我国台湾东北部龟山岛附近海域热液流体中的稀土元素组成及其对浅海热液活动的指示

热液喷口系统中的稀土地球化学被集中调查,但是浅海热液系统中这方面的研究很少.此次研究,呈现了台湾东北部附近海域龟山岛热液流体中稀土元素分布的新数据.龟山岛热液区内黄色流体和白色流体中的总稀土(ΣREE)浓度相当,约为813~1212ng/L,与浅海海水相比显著富集.稀土元素球粒陨石标准化(REEN)分配模式显示,龟山岛黄色流体具有轻微的负Eu异常,白色流体没有Eu异常,这与龟山岛热液流体的相对低温和更具氧化性组成的特点有关.龟山岛热液流体中的轻稀土(LREE)相对重稀土(HREE)轻微富集.黄色流体和白色流体中的稀土元素行为与水岩相互作用时间较短有关.此外,黄色流体中的稀土元素分布还受到极低pH(2.81和2.29)、流体沸腾以及自然硫沉淀形成的影响,而白色流体则还受到细小颗粒物吸附以及稀土与氯配合的影响.     

湖南骑田岭花岗岩中的原生含锡榍石: 一个重要的含锡矿物及其找矿指示意义

在湖南骑田岭花岗岩体东南部的淘锡窝钙碱性花岗岩中, 通过精细的矿物学研究, 发现了一类重要的含锡矿物——榍石, 它通常与黑云母共生, 自形, 具典型“信封状”外形, 并且内部环带构造发育, 其中的SnO₂平均含量0.43 wt%, 最高可达1.12 wt%. 分析表明, 这类榍石为岩浆阶段结晶的产物, 伴随着花岗岩结晶作用, 从岩浆中分异出的流体会交代早期矿物, 从而原生含锡榍石可部分或全部发生热液蚀变, 但仍然保留榍石特有的“信封状”外形, 在大多数情况下, 蚀变产物中可包含微粒锡石, 此外还包括钛铁矿 + 含锡金红石 + 萤石 + 石英矿物组合系列. 因此, 作为钙碱性花岗岩中的常见副矿物, 榍石是含锡矿物中的重要聚锡矿物之一, 反映了花岗岩岩浆中的初始锡富集特征, 而榍石的热液分解作用则体现了后期锡元素的迁移和聚集过程. 由此可见, 湖南骑田岭花岗岩中的原生含锡榍石不仅是一个重要的含锡矿物, 而且对找矿具有重要指示意义.     

武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床Sm-Nd同位素年代学及其地质意义

通过典型矿床-武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中矿石及萤石稀土元素特征和Sm-Nd同位素体系的研究, 对昆阳群稀土富集及矿化时代进行了限定. 研究表明, 成矿期呈浸染状紫红色萤石中稀土总量 高, 强烈富集轻稀土, 正Eu异常; 成矿期后脉状浅绿色萤石中稀土总量低, 相对富集重稀土. 成矿期萤石Sm-Nd同位素等时线年龄为1539±40 Ma, ε_Nd(t)=-4.6; 矿石Sm-Nd同位素等时线年龄为1617±100 Ma, ε_Nd(t)值为-3.2. 表明矿床形成于中元古代早期, 成矿物质来源于富集地幔, 矿床成因为火山喷流-同生沉积. 在对比研究的基础上, 提出中元古代稀土大规模爆发成矿可能与当时大陆边缘裂谷环境产出的富碱非造山型岩浆有密切的关系.     

一种特殊的“M”与“W”复合型稀土元素四分组效应:以水泉沟碱性正长岩为例

用不同溶样方法、国外实验室检验对比和同位素稀释质谱法确定了河北省东坪水泉沟钾长石化-硅化碱性正长岩具有MW复合型(MW型)稀土四分组效应,这是M型与W型同时存在的一种新类型的稀土四分组效应.对这种岩石中磷灰石和锆石进行了单颗粒矿物稀土定量分析,稀土组成特点一致显示了熔体结晶(岩浆)及热液流体交代叠加作用的特点,并可能至少有两期热液活动.熔体-流体共存及富Cl,CO2和Si,K,Al,高温、中低盐度流体热液流体交代蚀变作用的叠加是形成MW复合型稀土四分组效应的主要控制因素.MW复合型稀土四分组效应可作为岩体改造型Au矿的成矿标志。     

