费尔普斯道奇块状硫化物矿床蚀变带中稀土元素的活动性

稀土元素(REE)从La到Ho均为活性元素,在魁北克西北部太古代费尔普斯道奇火山成因的Cu-Zn块状硫化物矿床之下的热液蚀变岩石中均富集本类元素。最富集的出现在中等蚀变的石英-绿泥石带中,La含量增加了六倍,La_N Yb_N值从1.9陡增到13.0;而在强烈蚀变的绿泥岩带中见有富集或贫化两种次要纯净的REE。Yb和Lu在上述两个蚀变带中均为惰性的。在稳定球粒陨石常量的REE间之比值不变的情况下,活性REE的增加和减少为;1.0La,0.79Ce,0.57Nd,0.49Sm,0.01Eu,0.10Tb和0.02Ho.轻稀土元素(LREE)和Tb值一般增加较大,而Eu值增加较少,因而负Eu异常增强.REE在蚀变体系的较热(>300℃)核心中被活化,而在较冷的边缘沉淀。强热蚀变及水/岩相互作用的其它部位显示相似的REE变化.表明在REE间比值不变的情况下REE的选择富集是一种广泛的现象.     

菱刈矿山矿床围岩的热液蚀变

菱刈金矿是浅低温热液石英-冰长石脉型,它包括菱刈金矿床和山田金矿床两个矿化区。矿床围岩主要由前新第三系四万十群和第四系火山岩系所组成。这些围岩在矿脉附近或多或少都遭受过热液蚀变。在本文中,根据矿物的共生组合及热液粘土矿物的形成与活动地热系统的温度关系,建立了四个蚀变带。这些蚀变带从矿区的中心到边缘为:Ⅳ:石英-绿泥石带;Ⅲ:石英-绿泥石(或绢云母)/粘土互层带:Ⅱ:石英-蒙脱石带:Ⅰ:方英石-蒙脱石带。     

天然沸石的应用

沸石首先于1756年由克郎斯蒂特(Cronstedt)在一种岩浆岩外壳中发现,并被鉴定为辉沸石。初期对沸石性质的大部分研究工作所使用的矿样是从由火山岩的热液蚀变作用形成的岩石空穴中采集的。热液蚀变作用产生了结晶完好的晶体,它们被认为是稀有矿物,并被作矿藏评价的依据。还可以将八面沸石作为宝石,制作装束珠宝饰物。     

亚利桑那州Picaho变质核杂岩中与第三纪糜稜岩化作用和滑脱断裂作用有关的流体运动——以~(18)O/~(16)O同位素为据

在亚利桑那州南部Picaho变质核杂岩内的第三纪地壳滑脱断层的构造剖面上,展示了三个构造层.自下而上分为未遭受变形的花岗岩基底、糜稜岩化层和角砾状、热液蚀变层.底部滑脱断层构成了下层的顶面,并伴有糜稜岩和绿泥石角砾岩;其上为蚀变程度不均的碎裂花岗岩中层,中层的顶部为上滑脱断层,其面上叠加了中新世外来的强烈氧化及钾化的火山岩.在这个过程中,δ~(18)O增加了10‰.,温度下降了400℃.下层未变形的Oracle花岗岩(δ~(18)O≈7.8)保留了似岩浆岩的矿物分馏特征,但在环境温度约为520℃,δ~(18)O_(H2O)≈4‰的水与岩石低比率占主导的情况下,这种分馏在温度下降300℃,以及在水与岩石高比率的条件下,δ~(18)O_(H2O)=3‰±1‰的流体渗入时,绿泥石化角砾岩记录了全岩变化值为+8‰.在强烈氧化和钾交代的上层火山岩温度下降到150℃时,上滑脱断层为一明显的同位素不连续面.下部的两个层和上层的蚀变作用分别与两个不同的流体层有关.在构造剖面上自下而上地记录了温度从高到低、水与岩石的比率从低到高、并以塑性蠕变到脆性破裂的变化规律,以及展示了深部"交换"流体与浅部表层氧化含水层之间的界面.     

