中亚萨亚克矿田成矿岩体矿物学和地球化学:岩浆性质与成矿意义

萨亚克大型铜矿田位于哈萨克斯坦北巴尔喀什斑岩成矿带中部,以矽卡岩型矿床为主。通过对矿区石英闪长岩的矿物化学和地球化学研究,发现石英闪长岩呈斑状结构,斑晶为斜长石和角闪石,其中的斜长石斑晶主要为中长石,角闪石斑晶为镁质普通角闪石;岩石属于高钾钙碱性系列,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta和重稀土元素,高Sr/Y、La/Yb比值,与埃达克岩相似。地球化学特征指示萨亚克矿区侵入岩形成于岛弧环境,为矽卡岩-斑岩型成矿提供了有利的构造背景,岩石可能是岛弧玄武质岩浆在高压下经结晶分异而成。根据角闪石温压计及其成分与氧逸度和岩浆中水含量之间的关系,确定萨亚克石英闪长玢岩中角闪石斑晶结晶时岩浆的温度为799~843℃、处于3.6~9.6km深度范围内(P=1.2~3.2kbar)、氧逸度logfO2=-11.5~-12.0(ΔFMQ=2.0~2.8)、平均水含量为1.2%,相对较高的氧逸度和水含量有利于形成富含挥发分和Cu、Au等成矿物质的岩浆,是最终演化形成大型岩浆-热液型铜矿田(斑岩型、矽卡岩型)的有利条件。     

陕西略阳张家山金矿成矿作用及Au-Se矿物形成物理化学条件研究

陕西略阳煎茶岭金矿矿集区中的张家山金矿主要由破碎蚀变岩型、角砾岩型和含金石英黄铁矿脉型矿石组成。含金石英-黄铁矿脉型矿石产于断层下盘的石英菱镁岩中。黄铁矿发育富As黄铁矿边,环边受As含量的变化呈现一定的韵律变化,自然金赋存在富As黄铁矿中。在断裂发育形成断层角砾岩的过程中,流体充填破碎石英菱镁岩的裂隙中形成热液矿物,包括硫化物、硒化物以及自然金。石英菱镁岩发生破碎形成的网状裂隙被含金石英-方解石-黄铁矿脉充填。破碎蚀变岩型矿石中,自然金主要分布在含金石英-黄铁矿脉的石英之中或靠近热液脉的菱镁矿或石英间隙。随着大量方解石脉沿裂隙贯入,进一步促进石英菱镁岩的破碎及岩石角砾的分离,形成由石英菱镁岩碎屑、石英和褐铁矿组成的复成分角砾岩,自然金和硒化物呈浸染状分布在角砾岩中。笔者在角砾岩型矿石中发现了灰硒汞矿、直硒镍矿、硒铅矿等硒化物,这些硒化物往往与自然金密切共生。结合矿物组合以及相关化学反应关系,通过热力学计算,构建了该矿床在不同温度条件下的热力学相平衡关系图,限定了硒化物与其他相关矿物稳定存在的物理化学条件。硒化物一般与自然金和石英共生,高的f(Se2)值和f(Se2)/f(S2)比值是控制硒化物形成的关键因素。     

兴蒙造山带中与古亚洲洋演化有关的成矿系统初步研究

古亚洲洋演化过程中在兴蒙造山带中形成了大量金属矿床。早古生代早期,古亚洲洋向北俯冲,形成了奥陶纪多宝山-铜山斑岩Cu-Au成矿系统;早古生代晚期,古亚洲洋向南俯冲并形成了晚奥陶世白乃庙Cu-Mo-Au成矿系统和志留纪别鲁乌图海底喷流块状硫化物成矿系统。古亚洲洋在晚古生代早期向北俯冲,形成了晚泥盆世欧玉陶勒盖Cu-Au成矿系统。基本同时,古亚洲洋向南俯冲,形成了晚泥盆世哈达门沟Mo成矿系统。早石炭世,研究区构造体制从岛弧环境逐渐转变为陆内伸展环境,并在此过程中形成了豆荚状铬铁矿成矿系统和小型斑岩Mo-Cu成矿系统。     