西南印度洋脊49°39′E热液区硫化物烟囱体的矿物学和地球化学特征及其地质意义

2007年1～3月中国大洋19航次首次在超慢速扩张的西南印度洋脊(SWIR)49°39′E发现了活动的海底热液区,这是世界上在超慢速扩张洋中脊发现的第一个活动热液区.本文对获取的硫化物烟囱体样品进行了矿物组构特征、主微量及稀土元素分析.结果表明:(1)烟囱体内部以黄铜矿为主,含少量黄铁矿和闪锌矿;中部以黄铁矿为主,含有少量闪锌矿和黄铜矿;外部以黄铁矿和闪锌矿为主,黄铜矿量较少.从烟囱体内部到外部,矿物晶粒变小,晶形变差,矿物间孔隙逐渐发育,与东太平洋海隆和大西洋中脊等其他洋中脊硫化物烟囱体的矿物组成和特点类似;(2)研究区硫化物烟囱体Cu,Fe,Zn的平均含量分别为2.83%,45.6%,3.28%;Au和Ag的平均含量分别为2.0和70.2ppm,同其他洋中脊硫化物的元素含量相比较富集;(3)研究区的硫化物烟囱体REE具有轻稀土富集、重稀土亏损的配分特点,多数样品呈现负Eu异常,与典型无沉积物覆盖大洋中脊硫化物不同,可能与该区特殊的成矿环境或者热液流体组成特征有关.     

内蒙古大井锡多金属矿床流体成矿作用研究: 单个流体包裹体组分LA-ICP-MS分析证据

应用LA-ICP-MS分析方法进行大井矿床中心部位的锡铜矿体及黄岗梁矿床锡矿体萤石及石英中单个包裹体流体组分分析, 以包裹体流体中微量元素Rb/Sr, Sn/Cu等比值追踪大井矿床富铜及富锡流体的来源与演化. 研究结果表明大井矿床富铜流体Cu > Sn, Sr > Rb几至几十倍, 相对富集Na, 主要产出于萤石中, 流体可能来源于深源较基性岩浆. 富锡流体Sn > Cu, Rb > Sr几至几十倍, 相对富集K, 产出于石英及萤石中, 流体可能来源于浅源的花岗岩浆. 富锡与富铜两种流体在中低温-低盐度阶段强烈叠加富集成矿, 形成大井矿床中心部位锡铜富矿体, 解决了前人研究中难于解决的富锡、富铜流体成矿机理问题.     

大别-苏鲁造山带橄榄岩的变质和交代过程

详细的岩石学研究表明,大别-苏鲁造山带橄榄岩和辉石岩记录了俯冲带之上地幔楔的交代和变质信息.在苏鲁芝麻坊石榴二辉橄榄岩中识别了七期变质矿物组合,反映了大陆俯冲-碰撞-折返过程中多期的变质和交代作用.大别毛屋石榴斜方辉石岩同样保存了大量的交代结构,高Ni和富集轻稀土(LREE)的斜方辉石核部包裹了早期原岩橄榄石,表明它是俯冲地壳熔/流体与原岩橄榄石在超高压条件下反应的产物.毛屋石榴斜方辉石岩记录了六期变质作用,对应了岩石从浅部地幔楔沿俯冲隧道进入深部地幔楔,最后随陆壳岩石折返回浅部地壳的全部过程.其中石榴石变斑晶核部包裹了大量的以含水矿物为主的角闪岩相多相包裹体,具有高XMg和Ni含量,并富集大离子亲石元素(LILE)和LREE,表明它们是早期岩石在浅部地幔楔与地壳流体交代的产物.角闪岩进入深部地幔楔经历高压和超高压变质,早期含水矿物完全脱水分解,形成超高压石榴斜方辉石岩,释放LILE和LREE富集的流体进入上覆高温地幔楔,从而导致高温地幔楔发生部分熔融并产生岛弧岩浆.     

