北祁连西段红川铜镍矿超基性岩体锆石U-Pb年龄

1研究目的(Objective)红川铜镍矿是新一轮找矿突破战略行动实施以来,甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院在北祁连造山带西段新发现的岩浆熔离型铜镍硫化物矿床,目前估算镍推断资源量已达中型规模,伴生铂族元素(Pt、Pd、Os、Ir、Rh、Ru)品位均高于伴生矿产综合利用指标。

ASTER卫星数据在西昆仑团结峰地区基性-超基性岩信息提取中的应用研究

利用遥感影像热红外波段提取蚀变矿物信息的技术已很成熟,但对于如何利用热红外波段准确提取超基性岩信息还需继续探索。笔者通过提取西昆仑已知超基性岩体的波谱曲线,分析超基性岩体波谱特征,提出针对热红外波段的主成分分析法,采用ASTER数据在西昆仑团结峰地区进行实验,总体识别精度达100%,且识别的岩体边界比以往的方法更为精细,其操作方法简单,达到快速识别的目的。同时,ASTER热红外主成分分析法为高海拔地区快速锁定某类地物或地物组合提供了新思路。

中国西北地区超基性岩封存CO_(2)潜力研究

超基性岩可通过碳酸盐化生成稳定的碳酸盐矿物,它是一种以地球化学手段有效且永久封存CO_(2)的矿物。在自然界中矿物封存CO_(2)可通过风化作用自发发生,人工干预能进一步提升碳酸盐化反应效率,促进工业化进程。笔者基于最新1∶100万西北地质图及数据库,试图对西北地区分布的超基性岩的封存潜力进行理论评估。结果表明,西北地区超基性岩封存CO_(2)量可达963.23亿t,其中新疆超基性岩CO_(2)封存量最大,可达613.52亿t,占西北地区总封存量的63.69%。西北地区超基性岩封存CO_(2)量大致相当于全国2021年CO_(2)排放量的10倍,在完全释放其固碳潜力的情况下,初步静态估算可封存全国CO_(2)排放量约10年。因此,西北地区超基性岩封存CO_(2)潜力巨大。未来,应针对单个超基性岩体收集已有大比例尺精细基础地质调查数据,并补充性开展调查及研究工作,进一步圈定CO_(2)地质封存的有利靶区,促进超基性岩封存CO_(2)的地质解决方案成为未来碳中和目标在西北地区落地实现的最优方案之一。

火山岩风化程度的厘定——以黔西晚二叠世超基性岩和基性玄武岩为例

对岩石风化强度反应敏感的化学风化指标是定量评价岩石风化程度的重要参数。评述了包括帕克风化指数(weathering index of Parker,WIP)、风化势能指数(weathering potential index,WPI)、化学蚀变指数(chemical index of alteration,CIA)等12种在以往研究中被认为适合用于岩浆岩风化程度判定的化学风化指标的优点及其局限性。引入了岩石氧化因数X_(o)(X_(o)=Fe_(2)O_(3)/(FeO+Fe_(2)O_(3)))评价火山岩的风化程度,并使用该指标评价了12种化学风化指标在评价超基性岩和基性岩风化中的适用性。在黔西晚二叠世超基性岩和基性玄武岩的实际应用中,将X_(o)≤0.44和X_(o)≤0.55作为超基性岩和基性玄武岩未遭受风化的下限,结合定性分析结果,按风化程度将两种岩石分为新鲜岩石、微风化岩石、中风化岩石、强风化岩石和全风化岩石。X_(o)与12种化学风化指标散点交会的结果显示:BWI、A-FM、LOI这3种指标既适合于风化初期超基性岩和基性玄武岩风化程度的评价,也适合风化中后期超基性岩和基性玄武岩风化程度的评价,其余9种指标仅对风化中后期超基性岩和基性玄武岩的风化程度反应敏感。研究可为超基性岩和基性玄武岩岩质区的工程地质调查与勘察、潜在地质灾害评价、地质灾害隐患防治等提供新思路、新方法,对相似岩质区的岩体风化程度评价研究提供参考。

