新疆北部幔源岩浆矿床的类型、时空分布及成矿谱系

新疆北部与幔源岩浆有关的矿床种类齐全,成矿环境复杂,时代和类型繁多,在中国乃至世界颇具特色。主要矿床类型包括铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素(PGE)矿床、铜镍-钒钛铁复合型矿床、含钴磁铁矿矿床、玄武岩自然铜矿床、热液型钴-多金属矿床,以及非金属矿床等。按照含矿地质体的类型,可分为6种类型:蛇绿岩型、层状杂岩型、小侵入体型、阿拉斯加型、浅成岩型和喷出岩型。这些幔源岩浆矿床可划分为3个成岩成矿系列:铜镍系列、钛铁系列和铬铁系列。钛铁系列以碱性层状岩体型钒钛磁铁矿、铁磷矿为代表,岩石具有明显的富Fe特征,属于碱性富铁质的高钛玄武岩系列;铜镍系列以小侵入体型铜镍矿、阿拉斯加型铜镍-PGE矿为代表,岩石属于铁质的拉斑玄武岩-钙碱性系列;铬铁系列主要为蛇绿岩型铬铁矿,岩石具富Mg贫Fe特征,属于镁质系列。3个系列的岩浆都具有亏损地幔源特征,可能都与地幔柱活动有关;岩浆源区富含相应的成矿元素,是形成3个系列矿床相应成矿地质体的主要条件。3个系列矿床的成矿机制可分为深部熔离/岩浆分异、就地分凝、矿浆贯入、岩浆热液等过程。根据各系列矿床之间存在的紧密联系,建立了与幔源岩浆作用有关的3个系列矿床综合模式: 亏损地幔部分熔融产生的幔源岩浆在上升过程中发生熔离/分异,分离为3个系列,由于外部物质加入在地壳深部发生分异和熔离,在不同深度富集形成铬铁矿、钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿床,临近地表时流体富集和分离成含矿流体,分别形成浅成岩型磁铁矿和喷出岩型自然铜矿。新疆北部各类幔源岩浆矿床从早到晚主要产于3期构造阶段/构造类型: 大陆裂解期、板块俯冲期、碰撞/后碰撞造山期(又分3个阶段: 碰撞后伸展阶段、幔柱叠加造山阶段、后碰撞结束阶段)。     

西天山昭苏北部石炭纪火山岩的岩石地球化学特征、成因及形成环境

西天山昭苏北部早石炭纪大哈拉军山组火山岩由碱性橄榄玄武岩和少量的拉斑玄武岩组成。火山岩TiO2（1．10～1．99％）和P2O5（0．22～0．70％）含量较高,富集大离子亲石元素（Rb,Ba,K）并强烈亏损高场强元素（Nb,Ta,Ti）（（Nb／La）N=0．20～0．36）,轻重稀土分异,其地球化学特征总体上与美国盆岭地区新生代（中新世中期之前）火山岩以及中美洲和南美洲的弧后“过渡型”基性火山岩相似,但与典型火山弧岩浆岩有些不同。大量元古代继承锆石的出现以及主量、微量元素和Nd同位素地球化学特征均表明火山岩经历了相当程度的结晶分异和陆壳混染（AFC）。与碱性玄武岩相比,拉斑玄武岩的SiO2含量和K2O／Na2O比值较高,而εNd（t）,MgO和Mg^#值较低,可能由碱性玄武岩浆经AFC演化形成。碱性橄榄玄武岩中含富Fe,Ti贫Si的火山岩夹层（Fe-Ti玄武岩）,是碱性玄武质岩浆依Fenner趋势发生较高程度结晶分异的产物。火山岩的元素地球化学特征指示岩浆源区可能为俯冲流体交代富集的岩石圈地幔,然而,Fe-Ti玄武岩的出现以及地球化学特征随时间的规律性变化均指示它们形成于拉张的构造环境。我们提出,昭苏北部大哈拉军山组火山岩可能形成于具有元古代陆壳基底的活动大陆边缘弧后拉张环境。这一认识与前人提出的大哈拉军山组火山岩为地幔柱活动影响的大陆裂谷岩浆岩的认识有所不同。     

