山西省石墙区铝土矿地质与地球化学特征研究

山西省原平市石墙区铝土矿属于典型的喀斯特型铝土矿。含矿岩系自下而上包括铁质粘土层、铝土矿层、粘土层,且含矿岩系一般包含两个明显的沉积旋回。矿体主体呈层状、似层状产出,矿石结构以隐晶质结构为主,局部出现碎屑和豆鲕粒结构。矿石构造大都为块状构造。矿物学分析显示,硬水铝石、针铁矿、锐钛矿、高岭石是主要的组成矿物,另外还含有石英、伊利石、绿泥石等矿物。地球化学分析显示,主量元素主要包括Al2O3、SiO2、Fe2O3、H2O+及TiO2,微量元素中碱性和碱土元素Li、Sr、Be、Cs、Ba及酸土元素Zr、Hf、Nb、Ta、W均表现为明显富集,且Zr和Hf之间以及Nb和Ta之间具有高度的相关性。地球化学指标Zr/Hf、Nb/Ta以及Eu/Eu*-TiO2/Al2O3图解显示,底板碳酸盐岩是山西省原平市石墙区铝土矿的重要源岩。

磁铁矿-磷灰石型铁矿的实验模拟研究进展与展望

磁铁矿-磷灰石(IOA)型铁矿,或称基鲁纳型(Kiruna)铁矿,或称陆相火山岩型铁矿,在时空上常常与碱性-钙碱性的(次)火山岩有着紧密联系。该类型矿床在世界范围内广泛产出,发育特征的磁铁矿-磷灰石-阳起石矿物组合,但其成因还存在广泛争议。文章介绍并归纳了成岩成矿实验在IOA型矿床相关的岩浆原生过程方面取得的最新进展,包括液态不混溶作用、岩浆磁铁矿-气泡悬浮模式和阳起石岩浆成因的实验验证,探讨了磁铁矿以及磷灰石通过液态不混溶作用和气泡悬浮完成超常富集形成铁矿浆的可能性。在此基础上,指出了相关实验目前尚存在的问题及未来的研究方向。

鄂东南铜绿山矿床石榴子石显微结构及微区成分对成矿过程的指示

鄂东南矿集区铜绿山矿床是典型的矽卡岩型铜铁多金属矿床,矿体产出在铜绿山岩体与三叠系碳酸盐地层的接触带。尽管本矿床的研究程度很高,但对早期成矿流体的成分与演化及矿质富集沉淀等过程的精细制约依然比较欠缺。石榴子石在铜绿山矿床中分布广泛,本文对不同产状的石榴子石利用SEM显微结构、EPMA主量元素和LA-ICPMS微量元素分析,去探讨石榴子石的生长动力学及其对成矿过程的指示。大理岩和镁质外矽卡岩中的石榴子石均以钙铝榴石为主,端元成分比较均一,∑REE含量低(3. 01×10^(-6)～14. 34×10^(-6)),具有弱的Eu异常、轻微富集LREE的模式。钙质外矽卡岩和内矽卡岩中的石榴子石以钙铁榴石为主,端元成分变化较大,单颗粒从核部到边部Fe含量具有增加的趋势,其∑REE含量较高(22. 71×10^(-6)～806. 8×10^(-6)),具有明显的正Eu异常、极度富集LREE亏损HREE的模式。大理岩中的钙铝榴石环带不发育,表明在晶体生长过程中,界面反应速率很慢且物质迁移以扩散为主;而镁质外矽卡岩中的钙铝榴石可见振荡环带,表明界面反应速率比以扩散为主要方式的物质迁移快,这与白云石相对于方解石具有较低的反应吉布斯自由能,因此较难被热液消耗有关;钙质外矽卡岩中的钙铁榴石振荡环带清晰,该类石榴子石只有在界面反应速率较快且物质迁移方式以对流为主的情况下才能形成;内矽卡岩中的钙铁榴石的环带杂乱,尽管其形成的动力学模式与钙质外矽卡岩中的类似,但由于其距离岩体更近,热量迁移困难,在结晶生长受阻的同时由于对流提供的充足物质使得原先的环带发生溶解再沉淀进而形成结构混乱的再吸收环带。上述生长动力学模式也能够很好的对应Nb、Ta含量的脱耦和轻重稀土分异的特征。铜绿山不同产状的石榴子石中,外矽卡岩带中钙铁榴石Eu含量最高,而Eu^(2+)与成矿金属元素一样可被Cl-络合的,其含量的高低可能指示了对应的成矿元素在成矿热液中的浓度。石榴子石环带自核部向边部Fe含量具有逐渐增加的趋势,反应干矽卡岩阶段从早到晚,热液中的金属成矿元素含量增加。

岩浆系统橄榄石Fe-Mg互扩散的理论基础及其地质应用

了解岩浆在演化过程中的时间尺度具有重要的岩石学意义。橄榄石作为岩浆岩中主要的造岩矿物之一,为研究扩散年代学在岩浆系统中的应用提供了理想窗口。通过实验测定的不同条件下的橄榄石Fe-Mg互扩散系数,以及相关扩散模型的进一步完善,极大地推动了矿物内元素扩散年代学的发展。本文介绍了扩散年代学的基本原理和数学模型,并回顾和总结了以往实验岩石学的工作,提出温度、压力、氧逸度、水活度、橄榄石的成分和晶体的各向异性都会对橄榄石Fe-Mg互扩散产生影响。最后介绍了橄榄石Fe-Mg扩散模型在地质中的具体应用,其可以约束包括岩浆上升、演化、混合等不同地质过程的时间尺度。

