云南六合富碱斑岩和包体岩石的显微岩相学与地幔流体作用示踪研究

云南六合霓辉正长斑岩含有较多镁铁-超镁铁质包体以及特殊的富铁熔浆包体.岩相学研究表明,伴随交代蚀变,寄主岩石和各类包体中普遍发育沿粒间和矿物晶体裂隙或解理纹贯入或穿插的呈网状和细脉浸染状分布的黑色不透明物质——富铁微晶玻璃,其性质与富铁熔浆包体类似;对该类物质采用电子探针及扫描电镜和能谱分析,发现它们是一种纳米-微米级的超显微隐晶固体,其组成以硅酸盐和石英为主,尤其含有地幔标型矿物碳硅石、自然铁和钛铁矿等;这些矿物间构成超显微熔离结构交生.研究认为,这种物质组成和特征是具超临界和熔浆性质的地幔流体作用的现实微观踪迹,其活动引发的交代蚀变表现为碱性蚀变和硅化并伴随不同程度的金属矿化,以及寄主岩石和包体中暗色矿物由辉石→角闪石→黑云母→绿泥石的退变序列.稀土和微量元素地球化学研究表明,霓辉正长斑岩及其包体和富铁熔浆包体具有相似的富集轻稀土元素和 Ce 负异常以及富集大离子亲石元素和高场强元素的特征.本文综合研究认为,富铁微晶玻璃和富铁熔浆包体是起源于富集地幔,但独立于富碱岩浆并被富碱岩浆裹挟的成分不混溶产物.它们是地幔流体作用现实微观踪迹的两种表现形式,是引发壳幔物质混染并导致寄主岩石和包体中交代蚀变和金属矿化的重要物质源和动力源.     

地幔流体在滇西富碱斑岩成岩成矿过程中的作用——地质年代学和同位素地球化学制约

滇西金沙江哀牢山断裂以东广泛发育富碱斑岩型多金属矿床,其富碱斑岩体中有多处产出深源岩石包体。对包体岩石和寄主富碱斑岩及其成矿石英脉的地质年代学研究显示,深源岩石包体的成岩年龄大于寄主富碱斑岩,而富碱斑岩的成岩与成矿是基本同时的。结合铅硅锶钕同位素地球化学研究表明,在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对围岩和岩体的交代蚀变,并与地壳岩石一定程度混染而实现成矿作用。这种富硅成矿流体作用实质上是地幔流体作用在地壳中成矿作用的延续。据此,从地幔流体交代矿物的结晶年龄(116.0 Ma)到富硅成矿流体年龄(51.2 Ma),揭示地幔流体作用贯穿于富碱岩浆成岩成矿的全过程。正是这一地幔流体作用过程,导致Si、Al、Na、K及其它硅不相容元素和成矿元素富集,进而导致其Sr-Nd同位素特征由亏损地幔向富集地幔过渡,并引起从岩体→围岩对应、从高温→低温的系列成矿效应。也正是这种流体作用,构成滇西新生代广泛成矿的内在统一制约因素和大型-超大型矿床形成的重要地球化学背景。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的地幔流体交代作用特征

滇西富碱斑岩体中,有多处产出深浅来源不同的包体岩石。针对寄主岩石和包体岩石的岩相学和岩石化学成分的对比研究发现:寄主岩石较包体岩石更富S iO2,A l2O3,N a2O和K2O,而包体岩石较寄主岩石更富C aO,M gO,F e2O3和F eO,岩石蚀变以角闪石化、钠黝帘石化和硅化为主,结合具超基性岩性的包体岩石发育碎裂结构,碎裂粒间出现与交代成因角闪石共生的微晶硅质、碳质、碳酸盐和金云母等表现地幔流体显交代作用的特征矿物组合,由此判定交代主岩和包体岩石的流体富含碱质和硅质,是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体,其交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用,而此交代作用促进了成矿元素和挥发份的聚集,且富碱斑岩与地幔流体的交代作用之间存在有利的时差关系。     

