云南都龙锡锌多金属矿床矽卡岩矿物学和矿物化学特征及其地质意义

都龙锡锌多金属矿床位于华夏地块西缘,是中国最大的锡石硫化物矿床之一。矿体主要呈层状、似层状产于晚白垩纪花岗岩体上覆新元古代新寨岩组的矽卡岩带内。矽卡岩蚀变矿化可划分为5个阶段:石榴子石-辉石阶段、阳起石-绿泥石阶段、磁铁矿-锡石阶段、锡石-磁黄铁矿-闪锌矿阶段、闪锌矿-黄铜矿阶段。以都龙矿床中的矽卡岩为研究对象,在识别矿物组合与结构的基础上,采用电子探针与LA-ICP-MS技术对矽卡岩中的石榴子石、辉石进行了主量、微量元素分析。结果表明:都龙矿床矽卡岩中的石榴子石可分为3类,且具有一定的世代特征。Grt Ⅰ世代为早阶段形成的钙铁榴石(And_95～99Gr_1～5),多位于核部,呈残余状,与透辉石共生; Grt Ⅱ世代为形成时间稍晚的钙铁-钙铝榴石(And_50～80Gr_20～50),多围绕Grt Ⅰ世代形成,与钙铁辉石共生; Grt Ⅲ世代为最晚阶段形成的细粒钙铝榴石(And_30～40Gr_60～70),量少,多呈不规则状。石榴子石与辉石的矿物组合变化暗示流体氧化性具有逐渐降低趋势。微量元素特征显示Grt Ⅰ世代呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型特征,Grt Ⅱ世代呈重稀土元素富集、轻稀土元素亏损的左倾型特征,表明稀土元素分配可能受石榴子石晶体化学结构和固溶体端元组分共同影响。不同世代石榴子石成矿元素In和Sn含量差异也较大。Grt Ⅰ世代In和Sn含量分别为(63.0～264.0)×10^-6(平均值为159.0×10^-6)和(2 790～13 100)×10^-6(平均值为7 441×10^-6); Grt Ⅱ世代In和Sn含量分别为(1.6～81.0)×10^-6(平均值为20.0×10^-6)和(436～4 740)×10^-6(平均值为2 518×10^-6)。石榴子石中In与Sn含量的正相关关系暗示了两者的同时性、同源性,并且在矽卡岩形成早期已经具有一定的选择性富集趋势。因此,系统地研究矽卡岩中的矿物化学特征对有效约束成矿流体在矽卡岩蚀变与矿化过程的演化具有重要意义。     

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为172.7±1.1 Ma。全岩SiO₂含量为62.81%～68.78%,全碱(ALK)和Al₂O₃含量较高,FeO^T、 MgO和TiO₂含量较低;里特曼指数σ=2.27～5.33, Na₂O/K₂O=1.19～3.57, Mg^#=38.0～49.0,属于中高钾钙碱性系列;铝饱和指数A/CNK=0.91～0.97,为准铝质岩石。稀土总量为(117.70～146.32)×10^-6,(La/Yb)_N值为11.70～18.10,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型配分模式;具轻微的铕负异常(δEu=0.86～0.98),表明源区没有明显的斜长石残留或分离结晶;较高的Zr/Hf、 Nb/Ta和Sr/Y值,低Y和Yb含量,富集大离子亲石元素Rb、 Sr和Ba,亏损高场强元素Nb、 Ta和Ti,指示源岩具有壳源...     

新疆西准噶尔哈图岩体地球化学特征及其地质意义

哈图岩体侵位于西准噶尔南部早—中泥盆世海相火山-沉积地层中,主要岩性为二长花岗岩、正长花岗岩及少量碱长花岗岩,是研究西准噶尔晚石炭世构造环境的理想对象。哈图岩体花岗岩中SiO₂含量(质量分数,下同)为72.06%～76.53%,全碱(Na₂O+K₂O)为7.80%～8.57%,CaO为0.20%～1.58%,MgO为0.07%～0.42%,明显具有高Si、富碱、贫Ca、低Mg的特征; 这些花岗岩的Al₂O₃含量为12.55%～14.06%,A/CNK值为1.06～1.15,A/NK值为1.15～1.36,显示其为弱过铝质—强过铝质花岗岩。此外,哈图岩体具有较低的稀土元素总含量((88.14～139.53)×10^-6)和高的轻、重稀土元素比值((La/Yb)_N值为3.04～6.50),在球粒陨石标准化稀土元素配分模式中显示为典型的右倾“V”字形且具有强烈的负Eu异常,表明源区可能有斜长石残留或出现斜长石的分离结晶作用; 在原始地幔标准化微量元素蛛网图中,这些花岗岩明显富集Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素,相对富集Zr、Hf,强烈亏损Sr、Ti、P,相对亏损Ba、Nb。以上特征及主量、微量元素特征和图解表明,哈图岩体为典型的弱过铝质—强过铝质A₂型花岗岩,其形成于造山后伸展阶段,是由洋壳和岛弧组成的新生地壳受上涌的幔源物质加热,在浅部低压条件下发生部分熔融,再经分离结晶作用的产物。     

湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

湖北峡东地区位于华南板块上扬子地块分区,其奥陶系南津关组灰岩中发育大量条带状和结核状硅质岩。在详细野外调查的基础上,对这些硅质岩进行岩相学和地球化学分析,探讨其成因及沉积环境意义。结果表明:硅质岩主要由石英、玉髓组成; 硅质岩贫Mn、Fe,其A1/(Al+Fe+Mn)值为0.27～0.84,平均值为0.64,Mn/TiO₂值小于0.5,Th/U值为0.02～0.86; 硅质岩具有低的稀土元素含量(质量分数,下同),稀土元素总含量为(0.67～27.79)×10^-6,经北美页岩标准化后呈现相对平缓右倾的稀土元素配分模式和弱的Ce异常,同时(La/Yb)_N平均值为1.31; 硅质岩寄主灰岩的δ¹³C值为-2.37‰～2.30‰,平均值为-0.006 4‰,δ¹⁸O值为-9.04‰～-6.49‰,平均值为-7.61‰,计算的古环境温度为4 ℃～21 ℃。这些结果反映湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中的硅质岩主要为生物成因,形成于温暖缺氧的大陆边缘环境。     

东昆仑中段灶火沟花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

东昆仑中段灶火沟花岗岩为一套石英闪长岩-英云闪长岩-花岗岩闪长岩-二长花岗岩的岩石组合。岩石具有连续的地球化学成分变化特征,SiO₂含量(质量分数,下同)为60.94%～74.14%,Al₂O₃含量为12.73%～16.22%,Na₂O+K₂O值为4.51%～7.61%,属中—高钾钙碱性的准铝质至弱过铝质I型花岗岩。岩石稀土元素总含量((106.62～182.76)×10^-6)较低,平均值为144.25×10^-6,总体表现出相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素的特征,同时具有Ta、Nb、Ti负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,该套花岗岩形成于262～260 Ma,属中二叠世晚期。岩石地球化学特征表明,灶火沟花岗岩形成于大陆弧环境。结合区域地质背景可知,中二叠世晚期古特提斯洋已开始向北俯冲。岩石成因研究表明,幔源岩浆的底侵作用导致下地壳部分熔融,随后壳源熔体与幔源熔体发生不同程度的混合作用形成母岩浆,而后经历了一定程度的结晶分异作用,最终固结成岩。     

内蒙古巴林右旗晚侏罗世巴彦琥硕花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成

巴彦琥硕花岗岩采自内蒙古巴林右旗北部,其主要岩性为中细粒花岗岩、细粒二长花岗岩。通过地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素分析研究,探讨巴彦琥硕花岗岩成因及其地质意义。锆石U-Pb年代学研究结果表明,巴彦琥硕花岗岩锆石U-Pb年龄为150 Ma,形成于晚侏罗世。岩石学和地球化学研究表明:SiO₂质量分数不低于71.3%,Al₂O₃不低于12.15%,w(K₂O)+w(Na₂O)值为7.74%~8.29%,w(K₂O)/w(Na₂O)值为0.88~1.57,Sr质量分数为(61.7~197.5)×10^-6,Y为(17.3~33.2)×10^-6,w(Sr)/w(Y)值低,为1.77~3.56,巴彦琥硕花岗岩属低锶高钇型岩石;岩石轻、重稀土元素分馏明显,w(La)_N/w(Yb)_N值为3.06~10.89,显示出明显的Eu负异常。锆石Hf同位素分析显示ε_Hf(t)值介于6.1~12.3之间,显示源区亏损的特征。考虑到侏罗世—白垩世期间太平洋板块对中国东部边缘的俯冲作用,巴林右旗北部晚侏罗世巴彦琥硕花岗岩的形成受太平洋板块俯冲作用影响,形成于挤压向伸展体制转换的过渡期。     