西昆仑岔路口地区马鞍山基性-超基性岩体地质特征及找矿意义

对新疆西昆仑岔路口地区马鞍山岩体进行主量元素、微量元素研究,马鞍山基性-超基性岩是由二辉橄榄岩、单辉橄榄岩、辉石岩、辉长岩和闪长岩组成的一个杂岩体,岩体受控于乔尔天山-岔路口深大断裂。通过与新疆黄山岩体对比发现,其岩石学、岩石地球化学特征相似,且发育硫化物型黄铜矿-镍黄铁矿-磁黄铁矿组合。综合已有地质、物探、矿产成果,认为马鞍山超基性岩具岩浆熔离型铜镍矿含矿岩体基本特征,为新的铜镍找矿潜力区。

新疆哈密白石泉铜镍矿区基性—超基性岩的形成时代及其地质意义

白石泉铜镍矿床位于中天山地块北缘,沙泉子深大断裂南侧。矿体产于同源同期侵入的中基性—超基性岩体内,其含矿岩石为单辉橄榄岩和斜长橄辉岩。铜镍矿化无论从时间上和空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型为岩浆熔离型铜镍硫化物矿床。锆石SHRIMP微区原位U-Pb年代学研究表明,石英闪长岩的年龄为285±10Ma、辉长闪长岩年龄为284±9Ma和辉长岩年龄为284±8Ma。三者在测定误差范围内十分一致,表明该含矿杂岩体的侵位及矿化作用均发生于晚石炭世末—早二叠世初,成岩成矿的动力学背景为造山期后伸展构造环境。

内蒙古科右前旗呼和哈达超基性岩特征及成因

呼和哈达超基性岩及铬铁矿位于内蒙古科右前旗大石寨镇呼和哈达村。通过地质填图、槽探、浅井、平巷、钻探及岩矿测试等手段探明四条超基性岩体,它们大体呈顺二叠系千枚岩层整合贯入的脉状体或岩盘状体,岩体长一般600~1000 m,宽30~100 m,MgO含量30%~36%,矿床规模为大型;铬铁矿体分布于Ⅲ岩体纯橄榄岩相带中,豆荚状分布于该岩相带中下部,最大铬铁矿体长22 m,宽2 m,铬尖晶石含量15%~50%,三氧化二铬含量1.1%~1.70%,镍含量0.1%~0.2%。矿床成因为上地幔岩浆沿着深大断裂侵入浅部断裂构造分异结晶的结果。

青海日月-化隆地区与基性-超基性岩有关的铜镍矿研究进展及成矿潜力

青海省日月-化隆基性-超基性岩带自发现拉水峡铜镍硫化物矿床以来,陆续发现多处成矿潜力较好的铜镍矿点,如裕龙沟小型铜镍矿床及乙什春、沙加、亚曲矿点等,受人关注。因此,本文对日月-化隆基性-超基性岩带的地质背景、岩体地质及时代特征以及铜镍成矿规律进行了系统研究,取得了一定的进展,在此基础上,探讨了其铜镍成矿潜力。

甘肃北山大山头一带铜镍矿化基性一超基性岩地质研究

甘肃北山大山头一带属于铜镍矿藏形成的主要区域,需要结合岩体特性展开分析,获取矿体的基性地质信息。基于此,本文将从地质构造、矿化特征、成矿潜力等方面对铜镍矿化基性—超基性岩地质进行分析,确保岩体内部的元素组成状况,对矿体的基性及超基性特征进行探索,研究铜镍矿体形成的重要条件,提高岩体成矿分析的精准程度,实现对矿化地质情况的有效确定。

