西昆仑玛尔坎苏石炭纪大型锰矿带构造背景与成矿条件

西昆仑北段玛尔坎苏地区探明的大型碳酸锰成矿带，是我国近年最重要的找矿成果之一。该锰矿带构造上属北昆仑晚古生代弧后伸展盆地，其构造动力学背景为古特提斯洋向北俯冲于塔里木地块之下形成的弧盆体系。锰矿体主要发育于晚石炭世喀拉阿特河组含炭泥质灰岩夹薄层灰岩中。矿石中主要金属矿物为菱锰矿（75%~95%），次为软锰矿、硫锰矿及少量黄铁矿等。含锰岩系岩性和岩相学研究表明，玛尔坎苏锰矿带属典型的海相沉积锰矿床，其矿床成因可能与晚古生代半局限盆地沉积和海底热液活动有关。海底热液活动可能为成矿提供了丰富的物质来源。含锰岩系元素和同位素地球化学特征表明，玛尔坎苏锰矿沉淀时的水体环境为常氧条件，而矿层下盘（部分）岩系的岩性及地球化学特征反映其沉积时的水体环境为低氧—贫氧条件。玛尔坎苏锰矿带锰矿石具有负的δ¹³C值（-23.3‰~-10.0‰），推测有机质导致的还原作用是该锰矿由原生氧化锰在成岩期转化为菱锰矿和形成富锰矿的重要机制。     

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带，以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物（VMS）铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明，该绿岩带还发育同期的条带状（BIF）铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造背景和海洋环境的研究非常必要.在综述近年笔者及前人获得的清原绿岩带地质剖面观察、典型VMS铜锌矿床和BIF铁矿床地质、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Nd-Fe-S同位素地球化学等资料的基础上，总结了清原绿岩带VMS-BIF矿床组合形成的构造背景、成矿物质来源及形成规律.最后建立了新太古代清原绿岩带VMS-BIF弧后盆地系统成矿模式.这对于指导区域找矿预测、了解新太古代陆壳演化和古海洋环境均有重要的科学意义.      

西昆仑穆呼锰矿床地质特征、控矿因素及成矿模式

穆呼锰矿床位于西昆仑造山带玛尔坎苏锰矿带东段，研究程度相对薄弱。穆呼锰矿床的含矿地层为上石炭统喀拉阿特河组，自下而上可分为角砾灰岩、钙质杂砂岩和含炭质泥灰岩3个岩性段，具有完整的海侵层序特征，反映了由逐步断陷到稳定沉积的盆地演化过程。锰矿层赋存于第三岩性段炭质泥灰岩中，矿石矿物主要为化学组分纯净的泥晶菱锰矿。根据详细的矿相学观察并综合前人研究成果，笔者认为菱锰矿是初始沉淀的锰（氢）氧化物与有机质通过成岩反应形成的。这种成矿机制需要3个基本条件：丰富的锰质来源、氧化还原分层的海水和有机质的大量埋藏。在穆呼一带，有利于满足以上条件的主要控矿因素包括：伸展拉张的构造背景、强烈的海底热液活动、海侵事件和温暖潮湿的古气候。笔者根据w（Ba）-w（P₂O₅）图解并结合区域对比分析，初步认为穆呼锰矿床的成矿模式可能属于最小含氧量带扩张型。     