稀土区儿童智商调查研究——Ⅰ.赣南稀土区生物效应研究

我国稀土开发日益广泛.国内外对稀土的毒理学、药理学和生物化学等作过不少研究,但用动物实验无法直接外推稀土对人类大脑记忆、思维和推理等功能性损害.因此,在中国科学院资源环境局资助下对赣南稀土区进行了儿童智商的研究.1 研究对象及方法1.1 地区选择重稀土区选赣县大田乡下湖村(下称A区),轻稀土区选信丰县安西乡香山村(下称B区),对照区选于都县小溪乡锁龙村(下称C区).1.2 地质背景A和B两区都座落在晚侏罗世～早白垩世富含稀土的花岗岩风化壳范围,土壤中可交换态REO占总量的40%～90%,目前采点甚多;C区主要分布上泥盆统三门滩组砂岩、粉砂岩、砂页岩及页岩,土壤中REO低,无稀土成矿条件,土壤中REO可交换态比例小于25%.对稻田土壤抽查REO含量(μg·g~(-1))结果,A区:315～1355(平均572,n=7) ;B区:244～366(n=2);C区:218～230(n=2).A和B可采区内一般达400～2000μg·g~(-1).土壤中稀土配分见表1.     

四川雪宝顶白钨矿稀土地球化学与Sm-Nd同位素定年

产于四川雪宝顶的白钨矿晶体大、晶形好, 是研究非金矿中的白钨矿中稀土配分型式及Sm-Nd同位素体系的理想研究对象. 该区白钨矿为橙红色单晶体, 与绿柱石、锡石和白云母共生, 粒径为1~10 cm. 研究结果显示, 雪宝顶矿床中白钨矿稀土总量较高(275~534 μg·g^-1), 其稀土配分型式为无MREE富集的平坦型, 与Ghaderi等人划分的白钨矿Ⅱ型稀土配分型式总体类似, 但具负铕异常, 并且有与A型花岗岩较为相似的四分组效应. 结合已报道过的包裹体测温资料, 雪宝顶白钨矿成矿流体主要为低钠流体, 其稀土配分型式推测取决于热液中稀土的分配系数, 而非晶体化学因素控制, 其成矿热液很可能源自其矿区附近的研究程度较低的碱性花岗岩. 在白钨矿的¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd-¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd图解中, 对应的等时线年龄为(182.0 ± 9.2) Ma, MSWD = 0.52, 是白钨矿的形成年龄, 代表了雪宝顶W-Sn-Be矿的主成矿年龄, 属于燕山早期. 本次白钨矿Sm-Nd同位素等时线年龄研究结果进一步明确了雪宝顶W-Sn-Be矿成矿年龄, 为研究川西稀有金属矿床成矿年龄及松潘-甘孜造山带的成矿时空特征提供了可靠和有用的数据.     

富钴斑岩型金铜矿床地质特征及存在问题:以黑龙江金厂矿床为例

钴是我国战略性关键金属,对外依存度达95%.我国众多斑岩-矽卡岩型系统中伴生钴,且是我国钴资源的一个重要来源.目前认为,斑岩-矽卡岩型系统成矿物质和成矿流体均主要来自深部岩浆房,指示斑岩型矿床可能同样存在富钴的潜力.然而,目前国内外尚无典型斑岩型富钴矿床的明确报道,严重制约了我们对岩浆热液型富钴矿床,尤其是斑岩型矿床中的钴富集机理研究.黑龙江金厂大型金铜矿床,矿石类型分为角砾岩型、裂控型和细脉浸染型,为斑岩型金铜矿床.多种年代学方法揭示,金铜矿化发生于早白垩世,形成于(古)太平洋板块俯冲背景.初步研究发现,金厂矿床角砾岩筒中存在明显的钴富集,大量矿石样品中钴含量达到了0.06%以上,达到并超过了钴矿工业品位,发育钴的独立矿物(如硫镍钴矿和辉砷钴矿),同时黄铁矿也含有较高的钴含量(0.04%～0.2%),因而金厂是典型富钴斑岩型金铜矿床,证实俯冲期斑岩型矿床中存在钴矿化和富集的潜力.后续研究应尽快厘清金厂斑岩型富钴矿床中钴的赋存状态和分布特征,明确幔源岩浆对矿床中金铜钴等金属元素的富集具有贡献,揭示钴在中高温岩浆热液流体中的迁移行为,探讨钴沉淀的主控因素.据此提出,应重视我国斑岩型矿床中...     

