造山带环境钴岩浆成矿作用——以夏日哈木镍钴硫化物矿床为例

东昆仑造山带新发现的夏日哈木和石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床伴生有钴资源,它们与区域上火山-热液型、喷流沉积型等钴独立矿床共同指向早古生代镁铁质岩浆活动相关的钴成矿作用,表明镁铁质岩浆是区域钴富集成矿的重要载体,并预示东昆仑造山带的钴成矿潜力巨大。夏日哈木超大型镍钴硫化物矿床为造山带环境镍钴岩浆成矿作用的产物,本文在现有岩石地球化学数据甄别的基础上,分析了不同岩相和矿物Co、Ni和Cu等成矿元素的含量变化特征,探讨了镁铁质岩浆钴富集机制和控制因素。镁铁—超镁铁质岩具有较高的钴含量,随空间位置(期次)、岩石与矿物类型钴含量变化较大。在MgO含量最高的橄榄岩、辉石岩相中钴富集,在硫化物矿物中钴含量较高。钴含量与全岩MgO、硫、镍和铜含量正相关,这些规律表明夏日哈木镁铁质岩浆富集钴金属,不同期次岩浆中钴的富集程度不同,硫化物熔体是钴富集的主要途径之一,岩浆演化过程中钴在矿物中的富集机制需要原子层面钴赋存状态的系统认识。

页岩气形成机制的生烃热模拟研究

选择Green River,Woodford及珠江口等3种不同有机质类型的低成熟页岩,采用密封金管-高压釜体系,在24.1 MPa围压下,以20℃/h和2℃/h的升温速率进行生烃热模拟实验,测定产物气态烃和液态烃的产量及气态烃的碳同位素组成,探讨页岩气生成机制。随温度的升高,页岩有机质热演化成烃可分为3个阶段：①热解初期的生油阶段,液态烃产量增加迅速,在Ro=0.9%~1.1%时达到峰值,气态烃产量较低;②油裂解生气阶段,液态烃产量降低,气态烃产量迅速增加;③气裂解阶段,气态烃产量略微增加,气体明显变干。气态烃的δ13C先变轻后变重,I型页岩气态烃的δ13C在热解初期阶段呈现局部倒转,δ13C1〈δ13C2〉δ13C3〈δ13nC4。气态烃来源于有机质的初次裂解和大量液态烃的二次裂解,气态烃的产量主要受有机质类型的控制,I型泥页岩气态烃产量最高。页岩气中碳同位素局部反序可能是液态烃二次裂解成气的标志,或由不同演化阶段来源气态烃混合造成的。

新疆坡北镁铁-超镁铁质岩体地球动力学背景探讨

坡北镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北缘的北山地区，主要由坡一、坡三、坡七和坡十等十几个侵入体组成，已发现坡一和坡十岩体赋存大型Cu—Ni硫化物矿床，目前对坡北含矿岩体成岩成矿构造背景存在不同认识。本文对坡一岩体各类岩石的矿物、主量和微量元素组成进行了系统分析，坡北岩体橄榄石FO值范围为83．17～90．2，斜方辉石主要为古铜辉石，单斜辉石主要为普通辉石和透辉石；铬尖晶石D#和Mg#值变化范围分别为0．45--0．69和0．11--0．41，具有由富铝、富镁向富铬、富铁方向演化的趋势。微量元素具有明显的Nb、Ta和Ti负异常，Pb正异常。岩体主量元素变化特征主要受橄榄石、辉石和斜长石分离结晶／堆晶作用控制。模拟计算表明，岩体母岩浆MgO含量为16．09％，FeO含量为10．38％，岩浆结晶温度为1331～1411℃，为高温苦橄质岩浆。坡北岩体是早期受俯冲流体交代的岩石圈地幔在塔里木地幔柱作用下发生较高程度部分熔融的产物。

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-N-i PGE硫化物矿床和V-T-i Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-N-i PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和T a负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H2;而钒钛磁铁矿矿床具N b、T a和T i正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H2O、CO2和H2。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,S-rNd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。S-rNd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H2含量较高,V-T-i Fe氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-N-i(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。

