西秦岭阳山金矿带花岗斑岩元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学

甘肃阳山金矿带的花岗斑岩脉中含有石榴子石,A/CNK=1.65～3.65,属于强过铝质花岗岩类。花岗斑岩相对富集 LILE 和 LREE,亏损 Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti 等,配分模式类似于典型同碰撞型花岗岩类;花岗斑岩∑REE=54.35～124.01×10^(-6),(La/Yb)_N=9.72～27.80,δEu=0.70～0.89,表明其岩浆形成时部分斜长石进入熔体,而非完全残留。花岗斑岩 I_(Sr)值为0.70806～0.71756,平均0.71107;ε_(Nd)(t)值变化于-2.9～-5.0,平均-3.4;Nd 模式年龄(T_(2DM))为1.24～1.41Ga,平均1.34 (Ga)。以上同位素特征表明花岗斑岩岩浆应源自成熟度较低的中元古代基底地壳物质。花岗斑岩的(^(206)Pb/^(204)Pb)_(220Ma)、(^(207)Pb/^(204)Pb)_(220Ma)和(^(208)Pb/^(204)Ph)_(220Ma)的平均值分别为17.875、15.604和38.296,与秦岭微陆块的中元古代基底和碧口地体碧口群的 Pb 同位素组成一致。考虑到前人获得碧口群的年龄为1.235～1.367Ga,而秦岭微陆块沿勉略缝合带向南仰冲到碧口地体之上,我们认为由碧口群等组成的俯冲板片的变质脱水熔融作用导致了阳山金矿带花岗斑岩的形成。因此,阳山金矿带的花岗斑岩是扬子与华北大陆中生代碰撞造山过程中形成的同碰撞花岗岩类。

大兴安岭南段海西期花岗岩类锆石U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学:岩石成因及构造意义

大兴安岭南段位于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带(中亚造山带)的东段,该区广泛分布有海西期花岗岩类。已有的年代学研究表明这些花岗岩类的侵位时代集中于320~240Ma,但对该区海西期花岗岩类岩石成因及成岩背景研究的一些关键问题的看法仍不一致且存在争论。本文选取大兴安岭南段拜仁达坝等10个典型地区的海西期花岗岩类为研究对象,对其进行系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,以探讨岩浆作用的时间、岩石成因以及构造意义。锆石U-Pb定年表明,这些花岗岩类的侵位时间为323~240Ma。据地球化学特征,该区花岗岩类可分为两类:Ⅰ类花岗岩的SiO_2>62.00%,Al_2O_3>15.00%,MgO含量较低(均<2.40%);其具有较高的Sr含量(最高达700×10^(-6))、低的Y和Yb含量(分别为≤18.1×10^(-6)和<1.70×10^(-6))和较高的Sr/Y比值(均>20),LREE相对HREE强烈富集,显示弱的Eu异常,与经典的埃达克岩的特征相似;Ⅱ类花岗岩的SiO_2>57.00%,MgO和Al2O3含量范围较大(分别为0.25%~4.12%和10.55%~16.58%),绝大多数样品显示高钾钙碱性特征,Sr含量相对较低(12.2×10^(-6)~334×10^(-6)),Y和Yb含量相对较高(分别为14.1×10^(-6)~40.1×10^(-6)和1.27×10^(-6)~4.58×10^(-6)),Eu异常明显,相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,可归为弧岩浆岩。Sr-Nd-Pb同位素结果表明,弧岩浆岩可能来源于交代(富集)地幔楔,而埃达克岩则来源于下地壳的熔融。综合前人研究认为,在晚泥盆世-中二叠世古亚洲洋洋内俯冲作用形成了区域上广泛发育的弧岩浆岩(弧下加厚地壳熔融形成~320Ma埃达克岩);晚二叠世-早三叠世,华北板块与西伯利亚板块碰撞缝合;之后至早-中三叠世,大量后碰撞花岗岩侵位,同时下地壳拆沉并熔融形成了本区250~240Ma埃达克岩。中亚造山带东段(至少大兴安岭地区)海西期造山及岩浆作用可能开始于晚泥盆世,结束于中三叠世,时间持续约140Myr,其造山作用显示独特性。

