镁铁质—超镁铁质岩浆作用与成矿作用的新进展

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与Cu、Ni、Co、PGE(铂族)、V、Ti、Cr、Fe等金属成矿作用关系密切。镁铁质—超镁铁质岩浆能否成矿主要由岩浆源区的性质、构造背景以及是否存在古老且一直活动的深大断裂等因素决定。介绍了一些世界上典型矿床的新的成矿模型及寻找与镁铁质—超镁铁质岩有关的PGE矿床的新技术与新方法。     

金川含矿超镁铁岩侵入体侵位序列

金川铜镍硫化物矿床是世界第三大镍矿床,但其成岩成矿过程及侵位机制一直存在较大争论。根据金川含矿超镁铁岩岩石学特征、穿插关系、矿物成分及地球化学特征,提出了金川含矿岩体5阶段的成岩、成矿侵位序列,它们分别是:(1)超镁铁质岩浆侵位;(2)浸染状硫化物矿浆侵位;(3)网状硫化物矿浆侵位;(4)块状硫化物矿浆侵位;(5)铂钯富集体侵位。金川铜镍(铂)矿床中Ni,Cu,Pt,Pd,Rh,Ir,Ru,及Co与S呈正相关关系;当ω(S)=5%～15%时,铂族元素发生明显的分离作用,铂族金属主要富集在铂钯富集体中。铂钯富集体是硫化物矿浆经单硫化物固溶体结晶后的残余熔浆;块状矿石是单硫化物固溶体堆积而成的产物。金川铜镍硫化物矿床的侵位机制为岩墙型岩浆通道。     

华北铁矿成矿系列与找矿方向

华北陆块是我国最重要的铁矿资源分布区之一, 在目前铁矿资源对外依存度居高不下的背景下, 深化铁矿成矿规律研究和找矿勘查工作迫在眉睫。本文以矿床成矿系列理论为指导, 以地质年代为界线, 结合对华北陆块构造演化的研究进展, 厘定出6个铁矿床成矿系列: ①华北陆块与太古宙海相火山-沉积变质作用有关的Fe矿床成矿系列(组); ②华北陆块东部与古元古代岩浆、火山-沉积变质作用有关的Fe矿床成矿系列(组); ③华北陆块北部与中元古代构造旋回岩浆-沉积作用有关的Fe、Ti、V矿床成矿系列(组); ④华北陆块东部与新元古代岩浆-沉积作用有关的Fe矿床成矿系列(组); ⑤华北陆块与古生代火山-沉积、沉积作用有关的Fe矿床成矿系列(组); ⑥华北陆块中东部与燕山期岩浆作用有关的Fe矿床成矿系列(组)。六个矿床成矿系列构成了较为完整的铁矿成矿谱系, 通过对华北铁矿成矿系列系统的研究总结, 认为找矿工作应聚焦于地质单元、时间、地质作用、有用组分、矿床类型组合五个维度, 而矿床式作为典型矿床深入研究后高度概括的成果, 对找矿工作也有很大启发意义, 对于白云鄂博、陈台沟、司家营、杏山等重点矿山构造的重新认识, 有助于实现进一步找矿突破。     

新疆磁海Fe(-Co)矿床:两个系列幔源岩浆复合的热液矿床

新疆东部的磁海是一个以Fe-Co组合为特色的矿床。对磁海矿区镁铁-超镁铁岩的年代学和地质地球化学、矿床共生Co的地质特征、黄铁矿的成分特征等研究发现,磁海矿床是一个同期两个系列(即铜镍系列和钛铁系列)幔源岩浆作用复合的岩浆热液型矿床。铜镍系列主要形成了橄榄辉长岩、橄长岩、辉长岩和角闪辉长岩等深成侵入相,辉长岩锆石U-Pb年龄为(279.1±1.4)Ma;岩石以较高的m/f值(多数>1.5)为特征;同时,岩石具有较高的Cu、Ni、Co含量,并赋存有Cu-Ni-Co矿化体,表明该系列与矿床中Co的来源关系密切。钛铁系列以火山-次火山作用为主,形成了玄武岩-辉绿岩等喷出相和超浅成侵入相,玄武岩的锆石U-Pb年龄为(276.2±2.2)Ma;岩石以较低的m/f值(多数<1.5)为特征;岩石中Cu、Ni含量较低而TiO2含量较高,并赋存了磁海矿床主要的磁铁矿体,表明与矿床中Fe的来源密切相关。磁海矿床矿体和矿石地质特征表明,主要磁铁矿(-Co)矿体的形成受控于热液作用,属于与基性-超基性岩浆有关的热液矿床。对不同类型黄铁矿的产出特征及成分特征研究显示,Co的成矿是在磁铁矿成矿之后,(次)火山热液活动继续对与磁铁矿共生的黄铁矿进行交代,形成了含钴黄铁矿和其他钴矿物。也就是说,矿床中Fe和Co是两种来源两个阶段复合形成的,磁海矿床的Fe-Co复合成矿作用实质上是钛铁系列与铜镍系列岩浆的复合。     

