西藏洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床石榴子石和锆石U-Pb测年及地质意义

石榴子石是矽卡岩型矿床中最常见的蚀变矿物之一,因此,对石榴子石进行年代学研究能够准确限定矽卡岩型矿床的成矿时代。青藏高原冈底斯成矿带中部发育众多矽卡岩型多金属矿床,由于缺乏精确的成矿年代学数据,制约着对这些矿床成因和动力学背景的深入认识。因此,文章以该成矿带具有代表性的洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床为研究对象,通过对赋矿矽卡岩中石榴子石和花岗闪长岩中锆石分别进行LA-ICP-MS U-Pb测年,以期能够准确限定该矿床的成矿时代。背散射图像和电子探针分析显示,洛巴堆矽卡岩矿床中石榴子石普遍发育环带结构特征,端员组成上以钙铝-钙铁榴石为主,w(U)为0.4×10^-6~28.1×10^-6,LA-ICP-MS U-Pb测年数据显示石榴子石形成时代为(62.7±2.3)Ma(n=94)。同时,与矽卡岩密切接触的花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为(62.6±0.8)Ma(n=30),与石榴子石形成时代一致。这一结果说明,洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床形成于古新世,与同期的花岗闪长岩具有密切的成因联系。结合区域65~50 Ma时的印度-欧亚大陆碰撞事件,该测年结果显示了洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床形成于印度-欧亚大陆初始碰撞的构造背景。此外,通过本次研究显示,相对于云母等Ar-Ar测年,石榴子石U-Pb测年体系受青藏高原剥蚀隆升作用的影响较小,能够更好的约束成矿时代,具有广泛的应用前景。     

辽东岫岩地区古元古代花岗伟晶岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

辽东岫岩地区位于胶—辽—吉古元古代造山/活动带内,区域内广泛存在花岗质伟晶岩脉或岩体,对其进行研究具有重要的构造意义。研究区出露大量古元古代花岗伟晶岩,前人将其统一划归到花岗质混杂岩和辽河岩群内。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗伟晶岩脉解体为出来,重新厘定为新的填图单元。本文对研究区2件花岗伟晶岩样品进行岩石学、岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS稀土微量元素和U-Pb定年的综合研究,获得花岗伟晶岩的原岩年龄,并对其岩石地球化学、成因和构造环境进行了探讨。花岗伟晶岩主要矿物组合为钾长石+斜长石+石英±白云母±电气石,花岗伟晶结构,块状构造。岩石地球化学分析结果显示其均匀具有一致的地球化学特征。它们均显示高的SiO2(72.1%~75.3%)、Al2O3(13.5%~16.4%),低CaO(1.42%~2.03%)、MgO(0.15%~0.76%)、P2O5(0.01%~0.02%%)、TiO2(0.06%~0.17%)等含量;稀土元素总量偏低,稀土富集、重稀土亏损,稀土配分曲线右倾型,明显的正δEu异常;微量元素富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、U),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)等特征。样品(DST-TW1和WJG-TW1)锆石CL图像强度均较弱,前者大部分锆石不能反映矿物内部结构,后者大部分锆石能显示弱振荡环带,这一特征与锆石U含量均较高(1253.1×10-6~12861.5×10-6、874.5×10-6~5319.1×10-6)相吻合。锆石虽具有岩浆锆石的自形特征,但其Th/U值(0.01~0.26和0.01~0.62)较低,稀土配分模式显示热液锆石特征,在(Sm/La)N—La和Ce/Ce*—(Sm/La)N图解上偏热液锆石区域,此花岗伟晶岩脉可能是母岩浆高度结晶分异后的残余岩浆热液结晶而成,偏热液性质。本文研究的2件样品(DST-TW1和WJG-TW1)年龄分别为1864±20 Ma(MSWD=0.19)和1903.6±4.7 Ma(MSWD=0.041),其侵位时间介于1.9~1.86 Ga之间。从岩石地球化学、形成时代推测其物源与研究区周围~1.87 Ga的S型花岗岩具有亲缘关系。从构造环境来看,研究区内古元古代花岗伟晶岩形成于胶—辽—吉造山带弧陆碰撞结束后伸展的构造体制下,在主期花岗质岩浆上涌之后,地壳在不断伸展和松弛垮塌,大量残余岩浆或岩浆热液上涌形成伟晶岩的岩脉、岩墙或岩体,侵位时代从~1.9 Ga到~1.74 Ga。从而推测胶—辽—吉造山带在碰撞后的构造折返过程中一直处于伸展的构造机制,后造山阶段至少持续了160 Ma。     

