扬子板块北缘马元铅锌矿床有机地球化学特征及成矿作用

近年来,有机质与金属成矿关系研究备受关注。扬子板块北缘马元矿床铅锌矿体分布与古油藏、沥青在空间上叠置,是探索有机质与铅锌成矿关系的理想地区。矿区发育分散有机质、沥青、气态烃类等不同赋存形式的有机质,生物标志化合物特征明显,以低碳数正构烷烃为主,具浅海环境藻类来源特征,均处于过成熟演化程度。沥青²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.946～18.071,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.593～15.703,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.812～38.072,Pb模式年龄为612～478 Ma,结合油-源对比结果,沥青主要来源于下寒武统郭家坝组烃源岩,郭家坝组烃源岩经历了较强的还原环境和缺氧的高盐度环境。各类有机质C同位素组成一致,δ¹³C值为-35.3‰～-31.4‰,与区内闪锌矿流体包裹体中甲烷、乙烷等C同位素一致,显示有机成因碳典型特征。综上所述,马元铅锌矿床成矿与有机质关系密切,古油藏热裂解和热化学硫酸盐还原(TSR)作用提供了还原硫,富含Pb、Zn的盆地卤水与富含CH₄、H₂S的有机还原性流体混合是其重要成矿机制。     

扬子北缘下高川盆地上泥盆统铁矿梁组沉积物源分析

下高川盆地为扬子地块和秦岭造山带结合处的特殊构造单元,其构造演化与相邻的构造单元存在明显差异,晚泥盆世尤为突出。为全面理解下高川盆地的构造演化,重点研究了下高川盆地上泥盆统铁矿梁组砂岩的沉积物源。以石英砂岩为研究对象,分析重矿物组成,进而进行电气石电子探针分析和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。砂岩样品的闪锌矿、白钛石、钛铁矿重矿物组合说明其物源为岩浆岩。电气石电子探针分析结果表明,铁矿梁组石英砂岩主要来自于变质板岩和变质砂岩,少量为贫锂花岗岩类、伟晶岩和细晶岩。砂岩锆石U Pb年龄谱分析表明,铁矿梁组砂岩的主要物源来自425~530 Ma的天水和丹凤花岗岩、佛坪片麻岩、清水英安岩,以及578~982 Ma的柞水（黑沟）碱性花岗岩、天水和西峡的花岗质片麻岩、丹凤和卢氏的花岗岩。另外,1 015~1 551 Ma的佛坪黑云母斜长片麻岩,1 658~1 957 Ma的太白和宝鸡花岗岩、佛坪片麻岩,2 329~2 502 Ma的丹凤石榴黑云斜长片麻岩和2 625~3 147 Ma的商南太古宙结晶基底岩石均经历多次搬运,为扬子北缘下高川盆地提供次要物源。综合区域资料,晚泥盆世的物源大致来自北部,同时古地理格局表现为天水、丹凤、清水、西峡等地区岩体隆升剥蚀,成为物源区,而在华北古陆与扬子北缘下高川盆地之间可能存在多个较小古陆,如佛坪也属于物源区。     

扬子北缘镇巴—高川地区两类不同二叠系对比及区域构造意义

通过1:50000陕西镇巴—高川地区区域地质调查,发现镇巴地区和高川地区二叠系具有完全不同的岩石组合特征及生物化石,前者主要为一套稳定的碳酸盐岩相沉积,后者主要为一套较深水相黑色岩系沉积。经对典型地区实测剖面、古生物及岩石组合特征详细对比研究,发现二者虽然时代相同,但是不能横向对比,应为同期异相的产物。在综合区域地质资料基础上,探讨上述二叠系所表征的区域构造意义。两套二叠系岩相的差异性说明镇巴地区和高川地区当时曾分处在不同的沉积-构造环境:镇巴周缘以米仓山和星子山地层小区为代表的物质建造与扬子地块整体升降和海水的频繁进退密切相关,而高川周缘以褚河地层小区为代表的物质建造则更可能与早期地壳隆升、晚期地壳张裂成盆和海水贯入有关。综合区域地质资料研究认为,高川地区地层系统与勉略带地层系统相似,表明其早期与勉略带有着大致相同的构造演化史,也表明高川盆地曾经是晚古生代勉略裂谷—有限洋的一部分,只是被后期构造改造而残存于现今高川一隅。     

