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西藏南部冈底斯带东段晚白垩世中性侵入岩的成因矿物学研究:对构建穿地壳岩浆系统的启示 被引量：2
1
作者 王文鲁 李小伟 +6 位作者 张泽明 田作林 李增胜 孙雨沁 刘强 丁慧霞 郝昭歌 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期183-214,共32页
穿地壳岩浆系统为认识岩浆岩中矿物成因以及矿物间的不平衡关系提供了一个新的切入点,即造岩矿物在固结之前,可能在不同地壳层次的岩浆房内经历过生长、熔蚀或流体改造等过程。如何追踪和梳理不同造岩矿物的演化历史,成为阐明岩浆岩成... 穿地壳岩浆系统为认识岩浆岩中矿物成因以及矿物间的不平衡关系提供了一个新的切入点,即造岩矿物在固结之前,可能在不同地壳层次的岩浆房内经历过生长、熔蚀或流体改造等过程。如何追踪和梳理不同造岩矿物的演化历史,成为阐明岩浆岩成因的一个关键科学问题。本文以西藏冈底斯弧东段里龙含单斜辉石石英闪长岩和黑云母闪长岩为主要研究对象,对其中主要造岩矿物(单斜辉石、角闪石、黑云母、斜长石等)进行了系统的成因矿物学研究,并构建了穿地壳岩浆系统的组成要素。根据矿物的稀土元素含量和不同矿物之间的接触关系,将含单斜辉石石英闪长岩中的单斜辉石和角闪石分为Ⅰ型单斜辉石(∑REE含量高)、Ⅱ型单斜辉石(∑REE含量低)、ⅠA型角闪石(∑REE含量高)、ⅠB型角闪石(∑REE含量低),将黑云母闪长岩中的角闪石命为Ⅱ型角闪石。经过矿物温压计和水活度计计算获得了相应的结晶温压条件和体系水含量。其中Ⅰ型单斜辉石为:温度1159~1175℃,压力637~799 MPa,水含量2.5%~3.4%;Ⅱ型单斜辉石为:温度1180~1181℃,压力482~524 MPa,水含量2.4%~2.8%;ⅠA型角闪石为:温度806~854℃,压力320~434 MPa,水含量7.5%~7.9%;ⅠB型角闪石为:温度776~848℃,压力196~386 MPa,水含量6.9%~8.6%;Ⅱ型角闪石为:温度783~857℃,压力246~327 MPa,水含量6.5%~9.4%。这表明单斜辉石的温度、压力比角闪石高,而水含量比角闪石低,暗示单斜辉石和角闪石来自不同层次的岩浆房。进一步对与单斜辉石平衡的熔体进行了计算,推断至少一部分单斜辉石来自演化的玄武安山质岩浆,而与角闪石对应的平衡熔体Mg~#值较低,对应流纹质岩浆。本研究还对单斜辉石与角闪石“再循环晶”进行了识别,指示整个岩浆过程是在开放岩浆系统中完成的,并经历了不同期次的岩浆补给或混合事件。本研究发现中性岩的母岩浆可以由不同成因的再循环晶与中酸性熔体混合形成。 展开更多
关键词 再循环晶 单斜辉石 角闪石 穿地壳岩浆系统 多重岩浆房
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白云鄂博矿床稀土富集过程:来自成因矿物学的证据 被引量：4
2
作者 申俊峰 闫国英 +3 位作者 张萌萌 王昭静 徐渴鑫 孟文祥 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期370-383,共14页
稀土富集机制一直是白云鄂博矿床的重要研究内容之一,深刻理解稀土矿物的形成过程对于高质化开发利用稀土资源具有重要意义。白云鄂博主矿区矿石样品扫描电镜观察显示:最主要的两种稀土矿物氟碳铈矿和独居石常常呈细脉状产出,局部稀土... 稀土富集机制一直是白云鄂博矿床的重要研究内容之一,深刻理解稀土矿物的形成过程对于高质化开发利用稀土资源具有重要意义。白云鄂博主矿区矿石样品扫描电镜观察显示:最主要的两种稀土矿物氟碳铈矿和独居石常常呈细脉状产出,局部稀土细脉明显是由微细裂隙充填所致。需要特别关注的是,稀土矿物细脉外多见氟碳铈矿或独居石呈细小的浑圆状晶体被白云石包裹或赋存于白云石晶界处。