郯庐断裂带东侧滁州盆地早白垩世高镁埃达克质火山岩地球化学特征及其岩石成因

郯庐断裂带东侧滁州盆地内晚中生代火山岩以安山岩为主。本文对其中3件样品中锆石进行LA-ICP-MS测年,获得年龄分别为128±3Ma、128±2Ma、128±2Ma,为早白垩世岩浆活动的产物。火山岩Si O_2含量为60.48%~66.20%,富钠、富碱(σ=2.34~4.97),属高钾钙碱性-钾玄岩系列。岩石均富集Ba、U、K等大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素和重稀土元素。样品具有高的Sr(944×10^(-6)~1213×10^(-6))含量及高Sr/Y(80.0~113)和(La/Yb)N(23.8~29.7)比值,低Yb(0.70×10^(-6)~0.92×10^(-6))和Y(8.84×10^(-6)~11.8×10^(-6))含量,且Mg O(2.39%~3.48%)和Mg~#(43~61)较高,表明其具有高镁埃达克质岩的特征。火山岩(^(87)Sr/^(86)Sr)_i变化范围为0.70564~0.70579,ε_(Nd)(t)值为-15.7^-14.0,全岩Sr-Nd同位素组成与大别晚中生代加厚下地壳部分熔融形成的岩浆岩的特征相类似。滁州火山岩中锆石具有较高的氧逸度(Ce4+/Ce3+=38~1260,Eu/Eu*=0.68~1.20)和较低的锆石Ti温度(613~728℃),暗示滁州火山岩形成于相对高氧逸度和低温条件下,类似于长江中下游地区(LYRB),明显不同于郯庐断裂带南段(STLF)。受古太平洋板块俯冲流体/熔体交代改造的滁州盆地岩石圈地幔,具有含水、高氧逸度的性质。岩石圈地幔发生部分熔融形成含水、高氧逸度的岩浆,并与下扬子含金红石和石榴子石加厚下地壳部分熔融产生的岩浆混合,从而形成滁州盆地早白垩世高镁埃达克质火山岩。

扬子克拉通西缘新生代幔源钾质-超钾质岩岩浆氧逸度及其对陆内斑岩成矿作用的启示

陆内环境斑岩型矿床的成矿金属与硫等物质主要来源于富原生硫化物且呈相对还原状态的角闪岩相下地壳的部分熔融,岩浆的高氧逸度和富水是成矿的关键,但还原性下地壳的熔融产物如何变成高氧逸度岩浆尚不十分明确。为此,本文对哀牢山-红河富碱斑岩带内与陆内成矿斑岩同时代的莴莊粗面玄武岩与谷装箐云煌岩开展了成岩物理化学条件研究。结果显示,这类钾质-超钾质岩的岩浆具有较高的ΔFMQ值(+0.8^+4.3),这一特征很可能继承于经历古大洋俯冲改造的岩石圈地幔。幔源高氧逸度岩浆具备调节与改造下地壳熔融产物氧逸度的潜力。因此,源于古俯冲改造的岩石圈地幔且具有较高ΔFMQ(+2.7^+4.3)的钾质-超钾质岩浆,可能是导致陆内斑岩成矿系统中斑岩岩浆具较高氧逸度的原因,这类钾质-超钾质岩浆与富硫化物的新生的下地壳来源的熔体的混合,可能是导致陆内斑岩成矿的关键。

还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中的作用

斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型,高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在,在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿?这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重大科学谜题。前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化,还原性围岩在成矿中作用长期被忽视。还原性围岩主要有两种:富碳质围岩和富亚铁围岩。本文在前人工作基础上,以甲玛、德兴、普朗等大型-超大型斑岩铜矿为例,研究了斑岩铜矿的空间分布与含碳质围岩之间的关系,发现斑岩铜矿围岩中普遍发育黑色含碳质地层,并在成矿过程中普遍发生褪色蚀变;发现蚀变围岩和矿床中方解石和矿石矿物流体包裹体的δ^13CV-PDB值普遍较低,与沉积碳酸盐围岩的值显著不同。首次提出并论证了含碳质围岩中甲烷等还原性气体组分的加入可能是引发斑岩成矿系统氧化-还原转换和矿质沉淀的关键。CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统,无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中SO2–4还原,解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高,产生的甲烷数量大,可将成矿热液中SO4^2-在斑岩体内全部还原,形成金属硫化物沉淀,则矿体主要产在斑岩体之内;围岩中碳质含量低,产生的甲烷数量不足,则矿体主要赋存于斑岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分即可在岩浆阶段加入,也可在热液阶段加入。在岩浆阶段加入将造成岩浆还原,形成“还原型斑岩”,易导致成矿物质分散,不利于形成大矿富矿;在热液阶段加入,对成矿更有利。“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/富铁火山岩”是高效评价斑岩成矿的新指标。