花岗岩热液蚀变发生在南非威特沃特斯兰德盆地沉积后的成因证据

与威特沃特斯兰德和芬特斯多普超群含金变沉积岩空间上共存的花岗岩热液蚀变是岩浆后期形成的还是后来热液活动的产物?为帮助解决这个争论,本文对两个典型的蚀变花岗岩中以及中兰德群(威特沃特斯兰德超群)含金的金伯利矿层和不整合上覆的芬特斯多普接触带中蚀变产物的碳同位素和流体包裹体成分进行了研究。蚀变花岗岩中热液碳结核的δ~(13)C(-25.7‰～-36.0‰)和芬特斯多普接触带露头中结核状碳(小污斑)(-20.6‰～-32.4‰)的δ~(13)C值很小,显示出有机成因,而不符合岩浆成因。蚀变花岗岩中石英和含金矿层内剪切带中石英流体包裹体至少有两点是相同的。点是所有蚀变花岗岩及含金岩层剪切带中的流体包裹体都含有H_2O、CH_4,不含子矿物,高盐度(NaCl达到30w_B％以上),低均一温度(通常90～250℃),以Na和Ca阳离子为主,具有成岩地层卤水和(或)退化变质流体等特征。另一点,热液蚀变花岗岩和含金矿层中的流体和稳定同位素特征表明花岗岩蚀变不是岩浆后期的热液蚀变。这些数据说明了主要部分的蚀变是沉积物脱水作用于花岗岩和含金岩层的结果。因此,热液蚀变花岗岩并不是Klemd和Hallbaner(1987)及Robb和Meyer(1987,1990)认为的那样是威特沃特斯兰德盆地中硫化物、金和碳结核的可能来源。     

澳大利亚西部太古代浅层脉金矿床中地表水的渗入

澳大利亚西部太古代浅层脉型金矿床产于葡萄石-绿纤石岩相至低级绿片岩相岩石中,具有以下特征:(1)矿床主要赋存在火山作用和构造活动期后形成的脆性剪切带中;(2)矿脉赋存于角砾岩中;(3)含银硫盐、辉锑矿和早期的玉髓等低温矿石和脉石矿物;(4)矿体内金属具有垂向分带性。成矿流体温度介于150℃-325℃之间,推测的就位深度<5km。石英、绢云母、绿泥石等蚀变矿物的同位素分析结果与另一些具有相同构造活动周期的太古界脉金矿中的热液流体测试数据相比表明:本矿床含金热液流体中δD_(流体)值较高(与海水平均比值SMOW相比1σ;n=19,为-6‰±9‰);而δ~(18)O_(流体)值较低(与SMOW相比1σ;n=167,为4.4‰±2.3‰)。地表水的浅层渗入作用以及这些地表水与平流迁移的变质-岩浆水的相互作用,均能合理地解释矿床中流体包裹体及稳定同位素的组成特点及玉髓的存在。     

晶质铀矿稀土元素的配分——矿石成因的证据

各种热液矿床的晶质铀矿稀土元素(REE)分析表明稀土元素变化范围大。虽然晶体结构对晶质铀矿中稀土元素的替换起着基本的控制作用,但现在的研究暗示着其它因素也同样重要,特别是热液化学方面。超变质矿床中的晶质铀矿的稀土总量可以大于1‘。o印p。,而不整合型矿床中晶质铀矿(沥青铀矿变种)却小于2 o00ppm。稀土元素配分的其它特征,诸如Eu异常和明显的组内分馏都具有相同的变化(Eu/Eu’=<。.01一1,15;LREE/HREE=。.08一1.10);这些变化可以用含矿热液中络阴离子约性质和氧逸度的今花夹解释。另外.含铀石革砚岩的品后铀矿碑唇的稀牛元素朴布刑公可以向矜们操雌确宁沉和铺矿的直接证据.     

