东天山后碰撞镁铁-超镁铁岩镍铜硫化物矿床PGE地球化学示踪与富集规律研究

Eastern Tianshan area, a Paleozoic complex trench-arc-basin system, experienced multi-period sudbuction and collision in geological history. A large number of Early Permian mafic-ultramafic intrusions emplaced along deep faults in post-collision extension tectonic stage and hosted a series of magmatic Cu-Ni sulfide deposits. This paper sets newly-discovered Tianyu magmatic Cu-Ni sulfide deposit related to small intrusion as an example. On basis of the study of ore-forming mechanism of Cu-Ni deposit, we compared PGE content and discussed enrichment mechanism and regularity of mafic-ultramafic rocks and ores in Jueluotage tectonic belt and Central Tianshan Massif. PGE and Cu, Ni, S contents correlate with each other. PGE is mainly controlled by S content.Samilar PGE distribution patterns of mafic-ultramafic show that complex originated from the same parental magma; Pd/Ir and Ni/Cu ratios indicate that high-Mg basaltic magma and deep sulfide segregation happened during magma evolution process. PGE and Cu-Ni ores are enriched in liquid sulfide and only individual samples completely control by monosulfide solid solution. Comparison of all control factors, early segregation of sulfide and quality of supply of magma may be the key factors leading to the Eastern Tianshan magmatic copper-nickel sulfide deposits don’t reach PGE grade, but we do not rule out the possibility of occurrence continuous mafic-ultramafic rocks and PGE-rich layer in deep.

攀西地区红格、新街岩体的岩石地球化学特征

The mafic-ultramafic layered intrusions in the Panxi, China contain large V-Ti-magnetite deposits. These layered intrusions are related with the Emeishan continental flood basalts in space and time. Two layered intrusions, Hongge and Xinjie have clear PGE mineralization at the base of the intrusions. Thus the detailed investigations of these two intrusions not only have a geological but also have an economic significance. This thesis aims to characterize the elemental and Sr-Nd isotopic features of diverse rock zones within the intrusion on the basis of systematic studies of the major, trace element and isotope ratios, therefore to constrain the petrogenesis, mantle source and evolution of the Hongge and Xinjie intrusions. Generally, both Hongge and Xinjie intrusions show the same Fe-Ti-rich and Si-M-poor characteristics. They are also enriched in rare-earth elements (REE) and large-ion lithophile elements (LILE) as well as in Sr-Nd isotope ratios (Hongge: initial Sr = 0.7056-0.7076, ε_(Nd)(t) and (Nd/Sm)_N-ε_(Nd)(t) plots, the Hongge intrusion has a similar elemental and isotopic features to the Emeishan low-Ti (LT) basalts, whereas the Xinjie intrusion was close to the Emeishan high-Ti (HT) basalt. Therefore, the Hongge intrusion may be co-genetic with the LT basalt, formed by the partial melting of the spinel-garnet transition mantle that had a slight enriched isotope character. In contrast, the Xinjie intrusion and the HT basalts are probably derived from the garnet-phases mantle with a primitive isotope character. The involvement of the components of mantle wedge into the source is considered to be the major reason of the REE and LILE enrichment and Nd isotope depletion in the Xinjie intrusion. In contrast with the systematic variations in TiO_2 content, Mg#, transition elements (Ni, Cu, Co), REE concentrations, and La/Yb, La/Sm ratios from the lower zone to upper zone, the different rock zones of the Hongge intrusion have no clear Sr-Nd isotope variations. This suggests that the Hongge intrusions were formed by the crystal fractionation from the same magma source. The rhythm may be formed by slow injection of the co-genetic magma during the crystal fractionation. The increase in K_2O and Al_2O_3 contents, REE abundance, and the degree of the REE fractionation in the base of the intrusion, together with the relatively low ε_(Nd)(t) value, may imply that the base of the Hongge intrusion was contaminated with the local crust rocks. Xinjie intrusion shows the clearly elemental and isotopic differences in diverse cumulus cycles. The observation of the systematic variations in TiO_2 content, Mg# value, transition elements (Ni, Cu, Co), REE concentrations, and La/Yb, La/Sm ratios in first cycle was not occurred in second cumulus cycle. In addition, the ε_(Nd)(t) value in second cumulus cycle is apparently higher than that of the first one. Thus the abruptly elemental and isotopic changes at the base of second cycle demonstrate that there is considerable new and depleted magma addition to the residue magma after the crystallization of the first cycle. These features are very similar to those of the well-known PGE-rich Bushveld and Stillwater layered intrusions. The PGE mineralization in Xinjie intrusion is much better than in Hongge intrusion. Therefore, the layered intrusion similar to the Xinjie in Panxi area posses the better prospects for the PGE deposits.