新疆多拉纳萨依金矿床赋矿岩体锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

正多拉纳萨依金矿床位于阿尔泰西南的额尔齐斯金矿带(肖序常等,1992),位于西伯利亚板块西南缘额尔齐斯构造—岩浆成矿域西南部、额尔齐斯挤压带西北段,玛尔卡库里大断裂西侧。区内岩浆岩为奥陶纪、志留纪、二叠纪、三叠纪和侏罗系中酸性侵入岩。金矿一带出露有3个岩体,     

桐柏造山带榴辉岩早古生代高压变质作用的发现

桐柏造山带是连接秦岭造山带和红安-大别造山带的枢纽,一直被认为是三叠纪变质带。本文通过对其南部高压榴辉岩带内榴辉岩和白云母石英片岩的全岩化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素地球化学研究,首次确定该地区的榴辉岩存在早古生代变质作用。榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和角闪石组成,含少量多硅白云母、石英和金红石等。榴辉岩中锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为452±5Ma,这些锆石具有低Th/U比值、低¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值,并具有平坦的HREE配分型式和无Eu负异常的特征,即为典型榴辉岩相的变质锆石。因此,452Ma代表该榴辉岩的变质时间。此外,白云母石英片岩中的锆石SIMS定年也获得450±93Ma的下交点年龄,证明白云母石英片岩与榴辉岩皆记录了早古生代的变质事件。榴辉岩的主微量元素及锆石Hf同位素特征反映榴辉岩原岩形成于板内环境,并且在侵位过程中遭到古老地壳物质的混染。结合桐柏造山带内不同岩石类型中早古生代的变质年龄,表明早古生代的变质作用在桐柏造山带内是普遍存在的。同时,桐柏造山带早古生代榴辉岩相变质事件的发现,进一步说明其经历了从古生代到中生代多阶段的构造演化。     

柴北缘苦水泉金矿英云闪长岩和细粒闪长岩年代学、地球化学和Hf同位素及地质意义

苦水泉金矿床位于柴北缘构造带中段,是近年来新发现的金矿床。该矿床具有造山型金矿的特征,矿体沿断裂构造分布在英云闪长岩中,空间上与细粒闪长岩脉密切相关。本文对苦水泉金矿中的英云闪长岩和细粒闪长岩进行了地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素研究。全岩地球化学分析显示,英云闪长岩具有富钠贫钾(Na_2O/K_2O=6.24～13.09)、高Sr低Y(Sr/Y=205～335)的埃达克岩的特征,与锡铁山榴辉岩中的埃达克质浅色脉体十分相似;细粒闪长岩富铝、钙、铁,贫镁,富集轻稀土(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),贫高场强元素(HFSEs),Ni、Co含量低,为典型的大陆下地壳来源的岩石。锆石U-Pb定年显示,英云闪长岩和细粒闪长岩分别形成于429.9±2.5Ma和428.0 ± 1.9Ma,Hf同位素分析显示英云闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值为+9.8～+11.9,二阶段模式年龄(t_(DM2))为613～747Ma,细粒闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值为-31.4～-9.9,二阶段模式年龄(t_(DM2))为1722～2803Ma。综合分析表明柴北缘在早志留世正处于大陆地壳俯冲、折返阶段,苦水泉英云闪长岩为俯冲洋壳变质的榴辉岩在陆壳折返阶段发生部分熔融的产物,细粒闪长岩起源于古老的玄武质下地壳的部分熔融。分布在细粒闪长岩上下盘的矿体品位通常远高于平均品位,说明细粒闪长岩为金矿化提供了热动力和热液,也可能提供了部分成矿物质,使得矿体的品位局部变富,由此近似的将细粒闪长岩的年龄作为苦水泉金矿的成矿时代(～428Ma)。苦水泉金矿成矿时代和构造背景的确定,指示柴北缘在早志留世陆壳折返阶段存在一期金矿化。     

