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小秦岭草滩碳酸岩型铁矿床形成机制

岩石学报 2023年第11期39卷 3491-3505页

作者：赵晓晨严爽牛贺才赵旭中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640

草滩碳酸岩体出露于小秦岭北端,与黄龙铺碳酸岩体直线距离约18km,但二者矿化特征显著不同,前者以铁矿化为主,后者则以钼-稀土多金属矿化为特征。已有的研究认为,草滩碳酸岩是富集地幔部分熔融的产物,它不但含方解石碳酸岩,还含有早期结... 详细信息

草滩碳酸岩体出露于小秦岭北端,与黄龙铺碳酸岩体直线距离约18km,但二者矿化特征显著不同,前者以铁矿化为主,后者则以钼-稀土多金属矿化为特征。已有的研究认为,草滩碳酸岩是富集地幔部分熔融的产物,它不但含方解石碳酸岩,还含有早期结晶的白云石碳酸岩,但有关铁矿化机制的研究则鲜有报道。本文对草滩碳酸岩和铁矿石进行了元素地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成研究,并对两类样品中磁铁矿和磷灰石进行了原位微量元素组成分析,旨在约束碳酸岩型铁矿床的形成机制。通过岩相学和地球化学的综合研究,本文在草滩碳酸岩体中厘定出了磁铁橄磷岩,它也是母岩浆早期结晶的产物,这表明该碳酸岩体实际上是一个由方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、磁铁橄磷岩和铁矿体组成的碳酸岩杂岩体。铁矿石的Sr-Nd-Pb同位素组成与磁铁橄磷岩相近,暗示铁矿化是富铁碳酸质岩浆自身演化的产物。草滩磁铁橄磷岩与铁矿石中磁铁矿和磷灰石的微量元素地球化学特征显示,铁矿化发生在岩浆阶段;但与磁橄磷岩相比,铁矿石的母岩浆演化程度更高,不但明显富集挥发分,且体系氧逸度也明显增加。

关键词：草滩碳酸岩磁铁橄磷岩铁矿化岩浆演化氧逸度

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赛马碱性杂岩体的岩浆演化与稀土富集

岩石学报 2023年第10期39卷 2951-2967页

作者：付瑞鑫李宁波牛贺才单强赵旭刘堃中国科学院广州地球化学研究所矿物与成矿重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 四川鑫顺矿业股份有限公司成都610041

赛马碱性杂岩体位于我国辽东半岛,是一个典型的铀-铌和稀土多金属矿化杂岩体,富含重稀土,其复杂的演化过程和稀土元素富集机制仍没有得到有效约束。本文对该碱性杂岩体中角闪辉石正长岩、正长岩、黑云正长岩、云霓霞石正长岩和异霞正长... 详细信息

赛马碱性杂岩体位于我国辽东半岛,是一个典型的铀-铌和稀土多金属矿化杂岩体,富含重稀土,其复杂的演化过程和稀土元素富集机制仍没有得到有效约束。本文对该碱性杂岩体中角闪辉石正长岩、正长岩、黑云正长岩、云霓霞石正长岩和异霞正长岩5类岩石及锆石的元素地球化学特征进行了系统研究,并开展了特征矿物包裹体的显微岩相学研究,旨在限定杂岩体母岩浆的演化路径,揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示,赛马碱性杂岩体的母岩浆经历了由钾质碱性(角闪辉石正长岩、正长岩和黑云正长岩),到钾质过碱性(云霓霞石正长岩),向钠质过碱性(异霞正长岩)的充分演化。在演化过程中赛马碱性杂岩体母岩浆的体系状态发生了明显变化,碱性岩浆演化受流体不饱和的纯岩浆体系的控制,而过碱性岩浆岩则形成于流体过饱和的岩浆体系,且异霞正长岩母岩浆流体的饱和程度明显高于云霓霞石正长岩的母岩浆。研究还显示,钾质碱性岩浆稀土元素的地球化学行为主要受控于磷灰石等矿物的分离结晶,而成矿的钠质过碱性岩浆稀土、锆和铌等元素的富集成矿则主要受富CO_(2)的高盐度岩浆热液的控制。

关键词：赛马碱性杂岩体岩浆演化岩浆热液稀土元素富集成矿

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川西碱性岩-碳酸岩型稀土矿床成矿模型

矿物岩石地球化学通报 2022年第3期41卷 465-473,I0003页

作者：翁强牛贺才杨武斌李宁波单强中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深部地球科学卓越研究中心广州510640

