热带亚热带季风气候条件下表生成矿地球化学－以个旧和老挝Nameung、Boloven地区为例

在前人对热带亚热带季风型气候条件下云南个旧砂矿、老挝Xaymomboun特区Ban Nameung铜多金属矿和Champasak省Boloven高原玄武岩等研究成果基础上，采用典型表生矿床实证解剖思路，选择个旧白云岩风化剖面、锡铅砂矿、锰结核、砂矿重选流程、Ban Nameung硫化氧化矿和Boloven玄武岩风化壳等对象，通过岩矿鉴定、主量微量元素地球化学、稀土元素地球化学、人工重砂、化学物相和微区分析等研究手段，研究这些矿床表生成矿物质来源、成矿机理、矿床地球化学特征和矿物工业可利用性等内容，并探索热带亚热带季风型气候条件下典型矿床表生成矿三个问题：（1）Sn、Pb、Mn、Ag、REE、Nb、Ta、Ga和Cd等元素表生富集成矿（矿化）规律；（2）上述元素成矿机理和工业利用可能性；（3）典型矿床其他20几种元素表生贫化与富集规律。研究获得如下主要认识： 1. 个旧地区燕山期以来持续抬升和亚热带季雨林的表生环境，使个旧地区大面积出露的碳酸盐岩风化形成强烈岩溶地貌，碳酸盐岩风化过程中CaO和MgO大量淋失，为砂矿提供了巨大容矿空间，同时碳酸盐地区碱性环境有利于原生硫化矿分解。含矿或不含矿白云岩、花岗岩、玄武岩、夕卡岩和原生硫化矿石等风化形成粘土矿物和铁锰氧化物，释放出Sn、Pb、Mn、Ga、Cd、Ag、In、Cu和Zn等元素，难风化重矿物如锡石表生残留富集，而粘土矿物和铁锰氧化物对成矿元素吸附是砂矿表生成因机理之一。 2. 个旧地区岩溶型砂矿形成机理为：（1）原生重矿物残留富集成矿，如锡石、磁铁矿。（2）金属硫化物残留成矿，如砂矿中残存大量方铅矿、黄铜矿、黄铁矿，是原生硫化物残留结果。（3）表生矿物富集成矿，如白铅矿、孔雀石、自然铅和自然铜等富集。（4）铁锰氧化物吸附和包裹成矿，如铁锰氧化物吸附Pb和Ga等元素，包裹含Pb和Zn微粒矿物。（5）锰结核吸附包裹成矿，锰结核吸附和包裹Sn、Pb和Cu等元素和微粒矿物。（6）类质同象成矿，如Ga和Al类质同象，Cd和Zn等类质同象成矿。（7）岩溶作用成矿，岩溶落水洞或溶洞内水流冲刷使锡石等重矿物富集成矿。元素表生成矿不仅是单一成矿作用结果，而是综合作用结果，如Pb有表生矿物富集成矿，也有铁锰氧化物吸附成矿。 3. 砂矿中锰结核是锰铁结核，主要成分为Fe2O3 、Al2O3、SiO2和MnO等，包裹了赤铁矿、方解石、云母、石英、蒙脱石、高岭石、白云石、钾长石等和锡石、白铅矿等矿物。锰结核中Mn、Sn、Pb、Ag、Ga、Cd和In富集成矿，Cu和Zn富集矿化，锰结核比砂矿更富集Mn、Pb和REE，其成矿机理应是吸附和包裹成矿元素或矿物使其富集成矿。 4. 个旧表生砂矿共生伴生组分复杂，有用矿物有锡石、方铅矿、白铅矿、黄铜矿、自然铅、自然铜、孔雀石、软锰矿、白钨矿、磁铁矿和褐铁矿等。模拟岩溶作用自然过程中砂矿矿物流向的源兴采选车间砂矿重选流程结果表明，锡铅精矿中Pb、Ga、Mo、Cd、In、Cu和Zn等金属总实收率仅为3.03％～6.44％，绝大部分金属留在了尾矿中。一段床和矿泥床分析中，Ag和Mn回收率低于0.66％～0.29％，Ag富集在硫化物态中，没有富集在铁锰氧化物态中；Mn富集在碳酸盐态中，没有铁锰氧化物态中。整个流程中Pb、Mn、Cu和Zn等富集在碳酸盐态矿物中，没有富集在硫化物态中。选矿流程没有利用具有潜在利用价值矿物如磁铁矿。重选流程解释了岩溶过程能富集Pb、Mn、Cu和Zn的碳酸盐矿物，不能富集这些元素的硫化矿物。 5. 老挝Ban Nameung硫化矿氧化初期，风化产物中Ag、Pb、Zn和Cu淋失，SiO2、K2O和CaO富集，风化后期Ag、Fe和Mn富集。硫化矿风化过程中，Au硫化物态部分变为有机态和铁锰氧化物态；Ag硫化物态部分变为铁锰氧化物态和有机态；Cu硫化物态部分变为铁锰氧化物态和碳酸盐态；Pb硫化物态、吸附态、碳酸盐态和铁锰氧化物态部分变为铁锰氧化物态、碳酸盐态和有机态；Zn硫化物态变为部分铁锰氧化物态、有机态、碳酸盐态和吸附态矿物。随着风化作用加强，上述几种相态比例还会改变。 6. 老挝Boloven新生代亚碱性玄武岩富Nb、Ta和Ga等微量元素，风化壳中REE、Nb、Ta和Ga已富集成矿，∑REE最高775×10-6～1003×10-6，（Nb2O5＋Ta2O5）最高642×10-6~656×10-6，Ga最高81.6 ×10-6。风化壳中达到边界品位的（Nb2O5＋Ta2O5）厚度有2m以上。REE可能存在于含P和Ti矿物中，也可能形成REE独立矿物。Nb、Ta和Ga应赋存在Ti、U、Zr和Th矿物中，其成矿应是重矿物表生残留富集结果，与粘土矿物吸附和三水铝石关系不紧密。

内蒙古乌兰图嘎超大型锗矿床含锗煤的地球化学

乌兰图嘎锗矿是我国近年来发现的产在煤层中的超大型锗矿床，锗金属储量达1600吨，其成矿地质条件与成矿模式不同于临沧锗矿和俄罗斯远东地区的锗矿。本文以乌兰图嘎含锗煤的地球化学特征为重点，利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针、ICP-MS和数理统计等多种分析方法，系统研究了乌兰图嘎含锗煤的矿物学、微量元素和稀土元素地球化学特征，结合与其他地区含锗煤地球化学特征的对比，初步探讨了乌兰图嘎锗矿的成因。论文获得以下几点主要认识： 1. 乌兰图嘎含锗煤中的主要矿物包括石英、蒙脱石；次要矿物包括长石、高岭石、伊利石；另含少量三水铝石、角闪石、叶蜡石、石膏、绿泥石、锐钛矿、黄铁矿、方解石、白云石和草酸钙石。扫描电镜和电子探针分析表明，乌兰图嘎含锗煤中还存在锆石、闪锌矿、白钨矿、重晶石、黄铜矿、卤化物、磷酸盐以及含Pb、Bi、Cr、As和Sb矿物。未发现含锗矿物。首次在乌兰图嘎含锗煤和红旗煤矿的无矿煤中发现含Ag矿物。 2. 与上地壳平均组成相比，乌兰图嘎锗矿褐煤明显富集Be、Ge、Sb、W和U，亏损Rb、Nb、Sn和Ta。乌兰图嘎锗矿褐煤中Be、Ge、Sb、W和U的平均含量明显高于乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤，以及美国煤和世界煤的平均组成。乌兰图嘎锗矿含矿煤的稀土元素平均含量略高于美国煤或世界煤的平均组成、乌兰图嘎砂岩以及同时代的红旗煤矿无锗煤中的稀土元素含量。稀土元素与锗含量无明显的相关性。 3. 按元素组合不同，煤中微量元素可划分为4个组：Ge-Mo，Tl-Ga-Zn-Co，Rb-Cs和W-U-Cd-Y-Pb-Cu-Hf-Zr-Th-Sn-Nb-Ta-Ti-Sb-Ba-Sr-Mn-Be组合。第一组合包括与灰分呈负相关的元素，它们主要表现出有机亲合性。 剩下三组包括与灰分呈负-较高相关的元素，其主要与硫化物或铝硅酸盐矿物结合。大多数含锗煤的稀土元素含量与灰分呈高度正相关，表明含锗煤中的稀土元素主要来自陆源碎屑并主要与同沉积矿物相结合。稀土元素在少数高锗煤中的富集与存在独居石有关。 4. Ge和Mo富集在不同剖面的不同部位，其余微量元素和稀土元素或多或少地跟随灰分的分布。TiO2标准化的元素剖面揭示乌兰图嘎褐煤样品中的Be/TiO2、Ge/TiO2、W/TiO2、U/TiO2、Mo/TiO2、Sb/TiO2、Tl/TiO2和Sr/TiO2比值较乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤中的参考值高出许多。这些元素（Be、Ge、W、U、Mo、Sb、Tl和Sr）的大部分(>90%) 可能由溶液带入煤层。稀土元素与TiO2的比值总体接近矿区砂岩以及红旗煤矿无矿煤中的对应比值。 5. 乌兰图嘎含锗煤具有与矿区砂岩和红旗煤矿无矿煤类似的、页岩式的球粒陨石或北美页岩标准化稀土元素分配模式；与上覆砂岩的稀土元素组成相比，少量含锗煤表现出轻微但明显的中-重稀土富集，表明少量的中-重稀土在后生作用中被叠加或保留在乌兰图嘎含锗煤中。乌兰图嘎锗矿的含锗煤以较高的LREE/HREE和Eu/Eu*比值以及平坦的北美页岩标准化稀土元素分配模式为特征，明显区别于临沧锗矿和俄罗斯远东地区锗矿中的含矿煤。 6. 乌兰图嘎锗矿含锗煤中大多数的微量元素和稀土元素可能来源于花岗岩源区，Be、Ge、Sb、W和U的富集可能与后生的、侧向迁移的含锗溶液有关。含锗溶液自花岗岩源区淋滤出这些元素并将其搬运至褐煤中，煤中有机质将溶液中的锗固定而聚集成矿。