哀牢山中段镇沅金矿晚二叠世花岗斑岩U-Pb年代学、岩石地球化学及其构造意义

云南镇沅地区位于哀牢山构造带中段,是古特提斯哀牢山洋关闭及碰撞造山的关键部位。本文对该地区出露的花岗斑岩进行了年代学、岩石地球化学与同位素地球化学研究。锆石U-Pb年代学给出加权平均年龄为253.3±2.0Ma,表明花岗斑岩形成于晚二叠世。3个花岗斑岩脉共5个样品分析结果表明,其SiO_2含量65.30%～70.79%,全碱含量(K_2O+Na_2O)3.53%～4.39%,Al_2O_3含量13.42%～16.40%,为高钾钙碱性亚碱性系列岩石,成分上与花岗闪长岩类似,为S型花岗岩。稀土元素含量较低,轻重稀土分异程度较高,稀土配分曲线为右倾,无明显Ce异常,具弱负Eu异常,微量元素配分曲线为右倾,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损,与典型地壳相一致。锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)为-1.0～4.1,显示岩浆源区为亏损地幔和古老地壳物质部分熔融。岩石大地构造环境分析表明,该花岗斑岩形成于晚二叠世同碰撞构造环境。     

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程:来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了～285Ma和～270Ma两期年龄,少量锆石记录了～320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在～285Ma、～270Ma更为显著且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为～670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al_2O_3(13.96%)、CaO(1.61%)、Na_2O(4.61%)以及Fe_2O_3(3.67%)、MgO(0.62%)、TiO_2(0.28%)、P_2O_5(0.08%)等,但贫K_2O(2.10%),但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代(误差范围内一致)、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74～37.08之间(接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25),黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,I_(Sr)值介于0.7039-0.7055之间,ε_(Nd)(t)值介于-7.30～-5.87之间,锆石的ε_(Hf)(t)介于-3.58～6.72之间等地球化学特征均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu~*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在 ca.290～270Ma 地壳经历了一次显著的减薄过程(ca.50～35km),为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。     

青岛连三岛地区“荆山岩群”高压变质岩的变质时代和变质演化特征

青岛连三岛地区原划为古元古界荆山岩群中出露各类片岩、片麻岩。本文在前人研究的基础上,对连三岛地区出露的含榴黑云母斜长片麻岩、含榴云母片岩和含榴黑云母钾长片麻岩,进行详细的岩相学和矿物化学研究,确定其变质温压条件及其P-T演化轨迹,并采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了3个样品的原岩时代和变质时代,为全面深入认识其变质属性提供了进一步的重要依据。根据岩相学和矿物化学成分可以识别出两期矿物组合:第一期(峰期变质阶段)为Grt1+Kfs+Aln+Ph+Qtz;第二期(退变质阶段)为Grt2+Pl+Ep+Bt+Qtz;依据多硅白云母Si压力计、锆石Ti温度计以及GB-GBPQ矿物温压计,确定其峰期变质和退变质的温压条件分别为T=600～817℃、P=2.4～2.6GPa和T=431～456℃、P=0.48～0.82GPa。结合白云母部分熔融现象,上述两个变质阶段构成了一个折返早期升温降压,后穿过多硅白云母熔融反应线,最后降温降压的顺时针型演化的P-T轨迹。CL图像显示3个样品的锆石均具有典型的岩浆核-变质边结构;结合LA-ICP-MS锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析,3个样品分别获得了769～756Ma、～223Ma和213～216Ma三组年龄,分别与苏鲁造山带其他高压-超高压变质岩的新元古代原岩时代(700～800Ma)、峰期变质时代(240～225Ma)和角闪岩相退变质时代(215～205Ma)一致。对样品含榴黑云母斜长片麻岩(17LSD-1)和含榴云母片岩(18LSD-2)进行锆石Hf同位素分析,获得样品17LSD-1的ε_(Hf)(t)=-23.2～2.8、t_(DM2)~C(Hf)=1712～2845Ma,表明其原岩主要来源于古元古代陆壳重熔;样品18LSD-2的ε_(Hf)(t)=-13.9～8.6、t_(DM2)~C(Hf)=1113～2358Ma,表明样品形成时壳源物质成分占主导地位,同时部分幔源或新生地壳物质的加入,导致少部分ε_(Hf)(t)偏正值。Hf同位素结果表明连三岛变质岩原岩的形成与扬子板块新太古代-早古元古代的陆壳重熔有关。对比前人的相关数据,无论是原岩时代、变质年龄还是变质演化特征,本文研究的连三岛地区片岩/片麻岩与苏鲁造山带的部分变质岩均具有相似的原岩属性和变质属性,因此推断其应归属为苏鲁超高压变质带的一部分,是三叠纪扬子板块向华北板块俯冲碰撞引发的高压-超高压变质事件的产物,不应再作为岩石地层单元划归为"荆山岩群"。     

