关岩组。这些玄武岩遭受了后期(~2.55Ga)花岗质岩浆侵位作用的影响,并在原岩岩浆演化过程中经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分离。变玄武岩为拉斑质玄武岩,显示出原始地幔一致的微量元素组成(Nb/Y=0.08~1.14、Nb/Th=1.82~13.4、Zr/Nb=17.9~27.2),表现为近平坦或弱分异的稀土元素配分模式[(La/Yb)N=0.90~2.52]和平坦的重稀土配分模式[(Gd/Yb)N=1.04~1.23];具有低的Sm/Yb比值(0.95~1.25)和正的εNd(t)值(2.48~3.64)。区域上,雁翎关岩组变玄武岩主要伴生科马提岩,成分均一,无伴生陆源沉积物,微量元素组成上与洋底高原玄武岩特征类似,来源于地幔柱头部尖晶石橄榄岩的部分熔融。新太古代早期(~2.7Ga),鲁西地区出现由科马提岩和拉斑玄武岩组成的绿岩带,同期出现新生的TTG陆壳,形成于地幔柱构造体制;新太古代晚期(~2.5Ga)出现钙碱性火山岩、TTG、赞岐岩和富钾花岗岩组合,显示出强烈的壳-幔相互作用和地壳物质再循环,板块构造体制已开始作用。综合地质资料揭示,华北克拉通构造体制在新太古代发生重大转变:由早期地幔柱逐渐转变为晚期的板块构造体制。

江南造山带东段地区三堡铅锌矿床花岗闪长斑岩的形成年代、地球化学特征及成矿指示

三堡铅锌矿床位于江南古陆北部,其成矿作用与花岗闪长斑岩密切相关。本文在地质特征和岩相学认识基础上,对与三堡铅锌矿床相关的花岗闪长斑岩开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学、全岩地球化学和Sr-Nd同位素分析。结果显示,三堡花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄为154.8±1.8 Ma,为晚侏罗世。三堡花岗闪长斑岩SiO_(2)含量为63.75%~67.47%,Na_(2)O+K_(2)O为3.92%~7.34%,为高钾钙碱性、准铝质‒弱过铝质的I型花岗岩;且样品富集轻稀土元素(LREE/HREE=10.50~11.29)、显示弱负Eu异常(δEu=0.68~0.77),富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损P、Ti、Yb等高场强元素。花岗闪长斑岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.71028~0.71320,ε_(Nd)(t)值在-6.57~-5.55之间。岩石地球化学特征显示,三堡花岗闪长斑岩熔体来自壳幔混合源区,上升过程中经历了显著的结晶分异作用。结合区域资料对比显示,三堡铅锌矿床为江南造山带东段地区燕山期早阶段(177~153 Ma)铜铅锌成矿作用的重要组成部分,该花岗闪长斑岩所呈现的中低结晶温度、较低分异程度、较高氧逸度与水含量是该区中酸性岩浆岩的成矿专属性指标。

大兴安岭北段呼玛地区晚侏罗世花岗闪长岩年代学和地球化学特征:对蒙古-鄂霍茨克洋构造演化的制约

大兴安岭北段地区晚中生代花岗岩极其发育,但该区岩浆活动期次、岩石组合及成岩动力学机制一直是地学界争议的科学问题。笔者对大兴安岭北段呼玛地区中细粒花岗闪长岩进行了系统锆石U--Pb同位素年代学和全岩元素组成研究,探讨岩石成因和岩浆源区,分析成岩构造环境并尝试限定蒙古—鄂霍茨克洋闭合时限。研究结果显示,花岗闪长岩成岩时代为(149.9±1.7)Ma,属于晚侏罗世。花岗闪长岩具有富Si、Al,贫Mg、Y、Yb(w(Y)≤18×10^(-6),w(Yb)≤1.9×10^(-6)),高Sr(w(Sr)>400×10^(-6))的特征,A/CNK为1.01~1.15,属于高钾钙碱性岩石系列,相对富集Rb、Ba、K、La、Ce、Sr元素,亏损Ta、Nb、P、Ti、Y、Yb、Lu元素,微弱Eu正异常,属于“C”型埃达克岩。结合区域岩浆锆石Nd同位素组成特征,表明岩浆来源于新元古代晚期—显生宙新增生下地壳角闪岩相物质的部分熔融。综合年代学、地球化学特征和区域构造演化,认为大兴安岭北段呼玛地区晚侏罗世花岗闪长岩形成于后碰撞隆起构造环境,与蒙古—鄂霍茨克洋闭合作用密切相关。