同时,稀土细脉中也零星可见一些氟碳铈矿或独居石保留浑圆状的形态特点。如上这些现象暗示稀土物质最初是伴随白云质碳酸盐岩浆侵位而迁移到地壳浅部,并伴随岩浆固结成岩过程呈细小浑圆状晶体被白云石包裹或赋存于白云石晶界处,浑圆状似“珠滴”的晶体形态抑或是白云质碳酸盐岩浆固结成岩时发生了强烈的不混溶作用所致。此外,细脉状稀土矿物中局部可见富含Nb和Cr的独居石晶体,也可见一些独居石中包裹了早期自形富Si独居石,也说明氟碳铈矿或独居石的富集成矿具有岩浆属性。还需注意的是,在氟碳铈矿或独居石组成的稀土细脉中,除了少量晶体保留浑圆状形态外,大多呈半自形或它形晶体形态。同时,多处可见白云石晶体遭受溶蚀后被氟碳铈矿、独居石或萤石等包围的现象。特别是伴随氟碳铈矿或独居石细脉,有大量的萤石富集,局部还有较多的磷灰石结晶,其中一些磷灰石晶体中也包裹有细小浑圆状独居石。这些现象暗示早期伴随岩浆作用形成的氟碳铈矿、独居石和白云石,与后期富含F和P的流体发生了强烈相互作用。即氟碳铈矿或独居石细脉的形成,同时具有显著的热液作用属性。上述矿物学现象综合表明,白云鄂博稀土富集成矿至少经历了两次明显的成矿作用。首先是伴随碳酸盐岩浆侵位作用,稀土被运移到地壳浅部,并由于不混溶作用而得以初步富集;之后由于富含F和P的热液流体作用,使稀土物质发生了再活化和循环迁移,并得以再次富集形成稀土矿体。 展开更多
关键词 矿物学现象 稀土富集 岩浆作用 热液作用 白云鄂博
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西秦岭碌础坝石英闪长岩-花岗闪长岩的地球化学、矿物学研究及其地质意义 被引量：3
3
作者 任廷仙 李小伟 +2 位作者 王可 葛涵云 关瑞 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1651-1676,共26页
不同成因类型的花岗岩组合,反映出不同的物源组成或迥异的岩浆演化过程。为了进一步探讨西秦岭造山带中生代花岗质侵入岩的成因、矿物结晶条件和地球动力学背景,选择西秦岭东部碌础坝岩体内的石英闪长岩和花岗闪长岩为研究对象,对其开... 不同成因类型的花岗岩组合,反映出不同的物源组成或迥异的岩浆演化过程。为了进一步探讨西秦岭造山带中生代花岗质侵入岩的成因、矿物结晶条件和地球动力学背景,选择西秦岭东部碌础坝岩体内的石英闪长岩和花岗闪长岩为研究对象,对其开展详细的野外地质调查以及系统的岩相学、矿物学和岩石地球化学研究。研究结果表明:碌础坝石英闪长岩和花岗闪长岩的SiO;含量范围为59.65%~67.36%,A/CNK为0.82~1.04,K_(2)O/Na_(2)O=1.11~1.74,Mg^(#)值为47~53,显示出准铝质-弱过铝质特征,属于高钾钙碱性岩石,其中花岗闪长岩为I型花岗岩;岩体具有富集Rb、Th、U、K和Pb等元素,亏损Nb、Ta、P和Ti等元素的特征,具有中等Eu负异常(δEu=0.50~0.77),轻重稀土分馏明显((La/Yb);=9.43~30.37)。碌础坝花岗质岩石中斜长石的An值介于18~53之间,以中长石为主,部分斜长石显示振荡环带;角闪石为镁角闪石,部分角闪石具有环带结构,且核部Mg/(Mg+Fe^(2+))值较高(0.88~0.91)并具有富钙特征(CaO含量为17.80%~22.67%),但Al;O;含量较低,指示角闪石核部与边部的形成环境具有明显差异;黑云母Mg/(Mg+Fe^(2+))值为0.44~0.57,为镁质黑云母。碌础坝花岗质岩石中全岩和各类矿物的温度计算结果显示,全岩锆饱和温度为736~795℃,角闪石结晶温度为704~824℃,黑云母结晶温度为700~746℃。三种方法计算的结晶温度相近,表明岩体形成于中温环境。碌础坝岩体角闪石全铝压力计结果为1.0~3.5 kbar(1 bar=100 kPa),平均形成深度为6.8 km;黑云母结晶压力为0.9~1.4 kbar,平均形成深度为4.1 km。角闪石湿度及氧逸度计显示其相对氧逸度为ΔNNO=0.1~1.3,含水量为3.9%~6.3%。结合前人资料,认为西秦岭碌础坝岩体由角闪岩为主的变基性岩部分熔融形成,幔源组分的参与导致其具有高Mg^(#)值、高Cr和Ni等元素含量的特征。碌础坝岩体形成于洋-陆俯冲向陆-陆碰撞转换的阶段。 展开更多
