拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:Li同位素制约

作为一种“非传统稳定同位素”,锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一.文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究.研究表明,赛利普超钾质火出岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9× 10-6,同位素组成δ7Li为1.2‰～+3.5‰,平均值为0 2‰,与平均上地壳的相当.超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征.超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征.通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式.     

拉萨地块西段中新世查加寺钾质火山岩岩石成因*——岩石地球化学、年代学和Sr-Nd同位素约束

通常认为,青藏高原碰撞后钾质超钾质岩是交代富集上地幔低度部分熔融的产物,而最近的研究则表明,钾质火山岩也可以起源于下地壳源区.文章对青藏高原拉萨地块西段新识别出的查加寺火山岩进行了岩石地球化学、锆石SIMS U-Pb定年和Sr-Nd同位素研究,结果表明其岩石类型为碱性系列钾质粗面岩,锆石SIMS U Pb 年龄为(23.97±0.28) Ma,说明火山活动为中新世.钾质粗面岩显示出富集LREE及LILE(K、Rb、Ba、Th、U、Pb)、亏损HFSE(Ti、Nb、Ta、P),具有类似于埃达克质岩的稀土元素分布模式和微量元素蛛网图分布模式的特征;具有高的La/Yb比值(81～105)、较高的ω(Sr)(409×10-6～472×10-6)、较高的Sr/Y比值(28-37)、较低的ω(Y)(11.5×10-6～15.7×10-6)、明显亏损重稀土元素Yb(0.78×10-6～1.08×1)-6)、较高的w(Al2O3)(15.47％～16.7％)、较低的w(MgO)(0.63％～2.12％),无明显的Eu、Sr负异常,类似于典型的埃达克岩成分特征;具有高的w(K2O)(6.28％～6.97％)、高的Rb/Sr比值(0.94～1.03)和低的Ba/Rb比值(2.21～2.51),以及Na2O、K2O与SiO2无明显的相关关系,表明源区的富钾矿物是以金云母为主;具有较低的ω(Cr) 、ω(Ni)(分别为53.4×10-6～69.4×10-6,11.4×10-6～23.5×10-6),以及较低的εNd值(-12.6～-11.8)和较高的87Sr/86Sr比值(0.73207～0.73249).所有这些特征都表明,查加寺钾质粗面岩起源于拉萨地块增厚下地壳富钾物质的部分熔融.查加寺钾质粗面岩具有约145Ma、75 Ma和30 Ma等3组继承锆石年龄群.     

西藏昌都地区拉拢拉类MVT铅锌矿床矿化特征与成因研究

昌都地区位于青藏高原碰撞造山带东北部,是西南三江Pb-Zn-Cu-Ag成矿带重要组成部分,区内碳酸盐岩容矿铅锌矿床大量产出,成矿明显受到新生代区域逆冲推覆构造系统控制.拉拢拉铅锌矿床位于昌都地区最具代表性的碳酸盐岩容矿铅锌矿集区西南部,是区内铅锌矿床的典型代表.为了填补三江带昌都地区碳酸盐岩容矿铅锌矿床的研究空白,笔者在对拉拢拉矿区详细地质填图基础上,深入剖析了铅锌矿化成因,建立了铅锌成矿模型.矿区铅锌矿体产于逆冲断层上盘,主要呈透镜体状沿上三叠统甲丕拉组泥页岩和波里拉组灰岩岩性分界面展布,角砾状和网脉状为主要矿石构造,方铅矿、闪锌矿和菱锌矿为主要矿石矿物,矿体控矿要素和产状代表了三江带碳酸盐岩容矿铅锌矿床的一种全新矿床式,命名为拉拢拉式.矿区主要成矿过程划分为硫化物期(Ⅰ)和硫化物-碳酸盐期(Ⅱ),两期之间以一期构造活动相隔.Ⅰ期发育富液相LV流体包裹体和富CO2和CH4的LV流体包裹体两种类型,显微测温显示出低温(130 ～ 140℃)、高盐(23％ ～ 24％ NaCleqv)、中高密度(1.10～1.12g·cm-3)和中低温(170～180℃)、高盐(23％ ～24％ NaCleqv)、中低密度(1.06～ 1.08g· cm-3)两种特征.两期矿化流体均为Ca2+-Mg2+-Na+-K+-SO42--Cl--F--NO3-卤水体系,其离子含量相近,H-O同位素组成相似(δDC-SMOW为-137‰ ～-110‰,δ18 OV-SMOW为-2.92‰ ～ 13.42‰),形成方解石的C-O同位素分布规律一致(δ13CV-PDB为0.9‰～ 7.2‰,δ18OV-SMOW为9.1‰ ～ 26.5‰),揭示矿区至少存在两种流体来源,分别为中低温度、高盐度盆地卤水和由大气降水、地层封存蒸发浓缩海水及区域变质水混合而成的区域流体.两期矿化中矿物S同位素组成相近,硫化物δ34S为负值(-24.7‰ ～-11.5‰),重晶石δ34S为正值(11.3‰～22.9‰),第三纪石膏δ34S值(2‰～4.7‰)介于二者之间,反映还原硫主要来自生物还原第三纪盆地下渗的盆地卤水和灰岩地层封存的蒸发浓缩海水中的硫酸盐,富含金属物质的外来流体与富含还原硫的本地流体的混合是金属物质在矿区卸载的主要方式.两期方铅矿Pb同位素组成一致,206pb/204 Pb、207pb/204Pb和208 pb/204 Pb比值分别为18.8646 ～18.8835,15.6619 ～15.6677和38.9404～ 38.9796,推测成矿物质来自造山带内从变质基底到盖层灰岩(甚至碎屑岩)的多套地层.综合对比拉拢拉矿床与三江带内碳酸盐岩容矿铅锌矿床,提出拉拢拉矿床与区域铅锌矿床成因类型一致,为受逆冲推覆构造控制的类MVT铅锌矿床,其代表的拉拢拉式矿床成矿模型可简述如下:逆冲推覆构造在碳酸盐岩地层中形成构造圈闭,第三纪盆地卤水下渗汇聚及伴随的硫酸盐生物还原作用形成富含H2S的本地流体储库;区域挤压变形释放的区域流体沿逆冲推覆主滑脱带运移,交换基底及盖层中的成矿物质,形成富含Pb-Zn-卤素络合物的外来流体;逆冲断层断后伸展导致区域流体沿相关开放空间上升至灰岩与泥页岩分界面这一上下封闭的有利空间与本地流体混合,铅锌硫化物及铅锌碳酸盐沉淀,金属物质卸载,形成以透镜状为主的矿体沿岩性分界面展布.     

