河北省北部晶质石墨矿层岩(矿)石地球化学特征与成因分析

晶质石墨是一种新兴战略矿产。近年在河北省北部发现了多处大中型晶质石墨矿床,主要赋矿层位于新太古代崇礼上岩群、古元古代红旗营子岩群等,具有良好的成矿潜力。通过系统的野外地质调查与采样、分析测试工作,详细研究了赋矿层位的岩相学、地球化学特征,并对碳质来源进行了分析。结果表明:赋矿岩石主要为含石墨黑云斜长变粒岩、片麻岩与透辉岩,原岩恢复以砂泥质碎屑岩、钙质沉积岩为主。主量元素含量变化较大, SiO2含量为38.90%~80.42%, CaO+MgO为2.05%~31.93%, Al2O3为1.50%~15.34%;稀土元素含量为79.1~321.4μg/g, PAAS标准化分布模式一般具有右倾或较平坦分布特征, δCe略具负异常,部分具有δEu异常。微量元素特征指示沉积环境为滨浅海环境,部分地区存在富氧条件,局部为还原环境或存在热液加入。石墨中碳同位素值为–26.0‰~–20.7‰,主要来源于生物成因有机碳;大理岩碳同位素值为–3.8‰~1.1‰,主要来源于碳酸盐岩成因无机碳。区内晶质石墨矿层分布受到地层、岩性、岩相控制,含矿有利层位为古陆边缘滨浅海相富含有机质的砂泥质碎屑岩、钙质沉积岩。矿床成因为沉积变质型矿床。

华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与重大地质事件的耦合关系

华南地区成冰系大塘坡组锰矿近年来在找矿勘探方面取得了突破性进展,同时,由于该套锰矿在时空分布及成矿背景上的特殊性,长期以来都受到研究者关注,累积了大量研究成果。在系统性总结大塘坡组锰矿研究成果的基础上,结合新元古代全球大地构造、古气候演变、古海洋环境变化及微生物演化等重大地质事件的最新研究进展,综合分析了华南成冰纪大规模锰沉积成矿作用与这些重大地质事件之间的联系。从新元古代中期开始,罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的裂解在全球范围内形成了广泛分布的裂谷盆地系统,以中国南方南华盆地为代表的成锰盆地即是在裂谷盆地基础上发展而来的。裂谷盆地系统为锰矿沉积提供了必须的容矿空间,决定了其展布规律,并且盆地底部的热液系统为锰质输入盆地提供了必要途径。新元古代冰期(“雪球地球”)事件中覆盖全球的冰川系统切断或阻碍了地球各子圈层的物质与能量交换,可能导致冰期海洋缺氧状态的广泛出现。而冰期—间冰期的古气候变化使冰盖消失,海—气循环与海水圈层循环重新启动,随之而来的是古海水氧化还原条件的改变。针对南华盆地而言,表层海水的氧化及可能存在的含氧底流为锰矿沉淀提供了所需的氧化环境。此外,新近的证据表明间冰期微生物复苏背景下的锰微生物成矿作用可能是锰矿形成的重要机制。以上这些重大地质事件之间具有复杂的相互联系,同时它们也为“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用提供了必不可少的成矿控制条件。因此,华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与新元古代重大地质事件间存在耦合关系。

冀北地区火山岩型隐伏铀矿地球化学勘查方法试验研究

冀北地区是火山岩型铀矿产出有利区,该区发现的460铀钼矿是北方地区典型的火山岩型铀矿床。在460铀钼矿体上方开展了土壤细粒级测量和金属活动态测量2种地球化学勘查方法的试验工作,目的是为该地区铀矿找矿工作提供地球化学方法指导。剖面测量结果显示,在铀钼矿体上方,土壤细粒级和金属活动态测量都存在明显的U、Mo异常,其中,土壤细粒级U、Mo异常强度和规模较活动态U、Mo突出。U活动态含量以黏土吸附态最强,表明活动态铀以细粒级黏土吸附为主,Mo活动态含量以水溶态最强,表明钼主要以可溶解的钼酸盐形式存在。土壤细粒级和金属活动态面积性测量圈定的异常分布范围与矿区的分布较为一致,说明这2种方法对圈定隐伏火山岩型铀矿都是有效的。

阜平—五台幔枝构造的时空结构及其对区域岩浆与金属成矿的控制作用

幔枝构造是牛树银团队提出的地幔热柱的第三级构造单元,很好地解释了华北地区内生金属矿床的时空分布规律,并在地质找矿中得到进一步的实践和证明。对位于太行山中—北段和五台山—恒山地区的阜平—五台幔枝构造的三维空间、形成时代、成矿特征与控矿作用进行讨论,并建立了其成矿系统模型,为区域找矿勘查提供技术支撑。