东天山晚石炭世大石头群流纹岩Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究

新疆大石头-色皮口地区位于博格达造山带东段北部。该区大石头群流纹岩 Rb-Sr 同位素等时线年龄为306.7±2.3Ma,是博格达裂谷闭合后区域隆升阶段的产物。这些流纹岩的ε_(Nd)(t)为+5.30～+6.40,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i 为0.703289～0.703496,(^(206)Pb/^(204)Pb)_i 为18.037～18.425、(^(207)Pb/^(204)Pb)_i 为15.524～15.567、(^(208)Pb/^(204)Pb)_i 为37.198～37.810,因此其 Nd-Sr-Pb 同位素特征与博格达陆内裂谷伸展和沉降阶段形成的早石炭世七角井组玄武岩和流纹岩相近。七角井组与大量玄武岩伴生的少量流纹岩是由玄武岩浆分离结晶作用的产物,而大石头群中的大量流纹岩群仅与少量玄武岩伴生故是由玄武岩浆分离结晶的产物可排除大的可能性。该区流纹岩很可能是碰撞后的底侵玄武岩在地幔热量影响下发生重熔的产物。大石头群流纹岩正δ_(Nd)(t)值、负ε_(Sr)(t)值(低 Sr 初始值)和低 Pb 同位素比值表明博格达裂谷碰撞后的底侵幔源岩浆重熔的基性产物与碰撞前的七角井组玄武岩一样也来自亏损地幔。

青海省共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩Sr-Nd-Pb同位素地球化学及其地质意义

青海省共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩分属阿尼玛卿蛇绿混杂带,宗务隆构造带和苦海-赛什塘带。阿尼玛卿带正常洋中脊玄武岩(N-MORB)样品具有较高的^(87)Sr/^(86)Sr(t)比值(0.7066～0.7084)、高的ε_(Nd)(t)(12.2～12.8)和较低的^(206)Pb/^(204)Pb初始值(17.72～17.79)。这些同位素特征类似于秦岭勉略蛇绿岩带的N-MORB以及印度洋低^(206)Pb/^(204)Pb高^(143)Nd/^(144)Nd N-MORB。该带中的洋岛玄武岩(OIB)的^(87)Sr/^(86)Sr比值为0.7036～0.7044,ε_(Nd)(t)=4.4～4.8,^(206)Pb/^(204)Pb=17.45～17.62。其Sr和Nd同位素比值可与印度洋代表热点构造的洋岛玄武岩对比,但^(206)Pb/^(204)Pb低于印度洋的热点构造玄武岩,因此,具有类似印度洋低^(143)Nd/^(144)Nd比值MORB同位素特征。宗务隆构造带的N-MORB的Sr同位素比值在0.7041～0.7058,ε_(Nd)(t)=6.1～8.4,^(206)Pb/^(204)Pb=17.51～17.90,划归高^(143)Nd/^(144)Nd比值的N-MORB。苦海大陆裂谷玄武岩显示了高的^(87)Sr/^(86)Sr同位素比值(0.7115和0.7104)和低的ε_(Nd)(t)值(-1.7和-2.5),其^(206)Pb/^(204)Pb(17.64和17.46)与上述大洋玄武质岩石无显著区别。上述各岩类的同位素特征反映了它们生成的构造环境和陆壳组分混染的程度。阿尼玛卿带的N-MORB代表了典型的来自亏损地幔源区的洋中脊产物。与勉略带同类岩石可能来自同一源区。OIB可能属于热点构造成因的洋岛产物并与MORB一起构成了阿尼玛卿洋洋壳。宗务隆带MORB同样代表了主要源自相对亏损地幔的洋脊产物并指示宗务隆带曾开裂成洋。苦海大陆裂谷玄武岩极高的Sr和低的Nd同位素比值是陆壳物质组分的强烈印记,这与该类火山岩发育在前寒武纪基底之上不无关系。结合本区大洋玄武岩普遍低的Nb/U和Ce/Pb比值,推测它们可能源自EMII与DMM物质的交代混合。按照习惯的想法,明显的Dupal异常(△^(208)Pb/^(204)Pb值=46～103和△^(207)Pb/^(204)Pb值=4～18;大多样品^(87)Sr/^(86)Sr>0.704)指示这些岩石在空间上代表了来自南半球印度洋位置的古洋壳残余。但是,北半球愈来愈多的Dupal异常的发现有可能指示它们是类似现今东南亚多洋岛构造历经"汇聚式(focused)俯冲"的产物。此外,宗务隆带MORB的Dupal异常指示本区古特提斯域的北界较先前所定还要北推200km。