腾冲新生代火山作用流体组成及其来源——火山岩流体化学组成和碳同位素制约

腾冲新生代火山区是青藏高原唯一幔源挥发份大量排放的火山-地热区,大规模火山作用的流体组成的系统研究具有多方面的科学意义。对腾冲马鞍山、老龟坡和打鹰山等地新生代火山岩进行流体化学组成和碳同位素分析,结果表明腾冲新生代火山岩的流体组成中H2O占有极高的比例,CO2、N2和O2的含量较高,而且不同火山区的流体组成有所差异。CO2的δ13C值为-27.1‰^-7.5‰,位于地壳和地幔范围之间;CH4、C2H6、C3H8和C4H10等甲烷同系物的碳同位素组成随碳数增高具有整体正序、C2H6与C3H8局部反序的分布特征,显示海洋环境I型有机质热裂解成因烃类气体的特征。腾冲火山作用中存在地幔来源的CO2,岩浆存在轻微的CO2去气作用。含碳流体挥发份主要表现为俯冲大洋板片脱出流体挥发份的加入,特别是俯冲洋壳沉积有机质热裂解产物,大量的H2O可能来源于岩浆上升过程中围岩流体或再循环流体的加入,不同火山区岩浆上升演化的差异造成了流体组成的不同。

晚泥盆世古土壤的辨识及其发生学特征

运用野外形态观察、元素地球化学和磁学相结合的方法对新近发现的甘肃东部地区晚泥盆世古土壤剖面进行了辨识和分析,从而得出:1)该套地层中残留有原土壤发生过程的痕迹,如根迹、浅褐色晕圈状根迹,原生石膏层,红色古土壤层内富含成壤钙结核及结核层。同时,可见圆顶柱状结构、次棱角块状结构等古土壤特有的结构类型,这些特征表明该套地层为古土壤。2)古土壤发生层次明显。可识别出红色淀积层(B层)和灰绿色母质层(C层)。B层磁化率向上增强,常量及微量元素Al_2O_3、Fe_2O_3、K_2O、Sr含量及Al_2O_3/SiO_2比值向下减少,Zr、Ti向下富集,以及风化指数CIA向下增加。磁化率及元素含量和比值特征反映了B层古土壤的风化成壤程度向下增强。3)依据发生学特征初步判断古土壤的类型主要为始成土、旱成土和变性土,反映了当时较干旱的气候条件。晚泥盆世沉积地层中古土壤层的发现对指示重大地质事件和研究环境变化方面有着重要的地学意义。

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290~260Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。

晚泥盆世古土壤元素地球化学特征及其古气候意义

黄土是我国西北地区分布最为广泛的沉积物之一,而古土壤蕴含着大量的地质信息,可以很好的反映古环境,对于恢复研究区古环境、古气候具有重要的地学意义.本文通过野外观察,结合常量元素、碳酸盐和磁化率,对祁连山东段甘肃白银地区晚泥盆世古土壤地球化学特征及古气候进行研究.结果表明:大红沟(DHG)剖面和磁窑(CY)剖面古土壤碳酸盐含量从剖面顶部向下是逐渐呈升高趋势,由于碳酸盐溶解度小,导致碳酸盐在土壤中聚集,形成钙质土壤表明气候环境是干旱或半干旱.通过对DHG和CY剖面样品常量元素分析,发现其化学成分相对均一,Na、Ca值较低,古土壤化学风化指数(CIA)平均值为46.59,显示出较弱的化学风化强度,气候环境为干旱.磁化率范围为3.14×10^-8 m^3/kg^11.2×10^-8 m^3/kg,磁化率的变化反映了古土壤的风化成壤强度的变化情况,DHG剖面的磁化率明显高于CY剖面,表明DHG剖面的风化成壤作用强,CY剖面的风化成壤作用弱.同时结合泥裂和肺鱼洞穴遗迹所反映的干旱—半干旱气候特征,推断研究区晚泥盆世时期气候以干旱—半干旱为主.