内陆湖沼相和近海沼泽相沉积环境煤中微量元素和矿物的对比研究—以辽宁北票、江西建新和桥头煤研究为例

Using knowledge of geology, geochemistry, coal petrology, mineralogy, by means of a variety of advanced measuring methods such as inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), inductively coupled atomic emission spectrometry (ICP-AES), X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy-dispersive spectrometer(SEM-EDS), sequential chemical extract and density fractions, the characteristics of trace elements and minerals in Jurassic Beipiao coal mine under inland limnetic sedimentary environment and in late Permian Jianxin and Qiaotou coal mines under paralic swamp sedimentary environment were studied. Compared with the average concentration in the world bituminous coals, the Beipiao coal was characterized by relatively high contents of Sc, Ti, Cr, Co, Ni, Zn, Se, Sr, Zr, Y, Ba, REE and Th, and lower contents of V, Rb, Cd, Sn, Pb, Bi and U; while the Jianxin coal was relatively enriched in Li, Sc, Ga, Sr, Y, Nb, Sb, Th and U, with low concentration of Be, Co, Ni, Cu, Ge, Zr, Mo, Cd, Cs, Ba, Pb and Bi; and the Qiaotou coal was enriched in Li, Sc, Sr, Nb, Ta, Zr, REE, Hf, Th and U, with low concentration of Be, V, Co, Ni, Cu, Ge, Mo, Cd, Cs, Ba, Tl, Pb and Bi. The concentrations of Ca, Mg and K in Beipiao coal are higher than those in Jianxin coal and Qiaotou coal, while Fe, S and Ti in Beipiao coal are lower than those in Jianxin coal and Qiaotou coal. The proximate analysis of coal samples was carried out, which indicated that Beipiao coal was medium- to high- ash (5.92-60.68%) with low sulphur coal, and Jianxin coal and Qiaotou coal was medium to high ash (8.85-46.33%) with high sulphur. The reflectivity was measured, which explained that Beipiao coal belonged to high volatile bituminous coal, Jianxin coal was low volatile bituminous coal and Qiaotou coal was low volatile anthracite. Quantitative maceral analyses were studied. The characteristics of rare earth elements (REE) were investigated, which showed that the total contents of REE were higher than that of the world's average content. With the increase of coal's metamorphic grade, the total contents of REE decreased from 98.5 X 10"6 of Beipiao coal to 94.2 X 10"6 of Jianxin coal, and to 75.9 X 10"6 of Qiaotou coal, and 5Eu reduced which indicated that the element Eu depleted. The characteristics of REE was controlled by the metamorphic grade of coal. And REE were mainly absorbed in clay minerals in Beipiao coal samples, while in Jianxin and Qiaotou coal mines, REE were primarily related to clay mineral and pyrite. The variation of trace elements in vertical direction of coal seams was studied, and the results showed that different trace elements differed greatly. The correlation between trace elements and ash were determined. Four major trace elements (aluminium-silicates, sulphide, carbonate and phosphate) accounted for the occurrence and distribution of most elements studied were determined. Coal samples were separated by density fraction, which showed that Cr, Cu, Mo and Pb were closely related to inorganic matters mainly distributed in P >2.6 and dropped remarkably in the density fractions P <2.3 . The occurrences of Co, Cr, Ni, As, Se, Mo, U were studied directly and quantitatively using sequential chemical extract with six steps, which showed that Co. Ni, Mo and U were mainly in the form of mineral, and As, Se chiefly in the form of organic state, while Cr mostly in the form of organic state and mineral. Major mineral phases presented in the Beipiao coal were Kaolinite, illite, quartz, calcite, and small amount of siderite, barite. While major mineral phases in Jianxin and Qiaotou coal were pyrite, kaolinite, and small amount of marcasite, rutile, sphalerite. This is the first time that the chromite in the coal was discovered in China, which indicates that Cr occurrence appeared in the form of chromite. The ratio of Sr/Ba, Sr/Ca and V/Ni in Beipiao coal mine under inland limnetic is smaller than that of in Jianxin and Qiaotou coal mines under paralic swamp. The ratio of K/Na and Th/U of Beipiao coal mine is higher than that of Jianxin and Qiaotou coal mine, which proved that Beipiao coal was not affected by sea water and Jianxin and Qiaotou coal were affected by sea water. Trace elements such as Cr, Ni, Mo in minerals were analyzed by SEM-EDS. The factors controlling the enrichment of trace elements can be divided into syngenetic stage factors and epigenetic stage factors.

