新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。     

伊宁地块早石炭世球泡流纹岩的发现及地球化学特征

伊宁地块西段中部阿腾套山一带发现的球泡流纹岩,多数产于早石炭世海相无球泡流纹岩夹层中,整体呈层状、互层状,球泡通气孔顺层平行于流纹构造定向分布,推断是海相极浅水环境下的产物,因而具有精细指相意义。该球泡流纹岩与同期A型花岗岩类共生,属碱性岩类,SiO_2含量为69.18%~77.69%,K_2O大于4%,Al_2O_3为11.32%~16.24%,Ga/Al×10~4=2.1~7.8,∑REE=85.22×10~(-6)~348.8×10~(-6),(La/Yb)_N=6.7~14.8,相对富集轻稀土,δEu具明显负异常,稀土配分及大离子元素蛛网图均与A型花岗岩类地球化学特征总体相同。ε_(Hf)(t)均大于0(+12.5~+15.5),两阶段锆石Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明源区可能为早古生代新生地壳物质部分熔融演化而来。A型球泡流纹岩与同期A型花岗岩类均形成于拉张构造环境,是区内早石炭世大哈拉军山组中迄今唯一发现的显示拉张构造环境的珍贵实例。为揭示和探讨伊宁地块总体处于汇聚大背景下的局部拉张环境,以及东窄西宽之楔形构造形态提供了可能。     

中哈俄阿尔泰稀有金属矿床时空分布、成因及成矿规律

中哈俄阿尔泰发育许多大型—超大型稀有金属矿床,是世界著名的稀有金属成矿省。该成矿省可分为3个稀有金属成矿带,自西南向东北依次为哈萨克斯坦Kalba-Narym、中国阿尔泰和俄罗斯山区阿尔泰等。这3个成矿带稀有金属矿床以伟晶岩型为主,但伟晶岩与花岗岩关系及其伟晶岩成因不一致:在哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和俄罗斯山区阿尔泰成矿带,矿区发育同期的花岗岩,伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的产物;而在中国阿尔泰成矿带,矿区未见同期的花岗岩,伟晶岩成因有变质深熔和岩浆分异结晶两种不同认识。这3个成矿带稀有金属矿床的成矿规律也有差异:在成矿时代上,自西南向东北,矿床形成分别集中在二叠纪、三叠纪和晚三叠世—早侏罗世,成矿时代逐渐变新;在成矿类型和元素组合上,哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和中国阿尔泰成矿带的稀有金属矿床以伟晶岩型为主,元素组合分别为Ta-Nb-Be-Li和Be-Li-Nb-Ta(-Cs-Rb-Hf),俄罗斯山区阿尔泰成矿带稀有金属矿床则以云英岩型钼钨(铍)矿床为主,有少量的伟晶岩型锂钽矿床。     

新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究：来自石英SEM-CL和微量元素的指示

新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海矿区不同规模的伟晶岩脉以及淡色花岗岩为研究对象,利用石英SEM-CL和原位微量元素技术手段,查明各伟晶岩脉和花岗岩的稀有金属禀赋差异及成因联系。研究结果表明,石英的Li和Al含量可以用来指示伟晶岩的矿化潜力。与1号和2号伟晶岩脉相比,3号伟晶岩脉具有更宽的分异范围,以石英中Ge/Ti变化于1.83×10^-6～159×10^-6范围为特征,更高的Li含量,其中外侧带平均Li含量为39×10^-6,因而成矿潜力最大。此外,证实了白云母钠长花岗岩为矿化花岗岩,其微量元素组成和演化程度与3号脉伟晶岩外侧带相当,而白云母碱长花岗岩为贫矿花岗岩。更重要的是,本文利用各伟晶岩结构分带内的石英中Ge/Ti-Ge以及Ge/Ti-Al/Ti图解,确定了各伟晶岩脉具有相似的演化趋势,指示它们可能源于相同的花岗岩母...     

新疆可可托海稀有金属矿床成因和南部地区隐伏矿预测——来自地质、遥感和地球物理的证据

新疆可可托海是世界著名的伟晶岩型稀有金属矿床,该矿床的成因长期存在争议,资源已枯竭多年,其成矿理论及找矿工作均亟待突破。我们对矿区中—上奥陶统哈巴河群变质岩和三叠纪稀有金属花岗岩进行了地质和地球化学研究,并开展了矿区遥感数据解译和地球物理测量工作。结果表明,哈巴河群变质岩以云母片岩为主,与大陆上地壳微量元素含量相似,若以此作为花岗质岩浆的源岩,很难通过部分熔融直接形成含矿熔体;三叠纪稀有金属花岗岩由白云母钠长花岗岩和少量钠长花岗岩组成,其岩浆源于地下深处,在向上运移过程中,经过结晶和流动分异作用,形成富挥发分的含矿岩浆,异地侵位形成稀有金属花岗岩岩枝,矿区存在花岗岩-伟晶岩成矿系统。遥感数据解译显示,矿区发育多个环形影像,这些影像是深部环形构造在浅部的反映,已知的伟晶岩脉及稀有金属花岗岩均赋存其中,指示矿区含矿岩浆活动可能与深部环形构造有关。大地电磁测深显示,在矿区15km以下深处发育低电阻率异常体,反映深部可能存在残余的岩浆房或局部熔融带,矿区花岗质岩浆源于此处;音频大地电磁测深显示,在矿区南北环形构造的深部均存在低电阻率异常。基于上述地质-遥感-地球物理的研究结果,我们预测在矿区之...     