西藏冈底斯带北缘波果日则地区A型花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

波果日则地区位于西藏冈底斯带北缘的班公湖—怒江缝合带中段,目前有关班公湖—怒江洋盆的闭合时间存在争议。在波果日则地区出露的A型花岗岩以岩株侵位于卧荣沟组一段,岩性为中—细粒黑云花岗斑岩。岩石具有富SiO₂(含量(质量分数,下同)为70.61%～74.94%)、K₂O(4.96%～7.48%),贫Al₂O₃(11.90%～13.79%),较高FeO^T/MgO值(7.47～25.88),较低TiO₂(含量为0.16%～0.25%)的特征,属弱过铝质—准铝质碱性系列(A/CNK值为0.90～1.12,A/NK值为1.10～1.34)。稀土元素总含量为(179.80～370.29)×10^-6,(La/Yb)_N值为5.36～8.70,Eu异常为0.28～0.61,球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为右倾的“海鸥”型,属于典型的铝质A型花岗岩。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,大离子亲石元素和高场强元素Rb、Th、U、K、Zr、Hf明显富集,而Ba、Sr、Nb、Ta、Ti明显亏损。较高的Zr、Nb、Ce和Y含量及较高的Y/Nb、Yb/Ta和Ce/Nb值显示波果日则地区A型花岗岩为A₂型花岗岩。岩相学、地球化学和区域地质资料综合显示,波果日则地区A型花岗岩形成于碰撞后岩石圈伸展背景,是下地壳拆沉导致软流圈物质上涌并加热上覆地壳,致使上覆地壳变质泥岩发生部分熔融并经历了一定程度分离结晶作用的产物。A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(110.8±1.3)Ma,表明其形成于早白垩世晚期,推测班公湖—怒江洋盆至少在早白垩世晚期就已闭合。     

山东胶东地区盘子涧金矿成矿流体He-Ar同位素地球化学特征

盘子涧金矿地处山东胶东地区蓬莱—栖霞金成矿带南部,是典型的石英脉型金矿,Au品位高,目前对该矿床成矿流体来源的研究尚不深入。在详细的矿相学观察及黄铁矿显微结构研究基础上,对盘子涧金矿主成矿阶段(石英-黄铁矿(绢云母)阶段和金-石英-多金属硫化物阶段)的载金黄铁矿进行了流体包裹体He-Ar同位素组成分析。结果表明:盘子涧金矿载金黄铁矿中流体包裹体的³He丰度为(3.49～8.50)×10^-14 cm³ STP·g^-1,⁴He丰度为(2.46～5.06)×10^-8 cm³ STP·g^-1,³He/⁴He值为0.8R_a～1.2R_a(R_a为大气³He/⁴He值,R_a=1.39×10^-6),成矿流体表现出以富集地幔为主导的壳幔混合特征; ⁴⁰Ar丰度为(1.02～2.65)×10^-7 cm³ STP·g^-1,⁴⁰Ar/³⁶Ar值为896.3～1 724.1,是大气饱和水⁴⁰Ar/³⁶Ar值的2～3倍,与中国东北部幔源岩样品⁴⁰Ar/³⁶Ar值相近,推测成矿流体主要来源于富集地幔,成矿流体中存在着一定量的地壳放射性成因⁴⁰Ar,表明地壳流体参与了成矿作用。综上所述,推断山东胶东地区盘子涧金矿成矿流体为以富集地幔流体为主导的壳幔混合流体。     

云开地区月田岩体的成因:地球化学、锆石 U-Pb 年龄及 Hf 同位素制约

月田岩体位于扬子地块与华夏地块拼合带的西南段, 对该岩体片麻状花岗闪长岩样品进行了 LA- ICP-MS 锆石 U-Pb 测年, 获得²⁰⁶Pb / ²³⁸U 年龄加权平均值为 433. 6±4. 8 Ma(MSWD= 2. 9), 说明该岩体形成 于加里东期。 该花岗闪长岩体 SiO₂ 含量在 61. 31% ~ 69. 42%, K₂O+Na₂O 为 3. 48% ~ 5. 91%, 且 K₂O/ Na₂O 为 0. 88~5. 57, 具有钙碱性高钾钙碱性、 强过铝质特征的 S 型花岗岩, 兼具有 I 型花岗岩特征; 明显亏损 Ba、Sr、Ta、Nb、P、Ti 等元素, 相对富集 Rb、Th、U、Ce、Zr、Hf、Y、La、Nd 等元素, 总体属于低 Ba-Sr 花岗岩范畴; 稀土总量((199. 52~252. 15)×10^-6 )较高, LREE/ HREE 为 5.38 ~ 11. 29, 轻稀土富集, 轻稀土分馏程度中 等, δEu 为 0. 40~0. 64, δCe 为 0. 90~1. 04。 锆石的 ε_Hf(t)值在-10. 01~ -3. 22, 二阶段模式年龄 T_2DM 在 1. 62 ~2. 06 Ga, 暗示物源来自元古代地壳物质。 结合前人研究资料认为, 月田花岗岩是由元古代基底物质发生 深熔作用形成, 是华南地区加里东期陆内造山作用的响应。     