用微生物对单—碳源利用方法探讨重金属在城市土壤中积累的环境效应

Biolog研究表明，英国阿伯丁市城市土壤的微生物群落结构显著有别于农村土壤，并使微生物对碳源的消耗量增加，消耗速度加快。城市土壤中不仅重金属Cu,Pb,Zn,Ni的含量明显高于农村土壤，而且其化学形态的主成分分析表明，有效态Pb,Zn,Cu及有机态Ni和Cu是导致城市土壤区分于农村土壤的主要因子。相关性分析表明，Biolog的这种变化规律与重金属的上述化学形态密切相关；典型变量分析表明，重金属对城市土壤微生物群落结果的这种损伤具有长期性效应及不可恢复性。

云南金宝山超镁铁岩原始岩浆成分反演

金宝山岩体赋存有我国最大的铂族元素矿床，位于云南省弥渡县，大地构造位置处于杨子地台西缘南端 岩体是呈似层状(岩席)产出的小型超镁铁岩，侵位于泥盆系垒宝山组白云岩、泥灰岩、砂板岩中，由橄榄岩、辉橄岩及橄辉岩、辉石岩 异离体组成，没有完整的相带分异，缺乏分异堆积特征。但岩体铂族元素成矿议铂钯为特征(Pd／Ir>10)，硫化轴Ni／Cu比值低(0.5～5)，岩石稀土元素富集，配分型式为轻稀土富集型，体现基性岩浆衍生产物的岩石地球化学特点。元素含量的组合变化反映出橄榄石对岩石成分的控制作用。成岩母体可视为橄榄石与熔体两部分组成的混合体系，分析表明岩浆经历了l1％的橄榄石结晶和22％左右的斜长石结晶分异，大部分熔体相携带斜长石先期离开岩浆房或被压滤出去，残余熔体携带橄榄石结晶颗粒在构造挤压作用下向上运移侵位成岩。根据岩浆演化过程反演，计算得到金宝山超镁铁岩原始岩浆组成，表明为低钛拉斑玄武岩岩浆，MgO音量为l 2．93 ％，其形成可能与裂谷作用早期的地慢热柱作用有关，原始岩浆起源于未亏损地慢的部分熔融。

地幔柱成矿体系的基本特点——以峨眉大火成岩省为例

地幔柱活动是固体地球各圈层间大规模物质交换一相互作用和大陆垂向增生的重要机制,可能导致岩石圈大规模隆升、伸展、甚至大陆裂解.由于地幔柱来源深、温度高,其上涌可以导致其自身、软流圈和岩石圈地幔广泛的减压部分熔融.短时间内产生巨量玄武岩浆,连续的玄武岩浆补给为大规模岩浆成矿作用提供必要的物质条件;强烈的岩浆活动还会启动地壳内部大规模热液循环,为地壳成矿物质的活化-迁移-热液成矿创造有力的环境条件和驱动力;巨量的溢流玄武岩本身具有很高的Cu、Ni、PGE(铂族元素)等元素背景值,为后期的热液活动成矿提供了物质基础.因此,地幔柱成矿主要包含岩浆成矿系列(Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床、铬铁矿床、钛磁铁矿床、Nb-Ta-REE矿床),热液成矿系列和后期热液成矿系列(最典型的是自然铜矿床).有关的矿床是全球Ni和PGE的主要来源,Fe、Cu、Ti、REE、Nb等元素的重要来源.

岩浆硫化物矿床的找矿标志及找矿工作的基本方法和准则

岩浆硫化物矿床是我国Ni和铂族元素(PGE)的主要来源,同时伴有Cu、Co,经济和战略价值不言而喻,新资源基地的勘查对相关企业和整个国家长久的可持续发展都是极其重要的.加拿大Sudbury和南非Bushveld大型层状岩体中的超大型Ni-Cu-PGE和PGE硫化物矿床的大岩体成大矿的认识长期统治这这类矿床的成因研究(Naldrett,1989),直到上世纪50～60年代俄罗斯Noril'sk-Talnakh超大型Ni-Cu-PGE矿床、中国金川Ni-Cu矿床和澳大利亚西部若干与科马提岩有关的Ni-Cu-(PGE)-(Co)矿床的相继发现,才颠覆了之前认为大型岩浆硫化物矿床仅形成于大型岩体底部的观点,认识到岩浆通道系统对于这类矿床成矿的重要意义.这种矿床成因认识的飞跃对1990年代仅用了4年时间便发现并探明加拿大Voisey's Bay超大型Ni-Cu-Co矿床起到了关键性的指导作用.可见,及时吸收并运用最新理论研究成果,有助于制定正确的勘查方案,切实提高勘探工作效率,减少时间和资金浪费.本文试图根据这类矿床的成因特点,对合理设计找矿方案的基本方法和准则进行简要的论述。

黔西南卡林型金矿床流体包裹体中微量元素研究

用ICP－MS测定了黔西南烂泥沟和丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的Co、Ni、Cu、Pb、Zn和Pt等元素的含量。结果显示，不同成矿阶段石英流体包裹体中均有较高的Co、Ni、Cu、Pb和Zn含量，并首次发现卡林型金矿床成矿流体中富含Pt。据此认为基性火山岩可能是卡林金矿床成矿物质的重要来源之一。

