江西于都南部地区土壤重金属元素生态地球化学特征及其来源解析

为研究江西于都南部地区耕地土壤重金属污染状况,对所采集的表层土壤样品进行Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg等重金属元素测试,研究其空间分布特征,并采用多种评价模型开展生态评价。结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg含量分别是于都县土壤背景值的1.18、1.24、1.69、1.41、5.79、1.25、2.27、1.41倍。单因子污染指数显示As、Cd污染最严重,是潜在生态风险最主要的贡献因子。内梅罗综合污染指数显示重金属超标率达20.7%。地累积指数显示As污染最严重,其次是Hg、Ni、Cd。8种重金属元素变异系数均为0.45~5.14,属强变异。相关性分析显示,除Hg外的其他重金属间相关性均较强,而且与pH存在显著或极显著正相关,因此可以通过调节土壤pH值,降低土壤中重金属元素的毒性。主成分分析结果显示,Cu、Zn、Cd、Pb、As主要来源于人为采矿活动,Cr、Ni主要来源于土壤母质。

赣南石头坪重稀土矿床赋矿母岩地质特征及成矿意义探讨

赣南石头坪离子吸附型重稀土矿床是近期新发现的超大型矿床,由于缺乏精确的赋矿母岩矿物学、年代学和地球化学研究,目前该矿床成因机理尚不清楚。对该矿床赋矿母岩开展岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素分析,结果表明,赋矿母岩具有较高的SiO_(2)(76.11%~77.96%)和全碱(K_(2)O+Na_(2)O)(7.18%~7.86%)含量及较低的P_(2)O_(5)含量(0.01%~0.02%),其Zr/Hf(18.73~26.97)、Nb/Ta(5.29~11.10)和K/Rb(52.22~57.28)值相对较低,属于高分异I型花岗岩和富钇轻稀土型花岗岩(LREE/HREE=1.05~1.90,Y/REE=20.5%~32.0%)。赋矿花岗岩形成于早白垩世早期((145.7±4.5) Ma),具有明显高于区域古老地壳基底的锆石Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=-0.21~+2.01),表明岩浆源区明显存在新生陆壳物质的加入,与区域古太平洋板块俯冲后撤引起的伸展环境有关。赋矿花岗岩中存在大量与萤石共生的热液成因的氟碳酸盐类稀土矿物,风化过程中易于分解,为离子吸附型重稀土矿床提供了主要的成矿物质来源。石头坪重稀土矿床的发现,表明华南地区燕山晚期富钇轻稀土型花岗岩在风化作用下能形成重稀土矿床。

华北克拉通新太古代晚期岩浆作用:对构造体制和克拉通化的启示

在对华北克拉通太古宙基底作简要介绍的基础上,本文总结了华北克拉通新太古代晚期(主要为2.55~2.5 Ga期间)岩浆岩的锆石年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。华北克拉通新太古代晚期变质基底的主要特征如下:(1)新太古代晚期岩石在华北克拉通广泛分布,但许多地区都存在中太古代晚期—新太古代早期地质记录。(2)岩浆锆石年龄主要变化于2.55~2.5 Ga,年龄峰值约为2.52 Ga。(3)与新太古代早期以前(>2.6 Ga)的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)相比,新太古代晚期英云闪长岩和花岗闪长岩比例明显增大。富钾花岗岩、闪长-辉长岩(包括闪长岩、辉长岩及两者之间过渡岩石)、赞岐岩(Sanukite,主体为富镁闪长岩)分布范围和规模也明显增大。大规模富钾花岗岩主要分布于华北克拉通东部,构成新太古代晚期双岩浆岩带的富钾花岗岩带。(4)在新太古代晚期变质基底分布区,几乎都有变质表壳岩存在。它们以较小规模存在于TTG和富钾花岗岩中。岩石类型包括变玄武质岩石、变质安山质-英安质火山岩/火山碎屑岩和变质碎屑沉积岩。一些地区存在变质超基性岩。(5)总体上,新太古代晚期地质事件存在如下演化规律:首先是表壳岩形成,然后是TTG侵入,最后是变质变形和富钾花岗岩形成。2.6~2.55 Ga为华北克拉通岩浆构造的“寂静期”。(6)新太古代晚期TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,中-高压TTG岩石大量形成表明新太古代晚期陆壳规模、厚度发生了明显增大。至少部分富钾花岗岩在形成过程中有沉积物参与。(7)不同类型TTG岩石具有类似的全岩Nd同位素和岩浆锆石Hf同位素组成,Nd-Hf同位素亏损地幔模式年龄主要分布在3.0~2.5 Ga,与中太古代晚期—新太古代早期岩石的模式年龄相近或稍偏年轻。富钾花岗岩Nd-Hf同位素组成特征受物源区早期形成演化历史制约。岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似,但显示更大的变化范围。结合其他研究,上述证据表明:(1)中太古代晚期—新太古代早期是华北克拉通陆壳增生最重要时期,这与全球其他许多克拉通类似,不同之处在于华北克拉通遭受了新太古代晚期构造岩浆热事件强烈改造;(2)在华北克拉通,类似于现代板块运动的构造体制在新太古代晚期开始启动;(3)规模最大的BIF(条带状铁建造)沿华北克拉通东部古老陆块西缘的双岩浆岩带分布,鞍本和冀东之间、冀东和鲁西之间是BIF找矿重要靶区;(4)华北克拉通在新太古代晚期完成初始克拉通化。