新疆阿尔泰南缘泥盆纪多金属成矿带Sr-Nd-Pb同位素地球化学与构造背景探讨

新疆阿尔泰南缘晚古生代火山岩区分布着多个金属成矿带,其中以阿舍勒成矿带和可可塔勒成矿带最为著名,矿床地质研究表明,产于早—中泥盆统的多金属硫化物矿床大多具有VMS型矿床的特征。通过测定部分典型矿床的Sr-Nd-Ph同位素组成,发现从乔夏哈拉至可可塔勒矿区初始锶逐渐升高,由0．704407到0．714485；而ε_Nd(t)由正值变为负值。反映成矿物质来源以幔源为主,过渡到壳源物质的混入逐渐增加。从Pb同位素特征来看,成矿带内的大多数矿床具有火山岛弧区成矿的特征,矿石铅同位素组成显示正常铅,但可可塔勒铅锌矿床矿石铅具有放射性成因铅的加入。结合成矿带内各主要块状硫化物矿床的地质和地球化学特征,本文认为阿舍勒铜锌矿可能产于与俯冲有关的弧内(弧间)盆地环境,可可塔勒铅锌矿、蒙库铁(铜)矿和铁木尔特铜铅锌矿产于弧后盆地环境。而乔夏哈拉铜铁矿Sr-Nd-Pb同位素组成显示其具有MORB特征,这与其“塞浦路斯型”块状硫化物矿床的特征相吻合。

西藏日喀则地区德村-昂仁蛇绿岩内基性岩的元素与Sr-Nd-Pb同位素地球化学及其揭示的特提斯地幔域特征

系统研究了西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中部日喀则地区德村、吉丁和昂仁蛇绿岩中基性岩石的元素与 Sr-Nd-Pb 同位素地球化学特征。这些基性岩石,包括玄武岩、辉长岩和辉绿岩,属于低钾拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素分配模式为轻稀土元素亏损的 N-MORB 型,(La/Yh)_N=0.31～0.65(除样品 DC993为1.17)。在原始地幔标准化微量元素图上,亏损高度不相容元素,与 N-MORB 配分模式一致。相对于 Th,无 Nb、Ta的亏损,显示样品不是产于 SSZ 环境。经构造环境图解判别,样品落入了 N-MORB 区域内;这些元素成分特征表明样品具有洋中脊环境或成熟的弧后盆地环境属性。Sr、Nd 和 Pb同位素组成特征表明特提斯地幔源区以 DM(亏损地幔)为主,同时存在少量 EMⅡ(富集地幔类型Ⅱ)、Sr,Nd 和 Pb 同位素组成特征还表明特提斯地幔域具有印度洋 MORB 型的 Sr-Nd-Pb 同位素组成特征。本文的结果进一步支持 Zhang et al.(2005)的研究结果,现今印度洋不仅在地理位置上占据了曾经是特提斯洋的大部分,而且它的地幔域还继承了曾经特提斯的地幔域的地球化学特征。