重庆城口地区早前寒武系黑色岩系研究：（3）巴山组硅质岩中PGE异常的地球化学研究

以猪草河剖面和羊儿坝剖面为例，进行硅质岩的PGE与微量元素等地球化学分析，结果表明：槽区硅质岩中的PGE异常受控于硅质岩中火山物质（蚀变成粘土矿物）的多少，PGE与Se、Rb、Cs、Ti、Cr、Zr等具有良好的相关性；猪草河剖面远离陆源区，沉积厚度大，更靠近火山活动区域，接受火山粗碎屑物质的量多；羊儿坝剖面远离火山活动中心，主要接受了火山灰等细碎屑物质，更接近陆源区，受一定量的陆源碎屑物质影响。根据Cr／Co、Nb／Ta、Pd／Ir-Ni／Cu及Ni／Pd-Cu／h对岩浆性质的约束，当时岩浆性质为基性玄武岩。根据La-Y-Nb图解和Th-Hf-Ta图解的进一步约束，表明当时的火山岩浆性质为钙碱性的火山弧玄武岩。

胜利油田惠民凹陷辉绿岩过渡元素地球化学

测定了胜利油田惠民凹陷14件辉绿岩的过渡元素（Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Zn）含量。结果显示岩石中Cr和Ni含量具有很宽的范围（分别为76．9×10^-6～1049×10^-6和56．7×10^-6～495×10^-6），样品商745．2出现异常高的Cr和Ni含量，分别为8718×10^-6和4530×10^-6；Cu和Zn含量高且变化范围大，半数以上样品的Cu和Zn含量分别大于1000×10^-6（1082×10^-6～8111×10^-6）和500×10^-6（634×10^-6～2198×10^-6）。分析认为，本区辉绿岩Cr和Ni含量变化范围宽与岩浆结晶分异作用有关，具异常高Cr和Ni含量样品可能为岩浆演化相对后期，有大量铬铁矿结晶的产物；岩石富集Cu和Zn可能与岩浆上升过程中遭受地壳物质混染作用有关.

金宝山铂-钯矿和力马河镍矿的硫同位素组成特征及地质意义

金宝山铂钯矿和四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省内两个重要的Ni-Cu-PGE硫化物矿床,但二者矿化特征明显不同,前者贫铜、镍,富铂、钯,硫化物含量低,呈浸染状;后者贫铂族元素,富含硫化物,矿石以陨铁状或块状为主。本文以两矿床成矿元素组成的变化和矿石结构类型的显著差异为出发点,系统分析了硫化物的硫同位素,发现金宝山铂-钯矿的硫化物δ34S值（0.6‰~2.8‰）略高于地幔硫（0±2‰）,显示有微弱的地壳物质混染,而力马河镍矿的硫化物δ34S值（2.4‰~5.4‰）显著高于金宝山铂-钯矿,反映受地壳混染程度较高;指出成矿岩浆演化过程中地壳混染程度上的差异,可能是造成峨眉山大火成岩省岩浆Ni-Cu-PGE矿床矿化类型不同的重要原因.

甘肃金川II号岩体岩浆演化及铜镍硫化物成矿过程探讨

金川矿床是超大型岩浆 Ni-Cu-PGE 硫化物矿床，它赋存有世界第三的镍储量（5.45×106 t，Ni 的平均品位为 1.2%）。该矿床位于华北板块西侧阿拉善地块西南边缘龙首山隆起中。本论文以金川矿区的 II 号岩体为研究对象，在系统整理前人工作的基础上，通过深入细致的野外地质考察和系统采样，选取有代表性的样品，进行详细的显微镜鉴定，并运用元素地球化学等手段，对 II 号岩体的源区特征、岩浆演化过程及其赋存的⑴、⑵号矿体的成矿机制等主要矿床学问题进行了系统成因研究，并尝试提出了二次硫化物熔离成矿模式。本论文主要取得以下几点结论性成果： 1）岩浆起源：起源于上地幔尖晶石－石榴石二辉橄榄岩过渡地带的下部。通过上地幔源岩的柱状部分熔融模式（≥25%）或三角部分熔融模式（10～15%），形成富PGE的S不饱和原始岩浆。 2）地壳同化混染：地壳物质的同化混染主要是由早期下地壳物质的同化混染和晚期上地壳物质的同化混染组成的多阶段同化混染，并且其成分为富钙质围岩。 3）结晶分异演化：金川II号岩体作为橄榄石堆积相，其橄榄石的结晶主要发生在上地壳深部岩浆房，而橄榄石与熔浆的反应及辉石和斜长石的结晶则主要发生在浅部岩浆房，既现今岩体所在位置。 4）S 的饱和机制：岩浆通道内下地壳物质的同化混染，导致岩浆硫饱和，并于岩浆通道中发生了第一次硫化物熔离；上地壳深部岩浆房中地壳物质的同化混染和橄榄石的分离结晶，促使硫饱和的母岩浆发生了第二次硫化物熔离。 5）深部岩浆房的演化：上地壳深部岩浆房中橄榄石分离结晶与硫化物熔离之后，在重力分异作用下，形成了自上而下的硅酸盐岩浆、橄榄石“晶粥”、含硫化物熔体的橄榄石“晶粥”以及矿浆的四层分层格局。同时，底部部分硫化物熔体发生了Pt合金（Pt-Fe）的脱离。 6）侵入期次：上地壳深部岩浆房中，母岩浆分异演化早期，其顶部含有尚未完全成长橄榄石颗粒的“晶粥”在构造应力挤压下首先上侵、成岩形成金川II号岩体顶部、呈“上悬体”的中细粒含辉橄榄岩；分层格局形成之后，橄榄石“晶 VI 粥”、含硫化物熔体的橄榄石“晶粥”以及矿浆依次上侵成岩、成矿，分别形成金川 II 号岩体上部的二辉橄榄岩相、⑴、⑵号矿体的主体以及⑵号矿体底部的块状矿石。

