喜马拉雅东段库曲岩体锂、铍和铌钽稀有金属矿物研究及指示意义

稀有金属矿物记录了花岗伟晶岩成岩成矿的重要信息。喜马拉雅是全球著名的淡色花岗岩带,库曲岩体位于喜马拉雅东段的特提斯喜马拉雅岩系中。本文调查了库曲岩体的二云母花岗岩、白云母花岗岩、电气石花岗岩和花岗伟晶岩,其中,花岗伟晶岩涉及花岗岩的伟晶岩相和独立伟晶岩脉。库曲岩体产出的稀有金属矿物包括锂辉石、锂绿泥石、绿柱石、铌铁矿-钽铁矿、钇铀钽烧绿石和细晶石,它们主要赋存于似文象伟晶岩、石英-钠长石-白云母伟晶岩、块体长石-钠质细晶岩、块体长石-电气石钠质细晶岩、锂辉石-块体长石-细晶岩、白云母花岗岩的伟晶岩相以及电气石花岗岩内。显微镜观察、电子探针和LA-ICP-MS测试结果显示锂辉石具有四种产状,包括粗粒锂辉石自形-半自形晶、细粒锂辉石-石英镶嵌晶、中细粒锂辉石-钾长石-钠长石-云母镶嵌晶以及发育锂绿泥石的粗粒锂辉石,揭示了其形成时复杂的熔流体动荡结晶环境。绿柱石背散射电子图像（BSE）下呈均一结构和不均一结构（蚀变边、不规则分带和补丁分带）,元素替代机制包括通道-八面体替代、通道-四面体替代以及通道中碱金属阳离子间的置换。铌铁矿族矿物包括原生、蚀变边和不规则分带结构,部分被钇铀钽烧绿石和细晶石交代。与原生铌铁矿相比,蚀变边和不规则分带铌铁矿族矿物总体上富钽贫锰,显示了结晶分异、过冷却引起的过饱和以及流体作用。根据稀有金属矿物揭示的成因信息,独立伟晶岩脉（似文象伟晶岩）、白云母花岗岩的伟晶岩相和电气石花岗岩在岩浆分异程度、经历的演化过程、以及流体活动方面存在差异,很可能是不同期次岩浆活动的产物。库曲岩体绿柱石的Rb和Zn含量、以及铌铁矿族矿物的Sc₂O₃、SiO₂和PbO含量,与已有指示标志存在相关性,作为潜在指示标志仍需开展更多的研究工作。综合含锂辉石伟晶岩的产出、岩浆分异演化程度、多期花岗质岩浆活动、复杂的流体作用以及所属锂丰度高值区等因素,库曲岩体是喜马拉雅东段找锂的有利地段。     