广西银屏富硼花岗岩岩浆-热液演化地球化学研究

已有的研究表明，与富B花岗岩有关的岩浆-热液体系以富含电气石矿物为特征，B和其它挥发分一起参与了岩浆分异、流体演化、围岩蚀变以及金属迁移和沉积的一系列过程。但至今B与Sn-W矿床之间是否存在协同性仍是个不解之迷。 电气石是B的主要寄主矿物，并且电气石被认为是成岩成矿的良好指示剂。目前，国内外对富B岩浆体系性状以及B对成岩成矿的作用研究相对比较缺乏。广西银屏细粒花岗岩是花山复式岩体最晚期的侵入岩相，不仅花岗岩中结晶有大量的电气石，而且在发育的晶洞中含有大量的电气石矿物。本文通过对银屏细粒花岗岩和晶洞中电气石化学组成、石英中流体包裹体的系统研究，探讨富B花岗岩形成和岩浆-热液体系演化地球化学特征，并对B与Sn矿化是否存在耦合关系的潜在性进行评价。 通过对富B花岗岩的研究，我们得到以下几点重要结论： (1) 银屏细粒花岗岩以高硅、高钾、富碱、低磷、准铝质为特征，具有较高的FeO*/MgO，富集大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素。银屏细粒花岗岩的全岩样品显示强烈的稀土“四重效应”及等价不相容元素对 (Nb-Ta、Zr-Hf、Sr-Eu)分异，表明花山花岗岩分异演化晚期阶段存在熔体-流体作用； (2) 细粒花岗岩和晶洞中电气石为富Fe的黑电气石，前者是岩浆成因的，后者是蒸汽相成因的。两种成因电气石化学组成非常一致，几乎不含有过剩Al，Fe/(Fe+Mg)比值集中分布于0.96～0.98之间。Al3+=Fe3+和R++R2+=R3++□是电气石中2个主要置换反应； (3) 花山A型花岗岩形成演化过程中不存在狭义的岩浆-热液过渡阶段，形成细粒花岗岩的岩浆具有极高的粘度，大量的饱和蒸汽相被高粘度的熔体捕获﹑圈闭，气泡生长是岩浆去气的主要方式；尽管岩浆在相对高的氧逸度条件下分异演化，但由于缺乏岩浆-热液演化过程，在银屏岩体范围内不太可能发生有规模的锡石-石英脉型矿化作用； (4) 晶洞石英显示仅含有气液包裹体，而无其他类型包裹体共存，表明岩浆流体演化晚期为均匀的单一相。晚期流体的温压范围在150～265 °C，41～72 MPa之间。

骑田岭A型花岗岩成演过程中流体聚集及其对锡成矿的制约

以往研究表明锡成矿与S型花岗岩具有密切的成因联系。近年来随着大量与A型花岗岩有关的锡矿床的发现，有关锡成矿与A型花岗岩关系的研究成为地学界关注的热点。 芙蓉超大型锡多金属矿床位于我国著名的南岭钨锡多金属成矿带上，锡矿体位于骑田岭A型花岗岩体的内部或者岩体与围岩的内外接触带。成岩成矿年代学研究表明，成岩与成矿为前后相继的地质事件，具有密切的时空关系。本论文以与芙蓉超大型锡多金属矿床有密切时空关系的骑田岭A型花岗岩为研究对象，在详细野外地质调查的基础上，运用岩石学、矿物学、矿物化学、同位素地球化学、流体地球化学等学科的理论和方法，对骑田岭花岗岩的岩石学特征、岩石成因、成岩物理化学条件、岩浆分异的流体特征、挥发性组分特征以及成岩与成矿的关系等方面进行详细的分析，探讨骑田岭花岗岩成岩过程中流体聚集的机制及其对锡成矿的制约，初步揭示A型花岗岩与锡成矿之间的本质联系。本论文主要取得以下成果和认识： （1）通过对与锡矿有关的骑田岭花岗岩体的主量、微量、稀土元素、同位素和花岗岩中黑云母的微量、稀土元素分析研究发现：骑田岭角闪石黑云母花岗岩和黑云母花岗岩为高度分异演化的花岗岩，具有高硅、富铝、富碱、高钾的特征。随着岩体分异演化程度的增加，花岗岩总体向富硅、富碱的方向演化。岩体轻重稀土分异明显，表现为右倾型模式，Eu负异常明显，表现为中等-强烈的负Eu异常。岩体明显富集Rb、Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素，而亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti。骑田岭花岗岩两个阶段岩石有着相似的Sr、Nd同位素特征，揭示其具有相同的物质来源，是同源岩浆演化的产物，为具壳幔混合特征的A2型花岗岩。 （2）对骑田岭花岗岩体矿物学和矿物化学特征、全岩Sn含量分析研究发现：角闪石黑云母花岗岩的结晶温度为774~796℃，氧逸度（logfO2）为-15.30~-15.0。黑云母花岗岩的结晶温度为714~784℃，氧逸度（logfO2）为-17.5~-20.0。随着岩浆的演化，从角闪石黑云母花岗岩到黑云母花岗岩随着结晶温度的降低，氧逸度也随之减小。随着岩浆的演化，岩体中Cl含量不断的减少，而F含量有所增加，Cl趋向分配进入流体相。随着岩浆分异演化程度的增加，岩体成岩温度降低，氧逸度减小，岩体中Sn含量不断的减少，Sn趋向分配进入富Cl流体，表明岩浆演化过程中分异出富Cl、富Sn的流体。 （3）骑田岭花岗岩石英斑晶中的包裹体研究表明：骑田岭角闪石黑云母花岗岩和黑云母花岗岩在岩浆演化过程中经历了两个阶段，即岩浆阶段和岩浆-热液阶段，分别以出现熔融包裹体、流体-熔融包裹体为特征，其中流体-熔融包裹体的出现是岩浆分异流体的直接证据。结合矿物的结构、构造特征，研究发现骑田岭花岗岩浆演化过程分异出流体。骑田岭花岗岩原生流体包裹体地球化学研究表明，岩浆分异出的流体为H2O-CO2-NaCl-KCl-CaCl2不混溶体系，具有盐度高（32.98~52.04Wt%NaCleq.），密度低（0.27~0.95g/cm3），均一温度较高（190~ 494℃）的特征，压力为600~800bar，成岩过程中发生了沸腾现象。 （4）对芙蓉超大型锡矿床和骑田岭花岗岩研究表明，锡矿与花岗岩有着密切的时间、空间和成因联系。矿体产在花岗岩体内部或者岩体与围岩的接触带，成岩与成矿时限一致，随着岩浆分异演化程度的增加，岩体成岩温度降低，氧逸度降低，岩体中的挥发性组分Cl含量减小，而F含量增加，Cl趋向分配进入流体相，这种流体萃取熔体中的成矿元素Sn，并以氯络合物形式迁移。可以认为，随着岩浆的演化，骑田岭花岗岩岩浆结晶期后分异出的热液流体具有富Cl和Sn的特征。芙蓉超大型锡多金属矿床的成矿流体应主要来源于黑云母花岗岩岩浆结晶期后分异出的岩浆热液。

