中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO_2 CH_4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH_4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH_4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH_4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH_4、C_2H_6等还原性气体的来源,多数学者认为CH_4、C_2H_6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH_4还原气体密切相关,因此,富含CH_4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。     

斑岩铜矿-浅成低温热液银铅锌一远接触带热液金矿矿床模型：一个新的矿床模型——以德兴地区为例

在前人研究的基础上,通过系统的野外考察,论证了位于赣东北德兴地区德乐中生代火山盆地中的德兴铜矿、银山银铜铅锌矿和金山金矿及蛤蟆石金矿属于同一成矿系统。德兴铜矿是典型的斑岩铜矿,成矿流体和金属元素主要来自岩浆;银山银铜铅锌矿是一个下部为斑岩铜矿、上部为浅成低温热液型银铅锌矿,成矿流体早期以岩浆为主,晚期有较多的大气降水参与,成矿物质主要来自岩浆;金山和蛤蟆石金矿是远接触带热液矿床,成矿流体为岩浆热液与大气降水的混合产物,金主要来自围岩——双桥山群浅变质岩。这3套矿床以中酸性花岗斑岩或石英斑岩（高钾钙碱质花岗岩）为核心具有明显的分带性,自中心向外或深部向浅部为：斑岩铜金钼矿、浅成低温热液型银铅锌矿和远接触带热液型金矿。这种矿床组合关系不同于已知的经典斑岩铜矿模型和斑岩铜矿一浅成低温热液金银矿床模型,因而,有必要提出一个新的模型：斑岩铜矿一浅成低温热液银铅锌矿一远接触带热液金矿模型。这套矿『末形成于中侏罗世,抑或是古太平洋俯冲板片局部重熔或撕裂重熔的产物,抑或是在活动大陆边缘岩浆弧后伸展带由地幔底侵的结果。     

还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中的作用

斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型, 高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在, 在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿？这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重大科学谜题。前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化, 还原性围岩在成矿中作用长期被忽视。还原性围岩主要有两种: 富碳质围岩和富亚铁围岩。本文在前人工作基础上, 以甲玛、德兴、普朗等大型-超大型斑岩铜矿为例, 研究了斑岩铜矿的空间分布与含碳质围岩之间的关系, 发现斑岩铜矿围岩中普遍发育黑色含碳质地层, 并在成矿过程中普遍发生褪色蚀变; 发现蚀变围岩和矿床中方解石和矿石矿物流体包裹体的δ13CV-PDB值普遍较低, 与沉积碳酸盐围岩的值显著不同。首次提出并论证了含碳质围岩中甲烷等还原性气体组分的加入可能是引发斑岩成矿系统氧化-还原转换和矿质沉淀的关键。CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统, 无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中SO2– 4还原, 解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高, 产生的甲烷数量大, 可将成矿热液中SO2– 4在斑岩体内全部还原, 形成金属硫化物沉淀, 则矿体主要产在斑岩体之内; 围岩中碳质含量低, 产生的甲烷数量不足, 则矿体主要赋存于斑岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分即可在岩浆阶段加入, 也可在热液阶段加入。在岩浆阶段加入将造成岩浆还原, 形成“还原型斑岩”, 易导致成矿物质分散, 不利于形成大矿富矿; 在热液阶段加入, 对成矿更有利。“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/富铁火山岩”是高效评价斑岩成矿的新指标。     

斑岩铜矿系统

从区域尺度和矿床尺度两个方面论述了斑岩铜矿系统的特点.区域尺度上：1）斑岩铜矿多呈矿带或成矿域出现,带内众多斑岩铜矿呈簇或组合呈线状产出,这是构造作用控制下不连续岩株呈线状侵入就位的表现; 2）主要产于俯冲作用形成的岛弧和陆缘环境,构造应力属挤压但与中等拉张作用也有关,最近的研究证实大陆碰撞造山带也是斑岩型矿床产出的重要环境;3）其形成是通过具氧化性,S饱和,富含金属的岩浆熔体侵入所致,岩浆侵入作用为成矿提供了物质来源; 4）围岩的物理性质以及化学组成对矿床的规模、品位以及矿化类型具有极强的控制作用,碳酸盐岩围岩主要赋存近源Cu-Au夕卡岩矿床,少量远程Zn-Pb或Au夕卡岩矿床,在夕卡岩前缘还形成交代型Cu和Zn-Pb-Ag±Au矿床.矿床尺度上：1）含矿斑岩与斑岩型矿床时空相依,成因相联,是斑岩铜矿重要的含矿母岩和金属-S的可能载体;2）火山角砾岩筒在深部与矿化体平行或斜交,其与围岩的接触带,一般也是富硫金成矿带的一部分;3）与矿化有关的斑岩成矿系统内的角砾岩主要有爆发角砾岩、侵入角砾岩、爆发侵入角砾岩、热液角砾岩和热液卵石脉;4）斑岩铜矿系统中的热液蚀变自下而上可分为不含矿的早期钠质-钙质蚀变→含矿的钾化→绿泥石化-绢云母化→绢云母化→高级泥化,热液蚀变互相套合,矿化互相叠加;5）岩帽是斑岩型热液-成矿活动-蚀变体系的重要组成部分,是重要的找矿标志.     