西藏雄村铜金矿Ⅰ号矿体赋矿凝灰岩成因探讨:来自岩石地球化学、Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征的证据

雄村斑岩型铜金矿集区位于冈底斯造山带中段南缘,目前发现的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号主矿体均产于含矿斑岩体及其接触带附近的凝灰岩中,本文主要对雄村I号矿体赋矿凝灰岩开展岩石地球化学特征研究。赋矿凝灰岩显示出与岛弧火山岩相似的地球化学特征,如相对富集LREE、LILE而亏损HREE、HFS以及低的I(Sr)值(变化范围为0.704163～0.705369,均值0.704907)和正的εNd(t)值(变化范围为3.7805～7.6286,均值5.904121)等,其形成与印度-亚洲大陆碰撞造山之前的新特提斯洋俯冲作用有关,产于新特提斯洋向北的洋内俯冲作用而形成的岛弧环境。赋矿凝灰岩起源于岛弧底部的新生玄武质岩层的部分熔融,源岩主要由角闪石、斜长石和少量石榴子石组成。赋矿凝灰岩、含矿斑岩体和成矿作用同属一个火山-岩浆-热液系统,赋矿凝灰岩为成矿提供了必要的围岩外部因素,是矿区重要的控矿因素,也是一个重要的找矿地质条件。在雄村矿区及其外围,侵位于凝灰岩中的斑岩体应该是今后找矿评价的重点区域。

小秦岭碳酸岩的Sr-Nd-Pb同位素地球化学

小秦岭碳酸岩位于华北板块南缘,其(87Sr/86Sr)i与εNd值分别介于0.70495～0.70552和-10.1～4.6之间,紧靠EM1地幔端元,但相对EM1具有低Sr和低Nd特征。Pb同位素与华北板块南缘完全不同,而是落在了南秦岭下地壳范围之内,这表明华北板块南缘下地壳或地幔已经受到南秦岭地壳物质俯冲置换的影响,即在晚三叠纪时期,秦岭地区的碰撞造山作用可能已经结束,转入伸展拉张的构造环境。并进一步论述了秦岭地区三叠纪花岗岩是在深部拉张的构造环境下形成以及具有幔源物质参与的特征。

西菲律宾海起源——来自海底钻孔岩芯同位素年代学和地球化学的证据

已死亡的西菲律宾海是菲律宾海板块上最大的构造单元,然而关于西菲律宾海的起源仍存在争论。本文基于海底浅钻岩芯的同位素年代学研究,对西菲律宾海的起源进行了研究。研究表明,海底岩芯的93个碎屑锆石年龄范围在2759~31 Ma之间,除了3颗年轻锆石与西菲律宾海盆的新生代海底扩张有关外,>95%的年龄早于新生代,表明大多数碎屑来自更古老的、早先存在的岩石单元,且位于大陆边缘而不是洋内弧。大量元古宙—太古宙碎屑锆石年龄以及Lu-Hf的模式年龄表明存在古老的再循环陆壳物质。锆石的稀土元素配分模式和形成环境图解,均显示陆壳来源。锆石年龄谱显示有2532 Ma、2022 Ma、1500 Ma、792 Ma、426 Ma、210 Ma等几个峰值,与冈瓦纳大陆的年龄谱有相似性,表明西菲律宾海(原菲律宾海陆块)可能起源于东冈瓦纳大陆澳大利亚东北边缘。伴随着新特提斯洋打开,原菲律宾海陆块(包括大东海脊区、加瓜海脊、东菲律宾地体、哈马黑拉-卫古地体等)从澳大利亚北缘裂解后快速向北漂移,随后伴随着西菲律宾海盆的打开而发生分裂,裂离的各个部分则位于目前的西菲律宾海北部大东海脊区、西部加瓜海脊、南部哈马黑拉-卫古岛,以及东菲律宾的吕宋-萨马儿-棉兰老东部。该研究为进一步约束东南亚-西太平洋的古板块构造格局及演化提供了证据。