古元古代大氧化事件(GOE)前后海洋环境的变化: 来自华北条带状铁建造(BIF)岩相学和地球化学的证据*

条带状铁建造(BIF)是形成于前寒武纪海洋中的化学沉积岩,记录了古海洋氧化还原状态的重要信息。华北克拉通广泛分布的新太古代和古元古代BIF,是了解古元古代大氧化事件(GOE)前后古海洋氧化还原环境变化的理想对象。初步研究表明,华北克拉通新太古代BIF主要为磁铁矿型氧化物相和硅酸盐相,极少数出现碳酸盐相;古元古代BIF包括赤铁矿型和磁铁矿型氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相,其中赤铁矿相是古元古代BIF独有的。以上矿物学特征表明,新太古代和古元古代水体的氧化还原条件是不同的。华北克拉通新太古代BIF的稀土元素组成缺乏强烈的负Ce异常,反映同期海水氧含量非常低,为缺氧状态; 但少量BIF也包含有负Ce异常,同时具有较大变化范围的Th/U值,指示新太古代海洋的局部水体氧含量相对较高,呈弱氧化状态。与新太古代BIF相比,古元古代BIF的Ce异常变化较大,包括无异常、正异常和负异常,尤其是赤铁矿相BIF具明显的负Ce异常,表明古元古代水体的氧含量和氧化还原结构已发生了明显变化; 结合华北克拉通BIF的Ni/Co、V/(V+Ni)和Th/U等比值特征,认为古元古代海洋呈次氧化—氧化环境。新太古代BIF 强烈富集重铁同位素,S同位素非质量分馏效应较为明显;而古元古代BIF相对富集轻铁同位素,S同位素非质量分馏效应不明显。综上,新太古代海洋环境整体缺氧,但局部可能存在氧气“绿洲”,暗示光合产氧作用在太古代晚期已经存在;大氧化事件期间及之后的古海洋总体具上部氧化、下部还原的分层特征。     

早前寒武纪BIF原生矿物组成及演化、沉积相模式研究进展

条带状铁建造(BIF)原生矿物组成有助于约束其沉积相和沉积环境,当前主要认为三价铁氢氧化物或铁硅酸盐微粒(主要成分为铁蛇纹石或黑硬绿泥石)可能是BIF原生矿物的主要成分,在后期成岩或变质作用过程中转变为赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等矿物。根据BIF的矿物组合可将其沉积相划分为氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相。通过沉积地层学和地球化学等方法研究,以古元古代大氧化事件为标志将沉积相总结为"缺氧还原"和"分层海洋"2种相模式:大氧化事件前,古海洋整体处于缺氧还原环境,BIF沉积相从远岸到近岸呈赤铁矿相—磁铁矿相—碳酸盐相分布,如南非West Rand群BIF(2.96~2.78 Ga)和Kuruman BIF(约2.46 Ga);大氧化事件期间及之后,古海洋上部氧化、下部还原,BIF沉积相与之前截然相反,从远岸到近岸呈碳酸盐相—磁铁矿相—赤铁矿相分布,如中国袁家村BIF(2.2~2.3 Ga)和加拿大Sokoman铁建造(约1.88 Ga)。总体看来,只有特定的沉积环境才能形成这种特殊的地质历史上不再重复出现的沉积建造,而原生矿物组成的甄别和推导、沉积相的形成机制、BIF沉淀条件的准确限定和微生物活动与BIF的关联等问题是推测古海洋环境的关键所在,也是目前亟待解决的问题。     

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。     

造山带背景铜镍矿床蚀变过程与水的来源——东天山黄山南矿床氢氧同位素的指示

造山带背景铜镍矿床以富水为主要特征,但水(流体)在成矿中的作用以及其对岩石的改造过程仍不明确。本文以黄山南铜镍矿床为例,通过辉橄岩和橄辉岩等超镁铁岩的蚀变矿物组合和H-O同位素变化规律,限定蚀变过程与流体性质及来源。黄山南超镁铁岩原生矿物主要有尖晶石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和少量填隙状角闪石、云母,蚀变矿物有角闪石(浅闪石、阳起石、透闪石、普通角闪石以及镁闪石)、滑石、绿泥石和蛇纹石等。根据岩石结构与蚀变矿物比例,将超镁铁岩分为弱蚀变、中等蚀变和强蚀变3类。蚀变矿物组合与角闪石成分指示超镁铁岩经历了高温蚀变阶段(>700℃),形成了镁质闪石+滑石+绿泥石;中温蚀变阶段(700～550℃)和低温蚀变阶段(<550℃),分别形成了钙质闪石+滑石+绿泥石+蛇纹石与滑石+碳酸盐+蛇纹石的矿物组合。蚀变岩石普遍以中低温蚀变为主,可能与中低温阶段的叠加-改造作用相关。岩石随蚀变程度增加,Si、Na、K、Mn等主量元素和Rb、Ba等微量元素呈现明显降低趋势,表明大多数元素在流体改造过程中从岩石中迁出,说明蚀变过程为开放体系。中-强蚀变岩石中,硫化物矿物边部的形态呈锯齿状,但主体仍为磁...     