西藏甲玛斑岩成矿系统3000m科学深钻首次发现岩浆硬石膏

1研究目标(Objective)众所周知,俯冲型斑岩铜矿成矿岩浆具有高硫-高氧逸度的特征。但是由于缺乏岩浆硫化物或岩浆硫酸盐等关键样品,对于碰撞型斑岩铜矿的成矿岩浆是否也具有高硫特征及富硫岩浆的成因等问题仍不清楚。

班公湖-怒江缝合带西段洞错石榴石麻粒岩岩石学特征及其构造意义

班公湖-怒江缝合带是青藏高原中部一条重要的构造边界,将北部的羌塘地块与南部的拉萨地块分隔开,当前对班公湖-怒江洋壳的俯冲过程知之甚少,本文报道班公湖-怒江缝合带西段洞错地区的石榴石麻粒岩,将有助于提升班公湖-怒江缝合带构造演化过程的认识。石榴石麻粒岩呈5.0~_10mm的透镜体产出于斜长角闪岩内,后者呈构造岩片产出于班公湖-怒江缝合带内,与超基性岩片呈断层接触。石榴石麻粒岩的石榴石呈变斑晶产出,具有不规则的成分环带,石榴石核部成分较均匀,以富Ca和Mg,贫Fe和Mn为特征,石榴石边缘及内部裂隙成分则与之相反,富Fe和Mn,与绿泥石和黝帘石组成的细脉共生,反映了石榴石遭受后期流体的交代作用。单斜辉石为透辉石,在其内部发现早期进变质阶段的细小石榴石与角闪石颗粒,石榴石粒径<_10μm,该石榴石相对富Fe和Mn,贫Ca和Mg。角闪石均为钙质系列的角闪石,早期角闪石以相对富Na和Fe^(3+),含有微量Ba,而与晚期角闪石区分开。早期角闪石常产出于石榴石和透辉石变斑晶内部,脱水熔融生成富Ca、贫Fe^(3+)和Na的透辉石和以钠长石为主的熔融囊体,囊体内部发育斜长石和富Ba冰长石的包体/出溶体。晚期角闪石常与斜长石呈细小的后成合晶产出于石榴石边部或呈变斑晶产出于基质之中,表明斜长角闪岩系石榴石麻粒岩退变质的产物。此外,金红石斑晶常变成细粒、不规则的贫Al榍石和钛铁矿,基质中有相对富Al榍石产出。因此该麻粒岩进变质阶段矿物组合由早期石榴石(Grt__1)、早期角闪石(Amp_1)、相对富Al的榍石(Spn_1)等矿物组成。峰期矿物组合包括:核部石榴石(Grt2)+透辉石+斜长石(Pl_1)+石英+金红石+富Na和Ba的熔体,采用传统温/压计估算此峰期矿物组合形成条件为870℃、11.7kbar。退变质矿物组合有:边部石榴石(Grt3)+晚期贫Na和Fe^(3+)的角闪石(Amp_1)+黝帘石+绿泥石+斜长石(Pl_2)+白云母+贫Al榍石(Spn2)+钛铁矿。岩相学观察与地球化学示踪、变质温压估计表明洞错石榴石麻粒岩系热洋壳俯冲的产物,为前人提出的"班公-怒江洋盆包含次级小洋盆"之观点提供了变质岩石学的证据。从峰期到退变质阶段,角闪石的Fe^(3+)含量明显下降,铁铝榴石含量明显升高,指示该麻粒岩经历了还原反应,早期角闪石脱水熔融时被还原,生成了高氧逸度的埃达克质岩浆,促进了Cu、Au等成矿元素从俯冲热洋壳的活化与迁移至弧岩浆之中,因此本文的研究提供了一个探讨俯冲热洋壳与上覆地幔楔之间化学反应的研究案例,这有助于理解班公-怒江成矿带内众多斑岩型铜、金矿床的形成。