喜马拉雅淡色花岗岩

在青藏高原南部的喜马拉雅地区,分布有两条世界瞩目的淡色花岗岩带。南带主要沿高喜马拉雅和特提斯喜马拉雅之间的藏南拆离系(STDS)分布,俗称高喜马拉雅淡色花岗岩带,构成喜马拉雅山的主体。北带淡色花岗岩位于特提斯喜马拉雅单元内,又被称之为特提斯喜马拉雅淡色花岗岩带。这些花岗岩多以规模不等的岩席形式侵入到周边沉积-变质岩系之中,或者呈岩株状产出于变质穹窿的核部。岩体本身大多岩性均匀,变形程度不等,但岩体边缘可见较多的围岩捕虏体,并在部分情况下见及围岩的接触变质作用,反映它们的异地侵位特征。上述两带中的淡色花岗岩在矿物组成和岩石类型上表现为惊人的相似性,主要由不同比例的石英、钾长石、斜长石、黑云母(5%)、白云母、电气石和石榴石等构成二云母花岗岩、电气石花岗岩和石榴石花岗岩三大主要岩石类型。从不同地区的野外观察来看,二云母花岗岩为喜马拉雅淡色花岗岩的主体岩石类型,而电气石花岗岩和石榴石花岗岩主要以规模不等的脉体形式赋存于二云母花岗岩之中,反映前两者晚期侵位的特征。地球化学特征上,这些花岗岩具有高Si、Al、K,低Ca、Mg、Fe、Ti的特点,接近花岗岩的低共熔点组分。绝大多数淡色花岗岩具有较高的含铝指数,属于过铝花岗岩。微量元素表现为较大的变化范围,但总体上表现为富集大离子亲石元素K、Rb和放射性元素U,而不同程度亏损Ba、Th、Nb、Sr、Ti等元素。稀土元素总量总体上明显低于世界上酸性岩的平均丰度,且绝大部分表现为轻-中等程度的稀土元素分馏和不同程度的Eu负异常。传统认为,喜马拉雅淡色花岗岩是原地-近原地侵位的纯地壳来源的低熔花岗岩。但本文通过分析提出,该花岗岩可能是从一种高温的花岗岩浆演化而来,其岩浆源区的性质或成因类型目前还难以确定。该岩浆在上升侵位的过程中曾经历过大规模地壳物质的混染,并发生了高度分离结晶作用。因此,喜马拉雅淡色花岗岩首先是一种高分异型的花岗岩,是真正意义上的异地深成侵入体,而并不是原地或半原地的部分熔融体。这种以大规模地壳混染和结晶分异作用为特征的花岗岩系,在花岗岩的研究内容中还未被充分地讨论。以前根据相关信息认为这些岩石来自于沉积岩部分熔融的结论,只是较多地注意到了后期地壳混染和结晶分异作用的特征。即使这些岩石的原始岩浆将来被证明真的来源于沉积岩系的部分熔融,那以前的结论也只能说是"歪打正着"。根据形成年龄和地质-地球化学特征,本文将这些花岗岩划分为原喜马拉雅(44~26Ma)、新喜马拉雅(26~13Ma)和后喜马拉雅(13~7Ma)三大阶段。其中第一阶段对应印度-亚洲汇聚而导致的大陆碰撞造山作用,而后两个阶段同加厚的喜马拉雅-青藏高原碰撞造山带拆沉作用有关,对应青藏高原的全面隆升。根据这些淡色花岗岩的岩石与地球化学特征,我们还不能支持青藏高原存在广泛的中地壳流动的模型。相反,俯冲的高喜马拉雅岩系在深部的部分熔融及随该岩系折返而发生的分离结晶作用可很好地解释淡色花岗岩所具有的系列特征。     

西大别浒湾高压变质带变沉积岩锆石U-Pb年龄及地质意义

西大别山浒湾高压变质带是研究秦岭-大别山-苏鲁造山带演化的关键区域, 但是该地区榴辉岩相变质时间还存在较大争议.本文通过对浒湾变质带熊店附近的一个变沉积岩样品进行LA-ICPMS锆石U-Pb定年和微量元素分析, 来确定该地区榴辉岩相变质作用和碎屑锆石的年龄, 并确定该变质带的演化历史.该样品的变质锆石具有弱分带或无分带、低Th/U比值、重稀土含量低且相对平坦以及无明显的Eu负异常等特征.反映这些变质锆石形成时有石榴石, 而缺乏长石, 其形成对应于榴辉岩相变质作用条件.该样品中变质锆石的206Pb/238U加权平均值为310±3Ma, 这一年龄代表了该地区榴辉岩相峰期变质作用的时间, 因此浒湾地区榴辉岩相变质作用时间为石炭纪.碎屑岩浆锆石得到了3组近谐和的U-Pb年龄, 其206Pb/238U年龄变化范围分别为: 400±5Ma~419±5Ma、426±5Ma~449±5Ma以及496±5Ma~524±7Ma, 还有1个颗粒给出了580±7Ma的较老年龄.这些结果表明变沉积岩中的碎屑锆石可能大部分来自于华北板块南缘, 少量来自于扬子板块.      

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区.我们对产于该高压变质带的3个榴辉岩样品(两个采自苏家河,一个采自胡家湾的)进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定该变质带榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质.     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区。我们对产于该高压变质带的三个榴辉岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质。苏家河榴辉岩中的变质锆石颗粒具低Th/U值、弱的Eu负异常、较平坦的重稀土(HREE)配分模式,以及低的176Lu/177Hf值。表明这些锆石形成过程中有石榴子石的存在而缺乏斜长石,因此形成于榴辉岩相变质条件。Ti含量温度计计算表明,这些变质锆石的形成温度约为655°C和638°C,与在榴辉岩相变质作用温度条件下形成一致,206Pb/238U年龄加权平均结果为309±4Ma(2σ),代表了榴辉岩相变质作用时间的最佳估计值。胡家湾变质锆石可能形成于前进变质作用阶段,206Pb/238U年龄加权平均值为312±11Ma(2σ),这一结果在误差范围内与苏家河的年龄结果一致。锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果表明,榴辉岩核部的锆石属岩浆型,年龄为406±5～420±7Ma(2σ),表明原岩晚于中古生代华北与秦岭地体的碰撞时间。三个榴辉岩样品的锆石颗粒εHf(t)值的变化范围较大(-4.9～21.3)。变质锆石与岩浆锆石的Hf同位素的变化范围相近,少数变质增生边部锆石与核部残留岩浆锆石给出较一致的Hf同位素组成,表明变质增生锆石可能是原岩岩浆锆石溶解再结晶作用的结果,因此保留了原岩的初始Hf同位素组成。高的εHf(t)值表明它们的原岩来自亏损的地幔源区,可能是古特提斯洋壳;而低εHf(t)值则归因于地壳混染作用。少量继承核锆石的出现表明榴辉岩的原岩形成过程中有古老地壳物质的加入。浒湾地区一些榴辉岩具明显的来自扬子板块大陆地壳的年代学和地球化学特征。该区古生代的洋壳和新元古代的陆壳在石炭纪共同经历了榴辉岩相变质作用,表明古生代古特提斯洋壳形成于扬子板块北缘边缘盆地的环境。高压变质作用的陆壳岩石可能在洋壳岩石的折返和保存过程中起到了浮力牵引的作用。扬子和华北克拉通的聚合可能经历了超过200Ma的多阶段过程。     