滇西北浪都夕卡岩矿床致矿岩体的岩石地球化学、年代学、Sr-Nd-Pb同位素组成及其地质意义

滇西北浪都侵入岩体位于义敦岛弧南段的中甸弧,在空间上属浪都夕卡岩型铜矿床的致矿岩体。本文以浪都致矿岩体中石英二长斑岩为对象,对其开展了锆石SIMS(二次离子质谱)U-Pb定年、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示浪都石英二长斑岩的成岩年龄为219.2±1.8 Ma(2σ,MSWD=1.3,n=13),与中甸弧中晚三叠世侵入岩体成岩年龄基本一致。浪都石英二长斑岩具有中等SiO2含量(w(SiO_(2))为60.42%~66.44%),高Al_(2)O_(3)(w(Al2O3)为14.56%~16%)和高K2O(w(K_(2)O)为3.49%~4.49%)含量,以富集LREE和Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,相对亏损HREE和Ta、Nb、Ti等高场强元素为特征,在化学成分上属于高钾钙碱性系列。此外,浪都石英二长斑岩的87Sr/86Sr初始值为0.7054~0.7061,εNd(t)值为-3.5~-2.5,且所有样品在Pb同位素构造模式图上均落在造山带演化线附近。结合浪都石英二长斑岩的成岩时代、岩石化学和同位素特征,本文认为浪都致矿岩体形成于晚三叠世甘孜-理塘洋壳西向俯冲增生的构造背景,是交代地幔部分熔融形成的熔体在上升过程中受到下地壳物质混染,并经历分离结晶作用形成的产物。浪都石英二长斑岩的高Sr/Y比值和高V/Sc比值,指示岩浆具有高含量H2O和较高的氧逸度,是该区斑岩-夕卡岩铜矿床形成的关键。

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。

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。

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。

胶东西南部三合山岩体岩石成因和构造背景:年代学、地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素约束

【研究目的】胶东地区是中国最大的金矿矿集区,也是山东省最为重要的铜钼多金属矿成矿区。加强中生代花岗岩的岩相学、岩石地球化学和年代学等方面的研究,有利于进一步促进该区金及多金属矿的找矿工作。【研究方法】本文以胶东半岛西南部三合山岩体中细粒二长花岗岩和花岗斑岩为研究对象,开展系统的岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、主微量元素地球化学、全岩Sr-Nd-Pb同位素及锆石Lu-Hf同位素研究,旨在探讨其岩石成因、岩浆源区性质和构造背景。【研究结果】LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒二长花岗岩的成岩年龄为(115.42±0.27)Ma,花岗斑岩的形成年龄为(115.21±0.25)Ma,形成时代均属中生代早白垩晚期;岩石地球化学特征表明,中细粒二长花岗岩和花岗斑岩均属高钾钙碱性I型花岗质岩石,LREE较HREE分馏明显,具弱Ce负异常和明显Eu中等负异常,富集Rb、K、Zr和Hf,亏损Sr、Ba、Nb、P、Ti;全岩Sr-Nd-Pb及锆石Hf同位素分析结果表明,三合山岩体起源于重熔的下地壳,并受到了幔源物质的混染。【结论】三合山岩体形成于早白垩世太平洋板块相对欧亚板块俯冲导致的陆内伸展背景下,为中国东部岩石圈减薄过程中壳幔相互作用的产物。

