铜陵冬瓜山层状铜矿同位素地球化学及成矿机制研究

长江中下游地区是中国重要的铜、金、硫产地,区内分布着一系列喷流沉积及喷流沉积热液叠加改造型层状铜金矿床。本文以冬瓜山层状铜矿床为例,通过热液流体和矿石同位素地球化学研究,探讨层状铜矿床的成矿机制,重点分析了成矿物质的来源。冬瓜山铜矿床热液流体氢、氧、碳和锶同位素分析表明,成矿热液流体主要来自岩浆,混有少量大气降水;CO2可能主要来自被岩浆同化的原始地层中海相沉积碳酸盐;ISr具有地壳物质来源的特征。各种类型矿石的硫、铅同位素研究显示,硫具有海底喷流沉积和后期岩浆热液叠加作用的特征,铅则以上地壳铅为主,混有少量的地幔铅。上述同位素地球化学特征表明冬瓜山层状铜矿床是在原始沉积基础上,经燕山期岩浆热液叠加成矿作用所形成。     

冬瓜山层状铜矿成矿地质背景及成因

以冬瓜山层状铜矿床为例,通过成矿地质背景和矿床地质特征研究,探讨层状铜矿床成因。研究发现冬瓜山层状铜矿床是在原始矿胚层沉积基础上,经燕山期岩浆热液叠加成矿作用所形成层状铜矿床,成矿作用经历了两个成矿阶段：早阶段是由泥盆至石炭纪喷流沉积形成的块状硫化矿床,晚阶段受燕山期岩浆改造而形成的热液交代型矿床。     

江西武山铜矿床海底喷流与岩浆热液叠加成矿作用: 控矿地质条件、矿石结构构造与矿床地球化学制约

长江中下游成矿带存在一套产于泥盆系五通组砂岩和石炭系黄龙组白云质灰岩层间的层状含铜硫化物矿体,对其成因存在很大争议。本文以产出典型层状矿体的武山铜矿为解剖重点,结合区域控矿地质要素、矿石结构构造特征及矿石中黄铁矿的稀土元素地球化学,提出层状矿体是海底喷流同生沉积与岩浆热液叠加成矿作用的产物。对武山铜矿层状矿体中的胶黄铁矿和黄铁矿、矽卡岩矿体中黄铁矿和脉状矿体中黄铁矿进行的稀土元素含量分析发现,从层状矿体胶黄铁矿、层状矿体黄铁矿、到矽卡岩和脉状矿体黄铁矿,稀土总量和稀土配分曲线显示递变规律,即层状矿体胶黄铁矿具有较低的稀土总量和轻重稀土分异不明显的较平坦型配分曲线;而矽卡岩和脉状矿体黄铁矿具有较高的稀土总量和轻重稀土分异较明显的右倾型配分曲线。层状矿体黄铁矿的稀土特征则介于两者之间,反映了岩浆热液的叠加作用。根据矿物组合共生关系及矿石结构构造的研究,可将武山铜矿黄铁矿分为3个期次:I期为微球粒、草莓状、条带状、纹层状沉积型黄铁矿; II期为半自形、自形粒状和港湾状黄铁矿,可见与长英质斑晶、岩屑或晶屑凝灰岩伴生或共生, 说明黄铁矿形成与同沉积期火山凝灰岩的密切关系。III期为块状、粗晶状、碎裂状黄铁矿。黄铜矿的形成晚于I、II期黄铁矿,成微粒状、脉状交错穿插或包裹早期球粒状、粒状黄铁矿及长英质矿物。对新发现的灰泥丘构造的详细研究表明,武山铜矿中含矿的灰泥丘与武山外围乌石街出露的不含矿的灰泥丘具有不同的特征,其中前者具有封闭的孔洞系统,而后者为开放的孔洞系统。总之,武山铜矿控矿地质条件、矿石结构构造及不同类型矿石黄铁矿的稀土元素证据表明矿床存在两期成矿事件,即海西期海底喷流同生沉积成矿期和燕山期岩浆热液叠加成矿期。     

穆家庄铜矿床矿物组构及成因浅析

穆家在铜矿床矿体呈层状,似层状沿构造破碎带产出,矿物组物显示了同生沉积和改造特征,流体包裹体为高盐度的热卤水,矿石及围岩氧,碳同位素具同一来源,矿床成因属变质和构造改造的热水喷流沉积类型。     