新疆北部镁铁-超镁铁质岩的PGE成矿问题

铂族元素(PGE)矿化主要与镁铁-超镁铁杂岩有关,成矿类型主要为岩浆型矿床,这类PGE矿床的形成主要依赖两个条件:一是岩浆中富含PGE;二是具备PGE从岩浆中分离和富集的机制,主要是在岩浆演化过程中硫达到饱和。新疆北部镁铁-超镁铁质杂岩发育,并产有喀拉通克、黄山、黄山东、图拉尔根4个大型铜镍矿床和香山、土墩、葫芦、白石泉等中、小型铜镍矿,以及香山西、尾亚等中型钒钛磁铁矿矿床,但迄今尚未发现成型的PGE矿床。文中通过对PGE矿床的形成机制与镁铁-超镁铁杂岩源区特征研究,探讨了北疆地区PGE矿床的成矿问题。综合分析认为,新疆北部后碰撞镁铁-超镁铁质岩的岩石类型为经过了分离结晶形成的铁质岩石系列,是PGE矿床的有利容矿岩石;矿床的Sr、Nd、Pb、O、Os和S同位素和含矿岩石地球化学特征表明,铜镍硫化物矿床含矿岩浆在岩浆演化和成矿过程中有地壳物质加入并可导致硫化物熔离作用,说明在成矿机制上也存在形成岩浆型PGE矿化的条件。新疆北部PGE矿化微弱的原因可能在于该区广泛发育的亏损型地幔源(具正的εNd值特征),这一亏损型地幔可能部分源于洋壳熔融,与产于后碰撞造山带环境、发育于"洋壳"或"不成熟"陆壳基底之上有关,由此决定了原始岩浆为贫PGE的源区,因此不利于PGE的富集成矿。     

新疆哈密白石泉含铜镍镁铁-超镁铁质岩体铂族元素特征

新疆哈密白石泉镁铁-超镁铁质岩体的铂族元素研究表明,岩体的铂族元素总含量较低,原始地幔标准化模式具镁铁质岩石的特征,并具Pt 正异常,且铂族元素的分异主要受结晶分异作用的影响.岩体的Cu/Pd、Se/S、Ti/Pd值表明其发生过硫化物的熔离作用.Pd/Ir、Ni/Cu特征表明了岩体系高镁玄武岩岩浆的产物.铂族元素特征揭示了白石泉岩体硫化物的熔离作用是由原始岩浆结晶分异导致的,岩体的形成是原始岩浆发生橄榄石等的结晶,导致硫化物的熔离作用后,其残余岩浆演化的结果.     