湖南杏枫山钨矿床热液榍石的地球化学特征、U-Pb定年及其地质意义

杏枫山钨矿床是湘中地区近年新发现的、产出于浅变质岩系中的矽卡岩型钨矿。本文通过电子探针与LA-ICP-MS等技术手段,对杏枫山矿区矽卡岩中的热液榍石进行了主、微量元素组成以及U-Pb年代学研究。研究表明,榍石具有以下特征:(1)较低的∑REE、Ti O2含量,极低的Th/U,以及较高的Al_2O_3和F含量,这些均为典型热液榍石的地球化学特征;(2)富W而亏损Mo,表明其形成的热液流体具有富W贫Mo的特征;(3)稀土配分模式为左倾的、轻稀土显著亏损的重稀土富集型,正Ce、Eu异常表明其形成环境较为还原。此外,榍石原位U-Pb定年结果显示该矿形成于215.2±2.7Ma,与邻近白马山钛铁矿花岗岩形成的时间一致,基于地质及年代学证据,我们认为该矿的形成与白马山印支期的岩浆热液活动有关。结合前人的研究结果,我们发现湘中地区钨成矿与印支期还原性花岗质岩浆岩密切相关,为湘中印支晚期区域性成矿作用的产物。     

大兴安岭南段道伦达坝铜钨锡矿床成矿作用:来自锆石和独居石U-Pb和绢云母40Ar-39Ar年龄的约束

道伦达坝中型铜钨锡矿床位于大兴安岭南段,矿体呈脉状赋存于二叠系板岩及华力西期黑云母花岗岩的断裂破碎带中。道伦达坝矿床发育铜矿体、锡矿体、钨矿体、铜钨矿体、铜锡矿体、钨锡矿体和铜钨锡矿体。矿床的成矿过程可以划分为石英-萤石-白云母-电气石-锡石-黑钨矿阶段(Ⅰ阶段)、石英-萤石-黑钨矿-黄铜矿-毒砂-磁黄铁矿阶段(Ⅱ阶段)、石英-萤石-绢云母-黄铜矿-磁黄铁矿-黄铁矿-银矿物阶段(Ⅲ阶段)和方解石-石英-萤石-黄铁矿阶段(Ⅳ阶段)。道伦达坝矿床外围的张家营子岩体中的细粒花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为136.1±0.4Ma。Ⅱ阶段Cu-W共生矿体中2件独居石的LAICP-MS U-Pb年龄分别为136.0±2.3Ma和135.1±2.2Ma。Ⅲ阶段Cu矿体中1件独居石的LA-ICP-MS U-Pb年龄为134.7±2.8Ma。Ⅲ阶段铜矿体中1件绢云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄为138.8±0.47Ma,等时线年龄为140.0±1.1Ma。系统的定年结果表明,道伦达坝矿床的铜钨矿体和铜矿体均形成于早白垩世,它们属于同一个成矿系统;成矿与早白垩世高分异花岗岩有密切的成因联系。