长江口水体混合过程中的水/粒作用地球化学——微量元素及同位素地球化学研究

近几年来，随着水体地球化学研究的逐步深入，人们发现表生水体中许多微量元素利同位素的水体地球化学行为都与水体颗粒物的行为密切相关，水／粒相互作用过程越来越引起研究者的关注。河口是连接河流与海洋两大不同性质水体的过渡地带，其水体的理化性质及化学组成在短时内会发生显著变化，使得河口环境成为研究表生水体水／粒相互作用过程的优势场所。本文首先对稀土和重金属元素以及锶同位素等化学组分在世界河口水体混合过程中的地球化学行为进行了综述。并在综述和调研的基础上，选择世界大河之一的长江口作为研究区域，通过对水体溶解相、酸溶相、和颗粒物中稀土和重金属元素以及水体锶同位素地球化学的研究，系统了解了长江口表层水体中微量元素和同位素的迁移转化规律，并对发生在河口区的水与颗粒物以及水与沉积物的相互作用过程进行了分析，并得出以下初步结论：1．在长江口，表层水体的混合不是以均匀方式进行的，盐度及主离子浓度在空间剖面上显示非连续性变化。这是由于长江口属于潮汐分汊河口，儿股径流相互穿插所致。但在盐度剖面上，主离子浓度都随盐度增加而线性变化，显示明显的化学保守性。2．长江口水体颗粒物的含量和pH值都比较高，使得溶解态物质的迁移转化规律相对特殊，尤其是水／粒相互作用过程比较强烈。3.长江及长江口水体的~(87)Sr／~(86)Sr比值(0.7105)相对较低，而Sr元素浓度(约150ppb)相对较高。Sr及~(87)Sr／~(86)Sr在长江口水体混合过程中显示保守行为，基本不受水/粒相互作用及其它地球化学过程的影响，只与水体端员的化学组成有关，所以锶同位素是河口研究中确定水体端员的良好指标。4.本文首次测定了长江口表层水体中溶解态REE的浓度。利世界大多数河口相比，长江口溶解态REE的浓度相对较低，仅为0.1～10ppt左右，比其它河口低了近10到100倍。溶解态REE在长江门盐度剖面上的分布规律也比较特殊，显示了自低盐度向高盐度的整体升高趋势，而不是通常的随盐度降低趋势。5.溶解态重金属元素Fe、Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd等在长江口表层水体混合过程中显示了各不相同的地球化学行为。受胶体絮凝过程的影响，溶解态Fe利Zn的浓度在河口低盐度区显著降低；溶解态Ni和Cu则显示住低盐度区的强烈解吸过程；Co和Pb的行为主要受水体颗粒物吸附作出的控制；溶解态Cd显示随盐度增加的全过程解吸行为。6．本文对江口表层水体中酸溶态利颗粒态微量元素的浓度也进行了测定。结果显示，酸溶态微量元素的行为主要受水体颗粒物行为的控制，但在一定程度上又受到盐度等水化学因素的影响，所以用酸溶态微量元素的行为讨论水/粒相互作用过程比颗粒物全样更为有效。颗粒态微量元素在水体混合过程中的行为相对惰性，除受粒度效应的影响外，基本不受其它物化参数及水／粒相互作用过程的影响，只与其物质来源有关。7．在江口表层水体中，发生着广泛的水／粒相互作用以及水与沉积物相互作用过程。住河口低盐度区以胶体絮凝作用为主，但同时又因离子交换反应而使某些元素(Cu和Ni)发生解吸过程。在河口中高盐度区广泛发生有沉积物再悬浮和颗粒物解吸及解聚过程，从而造成酸溶态及部分溶解态微量元素浓度的升高。8．水／粒相互作用过程明显影响到微量元素长江的入海通量，对解释东中国海及西太平洋的微量元素及同位素地球化学也有比较重要的意义。