为构建碱性岩-碳酸岩型稀土矿床成矿模型,从源区及岩浆演化角度研究了川西牦牛坪和里庄两个典型稀土矿床。牦牛坪碱性正长岩元素和Sr、Nd、Pb、B同位素以及里庄基性脉岩元素和同位素地球化学研究显示,来自俯冲板片熔/流体的共同交代使... 详细信息

为构建碱性岩-碳酸岩型稀土矿床成矿模型,从源区及岩浆演化角度研究了川西牦牛坪和里庄两个典型稀土矿床。牦牛坪碱性正长岩元素和Sr、Nd、Pb、B同位素以及里庄基性脉岩元素和同位素地球化学研究显示,来自俯冲板片熔/流体的共同交代使地幔源区发生稀土初始富集,切壳拉张性深大断裂引发的脉动式软流圈上涌,诱发富集地幔低程度部分熔融形成富稀土和挥发分的碱性母岩浆。牦牛坪云母原位主、微量元素分析结果显示,在地壳岩浆房中,幔源碱性母岩浆经适度演化后不混溶形成了碱性硅酸盐熔体与富SO_(3)和F的碳酸盐熔体。牦牛坪氟碳铈矿原位Th-Pb定年和单斜辉石、磷灰石成分和方解石C-O、Sr、Pb同位素及组成研究显示,不混溶的硅酸盐熔体与碳酸盐熔体经充分演化,分别形成碱性岩型、霓辉重晶伟晶岩型和碳酸岩型稀土矿体。里庄矿床霓长岩化研究显示,富稀土流体出溶和强烈的水-岩反应有利于稀土元素超常富集成矿。此外,牦牛坪矿床杂岩体中的碱性花岗斑岩锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Sr、Nd、Hf同位素研究显示,软流圈上涌导致的区域持续性地热异常对超大型稀土矿床的形成具有重要作用。结合前人研究结果,本文认为源区稀土富集、熔体不混溶、充分的岩浆-热液演化及区域高热状态可能是形成超大型碱性岩-碳酸岩型稀土矿床的重要控制因素,并据此构建了川西碱性岩-碳酸岩型稀土矿床成矿模型。

关键词：碱性岩-碳酸岩型稀土矿床源区过程岩浆演化成矿模型川西

新疆北部阿尔泰南缘晚古生代高钾高硅熔结凝灰岩的地球化学、岩浆成因及构造背景

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岩石学报 2007年第7期23卷 1721-1729页

作者：单强牛贺才于学元曾乔松中国科学院广州地球化学研究所成矿动力学重点实验室广州510640

新疆北部阿尔泰南缘分布着一条晚古生代的火山岩带。通过岩石学和地球化学的研究,我们从克朗和麦兹火山-沉积盆地的下泥盆统康布铁堡组地层的火山岩中,厘定出一种高钾高硅熔结凝灰岩(Ignimbrite),前人称之为钾质流纹岩。高钾高硅熔结凝... 详细信息

新疆北部阿尔泰南缘分布着一条晚古生代的火山岩带。通过岩石学和地球化学的研究,我们从克朗和麦兹火山-沉积盆地的下泥盆统康布铁堡组地层的火山岩中,厘定出一种高钾高硅熔结凝灰岩(Ignimbrite),前人称之为钾质流纹岩。高钾高硅熔结凝灰岩主要由钾长石(微斜长石)、石英和黑云母,以及少量白云母组成。其岩石化学成分的特征为过铝质的(A/CNK=1.01～1.36)、高硅(SiO_2=69%～80%)、高钾(K_2O=5%～11%)、高钾钠比值,并富集大离子亲石元素(Rb,Ba,K,La),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti,P)和低的 Nb/Y 比值,以及富 LREE 和亏损 Eu 的 REE 分布模式。以上这些特征体现它们继承了形成硅质岩浆的大陆地壳源区特点。微量元素的构造环境判别图解显示,本区高钾高硅熔结凝灰岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境。综合岩石学和地球化学研究的结果,作者提出高钾高硅熔结凝灰岩岩浆的二阶段成因模型:1)地幔楔二辉橄榄岩部分熔融产生的大体积玄武岩岩浆侵入导致其上部地壳发生部分熔融形成了高硅的熔结凝灰岩岩浆;2)高硅岩浆经富钠斜长石的分离结晶作用最终形成高钾高硅的熔结凝灰岩浆。