中国东南部赣杭构造带基性岩浆活动及其意义

中国东南部晚中生代以来的动力学背景一直受到大量学者的关注，特别是大陆岩石圈地幔和大规模岩浆活动事件。华南地区广泛发育的基性脉岩，为研究中国东南部动力学背景提供了载体。前人分别从年代学、矿物学、岩石学和地球化学等方面对广布于华南（福建、广东、江西、海南、湖南等地区）基性岩进行了详细研究，并取得了许多重要成果。 赣杭构造带地处一级大地构造单元扬子地块和华夏地块结合部位，横跨江南元古宙岛弧和华南加里东造山带两个二级构造单元，长期控制两侧地质构造、岩浆活动、沉积、变质及成矿作用。带内发育的基性岩为认识构造带活动情况提供可能。但目前对构造带内的基性岩浆活动的研究较少，应用系统的矿物学、元素和同位素地球化学及同位素年代学等研究方法，对赣杭构造带中生代以来的基性岩体及基性脉岩进行了系统研究。并应用其形成时代、源区性质等结论对中国东南部岩石圈伸展减薄、地幔性质等地球动力学背景中的问题进行探讨。主要取得以下几点认识： 1. 系统进行资料收集，并在此基础上进行野外考察和采样，明确了赣杭构造带发育基性岩的岩石类型主要为辉长岩，辉绿岩及橄榄辉绿岩。主要分布在构造带的南侧，受主/次断裂控制明显。 2. 明确赣杭构造带基性岩体主要为辉长岩，落在粗面玄武岩-玄武岩-玄武粗面安山岩，碱性-亚碱性范围内各有分布，但以亚碱性居多。SiO2范围从45.11-53.47 wt%，MgO的范围从4.06-9.28 wt%，TiO2的范围从0.79-3.63 wt%。微量元素总体富集大离子亲石元素（LILE）（Ba、Rb）、轻稀土（LREE），而亏损高场强元素（HFSE）（Ta、Nb、Zr、Hf、Ti）和重稀土元素（HREE）。余江、东乡、枧头、虎头等近构造带样品，岩浆来源与OIB近似，Nb、Ta亏损不明显。岩浆源区地幔性质从亏损地幔向富集地幔都有分布，流体熔体的交代作用及地壳物质参与可能是造成富集程度不同的主要原因。基性岩体未受到明显的地壳混染，主要经部分熔融形成，成岩过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。构造带对岩浆源区及深部壳幔物质演化发挥重要作用，还控制着岩浆的上升侵入。 3. 赣杭构造带基性脉岩主要为辉绿岩类，在玄武岩-玄武安山岩范围内，碱性-亚碱性范围内都有分布，以亚碱性占大多数。SiO2的范围从44.44-54.73 wt%，MgO的范围从2.74-7.89 wt%，TiO2的范围从0.91-3.39 wt%。微量元素总体富集大离子亲石元素（LILE）（Ba、Rb）和轻稀土元素（LREE），而亏损高场强元素（HFSE）（Ta、Nb、Zr、Hf、Ti）。基性岩脉经不同程度部分熔融作用形成，且成岩过程中经历了橄榄石、单斜辉石及少量斜长石的分离结晶作用。样品没有受到明显的地壳混染现象。基性脉岩的源区性质与流体熔体交代作用及地壳物质参与有关。少量下地壳以拆沉形式加入了原始地幔，进而通过流体熔体交代作用，造成了原始地幔的富集。伸展活动的逐渐加大及软流圈的上涌为拆沉提供了有利条件。赣杭构造带对岩浆源区、深部壳幔物质演化及岩浆上升侵入影响显著。 4. 赣杭构造带岩浆活动发育呈现多元化特点，Sr-Nd-Pb同位素特征显示有EMⅡ的参与。流体交代特征比较复杂，源区存在金云母和金红石的交代，进一步说明下地壳成分参与了壳幔相互作用。同位素模拟表明古老基底通过源区混合也有所参与。结合前人的研究，提出了本区的成岩模式。赣杭构造带地区伴随岩石圈伸展作用的进行，发生了岩石圈减薄及软流圈地幔的上涌作用，少量下地壳物质拆沉到岩石圈地幔参与了岩浆的形成，构造带重新活化及活动对岩浆形成制约明显。新生代岩石圈地幔对中生代岩石圈地幔继承和改造。 5. 根据K-Ar年龄并结合区域内已有同位素年龄，赣杭构造带上的基性岩具有周期性分布特点，初步分为±180 Ma、145-150 Ma、120-140 Ma、95-110 Ma和65-80 Ma五组，且以120-140 Ma和95-110 Ma的峰值最为集中，代表了赣杭构造带岩浆活动最为强烈的期次。据目前研究，145 Ma限定了中国东南岩石圈伸展作用开始作用的下限，随着研究深入，更早能准确指示转换年龄的证据可能会被发现。大于140 Ma的岩浆比较偏向于构造体制转换下的构造-岩浆活动产物，与岩石圈的减薄及软流圈上涌关系密切。整个华南的岩石圈伸展作用对大规模金属成矿意义明显。赣杭构造带在热源、流体来源及驱动机制等方面对区内的以铀为主的金属成矿作用起到了制约。