苏鲁地体胡家林和梭罗树三叠纪变质超基性岩U-Pb、Lu-Hf和O同位素地球化学研究

胡家林超基性岩单矿物氧同位素组成基本上接近正常地幔值（石榴石4．7‰～5．4‰）。梭罗树超基性岩及其共生榴辉岩具有氧同位素正异常（超基性岩中石榴石9.8‰～10．4‰；榴辉岩中石榴石9．0‰～12．1‰），指示超基性岩和榴辉岩原岩可能在板块俯冲之前，在浅层或地表环境中经历过蛇绿岩套顶部相似的低温热液蚀变。胡家林超基性岩样品中的变质锆石年龄227．2±2．4Ma，可能代表俯冲板块经峰期超高压变质后，折返初期从金刚石榴辉岩相降压至柯石英榴辉岩相过程中流体活动和锆石结晶的年龄。梭罗树超基性岩样品中变质锆石的一组变质年龄240．4±2．4Ma代表了板块俯冲至超高压峰期变质之前流体活动过程中锆石的结晶年龄，而另一组变质年龄217．1±3．3Ma代表了板块折返过程中高压榴辉岩相重结晶条件下的锆石结晶年龄。从变质锆石到重结晶锆石，其Th／U和^176Lu／^177Hf呈现出相似的变化趋势，可能指示了变质作用对锆石中的U-Th-Pb同位素体系和Lu-Hf同位素体系产生相似的地球化学效应。梭罗树超基性岩可能来源于俯冲地壳内部的“残留地幔”。胡家林超基性岩重结晶锆石中继承的放射成因铅或者来源于俯冲地壳与仰冲盘底部石榴辉石岩相地幔发生的壳幔相互作用而导致碎屑锆石的重结晶；或者来源于超基性岩岩浆在板块俯冲前，通过底侵作用上升侵位与地壳物质发生混染形成岩浆锆石，这种岩浆锆石在超高压变质过程中经历了重结晶。

江西安远路迳金伯利质煌斑岩筒研究——一种新型的幔源碱性超基性岩

路迳岩筒属火山通道相,由金伯利质煌斑岩、角砾岩、角砾凝灰岩组成,富含幔源橄榄岩包体、普通辉石巨晶和岩球。造岩矿物是橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石和金云母,深源特征指示矿物有镁铝榴石、铬透辉石、铬尖晶石和镁钛铁矿。岩石化学组成超低SiO2,低MgO,高Al2O3,富碱,富挥发组分。轻稀土元素富集,相容元素贫化,不相容元素明显富集。岩浆起源深度约85km。其中:岩体产状,富含包体、巨晶和岩球,岩石结构和构造,矿物组成,岩石化学组成超低SiO2、富碱、富挥发组分等特征与金伯利岩相似;但岩石化学组成高Al2O3,低MgO,K2O低于Na2O,REE和LREE/HREE偏低,部分微量元素的亏损或富集,金云母成分富TiO2,富TFeO,贫MgO,镁铝榴石、铬透辉石、铬尖晶石和镁钛铁矿的Cr2O3含量偏低,岩浆起源深度较浅,均与金伯利岩有重大差异,而更接近煌斑岩类。研究认为,是幔源岩浆岩的一种新类型,岩石名称界定为金伯利质煌斑岩。

牛鼻子梁式基性-超基性岩同生铜镍矿床

成矿区带:柴达木北缘成矿带(Ⅲ-24)。建造构造:基性-超基性层状杂岩体,Ⅰ号岩体出露岩性以层状淡色辉长岩、闪长岩为主,局部夹超基性岩,代表层状杂岩体上部层序。Ⅱ、Ⅲ岩体以超基性岩石为主,代表层状杂岩体下部层序,是主要的含矿层位。岩石m/f值为1.24~5.06(凌锦兰等,2014)。岩体侵入古元古代沉积变质岩系。牛鼻子梁岩体中辉长岩锆石U-Pb年龄(367.0±2.0)Ma(凌锦兰等,2014),(361.5±1.2)Ma(刘会文等,2014)。

西北地区基性-超基性岩有关镍矿类型划分

'基性-超基性岩有关镍矿'并不全是'基性-超基性岩有关岩浆型镍矿'。按照成矿作用与地质建造的关系,基性-超基性岩有关镍矿床可分为3种:(1)同生矿床,指与基性-超基性岩同时生成的矿床;(2)后生矿床,指比基性-超基性岩明显晚得多,并且地质构造环境已彻底改变后再生成的矿床;(3)表生风化矿床,指基性-超基性岩剥蚀出露地表经长期风化形成的矿床。按照上述划分思路,西北地区已知基性-超基性岩有关镍矿床,有27处属同生矿床,1处属后生矿床;