白云鄂博矿床流体包裹体中稀土矿物的发现

白云鄂博矿床是一个稀土、铁、铌元素共生的矿床,是世界上罕见的多来源、多阶段、多成因的综合性矿床.它位于我国内蒙古自治区中部,处于华北地台与内蒙古海西地槽交界附近,矿体赋存在中元古白云鄂博群的白云岩中.矿体呈层状、似层状、透镜状和帚状;产状与围岩基本一致.矿床矿物种类繁多,组合复杂,已经查明的矿物有140余种,涉及硅酸盐类、氧化物类、碳酸盐类、硫化物类、硫酸盐类和磷酸盐类等11个矿物大类,其中以前3种为主.矿区工业矿物有Fe-磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿;Nb-铌铁金红石、锯铁矿、易解石、烧绿石;REE-独居石、氟碳铈矿、氟碳铈钡矿等;在地球化学上具有鲜明的特点:富∑Le贫Y、富Nb贫Ta、富Th贫V和富Ba贫Sr.     

东菲律宾海沉积物的地球化学特征与物质来源

通过对东菲律宾海近代深海黏土沉积物粒度、稀土元素组成及其赋存状态和铀系同位素年代学的综合研究, 探讨了研究区沉积物的特征与物质来源. 主要结论包括: (1) 沉积速率低、分选性和磨圆度较差、细粉砂以上粒级含量高, 表明研究区沉积物物源相对匮乏且没有经过长途搬运. (2) 稀土元素总量较为富集, 其页岩标准化配分模式具有较弱的重稀土富集、不同程度的Ce负异常和Eu正异常特征. (3) 有无结壳发育站位沉积物中稀土元素的赋存状态特征较一致, 主要赋存于残渣态和铁锰氧化物态中. 残渣态表现出轻稀土元素的相对富集、Ce和Eu的正异常特征; 而在铁锰氧化物态中, 重稀土元素则相对富集, Ce呈负异常. (4) 有无结壳站位沉积物在上述各指标间均存在一定的差异. (5) 综合上述特征及源区判别分析, 认为所研究沉积物主要来自于当地及附近火山物质的蚀变, 同时也受较小程度的风尘和(或)河(洋)流输入陆源物质的影响.     

富含钴矿床研究进展与问题分析

钴是各主要工业国家政府定义的重要战略金属.全球钴矿可分为大陆钴矿和现代海底钴矿两大类.大陆钴矿主要为沉积岩赋矿层控型、风化型和岩浆铜镍硫化物伴生矿,其余类型也有独立/共/伴生钴矿产出.在海底富钴的铁锰结壳和结核中虽有大量资源却无法开采.不同构造背景和岩浆含水量下钴的配分系数较稳定,其在岩浆铜镍硫化物矿床形成过程中更容易进入橄榄石中.在热液环境下,钴的溶解度与流体温度和盐度密切相关,流体冷却和流体稀释过程均能造成钴金属沉淀.研究发现富钴矿床成因争论表现同生成因与后期叠加之争.除了少数脉状、黑色页岩型、密西西比河谷型和铁氧化物铜金矿床,钴富集过程均与基性-超基性岩有关.岩浆演化、后期热液过程和风化作用均有利于富集钴元素.而钴的超常富集则往往与多期次成矿作用相关.在今后研究工作中,应尽快研究我国各类钴矿其形成在造山带和克拉通演化中所代表的地球动力学意义,确定我国各类型矿床中钴富集的关键控制因素,厘定钴在高-中-低温热液环境的迁移机制,关注地球系统各圈层间的相互作用与钴矿的形成关系,重视现代海底铁-锰-钴结核分布控制因素研究.     

