无内标-多外标校正激光剥蚀等离子体质谱法测定磁铁矿微量元素组成

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)常用于磁铁矿原位微量元素分析,按照校正策略不同,主要分为内标法和无内标法。内标法需要用电子探针(EMPA)预先测定磁铁矿中内标元素Fe的含量,过程较繁琐,且待测元素含量会受到内标元素含量测定的影响。本文采用铁含量较高的玄武质玻璃BCR-2G、BIR-1G、BHVO-2G和GSE-1G作为外标,避免了内标元素含量的测定,建立了无内标-多外标校正LA-ICP-MS测定磁铁矿微量元素组成的分析方法。利用该方法测定了科马提岩玻璃GOR-128g和自然岩浆磁铁矿BC 28的微量元素组成以评估方法的可靠性。结果表明,科马提岩玻璃的测定结果与推荐值及前人内标法的测定值一致,多数元素的相对标准偏差RSD5%;自然岩浆磁铁矿的测定结果与推荐值相比,多数元素的RSD7%,低于前人内标法的RSD(15%)。由此说明无内标-多外标法可以实现富铁硅酸岩或磁铁矿微量元素含量的准确校正,克服了基体效应的影响。因此,无内标-多外标法是一种原位测定磁铁矿微量元素含量的快速、准确方法,具有一定的应用潜力。     

新疆东部哈尔里克造山带沁城天生圈岩体岩石成因及其构造意义

新疆哈尔里克造山带广泛分布着古生代的侵入岩体,其成因对正确认识该区岩浆的动力学背景具有重要意义。对位于哈尔里克造山带中段东部的沁城天生圈岩体进行了岩石学、地球化学及锆石U Pb年代学研究,探讨其岩石成因及构造属性,以期为解决哈尔里克造山带的地质构造演化提供依据。沁城天生圈岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,石英闪长岩形成时代为(446.1±3.3)Ma(晚奥陶世),属加里东期构造岩浆活动的产物。岩石地球化学分析结果显示,其w(SiO2)介于57.74%～62.34%之间,中钾-高钾(1.71%～3.01%),富CaO(4.01%～8.45%)、贫Al₂O₃(15.03%～16.89%),w(MgO)介于1.85%～3.97%之间,Mg#值为37.15～48.29,铝饱和指数值A/CNK为0.78～0.99,属准铝质中钾—高钾钙碱性岩石系列;且岩石稀土元素质量分数较低(59.74×10-6～205.53×10-6),轻稀土元素分馏较重稀土元素明显,富集Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE)和活泼的不相容元素(Th、U),相对亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSE),显示出与典型岛弧型岩浆岩相似的特征。有关微量元素、稀土元素的相关图解以及宏观地质特征指示,沁城天生圈岩体石英闪长岩的形成受俯冲作用影响,其岩浆源区应为增厚大陆下地壳物质部分熔融的产物,并可能含有幔源基性岩浆的加入。此外,综合区域地质资料分析,认为早古生代期间(中奥陶世-早志留世),哈尔里克造山带存在大面积的与真正岛弧演化有关的加里东期岩浆活动,哈尔里克早古生代岛弧的形成可能与东准噶尔南部克拉麦里洋向南俯冲作用有关。      

云南富乐铅锌矿床碳酸盐矿物化学特征及其对成矿作用的指示

富乐铅锌矿床位于川滇黔铅锌矿集区东南部,该区域是我国重要的铅锌银及分散元素成矿带。该矿床的形成分为早成矿期、主成矿期和晚成矿期。应用电子探针和LA-ICPMS原位分析技术,测定了不同期次白云石和方解石的主-微量元素组成。研究表明,白云石和方解石具有不显著的Eu异常向正Eu异常和强负Ce异常向弱负Ce异常演化的趋势,表明硫化物和白云石的沉淀是由于流体氧逸度和温度降低,成矿时流体环境从碱性变为中性再到弱酸性导致的。从成矿早期到成矿晚期,Fe和Mn呈下降趋势,碱性环境下Fe和Mn进入到碳酸盐矿物中,而在酸性环境下Fe和Mn会被释放到流体中,说明由于交代作用的由强变弱,其成矿环境是从碱性为主向以酸性为主演变的;从早到晚Sr呈上升趋势,可能表示热液-围岩不断的反应使得围岩中的Sr不断的被释放到流体中。Fe-Sr图解和Mn-Sr图解表明,成矿过程存在两种流体的混合。综合以上研究,本文认为富乐铅锌矿床可能是由氧化、酸性的富含金属的流体与还原、碱性的亏损金属的流体混合导致矿质沉淀形成的。     