新疆东天山白石泉铜镍矿床基性-超基性岩体锆石U-Pb同位素年龄、地球化学特征及其对古亚洲洋闭合时限的制约

白石泉铜镍硫化物矿床位于中天山北缘,阿齐库都克-沙泉子断裂带南侧,产于同源侵入基性-超基性复式岩体中。采用锆石激光剥蚀法(LA-ICP-MS)获得矿化辉长岩中锆石U-Pb年龄为281．2±0．9Ma。辉长岩和橄榄岩的地球化学数据表明白石泉含矿杂岩体具高Mg特征。岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Sr)、LREE和高场强元素(U、Pb),而具有Ce负异常和亏损高场强元素(Th、Nb、Ta、Zr、Hf)的特征。这些表明白石泉含矿杂岩体具有幔源特征和岛弧岩浆特征。结合对白石泉岩体地质特征和区域地质背景的综合分析,本文推断白石泉岩体形成于岛弧环境或活动陆缘环境,即早二叠世期间在东天山地区还存在俯冲作用,因而古亚洲洋至少应在早二叠世晚期或以后才闭合。

吉林红旗岭超基性岩体的锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因

锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄(220.6±2.0Ma)表明研究区超基性岩属于印支晚期岩浆活动的产物。主微量元素研究显示超基性岩具有相对较低的SiO2(43.22%～44.48%)、K2O(0.10%～0.17%)和Na2O(0.15%～2.13%)以及较高的MgO含量(29.23%～30.38%)和Mg#值(83～84)、轻稀土(LREE)相对富集((La/Yb)N=1.95-2.61)、缺少明显的Eu异常(δEu=0.90～1.08)、富集大离子亲石元素(Rb和Sr)和Pb、以及亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Ti;Sr、Nd、Hf同位素研究表明,超基性岩具有低的(87Sr/86Sr)i(0.70394～0.70408)、正的εNd(t)(3.5～4.0)和εHf(t)(9.6～14.4)。综合研究表明:红旗岭超基性岩来自亏损的岩石圈地幔源区,且源区部分熔融前受到了来自俯冲大洋(古亚洲洋)沉积物析出流体的交代作用影响。原始岩浆在上升侵位过程中经历了明显的矿物(橄榄石、斜方辉石等)分离结晶作用,但在上升过程没有受到地壳物质的明显混染。构造和动力学背景分析研究表明,研究区超基性岩为佳木斯地块和华北克拉通碰撞造山后伸展拉张阶段的产物。

新疆坡北基性-超基性岩带Ⅰ号岩体Sm-Nd和SHRI MP U-Pb同位素年龄及其地质意义

坡北基性_超基性岩带Ⅰ号岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带内,侵位于下石炭统红柳园组。该岩体规模较大、分异良好,是坡北岩带中寻找铜镍硫化物矿床最具代表性岩体之一。前人根据侵位地层的时代,间接推断该岩体形成于中、晚石炭世。笔者首次对该岩体不同岩相进行了同位素年代学研究,获得岩体Sm_Nd等时线年龄为(307±32)Ma(95%可信度,MSWD=0.12),辉长岩锆石SHRIMPU_Pb年龄为(278±2)Ma(95%可信度,MSWD=1.17)。鉴于铜镍矿化无论从时间上和空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型为岩浆熔离型,说明坡北Ⅰ号铜镍矿区的成岩成矿作用发生于晚石炭世—早二叠世,是后碰撞构造背景下幔源岩浆上侵的产物。