华南下寒武统层序框架的初步构建―以遵义松林地区为例

华南下寒武统保存着国际著名的生物群（如澄江生物群），同时蕴藏着磷块岩、重晶石、稀土及Ni-Mo-PGE等丰富的矿产资源，因此，它一直为地质科学家们持续关注的热点之一。关于华南下寒武统的研究，前人在古生物学方面已经取得了卓著的成就，主要表现在国际权威期刊上（如期刊《Science》和《Nature》）已发表大量的关于澄江生物群的研究成果，对早期生命演化研究具有重要而广泛的影响。然而，华南下寒武统年代学及国际对比研究方面已明显滞后，公开发表的华南下寒武统的高精度、可靠的锆石U-Pb年龄数据至本研究论文截稿时止仍然仅有唯一的一个，即Jenkins et al. (2002)报道的国际前寒武系-寒武系界线层型候选剖面―云南晋宁梅树村剖面的朱家菁组中谊村段中部（第5层）钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄（538.2 ± 1.5 Ma）。因而，华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件缺乏地层精确年龄的约束，进而制约了早期生命演化理论、矿床成因解释及地层国际对比等方面研究的发展。 近来，发现华南下寒武统赋存独特的钾质斑脱岩层，它们在横向上广泛分布于云南东部、四川峨眉麦地坪、贵州西部（如织金和金沙岩孔）及北部（如遵义松林）、湖北宜昌泰山庙和湖南张家界等地区，在地层序列垂向上主要产出于朱家菁组中谊村段中部、石岩头组底部以及它们的相当层位。这些钾质斑脱岩既是建立地层框架等时层潜在的物质基础，亦是获取地层精确锆石U-Pb年龄的具重要意义的研究对象之一。因此，对它们进行系统研究可望改观华南下寒武统年代学及国际对比研究方面的落后现状。 同时，华南下寒武统广泛产出的磷块岩既具有重要的资源价值，另一方面，任一磷块岩层代表着一次独立的成磷事件，因而将华南地区下寒武统磷块岩进行区域上的对比研究，从而以磷块岩层作为等时层，对构建华南下寒武统地层框架具有重要的地层学意义。 此外，华南下寒武统产出的Ni-Mo多元素富集层广泛分布于扬子地台范围，西起云南东部，东部延至浙江诸暨地区，在NE-SW向延伸近1600 km，它既代 表了重要的成矿事件，亦为关键的地球化学异常层位。因此，对Ni-Mo多元素富集层进行区域上的对比研究，明确它在华南下寒武统各重要剖面的产出位置，对于构建华南下寒武统层序框架具有重要意义。 遵义松林地区的下寒武统因赋存Ni-Mo-PGE矿床及与滇东地区澄江生物群相当的遵义生物群而日益受到国内外地质学家们的广泛关注。该区牛蹄塘组底部产出磷块岩、钾质斑脱岩及Ni-Mo多元素富集层，与滇东地区梅树村剖面出露的地层具有潜在的可对比性。因此，本研究选取近年来日益受科学家们关注的遵义松林地区下寒武统作为研究对象，重点对该区牛蹄塘组底部的钾质斑脱岩开展矿物学、地球化学和年代学研究。同时，将遵义松林地区下寒武统剖面上磷块岩、钾质斑脱岩、Ni-Mo多元素富集层主要与滇东地区梅树村剖面的相应岩层进行地球化学对比研究。研究的目的在于通过对华南地区上述两条代表性的下寒武统剖面进行地层对比研究，初步构建华南下寒武统具时间、空间涵义的层序框架，从而约束华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件的时间，进一步促进华南下寒武统的划分和全球对比。论文获得以下主要结论性认识： （1）滇东地区朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩及其邻近的磷块岩可构成华南下寒武统层序框架的第一个标志层。这一标志层在贵州大部分地区（或华南地区的多数下寒武统剖面）缺失。该标志层的磷块岩稀土元素总量和Y含量高于新元古代陡山沱期磷块岩，低于遵义松林地区牛蹄塘组底部及其华南其它地区相当层位（石岩头组底部及戈仲伍组）的磷块岩。第一个标志层的钾质斑脱岩的原始岩浆为亚碱性系列的酸性岩浆，其典型特征为具有较低的Zr（变化范围144×10-6~291×10-6，平均196.4×10-6）、Nb（变化范围10×10-6~13×10-6，平均11.86×10-6）含量和较高的Zr/Nb比值（变化范围为12.63~24.24，平均值为16.55）。这一层钾质斑脱岩的锆石U-Pb年龄为538.2±1.5 Ma（Jenkins et al., 2002）。 （2）遵义松林地区牛蹄塘组底部钾质斑脱岩和磷块岩分别相当于滇东地区石岩头组底部钾质斑脱岩和磷块岩，它们构成华南下寒武统层序框架的第二个标志层。该标志层中钾质斑脱岩的原始岩浆性质为中性岩浆，其碱性程度高于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩的原始岩浆。相对于中谊村段中部钾质斑脱岩，该层位的钾质斑脱岩具有高的Zr(变化范围187.0910-6~391.5710-6，平均值318.4010-6)、Nb（49.6910-6~140.0010-6，平均值90.6810-6）含量和低的Zr/Nb（2.60~4.32，平均值3.61）比值。该钾质斑脱岩的年龄为518 ± 5 Ma。该标志层的磷块岩以极其富REE和Y为特征，其稀土元素总量平均值为636.01×10-6，Y含量平均值262.43×10-6，明显高于滇东地区中谊村段磷块岩（∑REE平均值为195.45×10-6，Y含量平均值为91.2310-6），它们代表早寒武世时期一次特殊的以极其富REE和Y为特征的成磷事件。 （3）Ni-Mo多元素富集层可以作为构建华南下寒武统层序框架中的第三个等时标志层。滇东地区梅树村剖面的Ni-Mo多元素富集层被重新校正在玉案山组底部（即13层，Ni、Mo含量分别为135×10-6和583×10-6）。Ni-Mo多元素地球化学标志层的典型特征为在剖面上具Ni、Mo等多种微量元素及贵金属元素的最高异常。该标志层的Re-Os年龄为537~542 Ma，可能代表的不是地层层序的年龄。 （4）初步建立华南下寒武统时间框架。约束了华南地区下寒武统Ni-Mo-PGE矿床的下限年龄应为518 ± 5 Ma。同时，该时间框架亦约束了滇东地区澄江生物群及最古老三叶虫的下限年龄（518 ± 5 Ma），考虑到石岩头组底部钾质斑脱岩的产出位置与玉案山组中部澄江生物群的产出层位存在相当的距离（大于80 m），因此，前人对澄江生物群的推测年龄（525~530 Ma）可能有些偏老。此外，初步约束了华南地区具全球对比意义的C同位素正漂移事件的年龄（538~518 Ma）。该时间框架是建立在两个相互支持的地层高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄的基础之上，而国际前寒武系-寒武系界线年龄的最新研究成果为542 Ma，因此，它支持将华南地区的前寒武系-寒武系界线置于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩层（第5层）的下伏地层的方案。结合华南地区最新的地层古生物学研究成果（朱茂炎等，2001；Zhu et al., 2003），将这一界线置于朱家菁组中谊村段底界可作为一种合理的选择。

新疆准噶尔A型花岗岩的年代学和地球化学研究

新疆北部地区属于中亚造山带的关键部位，有独特的构造岩浆活动和成矿作用，自二十世纪八十年代早期以来一直是国内外地质研究的热点地区之一。准噶尔盆地两侧大面积出露的A型花岗岩及相关矿床是该区的重要研究对象。尽管已有的研究积累了一定成果，但对一些关键问题，特别是对于A型花岗岩形成时代和成因的认识还存在较大争议。另一方面，传统观点认为锡矿床主要与演化的过铝质S型花岗岩有关，但在东准噶尔卡拉麦里构造带，多个中小型锡矿床产于A型花岗岩体内或岩体与围岩的接触带附近，花岗岩与锡矿的成因联系有待深入研究。 本论文以准噶尔盆地两侧的三条A型花岗岩带（包括东准噶尔的卡拉麦里和乌伦古河A型花岗岩带、西准噶尔的达拉布特A型花岗岩带）为研究对象，对其中的一些A型花岗岩体开展了详细的年代学和地球化学研究，并以这些资料为基础，探讨了A型花岗岩的岩石成因及其构造和成矿意义。概括起来，主要得到以下结论性认识： （1）锆石U-Pb年代学结果显示，卡拉麦里铝质和碱性A型花岗岩都形成于302~310Ma左右；乌伦古河碱性A型花岗岩形成于305~320Ma，而铝质A型花岗岩形成于270~280Ma；西准噶尔达拉布特铝质A型花岗岩形成于295~305Ma。这些高精度的同位素年龄资料进一步确证了准噶尔地区大面积发育的A型花岗岩是该区后碰撞阶段的岩浆作用产物。 （2）三个构造带的碱性花岗岩和碱长花岗岩都具有典型A型花岗岩的矿物学和地球化学特征。在主量元素上它们富硅、富碱、低铝、贫钙镁，在微量元素上它们明显富集Rb、K、Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素和稀土元素而亏损Ba、Sr、Eu。根据地球化学组成，苏吉泉黑云母碱长花岗岩是典型的铝质A型花岗岩，而不是前人提出的S型花岗岩。 （3）三个构造带的A型花岗岩均有较高的正Nd(T)值和大于成岩年龄的两阶段Nd同位素模式年龄，它们的地质特征和地球化学组成难以用幔源岩浆高度分异的成岩模式解释。这些A型花岗岩的岩浆很可能是花岗闪长质岩浆分异结晶作用的产物，而花岗闪长质岩浆则起源于具亏损地幔同位素组成的玄武质洋壳和少量陆壳物质的部分熔融。 （4）东准噶尔早二叠世A型花岗岩的发育表明该区后碰撞阶段的花岗岩浆作用持续时间较长（约60Ma），这些花岗岩与晚石炭世A型花岗岩在地球化学组成上的差异揭示了东准噶尔乃至新疆北部在早二叠世的陆壳垂向生长。 （5）萨惹什克锡矿石中辉钼矿的Re-Os同位素年龄值（307Ma）与赋矿的萨北碱性花岗岩中锆石的U-Pb年龄值（306Ma）有很好的一致性，而且辉钼矿的Re含量低，表明成矿物质可能主要源于地壳。时间和物源的证据反映该区A型花岗岩与锡矿床具有密切的成因联系。