加拉帕戈斯扩张中心海床下的热液蚀变

504B钻孔位于加拉帕戈斯扩张中心科斯塔里卡裂谷南部山峰,是D.S.D.P.(即深海钻探计划,下同)布置在典型大洋中脊部位的钻孔中第一个见到含绿片岩相次生矿物的热液蚀变岩石的钻孔。在海底以下890米深度上,打到了高温下海水与岩石相互作用的蚀变岩石。根据次生矿物、细脉分布和微量元素的含量,可把岩心分为三带:1带(274—890米),岩石仍然是新鲜的,或部分蚀变为次生矿物(蒙脱石和皂石等);2带(890—1050米)和3带(1050—1350米)出现浊沸石、绿泥石、绿帘石、石英和阳起石。2带中细脉比3带更为频繁,2带的一些样品富集Mn和Zn。根据阳起石的化学组成、全岩组成和S_r同位素资料,2带和3带的一部分被认为是热液对水体系中的排放带。 2带和3带之间估测的蚀变温度变化很突然。1带温度低于100℃,而2、3带的温度高于200℃。这一差距与热液蚀变和其它地球物理特征的突变对应。解释这种间隔形成的最有道理的机制是时间的滞后,当洋壳在裂谷中形成的时候蚀变最强烈。2带和3带岩石上还覆盖了另一次熔岩流。     

加利福尼亚Mojave沙漠中部伸展糜棱岩中的体积损失、流体流和应变状态

加利福尼亚Mojave沙漠中部变质核杂岩中糜棱岩成分的改变说明,沿Watcrman Hills剥离断层分布的糜棱岩形成过程中伴随着大量的体积损失(20%～70%).强烈的硅质亏损和通常不活动元素的显著活动性表明,糜棱岩化过程中流体/岩石比值很大,这可能是连结近地表与中地壳蚀变状态有关的多通道热液对流的结果.糜棱岩化过程中石英的溶解表明,流体相对于硅是不饱和的,因此不会是岩浆源的或原生的.剪切带中大量的体积损失本应引起视压扁应变,然而整个核杂岩中的糜棱岩,包括记录体积损失很大的糜棱岩都显示为收缩应变.这种矛盾现象提出了剪切带模式对科迪勒拉变质杂岩是否适用的问题.     

奥地利Kreuzeck山系古生代角闪岩在矿化区附近的地球化学变异

奥地利Kreuzeck山系古生代变质火山沉积序列中有层控锑、汞、钨及块状硫化物的矿化现象。闪岩是该序列的重要组成部分,根据惰性微量元素资料,其变质前的原岩相当于近代的橄榄拉斑玄武岩。在层控矿床周围,围岩受到了海底热液活动的强烈蚀变,其中包括SiO_2的减少、铁氧化状态的变化以及Na、Sr、Ba与CO_2的显著富集。电子探针分析发现,在矿石周围的岩石中,绿泥石的MgO含量较低,长石的Na_2O含量较高。这样,矿物成份和全岩成份的变化记录了热液晕的存在。此现象对于探测工作有指导意义。     