基于改进U-Net网络的花岗伟晶岩信息提取方法

利用遥感手段进行花岗伟晶岩型锂矿的识别是锂矿找矿勘查中的重要方法之一。为提高深度学习语义分割方法在花岗伟晶岩这一特殊场景中的信息提取精度,文章对经典U-Net网络进行了改进。在编码部分卷积单元层中加入批量归一化模块,使用ReLU6激活函数代替ReLU激活函数,同时构建复合损失函数,以提高运算效率,减少训练过程中的精度损失。使用国产GF-2花岗伟晶岩型锂矿影像制作数据集进行实验,结果表明,改进U-Net模型对GF-2影像研究区内花岗伟晶岩信息的识别效果较好,相比原始U-Net网络、基于VGG主干网络的U-Net模型、基于MobileNetV3主干网络的U-Net模型以及传统随机森林模型,平均交并比分别提高了14.69,0.95,5.08和35.34百分点,F 1-score分别提高了18.38,1.02,5.7和54.59百分点,实现了低植被覆盖区域遥感影像中含矿花岗伟晶岩信息的高精度自动化提取。

内蒙古阿如罕敖包花岗闪长岩年代学和地球化学及其对古亚洲洋演化的启示

内蒙古西乌旗阿如罕敖包花岗闪长岩体出露于贺根山缝合带中东段南侧。阿如罕敖包花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为332±3~327±1 Ma,显示其形成于早石炭世;岩石具有高硅(SiO2含量为65.20%~68.27%)、富钠(Na_(2)O/K_(2)O值为2.56~4.35)、高铝(Al_(2)O_(3)含量为15.61%~17.35%,A/CNK值为1.02~1.17)、低镁(MgO含量为1.16%~1.61%,Mg^(#)值为29.54~41.75)等特征;稀土元素总量较低(ΣREE=44.73×10^(-6)~88.11×10^(-6))、轻重稀土元素分馏明显[LREE/HREE=6.75~10.18,(La/Yb)N=6.65~13.85]、铕无明显异常(δEu=0.79~1.07);高Sr(Sr含量为472×10^(-6)~552×10^(-6))、低Yb(Yb含量为0.86×10^(-6)~1.13×10^(-6))、低Y(Y含量为7.29×10^(-6)~11.42×10^(-6))、高Sr/Y值(Sr/Y=43.45~75.68)。岩石地球化学特征显示阿如罕敖包花岗闪长岩具有典型高Si岛弧型埃达克岩(O型)的特征,形成于活动大陆边缘弧环境,其源岩可能是俯冲洋壳+大洋沉积物的部分熔融与上覆地幔橄榄岩发生反应的产物,在形成过程中发生了结晶分异和壳源物质的混染。本次发现可能佐证了古亚洲洋贺根山洋盆中东段在早石炭世尚未闭合。结合区域研究成果,本文初步认为古亚洲洋贺根山洋盆在早石炭世可能存在双向俯冲消减,这与前人认为古亚洲洋贺根山洋盆向北单向俯冲消减的观点不同。