华北北缘斜长角闪岩的部分熔融实验及其地质意义

基性岩类的（脱水）部分熔融实验是研究地球内部中酸性岩浆（熔体）形成的重要实验方法，自二十世纪70年代以来越来越受到地质学家的高度重视。华北北缘广泛分布的中生代埃达克质岩石的成因，十几年来引起国内外学者的激烈争论，至今仍没有定论。近年来的研究表明张家口地区同时出露的古老太古宙中基性下地壳岩石、中生代中酸性埃达克质岩浆岩以及汉诺坝基性麻粒岩包体等可能反映了源岩和熔融产物的综合信息，这为我们运用实验岩石学手段研究华北北缘埃达克质岩石成因提供了非常理想的条件。 本文在1.5-2.0GPa，800-1000℃条件下，对采自华北北缘的斜长角闪岩同时进行了块状与粉末状两种样品的部分熔融实验研究，利用电子探针对各实验产物进行了主量元素分析以及利用LA-ICP-MS对部分熔体进行了微量元素测试，进而比较了相同条件下块状和粉末状样品的熔融特征，并对比了实验获得的熔体与华北北缘中生代埃达克质岩石的地球化学特征，同时也将实验获得的残留体与汉诺坝基性麻粒岩包体进行了比较。获得以下主要认识： （1）相同的温度、压力和恒温时间条件下块状样品的熔融温度比粉末样品的更低。在1.5-2.0GPa，800℃时块状斜长角闪岩样品已经发生部分融融，而相同条件下粉末样品中没有观察到熔体，粉末样品的部分熔融发生在850℃左右。在850-1000℃温度范围内，相同条件下块状样品的熔体含量比粉末样品的熔体含量高出5-17vol.％，即相同条件下块状样品比粉末样品的熔融程度更高，说明块状样品更容易达到可以分凝形成岩浆的临界熔体分数（CMF），这可能暗示着自然界中的岩浆形成可能比以往通过粉末实验结果推测的更容易发生。此外，在较高的温度条件下（950-1000℃），块状样品与粉末样品的熔体在主量和微量元素上都具有大致相同的地球化学特征，可以认为二者在在岩石学应用上是等效的。 （2）1.5GPa下实验获得的熔体为花岗质－花岗闪长质熔体，850-1000℃熔体的主-微量元素的地球化学特征与华北北缘中生代埃达克质岩石的整体特征具有很好的相似性，并与实验原岩产地张家口地区的三个典型中酸性埃达克质岩体的地球化学特征类似。可以认为实验的斜长角闪岩在1.5GPa下部分熔融能够形成华北北缘中生代埃达克质岩石。2.0GPa下的实验熔体为花岗质－奥长花岗质成分，其主量和微量元素特征均与华北北缘埃达克质岩石存在较大的差别，说明该压力下不能够形成华北北缘埃达克质岩石。 （3）实验残留相主要组成为Hb+Cpx+Gt±Pl，相当于麻粒岩相或榴辉岩相的矿物组合。与汉诺坝基性麻粒岩包体的典型矿物组合Cpx+Opx+Pl存在较大差别，在化学成分上，残留相比麻粒岩包体也整体上富Fe、Al，而贫Mg、Ca。综合来看汉诺坝基性麻粒岩包体可能是多种源岩在相对低压的条件下经过多期部分熔融综合作用的结果，本次实验的原岩及条件难以完全解释其复杂的成因。 另外，针对实验熔体和华北北缘埃达克质岩石之间的一些差异，不排除可能同时存在其他与之类似的源岩，成分上具有相对富Mg、Ca而贫Fe、Al，以及不同程度的Th、U、Zr、Hf富集等特征，与斜长角闪岩一起部分熔融，共同形成中生代华北北缘的中酸性埃达克质岩石。

东准噶尔卡拉麦里金矿带典型金矿床-双泉金矿的成因研究

双泉金矿床是地质工作者最近在东准噶尔地区金矿勘探中的一个新突破，地质研究和勘探程度低导致其成因还不清楚。本文通过对双泉金矿床的控矿特征、矿石矿物组成和结构构造、不同矿化阶段的矿物组合及变形特征、矿石稀土元素、氢氧同位素地球化学特征等方面的研究，探讨了双泉金矿床地质地球化学特征及成矿时代、成矿流体、成矿物质来源等，提出了该矿床的矿床成因，取得如下认识： 双泉金矿床产于下石炭统南明水组地层中，并受控于清水-苏吉泉韧性剪切带。矿石中金矿物主要以显微 (0.2mm～0.2μm)和次显微 (<0.2μm)的裂隙金、晶隙金等形式存在。矿化阶段划分为三阶段，第Ⅰ阶段黄铁矿-毒砂，第Ⅱ阶段金-石英-毒砂-黄铁矿为主要矿化阶段，第Ⅲ阶段矿化弱。利用金矿化相关的热液矿物稳定范围和毒砂的主要成分含量，通过相图得出第Ⅰ和第Ⅱ阶段温度范围分别为330～450℃和300～430℃。对矿石及近矿围岩亲硫元素组合的相关性分析和R类聚类分析得出成矿元素组合为Au-Ag-As-Sb。 卡拉麦里强应变构造带基本控制了金矿带的分布，而其中韧-脆性剪切部位控制了双泉金矿床、矿脉、矿体的产出。韧性剪切带的后两期走滑脆-韧性、脆性剪切变形控制了第Ⅰ、Ⅱ矿化阶段的金矿化。最早于中石炭世开始的区域走滑脆-韧性变形和区域最新赋矿地层主要为石炭系大致限定了双泉金矿床成矿时代为晚石炭世。 双泉金矿床成矿流体的δD为-86～-99(‰)，第Ⅰ、Ⅱ矿化阶段的δ18O值随温度降低而降低，根据水岩反应模拟计算得出初始水为变质水。两种矿石稀土元素球粒陨石配分模式呈右缓倾斜型，轻重稀土属弱分离型，δEu弱负异常，与矿区围岩(南明水组地层)基本一致。矿石轻重稀土分异程度介于围岩与蛇绿岩之间，以及热液中有大量与镁铁质、超镁铁质有关的Co、Ni、Cr、Zr、V 等组份，显示成矿流体对蛇绿岩的淋滤迁移和对围岩的叠加改造。这些反映了成矿物质来源与蛇绿岩体与围岩变质有关。 双泉金矿床形成于晚石炭世，是与韧性剪切带有关的，中高温的变质热液型金矿床。

四川省拉拉铜矿床岩石学及地球化学研究

拉拉铜矿床位于扬子地块西缘的康滇隆起中段，赋存于经历变质的古元古代河口群海相火山-沉积岩系中，是我国重要的受变质热液叠加或改造的火山成因块状硫化物矿床（VHMS）之一，也是四川省最大的铜矿生产基地。本论文以该矿床为研究对象，在系统整理前人资料的基础上，进行了深入细致的野外地质考察和系统采样，选取代表性样品，运用电子探针分析技术、元素地球化学、同位素地球化学（Rb-Sr、Sm-Nd、S）、锆石U-Pb定年等方法手段，对矿区新元古代大规模区域变质作用的变质条件、变质原岩、广泛分布于矿区多个赋矿层位的辉长辉绿岩脉、岩石及矿石性质、硫源、成矿时代等主要岩石学及矿床学问题进行了系统研究，并结合前人研究成果，探讨了矿床的成因机制。论文主要取得以下几点认识： （1）矿区变质火山岩的成岩年龄为1695±20Ma，岩浆在上升侵位的过程中捕获了古元古代早期地壳物质，后期变质改造的时代约为700-800Ma。 （2）基于石榴石黑云母片岩中石榴石黑云母矿物对的电子探针分析数据，利用石榴石-黑云母地质温度计和多硅白云母地质压力计确定了矿区新元古代大规模区域变质作用的变质条件：变质温度为530-580℃，变质压力上限为0.66-0.76GPa，对应于高绿片岩相。 （3）矿区出露的岩石类型以云母片岩类和钠长岩类岩石为主，二者共同构成了矿区的围岩及赋矿岩石，通过对代表性样品的元素地球化学、同位素地球化学研究，采用DF函数判别法、(Al/3-K)-(Al/3-Na)图解法、La/Yb-TR图解法，并结合岩矿鉴定及结构构造特征，恢复了矿区的变质原岩。其中，矿区的云母片岩类样品的变质原岩为沉积岩，以页岩为主，主要来自大陆岛弧及上地壳物质的风化；而钠长岩类样品的变质原岩为火山岩，源自富集地幔，包括“右倾型”钠长岩和“平坦型”钠长岩，前者为分离结晶作用早期并经历一定程度地壳混染的产物，后者主要形成于分离结晶作用晚期，Nb、Ta、Zr、Hf、P、Ti等达到饱和并以副矿物晶出。 （4）综合矿区变质沉积岩及变质火山岩的构造环境判别结果，确定了二者形成于大陆岛弧的弧后盆地环境。 （5）通过对矿区变质火山岩性质、形成机制及硫同位素研究，讨论了矿床中成矿元素可能的富集机制，即地幔中大量的亲铜元素及硫元素进入母岩浆并随之上升形成区域分布的火山岩，为矿床的形成提供了必要条件。 （6）侵入河口群地层并广泛出露于矿区多个赋矿层位的辉长辉绿岩脉的化学成分与板内碱性玄武岩类似且形成于大陆裂谷环境下的类似OIB源区，是高温地幔柱部分熔融的产物，幔源岩浆在上升侵位过程中受到了地壳物质尤其是上地壳物质较小程度的混染，表明新元古代Rodinia超大陆裂解对拉拉地区的成矿作用有重要影响。 （7）拉拉铜矿床主要存在两个成矿期次，即火山喷气-沉积成矿期（1700 Ma左右）和变质热液成矿期（700-800Ma）。矿区主要存在两种类型矿石，即条纹、条带状矿石和块状、浸染状矿石，前者主要赋存于变质火山岩中，可能形成于火山喷气-沉积成矿期，后者主要赋存于变质沉积岩中，可能为变质热液成矿期的产物。