黔西南白层超基性岩墙锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成研究

文章对黔西南白层地区出露的燕山期超基性岩墙进行了单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成研究,获得A、B两组不同的锆石年龄。A组锆石呈不规则粒状,具不完整的宽大条带,12颗锆石的SHRIMP U-Pb年龄加权平均值为(84±1)Ma,代表了超基性岩墙的侵位年龄;锆石Hf原位分析表明,176Hf/177Hf从0.282561到0.282719,εHf(84Ma)平均为-3.61,表明岩浆源区主要以富集地幔为主,并受到部分地壳物质的混染。B组锆石晶形完整,具典型的中酸性岩浆型振荡环带,3颗锆石的SHRIMP U-Pb模式年龄为409～450Ma。176Hf/177Hf从0.282379到0.282440,εHf(t)平均为-3.77,均低于A组锆石,属于捕获锆石。据此认为84Ma左右由于华南岩石圈伸展,软流圈地幔上涌,导致岩石圈富集地幔部分熔融,熔体上升过程中与409～450Ma左右形成的少量地壳岩石发生混染,随后快速侵位冷凝而形成基性-超基性岩墙。白层地区84Ma的超基性岩浆活动是整个华南西部燕山晚期(80～90Ma)岩浆活动的一部分。右江褶皱带周缘的燕山晚期岩浆活动主要与大规模的Sn、W、Ag、Cu、Pb、Zn等矿床有关,但右江褶皱带内部的燕山晚期岩浆活动是否与以卡林型金矿为代表的低温热液矿床有成因上的联系,尚需更多矿床年代学资料的证实。

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状(体)赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MSU-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩(样品W1和W2)中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap,记录的207Pb/206Pb年龄为1835～1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的206Pb/238U年龄变化范围大,为250～784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的206Pb/238U年龄为230～234Ma,且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄(225～235Ma)十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。

新疆坡北基性-超基性岩带10号岩体SHRIMP U-Pb和矿石Re-Os同位素定年及其意义

坡北基性-超基性岩带10号岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带内,岩体侵位于下石炭统红柳园组。前人根据岩体侵位地层的时代,间接推断出该岩体形成年龄为晚石炭世—早二叠世。文章对坡北基性-超基性岩带的10号岩体辉长岩和浸染状矿石分别进行了锆石SHRIMP U-Pb、Re-Os定年和Sr-Nd同位素示踪研究,获得岩体的辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄信息比较分散,其表面年龄信息从古生代—新元古代—古元古代—新太古代均有显示,揭示了新疆塔里木板块东北部北山裂谷带内的基性-超基性岩体的形成经历了复杂的地质演化历史。所获得的主体锆石的年龄为（289±13）Ma（95%可信度）,与岩体侵位于下石炭统红柳园组的地质事实相吻合,可能代表了岩体形成的时间,而年龄信息（2559~2589Ma）暗示了北山地区可能存在古元古代—新太古代的结晶基底。获得浸染状铜镍硫化物矿石的Re-Os等时线年龄为（413±20）Ma（95%可信度）,该年龄不仅大于含矿超基性岩体（289Ma）的形成时代,而且也老于岩体所侵入的下石炭统红柳园组的地层时代,显然与宏观的地质证据相悖。Sr-Nd和Os同位素特征研究表明,坡北岩带在约280Ma前成岩成矿时,岩浆在从地幔源区侵入到地壳过程中受到了地壳物质混染,致使浸染状矿石的Re-Os同位素体系呈二元混合体系,因此浸染状矿石Re-Os同位素体系确定的等时线疑为假等时线,其年龄不能代表矿床形成时代或不具有确切的地质意义。铜镍矿化无论从时间上还是空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型又为岩浆熔离型矿床,表明坡北10号铜镍硫化物矿床的成岩成矿时间应发生在晚石炭世—早二叠世期间,是后碰撞构造背景下幔源岩浆上侵的产物。

青海化隆基性-超基性岩带铜镍矿成矿条件与找矿潜力

青海化隆基性-超基性岩带是南祁连山一条重要岩带,其内产出若干基性-超基性岩体。通过对化隆基性-超基性岩带的基本地质特征及化隆群结晶基底的综合研究,结合已有研究成果及其相关其他地质信息,发现该基性-超基性岩带中的岩体都不同程度侵位于化隆群中,并具有相似的地质地球化学特征和成矿地质条件。加之带内几处典型的铜镍成矿表现,可见青海化隆基性-超基性岩带具有较好的铜镍成矿条件与找矿潜力。现有的野外工作及找矿实践亦表明了在巨厚红层覆盖下所发育的基性-超基性岩体表现了重要的铜镍矿化显示,同时提示在化隆基性-超基性岩带还有发现新的同类型岩体和铜镍矿床的潜在条件,其资源潜力较好。