新疆阿尔泰柯鲁木特112号钠长石-锂辉石伟晶岩脉的岩浆-热液演化与Nb-Ta成矿过程:来自云母成分变化的启示SCIEI北大核心CSCD

伟晶岩岩浆-热液演化中流体出溶时间和铌钽矿化过程还存在争议。针对上述科学问题,本文选择了中国新疆阿尔泰造山带柯鲁木特112号钠长石-锂辉石型伟晶岩脉作为研究对象,在野外观察和室内岩相学研究的基础上,以云母的结构和主量成分为切入点,为该伟晶岩脉的结晶演化和铌钽矿化过程提供了一些新约束。112号脉主要发育以下5个结构单元:钠化微斜长石-石英带(I)、白云母-石英-钠长石集合体(II)、钠化块体微斜长石带(III)、石英-钠长石-锂辉石带(IV)和糖晶状钠长石集合体(V)。它具有弱的分带:I和II多出现在脉体边缘或外侧,是贫矿的伟晶岩的“壳”;III是贫矿的富巨晶微斜长石的中间上部带;IV是富巨晶锂辉石的中间下部带;V是富铌铁族矿物(CGM)的晚期岩浆残余相。在不同的分带/集合体中共识别出3类白云母:Type A,原生成分均一白云母;Type B,原生被改造的成分变化白云母(BSE下具有亮暗分带);Type C,次生成分均一白云母。研究结果表明,112号脉历经了3个演化阶段:(1)早期流体出溶和流体-围岩(二云母花岗岩)相互作用;围岩发生云英岩化,围岩中黑云母分解产生的部分Fe进入伟晶岩岩浆(围岩混染)。(2)熔体内部分离结晶与钠长石化;外侧I带中部分Type A白云母和所有Type B白云母的亮部具有全脉最高的FeO^(T)含量(5.20%~5.73%),反映了一阶段的云英岩化过程中围岩Fe的贡献;而从I带至V集合体,Type A白云母和Type B白云母的亮部的FeO^(T)和MgO含量整体递减,指示分异演化程度增强。(3)二次流体出溶;晶体-流体相互作用导致Type B白云母中的Fe、Mg和F释放进入流体,形成了亮暗成分分带;同时,致使FeO^(T)、MgO和F含量较低的Type C白云母以交代的形式生长在原生矿物内部。最后,本文认为:一阶段中围岩混染Fe的加入为CGM的沉淀提供了Fe源;二阶段中磷灰石的分离结晶对熔体中F的消耗促进了CGM的沉淀;三阶段中晶体-流体反应会引起已结晶矿物释放Fe或Mn,含Fe或Mn流体与富Nb或Ta熔体结合促使CGM晶出。     

中亚成矿域锂矿床成矿规律及成矿模式SCIEI北大核心CSCD

中亚成矿域发育一系列锂矿床,这些矿床主要分布在西伯利亚克拉通南部的造山带中,矿床的形成具有多期性,包括前寒武纪(1.85~1.83Ga)、晚寒武世-早奥陶世(494~483Ma)、早二叠世(294~272Ma)、晚三叠世-早白垩世(220~180Ma)和早白垩世(139~121Ma)等5个成矿期,矿床类型主要为伟晶岩型和花岗岩型。基于成矿构造背景和锂成矿特征的研究,以重要构造线为界,将成矿域划分为2个成矿省和7个成矿带:(1)阿尔泰-东萨彦成矿省,位于成矿域的西部,包括阿尔泰、桑吉伦高地和东萨彦等3个成矿带,主要发育伟晶岩型锂矿床,成矿作用集中在上述前4个成矿期,矿床形成与西伯利亚克拉通和古亚洲洋2个构造体系有关。(2)蒙古-鄂霍茨克成矿省,位于成矿域的东部,包括东外贝加尔成矿带以及Gobi Ugtaal-Baruun Urt和大兴安岭等2个锂远景成矿带,主要发育早白垩世花岗岩型锂矿床,矿床形成主要与蒙古-鄂霍次克构造体系有关。此外,在中国东天山发育少量晚三叠世伟晶岩型锂矿床,构成东天山锂远景成矿带,矿床形成与哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块碰撞有关。中亚成矿域稀有金属花岗岩和大多数稀有金属伟晶岩为花岗质岩浆高分异结晶的产物,其结晶分异的驱动机制主要是热驱动。富含稀有金属的花岗岩和伟晶岩岩浆的形成温度偏低(~650℃),压力变化较大(500~170MPa);锂富集机理为岩浆结晶分异作用和流体不混溶作用。本次研究分别提出了阿尔泰伟晶岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部稀有金属花岗岩岩枝-伟晶岩岩脉”和东外贝加尔花岗岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部花岗岩-稀有金属花岗岩岩株”。     

伊宁地块阿腾套山塔勒德萨依岩体:高分异花岗岩成因分析北大核心CSCD

为探讨阿腾套山西南缘塔勒德萨依正长花岗岩-花岗斑岩体的形成时代和岩石成因,为伊宁地块石炭纪构造演化提供可靠资料,对塔勒德萨依岩体进行了野外调查、锆石U-Pb定年及地球化学研究。结果显示,花岗斑岩年龄为(338±3)Ma,表明岩体形成于密西西比亚纪。花岗岩的矿物组成接近低共结组分,全岩以高Si、富碱、富K和Rb,低Ti、少Fe、Ca、Mg,贫Ba、Sr、P等为特征,表明其为高分异花岗岩类。结合区域同时代(362~325 Ma)岩浆岩的地球化学资料,认为该花岗岩的母岩浆由混合地壳(新生地壳和元古代角闪岩相基底)部分熔融形成且母岩浆历经了斜长石、角闪石、黑云母、磷灰石和锆石等矿物的分离结晶。综合区域资料认为,塔勒德萨依岩体形成于弧后盆地,此类高分异花岗岩的形成可能标志着维宪期(338 Ma)南天山洋已进入衰亡期。     

北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录SCIEI北大核心CSCD

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。