关键词：高钾高硅熔结凝灰岩阿尔泰南缘晚古生代火山作用分离结晶作用

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中条山落家河铜矿流体包裹体初步研究

岩石学报 2013年第7期29卷 2583-2592页

作者：姜玉航罗勇牛贺才郭双龙李宁波中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 南阳师范学院环境科学与旅游学院南阳473061 中条山有色金属集团有限公司垣曲04370

落家河铜矿位于中条裂谷东南部的构造-剥蚀天窗内,矿体赋存于中元古界西阳河群安山岩覆盖区下部的宋家山组沉积-火山变质岩系中。本文重点研究了不同空间位置与矿体共生的石英脉中的流体包裹体,以探讨落家河铜矿的成矿流体特征和成矿机... 详细信息

落家河铜矿位于中条裂谷东南部的构造-剥蚀天窗内,矿体赋存于中元古界西阳河群安山岩覆盖区下部的宋家山组沉积-火山变质岩系中。本文重点研究了不同空间位置与矿体共生的石英脉中的流体包裹体,以探讨落家河铜矿的成矿流体特征和成矿机制。系统的包裹体岩相学观察表明,落家河铜矿床流体包裹体类型按相态主要分为纯气相包裹体(I型)、纯液相包裹体(II型)、富气相的气液两相包裹体(III型)、富液相的气液两相包裹体(IV型)和含子矿物多相包裹体(V型)五种类型。矿体上部石英脉中主要为II型和IV型包裹体,矿体下部石英脉中主要为V型和I型包裹体,且两种包裹体紧密共存,体现了沸腾包裹体组合的特征。显微测温结果显示,原生的富液相气液两相包裹体(IVa型)具有CaCl2-NaCl-H2O体系(IVa1型)和NaCl-H2O体系(IVa2型)两种流体体系,其均一温度分别为100～208℃和151～306℃,盐度为10.2%～20.4%NaCleqv和3.4%～15.1%NaCleqv,分别对应矿体上部和下部石英脉,显示出热卤水和岩浆热液两种不同的流体来源。V型包裹体的均一温度为175～300℃,盐度达30.7%～38.2%NaCleqv。研究结果显示,热卤水和岩浆热液的流体作用机制有所不同,前者是古海水在花岗岩侵入体的驱动下形成对流循环并从火山岩中萃取金属元素形成的含矿热卤水。热卤水在沿断裂通道上升过程中由于降温、减压使成矿物质沉淀;后者主要是从岩浆中分离出的中温中盐度流体,它在到达断裂通道时由于压力骤降发生流体沸腾作用,并产生矿质沉淀。激光拉曼探针分析显示,流体包裹体气相成分主要是水,含有少量CO2。结合矿床形成的构造背景、热液通道、驱动机制和成矿流体特征,作者认为落家河铜矿可能是一个前寒武纪海相火山成因块状硫化物矿床。

关键词：流体包裹体落家河铜矿流体来源对流循环沸腾作用

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湘西层控金矿床成因机制的研究

矿床地质 1992年第1期11卷 65-75页

作者：牛贺才马东升南京大学地球科学系

流体包裹体的研究表明,湘西层控金矿床为中低温热液矿床,矿床在弱还原、弱碱性的成矿流体中形成,成矿流体为变质水与建造水混合而成。在流体中金主要以[Au(HS)^-]络离子形式运移,流体温度及pH值的改变是导致金沉淀的主要因素。流体包裹... 详细信息

流体包裹体的研究表明,湘西层控金矿床为中低温热液矿床,矿床在弱还原、弱碱性的成矿流体中形成,成矿流体为变质水与建造水混合而成。在流体中金主要以[Au(HS)^-]络离子形式运移,流体温度及pH值的改变是导致金沉淀的主要因素。流体包裹体的研究还揭示,成矿能量主要由雪峰造山作用提供。元素地球化学的研究则证实,湘西元古界是典型的Au-Sb-W含矿建造,它为湘西层控金矿床的形成提供了物质基础。本文的研究显示,湘西层控金矿床的成矿作用是中低温开放体系水、岩反应过程。

关键词：金矿矿床成因湖南成矿流体

新疆北部库尔提蛇绿岩中角闪片岩的原岩恢复及其成因

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岩石学报 2008年第4期24卷 673-680页

作者：马林张海祥张伯友牛贺才中国科学院广州地球化学研究所同位素年代学和地球化学重点实验室广州510640 中国科学院研究生院北京100049

库尔提角闪片岩产于库尔提蛇绿岩南部岩片中,与斜长花岗岩呈互层产出。这套角闪片岩的不相容微量元素组分显示了大洋中脊和岛弧玄武岩的双重特征,主要表现为大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素(HFSE)亏损以及平坦到亏损的轻稀土(LREE... 详细信息