鄂东南地区阮家湾和犀牛山花岗闪长岩的时代、成因及成矿和找矿意义

阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩位于鄂东南矿集区东南缘,前者产有鄂东南地区最大的矽卡岩型钨-铜-钼矿床,而后者迄今仅发现有斑岩型铜矿化点。本文对阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩开展了系统的锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成的研究,以深入讨论这些岩体的岩石成因及其成矿和找矿意义。锆石U-Pb定年结果表明,阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩的侵位年龄分别为143±1Ma和147±1Ma(1σ),是鄂东南地区最老的含钨-铜-钼矿化侵入岩。阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩均为高钾钙碱性岩体,富集Rb、Ba、Th和La等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Zr等高场强元素。岩石具有Sr含量高(分别为681×10-6～874×10-6和575×10-6～687×10-6)、Y含量低(分别为12.0×10-6～17.4×10-6和9.7×10-6～14.0×10-6)、Sr/Y比值大(分别为39～61和47～62)、轻重稀土分馏强烈(Yb含量分别为0.90×10-6～1.49×10-6和0.62×10-6～1.01×10-6;La/Yb比值分别为42～54和48～60)等特点。全岩Sr-Nd同位素分析和锆石Hf同位素分析结果表明,阮家湾花岗闪长岩的(87Sr/86Sr)i为0.7062～0.7063,εNd(t)为-5.8～-6.2,εHf(t)为-12.0～-6.8;犀牛山花岗闪长斑岩的(87Sr/86Sr)i为～0.7065,εNd(t)为-5.6～-6.5。元素和同位素地球化学特征表明,阮家湾花岗闪长岩和犀牛山花岗闪长斑岩是由富集地幔部分熔融形成的岩浆同化混染下地壳物质并发生分离结晶作用的产物。矿物组合及矿物化学组成表明,阮家湾钨铜钼矿床的含矿岩体具有更低的氧逸度和更多的地壳物质混染,而犀牛山花岗闪长斑岩则具有较高的氧逸度(以出现岩浆硬石膏为标志)。另外,犀牛山岩体中挥发份的含量与鄂东南地区最大的斑岩-矽卡岩型铜矿——铜山口矿床的含矿岩体类似,表明有利于斑岩型铜矿床的形成。犀牛山岩体内部斑岩型铜矿点和铁帽发育,进一步说明犀牛山岩体具有较大的斑岩型铜矿床找矿潜力,在今后的找矿工作中应给予关注。

内蒙古红彦镇地区山神府花岗岩熔融-流体包裹体特征及其成矿意义

通过内蒙古红彦镇地区山神府花岗岩的包裹体研究来探讨岩浆-热液过渡阶段的流体特征和成矿潜力.研究表明,山神府花岗岩包裹体类型可分为熔融包裹体、熔-流包裹体和流体包裹体3大类.熔-流包裹体的存在表明花岗岩经历岩浆-热液过渡阶段,而岩体中心相-边缘相流体包裹体均一温度从281℃变化到大于550℃,盐度从1.1%NaCl eqv变化到大于66.8%NaCl eqv同样指示了这一特征.根据不同温度、盐度包裹体等容线和水饱和花岗质岩浆固相线相交法可计算岩浆出溶流体温压范围,结合CO2三相包裹体对岩体最小侵位压力有较好限制,估算出山神府花岗岩最小侵位深度为7.6-9.5km,出溶温度为580-700℃,出溶深度集中在6.0-14.9km.包裹体拉曼特征表明,熔-流包裹体固相成分含有重晶石、蓝铜矿和赤铁矿等强氧化性物质,说明岩浆-热液体系具有高氧逸度,而在高温高压高盐条件下非常有利于岩浆中Cu等金属向出溶流体中富集,结合野外矿化蚀变特征,分析得出山神府地区具有较好寻找岩浆热液型Cu矿床的成矿潜力.