攀枝花A型正长岩体的成因及构造意义

攀枝花正长岩体与含超大型钒钛磁铁矿矿床的辉长岩体在空间上共生、侵位时间近于一致，均为晚古生代峨眉山地幔柱岩浆活动的产物。该正长岩岩体由成分连续的中酸性侵入岩组成并伴生酸性喷出岩和正长斑岩。本研究以攀枝花正长岩体及相关的酸性岩石为研究对象，在较为系统的矿物化学、主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素等方面研究基础上，并结合前人的相关研究成果，探讨了该岩体的岩浆演化过程、成因及其对于地幔柱活动条件下地壳演化机制的指示意义。本文取得的主要认识如下： （1）岩体中的闪长岩由中酸性斜长石、普通辉石、铁橄榄石等组成。正长岩由条纹长石、钠长石、普通辉石、Na-Ca和Ca角闪石等组成。石英正长岩主要矿物为条纹长石、石英。碱性花岗岩由条纹长石、石英、普通辉石和Na和Na-Ca角闪石构成。相关的正长斑岩的斑晶为微斜长石和钠长石，基质主要由条纹状的微斜长石、钠长石、石英、黑云母、磷灰石组成。伴生粗面岩的斑晶为钠长石、石英和普通辉石。流纹岩的斑晶为条纹长石和石英，基质有钠长石、钾长石、Na角闪石。 （2）矿物化学特征显示，从中性岩到酸性岩，长石向贫Ca，富Na、K趋势演化；普通辉石向贫Mg，富Fe、Na、Ca趋势演化；角闪石向贫Ca、Mg，富Fe、Na趋势演化。因此，不同类型岩石中矿物的成分变化主要受母岩浆的结晶分异作用控制。 （3）元素地球化学研究表明，攀枝花正长岩体富含高场强元素和具高Ga/Al比值，显示典型A型花岗质岩石的特征。Nb/Ta、Zr/Hf比值与OIB源区的相应比值接近表明岩体中不同类型岩石来自同一地幔源区。 （4）攀枝花正长岩体中各类岩石具有一致的Sr、Nd同位素组成，表明其母岩浆来源相似。该正长岩体主要源于两种不同的正长质熔体，由与峨眉山地幔柱有关的底侵弱碱性玄武岩浆在地壳深部经分异产生。这两类正长岩浆在地壳浅部岩浆房进一步经历分离结晶作用并最终形成闪长岩、正长岩、正长斑岩、石英正长岩和花岗岩，部分岩浆喷出地表形成粗面岩、流纹岩。 （5）本研究认为巨量的玄武质岩浆底侵于下地壳是峨眉山大火成岩省内带A型花岗岩体形成的必要前提。晚古生代峨眉山地幔柱活动对于大火成岩省内带的地壳垂向增生起到极为重要的作用。

岩浆－热液过渡阶段体系中不相容元素地球化学行为及其机制－以新疆阿尔泰3号伟晶岩脉研究为例

伟晶岩形成和演化中岩浆-热液过渡阶段物理化学性质、过铝质富挥发分岩浆体系岩浆液相不混溶、流体相出溶事件的相对时间尺度以及在岩浆-热液过渡阶段体系中稀土和其它微量元素地球化学行为(稀土“四重效应”机制和微量元素分异及控制因素等)是目前过铝质岩浆体系研究的焦点问题。对上述问题的研究和探讨，将有助于了解伟晶岩形成和演化的全过程，有助于了解挥发分(H_20、F、B、P)对过铝质岩浆体系物理性质以及对REE和其它微量元素地球化学行为影响，这对于理解过铝质岩浆体系成岩、成矿作用过程具有重大的理论和实际意义。本论文选择著名的新疆阿尔泰3号伟晶岩脉为研究对象，由于它具有完美的分带特征，使我们有可能通过各结构带矿物学、地球化学的研究揭示伟晶岩成因和演化过程以及讨论岩浆-热液过渡阶段体系中的稀土和微量元素地球化学行为。由于LCT型伟晶岩具有明显的分带性、矿物颗粒大小不均匀性等特点，因此利用全岩样品研究伟晶岩往往因取样没有代表性而被大多数岩石学家和地球化学家所否定。考虑到这点，本文系统采集阿尔泰3号伟晶岩脉各结构带磷灰石、电气石、碱性长石、石英矿物，部分结构带的石榴石、绿柱石、锂辉石矿物以及伟晶岩冷凝边和蚀变围岩的全岩样品，通过各结构带磷灰石矿物化学组成和~(87)Sr／~(86)Sr比值测定，电气石矿物的化学组成和硼同位素组成分析，碱性长石中磷含量的电子探针分析和碱性长石-石英矿物对的氧同位素体系研究以及蚀变围岩和冷凝边的化学组成分析，本文较为详尽系统地探讨以上所有的问题。通过本次多年的研究，我们获得了以下几点新的认识：f1) 富挥发分过铝质岩浆体系的样品存在稀土“四重效应”和Y-Ho、Zr-Hf、Nb-Ta、Sr-Eu元素对的显著分异，表明在过铝质岩浆演化过程中含氟流体相起着重要的作用；目前，稀土“四重效应”机制被认为是含水流体相与过铝质岩浆熔体相互作用的结果(Irber 1999；Bau 1997)，而不是独居石、磷钇矿、石榴石矿物等矿物的早期结晶引起的残余熔体稀土含量的异常变化。由于阿尔泰3号伟晶岩脉各带磷灰石以及与其共生的石榴石、绿柱石、碱性长石、锂辉石矿物均存存明显的稀土“四重效应”以及相同电价、相似离子半径的不相容元素间存在显著的分异，并结合最近赵振华等(1999)和Sba and Chappell(1999)报道S型花岗岩全岩和单矿物(磷灰石、独居石、长石、黄玉等)均存在稀土“四重效应”这一现象，本文研究提出，稀土“四重效应”是富挥发分过铝质岩浆体系的一个基本特征，其机制既不可能由含稀土的副矿物早期结晶引起残余熔体相中REE含量变化的结果，也不能定性地归因于流体相与熔体相相互作用过程中稀土元素在流体／熔体之间分异的结果，而很可能与伟晶岩岩浆形成之前某些过程密切相关，S型花岗岩岩浆在液相线以上存在硅酸盐熔体与高盐熔体(或卤水相)的不混溶液相分离有可能是过铝质岩浆体系产生稀土“四重效应”的主要原因。(2) 由于Sr~(2+)与Eu~(2+)具有相同的电价、相似的离子半径，根据经典的地球化学原理，它们具有相似的地球化学行为，在各种地质过程中其它们具有紧密的一致性。阿尔泰3号伟晶岩磷灰石中Sr／Eu比值具有二歧变化现象，其中I、Il、III和IV带磷灰石具有低的Sr／Eu比值(16:0～111.2)，而V、VI、VII带、核部带和IV带中的一个磷灰石则显示较大的Sr／Eu比值(主要在246．6～514:9范围，其中IV带的一个磷灰石该比值在10000以上)。对世界范围内的过铝质花岗岩统计表明，过铝质岩浆岩的全岩样品中的Sr／Eu也呈现二歧变化，由此本文提出Sr／Eu比值是指示过铝质岩浆体系中岩浆流体相出溶的有效地球化学参数，大于300的Sr／Eu比值是Eu~(2+)强烈分配进入流体相的地球化学标志。(3) 阿尔泰3号伟晶岩I、II、III带电气石矿物的硼同位素组成(δ~(11)B)分布在-41.11‰～-30.90‰之间，V、VI、VII带电气石矿物硼同位素组成(δ~(11)B)在-15.23‰～-9.20‰范围，IV带电气石硼同位素分布于-39.19～13.10‰范围，如此大的硼同位素分馏无法根据实验研究获得的熔体／流体相间的分馏系数进行合理解释。我们的研究表明岩浆成因电气石的B同位素组成与电气石化学组成具相关性，随电气石Y位上AI、Li阳离子数的增大，δ~(11)B值显示明显增大的趋势。阿尔泰3号伟晶岩最初形成的结构带中电气石的B同位素组成是目前所发现的最低值之一(-41.1l～39.01‰)，指示形成伟晶岩脉的初始岩浆可能由含非海相蒸发岩的泥质岩经变质深熔作用形成，或是伟晶岩岩浆在上侵定位过程中同化了含非海相蒸发岩地层的结果。本次研究利用电气石-白云母和电气石-四硼酸盐矿物间的同位索分馏以及熔体相-流体相间的同位索分馏，合理解释了阿尔泰3号伟晶岩脉电气石B同位素分馏过程，并首次获得伟晶岩形成、演化过程中B同位素组成演化的全程图谱。(4)伟晶岩岩浆形成和演化过程是否存在由过磷引起的液相不混溶现象未见确凿的岩石学和实验地球化学证据。阿尔泰3号伟晶岩脉糖粒状钠长石带(II带)明显由两种不同组构的岩性组成，而且该带是3号脉主要的Be矿化带，也是P、REE最重要的沉淀场所。阿尔泰3号伟晶岩脉梳状结构带和I带的碱性长石具较高P含量(平均值分别为0.42 wt％和0.22 wt％)，随着岩浆的演化进行，从III带到核部带，碱性长石中P含量逐渐增大(平均值由0.21 wt％增至0.50 wt％)，而II带碱性长石中异常低的P含量(平均值为0.08、wt％)是该带大量磷灰石矿物饱和结晶，导致残余熔体相中P极度亏损所造成的，而不是晚期出溶的岩浆热液交代形成的。根据Watson (1978)、Ryerson and Hess(1980)在液相线以上温度下实验研究获得的微量元素在不混溶的基性和酸性液相中分配特征，以及Webster et a1．(1997）对德国Ehrenfriedersdorf矿区伟晶岩石英中熔体包裹体的研究成果，我们推断在富磷岩浆体系中，在其演化的早期将出现由磷引起的液相不混溶作用，它对伟晶岩成岩和Be的成矿具有重大的影响。