岩浆铜镍矿与钒钛磁铁矿的过渡类型--新疆哈密香山西矿床

铜镍硫化物矿床与钒钛磁铁矿矿床虽然同属与镁铁-超镁铁质岩有关的岩浆型矿床范畴,但在一般情况下,二者是不共生的.新疆东天山地区的香山西矿床则是一个铜镍矿与钛铁矿共生的实例.香山地区为一复式含矿杂岩体,最早期形成辉长岩(如角闪辉长岩、灰白色细粒辉长岩等)为主体的侵入;第二期侵入的是以辉橄岩、单辉橄榄岩、二辉橄榄岩等为主的超镁铁质岩,含铜镍硫化物矿化;第三期则为岩浆期后残余岩浆形成的含钛铁矿化的辉长岩(脉).香山西铜镍-钛铁矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数、岩浆酸度、钙碱富集指数等地球化学参数,氧逸度和硫逸度等物理化学参数均介于独立的典型铜镍硫化物和典型钒钛磁铁矿矿床之间.矿床中磁铁矿较其他钒钛磁铁矿矿床(尾亚)具较高的V和Ti含量,同时黄铁矿和黄铜矿具较高的Co、Ni和Cu含量,反映出成矿过程中,Cu-Ni-Co系列与V-Ti-Fe系列的分离不够彻底.形成本区CuNi-VTi复合型矿床的原因,可能在于矿床所处独特的构造环境--产于造山带,而不是克拉通(边缘).     

新疆北山二叠纪大型镁铁-超镁铁质岩体的动力学背景及成矿潜力

新疆北山地区聚集着坡北、罗东、红石山、漩涡岭和笔架山等众多的二叠纪大型镁铁-超镁铁质杂岩体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉长岩组成,具有堆晶韵律层,其形成年龄(260.7~289 Ma)与塔里木大火成岩省年龄接近。岩体橄榄石Fo值与Ni含量正相关;与原始地幔相比,微量元素富集Rb、Sr和Pb,亏损Nb、Ta、Ti、Zr和Hf;稀土元素具LREE亏损-平坦型球粒陨石标准化配分曲线。岩石PGE含量低、具IPGE亏损型原始地幔标准化配分型式。SrNd同位素位于亏损地幔(DM)与OIB范围之间,Re-Os同位素组成与地幔柱岩浆作用形成的Noril'sk铜镍硫化物矿床和峨眉山溢流玄武岩重叠。模拟计算表明,母岩浆Mg O含量高,岩浆初始液相线温度及结晶温度高,岩浆演化过程中经历了分离结晶作用、地壳混染以及早期的硫化物熔离。由此推断北山大型镁铁-超镁铁杂岩体可能是在后碰撞伸展环境叠加地幔柱作用,诱发软流圈上涌、岩石圈底侵,导致俯冲流体交代的岩石圈地幔在高温条件下高程度部分熔融形成的,具有较大的岩浆矿床成矿潜力。     

东天山二叠纪镁铁-超镁铁质成矿岩体造岩矿物特征及其成因意义

东天山造山带与镁铁-超镁铁质岩体有关的铜镍硫化物矿床数量多,分布集中,是我国重要的铜镍成矿带之一。成矿岩体多以小岩体群形式产出,由西向东分布有白鑫滩、黄山和图拉尔根3个岩体群,大型矿床主要赋存在黄山岩体群内。本文对3个岩体群内成矿岩体的主要造岩矿物进行了系统的对比研究。成矿岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、单斜辉石、斜长石和角闪石以及少量的铬尖晶石和金云母。橄榄石Al温度计计算结果表明,黄山岩体群内成矿岩体的母岩浆结晶温度介于1 143~1 257℃之间,略低于白鑫滩和图拉尔根岩体群(1 283~1 301℃)。单斜辉石压力计算表明成矿岩体的结晶压力相似,介于0.31~0.33 GPa之间。成矿岩体中均富含含水矿物,且单斜辉石结晶早于斜长石,指示成矿岩体的原始岩浆形成于富水环境。成矿岩体的单斜辉石具有较高的Al/Ti值,铬尖晶石和橄榄石具有与岛弧火山岩相似的矿物学特征,结合区域构造演化,认为东天山镁铁-超镁铁质成矿岩体的原始岩浆是被消减板片交代过的地幔部分熔融的产物。矿物学特征对比显示了黄山岩体群内成矿岩体更富斜方辉石和中性斜长石,且具有较低的铬尖晶石Cr~#值和橄榄石Ca含量。结合前人研究成果和相关地球化学数据,认为相对高的混染程度导致了黄山岩体群的母岩浆富SiO_2和Al_2O_3,同时降低了岩浆的结晶温度。     