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床成矿模式

长江中、下游断裂坳陷带是我国重要的铜、金、铁、硫成矿带,存在一系列块状硫化物矿床及与其伴生的矽卡岩型和斑岩型矿床.本文以铜陵矿集区冬瓜山铜、金矿床为例,探讨了这类矿床的成矿模式.冬瓜山矿床主要由层状硫化物矿体组成,伴有矽卡岩型和斑岩型矿体.层状硫化物矿体产于晚泥盆世砂岩和晚石炭世碳酸盐岩之间,具明显的层控特征,矿体下盘发育细脉-网脉状硫化物矿化以及硅化和绢云母化,矿体中伴有热水沉积岩,矿石具典型的沉积构造.燕山期岩浆热液对层状矿体进行了叠加和改造,改变了矿石的结构构造和矿石成分.黄铜矿交代黄铁矿变斑晶呈环斑结构或脉状交代结构,交代磁黄铁矿呈交代假象结构或交代残留结构.矽卡岩型矿体中黄铜矿的δ65Cu值为0.09‰～0.83‰,集中在0.23‰～0.83‰.层状矿体中黄铜矿的δ65Cu值为0.45‰～0.78‰,与矽卡岩矿体中黄铜矿的65Cu值大致相当,这说明两类矿体中的铜具有相同的来源.铜、氢和氧同位素研究表明,冬瓜山矿床铜来自岩浆岩,叠加的成矿流体主要为岩浆流体.提出了冬瓜山矿床属喷流沉积-岩浆热液叠生成因的成矿模式:在晚石炭世,海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床,矿石成分以硫、铁为主;燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造,致使其富集铜等成矿物质,另一方面与围岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型矿体.     

东川落雪式铜矿的含铜“礁一硅岩组合”与海底喷流热液成矿

从区域地质背景、岩石学、岩石化学、微量元素、氧同位素及稀土元素组成等方面论证东川铜矿含铜“礁—硅岩组合”中的含铜硅质条带—硅质白云岩为海底喷流热水沉积成因；提出了该类层状铜矿的深源含铜富硅混合热液海底喷流—生物富集的沉积成岩成矿模式。并提出东川落雪式层状“马尾丝”铜矿含矿岩系为“含铜礁—硅岩组合”的新观点。     

东川稀矿山铜（铁）矿床火山：喷流沉积成矿作用的初步研究

东川稀矿山铜（铁）矿产于昆阳群因民组地层中，是一富铜矿床，具中型规模以上的远景。这一矿床一直被认为是沉积—变质成因，铜矿化形成于铁矿以后的热液期。笔者等近年来发现该矿床以喷流一热水沉积岩为容矿岩，受火山洼地控制，与因民期火山活动有关，具典型的喷流作用所形成的“喷气孔”矿石构造和稀土元素模式。本文从成矿地质背景、矿床特征、矿石类型及组构、同位素组成等方面来阐述该矿床应该是火山—喷流沉积成因。     

长江中下游成矿带庐枞矿集区新发现钨多金属矿床

庐枞矿集区是长江中下游成矿带内重要的铁铜矿集区,产出一系列典型的玢岩型铁矿床和斑岩型铜矿床。最近在庐枞矿集区北部东顾山地区,首次发现了钨多金属矿床,这是在长江中下游成矿带长江以北首次发现的钨矿化,为矽卡岩型。钨矿化主要呈浸染状或脉状产于东顾山岩体(黑云母花岗岩)与奥陶系(白云质灰岩)的接触带或大理岩层间破碎带中。矿石矿物主要为白钨矿及钼、铜、铅锌硫化物。钨矿化主要发育在华南地区,近年来在长江中下游成矿带的过渡带及以南的扬子地块如江南隆起等地发现多个新的大型钨矿床,但在长江以北地区一直未曾发现。庐枞矿集区北部东顾山钨矿床的发现,指明长江中下游成矿带燕山期除铁、铜大规模成矿作用以外,也有钨的成矿作用,指示该区具有良好的钨矿找矿前景。在长江中下游成矿带的其他矿集区要重视和加强钨矿化的成矿作用研究和找矿工作。     

云南兰坪县利五巴铜矿床地质特征

利五巴铜矿位于三江成矿带反"S"型大地构造中段金沙江构造带与兰坪盆地结合部位,位于古—中元古界雪龙山变质岩第二组和第三组的石榴二云石英片岩、黑云石英片岩、碱长片麻岩破碎带中。通过对矿区地层、构造及矿床地质特征分析,结合前人三江地区研究成果及成矿理论认为,该铜矿床为热水喷流沉积型铜矿床,成矿地质条件有利,具良好的找矿前景。     