三江北段东莫扎抓矿区构造变形特征

已有关于青藏高原隆升的各种构造模型多重视新生代变形而忽略了早期构造变形的限制.本文以三江北段东莫扎抓矿区为研究对象,通过详细的构造-岩相填图,恢复了矿区二叠纪以来变形序列,结合区域资料讨论了变形事件的大地构造背景.研究表明矿区发育中-下二叠统九十道班组灰岩、上二叠统那益雄组碎屑岩、上三叠统结扎群甲丕拉组碎屑岩和上三叠统结扎群波里拉组灰岩4套地层系统,二叠系与三叠系之间为不整合接触,局部被近南北向逆断层代替.北西向逆断层横亘矿区,断层上盘三叠纪碎屑岩和灰岩整体北倾,断层下盘三叠纪岩石被左右两条走滑断层夹持向南挤出.在图面和露头尺度上矿区叠加褶皱明显,南北向剖面上多见紧闭的倾伏褶皱,近东西向剖面上则为开阔水平的斜歪褶皱,表明南北向剖面上观察到的是已被叠加的早期褶皱,为矿区第一期变形,其形成与三叠纪末古特提斯洋盆闭合有关.始新世晚期印-亚大陆碰撞地壳缩短形成矿区第二期构造,即北西向逆断层和褶皱叠加.第三期近南北向逆断层可能形成于始新世末,与印-亚大陆碰撞引起的侧向旋转有关.     

西藏尼雄矿田滚纠铁矿成矿作用机制：来自矿物学和稳定同位素证据

本文分析了冈底斯成矿带西段尼雄矿田滚纠铁矿石榴子石、辉石、绿泥石成因矿物学特征,结果显示矿区石榴子石多为钙铁榴石,并存在一定量的钙铝榴石;辉石主要为透辉石、次透辉石和铁次透辉石,表明成矿流体早期为酸性、高温和高氧逸度环境。矽卡岩内接触带富钙铝榴石,外接触带富钙铁榴石,反映成矿流体由矽卡岩内接触带运移至矽卡岩外接触带过程中,温度逐渐降低,而pH和氧逸度逐渐升高。绿泥石主要为富铁贫镁的铁镁绿泥石,其在低温(206~268℃)、低pH值、还原环境下形成。方解石C-O同位素揭示成矿流体δ¹³C_∑C为-2.6‰~-0.7‰,δ¹⁸O_V-SMOW为+9.8‰~+12.0‰。石榴子石、磁铁矿、石英δD_V-SMOW值为-121‰~-105‰,成矿流体δ¹⁸O_H2O为8.7‰~11.3‰,反映成矿流体主要来源于花岗质岩浆。磁铁矿矿石中黄铁矿弱富铁亏硫,S/Fe为1.05~1.07,Co/Ni>1,指示为岩浆热液成因;黄铁矿δ³⁴S为4.2‰~11.1‰,与花岗质岩浆硫相当,综合反映成矿物质也来源于花岗质岩浆。结合前人研究资料,认为高温、高氧逸度使金属元素大量进入岩浆,岩浆上升侵位、分异出富含成矿物质的流体。成矿流体运移过程中遭遇围岩,并与之反应形成矽卡岩和退化蚀变矿物,导致成矿流体物理化学性质改变,在温度(180~400℃)、氧化-弱氧化和弱碱性-碱性条件下,发生磁铁矿沉淀。     