辽宁青城子铅锌多金属矿田晚三叠世岩浆岩年代学、地球化学及地质意义

辽宁青城子铅锌矿田产出在辽东裂谷凹陷带,是中国北方重要的铅锌金银多金属矿田。研究表明,矿区内发育的以双顶沟黑云母二长花岗岩和新岭花岗岩为代表的晚三叠世花岗质岩浆事件,应与本区的矿化作用密切相关。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示双顶沟岩体侵位时间为224.2±1.2Ma。双顶沟岩体岩石化学组成呈现 SiO₂ 69.07%~71.31%,K₂O 3.53%~5.22%, Na₂O 3.87%~4.14%,属于钙碱性岩石系列。Al₂O₃为12.46%~14.48%,A/CNK<1,具有准铝质特征。微量元素数据显示稀土总量较高,轻重稀土元素之间强烈分馏, , Eu负异常不明显(δEu=0.68~0.97)。富集大离子亲石元素Rb、Th、K、Pb等,而亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等。具有高Sr,Ba含量,低的Y,Yb含量特征,属于具有类似埃达克质亲和性的I型花岗岩,具有高Nb/Ta(18.4~21.2),上述岩石地球化学特征,表明其岩浆源区残留固相矿物组合中包含可观的石榴子石和金红石,可能起源于加厚下地壳的部分熔融,并可能存在与幔源基性岩浆混合作用。推测扬子和华北板块深俯冲过程中板片断离可能是诱发与成矿有关岩浆的地球动力学原因。     

新疆东准噶尔老鸦泉富碱花岗岩型锡矿床地质及成矿流体

老鸦泉碱性花岗岩位于新疆北部东准噶尔地区。老鸦泉碱性花岗岩体及其内卡姆斯特、干梁子锡矿床的矿石和岩石的岩矿鉴定、稀土元素以及流体包裹体的系统研究表明,老鸦泉碱性花岗岩及其内的花岗斑岩及含矿石英岩、云英岩化锡矿体、石英脉锡矿体,实际上是富碱花岗质岩浆逐渐分异演化的同源和最终产物,锡成矿流体为中-高温、低盐度。碱性岩浆晚期分异的大量气水热液富锡、富硅、富碱、富含F、Cl、SO²₄离子及离子团,其氧逸度高、酸度高、温度高,这种热液引起花岗岩体的硅化、云英岩化等自变质作用,在该作用中随温度、压力的降低及CH₄等还原性气体及CO₂气体的逃逸,改变了成矿流体的氧化-还原环境,流体向相对还原及碱性条件转化,在新的氧化还原、酸碱度界面条件下,其携带的锡的络合物不稳定而分解,锡沉淀成矿。     

东亚原特提斯洋(Ⅳ):北界西段早古生代构造变形

北祁连造山带是原特提斯洋北支西段——古祁连洋闭合的地质记录,其经历了早古生代复杂的造山过程,但其俯冲极性、闭合时间、拼合方式还存在争议。通过详细的野外构造解析,并对变质年代学资料进行统计,在研究区识别出三幕早古生代褶皱变形。其中,第一幕变形发生在489~442Ma,形成于古祁连洋壳俯冲-碰撞阶段,主要表现为区域性的片理、片麻理或糜棱叶理;第二幕变形发生在422~406Ma,形成于俯冲板片的折返阶段,主要表现为轴面南倾的紧闭褶皱;第三幕变形则主要为轴面近于直立的宽缓褶皱。前两幕变形被第三幕变形叠加改造。祁连地区广泛分布着奥陶系-志留系与上覆泥盆系的角度不整合,不整合面上、下的地层对比指示西段不整合时间早于东段不整合时间,可能代表了古祁连洋西段拼合较早、东段拼合较晚的斜向"剪刀式"拼合。此外,多条穿过整个研究区的1∶20万地质剖面上的运动学解析,揭示了古祁连洋壳自北向南的俯冲极性。综合以上研究结果,认为古祁连洋壳最早的俯冲时间为544Ma,中祁连和阿拉善微陆块自462Ma开始碰撞拼合,古祁连洋于442Ma最终闭合。早古生代原特提斯洋北界西段俯冲方式为自南向北"后退式"俯冲,可能发生过俯冲带跃迁事件。     

华北克拉通南北缘三叠纪钼矿化类型、特征及地球动力学背景

华北克拉通南北缘是中国最重要的钼成矿带,特别是近年来在南北缘陆续发现了大量的钼矿床,显示了巨大的钼资源前景。其中三叠纪钼矿床的不断发现引人注目。在华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿床在空间上总体呈EW向展布,矿床产出受区域东西向断裂控制,钼矿床的形成与三叠纪酸性侵入体关系密切,多产于花岗岩体中、斑岩体内外接触带或附近,矿床类型包括斑岩型和石英脉型。在华北克拉通南缘及邻区,三叠纪钼矿床总体上呈NW向展布,受区域NW向断裂控制,钼矿床的形成与晚三叠世酸性侵入体及碳酸盐脉有关,矿床产于斑岩体内及附近,矿床类型包括斑岩型、石英脉型及碳酸盐脉型。成矿年代学研究表明,华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿主要形成于248~220Ma,而南缘及邻区三叠纪钼矿床主要形成于226~210Ma。其对应的成矿动力学背景为印支期华北板块与西伯利亚板块同碰撞造山过程和扬子板块与华北板块同碰撞造山过程。     