云南易门狮子山铜矿的地球化学

笔者近年承担了“罗次－元江元古宙海底喷流成矿”项目研究,应用了喷流矿理论,将宏观矿床地质与微观地球化学相结合,对易门狮子矿床进行了重点解剖。按矿床特征、成矿作用和地球化学,将矿床划分为三个成因类型,即喷流热水沉积－改造型铜矿、沉积－改造型砂岩铜矿和与细碧岩有关的含铜磁铁矿。第一类为矿区最主要铜矿类型,铜储量占矿区已探明储量的９０％,是主要的找矿对象。该类型的主矿体深中和ＮＷ侧喷流岩发育,是最有利的     

安徽铜陵冬瓜山铜矿床的叠加改造成矿机制：来自矿石结构的证据

长江中、下游地区块状硫化物矿床普遍受到燕山期岩浆及其热液的改造与叠加.本文以铜陵冬瓜山矿床为例,探讨这类矿床的成矿机制.该矿床主要由层状硫化物矿体组成,伴有矽卡岩型和斑岩型矿体.野外地质观察及室内矿相学的研究表明,冬瓜山层状矿体中矿石遭受了强烈的热变质作用及热液交代作用.进变质过程中形成的结构主要为黄铁矿受燕山期岩浆侵...     

华南下寒武统镍钼矿层中铜铅锌矿物的发现及意义

华南扬子地块是我国古热水沉积成矿作用最为发育的地区之一,其热水沉积特性最早引起我国学者的关注。华南下寒武统黑色岩系中赋存多个与热水沉积成矿作用相关的大型、超大型重晶石矿床与N i-Mo-U-V多金属富集层。进一步研究分布在华南扬子地块黑色岩系中的金属、非金属矿床成因及其地球化学特征,对认识华南乃至全球晚震旦—早寒武世生物与环境演化有着十分重要的意义。本文对华南下寒武统镍-钼富集层矿石进行电子探针研究,识别出黄铜矿、黝铜矿等铜的独立矿物;闪锌矿等锌的独立矿物;方铅矿、白铅矿等铅的独立矿物。研究表明,在镍-钼矿石中这些矿物的发现为镍-钼矿层是热水沉积作用产物提供了直接的矿物学证据。     

安徽铜陵冬瓜山矿床中磁黄铁矿矿石结构特征及其成因意义

安徽铜陵冬瓜山矿床是长江中下游地区具有代表性的大型层状硫化物矿床,磁黄铁矿为矿床中的主要硫化物矿物.该矿床主要由层状硫化物矿体组成,伴有矽卡岩型和斑岩型矿体.在层状矿体上部,磁黄铁矿主要为块状构造,而层状矿体下部,磁黄铁矿多为层纹状、条带状构造,具有显著的沉积结构构造特征.野外地质观察及室内矿相学研究表明,层状矿体中磁黄铁矿矿石遭受了强烈的变质作用及热液交代作用.进变质过程中形成的结构主要为胶黄铁矿转变为黄铁矿以及进一步变质转变为磁黄铁矿、磁铁矿时形成的交代残留结构.退变质过程则以磁黄铁矿的退火、黄铁矿变斑晶的生长和单纯六方磁黄铁矿的形成为特征.岩浆热液对单纯六方磁黄铁矿的交代作用形成了单斜和六方磁黄铁矿的交生结构.这些结构特征表明层状矿体中的磁黄铁矿并不是岩浆热液成因,而主要为石炭纪同生沉积胶黄铁矿、黄铁矿在燕山期岩浆侵入所引起的热变质作用下脱硫所形成,并在热变质作用之后又受到岩浆热液的叠加交代.磁黄铁矿的结构特征显示冬瓜山矿床的形成经历了同生沉积、热变质、热液交代等多个阶段,支持其为同生沉积-叠加改造型矿床.     