关键词 西秦岭 碌础坝岩体 矿物学特征 岩石地球化学特征
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白云鄂博矿区矿石中磁铁矿及萤石的X射线粉晶衍射半定量分析方法及矿物三维空间分布模型
4
作者 孙宁岳 闫国英 +5 位作者 李国武 王昭静 申俊峰 徐渴鑫 孟文祥 李凤坤 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期113-120,共8页
白云鄂博超大型铁-稀土-铌矿床,伴生大量萤石等资源。现阶段,矿山资源评价采用的是多元素定量分析方法,该方法存在不能客观的表征出可用资源的矿物组成和赋存状态的缺陷。为了较为准确地确定元素赋存形式及磁铁矿、萤石矿物含量,本研究... 白云鄂博超大型铁-稀土-铌矿床,伴生大量萤石等资源。现阶段,矿山资源评价采用的是多元素定量分析方法,该方法存在不能客观的表征出可用资源的矿物组成和赋存状态的缺陷。为了较为准确地确定元素赋存形式及磁铁矿、萤石矿物含量,本研究选用粉晶X射线衍射K值法定量分析法,通过以白云鄂博白云石为参比物质分别调配1∶1比例产自白云鄂博的磁铁矿、萤石与白云石单矿物样品,获得以白云石为参比的磁铁矿参比强度K_(Fe3O4)^(1)=0.61、萤石参比强度K_(CaF2)^(1)=2.51,同时,精选了白云鄂博其他常见共生矿物的K值,以实现对白云鄂博不同矿石类型中矿物含量的半定量分析,通过测试已知标样验证了改进优化K值的正确性和适用性。利用大量实际岩心矿石样品矿物定量分析数据,通过克里金插值法获得白云鄂博主矿磁铁矿和萤石矿物的空间分布三维模型,初步呈现了资源矿物的空间分布特征,推测在矿区深部仍存在巨大的找矿潜力。X射线粉晶衍射定量分析技术直接对可回收资源的矿物半定量分析研究,为矿山精准分采和资源综合利用探索了新的解决思路,也为选矿流程的优化提供的重要的技术参考。 展开更多
关键词 白云鄂博 磁铁矿 萤石 X射线粉晶衍射 矿物组分 半定量分析
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基于深度学习的安徽黄屯铜金矿床黄铜矿定量分析及其意义 被引量：1
5
作者 唐赧钰 申俊峰 +9 位作者 陈强 卿敏 赵永建 刘海明 董博 陈满 龚智诚 张萌萌 林浩 王浩阳 《现代地质》 北大核心 2025年第3期541-551,共11页
长期以来,产业链上游或前端(找矿勘查)至中下游或后端(采选冶)始终采用有价元素作为定量指标。然而,由于有价元素赋存矿物的多样性(同一种元素可以赋存于多种矿物相态产出),采用元素定量往往造成产业前端的资源储量评价和后端的资源回... 长期以来,产业链上游或前端(找矿勘查)至中下游或后端(采选冶)始终采用有价元素作为定量指标。然而,由于有价元素赋存矿物的多样性(同一种元素可以赋存于多种矿物相态产出),采用元素定量往往造成产业前端的资源储量评价和后端的资源回收评价出现很大偏差。显然,由于选矿工艺过程主要是回收赋存可回收元素的目标矿物,采用目标矿物含量代替目标元素含量作为定量指标更加合理。基于上述原因,针对可回收目标矿物,采用人工智能图像识别技术,进行目标矿物快速准确的定量方法非常值得深入研究。安徽黄屯铜金矿床属于热液型矿床,其中Cu是主要回收资源之一,黄铜矿是Cu的主要赋存矿物相。选择矿区5条勘探线13个钻孔合计114件样品,采用显微图像深度学习方法,进行了黄铜矿识别与定量。结果显示,基于深度学习的人工智能图像识别技术可以准确识别黄铜矿并进行准确定量,而且黄铜矿矿物定量比Cu元素定量更能反映铜资源的空间变化规律和空间分布特点,对指导深部铜矿或相关矿种(金矿)找矿、矿床勘探、采掘和选别、提高资源综合利用效率均具有重要意义。 展开更多