扬子地块西北缘后龙门山南华纪—早古生代沉积地层特征及其形成环境

通过对扬子地块西北缘后龙门山构造带南华纪—早古生代沉积地层的分析研究,综合运用岩石学、沉积特征分析的手段,结合与前龙门山构造带、碧口地块、米仓山构造带和汉南地块的沉积特征对比,探讨后龙门山构造带南华纪—早古生代的沉积环境,查明其形成环境。结果表明:在南华纪—早古生代后龙门山构造带沉积环境可分为南华纪—震旦纪裂解-稳定沉积和早古生代伸展裂陷沉积两个阶段,其中在早古生代伸展裂陷阶段后龙门山构造带经历了裂解→抬升→局部裂解→抬升→裂解的反复过程,最终形成了志留系茂县群裂陷槽沉积,主要沉积了一套代表伸展裂陷环境的沉积岩系,并有少量的陆内火山岩系。研究结果进一步证实,龙门山构造带在南华纪—早古生代总体是一个陆内裂谷带,不发育与古缝合线相关的构造混杂岩和蛇绿混杂岩带,是在陆内裂谷的基础上于印支期—燕山期形成的陆内造山带。     

黄土高原—毛乌素沙漠过渡带靖边地区全新世土壤元素地球化学特征及其环境意义

靖边地区位于黄土高原—毛乌素沙漠过渡带,对气候变化的响应更加敏感。利用元素地球化学指标综合分析靖边地区三道沟土壤剖面的化学风化程度、全新世环境变化及其驱动机制。结果表明:三道沟土壤剖面的化学蚀变指数和Na₂O/K₂O值反映其处于初等化学风化作用阶段; 三道沟土壤剖面形成于全新世8.4～1.8 ka,平均沉积速率为19.9 cm·ka^-1; 化学蚀变指数重建的靖边地区全新世平均降水量为611 mm,平均温度为11.7 ℃; 三道沟土壤剖面记录了靖边地区全新世经历了升温期(8.4～6.8 ka)、适宜期(6.8～4.2 ka)和降温期(4.2～1.8 ka)3个阶段的环境变化,其变化与全球气候变化相一致,主要受控于太阳辐射量变化。     

扬子板块西南缘南盘江盆地者堡一带二叠系—三叠系界线地质特征及牙形石生物地层

扬子板块西南缘南盘江盆地在二叠纪末结束了孤立碳酸盐岩台地生长历史,但先成台地在早三叠世对沉积过程的控制作用尚不明确。选取盆地西北缘安然背斜东段者堡一带二叠系—三叠系界线为研究对象,在详细剖面测制基础上,进行系统的牙形石生物地层研究。结果表明:罗楼组下部灰岩段包含2个牙形石带,自下而上依次为Hindeodus praeparvus带与Hindeodus parvus带; 根据区域剖面资料对比,可将二叠系—三叠系界线限定于剖面第4层1.5 m处。根据二叠系—三叠系界线剖面露头特征,结合区域资料综合分析,认为安然—者堡一带于晚二叠世长兴晚期经历了缓慢隆升→局部暴露形成岛屿并接受风化剥蚀→再次淹没接受沉积的过程。该研究为进行南盘江盆地二叠纪—三叠纪过渡时期古地理演化提供沉积学证据。     