云南省大红山铁铜矿床含矿变质岩系原岩恢复及其形成环境

大红山铁铜矿床产于下元古界大红山群变质火山-沉积岩建造中,目前对于含矿变质岩系的成因和原岩构造环境还存在较大争议,制约了对区内成矿过程和规律的认识。为查明赋矿围岩的原岩类型及其成岩环境,本文系统研究了主要含矿变质岩系（变钠质火山岩、云母片岩及大理岩等）和辉长辉绿岩体（脉）的主量、微量及稀土元素组成,在此基础上探讨了其成岩构造环境。分析结果显示,含矿岩系具有贫钾、低钛、富钠的特征;变钠质火山岩明显亏损Ba、Sr、Ti,轻微亏损Zr、Hf、Nb,相对富集Th、Nd、Sm、La等,稀土元素含量总体较低,相对富集轻稀土元素（LREE/HREE=1.84~9.43）,具较显著的Eu正异常（δEu=0.91~3.59,平均值为1.62）和不明显的Ce异常,与现代洋中脊、陆内裂谷等构造背景下的喷流沉积或高温海底火山作用产物的特征相似。综合研究认为,云母片岩原岩为钙质泥岩,变钠质熔岩和变钠质凝灰岩原岩为半深海环境喷发的富钠火山岩,且受到了后期热液叠加作用的影响。变钠质火山岩、辉长辉绿岩等具有非造山的大陆裂谷玄武岩特征,可与区域上同期岩浆岩对比,表明它们均为同一大陆裂谷环境下岩浆活动的产物,可能代表了Columbia超大陆的裂解过程在扬子板块西缘的响应,大陆裂解为幔源岩浆的运移提供了通道,进而为康滇铁铜多金属成矿带的形成提供了良好的物质基础。     

金川超大型Ni-Cu-(PGE)矿床橄榄石微量元素特征及地质意义

我国金川超大型铜镍硫化物矿床是世界上第三大在采岩浆硫化物矿床,Ni开采量仅次于俄罗斯Noril'sk-Talnakh和加拿大Sudbury矿床,其成因研究备受关注。利用激光—等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析了金川岩体中橄榄石微量元素含量,并探讨了影响元素含量变化的因素,进而阐述成岩及成矿过程。分析结果显示橄榄石中元素Ni,Cr与Fo呈负相关,Mn/Fe与Fo呈正相关,而Mn/Zn,Zn/Fe与Fo无相关性。在原始地幔橄榄石多元素标准化图中,金川Ⅰ号和Ⅱ号岩体橄榄石具相同的配分模式,均显示Cr,V,Ni,Co和Ti的亏损,富集不相容元素Zr,Y,Ti,Sc和Ca的特征。元素变化特征暗示Ⅰ号和Ⅱ号岩体具相同的母岩浆成分;与铬尖晶石的共结使橄榄石亏损Cr,V和Ti元素,而熔离的硫化物及其与橄榄石的相互反应共同影响着橄榄石中Ni和Co元素的含量。Ⅱ号岩体橄榄石较Ⅰ号岩体具较低的Cr和V含量,暗示Ⅱ号岩体母岩浆较Ⅰ号岩体经历了更高程度的演化。橄榄石高的Mn/Zn值(>13)和低的Zn/Fe值(<11)指示金川岩体岩浆可能起源于橄榄岩地幔的部分熔融,而非辉石岩地幔源区。     

莱芜张家洼铁矿磁铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其对成矿过程的制约

莱芜张家洼铁矿位于华北克拉通东缘的鲁西地区,矿石成因类型为夕卡岩型铁矿。矿体赋存在早白垩世高镁闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩及白云岩接触带附近。本文通过对莱芜岩浆和热液磁铁矿电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA ICP MS)分析,探讨磁铁矿微量元素组成及变化规律对成岩和成矿作用的指示,为揭示张家洼铁矿的矿床成因及其成矿流体演化过程提供重要制约。分析结果表明,莱芜岩浆磁铁矿与热液磁铁矿相比明显富集Ti、V、Cr等亲铁元素,相对富集Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素以及Sn、Ga、Ge、Sc等中等相容元素,Mg、Al、Mn、Zn、Co显著富集于热液磁铁矿中。Ti、V、Cr以及Mg、Al、Mn、Zn在岩浆和热液中具有不同的地球化学行为,Ti、V、Cr从熔体中进入磁铁矿主要受温度、分配系数以及fO2控制。Mg、Al、Mn、Zn主要受控于水岩反应和后期绿泥石+碳酸盐脉的交代,这些元素通过类质同象替换富集于热液磁铁矿中。Co在热液磁铁矿中除了受水岩相互作用和后期流体交代的影响外,硫化物的出现会导致Co含量急剧降低。Si、Ca、Na及Sr、Ba在岩浆和热液磁铁矿中的地球化学行为非常一致。Ti Ni/Cr图能够用于区分岩浆和热液磁铁矿,莱芜岩浆磁铁矿中Ti含量较高且Ni/Cr比值≤1,热液磁铁矿Ti含量较低且绝大多数Ni/Cr比值≥1。张家洼热液磁铁矿可分为早、晚两个阶段：早期阶段包括(1)早期原生粒状磁铁矿和(2)早期次生磁铁矿;晚期阶段包括(3)晚期原生磁铁矿和(4)晚期次生磁铁矿。原生磁铁矿具有典型的三联点结构特征;次生磁铁矿受后期热液交代影响表现为多空隙,通常呈不规则状、树枝状、骸晶以及交代残余结构。磁铁矿微量元素生动记录了成矿流体演化过程,从早期到晚期、从原生到次生都显示Mg、Al、Mn、Zn包括Co含量持续升高,表明成矿流体可能朝着富集这些微量元素的方向演化。后期流体的交代导致绿泥石蚀变为磁铁矿,连续水岩相互作用和后期流体的交代以及绿泥石直接蚀变是导致热液磁铁矿富集Mg、Al、Mn、Zn等元素的主要原因。热液磁铁矿晚期孔隙较为发育,孔隙度的增加促使更多的流体和磁铁矿发生反应。热液磁铁矿的微量元素不仅能够反映矿床形成的物理化学条件,而且可以反映围岩性质以及水岩相互作用过程。