库尔提角闪片岩产于库尔提蛇绿岩南部岩片中,与斜长花岗岩呈互层产出。这套角闪片岩的不相容微量元素组分显示了大洋中脊和岛弧玄武岩的双重特征,主要表现为大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素(HFSE)亏损以及平坦到亏损的轻稀土(LREE)配分模式。原岩恢复的结果表明,该角闪片岩的原岩为亚碱性的拉斑玄武岩类。库尔提角闪片岩亏损的LREE、高ε_(Nd)(t),以及关键元素比值(Th/Nb,La/Yb和Th/Yb)呈正相关都表明,其源区可能以MORB地幔为主,同时还伴有少量弧组分。因此,我们认为其形成于弧后盆地环境,同时推断该区弧后盆地存在一个二阶段的熔融演化模式:第一阶段,大约在晚古生代早期,古亚洲洋向西伯利亚板块发生北向俯冲,在会聚板块边界,弧火山岩被从含水的地幔楔中提取出来,留下一个亏损地幔;第二阶段,随着古亚洲洋板块持续消减,在中-晚泥盆世形成了库尔提弧后盆地,下部的亏损地幔发生了小比例的部分熔融形成了这套角闪片岩的原岩。

关键词：新疆北部库尔提蛇绿岩原岩恢复岩石成因弧后盆地

东准噶尔扎河坝超高压变质成因石英菱镁岩的^(40)Ar/^(39)Ar同位素年代学信息及地质意义

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岩石学报 2007年第7期23卷 1627-1634页

作者：牛贺才单强张海祥于学元中国科学院广州地球化学研究所广州510640

在扎河坝-阿尔曼泰蛇绿岩岩块内分布着高压-超高压成因的二辉橄榄岩、石榴辉石岩、石英菱镁岩及榴闪岩。石英菱镁岩内多硅白云母的 Si(pfu)值均大于3.35,最高可达3.77,是典型高压-超高压成因的矿物。石英菱镁岩及其围岩蛇纹石化二辉橄... 详细信息

在扎河坝-阿尔曼泰蛇绿岩岩块内分布着高压-超高压成因的二辉橄榄岩、石榴辉石岩、石英菱镁岩及榴闪岩。石英菱镁岩内多硅白云母的 Si(pfu)值均大于3.35,最高可达3.77,是典型高压-超高压成因的矿物。石英菱镁岩及其围岩蛇纹石化二辉橄榄岩的 K_2O 含量极低,且多硅白云母的 Na/(Na+K)比值小于0.04,这些地球化学特征显示,扎河坝多硅白云母不应含有过剩 Ar,是一个理想的^(40)Ar/^(39)Ar 定年对象。精确的^(40)Ar/^(39)Ar 年代学研究结果表明,扎河坝石英菱镁岩中多硅白云母的^(40)Ar/^(39)Ar 同位素年龄为281.6±2.5Ma。而矿物化学特征表明,扎河坝石英菱镁岩中的多硅白云母曾经历了退变质作用的改造,因此,它代表的应该是超高压变质石英菱镁岩的折返年龄。多硅白云母的^(40)Ar/^(39)Ar 年代学研究结果表明,扎河坝-阿尔曼泰蛇绿混杂岩内超高压石英菱镁岩的折返事件应发生在早二叠世。

关键词：扎河坝-阿尔曼泰蛇绿岩石英菱镁岩超高压变质多硅白云母^40Ar/^39Ar定年

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论四川冕宁稀土矿床的成因

矿床地质 1994年第4期13卷 345-353页

作者：牛贺才林传仙中国科学院广州地质新技术研究所

矿物包裹体、稀土元素地球化学、碳、氧及锶同位素地球化学研究显示，四川冕宁稀土矿床主要组成部分─—碱性伟晶岩型矿体和碳酸岩型矿体早期的石英、重晶石、萤石及方解石具有岩浆成因的特征，而矿石矿物氟碳钵矿则是典型热液作用的产... 详细信息

矿物包裹体、稀土元素地球化学、碳、氧及锶同位素地球化学研究显示，四川冕宁稀土矿床主要组成部分─—碱性伟晶岩型矿体和碳酸岩型矿体早期的石英、重晶石、萤石及方解石具有岩浆成因的特征，而矿石矿物氟碳钵矿则是典型热液作用的产物。作者认为该矿床是一个与富含挥发份盐熔体有直接成因联系的热液稀土矿床。

关键词：矿床成因论热液矿床稀土元素矿床