冀北地区铀的地球化学时空分布

冀北地区是火山岩型铀矿的产出远景区,以该区1∶20万水系沉积物及区域岩石资料为基础,探讨了冀北地区铀的时空分布特征,目的是为本区的铀矿勘查提供地球化学依据。从空间分布上看,内蒙古华力西晚期褶皱带及内蒙地轴铀含量较富集,铀地球化学异常呈北东向带状分布于崇礼石窑子—丰宁森吉图,向东北延伸至围场老窝铺—姜家店一线,与沽源—红山子成矿带南段分布范围相一致。铀地球化学异常的形成受区内燕山期中酸性岩体、白垩系张家口组及大北沟组地层、北东向断裂构造、火山盆地等地质因素的联合控制,与铀矿关系密切,现已发现的几个铀矿床都位于铀异常带上,因此铀异常可以作为铀矿的找矿标志。从时间分布上看,地层及岩体存在较一致特征,随地质体时代从老到新,铀含量有逐渐增大的趋势,太古宇及元古宇铀含量低,上侏罗—下白垩统铀含量高。

燕辽坳拉槽古—中元古代裂谷盆地演化及其对锰矿沉积的控制作用

燕辽坳拉槽中元古界高于庄组桑树鞍亚组底部为锰富集层段,虽然对于锰质来源、锰矿成因及形成环境存在认识分歧,但多数学者均认为高于庄组锰矿的形成与燕辽坳拉槽的盆地裂谷背景有着密不可分的联系。在搜集前人锰矿勘查资料的基础上,重点对典型锰矿床——迁西秦家峪锰矿进行了矿床地质特征、矿石类型及元素地球化学分析,结果显示其锰质主要来源于海底热液。通过分析主要锰矿点分布与燕辽裂谷盆地主要断裂之间的关系,发现在裂谷盆地内北东向主断裂与北西向传递断裂的交汇处,或被断裂所围限的闭塞、深水滞流环境,是高于庄组锰矿形成的最有利部位,矿层厚度大,品位相对较高。该研究表明燕辽坳拉槽裂谷盆地结构对高于庄组锰矿的形成具有重要的控制作用,且同沉积断裂作为热液活动的通道,为成锰盆地提供了主要的矿质来源。

太行山中段九岭金矿区脉岩锆石成因矿物学研究

位于太行山中段的九岭金矿是一典型的石英脉型金矿,其金矿脉与酸性脉岩有密切的时空联系。本文对九岭金矿区内的花岗斑岩和花岗闪长岩脉进行了系统的锆石U-Pb年代学、Hf同位素和成因矿物学研究。结果表明,脉岩的侵位年龄为128~130 Ma,成岩物质主要来自于太古代地壳,另有少量幔源物质。锆石的形态标型特征指示区内岩浆经历了较长的分异演化过程,这与其具有较高的含水量有关。花岗斑岩岩浆演化过程可以分为3个阶段,随着温度的降低岩浆由过碱性向过铝质转变。花岗闪长岩中的锆石根据环带结构特征可明显分为两个群,其演化特征表明为过铝质和过碱质岩浆混合的产物。锆石温度计和氧逸度计计算结果表明九岭金矿区脉岩岩浆氧逸度高达ΔFMQ+5~ΔFMQ+7,对金的活化迁移及富集成矿十分有利。

冀东秦家峪中元古界高于庄组锰矿成因:来自矿物学和地球化学的制约

冀东秦家峪锰矿赋存于中元古界蓟县系高于庄组二段底部含锰岩系内,其成因尚不明确.以秦家峪锰矿ZK58-2钻孔样品为研究对象,通过显微薄片观察、电子探针分析及全岩地球化学分析等方法,探讨了高于庄组锰矿的锰质来源和沉积环境对成矿的贡献.显微薄片观察、电子探针分析表明,原生矿带中含锰矿物主要为菱锰矿、铁镁菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石等含锰碳酸盐矿物.主量元素分析显示,相对于底板样品,锰矿层样品(Mn>8%)的TiO_(2)、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、Na_(2)O含量较低,Mn含量与Al_(2)O_(3)呈负相关.锰矿层样品和底板样品微量元素相对于上地壳(UCC)未表现出特别富集的特征,富集系数显示仅Th、U轻微富集.Th/U及自生Th/U比值具有相似的地层变化趋势,与较低的Fe/Mn比值共同指示沉积水体以次氧化环境为主.UCC标准化的稀土元素配分曲线较为平坦,不存在显著的Ce异常(Ce/Ce*=1.00±0.02,n=39),具有较低的Y/Ho比值.初始^(87)Sr/^(86)Sr比值介于0.713383~0.725378之间,平均值为0.720180,与Al_(2)O_(3)含量呈负相关.秦家峪锰矿矿物学及地球化学特征表明,高于庄组含锰岩系的锰质来源于热液与陆源风化双重输入,其与裂谷盆地演化、古海洋氧化以及海平面变化等多种因素共同制约着高于庄组锰矿的形成.