柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

柴达木盆地北缘鱼卡—铁石观一带金红石矿床的发现及其地质意义

通过野外地质调查、岩石学、矿相学等研究手段,在柴达木盆地北缘鱼卡及铁石观一带均发现榴辉岩型金红石矿床,其单个矿体长可达千米以上,宽均达几米至几十米不等,金红石物相Ti平均品位可达2.58%,属于高钛榴辉岩的范畴,且其矿床地质特征与大别—苏鲁地区的金红石矿床特征极为相似。鱼卡和铁石观金红石矿床的发现,填补了柴北缘榴辉岩变质带没有金红石矿床的空缺,并暗示柴北缘地区有发现大型榴辉岩矿床的找矿远景。     

柴达木盆地北缘鱼卡—铁石观一带金红石矿床的发现及其地质意义

通过野外地质调查、岩石学、矿相学等研究手段,在柴达木盆地北缘鱼卡及铁石观一带均发现榴辉岩型金红石矿床,其单个矿体长可达千米以上,宽均达几米至几十米不等,金红石物相Ti平均品位可达2.58%,属于高钛榴辉岩的范畴,且其矿床地质特征与大别—苏鲁地区的金红石矿床特征极为相似。鱼卡和铁石观金红石矿床的发现,填补了柴北缘榴辉岩变质带没有金红石矿床的空缺,并暗示柴北缘地区有发现大型榴辉岩矿床的找矿远景。     

pXRF原位分析在柴北缘鱼卡金红石矿床勘查中的应用

便携式X射线荧光分析(pXRF)具有快速、高效、绿色、便捷等优点, 在矿产勘查中的应用越来越广泛。样品的不平度效应和不均匀效应等问题, 使得pXRF现场原位分析结果与实验室分析结果存在一定偏差。将该技术运用于柴北缘鱼卡金红石矿床勘查找矿, 对pXRF原位分析的稳定性进行试验, 并与实验室XRF法测试结果进行对比分析。结果表明, pXRF原位分析单点重复测量结果稳定, 分析测试最优时间为25~30 s; pXRF和实验室XRF法对样品Ti含量具有显著相关性, 存在线性关系。野外快速分析, 评价榴辉岩的Ti含量, 结果表明, 当pXRF原位分析榴辉岩中Ti含量在0~0.52%时, 对应非矿化榴辉岩; Ti含量在0.52%~0.86%时, 对应金红石贫矿体; Ti含量大于0.86%时, 对应的榴辉岩为金红石工业矿体。在槽探编录和钻探施工过程中, 使用pXRF分析可在野外快速判断榴辉岩的含矿性, 辅助找矿工作中圈定矿体, 大大减少样品采集的工作量, 节约成本和时间, 提高对榴辉岩型金红石矿床的勘查效率。     

柴北缘鱼卡榴辉岩的pT演化历史

鱼卡榴辉岩位于柴北缘HP/UHP变质带的西段,榴辉岩呈透镜状或似层状分布在变质泥质岩、花岗质片麻岩及少量大理岩中,主要由石榴石和绿辉石组成,具有含量不等的多硅白云母、角闪石、黝帘石(斜黝帘石或绿帘石)、金红石和石英等。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质演化阶段:(1)前榴辉岩相进变质阶段,榴辉岩矿物组合为石榴石(核) 绿帘石 斜长石 角闪石,以包体的形式保存于具有生长环带的石榴石核部,形成的温压条件为p=1.06～1.11GPa,t=560～577℃;(2)榴辉岩相变质阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴石定向分布为特征,其矿物组合为石榴石(边) 绿辉石 多硅白云母±黝帘石,温压估算获得榴辉岩相的变质条件为p=2.35～2.52GPa,t=610～680℃;(3)后榴辉岩相变质阶段,矿物组合为石榴石 角闪石 斜长石,主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)中,形成的温压条件为p=1.09±0.12GPa,t=635±44℃。研究结果显示榴辉岩的pT轨迹具有“发卡”型特点,表明鱼卡榴辉岩经历了快速俯冲和折返的演化历史。     

苏鲁榴辉岩型金红石矿床研究进展

文章对苏鲁榴辉岩型金红石矿床的研究进展进行了简单综述。苏鲁超高压变质带金红石矿床的勘探可追溯到20世纪50年代末，近年来找矿工作取得重要进展，已查明金红石矿床总储量达数千万吨。矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床，与超高压变质作用关系密切。金红石在榴辉岩中最主要也最具工业价值的赋存方式是呈粒间颗粒充填于主矿物绿辉石和石榴石之间，金红石中的微量元素与其寄主榴辉岩的类型和产状有明显的相关性，并且可反映其形成温度，因此在苏鲁超高压变质榴辉岩和金红石矿床的研究中具有重要价值。富钛基性原岩是榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础，高压区域变质作用是这类矿床形成的必要条件。     