云贵高原湖泊近代沉积作用的Fe、Mn、S指示

铁、锰、硫具有强烈的氧化还原敏感性，在湖泊沉积地球化学过程中扮演着重要的角色。铁、锰、硫控制了沉积物中的氧化还原分带，对磷及其它一些微量金属元素的形态和分布具有重要影响。因此本文中我们选择铁、锰、硫来指示湖泊沉积作用中氧化还原过程的变化，为进一步高精度提取环境信息奠定基础。本文对比阿哈湖、洱海和阳宗海，通过铁、锰、硫在湖水、孔隙水和沉积物体系内的垂直剖面特征分析，阐述了三湖沉积物中氧化还原过程的区别、氧化还原边界层对铁锰循环的控制作用以及铁-锰-硫对重金属的控制作用，深入探讨了铁、锰、硫及微量元素记录的早期成岩改造特征及其对湖泊沉积作用的指示意义，进一步阐明了沉积物中的有机质降解规律及早期成岩机制，获得了如下结论：1．阿哈湖水中铁、锰出现季节性释放，锰的季节性释放强度比铁大；在冬季和夏季，阿哈湖沉积物界面铁、锰均出现富集。冬季的富集程度强于夏季，锰的富集程度远远强于铁。沉积物表层由冬季的黄褐色转变为夏季的黑色，表示铁、锰氧化物层转变为FeS层。2．洱海沉积物中，铁、锰均在沉积物一水界面出现富集，界面以下，铁、锰的含量逐渐递降。铁、锰在孔隙水中产生扩散迁移，而在沉积物表层形成富集，说明洱海沉积物表层处于较好的含氧状况，氧化还原边界层处于沉积物中；阳宗海沉积物孔隙水中铁锰峰值均位于界面2cm处，而沉积物中铁在表层出现亏损，表明夏季阳宗海表层处于缺氧状态，氧化还原边界层位于湖水中。3．铁、锰的界面扩散和沉降通量在不同湖间差异较大。但锰的扩散通量占沉降通量的比例高于铁，锰在界面的沉积后再迁移程度和沉积记录的改造程度比铁显著。湖泊中铁、锰在有机质降解过程的驱动下，围绕沉积物一水界面形成氧化还原循环。其中锰的循环相当激烈，铁则较为缓和。铁、锰界面循环受氧化还原边界层和沉积物—水界面的双重控制。4．三湖沉积物界面处均存在硫酸盐的还原作用。洱海硫酸盐由于其含量较低以及表层良好的含氧状况因此不可能成为有机质降解的主要氧化剂，而阳宗海和阿哈湖则情况相反。阿哈湖沉积物柱芯好氧菌和SRB的分布进一步证实了表层处硫酸盐在SRB的参与下强烈的还原作用，同时说明有机质的好氧和厌氧降解并不是完全对立的；水体向沉积物内部扩散是高硫酸盐浓度湖泊的主要清除作用，而对于低硫酸盐含量湖泊而言，水体浮游生物如藻类吸收和同化作用应是水体硫酸盐的主要清除机制。5．三湖沉积物硫主要都以黄铁矿存在。阳宗海的AVS含量较高，AVS和FeS_2在界面的富集进一步证实了在阳宗海沉积物界面存在着强烈的硫酸盐还原作用；阿哈湖沉积物中硫酸盐的还原与季节无太大联系。在夏季和冬季，沉积物表层均表现出明显的SO_4~(2-)还原作用。只不过随着氧化还原边界层的迁移，SO_4~(2-)还原作用的范围也随之发生迁移。铁氧化物作为电子受体参与有机质分解的过程中，水铁矿和纤铁矿等Feo首先被还原而溶解出来。同时，Feo和Fec是可以互相转化的，针铁矿和赤铁矿等晶体铁氧化物可以向水铁矿和纤铁矿转化。6．三湖中Corg都表示出明显的降解趋势，证明了沉积物表层存在的早期成岩作用。洱海表现出“沉降一降解一堆积”三阶段分布特征，而阳宗海和阿哈湖沉积物中Corg表现出“降解一堆积”二阶段分布特征；洱海沉积物中有机质的选择性分解不明显，C／N指示沉积物有机质主要来自无纤维束的陆源植物；阿哈湖沉积物中C／N很高，均>20，且随深度增加呈现上升的趋势，说明阿哈湖沉积物中有机质含易降解的低N和难降解的高C，有机质主要来源于陆源输入。7．洱海和阳宗海沉积物中均存在明显的重金属再迁移现象。洱海沉积物中铁、锰循环对Pb、Cu的迁移影响很大；颗粒物的吸附一解析作用是影响Cd迁移的主要因素；洱海沉积物中可迁移释放的Ni含量并不高。8．阳宗海沉积物孔隙水中Ni、Cu、Cd均与铁、锰表现出良好的相关性，铁、锰氧化物的还原是造成它们在孔隙水表层富集的主要控制因素。而Pb与铁、锰呈现微弱的正相关。Pb、Cd相对于Cu、Ni的释放趋势较强，再迁移作用较剧烈。Pb、Cd在表层孔隙水中与一些有机、无机化合物络合，由于沉积物的吸附作用而再次沉降到沉积物表层形成富集。沉积物中重金属的再迁移主要受有机质降解、铁锰氧化物还原和硫化物沉积控制，但是不同的湖泊控制因索各不相同。