关键词 黄铜矿 深度学习 矿物定量 黄屯铜金矿床
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五莲七宝山地区早白垩世碱性侵入岩成因及其地质意义 被引量：3
6
作者 李小伟 单伟 +8 位作者 于学峰 李大鹏 谢元惠 张国坤 迟乃杰 王文鲁 张岩 李增胜 马祥县 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期438-463,共26页
山东五莲七宝山地区早白垩世的碱性侵入岩位于火山机构的中央部位,该岩体具有高Ba-Sr含量、高Nb/Ta和Zr/Hf比、低Ti/Eu比等特征,前人的研究指出其起源于岩石圈地幔。然而,该侵入体中的岩性与成分变化所反映的深部动力学过程尚未理清。... 山东五莲七宝山地区早白垩世的碱性侵入岩位于火山机构的中央部位,该岩体具有高Ba-Sr含量、高Nb/Ta和Zr/Hf比、低Ti/Eu比等特征,前人的研究指出其起源于岩石圈地幔。然而,该侵入体中的岩性与成分变化所反映的深部动力学过程尚未理清。本文对七宝山二长辉长岩和两类辉石二长岩开展了详细的矿物学和岩石地球化学研究,识别出钠质和钾质两类钾玄质岩石系列。该套碱性中基性侵入岩具有富碱、富轻稀土和富大离子亲石元素的特征,同时具有高的(La/Yb)_(N)和(Gd/Yb)_(N)值。碱性侵入岩中两类单斜辉石和两类斜长石作为再循环晶,记录了不同批次岩浆/熔体的混合,这些矿物组分和全岩成分共同约束了岩浆的起源与演化过程。结合前人的地球化学资料,本文指出七宝山碱性侵入岩的源区是曾受到沉积物交代的富集地幔,源区存在金云母脉体和角闪石脉体。上述脉体连同周围的地幔橄榄岩共同发生部分熔融,形成原生的碱性熔体。七宝山碱性侵入岩显示高的Nb/Ta和Zr/Hf比、低的Ti/Eu比,同时在微量元素蜘蛛图上呈现Ti^(*)和Hf^(*)的负异常,结合高稀土单斜辉石平衡熔体的属性,共同指示了碳酸盐熔体组分对该套碱性侵入岩的形成发挥了重要作用。钠质系列与钾质系列岩石反映了源区富碱矿物相类型相对贡献量的差异,即钠质为主的碱性岩反映源区角闪石的贡献更大,而钾质为主的碱性岩反映源区金云母的贡献占优势。此外,碱性侵入岩中的钾质系列具有异常高的Rb-Zr-Hf-U含量,很可能反映了源区在部分熔融过程中热液锆石熔解后形成的熔体加入到了钾质岩浆房内。本研究强调了碳酸盐熔体组分对高Nb/Ta碱性中基性的形成发挥着重要作用,亦强调了热液锆石的熔解加入导致岩浆具有高Zr-Hf-U含量的特征。 展开更多
关键词 碱性侵入岩 碳酸盐交代作用 高Ba-Sr 山东七宝山
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西秦岭三叠纪酸性侵入岩中高An值斜长石的成因及其地质意义 被引量：6
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作者 宁亚格 李小伟 +5 位作者 胡俊强 莫宣学 孙雨沁 张国坤 谢元惠 汪方跃 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3527-3547,共21页