沉积碳酸锰矿床研究进展及有待深入探讨的若干问题

表生环境中存在2种机制可以形成碳酸锰矿物:①从缺氧海水中直接沉淀;②先在氧化海水中形成锰氧化物,随后在埋藏过程中通过成岩作用转化为碳酸锰。目前,主流观点认为只有通过第二种机制才可以形成碳酸锰矿床,并在此基础上提出了极端地质事件(如大氧化事件、雪球事件)、闭塞盆地、最小含氧带扩张等成矿模型,近年来同时强调微生物活动、底层水氧化持续时间在成矿中发挥关键作用。沉积碳酸锰成矿不仅与古大气组分、古海洋状态、初级生产力、海底热液活动等多个圈层的耦合作用关系密切,同时也会影响多种生命元素(C、N、S、P等)和氧化还原敏感元素(U、V、Mo、Tl等)的表生循环,因此富碳酸锰的沉积岩是探讨古环境及海洋元素循环的重要载体。目前在沉积碳酸锰成矿理论方面有待深入探讨的问题包括:①碳酸锰直接沉淀成矿的可能性与有效性;②锰质来源与铁锰分离机制的识别;③主要控矿因素的识别及其时空演化规律;④矿石矿物组合及矿床地球化学对成岩精细过程的制约。     

羌塘南缘多龙矿集区荣那斑岩-高硫型浅成低温热液Cu-(Au)套合成矿:综合地质、热液蚀变及金属矿物组合证据

位于羌塘南缘多龙矿集区内的荣那斑岩-高硫型浅成低温热液Cu-(Au)矿床系近年来中铝西藏与西藏地质五队合作勘查取得重大找矿突破的铜矿床,控制资源量已达超大型规模,但对该矿床的成因类型仍存在争议。本文根据详细的钻孔岩芯、结合光学显微镜、扫描电镜观察、硫化物的电子探针分析,认为该矿床成矿与早白垩世花岗闪长斑岩有关。矿体主要产于下中侏罗统色哇组长石石英砂岩和成矿斑岩体中,矿体呈东西走向、南倾的隐伏状,延深巨大,金属矿化以铜为主,伴有金、银矿化,偶见钼矿化。热液蚀变具有两阶段蚀变:与斑岩型矿化有关的黑云母化、角岩化、硅化-绢云母化及硅化-伊利石-绿泥石化以上部叠加的高级泥化,蚀变分带明显。相应的该矿床具有斑岩型细脉浸染状矿化和以硫砷铜矿为特征的高硫型矿化,含铜矿物主要分为4个带,大致与蚀变分带相对应,下部主要为斑铜矿-黄铜矿;过渡带以斑铜矿-铜蓝组合为特征;中上部为蓝辉铜矿-砷黝铜矿-硫砷铜矿组合;顶部主要由为辉铜矿-蓝辉铜矿组成。总体上,矿床中上部为Cu-S体系、向下转变Cu-Fe-S体系。与其它类似矿床相比,该矿床硫化物中以富Zn、贫金为特征。综上认为该矿床为斑岩-高硫型浅成低温热液Cu-(Au)套合成矿的典型实例,其勘查突破为羌塘南缘火山岩区及覆盖区的找矿打开了一扇窗口。