南岭高分异花岗岩成岩与成矿

南岭是我国花岗岩研究程度最高的地区。特别是由于这一地区花岗岩与钨、锡、铌、钽、锆、铪、铜、钼、铅、锌、银、铋、锑、铀、锂、铍、稀土等金属成矿作用关系密切而受到国内外学术界关注。一般认为,南岭花岗岩及相关的成矿作用与花岗岩浆的高度结晶分异作用有关,但高分异作用发生的原因却并不明确。本文通过详细梳理南岭中生代燕山早期花岗岩的特征提出,这些花岗岩的结晶分异作用表现为岩浆房内晶粥体和残留岩浆的长期不断分凝。区内大面积的粗粒似斑状花岗岩为岩浆房早期结晶的堆晶体(主体),而晚期细粒花岗岩则为残留的高硅熔体(补体)。岩浆房发生充分结晶分异作用受控于两个因素:其一是岩浆房自身在演化过程中不断受到来自深部热的补给,使岩浆房内富含金属元素的残留熔体不断发生抽离,并向上运移。花岗岩体顶端的伟晶岩壳是保证抽离的熔体在近封闭环境下不断发生分异的另一个重要因素。这些特征使得南岭花岗岩的分异机制明显有别于喜马拉雅淡色花岗岩,后者以沿大型拆离断层就位并发生分异结晶为主要机制,两者可分别归类为热驱动分异和构造驱动分异类型,构成高分异花岗岩发生的两大重要机制。未来应结合锂资源的国家重大战略需求,对南岭地区高分异花岗岩,特...     

西大别浒湾变质带洋壳和陆壳耦合俯冲的锆石U-Pb年龄记录及其动力学意义

西大别浒湾高压变质带是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化的关键区域.本文对该变质带熊店和学河两地的两个榴辉岩样品进行了LA-(MC)-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素分析及Hf同位素测定.熊店榴辉岩岩浆锆石得到的年龄为406±14Ma,具有高的εHf(t)值(εHf(t)=11.3±1.3),年轻的亏损地幔模式年龄(tDM=578±52Ma),其来源可能为亏损地幔,进而说明它们的原岩可能为古特提斯洋壳物质;学河榴辉岩岩浆锆石的年龄为703±8Ma,具有略低的εHf(t)值(εHf(t)=4.11±0.94),较老的亏损地幔模式年龄(tDM=1105±37Ma),其原岩可能为扬子克拉通新元古代裂谷岩浆作用产生的新生陆壳物质.这些结果表明浒湾地区存在原岩形成于新元古代和志留纪两个时期的榴辉岩.熊店榴辉岩中变质锆石的微量元素特征与岩浆锆石类似,可能为完全重结晶成因锆石,其206Ph/238U加权平均年龄为316±1Ma,代表了洋壳榴辉岩榴辉岩相峰期变质的最早时间.学河榴辉岩变质锆石以低Th/U、Nb/Ta比值为特征,其REE组成模式为不明显的Eu负异常,HREE呈平坦型.这些特征反映了这些锆石形成时出现了较大数量的石榴子石与金红石,而缺乏长石.根据锆石Ti温度计计算学河榴辉岩变质锆石形成的温度范围是704～741℃,与榴辉岩相变质温度一致.它们对应的206Pb/238U加权平均年龄为312±3Ma,可作为浒湾变质带榴辉岩相峰期变质年龄,这一结果表明浒湾变质带陆壳成因榴辉岩存在石炭纪榴辉岩相变质事件.空间上相近的古生代洋壳和新元古代陆壳具有相同的榴辉岩相变质年龄表明,浒湾变质带的洋壳和陆壳榴辉岩可能存在石炭纪的耦合俯冲作用.     