季节性氧湖泊微量金属元素的界面地球化学行为

沉积物表层几厘米范围经常呈现某些微量金属元素富集的现象，过去常笼统地认为这是工业革命以来人为污染不断加剧的证据。但近来的研究却证明强烈的早期成岩作用可以在一定程度上造成微量金属元素在沉积物中的再迁移现象，使得其环境记录失真。因此沉积物中元素分布记录不能完全反映对流域输入的物质组成特征。另外，在一定条件下，沉积物中部分金属元素也可再次向上覆水体释放，造成“二次污染”问题，严重威胁到湖泊／水库的水质安全，成为埋藏在湖泊深处的一颗“定时炸弹”。各种地球化学过程在沉积物一水界面附近造成的重金属元素的源／汇效应因此日益受到人们的重视。近年来贵州红枫湖水质季节性恶化事件频繁出现，作为贵阳市饮用水源的阿哈湖水质也开始出现季节性恶化趋势。紧迫的环境问题及重要的科学意义促使我们系统开展了红枫湖、啊哈湖沉积物一水界面微量金属的地球化学行为研究。两湖都是黔中地区人工水库，具有岩溶湖泊的共性，也具有明显的区别。红枫湖湖水具有典型的岩溶水化学特征，湖水中度富营养化；而啊哈湖受矿山废水的影响，同时由于近年的人工石灰投放等原因，造成该湖湖水具有极硬水、硫酸盐型水特征，矿化度达到600tng／L。我们对上述两湖进行了详细研究，获得了如下的研究成果：1．硫酸盐还原细菌（SRB）及铁还原细菌（DIRB）的计数直观地指示了有机质早期成岩过程中各电子受体依次利用的分带性：即硫还原（锰还原）叶铁还原。孔隙水中硫酸根及溶解铁分布与SRB和D工RB的分布吻合。沉积物孔柱的模拟实验、各类还原性微生物计数及与孔隙水中铁锰、硫酸根分布的综合分析证实了微生物的作用是厌氧环境中各种还原反应的不可缺少的因素，界面附近氧含量的变化是引起水质恶化的基本外因。模拟实验的结果还解释了铁、锰、硫在季节性缺氧湖泊中的循环机理。2．微生物计数及生物大分子分析证实了上层沉积物（0-10厘米）是微生物活跃最为强烈的区域，易降解有机质在此区域被降解。红枫湖沉积物有机质降解持续的深度较深〔达到10cm），而啊哈湖沉积物有机质降解持续深度较浅，仅为4厘米，这主要是由于两湖都是季节性厌氧型湖泊，红枫湖在缺氧季节，有机质厌氧降解所需的电子受体迅速消耗，使得缺氧季节该湖有机质降解速率相对缓慢；啊哈湖受到大量煤矿废水注入，水体及沉积物中硫酸根、铁锰含量异常高，并在厌氧季节里为微生物厌氧呼吸提供充足的电子受体，因而易降解部分有机质在表层迅速被氧化，而且该湖沉积速率相对较慢，有机质有相对充裕的时间在上层被降解，避免了被掩埋的命运。3．啊哈湖沉积物孔隙水及界面水δ13CDIC及DIC浓度的分析，显示啊哈湖沉积物产甲烷过程很弱或不明显。这主要是受到硫酸盐还原作用的抑制。从δ34SSO42-SO42-相关关系及硫酸盐还原菌分布特征，可以在深度上划分为两种还原过程及硫同位素分馏过程：慢速还原阶段（6厘米以下），硫同位素分馏程度较大，最大分馏达13．71％。分馏因子约为1.024-1.026之间；快速还原阶段（0-6厘米），硫同位素具有明显分馏，最大达到38‰，这与快速还原过程硫同位素分馏较小的规律相反，主要原因是由于表层同时出现有还原态硫的氧化反应．产生较负的δ34S-so41，δ34S-SO42--SO42-的变化反映出混合过程。通过研究我们进一步还推断，采样点沉积物下部还有煤矿硫源的输入。4．两湖沉积物中铁、锰、硫的还原作用发生位置都具有季节性沿沉积深度上下迁移的特性，部分微量金属元素扩散通量因此发生季节性变化。受沉积物中铁锰含量的控制，红枫湖沉积物一水界面铁锰循环作用比啊哈湖弱。啊哈湖锰含量很高，导致界面附近锰的循环剧烈且远强于铁的循环，并在一定程度上引起部分微量金属在沉积物上层强烈富集。5．通过红枫湖后五沉积物剖面研究，我们发现各种微量元素由于其自身不同的地球化学性质差异，早期成岩过程对其在沉积物中的垂直分布特征的改造程度是不同的。①锰具有明显的向上富集趋势，铁在沉积物中的分布特征的后期改造作用就比较弱。②钻、镍分布的后期改造程度与铁相似，从总量来看再迁移程度比较弱。③铜、锌在早期成岩过程中逐渐向沉积物中上部富集，这主要是与铜锌强烈的亲硫性引起的。钥的表层富集现象最为明显，沉积后再迁移效应显著。由其含量在上层沉积物中的两重峰值，可以指示界面剧烈的锰循环及界面下硫酸盐还原作用对它的联合控制。6．与红枫湖相比，啊哈湖沉积物金属元素再迁移特征有很大的不同：①通过部分微量金属元素地球化学相态分析，各相态微量金属分布主要服从其总量分布特征。②沉积物稀土配分模式明确指示了啊哈湖成湖基底的位置，即沉积物－水界面下18-19厘米以下。③通过Ti、Zr、ΣREE＋Y等的分析也显示了成湖前原始基底的存在位置，同时它们在沉积物中的含量变化特征还反映了该湖扩容后陆源输入的减少。④在沉积深度上铁锰及部分微量金属元素出现明显的分离现象。⑤通过相关性分析，Fe与Cu，U、Mn与Pb，C0，Ni，Cd，Zn等都存在很好的相关性，表明它们之间具有相似的界面地球化学行为。Fe型元素与Mn型元素分布差异的原因可以简约的概括为：锰的界面循环极为强烈，导致再迁移程度很高；而铁的循环相对较弱，又容易受到上层硫酸盐还原作用的抑制，因此再迁移程度不高。此外，由岩溶地区湖泊较强的酸中和能力及近年来的人为石灰投放，沉淀PH不同导致微量金属元素间发生分离，引起下游大坝处金属元素的输入差异。因此，啊哈湖大坝附近沉积物中微量金属元素的分布特征应受到沉积后再迁移和受 pH控制的煤矿废水输送差异联合制约。