东川式铜矿的成矿作用及后期叠加改造:来自硫化物原位硫同位素的制约

沉积岩型层状铜矿床(SSC型)的成因争论聚焦在成矿作用主要集中在沉积成岩期并可能叠加有后期成矿作用,还是形成于成岩后盆地闭合过程和造山作用有关。产于扬子板块西缘的东川式铜矿是中国SSC型矿床的典型代表,这些矿床赋存在晚古元古界东川群岩石中,主要呈层状矿体产出,但也存在少量脉状矿体。文章选择东川铜矿田内因民、汤丹和滥泥坪3个典型矿床的层状和脉状矿体中硫化物(黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿)开展原位硫同位素组成的对比研究。实验结果表明,这些矿床的硫化物原位硫同位素组成分布范围较广:因民矿床层状硫化物的δ³⁴S值分布于4.7‰~22.1‰,汤丹和滥泥坪矿床层状硫化物的δ³⁴S值为-3.3‰~3.1‰;因民矿床脉状硫化物的δ³⁴S值分布于21.0‰~30.7‰,汤丹和滥泥坪矿床脉状硫化物的δ³⁴S值为-19.4‰~3.5‰。层状矿体和脉状矿体的硫化物硫同位素组成明显不同,表明形成2种产状矿体的硫来源不同。层状矿体较大的硫同位素组成差异指示了海相硫酸盐不同程度的热化学还原作用,表明初始成矿流体中的硫来源于循环盆地卤水中溶解的海相蒸发岩。脉状矿体的硫同位素组成则强烈受控于矿区的赋矿围岩,因民矿床硫化物中极高的硫同位素组成表明硫的来源为地层中的海相蒸发岩,而汤丹和滥泥坪矿床中亏损³⁴S的特征则表明硫的来源为富含生物还原硫的碳质板岩。结合野外地质关系和前人研究成果,文章认为层状矿体和脉状矿体是2期独立成矿事件的产物,层状矿体形成于成岩作用时期,脉状矿体形成于后期独立的局部构造热成矿事件,也即SSC型矿床的成矿作用主要发生在成岩期,但普遍遭受后期热液活动的叠加,并且在不同的成矿期中可能存在着多阶段的成矿作用。     

江西武山铜矿床形成过程:来自岩相学和矿物学的证据

江西武山铜矿床是长江中下游地区具有代表性的叠加复合矿床之一。文章选取武山铜矿床典型剖面为研究对象,在野外地质调研和室内岩相学研究的基础上,识别出层状硫化物型、层状矽卡岩型和接触交代矽卡岩型三类矿体,及相对应的3种类型矿石。3类矿石在矿物组合、结构构造和矿物学特征等方面有明显差异,分别显示出原生沉积、叠加改造和岩浆热液成因特征。选择代表性脉石矿物和矿石矿物进行矿物化学研究,认为石榴子石是岩浆期后热液渗滤交代作用的产物,层状矽卡岩中石榴子石相对富Fe,而接触交代矽卡岩中石榴子石相对富Al;矿区内存在2类黄铁矿,即胶状黄铁矿和粒状黄铁矿,分别对应原生沉积成因和岩浆热液交代成因;磁铁矿是与矽卡岩有关的岩浆期后热液交代作用的产物,层状矽卡岩中磁铁矿相对富Mg O和Mn O,贫Al2O3,受地层影响明显,而接触交代矽卡岩中磁铁矿相对富Al2O3,贫Mg O和Mn O,受岩浆岩影响明显。武山铜矿床的形成经历了原生沉积作用、岩浆热液交代作用及叠加改造作用等复杂成矿过程。     

安徽铜陵冬瓜山层控矽卡岩铜矿床形成过程——来自磁黄铁矿的证据

冬瓜山铜矿床是安徽铜陵地区代表性的层控矽卡岩型铜矿床之一,磁黄铁矿是冬瓜山铜矿床中广泛分布的矿石矿物。野外调研与矿相学观察显示,该矿床中的磁黄铁矿矿石具有沉积、热变质和热液交代结构构造。矿物学研究表明,不同矿石中的磁黄铁矿成分差异较大,其Fe含量变化于57.78%～60.67%之间,分属高温六方相和低温单斜相,主要由黄铁矿变质脱硫而成。冬瓜山铜矿的形成可能经历了早期沉积作用、中期热变质作用和晚期岩浆热液交代作用等复杂成矿过程。     

四川雷波矿集区磷矿沉积特征及成矿规律研究

四川雷波地区磷矿属于中国昆阳式海相沉积型磷矿,赋存于下寒武统梅树村阶麦地坪组地层中。通过野外实测剖面,重点研究其岩石学和沉积相特征,在矿集区建立了潮坪沉积体系,判断麦地坪组以潮下带沉积为主,潮间带和潮上带沉积不发育,总体表现为海侵-海退-海侵的垂向沉积组合。沉积相在矿集区呈环带状分布,磷矿层厚度与地层厚度大体呈正相关关系。磷矿床的岩相古地理类型直接影响了磷质颗粒的物理富集过程,其中潮下高能带为磷矿沉积的最有利相带,是今后勘探开发的重点区域。     