引张性地动力环境的成矿作用：以攀西裂谷内生矿产为例

主动型大陆裂谷的发生发展是一个良好的成矿过程,就其内生矿产而言,早期为幔源型成矿元素的成矿(Cu、Ni、Cr、Pt),表现出亲硫性。随着地壳引张作用加剧,从封闭环境转为开放系统,亲硫成矿元素衰退,大量亲氧元素沉淀(Ti、Fe、V、P)。由于岩浆的分异演化,晚期的Nb、Ta、Zr、U、Th等碱性岩浆成矿元素富集。它们产出位置与裂谷作用发展的分层次堆积在主引张带上,为剌穿状、似层状或全岩型矿床,具对称分布,规模大,成矿的系列性,专属性明显,是值得重视的矿产带。     

甘肃西秦岭区域成矿模式

通过对西秦岭区域成矿特点和区域构造演化阶段的讨论,选择区内主要矿床就控矿地质因素、成矿时代、物质来源等特征进行对比,根据矿床成矿模式概括区域成矿模式。提出新元古代、晚古生代、晚中生代是本区大规模成矿期,对甘肃西秦岭地区成矿环境的分析认识进一步深化,对指导区域矿产评价和预测具有指导意义。     

中国与基性—超基性岩有关的Cu－Ni（Pt）矿床成矿系列类型

中国与基性—超基性岩有关的Ｃｕ－Ｎｉ（Ｐｔ）矿床，主要形成于以前寒武系为基底的大陆裂谷，部分形成于增生褶皱带中显生宙地层为基底的裂陷槽环境。根据形成时代、当时所在的构造环境单元及成矿岩浆系列，划分为９个矿床成矿系列和８个矿床成矿亚系列。成矿时代以元古代、晚古生代为主。现今，矿床主要分布于地台边缘，造山带中也有产出，但不代表其当时形成的地质背景。成矿物质来源为上地幔，原始岩浆以上地幔部分熔融的高ＭｇＯ拉斑玄武岩（拉斑橄榄玄武岩）岩浆系列为特征，也有钙碱性岩浆（喀拉通克）和科马提岩岩浆系列（桂北）。地壳物质混染比较普遍。矿床成因类型主要为岩浆熔离型，且以硅酸盐岩浆上侵前的深部熔离作用为主。还有热液成因类型（煎茶岭）。矿床成矿系列的时空分布与中国大陆的构造演化密切相关     

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿理论创新和找矿突破

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床是国家镍、钴、铂族元素等战略性关键金属资源的主要来源,是需要特别关注的具有未来价值的重要矿床类型。该类矿床来源于上地幔,特别是软流圈的部分熔融形成的镁铁质、超镁铁质岩浆,硫化物液相?硅酸盐熔体的不混溶（熔离）作用是成矿的主要机制。它们主要形成于两种背景:大陆裂谷和造山带中的伸展环境。中国是岩浆铜镍钴硫化物矿床的产出大国,但与国外相比,形成背景和成矿动力学机制比较独特。世界上绝大多数岩浆铜镍钴硫化物矿床都形成于古老的克拉通,是地幔柱地球动力作用的结果,太古代—早元古代的科马提岩镍钴硫化物矿床是鲜明的产出特点。中国缺少古老的科马提岩有关的镍钴硫化物矿床,成矿时代相对较晚,主要形成于新元古代、晚古生代早期和晚期三个时期,新元古代以镍金属资源量居世界第三的金川超大型矿床为代表,晚古生代早期以近年来找矿突破发现的夏日哈木超大型矿床为代表。夏日哈木矿床也是迄今世界上特提斯造山带中发现的唯一一例超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床。中国学者基于中国找矿实际提出的“大岩浆?深部熔离?贯入”表现为“小岩体成大矿”的成矿理论,广泛为野外地质勘查工作者接受并应用,取得了重要的找矿突破性成果,同时为国外同行认可,改变了岩浆铜镍钴硫化物矿床传统的成矿认识。造山带中岩浆铜镍钴硫化物矿床的广泛分布是中国该类矿床的一个重要特色,按形成造山带演化和成矿历史的不同,可分为特提斯型和中亚型两种重要的类型。特提斯型以夏日哈木矿床为代表,它是特提斯构造转换,原特提斯造山后,古特提斯裂解的产物;中亚型以中亚造山带中东天山?北山、阿尔泰分布的大批晚古生代晚期早二叠世岩浆铜镍钴硫化物矿床为代表,是板块构造和地幔柱双重地球动力学机制作用的结果。中国岩浆铜镍钴硫化物矿床找矿潜力巨大,金川矿床作为水平的“岩床”被推覆至地表呈倾斜的“岩墙”产出的结果,深边部仍具有重要找矿潜力,目前已在含矿岩体两端发现了重要的新矿体;夏日哈木矿床所在的东昆仑及其邻区已发现十余处新的矿床（点）。区域上,塔里木陆块东南缘、塔里木陆块北缘、扬子陆块西缘和华北陆块东北缘是亟待加强勘查的找矿远景区,而扬子陆块北缘、华北陆块北缘是急需调查的找矿新区。      