合肥市地壳浅部三维速度结构及城市沉积环境初探

合肥市位于合肥盆地东南缘,东侧紧邻郯庐断裂带,多条大型隐伏断裂穿过市区.为进一步认识合肥城市下方隐伏断裂的空间展布、性质,以及城市复杂的沉积环境,本文利用布设在合肥市区的58套三分量短周期地震仪组成的台阵,获得了37天的三分量连续波形数据,通过基于射线追踪的面波走时直接成像方法反演得到了合肥市地壳浅部0.6~3.6 km的三维剪切波速度结构,速度结构图像展现了地壳浅部的横向不均匀性和纵向成层性,揭示出NNE、NWW和近EW三组不同走向的隐伏断裂在城市地下浅部的构造特征.取得以下认识：（1）合肥市南、北方向在浅地表（2 km以内）存在显著速度差异,速度分界线位置与已知的近EW向的蜀山断裂一致,断裂南侧呈现低速凹陷,北侧则为高速隆起.低速中心深度达2~3 km,速度异常与该断裂在合肥盆地东部演化过程中的构造反转沉积了不同地层有关;（2）合肥市区存在明显的高速异常带,其走向、位置与穿过该区域的郯庐断裂带西支主干断裂相符,其中五河—合肥断裂在市区北部以东呈现低速凹陷特征,低速区范围与肥东凹陷晚白垩纪以来的沉积构造边界一致,认为肥东凹陷的最大沉积厚度可达2 km以上;（3）合肥市中心跨郯庐断裂带西支主干断裂之间呈现明显的凹、隆相间的复杂构造,推测其是在多组断裂的共同拉伸作用下形成的小型沉积盆地,沉积中心位于郯庐断裂带内部,最大厚度可达3~4 km.由于其展布方向在不同深度与该区域断裂的走向具有明显的相关性,推测不同深度的沉积形态与郯庐断裂带在不同时期的构造演化过程有关.

     

山西堡子湾-九对沟金(钼)矿区岩石地球化学特征及其意义

山西堡子湾金矿为一隐爆角砾岩型金矿,新近在其南西9 km处的九对沟地区又发现了隐爆角砾岩型钼矿。堡子湾金矿与二长花岗(斑)岩成矿关系密切,矿区二长花岗(斑)岩为过铝质钙碱性岩石,w(SiO2)为74.22%,K2O/Na2O比值为0.88,w(K2O+Na2O)为3.32%,铝饱和指数A/CNK为1.97,σ为0.35;ΣREE为66.4×10-6,无明显Eu异常(δEu=0.93)。九对沟钼矿则与流纹斑岩具成因联系,该流纹斑岩为过铝质高钾钙性岩石,w(SiO2)为75.92%~77.0%,K2O/Na2O比值为1.94~44.67,w((K2O+Na2O)为5.48%~7.4%,铝饱和指数A/CNK为1.35~1.65,σ为0.91~1.61;ΣREE为80.6×10-6~100.2×10-6,具弱负Eu异常(δEu=0.49~0.74)。与成矿密切相关的两类岩石同位素地球化学特征〔(87Sr/86Sr)初始比值为0.703301~0.706664,εNd(t)为-9.42~-19.39〕显示:它们可能来自Ⅰ型富集地幔,为同一源区岩浆演化而来的不同产物。氧化程度高、分异演化程度低的二长花岗质岩浆是形成堡子湾金矿床的重要控制因素,而相对氧化程度低、分异演化程度高的流纹质岩浆与九对沟钼矿化密切相关。     

熔体包裹体分析技术进展

熔体包裹体是岩浆岩中矿物生长或结晶过程中捕获的少量硅酸盐熔体,成为地球深部过程的重要见证者。因此,有效识别其记录的岩浆演化信息显得十分重要。文章在前人对熔体包裹体研究的基础上,系统梳理其研究方法,总结了5步研究过程：① 利用偏光显微镜,开展详细的岩相学观察以识别具有代表性的熔体包裹体类型;② 为加热实验和成分分析制备样品;③ 利用高温热台,对熔体包裹体进行加热实验使其内部均一化,并测得捕获温度;④ 通过电子探针、二次离子探针、LA-ICP-MS、显微激光拉曼等技术对熔体包裹体中的主、微量元素、同位素以及挥发分组成进行分析测试;⑤ 熔体包裹体数据分析,与全岩成分和相关实验得出的流体成分进行对比。虽然熔体包裹体的研究经历了近百年的发展,但有效还原其代表的初始岩浆信息,仍然是当前研究的难点和热点。尤其是地球系统科学发展引发宜居地球深部过程的探讨,使得开展熔体包裹体分析新方法的探讨成为重中之重。     

南天山库勒湖蛇绿岩地球化学特征及其年龄

南天山库勒湖蛇绿岩的形成环境和时代一直存有争议。本文通过对蛇绿岩基性熔岩的主量、微量和同位素地球化学研究,结果表明库勒湖蛇绿岩具N-MORB特征,推测其形成于小洋盆环境。基性辉长岩中锆石SHRIMP U-Pb年代学的研究表明425±8Ma古亚洲洋南缘南天山一带存在一小洋盆。