硫在岩浆热液中的存在形式及其与成矿关系的实验研究(摘要)

有色金属大多数是来自岩浆热液矿床.对硫化矿床共同组份硫在岩浆热液中的存在形式及其与成矿关系进行实验研究,对于硫化矿床的成矿组份在热液中迁移富集规律的认识是有很重要意义的.这也是矿床学和地球化学尚未解决的问题.实验条件的选择我们把斑岩铜矿液态包裹体的主要成份H_2O、NaCl、KCl看作是岩浆热液的主要组份.斑岩铜矿包裹体中其盐度一般在1—45%,KCl:NaCl≈1:3～1:5,我们选择实验条件为:     

滇西北羊拉铜矿床研究中的几个问题

羊拉大型铜矿床位于滇西北德钦县,为金沙江构造带内的代表性矿床,其矿床成因和成矿模式尚未取得统一认识。本文从地层划分、岩浆岩及其构造背景、成矿物质和成矿流体来源、成矿时代与矿床成因等方面分析了研究进展,提出了"热水沉积-岩浆热液成矿-构造热液改造"成矿模式。海西期热水沉积作用提供部分成矿物质,但未形成规模铜矿体;晚印支期岩浆热液成矿作用为最主要成矿期,形成羊拉铜矿的接触交代型主矿体,其残余岩浆浅成就位形成石英斑岩脉及斑岩型矿体;燕山-喜山期构造热液改造成矿作用使不同矿体进一步富集或贫化,并错段矿体形成不同的矿段。     

斑岩铜矿矿床研究综述

斑岩铜矿是重要的铜矿床类型,认识其成矿作用对找矿实践具有重要的指导意义。通过搜集和整理文献资料,介绍成矿动力学背景及构造环境、成矿斑岩岩浆及其侵位、岩浆-热液转换过程、蚀变与矿化、成因模式等斑岩型铜矿研究中的重要进展,指出今后的研究方向。     

新疆东天山斑岩铜矿带的新进展

新疆东天山发现超大型斑岩铜矿床及矿带，预计3－5年内铜金属资源量有望超过千万吨，将形成一个远景巨大的铜矿带，该矿带的成矿地质背景为泥盆纪火山岛弧（390Ma左右），岩浆－热液演化是高氧化（fo2=10^-20-10^-8)控制之下的，高位斑岩体形成时代为360Ma，辉钼矿形成时代为322Ma，闪长玢岩经研究后属于一套从钙套性－碱性的玄武质过渡到英安质的火山杂岩，成矿9兴度推测达4－6km，大约与多宝山相当，故大部分矿化体产于围岩中，土屋，延东和灵龙等矿床类型属于斑岩型的地质证据占优，这些矿床也有后期叠加的热液蚀变和矿化。     

德兴斑岩铜矿成矿过程的氧、锶、钕同位素证据

为探讨德兴铜厂斑岩铜矿床成矿热液流体的来源、作用范围、时空演化及Cu在热液流体中的行为和迁移方向等重要问题，对采集于该矿床南部不同蚀变程度的岩石进行了氧、锶、钕同位素分析，结果表明，虽然与铜三斑岩铜矿成矿过程有关的热液流体至少有3种，包括高温岩浆流体、来自深部围岩的非岩浆流体和大气降水，但是起主导作用的是岩浆流体，钕、锶同位素在空间上的变化表明，在成矿流体形成及演化过程中，锶同位素值由斑岩体内部向围岩接触带有规律地升高（0.705→0.711），指示了矿床是因热液流体将成矿元素从岩体内部迁移到接触带附近富集而成的，它符合斑岩铜矿的正岩浆模式，而钕同位素则相对稳定，可作为蚀变侵入体岩浆起源的示踪剂。     

东天山土屋特大型斑岩铜矿成矿地质特征与矿床对比

土屋特大型斑岩铜矿位于东天山吐鲁番－哈密陆块南部边缘岛弧环境中。多期岩浆活动和矿化是铜金属超常堆集的主要因素。海底火山活动和热泉沸腾逸散造就了铜金属的预富集（矿源层），闪长玢岩和斜长花岗斑岩的侵位和叠加矿化使铜金属进一步富化和最终成矿，以细碧角斑质为主的火山岩喷发于潮坪－滨海环境，闪长玢岩、斜长花岗斑岩形成于较强的氧化环境；强还原示踪矿物黄铁矿含量较少。矿石的低品位、矿石的结构构造、蚀变特征以及矿石建造具典型斑岩矿床特征；矿石高品位、矿床形成较低温度及大量硅化蚀变又表现为某些热液矿床特征（次火山岩热液）。典型斑岩铜矿床、次火山热液矿床、土屋铜矿床对比，土屋铜矿床矿床类型仍不失为斑岩型铜矿，并具有自身特征。