西大别红安地区榴辉岩原岩年龄及Hf同位素组成:对扬子板块北缘中元古代晚期地壳生长作用的显示

西大别红安地区榴辉岩样品的锆石CL图像显示这些锆石为经历了后期变质重结晶改造的岩浆锆石;挑选锆石内部无变质重结晶区域进行微量元素测试,结果表明其具有典型的岩浆锆石微量元素特点;LA—ICPMS锆石U—Pb年龄测定为1068Ma±23Ma（MSWD=1．8）,应为该榴辉岩原岩形成年龄,指示该地区在中元古代晚期有岩浆活动发生;而锆石的εHf（t）值为8．2～18．1（加权平均结果为14．06±0．62）,TDM为892Ma～1300Ma（加权平均结果为1062Ma±21Ma）,表明榴辉岩的原岩来自亏损地慢。这些结果证实,大别地区存在中元古代晚期到新元古代早期的岩浆作用,且这一时期扬子板块有不同程度的地壳生长。     

雅鲁藏布蛇绿岩——事实与臆想

位于西藏南部的雅鲁藏布蛇绿岩在我国研究程度最高,在国际上也有较高的知名度。该蛇绿岩东西延伸约2000km,代表了印度和亚洲之间消失的新特提斯洋,是确定上述两大板块间缝合线存在的重要岩石学标志。本文根据作者近几年的野外考察,结合前人发表的资料发现,该蛇绿岩有如下方面的重要特点。(1)各蛇绿岩剖面均发育大规模的橄榄岩体,超镁铁岩的分布远远大于镁铁质岩石。这些超镁铁岩体尽管在岩性上以方辉橄榄岩为主,但出现大量二辉橄榄岩;(2)镁铁质堆晶辉长岩不发育;(3)不存在席状辉绿岩墙群,取而代之的是顺层侵入在橄榄岩中的辉长岩-辉绿岩岩席。部分情况下,辉绿岩还侵入到玄武岩之中;(4)蛇绿岩上部发育有一定厚度的玄武岩,但玄武岩与橄榄岩之间经常被辉绿岩席所占据,部分情况下玄武岩与橄榄岩直接接触。(5)地幔橄榄岩与镁铁质岩石在Sr-Nd同位素和形成时代上存在显著差别;(6)辉长岩与辉绿岩形成在120~130Ma的狭窄时间段内,并具有类似亏损地幔的地球化学特点。上述资料表明,雅鲁藏布蛇绿岩中的超镁铁岩和镁铁质岩形成于不同时代,且在成因上不具任何联系。根据这些资料,本文提出,该区蛇绿岩的地幔橄榄岩可能为大陆岩石圈地幔。早白垩世期间,北侧亚洲大陆南缘位置的岩石圈由于拉张而使深部岩石圈地幔物质向上剥露。随着岩石圈拆离和减薄的不断进行,软流圈地幔发生减压熔融,形成目前见到的玄武岩和辉长-辉绿岩席。在拉张作用的高峰期,早期亏损的大陆岩石圈地幔在经历交代作用后发生部分熔融形成少量玻安质熔体。因此,雅鲁藏布蛇绿岩并不能代表新特提斯大洋,它与经典的蛇绿岩定义相差甚远。考虑镁铁质岩石发育有限的特点,雅鲁藏布蛇绿岩代表了一种超慢速扩张的洋盆形成环境,其扩张速率甚至慢于目前广为人知的西Alps地区。根据全球蛇绿岩的情况,该蛇绿岩可被定义为日喀则型,是目前超慢速扩张洋盆的端元代表。     

基于ArcEngine的油气专题制图系统设计与实现

为进一步提升国土资源管理工作数字化水平,及时反映全国各石油公司矿区管理现状和各类油气资源勘查开采成果,按照国土资源部油气中心对自动化制图的具体需求,在深入研究ArcEngine功能和特点的基础上,提出一种基于ArcGIS平台的石油天然气专题自动制图系统的设计方案,利用油气矿权区块空间位置信息、地理底图、制图模板以及当前油气资源各类属性信息,制作油气管理专题地图。经运行测试,制图效果美观科学,系统操作简洁流畅,全面满足石油天然气专题制图要求,实现"以图管矿"。