八庙—青山金红石矿床金红石特征及成因

本文论述了金红石的地质产状，化学成分，粒度的概率分布，红外光谱，Ｘ射线衍射等特征有金红石成因，对本矿床成因研究及开发利用有一定意义。     

江苏省新沂市小焦榴辉岩型金红石矿床的特征及成因初探

江苏小焦榴辉岩型金红石矿床是苏鲁超高压变质带中发现的品位最富、连续宽度最大的大型矿床,它与超高压变质榴辉岩密切相关。矿体主要赋存在含金红石的块状榴辉岩中,呈似层状、长条状和透镜状产出。地球化学特征表明榴辉岩的原岩为来自上地幔或壳幔过渡区的基性至超基性岩。金红石在矿石中主要呈包裹体、粒间充填、蚀变残余、热液充填4种赋存形式,分别代表了4个不同的形成及演化阶段。电子探针分析结果显示,在高压、超高压变质作用期间,富含Na的深部流体对金红石的成矿可能起了重要的作用。研究表明该矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床,在成因上与超高压变质作用有关,类似于挪威的Engebfjellet、俄罗斯的Shubino矿床和意大利的PianPaludo矿床,而不同于中国已知的主要金红石矿床。此外,通过本次研究以及对普查和勘探资料的总结,提出了该类矿床的主要找矿标志。     

柴北缘鱼卡含硬柱石假象榴辉岩的发现、P-T-t轨迹及控制硬柱石形成的主要因素

硬柱石是大洋冷俯冲带的代表性矿物之一,富含水和Sr、Pb及稀土等微量元素,其形成和分解对于俯冲带流体活动、壳幔水和微量元素循环、地幔楔交代和熔融及岛弧岩浆作用等具有重要影响.但由于硬柱石对温度和压力的改变非常敏感,在板片折返过程中很容易分解,因此目前全球出露的硬柱石榴辉岩极为稀少.总结了榴辉岩中早期硬柱石存在的识别标志,并据此确定柴北缘超高压带西段鱼卡地区的含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩是峰期硬柱石榴辉岩退变质改造的结果.该发现说明柴北缘成为继大别造山带之后全球第二例出露硬柱石榴辉岩的大陆俯冲型造山带.利用相平衡计算方法恢复了这两种榴辉岩的变质演化过程,其中含蓝晶石榴辉岩的P-T轨迹和峰期变质条件均与区内大陆俯冲型含柯石英多硅白云母榴辉岩相似,而斜黝帘石榴辉岩峰期变质温压则略低.锆石定年获得含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩的变质时代分别为437 Ma和436 Ma,与带内已有超高压榴辉岩相变质时代相同,同时获得含蓝晶石榴辉岩的原岩结晶时代为1 273 Ma.相似的变质P-T轨迹和变质时代表明含蓝晶石榴辉岩与同剖面含柯石英多硅白云母榴辉岩共同经历了大陆深俯冲作用.这一结果表明,硬柱石榴辉岩并非大洋冷俯冲带特有,决定榴辉岩中是否出现硬柱石的主要因素是原岩成分和变质条件.在鱼卡地区,榴辉岩的矿物组合中能否出现硬柱石的最主要控制因素是原岩中的Mg含量,由高Mg#的基性岩变质形成的榴辉岩峰期矿物组合中易出现硬柱石.      

中国金红石矿床地质及成因类型

根据矿床成因、成矿时代、成矿岩系及其变化特点、矿体及矿石特征等因素,将中国已知金红石矿床分为区域变质型(包括元古宙及古生代)、榴辉岩型、热液蚀变型、变质蚀变型及风化-沉积型5类。除形成于第四纪的风化-沉积型矿床之外,含矿层位多在泥盆系--新太古界之间,与变质作用及岩浆活动密切相关。不同类型矿床又各具特色。     

Subduction channel fluid-rock interaction:Indications from rutile-quartz veins within eclogite from the Yuka terrane,North Qaidam orogen