新疆西天山备战铁矿床硅质岩的发现及其地质意义

新疆西天山备战铁矿床出露下石炭统大哈拉军山组第三亚组火山岩和沉积岩,剖面测量和岩相学研究发现其中还发育硅质岩,呈层状、似层状分布于灰岩、英安岩和凝灰岩中。硅质岩主要由玉髓和微粒石英组成,岩石具微晶结构、块状构造和层理构造。硅质岩SiO₂含量(质量分数,下同)(67.26%～83.52%)、Al₂O₃含量(5.85%～15.88%)和TiO₂含量(0.30%～0.68%)较高,且Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)值较高(0.89～0.99),而K₂O含量(0.27%～4.09%)和P₂O₅含量(0.06%～0.12%)较低,且MnO/TiO₂值较低(0.02～0.13),稀土元素总含量较高((11.32～119.14)×10^-6),球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型。岩相学和岩石地球化学特征表明,备战铁矿区硅质岩为火山沉积成因,硅质主要来源于海底火山喷发,有少量陆源碎屑物质加入,硅质岩形成于大陆边缘环境,其沉积环境为浅海、弱碱性、氧化环境,有利于磁铁矿的形成。综上所述,备战铁矿区硅质岩的发现对确定备战铁矿床的成矿构造背景、形成环境及成因具有重要的指示意义。     

西秦岭西段塔洞花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及其地质意义

塔洞花岗闪长岩体位于西秦岭造山带西段,主体岩性为灰白色中细粒块状花岗闪长岩,岩体中未见暗色闪长质包体。对该岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试,所选锆石均为具岩浆韵律环带结构的岩浆锆石,锆石w(Th)/w(U)值主体大于0.4,锆石U-Pb加权平均年龄为(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花岗闪长岩体的结晶年龄。地球化学特征显示,该岩体具有高SiO₂质量分数（66.88%~67.46%）、高Al₂O₃质量分数（15.39%~16.54%）、富K（质量分数为2.83%~4.12%）、准铝质（A/CNK值介于0.97~1.0之间）的高钾钙碱性花岗岩特征。该岩体轻、重稀土元素分异强烈,Eu异常不明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型,原始地幔标准化微量元素蛛网图具明显的富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba等）,亏损重稀土元素与高场强元素（如Nb、Ta等）的特征。该岩体具有与埃达克质花岗岩相似的特征,如高Sr质量分数（主体大于400×10^-6）、低Y质量分数（（5.49~12.8）×10^-6）、低Yb质量分数（（0.34~0.91）×10^-6）、高w(Sr)/w(Y)值（大于40,多介于50~90之间）。岩石成因研究表明,该岩体为加厚下地壳石榴子石角闪岩（石榴子石体积分数为10%~20%）部分熔融并经历分离结晶作用形成的。综合区域资料认为,西秦岭造山带西段古特提斯洋于印支晚期已经关闭,南北陆块完成同碰撞造山作用,并进入后碰撞构造演化阶段。     

东准噶尔青河地区野马滩一带托让格库都克组高铝玄武岩的发现及其地质意义

下泥盆统托让格库都克组高铝玄武岩产自东准噶尔青河地区野马滩一带。高铝玄武岩富含大量斜长石斑晶,属亚碱性系列。它们具有显著高A1₂O₃(质量分数为17.22%～21.31%),低SiO₂(47.12%～49.45%),高TFe₂O₃(8.50%～11.98%)、MgO(2.64%～5.63%)、Ni（(5.75～27.87)×10^-6）、Cr（(0.99～25.62)×10^-6）,以及高Sm/Yb值(1.13～1.96)、U/Th值(0.42～0.81)的特征,相对富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,显示出典型的高铝玄武岩地球化学特征。进一步研究表明,其岩浆来源于受俯冲带流体交代地幔楔的部分熔融。此外,高Sr/Y值(43.16～47.07)和低Y(质量分数为(15.69～19.09)×10^-6)、Yb((1.64～2.13)×10^-6)显示玄武质岩浆源区有俯冲带洋壳物质的加入。高Al特征很可能与高压条件下斜长石的滞后结晶有关。地球化学特征表明,高铝玄武岩形成于岛弧环境。东准噶尔早泥盆世高铝玄武岩的发现丰富了本区火山岩岩类信息资料,并为构造演化研究提供了重要依据。     