西昆仑甜水海地区铅锌矿成矿特征及找矿进展

新疆和田火烧云铅锌矿的发现,标志着我国铅锌找矿在西昆仑甜水海地区取得了重大突破,区内目前已发现铅锌矿床（点）29处,其中铅锌矿中型矿床7个、大型矿床2个、超大型矿床1个。通过收集整理区内最新的矿产地质勘查成果资料,对该区带内铅锌矿的成矿特征、找矿前景进行系统分析与总结,将区内铅锌矿床划分为密西西比河谷型(MVT)和沉积喷流型(SEDEX) 2个大类和4个具体类型,认为它们的成矿过程分别与区域大地构造演化、区域断裂活动及同沉积断层-喷流沉积活动密切相关,在矿体形态、矿石矿物、矿石结构构造等矿化特征及成矿模式方面均有明显差异。火烧云式是受中侏罗统龙山组上段灰岩-白云岩沉积层位控制的沉积喷流型铅锌矿,化石山式是受中侏罗统龙山组铁锰质沉积层位控制的沉积喷流型铅锌矿,多宝山式是受断裂构造控制的碳酸盐岩建造中的MVT型铅锌矿,元宝岭式是受北东向左行张扭性断裂控制的碎屑岩建造中的MVT型铅锌矿。     

The Lower Changjiang (Yangzi/Yangtze River) metallogenic belt, east central China: intrusion- and wall rock-hosted Cu–Fe–Au, Mo, Zn, Pb, Ag deposits

The lower valley of Changjiang, from Wuhan of the Hubei Province in the west to Zhenjiang of the Jiangsu Province in the east, contains more than 200 polymetallic (Cu–Fe–Au, Mo, Zn, Pb, Ag) deposits and is one of the most important metallogenic belts in China. This metallogenic belt, situated at the northern margin of the Yangzi craton and bordered by the Dabieshan ultrahigh pressure metamorphic belt to the north, consists mainly of Cambrian–Triassic marine clastic sedimentary rocks and carbonate and evaporite rocks, which overlay a Precambrian basement and are intruded by Yanshanian (205 to 64 Ma) granitoid intrusions and subvolcanic complexes. Repeated tectonism from Late Proterozoic to Triassic resulted in extensively developed networks of faults and folds involving the Cambrian–Triassic sedimentary strata and the Precambrian basement. The Yanshanian granitoid intrusions and subvolcanic complexes in the Lower Changjiang metallogenic belt are characterized by whole-rock δ¹⁸O of +8‰ to +10‰, initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr of 0.704 to 0.708, and εNd^t from −10 to −17 and have been interpreted to have originated from mixing between juvenile mantle and old crustal materials. Also, the Yanshanian granitoids exhibit eastward younging and increase in alkalinity (i.e., from older calc–alkaline in the west to younger subalkaline–alkaline in the east), which are related to oblique collision between the Yangzi and Sino-Korean cratons and tectonic evolution from early compressional to late extensional or rifting regimes. Most polymetallic deposits in the Lower Changjiang metallogenic belt are clustered in seven districts where the Yanshanian magmatism is particularly extensive: from west to east, Edong, Jiurui, Anqing–Guichi, Luzhong, Tongling, Ningwu and Ningzhen. Mineralization is characterized by the occurrence of three distinct types of orebodies in individual deposits: orebodies in Yanshanian granitoid intrusions, skarn orebodies at the contact zones between the Yanshanian intrusions and Late Paleozoic–Early Mesozoic sedimentary rocks, and stratabound massive sulfide orebodies in the Late Paleozoic–Early Mesozoic sedimentary strata. The most important host sedimentary strata are the Middle Carboniferous Huanglong Formation, Lower Permian and Lower–Middle Triassic carbonate and evaporite rocks. The intrusion-hosted and skarn orebodies exhibit well-developed zonation in alteration assemblages, metal contents, and isotopic compositions within individual deposits, and apparently formed from hydrothermal activities related to the Yanshanian magmatism. The stratabound massive sulfide orebodies in the Late Paleozoic–Early Mesozoic sedimentary strata have long been suggested to have formed from sedimentary or volcano-sedimentary exhalative processes in shallow marine environments. However, extensive research over the last 40 years failed to produce unequivocal evidence for syngenetic mineralization. On the basis of geological relationships and isotope geochemical characteristics, we propose a carbonate-hosted replacement deposit model for the genesis of these stratabound massive sulfide orebodies and associated skarn orebodies. This model suggests that epigenetic mineralization resulted from interactions between magmatic fluids evolved from the Yanshanian intrusions with carbonate and evaporite wall rocks. Mineralization was an integral but distal part of the larger hydrothermal systems that formed the proximal skarn orebodies at the contact zones and the intrusion-hosted orebodies. The stratabound massive sulfide deposits of the Lower Changjiang metallogenic belt share many features with the well-studied, high-temperature, carbonate-hosted replacement deposits of northern Mexico and western United States, particularly with respect to association with small, shallow granitoid complexes, structural and stratigraphic controls on mineralization, alteration assemblages, geometry of orebodies, metal association, metal zonation and isotopic systematics.