High-pressure(HP)or ultrahigh-pressure(UHP)rutile-quartz veins that form at mantle depths due to fluid-rock interaction can be used to trace the properties and behavior of natural fluids in subduction zones.To explore the fluid flow and the associated element mobility during deep subduction and exhumation of the continental crust,we investigated the major and trace elements of Ti-rich minerals.Additionally,U–Pb dating,trace element contents,and Lu–Hf isotopic composition of zircon grains in the UHP eclogite and associated rutile-quartz veins were examined in the North Qaidam UHP metamorphic belt,Yuka terrane.The zircon grains in the rutile-quartz veins have unzoned or weak oscillatory zonings,and show low Th/U ratios,steep chondrite-normalized patterns of heavy rare earth elements(HREEs),and insignificant negative Eu anomalies,indicating their growth in metamorphic fluids.These zircon grains formed in 431
3 Ma,which is consistent with the 432
2 Ma age of the host eclogite.As for the zircons in the rutile-quartz veins,they showed steep HREE patterns on one hand,and were different from the zircons present in the host eclogite on the other.This demonstrates that their formation might have been related to the breakdown of the early stage of garnet,which corresponds to the abundance of fluids during the early exhumation stage.The core-rim profile analyses of rutile recorded a two-stage rutile growth across a large rutile grain;the rutile core has higher Nb,Ta,W,and Zr contents and lower Nb/Ta ratios than the rim,indicating that the rutile domains grew in different metamorphic fluids from the core towards the rim.The significant enrichment of high field strength elements(HFSEs)in the rutile core suggests that the peak fluids have high solubility and transportation capacity of these HFSEs.Furthermore,variations in the Nb vs.Cr trends in rutile indicate a connection of rutile to mafic protolith.The zircon grains from both the rutile-quartz veins and the host eclogite have similar Hf isotopic compositions,indicating that the vein-forming fluids are internally derived from the host eclogite.These fluids accumulated in the subduction channel and were triggered by local dehydration of the deeply subducted eclogite during the early exhumation conditions.     

柴北缘超高压变质带的冷却历史：来自副片麻岩中锆石、金红石的U-Pb年代学和温度信息

本文运用LA-ICP-MS和SIMS对柴北缘超高压变质带中东端沙柳河剖面中的副片麻岩进行了锆石和金红石U-Pb年代和微量元素分析。锆石边部的变质时代为425±6Ma,所对应的锆石Ti含量温度计计算出的温度为689±14℃。金红石U-Pb定年给出的年龄为414.0±6.3Ma,代表了副片麻岩在折返过程中冷却到金红石U-Pb封闭温度约570℃的时代。而金红石Zr含量温度计给出同锆石边部较一致的温度685±9℃,代表了峰期变质时代的温度条件。根据锆石的变质时代和变质温度以及金红石的冷却年龄和封闭温度所限定的T-t轨迹,可以得出此副片麻岩在折返过程中的冷却速率约为11℃/Myr。     

柴北缘超高压带中锡铁山榴辉岩的变质时代

锡铁山地体位于柴北缘超高压变质带的中部, 是柴北缘超高压变质带的重要组成部分。该地体由花岗质片麻岩、泥质片麻岩和相对较少的榴辉岩透镜体组成。大部分榴辉岩都经历了不同程度的后生合晶和角闪岩相退化变质改造。虽然近年来进行了大量的锆石U-Pb年代学研究,但榴辉岩相高压-超高压变质的时代一直存在争议,并且以前对锡铁山榴辉岩相变质时代的认识一直与相邻的绿梁山、鱼卡和其东部的都兰等地区的超高压变质年龄有明显的冲突。本文通过锡铁山榴辉岩锆石U-Pb年代学的研究,获得榴辉岩相变质锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为433±3Ma,与鱼卡地区榴辉岩的形成年龄一致,代表大陆俯冲时期的高压-超高压变质年龄。该研究对进一步了解锡铁山榴辉岩地体的变质演化和大陆地壳深俯冲有重要意义。     

苏北榴辉岩中金红石矿床的形成机制探索

通过对钛的迁移形式和条件的研讨,结合苏北地区的地质背景、有关矿物流体包裹体的化学成分、榴辉岩中有关矿物的化学成分、金红石的赋存状态、含金红石榴辉岩主要矿物组合等情况,认为该类金红石矿床的形成机制可描述为:华北、扬子两大板块碰撞、俯冲,将苏北地区地壳浅部的基性岩等带入上地幔的高温、高压、强还原富氢环境,岩石中部分钛呈氢化物活化。此后,由于地壳运动,榴辉岩折返、抬升,地幔深部的钛氢化物与岩石中活化的钛氢化物随榴辉岩一同迁移至地壳浅部,由于氧逸度大增,压力、温度大降,还原性气体逃逸、氧化,逐渐演化为相对氧化性的环境,钛氢化物被氧化成金红石、沉淀富集成矿。     