青海东昆仑三通沟北锰矿成矿时代与物质来源:来自Re-Os同位素年代学与地球化学的约束

东昆仑三通沟北锰矿床是近年来青海省发现的规模最大的海相沉积型锰矿。该矿床位于东昆南构造带的北缘,成矿地质背景与原特提斯洋的演化密切相关。但目前该矿床研究程度较低,尤其是成矿时代存在中-新元古代与奥陶-志留纪的争议,成矿物质来源存在海底热液为主还是海底热液与陆源风化共同来源的不同认识。为了解决这些问题,本文在对三通沟北锰矿进行详细野外地质调查和钻孔岩芯编录的基础上,选择11件锰矿石进行Re-Os同位素分析,获得了442±15Ma的Re-Os等时线年龄,说明三通沟北锰矿带形成于晚奥陶世,不是前人认为的中-新元古代,这一成矿年龄与区域上的奥陶纪纳赤台群沉积岩的形成时代一致。同时Re-Os同位素分析获得的^(187)Os/^(188)Os初始值为0.67±0.02,该值明显低于同期海水的Os同位素组成(0.72),初步表明三通沟北锰矿的锰质来源以海底热液为主。矿石在SiO_(2)-Al_(2)O_(3)、Al/(Al+Fe+Mn)-Fe/Ti、Fe-Mn-(Ni+Cu+Co)×10和lgU-lgTh等图解上主要位于热水沉积区,矿石稀土元素配分型式也具有海底热液来源的特征。可见三通沟北锰矿的成矿物质来源主要与海底热液活动有关。

皖南伏岭A型花岗岩的成因——地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu—Hf同位素特征

伏岭花岗岩体,位于江南造山带东段的皖浙相邻区,岩浆岩沿着近北东向的宁国—绩溪深大断裂断分布。笔者等对伏岭岩体鱼龙川(γ_(5)^(3-2))单元花岗岩开展了系统的全岩岩石地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄和锆石原位Lu—Hf同位素地球化学研究,结果表明,花岗岩的侵位年龄为131.8±0.9 Ma,富硅、富碱、贫钙、贫铁,具有较高的Rb、Th、U、Ga、Zr和Y含量,较低的Sr、Ba和Nb含量,稀土配分曲线呈现典型的“海鸥式”分布特征,显示强烈的负Eu异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示明显的Ba、Sr、Nb的负异常。其高SiO_(2)含量和Rb/Sr值、低Ba、Sr含量具备江南造山带东段皖南地区A型花岗岩的典型特征。岩体具有同源岩浆演化特征,源区可能存在磷灰石、钛铁矿的分离结晶作用,而辉石类的分离较少。伏岭岩体主要来源于地壳中镁铁质岩石的部分熔融,其地球化学特征继承于源岩。锆石ε_(Hf)(t)变化范围较小,均在-7.0~-4.6之间,二阶段模式年龄(TDM2)为1478~1630 Ma,伏岭花岗岩可能由中元古代古老下地壳部分熔融形成。伏岭岩体的形成可能受到碰撞作用的影响,岩体形成于后碰撞期,中元古代的基底岩石被大范围的熔融,从而产生了伏岭A型花岗岩。

册亨百地金矿床方解石微量元素及C-H-O同位素地球化学特征

为了探讨成矿流体的来源及演化,深化黔西南卡林型金矿成矿作用的认识,笔者采集了百地金矿矿石主要脉石矿物之一,形成于热液成矿后期的方解石,开展微量(稀土)元素和C、H、O同位素地球化学研究。通过研究,方解石中Sb、As、Sr含量高,含有一定的W、Ni、Mo、Cu、Pb等中-高温元素,Li、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf等稀有元素的亏损,说明成矿流体富Sb、As等元素,W来源于深部岩浆;稀土含量较低(9.038×10^(-6)~108.922×10^(-6)),ΣLREE/ΣHREE为0.16~0.34,δEu值0.88~1.67;呈现LREE亏损、MREE显著富集,正Eu异常,配分模式为“帽型”等特征;方解石δ^(13)C_(PDB)值-4.219‰~0.863‰,δ^(18)OSMOW值12.8‰~22.8‰,δ^(18)O_(H_(2)O)值11.8‰~21.8‰之间,δD_(SMOW)值-122‰~-77‰之间;表明了成矿流体呈中等还原、弱酸性,具有壳源流体特征,为岩浆水、地层水及变质水的混合。