Metallogenic Province and Large Scale Mineralization of Volcanogenic Massive Sulfide Deposits in China

Volcanogenic massive sulfide (VMS) deposits are one of the most important base–metal deposit types in China, are major sources of Zn, Cu, Pb, Ag, and Au, and significant sources for Co, Sn, Se, Mn, Cd, In, Bi, Te, Ga, and Ge. They typically occur at or near the seafloor in submarine volcanic environments, and are classified according to base metal content, gold content, or host-rock lithology. The spatial distribution of the deposits is determined by the different geological settings, with VMS deposits concentrated in the Sanjiang, Qilian and Altai metallogenic provinces. VMS deposits in China range in age from Archaean to Mesozoic, and have three epochs of large scale mineralization of Proterozoic, Palaeozoic and Mesozoic. Only Hongtoushan Cu–Zn deposit has been recognized so far in an Archaean greenstone belt, at the north margin of the North China Platform. The Proterozoic era was one of the important metallogenic periods for the formation of VMS mineralization, mainly in the Early and Late Proterozoic periods. VMS-type Cu–Fe and Cu–Zn deposits related to submarine volcanic-sedimentary rocks, were formed in the Aulacogens and rifts in the interior and along both sides of the North China Platform, and the southern margin of the Yangtze Platform. More than half of the VMS deposits formed in the Palaeozoic, and three important VMS–metallogenic provinces have been recognized, they are Altai–Junggar (i.e. Ashele Cu–Pb–Zn deposit), Sanjiang (i.e. Laochang Zn–Pb–Cu deposit) and Qilian (i.e. Baiyinchang Cu–Zn deposit). The Triassic is a significant tectonic and metallogenic period for China. In the Sanjiang Palaeo–Tethys, the Late Triassic Yidun arc is the latest arc–basin system, in which the Gacun-style VMS Pb–Zn–Cu–Ag deposits developed in the intra-arc rift basins, with bimodal volcanic suites at the northern segment of the arc.     

Spatial-temporal Frame,Evolution and Mineralization of the Northern Qilian Metallogenic Province

Four metallogenic epochs occurred in different tectonic environments during theevolution of the Northern Qilian metallogenic province through the geological time. The Mid-dle Proterozoic metallogenic epoch witnessed the tectonic environment of crustal breakupcaused by mantle diapirism, in which ultramafic-mafic rocks were intruded along beep faultbelts and the superlarge Jinchuan magmatic Cu-Ni sulphide deposit was formed. In theMiddle-Late Proterozoic metallogenic epoch the crust was further broken to form anintracontinental rift, in which the Chenjiamiao style massive Cu-Fe sulphide deposits hosted bybasic volcanic tuff were formed in the lower volcano-sedimentary sequence, while the largesedex type Jingtieshan style Fe-Cu deposits were formed within the upper abyssal carbon-richargillaceous sedimentary sequence. The Early Palaeozoic saw the aulacogen environment, with-in which the Baiyinchang style superlarge massive base and precious metal sulphide depositshosted by quartz keratophyric tuff were formed in the Middle-Late Cambrian rifted island arcand the massive Cu-Zn sulphide deposits and magmatic chromite deposits associated with theophiolite suite were formed in the Early-Middle Ordovician, and the Honggou style massiveCu-Fe sulphide deposits hosted by spilite were formed in the Late Ordovician back-arc basinenvironment. In the Late Palaeozoic-Meso-Cenozoic, the metallogenic province went into anintracontinental orogenic stage characterized by compressive tectonic environment, in whichthere occurred carbonate-quartz vein type and tectono-alteration gold deposits associated withductile-shear structures.     