哈萨克斯坦萨亚克铜矿田代表性矿区矽卡岩矿物的组成及其意义研究

哈萨克斯坦萨亚克铜矿田产于晚石炭世闪长玢岩、石英闪长玢岩或花岗闪长玢岩与中石炭统灰岩的接触带上,铜矿体呈透镜状、脉状产于矽卡岩中。其成矿期可以划分为4个阶段：石榴子石矽卡岩阶段（Ⅰ）、绿帘石-石榴子石矽卡岩阶段（Ⅱ）、磁铁矿阶段（Ⅲ）和石英-硫化物阶段（Ⅳ）。铜矿化主要发生在石英-硫化物阶段,形成石英、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿,呈浸染状或脉状产于不同类型的矽卡岩或块状磁铁矿中。矽卡岩中的石榴子石有3种类型：石榴子石矽卡岩中的钙铁榴石（Grt-a）、交代钙铁榴石的含Al钙铁榴石（Grt-b）和绿帘石-石榴子石矽卡岩中具有环带结构的石榴子石（Grt-c）。从第一类到第三类石榴子石,平均w（Al₂O₃）从<1%逐渐升高至~5%;分子式中平均Fe³⁺原子数从2.15逐渐降低至1.57,显示成矿体系中Al的摩尔浓度逐渐升高、氧逸度逐渐降低。绿帘石-石榴子石矽卡岩中发育少量辉石,属于钙铁辉石-透辉石系列,在辉石分类图中落于普通辉石范围内。矽卡岩的地质特征、矿物组合和矿物化学特征表明,萨亚克矽卡岩是与花岗岩类侵入岩有关的岩浆热液与灰岩通过接触交代反应形成的钙质矽卡岩,随着矽卡岩化和成矿作用的进行,成矿体系的温度和氧逸度逐渐降低、pH值升高,导致磁铁矿和黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿矿物组合依次发生沉淀。     

西准噶尔克拉玛依蛇绿混杂岩中的石榴角闪岩

本文报道在准噶尔地区发现的石榴角闪岩,该岩石产在克拉玛依蛇绿混杂岩带的百口泉地区.石榴角闪岩主要由钙质角闪石、富钠斜长石和黝帘石组成,含少量钛铁矿、绿帘石、绿泥石、榍石、石榴石、普通辉石、金红石、磷灰石、钠长石、石英和锆石.石榴石中常包裹磷灰石、金红石、钛铁矿、石英和锆石.黝帘石 富钠斜长石组合中出现少量钙铝榴石残余.百口泉石榴角闪岩中石榴石的化学组成特征以及其中出现的金红石-钛铁矿-磷灰石-石英-锆石包体组合说明,该岩石不是异剥钙榴岩退变质的产物,而是榴辉岩退变的产物(辅助证据包括二辉橄榄岩中发育的辉石出溶结构和辉石塑性变形特征).百口泉石榴角闪岩至少记录了四个阶段:石榴石-单斜辉石-金红石-磷灰石-石英-锆石组成的阶段Ⅰ(可能为榴辉岩相),普通辉石-钛铁矿-磷灰石-角闪石组成的退变阶段Ⅱ,角闪石-斜长石-榍石-钛铁矿构成的阶段Ⅲ(角闪岩相),以及绿帘石-石英-绿泥石构成的绿片岩相变质阶段Ⅳ.尽管上述演化历史存在一些不确定性,石榴角闪岩的发现为深入研究西准噶尔地区古生代洋壳俯冲带的性质及其演化过程提供了新的物质基础.     

新疆塔尔巴哈台山发现早奥陶世蛇绿混杂岩

在我国境内塔尔巴哈台山下石炭统黑山头组泥岩、粉砂岩、凝灰岩和火山熔结角砾岩夹基性熔岩的底部识别出一套蛇绿混杂岩。火山角砾岩的角砾由蛇纹石化橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、玄武质粗面安山岩、粗面岩和硅质岩组成。蛇绿混杂岩由蚀变辉长岩、蛇纹岩和硅质岩组成。橄榄岩虽然发生了强烈蛇纹岩化(现在为蛇纹岩),但蛇纹岩中保留了斜方辉石和橄榄石的假象。覆盖在该蛇绿岩套之上的火山角砾岩属于爆发性很强的火山喷发产物。巨大的粗粒辉长岩、玄武质粗面岩、粗面岩、硅质岩和蛇纹石化橄榄岩角砾被熔岩胶结,说明火山通道穿切了蛇绿岩套。蚀变辉长岩中的斜方辉石已经完全蛇纹石化(保留了斜方辉石假象),斜长石完全被水钙铝榴石交代(保留斜长石假象),但单斜辉石保存完好,且发育由尖晶石叶片(棒)构成的出溶结构。棕褐色的尖晶石出溶棒(或叶片)一般完全平行,个别情况下发现两组近于直交的尖晶石出溶棒。从蚀变辉长岩中分选出锆石,对其进行的 SHRIMP 年代学研究,结果表明辉长岩的形成时代为478.3±3.3Ma(MSWD=1.09,n=14)。这说明塔尔巴哈台蛇绿岩套岩石形成于早奥陶世。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化。单斜辉石一般很新鲜。单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形(即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的)。透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状(直径一般为1μm,长度>150μm),顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm(长度>300μm)。斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石(成分很均一)。地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件。白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段:原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生(阶段Ⅰ,>94km);随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构(阶段Ⅱ,700℃～1000℃),斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形(阶段Ⅲ)。蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了>50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融(地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程)。     