地幔柱与岩浆成矿-峨嵋山大火成岩省地震波速层物相解释及典型PGE矿床成岩成矿机制研究

地幔柱概念在19世纪60至70年代就被提出，但是由于板块构造理论在解释地球上岩浆活动的分布规律时取得了空前的成功，在当时这一理论是被排斥的。板块边界概念可以解释地球上绝大部分的岩浆产出，但在解释板内岩浆的成因时往往显得力不从心，尽管这些岩浆的体积只占地球岩浆总量的2％。地幔柱理论模型发展到现在得到不同学科的支持。地质学、地球化学、地球物理学、古生物学、比较行星学、实验岩石学等等都提供了直接或间接的证据，证明地幔柱几乎存在整个地：质历史时期。当前地幔柱理论中在地球化学领域有两大研究热点：高钦低钦玄武岩的起源以及地幔柱中是否存在循环俯冲洋壳物质。完全解决这些问题才可能深入系统地建立地慢柱成矿作用模型。现在已经建立了一些矿床类型与地慢柱作用的联系：如现在认为赋存在金伯利岩中的金刚石矿床的形成与地慢柱作用密不可分，一些岩浆硫化物矿床和岩浆氧化物矿床很显然是地慢柱岩浆作用形成的，如西伯利亚火成岩省的Noril'sk-Talnakh铜镍铂族元素矿床以及KeweenawaJI大陆裂谷体系的Dultlth杂岩体的Cu-Ni矿床。另外还有赋存在大型基性一超基性层状岩体中的PGE、Ni和cu矿床，如Great Dyke和布什维尔德杂岩体。一些超大型热液矿床也与地慢柱有可能的联系（Pirajno，2000）：如270oMa形成的超大型Kidd Creek火山成因块状硫化物矿床（Bleeker et al.，1 999；Wynan et al.，1999）和南澳大利亚1600Ma形成的超大型olymPicD翻矿床。本文的研究工作包含两方面内容：通过热力学计算峨眉山玄武岩在深部的结晶分异，对峨眉山大火成岩省的岩浆量分布和岩浆氧化物矿床（华Ti磁铁矿矿床）的分布以及下地壳高波速层的物相进行理论解释；对峨眉山大火成岩省金宝山PGE典型矿床进行成岩成矿的地球化学研究，预测整个大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置。大多数峨眉山玄武岩的 MgO＜7％，Ni为4-232ppm，它们是原始岩浆结晶分异后的产物。峨眉山玄武岩省下地壳和上地幔之间存在厚度为：8-25km1，P彼速为7.1-7.8km／s的附加层（高地震波速层）。滇西地区出露的洲套第三纪富碱斑岩，地球化学和同位素研究表明斑岩的岩浆源是来自“壳一慢混合层”，源区的形成时代为220-25Ma，与峨眉山玄武岩的形成时代一致。所以有理由认为该附加层是由峨眉山玄武岩在此结晶分异形成的。与地慢柱有关的洋岛Hawaii、Marquesas Islands；海底高原Oniong Java、大陆火山岩省ColumbiaRiver Plateaus地震彼研究都表明在上地慢顶部有一高速附加层，Farnetani etal.（1996）的研歼表明高速附加层是由来自地幔柱的岩浆在此结晶分异形成的。玄武岩是一种混合的部分熔融产物，是不同成分的地幔橄榄岩在不同的压力下熔出的。这种降压熔融高温高压实验是做不到的。熔出的熔体成分是温度、压力及橄榄岩成分（源区）的函数，形成的岩浆是一个多压熔融的集合体。热力学计算能够较为精确地计算出生成的岩浆成分和约束岩浆产生的过程。岩浆的结晶分异也是同样的情形，尤其是分离结晶过程，实验岩石学是很精确难模拟其过程的。热力学计算使用的MELTS程序，MELTS适用范围很广，适用于模拟岩石熔融生成岩浆和岩浆的冷却结晶。现今峨眉山大火成岩省的地壳厚度为40恤，这被认为是后期褶皱加厚的缘故。根据峨眉山玄武岩中辉石斑晶成分和玄武岩本身成分计算出分异结晶的压力为6kb，那么当时的地壳厚度约为20km：选择氧逸度为QFM，这一氧逸度范围认为是大多数大陆溢流玄武岩结晶分异时的氧化还原环境。热力学计算结果通过峨眉山玄武岩成分进行约束和验证。Al2O3、NaZO＋K 20、CaO与MgO计算的演化趋势线与实际观察的演化符合较好，橄榄石和斜方辉石的结晶使得CaO随着MgO的降低而增高；当单斜辉石成为液相线矿物时，cao也随着Mgo的降低而降低了。单斜辉石在岩浆演化到MgO＝10．