近红外光谱分析在毕力赫金矿预测中的应用

近红外矿物分析技术在澳大利亚、加拿大等国已经成为矿产勘察的主要技术手段之一,利用该技术可以快速识别蚀变矿物及其组合,提取与成矿有关的重要信息。本次工作的目的是寻找内蒙古毕利赫金矿的接替资源。利用南京地质矿产研究所研制的BJKF-1型近红外矿物分析仪勘查了毕利赫金矿区的蚀变矿物。结果表明,该仪器能有效地识别蒙脱石、伊利石、次生石英、绢云母和高岭石等蚀变矿物,依据其特征吸收峰峰位和强度判断蚀变矿物的分布特点。根据上述五种蚀变矿物分布特点预测该区南西部、北西部和矿区26号脉的北西—南东延伸部位属于蚀变较强地区,为矿化有利部位,值得进一步勘查。

湖南金船塘矿区矽卡岩矿物及Sn元素在绿帘石中的分布特征

金船塘矿区位于千里山花岗岩岩体西侧,与东侧柿竹园矿区均是湖南柿竹园特大型W-Sn-Mo-Bi矿床目前正在开采的重要矿区.该矿区块状矽卡岩的矿物特点是:石榴子石以钙铝石榴子石为主,辉石存在透辉石-钙铁辉石连续系列,长石以钙长石大量产出为特点,硅灰石出现了不常见的锰铁硅灰石;绿帘石中普遍含Sn,SnO2含量0.2%～2%.根据绿帘石中Sn元素的详细测定和计算,查明Sn元素在绿帘石中含量与在矿物中位置具幂律函数关系,计算的分形维为1.93,从矿物微观的尺度确认Sn等成矿元素在运移和分布上具分形时-空结构,从而证实自组织的临界状态是柿竹园特大型多金属矿床动力学的基本特点.

试论天然半导体矿物的热电特性及其在地震预测中应用的可能性

本文基于半导体矿物热电特性的基本理论,通过大量科学研究成果之间客观联系的分析,论证了天然半导体矿物热电特性与地震预测的关系。结果表明,地壳内广泛存在天然半导体矿物,且绝大多数天然半导体矿物具有热电特性。孕震过程产生梯度热场时,会激发周围热电介质产生热电势,热电势的积累对孕震区电场具有一定的干扰效应,这种干扰效应可作为地震预测的信息源之一。另外,从成矿带和地震带之间的空间关系分析,可以认为天然半导体矿物的集中分布与地震活动带相一致。上述结论对深刻理解地震地电异常机理有重要的意义。

长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示

长江中下游成矿带的宁芜和庐枞火山岩盆地中发育了大量与早白垩世(约130 Ma)陆相火山-侵入岩有关的玢岩铁矿。这类矿床的特征为具有磁铁矿-磷灰石-阳起石(透辉石)矿物组合,在国际上一般被称为铁氧化物-磷灰石型(Iron O xide-Apatite,IOA)或基鲁纳型(Kiruna-type)矿床。玢岩铁矿的概念自20世纪70年代提出以来,其成因就一直存在争议,主要有矿浆、岩浆热液及矿浆-热液过渡的观点。近年来的高精度年代学揭示出宁芜和庐枞盆地内玢岩铁矿在约130 Ma集中爆发成矿。矿物学、岩石学及地球化学的综合研究表明成矿物质主要来源于次火山岩体,且成矿早期流体具有高温(550~780℃)和超高盐度(可达90%NaCleq)的特点。这些特点与成矿岩体及周围火山岩在成矿早阶段发育大规模钠质蚀变相吻合;但同时S-Sr等同位素和流体包裹体成分分析表明在铁成矿过程中还有外来壳源(如膏盐层物质)流体的加入。一些研究工作还表明玢岩铁矿与夕卡岩型铁矿具有相似的热液蚀变演化过程,暗示两者或许存在某些成因联系,很可能是相似流体与不同性质围岩及在不同温度下水岩交代产物。这些新的证据为探讨玢岩铁矿的成矿作用过程和成因机制提供了新的制约,也带来了新问题。本文从成岩成矿年代学、成矿物质来源、成矿早期流体性质、玢岩铁矿与夕卡岩铁矿及其外围新发现的金铜矿化的成因联系等角度,对近年来长江中下游成矿带玢岩铁矿研究的主要新进展进行初步总结。当前IOA型矿床的成因研究成为国际上矿床学研究的一个热点,除了长期争论的矿浆成因和岩浆热液成因,最近提出多个了岩浆-热液复合成矿模型,如岩浆磁铁矿-气泡悬浮模型及富水铁熔体的上升、脱气和侵位成因模型。将IOA型矿床成因争论的焦点逐渐聚焦在岩浆到岩浆后(岩浆热液)阶段,铁质究竟是以含铁岩浆热液、铁矿浆(Fe-O或P-Ca-Fe-O),还是岩浆磁铁矿微晶或其他未知的形式来富集成矿的,还有待进一步研究,文章对以上的新模型进行简要介绍和评述,并与长江中下游的矿床进行对比。