额尔古纳地块北缘早古生代后碰撞花岗岩的发现及其地质意义

漠河县洛古河岩体主要岩石类型为二长花岗岩、石英闪长岩和花岗闪长岩, 另有少量的闪长岩、英云闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩、正长花岗岩及碱长花岗岩, 属高钾钙碱性岩系, 分为石英闪长岩和二长花岗岩2个单元. 石英闪长岩单元SiO₂含量介于54.79%~58.30%之间, Na₂O/CaO为0.79~1.53, Shand指数介于0.77~0.82之间, 为准铝质岩石; 二长花岗岩单元SiO₂含量介于65.29%~66.45%之间, Na₂O/CaO为1.73~3.43, Shand指数多数<1.05, 为弱过铝质岩石. 稀土元素总量为180.18~344.32 mg/g, 具Eu负异常(0.33~0.82), 稀土元素分馏不明显((La/Yb)_N介于4.12~10.45), 稀土配分曲线为轻稀土富集型. 富集Rb, Th, U, K, La, Ce, Nd, Hf, Zr和Sm等元素, 而强烈亏损Ba, Nb, Ta, Sr, P和Ti等元素. 其主量元素、稀土元素和微量元素特征表明, 洛古河岩体形成于挤压体制向拉张体制转换的构造环境, 属后碰撞花岗岩类. 石英闪长岩单元和二长花岗岩单元的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为517±9和504±8 Ma. 额尔古纳地块北缘早古生代后碰撞花岗岩的发现, 标志着萨拉伊尔运动结束于500 Ma左右, 表明位于额尔古纳地块与西伯利亚板块之间的古亚洲洋北支在早古生代期间已经封闭, 完成了古亚洲洋北洋的演化历史.     

西华山花岗岩中石榴子石的钇环带构造及其岩石学意义

西华山花岗岩以富稀土元素为特征, 尤其是第二阶段花岗岩(G-b)和第三阶段花岗岩(G-c)中钇含量很高, 除了复杂的钇矿物组合外, 石榴子石具有特殊的钇环带构造, 中心部分既富钇, 又含有多相钇矿物显微包裹体, 而晶体的边部被称为“净边”, 即钇含量很低, 而且也不含任何矿物包裹体. 我们提出, 石榴子石中心部分富钇与岩浆分异作用造成的熔体富钇是一致的; 而石榴子石的“净边”现象则可能是岩浆中越来越富流体的直接结果, 流体环境不利于稀土元素进入石榴子石晶格.     

黄海周边河流的稀土元素地球化学及沉积物物源示踪

黄海周边的中韩主要河流悬浮沉积物中稀土元素组成不同, 韩国河流的稀土元素分异强于中国长江、黄河和鸭绿江, 表现为上陆壳标准化模式上明显的轻稀土相对富集. 不同级别的流域内源岩组成差异是形成这些河流稀土元素组成差异的主要因素. 稀土元素分异参数(La/Yb)_UCC和(Gd/Yb)_UCC, 以及稳定的La/Sc和Th/Sc元素比是识别进入黄海的中韩河流沉积物的可靠指标, 可以用于中国边缘海沉积物物源研究和古环境分析.     

碱性A型花岗岩中的富钍锆石:矿物学研究与岩石学意义

浙江桃花岛、青田和山东崂山A型花岗岩是中国东部沿海三个典型的燕山期碱性A型花岗岩体.利用电子探针对这些花岗岩中锆石的内部结构和矿物成分进行了分析,结果显示大部分所观察到的锆石颗粒都由两部分组成.一部分显著富钍,ThO2含量大于1%,最高达10.1%,超过了前人实验获得的锆石中钍的溶解极限值(ThO2=5.5%±2.5%),且ThO2/UO2＞2,而另一部分则贫钍,ThO2含量小于1%,但该区域以包含微米级钍石包裹体为特征,并常伴有微小的孔洞.同时进行的初步对比研究发现,铝质A型花岗岩中的锆石ThO2含量一般小于1%,ThO2/UO2＜2,并且不含任何钍石包裹体.锆石成因矿物学特征表明,富钍锆石可以看作为碱性A型花岗岩的标志性副矿物之一.锆石的富钍性源于其原始岩浆,预示其深源特点.因此,碱性A型花岗岩中高度富钍锆石形成于深源、高温、富钍岩浆的早期结晶阶段;岩浆分异至晚期出现流体相富集,富钍锆石受到流体作用发生溶解重结晶作用,导致低钍锆石和钍石包裹体共生现象.     