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。     

浙西毛坦地区基性岩墙地球化学特征及其构造意义

江南造山带中新元古代基性岩墙广泛发育,其成因和构造背景的研究对认识江南造山带的构造过程和华南板块新元古代构造演化具有重要意义。对出露于江南造山带东北段的浙西毛坦地区新元古代基性岩墙进行了系统的地球化学研究。结果表明:基性岩墙的岩性主要为辉绿岩和少量辉长岩,岩相学及地球化学特征显示其主要属拉斑玄武岩系列,稀土元素特征还显示了拉斑玄武岩到高铝玄武岩的过渡;在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,Nb、Ta、Ti负异常显示了岛弧拉斑玄武岩的特征,但在MgO-FeO^*-Al₂O₃、Ti/100-Zr-3Y、TiO₂-FeO^T/MgO、Zr/Y-Zr、Ti-Zr、Zr/4-2Nb-Y和Th/Yb-Ta/Yb等图解上,基性岩墙样品大都落在洋岛、洋中脊和板内玄武岩区域,表明基性岩墙形成于伸展构造背景,主要为板内裂谷环境,且在岩浆上升侵位过程中不同程度混染了地壳物质;岩石的w(Th)/w(Ta)值及w(La)/w(Yb)值均较低,结合构造环境判别图解和岩石的拉斑玄武岩属性等,显示基性岩墙具有与地幔柱相关的岩石地球化学特征。这些特征显示,浙西毛坦地区的基性岩墙可能是Rodinia超大陆在新元古代因地幔柱活动导致软流圈上涌及部分熔融,使基性岩浆沿着由裂解作用形成的区域张裂构造侵入所形成的。     

青藏高原东南缘碰撞造山结构与物质组成:来自岩石地球化学和地球物理的联合约束

青藏高原东南缘位于印度板块与欧亚板块侧向汇聚部位,是检验碰撞造山动力学模型的理想场所。尽可能全面收集该区已有地球物理和新生代岩浆岩数据,探讨这些资料对碰撞造山带结构和物质组成的指示。结果表明:青藏高原东南缘不同部位的壳幔结构和组成存在较大差异。兰坪—思茅地块、保山地块和腾冲地块等的中地壳(15～30 km深度)普遍发育低速层,表明富水层或者部分熔融物质的存在,为青藏高原物质向东南流动提供了可能。部分熔融产物以大型剪切带内具有高Sr、低Nd同位素特征的淡色花岗岩脉为代表。但是,扬子板块同等深度下却发育高速层,其组成很可能是峨眉山玄武岩,它的存在阻隔了碰撞带物质向东流动。扬子板块和兰坪—思茅地块下地壳底部均出现呈条带状展布的高速体。根据新生代具有高Sr、低Y的岩石显示的下地壳源区特征,结合该区地质演化历史,将上述两套呈条带状展布的高速体分别解释为新元古代铁镁质弧岩浆岩和二叠纪—三叠纪铁镁质弧岩浆岩。青藏高原东南缘地幔各向异性存在明显南、北分区特征,在26°N以北表现为SN向,在26°N以南表现为近EW向。这一差异跟俯冲的印度板片撕裂有密切关系。该撕裂在综合地球物理剖面上显示为突变的印度板片俯冲角度,在地表表现为苦橄岩、煌斑岩、埃达克岩以及淡色花岗岩等的集中出露。这一新模型明显区别于前人的岩石圈拆沉和对流减薄等作用。     

滇黔交界地区玄武岩铜矿流体包裹体地球化学特征

为了探讨玄武岩铜矿成矿流体的特征,对滇黔交界地区峨眉山玄武岩铜矿3个成矿期次铜矿石中石英和方解石的气液包裹体进行了激光拉曼成分研究和均一温度、盐度测定,对古石油包裹体通过荧光显微镜进行了成分鉴定。结果表明:第1、2期次成矿流体主要为盆地卤水,其气液包裹体气液比小(一般5%～10%),w(NaCl)为8%～22%,气相为甲烷,液相为水,无子晶及液相CO₂,均一温度为80℃～260℃;第2期次成矿流体除盆地卤水外,还有以古石油为代表的有机流体,古石油包裹体由液态烃、固体沥青和气相组成,均一温度变化大(30℃～290℃),液态烃以荧光性强的芳烃为主;第3期次成矿流体具有大气降水成因,其气液包裹体气液比一般为5%～10%,w(NaCl)<4%,无子晶及液相CO₂,均一温度140℃～270℃,但以小于200℃为主。从第1期次到第3期次,成矿流体盐度逐渐降低,特别是第3期次的盐度非常低,但温度变化不明显。本区最重要的自然铜沉淀富集成矿是第2期次不同性质成矿流体混合或成矿流体与有机流体混合、有机质的还原的结果。