冈底斯造山带两套不同成矿体系的含矿斑岩对比研究

Cu(Mo、Au)矿化和Pb-Zn-Ag矿化分别是冈底斯成矿带南缘和北缘最重要的成矿作用,目前在冈底斯南缘发现了长达350km、宽40km的斑岩铜矿带,对该成矿带铜矿化及相关斑岩已有深入研究,而北缘的Pb-Zn-Ag矿化及相关斑岩还刚为人们所认识。纳如松多银铅锌矿是冈底斯北缘Pb-Zn-Ag矿化带的典型矿床之一,并出露未风化的斑岩。与冈底斯南部铜矿带斑岩相比较,纳如松多斑岩具有高Si,低Ti、Ca、Mg和极度贫Na的特点;总体上富集Th、U等大离子亲石元素,而Ba、Sr、P等元素则明显亏损;稀土元素配分模式为略微右倾的燕型模式,轻、重稀土元素分异不明显,具有明显的Eu负异常。纳如松多斑岩与林子宗群典中组火山岩在空间上和时间上具有非常紧密的联系,整体上也具有较为相似的地球化学特征,应与典中组火山岩具有相同的岩浆起源,即主碰撞期后仍然残留的新特提斯洋板片及卷入的陆源沉积物的部分熔融形成的原始岩浆;原始岩浆经过约75%的斜长石分离结晶后,在主碰撞期典中组火山岩喷发后上侵形成纳如松多斑岩。     

俯冲带的锂同位素特征

近年来,由于分析手段的不断改进,锂同位素的精确测试才得以实现。锂以其分馏大、中度不相容、易随流体迁移、地表环境与地幔锂同位素特征差异明显等优势,被认为是极具潜力的示踪元素。目前,锂同位素在壳幔物质循环、风化作用、岩浆作用、流体(热液)活动等方面研究中已得到广泛的应用,其中又以俯冲带锂同位素的研究程度最高。本文主要从锂同位素分馏机理、俯冲带锂的行为特征、岛弧岩浆的锂同位素研究以及深俯冲作用过程中锂的行为等方面总结了当前国内外锂同位素的研究进展。     

青海纳日贡玛斑岩钼(铜)矿床:岩石成因及构造控制

初步矿产普查评价成果表明,三江北段已初步显示出巨大的成矿潜力.在该区东部,以纳日贡玛-陆日格含矿斑岩体为中心的斑岩-矽卡岩大型成矿系统已初露端倪.纳日贡玛,作为该区的最具代表性的斑岩型矿床,了解其含矿斑岩的性质,查明斑岩的可能源区,厘定其与玉龙铜矿带的关系,具有重要的理论与现实意义.为此,本文对纳日贡玛矿区出露的主要斑岩体开展了详细的年代学、岩石地球化学及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,结果表明:纳日贡玛主含矿斑岩锆石U-Pb年龄为43.3±0.5Ma,明显为玉龙斑岩铜矿带的北延;其主含矿斑岩为高钾钙碱性系列,高度演化的斑岩为钾玄岩系列,岩浆源区可能为50～80km处壳幔过渡带,经历了明显的流体交代;与玉龙铜矿带含矿斑岩相比,纳日贡玛斑岩钾含量偏低,Sr-Nd-Pb同位素组成更向亏损地幔靠拢,反映岩浆源区自NW至SE地壳组分逐渐增多和/或流体交代逐渐增强.自纳日贡玛至玉龙带.成矿斑岩的结晶年龄逐渐变新,说明斑岩的形成不仅具有统一的源区,可能受控于统一的动力学机制,因印度-亚洲大陆碰撞产生的始新世右行断裂系统,可能是控制区域岩浆上侵及时空分布的动力学机制.纳日贡玛带矿床矿化以Mo为主,显著不同于玉龙带的Cu-Mo(-Au)矿化组合,造成区域上矿化组合的差异即可因深部过程,也可因岩浆就位后的结晶分异过程,更多的证据显示可能受后者控制明显;因此,纳日贡玛矿床可能遭受了较强的剥蚀,区内应加强斑岩侵位较深时形成的斑岩钼矿及夕卡岩型矿床的寻找.     

四川冕宁木落稀土矿床稀土元素迁移与沉淀机制:来自稀土矿物中流体包裹体的证据

木落稀土矿床位于印度-亚洲陆陆碰撞带之东部转换带,是四川冕宁-德昌稀土矿带的重要组成部分,其成矿与喜山期岩浆碳酸岩关系密切.本文在详细的矿床地质研究基础上,通过矿床中主要稀土矿物氟碳铈矿中流体包裹体岩相学、显微测温分析、包裹体成分的LRM分析和包裹体中子矿物相的SEM/EDS分析等,对与稀土矿化有关的成矿流体的特征、演化及稀土迁移与沉淀的机制进行了讨论.结果表明,与稀土成矿有关的流体为富CO2、H2、K 、Na 和SO2-4的中高温、高压超临界流体.超临界流体对稀土的迁移起到重要作用,温度、压力降低造成的超临界流体中CO2相与水溶液相的分离是造成稀土矿物沉淀的主要机制.