琼中海西期钾玄质侵入岩的厘定及其构造意义

最近, 在海南中部新发现了钾玄质侵入岩. 它们富钾(K₂O =2.9%~5.1%; K2O/Na2O=0.95~2.12), 明显富集大离子亲石元素和轻稀土元素, 强烈亏损Nb和Ta, 适度亏损Sr和Ti, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0.70859 ~ 0.71425而ε_Nd(t)=－2.77~－7.49, 来源于EMⅡ型地幔源区, 其源区富集可能与石炭纪-早二叠世华南板块向印支-南海板块俯冲时, 洋壳及陆源沉积物在深部(榴辉岩相)产生的大量流体-熔体对亏损地幔的交代有关. 钾玄岩结晶年龄为(272±7) Ma(SHRIMP锆石U-Pb法), 与琼中强过铝花岗岩时代相近, 且都普遍具有同侵位韧性变形构造, 应形成于后碰撞阶段早期(同逆冲期). 钾玄质侵入岩的原始岩浆是由于俯冲板片断离、热软流圈上涌, 导致富集了的楔形岩石圈地幔—含金云母石榴石橄榄岩发生减压脱水熔融的产物, 熔融深度>80 km, 熔体上升过程中与不同的地壳物质发生了混染并伴随分离结晶作用(AFC). 结合其他资料, 提出华南板块向印支-南海板块的碰撞拼贴发生于约287~278 Ma, 是Pangea超级大陆聚合过程的一部分, 缝合带可能位于Song Ma-北部湾-云开大山北缘-武夷山一线.     

北阿尔金恰什坎萨依花岗闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

恰什坎萨依花岗闪长岩虽然经历了强烈的片麻岩化作用, 但其铝饱和指数(A/CNK)为0.81~0.99, Na₂O/ K₂O>1, TiO₂<1.0%, 轻稀土富集, 分馏程度高, 重稀土富集程度较低, 分馏系数小, Eu弱负异常或无异常, 微量元素Ba, Ti为负异常及在微量元素构造环境判别图解上样品点落在岛弧型花岗岩区等都展示出岛弧型花岗岩的典型特征. 阴极发光图像反映锆石内部存在清晰的韵律生长纹, 无残留锆石晶核和新生长的环边结构, U, Th含量分别变化于574~870和279~556 μg/g之间, Th/U值在0.52~0.68之间, 显示出岩浆锆石性质. 锆石SHRIMP U-Pb定年结果为481.5±5.3 Ma, 代表花岗闪长岩侵位时代, 与北祁连岛弧火山岩带的形成时代一致, 证实了该区存在早古生代岛弧岩浆活动.     

中亚造山带核心区蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩成因探讨

中亚造山带核心区(哈萨克斯坦山弯及翼部)发育新元古代晚期至早石炭世数条蛇绿混杂岩带,它们大多发育典型的海山岩石组合,即枕状玄武岩、火山角砾岩、礁灰岩、滑塌堆积岩、陆源碎屑岩等.结合其特有的构造特征,初步重建了中亚造山带核心区古海山火山地层格架.在地球化学上,构成古海山的火山岩主要为碱性玄武岩,TiO_2含量高,富集轻稀土元素,无明显Nb,Ta,Ti负异常,具有典型洋岛玄武岩特征.Nd,Sr及Pb同位素组成显示岩浆源区有富集组分的参与并受到流体交代的影响.总体上与地幔柱有关的典型海山Louisville,Ontong Java及Hawaiian的玄武岩地球化学特征一致,但不发育高镁苦橄岩或科马提质玄武岩.中亚造山带核心区洋岛玄武岩的来源可能至少有两种:(1)海山在俯冲带被刮削保留在增生楔中;(2)直接来自地幔交代岩的部分熔融,也不排除循环洋壳部分熔融和陆源沉积物参与的可能.可见中亚造山带洋岛玄武岩的物质来源多并发生复杂的壳幔相互作用,这与现代大洋中地幔柱活动及海山的发展演化类似.