滇西马厂箐钼铜金矿床深部地质过程的系列成矿效应

[摘 要] 马厂箐钼铜金矿床是金沙江-哀牢山断裂带上与喜马拉雅期富碱斑岩有关的典型矿床之一,其成矿作用具有特殊性。本文应用透岩浆流体成矿理论,重点探讨了马厂箐钼铜金矿床深部地质过程中成岩与由地幔流体作用引发壳幔混染并形成系列成矿的关系。通过对马厂箐矿床成岩成矿时代的厘定、岩矿石稀土和微量元素、稀有气体及Pb-Sr-Nd 同位素研究,论证了成矿流体和岩浆流体均来自于富集地幔,这种成矿流体是包含于富碱岩浆并与其互不混溶的地幔流体。在上升运移过程中,地幔流体可随富碱岩浆的结晶成岩过程对岩体进行同步自交代蚀变而在斑岩体内或其深部形成矿床;也可与岩浆分离而独立运移,在岩体与围岩的接触带及地层围岩中进行交代蚀变成矿。在这一成岩成矿过程中, 引发并促进壳幔物质混染和叠加成矿,由此导致了马厂箐矿区成矿分带表现为从岩体到围岩、从高温到低温的不同矿种和不同类型的系列成矿效应。     

云南六合正长斑岩中花岗岩包体锆石U-Pb定年及其地质意义

滇西地区沿金沙江-哀牢山断裂带广泛发育新生代富碱斑岩,其中六合富碱斑岩中发现了与镁铁-超镁铁质深源包体紧密共生的花岗岩包体。本文对花岗岩包体中锆石进行了阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年研究。研究表明,该花岗岩包体中锆石可分为岩浆锆石、老核新壳的复合岩浆锆石和变质交代成因锆石;复合岩浆锆石的新壳206Pb/238U平均加权年龄为39.2±2Ma,代表花岗岩包体的成岩年龄,与寄主富碱斑岩的成岩年龄基本一致;复合岩浆锆石的老核206Pb/238U平均加权年龄为828.1±7.1Ma,代表基底岩石年龄。变质锆石的206Pb/238U平均加权年龄为108.4±4.4Ma,与角闪石化金云石榴透辉岩中角闪石Ar-Ar年龄102.87±1.19Ma基本吻合,代表地幔流体交代矿物的结晶年龄,表明地幔流体交代作用过程可能在白垩纪前后延续一个相当长的时期。结合岩相学研究,认为该花岗岩包体被捕获运移时处于熔融态;花岗质熔浆的形成很可能与地幔流体作用引发的地壳部分熔融与壳幔岩浆混合作用密切相关。     

云南中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的地幔流体微观踪迹及其熔离成矿意义

通过对中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的岩相学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,发现在光学显微镜下呈黑色不透明的物质,在电子显微镜下表现为硅酸盐和尖晶石族氧化物为主的超显微隐晶—非晶质集合体。结合超微晶矿物晶体化学和元素地球化学分析认为,该物质是一种具熔浆和超临界性质及地幔流体属性的富铁(微晶)玻璃,是深部地质过程中,包含于幔源岩浆并与其同步运移但互不混熔的地幔流体作用遗留的微观踪迹物质。该地幔流体在伴随幔源岩浆的结晶成岩过程中,表现出由硅酸盐→尖晶石→磁铁矿→铬铁矿→钛铁矿的熔离作用,并相应触发主岩和包体岩石的交代蚀变和金属矿化,是推动和引发地壳中成岩成矿的重要动力源和物质源。由此进一步认识到,滇西地区上地幔发育峨眉地幔柱活动,为该区二叠纪之后的不同部位和不同矿种的内生多金属成矿提供了有利的深部地质背景条件。     

云南剑川金河岩体中地幔流体交代特征及其成矿意义

云南剑川金河岩体中的硅化霓辉正长斑岩含有较多的镁铁-超镁铁质深源岩石包体.岩相学研究表明,伴随交代蚀变,其主岩和各类包体岩石中普遍发育沿矿物粒间和矿物晶体裂隙或解离纹贯入或穿插的呈网状和细脉浸染状分布的黑色不透明物质.对该物质进行了电子探针及扫描电镜和能谱分析,发现其组成以微晶硅酸盐矿物为主,含少量微晶石英,尤其是含有微晶地幔标型矿物--含钛磁铁矿(或镜铁矿)和含铬自然铁;后两者与硅酸盐矿物构成超显微熔离结构交生.研究认为,这种物质组成和特征,是具超临界和熔浆性质的地幔流体的微观表现,其活动所引发的交代蚀变表现为硅化、钠化及深源包体中的暗色矿物由辉石→角闪石→黑云母的退变序列.这一地幔流体作用微观踪迹的揭示,对于分析和论证滇西地区新生代多金属成矿的深部地质作用规律具有重要的理论和现实意义.     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的深部地质过程探讨