柴北缘超高压变质带沙柳河蛇绿岩型地幔橄榄岩及其意义

本文报道了柴北缘大陆型超高压变质带沙柳河地区发现的蛇绿岩型地幔橄榄岩,其原始矿物组合为橄榄石＋斜方辉石＋铬铁矿。方辉橄榄岩中识别出两个世代的橄榄石,第一世代橄榄石7、（O1^1）残晶发育扭折带,化学成分与现代大洋地幔橄榄岩的橄榄石一致,第二世代橄榄石（O1^2）Fo值高达94～97,其内部含有细小的流体包裹体,是第一世代橄榄石蛇纹石化后再次变质的产物。斜方辉石残晶的成分具有高Al和Ca的特征,与大洋地幔橄榄岩中斜方辉石的成分一致。温压条件的估算反映该橄榄岩体属于典型的尖晶石相方辉橄榄岩。其围岩是由堆晶辉长岩变质的条带状蓝晶石榴辉岩,二者构成了大洋蛇绿岩套的下部层位,并且与区内具有N—MORB和OIB性质的榴辉岩共生。这些特征表明该方辉橄榄岩应代表洋壳下伏地幔橄榄岩,从而揭示大陆造山带从早期的大洋俯冲消亡到大陆俯冲碰撞的完整过程。     

柴北缘HP-UHP变质带多期构造热事件的再厘定:鱼卡地区高压变泥质岩锆石和独居石U-Pb定年

柴北缘高压-超高压变质带西段鱼卡地区变泥质岩中夹有榴辉岩透镜体,已有的研究显示变泥质岩的变质程度也达到了榴辉岩相,并与榴辉岩一起经历了高压-超高压变质作用,是柴北缘曾经历早古生代大陆深俯冲作用的直接证据,也是研究柴北缘大陆深俯冲过程重要的岩石"探针"。本文选择柴北缘西段鱼卡超高压变质单元中的3件蓝晶石榴白云母石英片岩HP变泥质岩样品分别进行了SHRIMP、LA-ICP-MS锆石和原位独居石U-Pb定年。样品Q06-1-2的锆石给出了920±18Ma(MSWD=1.3)的加权平均年龄,其CL图像特征和极低的Th/U比显示其为变质年龄,代表了与罗迪尼亚超大陆碰撞拼合相关的变质事件。样品A03-11-2.2的锆石给出了450±7Ma(MSWD=0.2)的年龄,认为其代表变泥质岩的榴辉岩相变质年龄。样品A03-14-11的薄片原位独居石定年给出了439±8Ma(MSWD=0.072)的加权平均年龄,结合岩相学观察,认为其可能为榴辉岩相峰期之后的早期退变质年龄。这些资料显示柴北缘鱼卡地区早古生代大陆深俯冲的时限为440~450Ma。结合已有研究资料,鱼卡高压变泥质岩记录了新元古代早期和早古生代两期变质事件,进一步证明了柴北缘地区经历了格林威尔期和早古生代两期造山事件     

泥堡金矿床载金含砷黄铁矿的微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的指示意义

泥堡金矿床为黔西南地区新近发现的又一个重要的卡林型金矿床,显微镜下观察和电子探针分析显示,含砷黄铁矿是其主要的载金矿物。在详细的野外调研和室内观察的基础上,将该矿床中的载金含砷黄铁矿分为3种类型,即环带状含砷黄铁矿(PyⅠ)、胶状含砷黄铁矿(PyⅡ)和生物结构状含砷黄铁矿(PyⅢ)。电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素测定结果显示,PyⅠ明显存在继承核和增生环带,内核富S、Fe,贫Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素,为沉积成因或成矿前热液成因黄铁矿;增生环带则相对贫S、Fe,富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素,为主成矿期热液成因黄铁矿。PyⅡ和PyⅢ均为均质结构,具有富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素及贫S、Fe的特点,类似PyⅠ的增生环带,应与PyⅠ的增生环带为同一成因类型,可能是同期形成的。毒砂中普遍富As,而贫Au、Ag、Hg、Cu等元素,应为成矿热液晚期的结晶产物。综合分析认为,泥堡金矿床载金矿物的结晶顺序为:贫砷的沉积成因或早阶段热液成因黄铁矿(PyⅠ内核)→含砷黄铁矿颗粒+含砷黄铁矿环带(PyⅠ增生环带)→毒砂。矿床中Au、Ag、As、Cu等成矿物质主要来自于燕山晚期的岩浆热液系统。     

柴北缘沙柳河地区洋壳超高压变质单元中异剥钙榴岩的发现及其地质意义

在柴北缘超高压变质带东端的沙柳河地区蛇绿岩剖面中,首次发现了与蛇纹石化方辉橄榄岩共生的异剥钙榴岩。该异剥钙榴岩主要由钙铝榴石、透辉石、绿泥石、碳酸盐及少量葡萄石和黝帘石组成。异剥钙榴岩通常被认为是洋底变质作用的标志性产物。因此,此异剥钙榴岩的确定,为柴北缘超高压变质带曾经存在过洋壳俯冲提供了又一证据。