山西羊投崖岩体花岗斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成和地球化学特征及其地质意义

为限定华北克拉通内的羊投崖岩体的岩石成因和构造背景,对羊投崖岩体中较新鲜的花岗斑岩开展地球化学、锆石年代学和Hf同位素研究。结果表明,羊投崖花岗斑岩形成于早白垩世(131.7±0.5Ma);花岗斑岩富硅,为高钾钙碱性系列弱过铝质花岗岩类;相对富集K、Pb、Rb等大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREE),相对亏损Nb、Ce、Zr、Ti等高场强元素(HFSEs)和重稀土元素(HREE);Eu呈负异常,ε_(Hf)(t)为–28.6~–19.7。研究表明,羊投崖花岗斑岩总体上为I型花岗岩,为古元古代–新太古代古老下地壳物质的部分熔融产物,但在成岩过程中有幔源物质参与,形成于早白垩世古太平洋板块向欧亚板块俯冲背景下的伸展构造环境,为中生代华北克拉通构造体制转折的产物。

滇西晚白垩世-始新世花岗伟晶岩型稀有金属成矿事件:来自铌钽铁矿、独居石、锆石U-Pb年代学的约束

滇西地区位于东特提斯构造域东段,经历了特提斯构造域复杂的地质演化过程,导致该地区发育大量与稀有金属成矿相关的花岗伟晶岩脉,具有极好的花岗伟晶岩型稀有金属成矿地质条件。区域地质调查评价和地球化学填图显示滇西地区具备形成锂、铍、铌、钽等稀有金属矿产资源的良好潜力。本文以滇西地区黄连沟、黄草坝、那俄、杞木寨、麻栗脑、禾波、黑妈等含稀有金属矿化的花岗伟晶岩为研究对象,通过铌钽铁矿、独居石、锆石等LA-ICP-MS U-Pb定年手段,对这些花岗伟晶岩型稀有金属矿床/点开展成矿/成岩年代学研究。结果显示滇西花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要形成于晚白垩世-始新世(ca.70~40Ma),与中国其他地区花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要形成于早古生代和中生代时期有显著的差异。本文年龄结果表明滇西地区存在多阶段花岗伟晶岩型稀有金属成矿事件,可能与区域新特提斯构造-岩浆活动关系密切。这些年龄为探讨滇西花岗伟晶岩型稀有金属成矿规律,有效指导区域找矿勘探部署和建立该地区伟晶岩型稀有金属矿床成矿模型奠定了理论基础。

北祁连榆树沟山金矿区花岗闪长斑岩脉锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

榆树沟山金矿床位于北祁连造山带西段,是祁连成矿带内新发现的一个中型金矿床,矿床类型为岩浆期后热液型金矿,该金矿形成与花岗闪长斑岩脉热液蚀变关系密切。为了查明花岗闪长斑岩脉的成岩时代、源区性质和构造背景,开展了锆石U-Pb定年、Hf同位素和全岩地球化学研究工作。结果表明:花岗闪长斑岩脉的岩性为蚀变花岗闪长斑岩,侵入于阴沟群地层内构造破碎带中。该岩脉LA-ICP-MS锆石UPb年龄为(423.5±3.5)~(422.8±3.4)Ma,指示岩浆侵位时代为晚志留世。岩石具有低TFe2O3(1.57%~2.43%)和MgO(0.91%~1.43%)含量,高Al2O3(15.66%~17.20%)含量和A/CNK值(1.10~1.29),属于钙碱性准铝质系列岩石。岩石富集Rb、Ba、Sr和轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Y、Yb等元素,具有高Sr含量(289×10^(-6)~486×10^(-6))和Sr/Y比值(65.1~95.3),低Y(4.11×10^(-6)~5.48×10^(-6))和Yb(0.38×10^(-6)~0.49×10^(-6)),与埃达克岩的地球化学特征相似。该岩体结晶锆石ε_(Hf)(t)为正值(+7.50~+11.0),二阶段模式年龄(TDM2)为0.86~0.67 Ga,推测岩石起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融。结合区域地质背景,初步认为榆树沟山矿区花岗闪长斑岩脉形成于祁连山造山带碰撞后伸展环境,晚志留世强烈陆内伸展作用诱发造山带新元古代新生洋壳发生部分熔融,形成埃达克质岩浆,沿断裂带形成了花岗闪长斑岩。