太古代含铁建造中金矿床的新类型——强烈剪切变质的含钯金矿床

Caue铁矿位于Sao Francisco地盾南部Itabira地区。在该区已确定出其变质程度达到角闪岩相三个地质单元:①太古代火山沉积层序;②元古代含铁建造单元;③元古代石英岩单元。含铁建造单元被角闪岩脉切割,在构造上被火山沉积层序内的滑石片岩和角闪岩叠覆。所有岩石均受到三期褶皱作用及相应的逆冲作用和石香肠化的影响。在含铁建造中渐进的简剪切由东向西持续进行从而形成D_1和D_2构造,D_3构造为具褶劈的开阔褶皱。 Caue含钯金矿床由5个矿体组成,其围岩为含铁建造单元内的多色赤铁岩。多色赤铁岩为强烈剪切、变质并已发生热液蚀变的苏必利尔湖型含铁建造,其组成为赤铁矿、石英、滑石、金云母,含少量的电气石、磷灰石和独居石。在Corpo Y矿体中,最高的金聚集出现在石英脉中,而在Corpo Y矿体、Central矿体、Aba Leste矿体和AbaNorte矿体中最高的金品位位于赤铁矿中局部石英聚集处。除Aba Norte矿体外,其余矿体中的矿体均平行于S_1面理。Aba Nortz矿体内,富金的香肠化赤铁矿脉平行于S_2。矿石矿物为:钯金、金、钯的氧化物和硒钯矿。主要成矿事件与热变质作用的峰值(T=600℃)一致,与D_1剪切作用和逆冲作用同期。与该事件有关的热液蚀变以形成滑石、金云母、电气石、赤铁矿和石英脉为特征,构成多色赤铁岩岩石类型。多色赤铁岩风化使硅酸盐蚀变成高岭土,氧化物蚀变为针铁矿。在高温和高氧逸度环境下,Pb和Au可能已经转换为氧化物络合物,它们的沉淀主要与pH值的增加相对应。这种现象可以作为矿化流体与多色赤铁岩再作用的结果出现,也可能代表蚀变的白云岩化氧化物相含铁建造(白云岩化铁英岩)。这些贵金属最可能的来源是太古代火山沉积岩层。根据Caue矿床的特征,有理由认为这是一种新的金矿类型,本文将其定义为“以强烈剪切和变质的苏必利尔湖型含铁建造为围岩的含钯金矿床”。沿Sao Francisco地盾南部的东部边界,其它的含钯金矿床也是以多色赤铁岩为围岩的,由此认为这种地质环境特别宜于该类型的矿床的产生。     

含钾-碱镁闪石钾镁煌斑岩的矿物学

对十一个含金云母-碱镁闪石的钾镁煌斑岩进行了化学成分和矿物学研究,发现这种矿物组合(也见于交代蚀变的超基性捕虏体中)对过碱性钾镁煌斑岩来说,是典型的组合.这些火山熔岩典型地富K和Mg,并且K与Mg正相关.Ti含量是变化的,但TiO_2可达7%.钾镁煌斑岩的过碱性特征在结晶作用开始之前就已获得,其所有矿物,包括最初的岩浆矿物,Al含量都很低.岩浆部分或完全固结成岩之后,碱丢失,这可以从某些样品中得到证实.典型的矿物组合除金云母和碱镁闪石之外,还包括富Cr贫Al尖晶石、橄榄石、透辉石、富Ti氧化物(钛铁矿、假板钛矿、红柱石).两个样品中存在似罗镁大隅石矿物,进一步突出了钾镁煌斑岩的过碱性特征.电子探针分析表明,钾镁煌斑岩中大多数含Al硅酸盐矿物四面体位置上的离子一般不足,其Si+Al总和系统地低于理论值.共结晶矿物间大多数元素的分配都是规则的,例如,碱镁闪石和金云母之间的Fe、Mg、Ti分配,长石和碱镁闪石之间Na和K的分配,金云母和碱镁闪石之间四面体离子不足.由这些现象得出结论,这些钾镁煌斑岩的过碱性特征影响和控制着矿物成分,然而,全岩Si饱和的程度并不影响矿物成分.钾镁煌斑岩的主要自生矿物可以与解释为交代组合并推测形成于上地幔高压条件下的超基性团块的相应矿物进行比较.大多数主要元素分配趋势不受压力的影响,但硅酸盐矿物中Ti的可溶性随压力的增加而有相当大的减小.钾镁煌斑岩质溶液的成因不能与玄武质岩浆联系起来,在钾镁煌斑岩区确实没有玄武岩出现.已有的钾镁煌斑岩总成分可以形成于地幔中含金云母+碱镁闪石的超基性组合的熔融事件.计算表明,本文涉及到的所有样品中,矿物的原始比例为:30-50%的碱镁闪石,56-68%的金云母.熔融体晶出橄榄石(有或无透辉石)后的残留岩浆即是钾镁煌斑岩岩浆.     