中元古代昆阳群Fe-Cu-REE矿床地球化学研究-以武定迤纳厂矿床为例

稀土元素成矿与地壳的构造运动密切相关，稀土在中元古代具有大规模暴发性成矿特征。云南武定迤纳厂稀土铁铜矿床为昆阳群因民组出现稀土富集成矿的典型代表。本论文选择迤纳厂矿床为主要研究对象，系统研究矿床不同类型岩（矿）石和矿物的稀土元素地球化学特征，探讨富稀土的成矿流体、成矿物质来源和稀土元素成矿时代，揭示昆阳裂谷初期因民组稀土元素富集的地球化学机制。主要认识如下：1、迤纳厂矿床产于昆阳裂谷初期形成的禄丰一武定火山断陷盆地中。早中元古界昆阳群分布于绿汁江岩石圈断裂和小江一易门断裂的夹持地带，呈狭长状展布。迤纳厂矿床赋矿地层为昆阳群因民组上段的硅质白云岩和碱性火山岩（粗面安山岩）。矿体产出形态和矿石的结构构造等均显示矿体与赋矿地层同沉积特征；出现独立矿物氟碳饰矿、独居石及褐帘石，磷灰石、萤石、菱铁矿等矿物中也含有一定量的稀土，沿矿体走向和垂向稀土元素变化不大。2、矿体顶、底板围岩（石榴石黑云母片岩、钠长黑云母片岩等）的原岩为碱性火山岩（粗面安山岩），相对富集大离子亲石元素Ba、Cs、Rb、K、LRE日及贫Zr、Sr、Ti、Hf、HEE，为早元古代末期一中元古代早期交代富集地慢低程度部分熔融所形成的碱性火山岩。矿石稀土总量高（645-4443）×10-6，强烈富集轻稀土（（La/Tb）N＝17.3-81.1），稀土元素分布特征明显不同于矿区正常沉积的硅质白云岩和后期侵入的钠长石英斑岩及火山角砾岩，而与矿体顶、底板碱性火山岩中稀土元素配分特征基本一致，暗示稀土成矿物质来源与碱性火山岩有密切的关系；3、矿石中微量元素组合及变化特征与现代海底正在喷出的热液和热液沉积物中元素组合有较大的可比性，明显不同与火成碳酸岩型稀土矿床中的特征元素组合；在微量元素判别图解（Al-Fe-Mn、Fe／Ti-Al／（Al+Fe＋Mn）、U-Th、Y-P2O5等）中，逸纳厂矿石均投影在热水沉积区，矿石的Y／Ho值与黑烟囱值接近，表明成矿流体为高温、还原性质，稀土成矿可能以热水沉积作用方式为主；4、对矿石中主要矿物萤石、菱铁矿、磁铁矿、石英、方解石的稀土元素特征研究表明，矿石沉积时不同矿物中稀土元素分布特征基本相同，主要受成矿流体中稀土分布特征制约。而后期变质作用形成的矿物，其稀土元素分布主要受矿物晶体结构控制。同期成矿流体从早期到晚期（块状矿石→条带状矿石），轻重稀土分异变小，稀土总量增加，条带状矿石中稀土含量最高；矿石黄铜矿6345值变化在一任3％0到2g％。范围，显示慢源硫特征；菱铁矿6r3C（8％-9.1%）、δ18O（-11.17%-15.37）‰指示成矿流体具岩浆来源和有机质的脱梭酸分解作用参与；成矿流体中稀土元素可能主要以（RE（CO3）3F）4-、（既（CO3）3F2）、（RE（F，Cl万等形式迁移，当温度降低时沉淀出氟碳饰矿等稀土矿物；5、矿石和萤石单矿物 Sm-Nd等时线年龄分别为1621士110Ma和15：38士43Ma，与矿区碱性火山岩错石的U-Pb年龄1676Ma、因民组顶部石英正长斑岩的错石U-P1。年龄1685Ma基本一致，也与因民组地层年龄1765M。较为接近，反映成矿时代为早元古代晚期和中元古代早期：这一时间也与一早元古代晚期一中元古代早期昆阳裂谷初始裂陷阶段，大量来自于地幔的碱性火山岩喷发事件相吻合。矿石。Nd（t）:-2.87-3.60，萤石单矿物εNd（t）：-3.93-5.90，变化范围较窄并全为负值，接近0，指示源区为富集地幔。同时结合矿床形成的构造一地质环境及矿体产出的地质形态，认为逛纳厂稀土铁铜矿床可能是在昆阳裂谷初期，在碱性火山岩浆喷发的间歇期，来自地幔富稀土、挥发份的成矿流体由火山喷流一同生沉积方式形成的矿床。6、昆阳群因民组地层中出现的稀土富集、成矿与我国的白云鄂博稀土REE-Fe-Nb超大型矿一床和澳大利亚的olympic Dam Cu-U-Au-Ag-REE超大型矿床，在成矿时代、产出大地构造背景、成矿物质来源等方面具有较大的相似性，均体现成矿受控于中元古代1.5Ga超大陆聚合前或随后裂解初始阶段伴随的非造山型碱性岩浆或热液作用，稀土来源于超大陆拼合前因板块俯冲交代而形成的富集地幔。

氟、氯对热液钨、铜成矿的制约-以江西德兴铜矿、大吉山钨矿为例

矿化剂在热液矿床成矿过程中的重要作用一直为人们所关注，矿化剂地球化学行为直接影响成矿元素的富集成矿，不同的矿化剂元素可能对金属成矿具有一定的专属性。本文以著名的江西德兴铜厂超大型斑岩铜矿床和大吉山钨矿床作为研究对象，研究F、Cl与W、Cu成矿的关系。主要的认识如下：（1）F在花岗质岩浆中，可以降低岩浆的粘度、密度、固液相线温度、改变熔体结构，而Cl对熔体结构没有多大的影响。F在流体一花岗质熔体相间，绝大多数配分系数小于1.0，趋向于熔体相中配分，DF随体系中F浓度的升高而增加。Cl在流体一花岗质熔体相间的配分系数均大于1.0，且Dc1 随体系中Cl浓度的升高而增大·Cl强烈地趋向富集于流体相中。（2）Cu在流体一花岗质熔体作用过程中，铜总趋向于流体相中分布（DCu都大于1）。特别是在富Cl流体中Cu浓度较高，说明在富含Cl的热液流体能够从共存的熔体中活化迁移出大量的 Cu，S的加入DCu有降低的趋势。钨趋向于熔体相中富集，其配分系数大多小于1.0。（3）德兴铜厂花岗闪长斑岩属钙碱性系列岩石属I型花岗岩类，具有埃达克岩的特征。岩浆来源于深部，在结晶演化过程中发生了围岩物质的混染，这种高铜含量围岩的混染使成矿物质在岩浆中得到富集，有利于铜的活化、迁移。在铜厂岩体不同的蚀变带中，SiO2、K2O、Cu、Mo等从新鲜斑岩甚至弱蚀变带中带出，而在强蚀变带强烈富集，Cl同样有在强蚀变岩石中富集的趋势；而Na2O、Fe从斑岩体中带出，进入流体相中，流体中大量Fe的存在，有利于铜的沉淀、富集成矿。（4）德兴铜厂斑岩体微量元素和稀土元素地球化学特征表明，该岩体发生了流体一熔体作用，分异出来的流体是一种相对富氯的流体，同时成矿流体的流向是从岩体中心向接触带方向流动。（5）大吉山花岗岩具有高SiO2、A/CNK值，显示过铝质特点。黑云母花岗岩是壳源花岗岩但又受到慢源岩浆或慢源流体的影响。随着花岗岩的演化（从I→II→III）SiO2、K2O＋Na2O逐渐增加，ΣFe、Al2O3、CaO、F含量降低，为成矿提供了大量的矿化剂（F）和沉淀剂（Fe、Ca）。Eu负异常从I至III阶段花岗岩逐渐加强，表明该岩浆经历了高度的分异演化。（6）大吉山花岗岩类稀土元素具有“四重效应”配分的特点以及微量元素对玲Rb、Y/Ho、Zr/Hf以及Nb／Ta发生明显分异，暗示在花岗岩岩浆的演化过程中，经历了充分的流体一熔体作用，同时分异出大量富含F、W等矿化剂元素和成矿元素的热液流体，致使钨矿的形成。大吉山石英脉型钨矿的成矿年龄大约在155 Ma。（7）通过对成矿流体和花岗质岩石黑云母、白云母中卤素相对逸度的研究（log(H2O/fHCl）fluid、log（fHF/fHCl）fluid）发现，铜厂斑岩型铜矿床的成矿体系是相对富氯体系，而大吉山石英脉型钨矿床成矿体系相对富氟，同时氟可能主要迁移W、Sn、Nb、Ta等金属元素。（8）结合斑岩型铜矿床成矿流体特征，铜主要以C1的络合物形式存在和迁移，迁移形式主要是CuCl0、CuCl2等。石英脉型钨矿床中，钨主要以钨酸、钨酸盐及其离解形式存在和迁移，如WO42-、HWO4-、NaHWO4、Naw伍．等；在高度富氟的成矿流体中，钨的氟氧络合物（如WO3F-，WO2F42-等）对钨迁移也具有重要的作用。因此，不同矿化剂类型具有一定的成矿专属性，热液铜矿床主要与Cl、S有 关，而热液钨矿床大多与F有关。