自新生代以来，伴随深部地质作用，滇西地区多处发育富含深源包体的富碱斑岩体。文章从寄主岩石和包体岩石的岩石化学研究入手，认为交代主岩和包体岩石的流体富含碱质（Na₂O+K₂O）和硅质（SiO₂），是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体，这种地幔流体交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用，对富碱斑岩的成岩和成矿发挥了重要的先导作用。     

滇西富碱斑岩型矿床岩体和矿脉同位素地球化学研究

选取马厂箐铜钼金矿、金厂箐金矿、北衙铅金矿和姚安铅银金矿四个典型的富碱斑岩型多金属矿床，对岩体和矿脉的铅、硅、氢、氧、硫、碳及氦、氩同位素分析。结果表明，富碱岩浆和富硅成矿流体的最初和主要铅源均来自地幔，但混染了部分地壳或地层铅；富碱岩浆起源于地幔交代作用形成的富集地幔源区，而富硅成矿流体则具有原始地幔流体性质，前者的硅同位素组成表现为经历强烈动力分馏的高正值；后者则为几乎未经动力分馏的低负值。综合研究表明，该类矿床的成矿作用是在富碱岩浆的成岩过程中，伴随富硅成矿流体对岩体和地层围岩的(自)交代蚀变作用，并与岩石一定程度混染而实现的。因此，富硅成矿流体作用实质上是地幔流体交代作用在地壳内成矿作用中的延续。     

岩石钾质变化及钾交代与成矿关系

钾质高低及变化可反映岩石演化程度和钾交代作用。发生钾交代的岩石为成矿有利岩石和找矿标志。岩石钾交代与钾质升高归根于富碱的地幔流体活动。上升的地幔流体交代上地幔和地壳岩石形成富碱岩石和碱交代岩,并活化迁移不同围岩中成矿元素形成各种矿床。大地构造单元边缘与陆内张裂活动带是地幔流体交代活动场所和大型矿床形成地。许多矿床包括金矿床和钾交代关系密切。     

滇西马厂箐钼铜金矿床中赋矿斑状花岗岩定年及其地质意义

马厂箐钼铜金多金属矿床是滇西地区金沙江-哀牢山构造带内与新生代富碱斑岩有关的典型矿床之一。根据赋矿斑状花岗岩中锆石的阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年以及辉钼矿Re-Os法测年研究等,结合前人研究成果,应用透岩浆流体成矿理论,进一步讨论了马厂箐矿床的成因机制。研究表明：该矿床的多金属成矿与赋矿斑状花岗岩的成岩基本同时,其成岩成矿过程统一受制于与该区大规模活动的新生代富碱岩浆和深部地壳重熔的花岗质岩浆同步运移的成矿流体作用。这种成矿流体是包含于岩浆并与其互不混溶的含矿地幔流体。但在上侵运移过程中,伴随岩浆的成岩作用,流体与岩浆发生不同程度分离,表现为：产于富碱斑状花岗岩体内,形成正岩浆成矿的斑岩型钼矿;产于岩体与围岩接触带,形成接触交代成矿的矽卡岩型铜（钼）矿;产于地层围岩中则形成构造破碎蚀变岩型金矿。在这一成岩成矿过程中,地幔流体可以运载和沿途活化成矿物质至适宜容矿部位集中,并随其对地壳岩石的交代蚀变以及深度和环境变化引起的物理化学条件变化,其流体属性由熔浆流体→超临界流体→热液流体转化,促使壳幔物质相互作用而叠加成矿,导致在不同部位形成不同矿种和不同类型的系列成矿效应。     

滇西六合正长斑岩和花岗岩包体中锆石U-Pb年代和微量元素地球化学研究

六合正长斑岩是滇西新生代富碱斑岩的典型代表,以发育各类深浅不一的岩石包体而闻名,其中包括了同期的花岗岩包体;主岩和包体所蕴含的深部地质过程对于富碱岩浆的形成和演化具有重要约束作用。本文以六合正长斑岩和其中花岗岩包体的锆石微量元素地球化学为研究重点,结合主岩主量元素、锆石U-Pb年龄、Ti温度、锆石氧逸度的对比研究,分析和探讨富碱岩浆的形成和演化过程。研究表明:锆石U-Pb年龄所限定的六合富碱岩浆活动时限为(37.89±0.96)~(35.87±0.58) Ma;而花岗岩包体代表的同期富硅酸性岩浆活动时限为(38.21±0.44)~(36.21±0.36) Ma;两者几乎同步活动。锆石微量元素成因判别图显示主岩锆石主要位于钾镁煌斑岩范围,暗示富碱岩浆源区具地幔属性;花岗岩包体锆石大多位于花岗岩范围,两者在花岗岩范围有部分重叠,证实了主岩锆石和花岗岩包体锆石结晶时存在共同的生长环境。Ce^(Ⅳ)/Ce^(Ⅲ)比值估算和Ti温度计算显示,在36.42~36.41 Ma范围内富碱岩浆氧逸度和锆石结晶温度发生突变,指示在该时限内富碱岩浆及所裹挟的花岗质岩浆发生了混合作用;氧逸度的振荡降低反映了后期幔源岩浆的补充。综合研究认为,六合地区来自富集地幔的喜山期富碱岩浆底侵熔化上覆深部地壳长英质岩石形成花岗质岩浆,随即以富碱岩浆为主与少量花岗质岩浆不均一混合并同步结晶成岩形成含有花岗岩包体的正长斑岩。     