研究I型花岗岩中再循环晶的成分和结构特征,对揭示岩浆系统的形成和演化历史以及壳源和幔源岩浆的相互作用具有重要的意义。本文以西秦岭北西段三叠纪过马营复式岩体内的不同造岩矿物为主要研究对象,通过对具有不同结构特征的斜长石“... 研究I型花岗岩中再循环晶的成分和结构特征,对揭示岩浆系统的形成和演化历史以及壳源和幔源岩浆的相互作用具有重要的意义。本文以西秦岭北西段三叠纪过马营复式岩体内的不同造岩矿物为主要研究对象,通过对具有不同结构特征的斜长石“粗晶”和黑云母展开电子探针(EMPA)、LA-ICP-MS微量元素面扫描、原位Sr同位素分析,来探讨含高An斜长石的成因,示踪不同岩浆房端员的属性,约束岩浆演化过程并建立多级岩浆房模型。过马营复式岩体的岩性分为偏铝质花岗岩类和过铝质花岗闪长岩类,两类岩性中均存在An值呈突变的筛状结构斜长石,即高An(72~85)区与低An(20~55)区在同一颗粒中并存,其对应主、微量元素也存在截然变化。与低An区相比,高An区具有高Fe、Mg,高Ba的特征。高钙区斜长石可进一步分为两类,第1类高钙区斜长石(An_(80-85)),和第2类高钙区斜长石(An_(72-78))。第1类高钙区比第2类高钙斜长石区具有更高的Ca、Al、Fe、Mg、Ba含量。本研究中斜长石晶体存在核_(高An)-边_(低An)与核_(低An)-幔_(高An)-边_(低An)两种不同类型的环带结构,表明其各自的生长过程有所不同。高An区与低An区之间An值跳跃式的变化与对应主、微量元素Fe、Mg、Sr、Ba含量特征均指示斜长石成分差异并非晶内扩散、动力学作用以及物理条件的变化造成的,更可能形成于开放的岩浆系统。本文认为斜长石粗晶为再循环晶,其内部的高An区形成于深部富H 2O玄武质岩浆,低An区形成于浅部酸性岩浆房(偏铝质与过铝质)。两种不同高钙区斜长石及其对应的主、微量元素差异指示它们很可能结晶于两批次不同的玄武质岩浆,其中第1类高钙区斜长石的母岩浆相对更富Fe、Mg、Ba。两种玄武质岩浆携带高An斜长石沿岩浆通道向上运移,上升过程熔蚀先前结晶的高An斜长石,将其带入浅部酸性岩浆房后与内部花岗质/花岗闪长质岩浆发生混合。混合之后的岩浆沿高An斜长石残晶边部继续结晶生长,同时高温玄武质岩浆的注入导致浅部岩浆房已结晶的低An斜长石被熔蚀形成筛状结构,随后玄武质岩浆、混合后岩浆依次沿其边部继续生长。我们认为两批次的玄武质岩浆体积较小并未对浅部酸性岩浆房成分造成大的影响。 展开更多
关键词 再循环晶 筛状结构 高An斜长石 过马营岩体
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白云鄂博矿床磁铁矿成分标型与深部富铁矿体预测 被引量：5
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作者 徐志豪 闫国英 +5 位作者 杨宗锋 王昭静 申俊峰 张萌萌 李培培 徐渴鑫 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期426-439,共14页
白云鄂博稀土-铌-铁矿床蕴藏着大量的铁资源,其中磁铁矿作为矿石矿物被广泛研究。磁铁矿的矿物标型特征可以指示矿床成因、成矿规律以及深部找矿,但磁铁矿标型矿物学尚未在白云鄂博矿床中普及与应用。本研究使用了22条勘探线全铁数据,... 白云鄂博稀土-铌-铁矿床蕴藏着大量的铁资源,其中磁铁矿作为矿石矿物被广泛研究。磁铁矿的矿物标型特征可以指示矿床成因、成矿规律以及深部找矿,但磁铁矿标型矿物学尚未在白云鄂博矿床中普及与应用。本研究使用了22条勘探线全铁数据,利用扫描电镜能谱和电子探针的矿物微区成分测试方法,测试了覆盖600 m×600 m,纵深800 m范围内10条勘探线的45件样品,将白云鄂博矿床中的磁铁矿分为岩浆型和热液型,表明岩浆和热液在白云鄂博矿床中均形成或改造磁铁矿。结合磁铁矿温度计得知,岩浆型磁铁矿,尤其是高温磁铁矿富集的区域,矿床全铁成分更加富集,更容易形成富铁矿体,磁铁矿形成的温度为350~650℃。因此推测,12、13号线的深部东部方向有很大可能形成富铁矿体,可能在深部连接东矿,值得进一步研究与开采。 展开更多
关键词 白云鄂博矿床 磁铁矿 标型矿物 热液 岩浆 找矿
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