内蒙古达青牧场岩体岩石地球化学特征与构造环境

研究区位于西伯利亚板块与华北板块大陆边缘增生和碰撞过渡区以及古亚洲洋构造域与古太平洋构造域叠加转换的关键部位,区内岩浆岩分布广泛。文章通过对达青牧场岩体地球化学分析,结合区域地质背景,应用岩石化学方法,通过主量元素、微量元素和稀土元素的含量分析,得出一些经典图解确定岩体构造背景。主量元素分析表明岩体基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质交换,指示岩浆混合作用的存在。岩体正长花岗岩3个样品具高Si,富Al和Na,低Ca、Mg和Fe2O3,K2O/Na2O值大于1,A/CNK值为1.34-1.49;轻重稀土元素分馏强烈,轻稀土富集,重稀土亏损,Eu异常明显,表明为偏铝质的高钾钙碱性A型花岗岩。在微量元素相关判别图中,达青牧场岩体基本落入火山弧花岗岩(VAG)和同碰撞花岗岩(Syn-Colg)范围,总体表现为与碰撞有关的岛弧花岗岩,反映出花岗岩形成于俯冲带的构造环境。     

蒙大纳州蒙大纳燧道火山角砾岩筒中的金矿床

在蒙大纳州西南的蒙大纳燧道处,有一个总体可采的金-银矿床,正位于一火山角砾岩筒的中心部位.这一火山角砾岩筒是沿着安山岩火山碎屑岩之间的接触带断裂侵位的.计有晚白垩世的EIkhom火山岩,以及一套石英安粗熔灰岩,其中有一部分是属于中始新世的低地湾火山岩.一组走向为北北东的石英安粗斑岩岩墙群是在火山作用减弱阶段中侵入并定位的.有两个最大的岩墙,年代为45至50百万年(中始新世),是在矿化和角砾岩化停止之前侵入火山角砾岩筒的.火山角砾岩筒的面积在地表为1km~2,由钻探得知为陡倾斜向下延伸至少310米.其中主要岩石类型是一种富基质的角砾岩.它的特征是由一种砂粒大小的以石英安粗岩成分的凝灰质基质、以邻接的火山围岩接触后产生与来自晚白垩世Boulder岩基所派生的侵入岩作为碎块物质.下面潜伏有岩基,该岩基被推测为下伏在蒙大纳地区.不同状态的火山围岩的塌陷岩块紧靠着火山角砾岩筒壁和位于火山角砾岩筒里面,由Elkhorn火山岩的物质组成,在它们下沉到火山角砾岩筒里面以后发生了水压角砾化作用.把岩块解释为由火山碎屑岩底面起伏沉积物(由地表凝灰环形成)以及古地表的部分碳化木(下沉到火山角砾岩筒里面)组成.火山角砾岩筒被-北西西走向的斜交滑动断层切割成不等的两部分.在火山角砾岩筒的角砾岩基质里硫化物以浸染状产出.而在更广阔的空间范围内,硫化物则以更为稀疏的呈多方向网脉以及在Elkhorn山火山岩角砾岩块的基质中分布.各种矿化都含有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿以及伴生着以锰方解石为脉石的稀有银金矿、菱铁矿和少量的石英.硫化物和脉石矿物的碎块和碎屑粒是常见的,并不证明是多次角砾岩化和矿化交替穿插形成的.在矿带里面有大量的锰方解石和菱铁矿并伴随着普遍的绢云母蚀变,不过只有弱高岭石化和硅化.绢云母化向外超出矿带为绿泥石-蒙脱石-碳酸盐蚀变,这一组合也是火山角砾岩筒里晚期矿脉的内部特征.金赋存在银金矿里面,纯度约550,在黄铁矿和闪锌矿里呈<200μm的包裹体.银金矿和方铅矿包裹体是一同沉淀的.银主要是在方铅矿中呈固溶液.