皖南宁国竹溪岭地区花岗岩锆石U-Pb年代学及地球化学及其成因研究

本文对宁国竹溪岭地区的花岗岩进行了系统的研究,包括岩相学观察、全岩地球化学分析、锆石UPb年龄测定以及Hf同位素分析等工作。全岩主微量元素分析结果表明,竹溪岭岩体具有高硅、低镁、富钾的主量元素特征,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,Sr/Y值低,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Ti,显示明显的Pb正异常。岩体中存在Zr/Hf值的异常,Zr/Hf为21.5~26.7,明显低于平均地壳的Zr/Hf值(35.5)。推测可能是锆石的分离结晶所造成。根据锆石的U-Pb和Hf同位素分析结果,竹溪岭花岗岩12ZXL-01、12ZXL-02和12ZXL-16样品的形成年龄分别为140.5±1.3Ma、138.7±1.6Ma和142±1.6Ma,属于燕山期早白垩世同一期的侵入岩;锆石的εHf(t)多为负值(2.3^-4.76)。结合地质背景,竹溪岭花岗岩的形成可能与侏罗纪太平洋板块平俯冲之后的回撤作用有关。

钼的地球化学性质与成矿

钼在硅酸盐地球中的丰度很低,作为中度不相容元素,简单的岩浆形成、演化过程很难使之从地壳丰度直接富集到工业品位。我们研究结果显示钼的成矿主要通过两阶段富集过程来实现:一是与风化、沉积有关的表生过程;二是与板块俯冲或深埋熔融有关的岩浆过程。钼是变价元素,在寒武纪大气氧再次升高以后,钼在地表化学风化过程中容易被氧化为水溶性的Mo O42-,进入地表径流和海洋湖泊中,并且在还原条件下进入富含有机质的黑色页岩等沉积物(岩)中。富钼沉积物(岩)在随板块俯冲到地幔或深埋等条件下可以因升温变质,进而发生部分熔融,形成富钼的原始岩浆,在俯冲条件下往往形成斑岩铜(金)钼矿床,氧逸度低于斑岩铜矿,而斑岩钼矿的氧逸度更低。具有高化学风化速率、大的流域面积的封闭、半封闭型水域和河口地区是表生过程中钼富集的最佳区域,是大型钼矿形成的基础。

皖南歙县邓家坞钼矿床年代学及Hf同位素地球化学研究

歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体位于扬子陆块南缘,区内钼矿体主要产于岩体与变质流纹凝灰岩的外接触带上,受区内北东向的断裂控制。歙县邓家坞花岗闪长岩具有强过铝质的特征,为S-型花岗岩,属于高钾钙碱性系列岩石。岩石富集大离子亲石元素(Rb、Th、K),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),稀土元素含量较低(ΣREE=114.3×10-6～259.1×10-6),轻重稀土分异明显(ΣLREE/ΣHREE=6.48～10.98),中等的Eu负异常(EuN/EuN*=0.46～0.60),具有典型岛弧岩浆岩的特征。锆石U-Pb同位素定年结果显示206Pb/238U表面年龄为739～816Ma,加权平均年龄为772±11Ma(MSWD=5.0),表明邓家坞片麻状花岗闪长岩体形成于新元古代,与皖南新元古代花岗闪长岩的主成岩年龄(740～825Ma)基本一致。根据岩石Zr含量计算出歙县邓家坞花岗闪长岩的"锆石饱和温度"为792～827℃。锆石Hf同位素εHf(t)为0.55～4.69,平均值为2.48,二阶段模式年龄(tDM2)为1364～1565Ma,表明邓家坞片麻状花岗闪长岩源区主要为新生地壳组分。邓家坞钼矿5个辉钼矿样品Re-Os同位素定年的模式年龄为141.1～141.6Ma,等时线年龄为141.8±2.2Ma,表明该钼矿的成矿时代为早白垩世。邓家坞片麻状花岗闪长岩体不是成矿岩体,因此推测可能其深部有隐伏的早白垩世岩体。辉钼矿的Re含量为12.6×10-6～43.8×10-6,表明成矿物质以壳源为主。

大别—苏鲁超高压榴辉岩中富Si金红石的地球化学意义

本文对大别—苏鲁造山带的超高压榴辉岩中的富Si金红石进行了地球化学研究。通过对双河、东海等地区的金红石进行详细的岩相学以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微量元素分析,结果显示不同地区、不同赋存状态(粒间颗粒和包裹体)的金红石均含有高达400×10^(-6)以上的Si。金红石中富含Si的现象普遍存在于大别—苏鲁不同地区的超高压变质岩中。纳米离子探针(NanoSIMS)面扫描分析显示,金红石中的Si均匀分布于金红石颗粒内部而非包裹体。这与前人报道的金红石中富含Si可能是硅酸盐包裹体所致这一结论不一致。据此,推测金红石中一定量的Si可能是以6次配位的形式存在,替代Ti的位置。这种类质同象置换通常在地壳范围的温、压条件下是不可能完成的,而陆壳物质深俯冲产生的高温、高压环境是Si进于金红石晶格的有利条件。因此,富Si金红石可能发展成为一种新的示踪超高压变质作用矿物学标准。同时,这一研究对揭示地球深部Si的赋存形态和指示陆壳物质俯冲深度具有重要的意义。

热处理蒙脱石的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),在乙醇-水混和溶剂中对预先经不同温度煅烧的蒙脱石进行改性。采用XRD、FTIR、热分析、元素分析、比表面积及孔分析等多种手段对产物进行分析。结果表明:硅烷主要赋存于蒙脱石层间,呈双层排布,少量嫁接于片层端面。热处理温度通过影响蒙脱石层间含水量,进而影响硅烷在层间的水解缩合。硅烷改性蒙脱石的过程为:硅烷分子通过阳离子交换插层至蒙脱石层间;随后水解生成的硅醇分子相互缩合;最终由于乙醇对硅烷水解的抑制作用以及蒙脱石片层相邻电荷位点存在一定的间距,与蒙脱石片层结合较弱的硅烷分子被洗脱,剩余的Si-O-Si交联网络在层间形成类似"柱子"结构。该硅烷改性蒙脱石与原始蒙脱石的比表面积相差不大,但其结构中微孔的比重增加。

阿尔金山中西段和田玉矿的成矿地质特征及找矿远景

玉石文化是中华文明有别于世界其它文明起源的一个重要标志,而其代表和田玉以其温润、纯补、素雅的特色,精湛绝伦的玉雕工艺被称为东方瑰宝,近年来随着中国经济的发展,对玉器的需求也不断增大,玉石特别是高档玉石的价格连年攀升,使得数量有限的玉石资源数量面临枯竭的危险。