赣南加里东期重稀土矿赋矿母岩岩石成因及地质意义

前人对燕山期重稀土赋矿母岩研究较多,加里东期赋矿母岩报道较少。本文对加里东期赣南孙屋岩体黑云母二长花岗岩开展岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素及Sr-Nd同位素研究,并对其稀土含矿性进行探讨。孙屋岩体SiO_(2)含量为69.70%~73.00%,K2O/Na2O值为1.38~2.20,A/CNK值1.20~1.67,属于高硅高钾钙碱性-钾玄S型花岗岩。轻稀土相对富集((La/Yb)N=6.78~10.38),中等负铕异常(δEu=0.43~0.63)。两件花岗岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(451±3.8)Ma和(461±5.6)Ma,属中奥陶世。锆石Hf同位素地壳模式年龄(TDMC)为1918~1496 Ma,全岩Nd同位素二阶段模式年龄(TDM2)为1.79~1.76 Ga,显示岩浆源区主要为中元古代下地壳麻粒岩相源岩,岩体为华南加里东早期陆内造山环境花岗岩。孙屋岩体(含)稀土矿物经过风化可形成离子吸附型重稀土矿床,加里东期花岗岩在今后的重稀土矿产勘查工作中应给予足够重视。本文的研究成果可为加里东期花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿找矿提供参考。

辽宁建昌杜杖子岩体年代学、地球化学特征及其构造环境与成矿关系

辽西地区的五指山-虹螺山多金属成矿带上分布有大量的花岗岩侵入体,杜杖子岩体位于成矿带中段,岩石类型为黑云母二长花岗岩。为厘定岩体的形成时代、构造环境和对成矿的影响,对黑云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩相学和主微量元素研究。研究结果表明,杜杖子岩体成岩年龄为168.5 Ma±0.24 Ma,时代属中侏罗世。岩石具富Si、Al、Na、K,贫Mg、Ca特征,属于岩浆晚期高分异形成的铝质-过铝质高钾钙碱性I型花岗岩。轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏较大,大离子亲石元素Rb、Ba和K富集,高场强元素Nb、Ta、Zr亏损,铕呈轻微负异常。结合区域构造事件认为,古太平洋板块向华北克拉通东部俯冲形成幔源岩浆,幔源岩浆底侵为地壳发生部分熔融提供热量,且与熔融的壳源岩浆混合,岩浆物质成分由中性逐渐向酸性过渡。受岩浆分异程度、酸度和碱度的制约,富含矿质的热液在岩浆期后结晶分异形成Au、Cu-Pb、Zn-Mo成矿系列,矿液通过岩浆上拱造成的围岩裂隙带上升、减压、降温,当达到合适的条件时,矿质析出富集成矿。

辽西大英昌岩体二长花岗岩地球化学、年代学特征及地质意义

辽西大英昌岩体地处华北克拉通东北缘,大地构造位置在中朝准地台北缘的青龙-锦西断裂带上。通过对大英昌岩体黑云母二长岩花岗岩进行地球化学分析并结合锆石U-Pb同位素年龄探讨其地质意义。测试结果表明,黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为154.75 Ma±0.48 Ma,为中侏罗世岩浆活动的产物。岩石具有富Si、Al、Fe、Na、K,贫Mg、Ca、Ti、P等特征,为高钾钙碱性岩系列,属于岩浆晚期形成的高分异铝质-过铝质的I型花岗岩。轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,大离子亲石元素Rb、Th、U、Ta等相对亏损,高场强元素Ba、Sr、Zr、Hf等相对富集,具较弱的铕和铈负异常,说明岩浆起源于岩石圈地幔,并发生部分熔融。晚中生代岩浆活动具有年轻化的特点,古太平洋板块向华北克拉通持续俯冲并交代岩石圈地幔,形成的幔源岩浆侵入带来热量使地壳发生部分熔融,并捕虏少量的幔源物质,形成了壳幔混合的岩浆。