克拉玛依侏罗纪橄榄玄武岩中菱铁矿的成因

克拉玛依市西盆山交界处发育体罗纪杏仁玄武岩-橄榄玄武岩-含菱铁矿橄榄玄武岩组合,主要由橄榄石、单斜辉石、斜长石(中长石—拉长石为主)、钛铁矿、玄武玻璃及少量磷灰石组成,含菱铁矿橄榄玄武岩中存在原生菱铁矿(≈10%)和少量碱性长石。橄榄石及单斜辉石的Mg~#为≈70,单斜辉石属于富Ti普通辉石。含菱铁矿橄榄玄武岩中的菱铁矿常常包裹浑圆状斜长石,且与斜长石呈锯齿状接触。本文提供的岩相学观察表明,菱铁矿与玄武玻璃、斜长石、单斜辉石和钛铁矿呈明显的共生关系。在有些情况下观察到玄武玻璃与菱铁矿充填在斜长石格架的现象。含菱铁矿橄榄玄武岩玻璃中FeO含量最高至29.2%,CaO含量<1.5%,即熔体具有富Fe贫Ca的特点。早结晶的碳酸盐矿物是以菱铁矿为主的菱铁矿-白云石固溶体(另含少量菱锰矿)。斜长石大量结晶促使熔体不断亏损CaO,并导致较晚结晶的碳酸盐矿物向菱铁矿端元演化。菱铁矿发育有明显的成分梯变带(FeO和CaO含量表现出突变)。玄武玻璃的Mg~#普遍较低且变化范围大,橄榄玄武岩中玻璃的Mg~#值最高为64,含菱铁矿橄榄玄武岩中玻璃的Mg~#值最低至≈23。依据地质温压计,克拉玛依侏罗纪玄武岩浆的形成温度为1300℃～1340℃,压力为3.0～4.0GPa。基于本文的研究,我们认为克拉玛依侏罗纪含菱铁矿橄榄玄武岩岩浆由含CO_2,橄榄岩在软流圈中经极低程度部分熔融形成,该岩浆在快速上升过程中通过结晶分异作用形成了菱铁矿。     

超高压变质大理岩中的白云石分解结构：大陆地壳物质深循环的新证据

苏鲁超高压变质地体中产出的与柯石英榴辉岩共生的大理岩发生了不同程度的退变,根据退变程度差异识别出三类大理岩菱镁矿大理岩(弱退变)、滑石大理岩(中等退变)和透闪石大理岩(强烈退变).菱镁矿大理岩的稳定矿物组合是单斜辉石+白云石+方解石,菱镁矿仅仅在方解石中与方解石集合体镶嵌共存.单斜辉石发育出溶结构且局部形成由角闪石和钠长石组成的后成合晶.另外两类大理岩不含菱镁矿,但含滑石和/或透闪石.在菱镁矿大理岩中观察到白云石的分解反应(Mg,Ca)(CO3)2=MgCO3+CaCO3,说明这些大理岩是大陆地壳物质俯冲到地幔＞180 km(甚至超过210 km)后返回到地表的产物.所观察到的白云石分解反应表明,苏鲁地区大陆地壳物质在所谓的"地幔禁区"俯冲,俯冲的温度增加梯度可能为～4.2℃/km.大陆地壳物质以如此低的温度梯度俯冲意味着非常高的俯冲速度.如此深循环的大陆地壳物质同时也经历了非常快的折返过程.这是白云石分解结构这种标志超高压条件下进变质反应阶段的证据得到保存的重要原因.