东秦岭伟晶岩型高纯石英矿地球化学、锆石U-Pb及Hf同位素研究:对高纯石英找矿方向的探讨

[研究目的]高纯石英是战略性新兴产业的关键基础材料,是世界稀缺的战略性矿产资源。目前美国以Spruce-Pine花岗伟晶岩作为原料生产的4N8及以上高端石英砂产品几乎垄断国际市场。东秦岭4N级伟晶岩型高纯石英矿点的发现为研究高纯石英形成机制、实现找矿突破和建立成矿模型提供了难得的机遇。[研究方法]通过对东秦岭新发现的伟晶岩型高纯石英矿点开展野外调查,并与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩开展岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学和Hf同位素等方面的对比研究。[研究结果]东秦岭10号高纯石英矿形成于早泥盆世,锆石U-Pb年龄为(406.8±0.8)Ma,稍早于美国Spruce-Pine的高纯石英花岗伟晶岩形成时代。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩形成温度均为600℃左右。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩具有相似的岩石地球化学特征,表现I型花岗岩和高分异演化特征,源区物质来源既有下地壳,也有幔源物质。仅通过对东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体空间关系、形成时代和岩石地球化学特征,是不足以完全反演源区特征及成岩成矿过程,对于东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体是否存在同源演化仍需要进一步研究。[结论]东秦岭与美国Spruce-Pine高纯石英矿床在花岗岩类型、岩浆特征和形成温度等方面具有相似性,为进一步揭示高纯石英成矿地质背景和实现找矿突破提供理论依据。

内蒙古半沟地区紫苏碱长花岗岩的年代学、同位素地球化学及构造意义

为进一步探讨华北克拉通古-中元古代构造演化过程,本文对位于华北克拉通北缘孔兹岩系与怀安片麻岩接触界限附近、侵入TTG片麻岩的紫苏碱长花岗岩进行了地质年代学及地球化学研究。锆石U-Pb测年结果表明,该紫苏碱长花岗岩的结晶年龄为1792±19Ma;此外,分析样品的主量元素显示高硅、贫镁铁、准过铝质-弱过铝质特征,属高钾钙碱性I型花岗岩;同时,微量元素具有右倾式稀土配分模式、Eu呈正异常、富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征。锆石εHf(t)呈负值(-12.1~-6.2),εNd(t)=-4.5~-9.4,具有相对富集的同位素组成。锆石Hf和Nd同位素单阶段模式年龄分别为2.41~2.62Ga、2.40~2.61Ga,与年龄为~2.5Ga的TTG片麻岩对应值一致。岩石地球化学及Nd-Hf同位素证据指示紫苏碱长花岗岩源自碰撞后伸展抬升阶段TTG片麻岩的重熔,标志着华北克拉通古元古代造山运动结束。

江西德兴银山铜铅锌多金属矿床稳定同位素地球化学研究

针对银山铜铅锌多金属矿床进行氢、氧、硫、铅同位素研究,以判定其成矿物质的来源。研究结果表明:δD值为-78.9‰~-28.5‰,平均值为-56.5‰;δ18OV-SMOW值为12.10‰~18.70‰,平均值为16.06‰;δ^(18)O_(H_(2)O)值为0.18‰~11.26‰,平均值为8.24‰;反映了成矿流体是岩浆水和大气降水的混合。δ34S值为-1.04‰~2.71‰,平均值为1.35‰,与矿区赋矿地层张村岩组的硫同位素明显不同,暗示了成矿物质不是直接来自地层,但呈现出明显的幔源硫(-3‰~3‰)特征,与矿区火山-次火山活动有紧密联系。铅同位素206Pb/204Pb=17.890 0~18.319 0,207Pb/204Pb=15.528 0~15.602 5,208Pb/204Pb=38.025 2~38.445 0,表明铅来源为壳幔混源,矿石与岩浆岩具有亲缘性。