福建省金矿床成矿时代特点

福建是我国东南沿违法乱纪半区金矿产区之一，既是古特提期成矿域东缘的组成部分，又受中国东部中生代环太平洋成矿带成矿作用的强烈叠加，且与基底变质岩（前寒武系）关系密切。福建金矿床总体具有成矿物质主要来源于基底变质岩，后期岩浆液改造富集，与不同层次的剪切带有关，受区域构造控制等特点。其成矿时代特征则具有“一老一新两期（元古宙和中生代且以中生代为主）成矿”和“成矿物质来源老，矿床定位时代新”等特点，金矿床成矿时代普遍为中生代或与中生代岩浆活动关系密切。此外，福建与华南地区的金矿床在地质特征上具有比较多的一致性，而与华北和西北地区在成矿时代特点上存在一定的差异性。     

A Preliminary Review of Metallogenic Regularity of Copper Deposits in China

Copper resources in China are rich, but imported copper products are still required. Researches on metallogenic regularity of major types of copper deposits by geologists have involved in worldwide classification, significant copper belts, representative copper deposits, etc. Studies on metallogenic regularity of copper deposits in China also have made achievements with a long-term work. Combined with latest exploration advances obtained in recent ten years, this review aims to conclude the achievements of researches on copper metallogenic regularity in China. Based on data of 814 copper deposits and other ore (mineralized) occurrences, ten prediction types of copper deposits have been suggested. Porphyry and skarn copper ores are taken as the key targets. Porphyry copper deposits are the most important one which concentrate in Gangdese, Changdu-Sanjiang, Dexing and East Tianshan. The Cenozoic and Mesozoic are the major metallogenic epochs. Four main metallogenic epochs are been studied based on the copper ore geochronological data including Precambrian Era (Archean and Proterozoic), Paleozoic Era, Mesozoic Era and Cenozoic Era. Based on the study of metallogenic series of ore deposits in China, twenty-seven metallogenic series of copper deposits are proposed. This is suggested to deepen the study of metallogenic regularity of copper ore and provide the theory guide for copper resources prediction in China.     

地史中成矿演化的趋势和阶段性

大量的地质矿产资料表明，随着地球的形成和发展，尤其是水圈、大气圈和生物圈的演化，成矿作用也呈前进的、不可逆的发展趋势，表现在成矿物质（矿种）由少到多；矿床类型由简到繁；成矿频率由低到高；聚矿能力由弱到强。受地球上重大地质事件的制约，这一成矿演化过程又表现出阶段性，可划分出７个成矿大阶段，即太古宙、古元古代、中元古代、新元古代、早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代等成矿期。每一期中都有特定的成矿构造环境和矿床成因类型。制约地史上成矿演化的主要因素有：①成矿物质的地球化学性质；②水圈、大气圈和生物圈的演化；③地球构造运动的演变。矿床形成后的保存条件对矿床的时空分布特征也有重要影响。     

东南沿海成矿带矿床形成的时间演化规律研究

东南沿海成矿带成矿作用时代与华夏古陆的形成演化 ,特提斯向环太平洋构造成矿域的转换及中新生代中国东部大陆边缘构造活动关系密切。东南沿海成矿作用时代主要与该区中—新元古代古裂谷环境、晚古生代局部裂陷环境、中生代以来的伸展构造环境等拉张构造应力场相对应。中生代以来的成矿作用强度大、持续时间长 ,在东南沿海成矿史占主导地位。根据同位素测年成果厘定出特提斯向环太平洋构造成矿域转换的早期 ,即早侏罗世也存在一期重要的锡、金成矿作用。福建中部地区存在早期成矿被晚中生代构造岩浆热液作用强烈叠加的特征。文中在此基础上归纳了东南沿海成矿区不同时代区域成矿系列演化特征 ,为进一步找矿提供科学依据     

峨眉山地幔柱成矿作用分析

概述了峨眉山地幔柱成矿作用的基本类型和主要特点，对主要成矿类型包括地幔柱活动直接形成的岩浆矿床和地壳响应形成的间接矿床作了全面的分析介绍，初步勾画了峨眉山大火成岩省地幔柱成矿作用的基本框架。