云南马厂箐岩体中深源包体特征及其锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

马厂箐岩体属于滇西富碱侵入岩的重要组成部分,在马厂箐岩体中发现了镁铁质暗色深源包体,这对于研究滇西富碱侵入岩带的起源、演化、成岩成矿作用以及区域地球动力学机制具有重要意义。本文基于对深源包体地质特征研究,通过开展LA-ICPMSU-Pb锆石定年,得到花岗斑岩中镁铁质深源包体锆石U-Pb加权平均年龄为35.13±0.23Ma(MSWD=0.64),与其寄主岩花岗斑岩年龄(35.0±0.2Ma)和(似)斑状花岗岩年龄(33.78±0.21Ma)较为一致,结合深源包体及其寄主岩锆石的Th/U比值及Ti温度计特征,证明了包体的岩浆混合成因。分析认为:马厂箐富碱侵入岩体为壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物;包体与其寄主岩具有相同或相似的岩浆演化过程;35Ma左右存在幔源岩浆的底侵注入,幔源岩浆的注入混合可能是这套岩浆成矿的关键。     

滇西北衙金多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

北衙金多金属矿床产出于滇西北富碱斑岩-多金属成矿带内。矿床严格受富碱斑岩及其成生的深大断裂构造控制,并发育热液交代现象,且在围岩内以产出充填型矿脉(囊)、交代型条带矿(似层状)为主,构成斑岩-矽卡岩成矿系统,具超大型金矿床规模。本文利用Re-Os同位素定年方法首次对北衙铁金多金属矿床全矿段金属硫化物成矿年龄进行精确测定,获得5件辉钼矿样品的模式年龄为37.46~39.44 Ma,其加权平均年龄为(38.48±0.54)Ma,等时线年龄为(37.9±2.5)Ma,两者在误差范围内一致,与区域及区内富碱斑岩锆石U-Pb年龄基本保持一致;辉钼矿中Re含量主体26.84×10-6~43.15×10-6之间,指示其成矿物质来源于上地幔和下地壳,为壳幔混合源;两者均指示成矿作用与该时期具幔壳混合源性质的富碱岩浆浅成侵入关系密切。     

云南马厂箐多金属矿床地质地球化学特征及成矿机制探讨

云南马厂箐多金属矿床是金沙江-哀牢山构造带上与喜马拉雅期富碱斑岩有关的Cu、Mo、Au 成矿的典型代表之一。矿体（脉）的产出与富碱斑岩体（脉）在空间上共存、时间上相近或稍晚、成因上密切相关, 蚀变和成矿分带明显。岩体内产出斑岩型Mo、Cu 矿化, 以Mo 矿化为主; 岩体与围岩接触带产出接触交代型Cu、Mo、Au、Fe 矿化, 以Cu、Fe 矿化为主, Au 矿化较弱; 而距接触带稍远的围岩地层中则产出Au、Pb、Zn 矿化。流体包裹体研究表明, 从马厂箐矿段→乱硐山矿段→人头箐-金厂箐矿段, 流体包裹体具有相态组合逐渐简单, 温度、盐度逐渐降低, 成矿压力逐渐减小, 成矿深度逐渐变浅的趋势。同位素地球化学研究表明, 马厂箐Cu、Mo、Au 多金属矿属于同一个岩浆和流体成矿系统在不同物理化学条件下的产物, 表现出随流体成矿作用的进行, 矿化由斑岩体内部向接触带和围岩地层推进, 富碱岩浆和地幔流体作用逐渐减弱, 而围岩地层的影响则逐渐增强, 流体性质由幔源向壳幔混合直至壳源为主演化。最后探讨了马厂箐Cu、Mo、Au 多金属矿的成矿机制, 并初步预测该矿床具有较好的深部成矿潜力。