太行山北段木吉村髫髻山组安山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其对区域成岩成矿规律的指示

太行山北段是中国东部中生代重要的成矿区带,髫髻山组火山岩记录了该地区中生代大规模成岩成矿事件发生的时代和有关岩浆作用源区的信息。髫髻山组安山岩中锆石大多具有明显的核幔结构,LA-MCICP-MS测试得出,锆石幔部年龄为144~145Ma左右,核部年龄为2.08~2.65Ga。两组锆石年龄中,前者代表了髫髻山组火山岩的形成时代,两件样品加权平均年龄分别为145.28±0.44Ma和144.61±0.76Ma;后者年龄与华北克拉通在前寒武纪增生变质等演化时代一致,揭示出火山岩形成过程中华北克拉通古老地壳的参与。对应两组年龄,锆石Hf同位素特征也明显的分为两组,中生代εHf_(l)值集中于-25^-10之间,表现为壳幔混合源区特征;新太古代—古元古代εHf_(1)值集中于0~10之间,表现为地壳增生的特征,与华北克拉通前寒武纪的演化时代相一致。结合已有岩石地球化学研究,髫髻山组火山岩的形成源于富集地幔部分熔融,在岩浆上侵过程中同化混染(或混合)了华北克拉通的古老地壳,在经历了分离结晶作用后侵位产出。髫髻山组火山岩是晚中生代华北克拉通构造背景转换的代表,在其形成后发育有大量与之相关的斑岩型铜钼矿床,通过总结对比中生代中国东部成岩成矿规律,我们推测太行山地区在中生代可能形成有两期重要的成矿事件,一期以斑岩型铜—钼矿床的形成为特征,另一期由金矿床的产出为代表。

宁芜和尚桥铁氧化物-磷灰石矿床(IOA)成矿过程研究:来自磁铁矿LA-ICP-MS原位分析的证据

铁氧化物-磷灰石矿床(IOA)是全球铁矿资源重要的供给矿床类型之一,受到国内外科研和矿产开采工作者的广泛关注。对铁氧化物-磷灰石矿床研究的争议主要集中在矿床成因上,即岩浆成因或者热液成因。作为一类具有多阶段成矿作用的矿床,IOA型矿床很难用热液或者矿浆成因予以简单概括,需要动态地看待成矿作用。和尚桥铁矿床是一个大型的铁氧化物-磷灰石(IOA)矿床,位于中国东部长江中下游多金属成矿带宁芜矿集区中。和尚桥铁矿床成矿作用含有三个清晰的磁铁矿矿化阶段,分别形成浸染状(Mt1)、角砾状(Mt2)和脉状(Mt3)矿石。对各阶段磁铁矿矿石中磁铁矿进行激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)微区成分测试。在成矿过程中,从早到晚,磁铁矿表现出了从具有岩浆成因特征向具有热液成因特征的方向演化。磁铁矿中Mg和Al含量升高,Cr含量先降低后略微升高,Mn、Co、Ni和V含量先降低后升高,Mo和Sn含量先升高后降低的趋势,表明成矿过程中各阶段围岩及大气水对成矿流体的贡献不一。结合前人研究成果,我们认为和尚桥铁矿床中磁铁矿铁质的来源与安山质侵入岩密切相关,可能来源于岩浆不混溶作用形成的铁质富集流体(熔体),磁铁矿在高温热液环境中结晶沉淀。成矿过程具有多阶段性,推测在各成矿阶段间隙,富铁流体得到富集,同时地层物质不断的加入并导致了磁铁矿成分显示出越来越多的热液成因信息,地层物质(特别是膏盐层)对成矿过程起到了重要的控制作用。

稀有气体同位素测试技术及其在矿床学研究中的应用

稀有气体包含He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn六种元素,由于其化学性质十分的稳定,一般不参与各种化学反应过程。其在地球不同圈层及地外物质中的丰度和同位素组成差别巨大,是地球科学研究的重要示踪剂。稀有气体同位素组成的测试方法主要有分阶段加热熔融、真空压碎、激光微区熔蚀等气体采集方式,获得的气体经多级纯化后在静态稀有气体同位素质谱中进行测试。在矿床学研究中,作为灵敏示踪剂的稀有气体同位素大多用于判别成矿物质、成矿流体的来源,特别是幔源物质的贡献大小及壳幔相互作用与成矿的关系,用于揭示矿床在成矿各阶段(期)中的物质和流体源区差异,用以追踪和揭示成矿流体的演化、反演成矿过程并在一定程度上指示成矿流体在成矿过程中的行为。稀有气体同位素为精细成矿作用研究、不同矿种成矿作用差异分析、探寻大规模成矿作用提供了重要的科研手段。

西藏纳如松多铅锌矿区晚白垩世石英闪长岩形成机制及其地质意义:岩浆锆石证据

西藏纳如松多铅锌矿床是冈底斯北侧银铅锌多金属成矿带中的典型矿床,文章利用LA-ICP-MS测试技术,对矿区石英闪长岩开展了详细的锆石U-Pb年代学、锆石微量元素和Hf同位素地球化学特征研究,以此调查其岩浆源区特征,探讨其形成机制并试图探究其成矿潜力。纳如松多矿区石英闪长岩锆石U-Pb年龄为(85.2±1.1)Ma,早于矿区内大规模成矿事件,为晚白垩世岩浆活动的产物。石英闪长岩锆石稀土元素表现为LREE亏损、HREE富集的左倾配分模式,并具有明显的负Eu异常和正Ce异常特征,δEu变化于0.06~0.36之间,δCe变化于5.85~248.22之间。石英闪长岩的锆石176Hf/177Hf分布于0.282 679~0.282 766之间,εHf(t)值变化于-1.44~1.70,单阶段模式年龄TDM集中于679~804 Ma,二阶段模式年龄TDM2值集中于1047~1245 Ma之间。综合分析显示纳如松多矿区石英闪长岩来自于地幔和地壳2个不同的源区,并结晶于陆壳环境。纳如松多铅锌矿区石英闪长岩锆石的Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值除个别点外均低于100,且δEu集中于0.04~0.22之间,远小于0.4,为还原性岩体,由此推断石英闪长岩还原性的岩浆岩特征可能是其未能具有成矿能力的原因之一。