3％时成为液相线矿物。整个计算过程中斜长石未成为液相线矿物，这与大多数玄武岩不具有Eu异常是一致的，并月＿Al2O3随着MgO的减小单调增加也说明了这点。不过大多数峨眉山玄武岩常含有斜长石斑晶，这是低压下结晶分异的结果。由于斜长石密度小，所有很难与高铁玄武岩分离。整个计算的难点也是创新点是波速计算。通过分离的堆晶矿物组合中各种矿物的成分和质量分数计算的附加层波速比观察值高，不过堆积岩体常常会有残留岩浆存在矿物晶粒间，这样会降低岩石的压缩波速。大型基性一超基性岩体常常会残留有或者捕获5-30％的岩浆。假定两个高波速附加层分别捕获7叭，和巧％的残留岩浆，计算的结果就大体等于观察值。热力学和质量平衡计算研究表明：高地震波速层为橄榄辉石岩一辉石岩的巨型侵入岩体；峨眉山中岩区的岩浆量最大也符合含V-Ti磁铁矿矿床只产在中岩区，如太和、白马、攀枝花、红格等岩体；西岩区的岩浆量最小表明几乎没有可能在西岩区形成有规模的V-Ti磁铁矿矿床，实际观察仅仅只见到数量少而小的岩体；东岩区下地壳厚达20灿1的高波速层暗示东岩区上地壳的侵入岩体积也应该具有相当规模，应该是V－Ti磁铁矿矿床成矿区。目前在东岩区很少发现与峨眉山玄武岩有关的岩浆矿床的主要原因是：东岩区的剥蚀深度不够，没有可观的侵入岩体出露，而中岩区侵入岩都侵入在元古代地层中。按照质量平衡的计算方法，最保守的估算整个峨眉地慢柱岩浆事件产生的岩浆量为8.9*106km3，上地壳峨眉山玄武岩和侵入岩体积为3.9*106km3。如果按照初始覆盖面积5x106km2计算（与西伯利亚暗色岩初始覆盖面积相当），喷发高峰期为2Ma，计算的喷发速率为3.9km3／year。这并不亚于西伯利亚暗色岩的喷发速率4km3／year。这对于研究峨眉山大火成岩浆事件与二叠·三叠交界或end-QuadaluPian生物灭绝之间的可能联系具有重要意义。本文另一方面的研究工作是：首先系统地介绍了岩浆硫化物矿床的基本原理，然后通过金宝山PGE矿床实例研究，提出金宝山岩体成岩模式，并且对整个峨眉山大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置进行理论预测。详细地球化学研究表明金宝山镁铁一超镁铁岩是峨眉山大火成岩省古老火山岩浆房的残留物。岩体主要由底部超镁铁岩和上部镁铁岩组成，两种岩石的质量大致相同。根据超镁铁岩的矿物组合计算的成岩时的氧逸度较高，热力学方法计算的成岩压力为2kb左右。超镁铁岩的包嵌结构和铁铁岩的微晶一细晶结构说明超镁铁岩为镁铁岩结晶的矿物堆积形成的。镁铁一超镁铁岩的蚀变程度不同以及Sc、Sr、Eu等元素在两类岩石中的不同特征指示了整个成岩过程。金宝山岩体的原始岩浆 MgO=8％说明高镁玄武岩并不是形成PGE矿床的必要条件。金宝山的成岩模式是：在火山喷发前，岩浆侵位时橄榄石和少量铬尖晶石先结晶，沉淀在岩浆房底部；随后结晶的是斜方辉石和斜长石，斜方辉石也沉淀在岩浆房底部，斜长石由于密度较小集中中岩浆房上部，岩浆房的中部是：少量的斜长石小斑晶。由于斜方辉石和斜长石的结晶，这样岩浆中的Sc、Sr和Eu就会亏损，也是岩浆房底部堆积岩的原始捕获岩浆。火山喷发后，由于压力的突然降低，岩浆房底部的堆晶会发生再熔融，几乎消耗掉所有的斜方辉石，橄榄石也呈熔蚀状浑圆形态，重新熔融的斜方辉石导致超镁铁岩中残留岩浆比原始捕获岩浆更加富Sc，这种岩浆由于富MgO和在快速冷却的环境下同时结晶，最终形成光性方位一致的单刹辉石。喷发后岩浆房空间的剩余导致围岩-灰岩进入，造成岩浆房中剩余岩浆强烈的碳酸盐化。峨眉山玄武岩Cr-Mg#的相关关系定义一条正常玄武岩演化线。大多数这些玄武岩的Ni也保持了这种演化关系，其中低钦玄武岩和过渡型高钦玄武岩Ni-Mg＃相关关系远离了正常演化线，这些玄武岩的Cu-Mg#相关关系也有类似的情形。峨眉山低钦和过渡类型高钦玄武岩Ni和 Cu的非正常亏损，表明它们在地表下经历了硫饱和事件。金宝山岩浆硫化物矿床成岩模型的建立，为在整个大火成岩省寻找岩浆硫化物矿床提供了一种新认识。低钦和过渡型高钦玄武岩的古老火山口下部是岩浆硫化物矿床的所在地。