辽西柏杖子金矿花岗质岩体地球化学特征及其成矿意义

辽西柏杖子金矿是冀东-辽西成矿带上较大规模的金矿之一,其金成矿与中生代岩浆作用形成的花岗质岩体关系密切。在野外调研的基础上,将柏杖子花岗质岩体划分为黑云母二长花岗岩、含黑云母二长花岗岩、二长花岗岩及花岗斑岩脉,同时开展了岩石学、岩石地球化学、年代学及Hf同位素研究。研究结果显示,花岗斑岩脉的锆石U-Pb年龄为231.0±1.3 Ma和231.7±2.7 Ma,形成于晚三叠世。花岗质岩体的主量元素均表现出高钾钙碱性、准铝到弱过铝质花岗岩的特征,微量元素表现出相对富集Rb、Th、U、K、Hf元素,相对亏损Ba、Ta、Nb、P、Ti元素,无明显Eu、Ce异常,相对富集轻稀土元素而亏损重稀土元素的特征,在构造环境判别图解中均落入后碰撞环境。哈克图解及微量元素协变图显示,从黑云母二长花岗岩到花岗斑岩脉具有I型花岗岩的演化趋势,并经历了黑云母、钾长石、磷灰石、钛铁矿、榍石等矿物的分离结晶。花岗斑岩脉的锆石Hf同位素显示εHf(t)值为-9.02~-5.62(平均-7.43),二阶段Hf模式年龄TMD2为1592~1810 Ma(平均1710 Ma),表明岩浆源区为古元古代晚期大陆地壳物质部分熔融形成。由锆石微量元素计算得到花岗斑岩脉的△FMQ为-1.23~4.65。花岗斑岩脉富碱、高氧逸度及中等演化程度的特征都有利于金成矿,具有较好的成矿潜力。

滇西那俄花岗伟晶岩型铍矿床矿石矿物的元素组成特征及其成矿意义

滇西那俄铍矿床是近年评价的小型稀有金属矿床,矿体主要为石榴子石钠长石化花岗伟晶岩脉,赋存于二长花岗岩中。矿体长100~1150 m,厚度0.43~3.70 m,w(BeO)为0.007%~1.790%,w(Ta_(2)O_(5))为0.0032%~0.0533%,w(Rb_(2)O)为0.041%~0.317%。有用组分以铍矿为主,共伴生钽、铷矿;少数矿石以钽矿为主,共伴生铍、铷矿。矿石矿物以绿柱石、铌钽铁矿、白云母、钾长石为主,区内最明显的找矿标志是含绿柱石伟晶岩,其次是含石榴子石钠长石化伟晶岩。电子探针分析显示:绿柱石属于无碱绿柱石-低碱绿柱石,分子式为Be_(2.8928~2.9481)AI_(1.9766~2.0225)Si_(6)O_(18);云母中w(Li_(2)O)为0.5001%~2.4279%,w(Rb_(2)O)为0.7303%~2.3042%,属白云母—多硅白云母—富锂多硅白云母;钾长石中含有较高的w(Rb_(2)O),为0.4861%~1.0334%,分子式为K_(0.8932~0.9713)[Al_(1.0013~1.0151)Si_(2.9809~2.9990)O_(8)];石榴子石能谱谱系以发育Mn、Fe双峰为特征,以锰铝榴石(Spe)和铁铝榴石(Alm)为主,锰铝榴石体积分数达67.02%~69.07%,属岩浆成因锰铝榴石。本区Be元素主要赋存于绿柱石中,Rb元素赋存于钾长石和白云母中,Li元素赋存于白云母—多硅白云母—富锂多硅白云母中。白云母和绿柱石成分显示那俄地区花岗质岩浆初始Li并不富集,在伟晶岩演化晚期岩浆中高度富集F-Li流体活动是该地区稀有金属异常富集的重要因素。