北秦岭晚三叠世关山岩体地球化学特征及成因机制

关山地区位于北秦岭与北祁连造山带的结合部位,目前有关关山岩体的岩石成因存在争议。锆石U-Pb定年结果表明关山岩体二长花岗岩的加权平均年龄为(236.3±4.0)Ma(样本数为6个,平均标准权重偏差为2.6)。地球化学特征显示岩石具有高Si(SiO₂ 含量(质量分数,下同)高于69%)、富碱(K₂O含量高于3.84%,Na₂O含量高于4.18%)、Mg^#值较高(50.4～51.0)的特征,轻稀土元素较富集,重稀土元素亏损且相对平坦,Eu呈微弱负异常(0.75～0.82),岩石富集Sr、Rb、Ba,亏损Y、Yb等,Sr/Y值为37.5～60.7,具有埃达克岩的性质。锆石Lu-Hf同位素(除去捕获锆石)分析结果表明,二长花岗岩5颗锆石具有负ε_<sub>Hf(t)值(-21.59～-4.49),对应的二阶段Hf模式年龄为1 538～2 622 Ma,1颗锆石为正ε_<sub>Hf(t)值(0.19),对应的二阶段Hf模式年龄为1 245 Ma,指示关山岩体来源于新元古代地壳物质。岩石具有高SiO₂、Al₂O₃含量,相比于地幔明显较低MgO以及Cr、Ni等元素含量,指示关山岩体来源于地壳物质的熔融,岩石较高Mg^#值说明其源区可能有地幔组分的加入。岩相学、地球化学、同位素特征和区域地质资料综合显示,关山岩体二长花岗岩形成于碰撞挤压环境,是下地壳增厚环境下脱水部分熔融的产物,其中伴随有地幔组分的加入。     

柴北缘鱼卡河超高压变质金红石中Si含量及其地质意义

利用LA-ICP-MS方法对柴达木盆地北缘鱼卡河超高压变质的多硅白云母榴辉岩及共生的石榴角闪钠长岩中的金红石进行了详细的矿物学和LA-ICP-MS原位微量元素研究。结果表明:多硅白云母榴辉岩中金红石显示Si成分环带,且Si含量(质量分数,下同)随变质压力而发生规律性的变化; 从进变质到峰期变质阶段,金红石中Si含量从核部向边部呈升高趋势,峰期金红石的边部Si含量达到最高,退变质阶段金红石中Si含量从核部向边部呈降低趋势; 石榴角闪钠长岩中的金红石主要呈包体产于多硅白云母、石榴子石、角闪石和钠长石中; 在相同的超高压变质条件下,石榴角闪钠长岩中多硅白云母包体金红石的Si含量((1 018～2 741)×10^-6,平均为1 924×10^-6)明显高于多硅白云母榴辉岩中的峰期金红石((450～2 397)×10^-6,平均为952×10^-6)。综合多硅白云母榴辉岩和石榴角闪钠长岩的产状、变质演化和全岩成分以及前人对大别—苏鲁超高压榴辉岩中富硅金红石的研究结果提出,超高压变质岩石中金红石的Si含量与变质压力成正相关关系,金红石中Si含量大于500×10^-6可以作为榴辉岩经历超高压变质作用的指示标志。超高压金红石中Si含量与全岩成分中SiO₂和TiO₂含量有关,随SiO₂含量的升高和TiO₂含量的降低而升高。     

新疆阿尔泰大喀拉苏花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

大喀拉苏似斑状黑云母二长花岗岩出露于新疆阿尔泰南缘,是研究阿尔泰二叠纪构造环境的理想对象。采用LA-Q-ICP-MS锆石U-Pb定年获得其加权平均年龄为(261.4±2.1)Ma,属中二叠世。岩石具有高Si(SiO₂质量分数为69.03%～70.94%)、富Al(Al₂O₃为14.18%～14.71%)、富K(Na₂O/K₂O值为0.70～0.87)的特征,A/CNK值为1.02～1.04,属高钾钙碱性弱过铝质花岗岩,显示I-A过渡型特点。微量元素表现出Rb、Th、Pb、Nd、Sm的相对正异常; Ti、P、Sr和Ba的负异常; 稀土元素显示轻稀土元素强富集、重稀土元素平缓及明显的负Eu异常(0.55～0.82)。岩石的ε_Nd(t)值和两阶段模式年龄分别为2.66～3.01和0.79～0.80 Ga。综合区域地质资料和岩体地球化学特征,认为大喀拉苏黑云母二长花岗岩形成于后造山伸展环境,岩浆来源于地幔和地壳物质的混合,并在岩浆源区经历了分离结晶作用。