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为172.7±1.1 Ma。全岩SiO_(2)含量为62.81%~68.78%,全碱(ALK)和Al_(2)O_(3)含量较高,FeO^(T)、MgO和TiO_(2)含量较低;里特曼指数σ=2.27~5.33,Na_(2)O/K_(2)O=1.19~3.57,Mg^(#)=38.0~49.0,属于中高钾钙碱性系列;铝饱和指数A/CNK=0.91~0.97,为准铝质岩石。稀土总量为(117.70~146.32)×10^(-6),(La/Yb)_(N)值为11.70~18.10,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型配分模式;具轻微的铕负异常(δEu=0.86~0.98),表明源区没有明显的斜长石残留或分离结晶;较高的Zr/Hf、Nb/Ta和Sr/Y值,低Y和Yb含量,富集大离子亲石元素Rb、Sr和Ba,亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,指示源岩具有壳源特征。P_(2)O_(5)随SiO_(2)含量的增加而降低,T_(Zr)值为700.50~781.20℃,表明花岗闪长岩的成因类型为I型花岗岩,并具有C型埃达克岩特征。结合区域上的资料表明,中侏罗世花岗闪长岩形成于由碰撞向后碰撞过渡环境,蒙古-鄂霍茨克洋在中侏罗世的构造体系表现为由挤压向伸展、由地壳增厚向减薄的构造体制转换,与中侏罗世岩浆活动明显减弱相对应。

密闭酸溶-电感耦合等离子体发射光谱/质谱法测定花岗伟晶岩中32种微量元素

花岗伟晶岩富集锂铍铷铯铌钽等稀有金属元素,准确测定其中的大离子亲石元素、高场强元素和稀土等微量元素,可用于判断成矿流体物质来源、成岩构造环境。目前的测试方法研究主要集中在锂铍铷铯铌钽等少数元素,样品消解方法有四酸敞开法、五酸敞开法、密闭酸溶法等,存在难溶矿物分解不完全、锆铪钍铀和稀土等元素回收率偏低等问题。本文对比了盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸敞开消解法、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸-硫酸敞开消解法、硝酸-氢氟酸密闭消解法三种方法的分解效果。结果表明:四酸消解法中,铌钽锆铪钨和重稀土元素结果严重偏低;五酸消解法由于采用硫酸-氢氟酸-过氧化氢体系提取,有效地防止了铌钽的水解,铌钽钨等元素测定结果准确,但锆铪钡铅和轻稀土元素测定结果偏低。硝酸-氢氟酸密闭消解法使用王水代替硝酸进行残渣复溶,促进了铌钽锆铪和稀土等元素的复溶,采用电感耦合等离子体发射光谱和质谱法(ICP-OES/MS)可以准确测定花岗伟晶岩中稀有金属、稀土元素等32种元素,方法检出限为0.004~2.50μg/g,精密度(RSD,n=12)为1.0%~8.3%。将该方法应用于8种花岗岩、伟晶岩及稀有金属矿标准物质和三种类型实际样品的测定,标准物质的测定值与标准值基本相符。

花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料性能研究

高韧性水泥基复合材料(ECC)具有优异的力学性能和裂缝控制能力,已应用在大尺寸的板梁结构中,但因造价过高限制了其进一步的推广应用。机制砂在生产过程中会产生大量的石粉,如处理不当则会严重污染环境。为达到降低ECC造价及保护环境的双重目标,本文以花岗斑岩石粉代替河砂来配制花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料(GP-ECC),研究了其各项性能,并建立了GP-ECC自收缩预测模型。研究表明,GP-ECC试件均表现出多缝开裂与应变硬化的特征,其抗压强度和抗折强度均随石粉取代率的增加而先减小后增大,完全取代时性能最优,其28 d拉伸峰值应力达4.4 MPa,极限应变超4.2%,抗压强度均超50 MPa,抗折强度超18 MPa。GP-ECC试件的早期自收缩值随石粉取代率的增加而增加,其中石粉完全取代河砂时的自收缩值为3 133.3μm/m,较基准试件增加了117.3%,故抑制GP-ECC的自收缩很有必要。同时,本文提出的自收缩预测模型能够有效预测GP-ECC的自收缩变化情况。SEM测试结果表明,PVA纤维在花岗斑岩石粉水泥基体中分散均匀,能协同工作。