亚洲最大铅锌矿——三阶段叠加成矿的金顶巨型铅锌矿床

云南兰坪金顶铅锌矿,作为亚洲最大的铅锌矿床,是三阶段成矿作用叠加的产物:第一阶段,是位于T1双峰式火山岩组合之上的三叠纪三合洞组时期(T3s)碳酸盐岩中的海相热水沉积型(M-SEDEX-type)闪锌矿-方铅矿±天青石±菱铁矿矿床组合,分布于兰坪盆地西侧。第二阶段,晚白垩世-古新世陆相湖盆中的热水沉积型(C-SEDEX type)矿床,是晚白垩世至古新世时期(~110Ma,~65Ma),挤压形成的高山应力转向伸展而形成的深的断陷湖盆("高山深盆")中,沿同生断裂(沘江断裂)喷流形成块状硫化物堆积于陆相红色砂岩盆地中形成的矿床,湖盆中靠沘江断裂一侧,大小不等灰岩角砾堆积于山麓,向西砾径逐渐变小,数量减少,直至湖盆西侧灰岩角砾消失变为正常湖相红色砂岩沉积;并且湖盆中的硫化物沉积出现温度控制的分带现象,北东侧架崖山、北厂一带以细粒闪锌矿为主,南西侧南厂、白草坪一带以细粒方铅矿为主。第三阶段,新近纪时期中-低温热液成矿作用。受到青藏高原东端逃逸挤压,兰坪盆地东侧中生代地层大规模向西逆冲推覆,甚至推覆体该在金顶湖盆上形成穹隆,将先前形成的金顶陆相湖盆中的铅锌矿封盖起来;同时,将三合洞组灰岩中M-SEDEX型层控铅锌矿±天青石矿层倒转推挤之穹隆北东侧的跑马坪一带;在中-上新世时期出现挤压后的伸展转换,伴随伸展盆地的形成和深部热液的上涌(在东侧维西-通甸断裂内甚至拉出大量的粗面质火山岩+碱性玄武质火山岩),再次沿沘江断裂上升的深部热液沿次级断裂、裂隙输送至矿质丰富的穹隆内,含矿热卤水使众多的灰岩角砾遭受氧化卤水交代,在角砾边部形成石膏-硫化物壳层,同时,铅锌组分活化迁移至逆冲推覆岩片中高孔隙度的景星组(K1j)砂岩中大量聚集,形成浅成低温热液型(Epithermal-type)的砂岩容矿的铅锌矿。其结果,导致金顶穹隆有限的空间内,形成"三世同堂"的奇异景观,但各个世代的铅锌矿和硫酸盐具有不同的硫同位素特征,三合洞组时期的M-SEDEX型铅锌-天青石矿,δ34S值在+7.9‰~+21.12‰,显示出硫主要来自于海水硫酸盐的特征;晚白垩世-古新世时期的CSEDEX型含灰岩角砾的细粒铅锌矿的δ34S值在-54.9‰~-1.0‰,显示出很大的变化范围,主要为负值,生物作用参与的特征明显;新近纪砂岩容矿的铅锌矿δ34S值在-2.2‰~+3.5‰,显示出深源硫为主的特征。这正是亚洲最大铅锌矿床形成的秘籍所在——特殊构造演化下的多期叠加成矿作用使矿质在有限空间内聚集。     

滇西北中旬斑岩及斑岩铜矿

在较为详细的野外地质观测和精确的同位素测年的基础上，结合前人资料，将中甸地区的印支期岛弧斑岩体分为东、西两个斑岩带，东斑岩带形成于218～203Ma；西斑岩带形成于242．92～237．5Ma。喜马拉雅期(53．02Ma)斑岩叠加于早期的斑岩体之上，与斑岩铜矿化关系密切。中甸地区岛弧带内东、西两个斑岩带的斑岩型铜矿找矿远景极大，尤以东斑岩带前景最佳，普朗斑岩铜矿床远景规模在大型以上。中甸斑岩铜矿将成为我国又一重要的斑岩铜(多金属）矿产地。     

安徽铜陵新桥铜-金矿床的He、Ar同位素组成及其意义

对安徽铜陵新桥铜 金矿床层状矿体和块状矿体的黄铁矿进行了流体包裹体的He、Ar同位素研究。结果表明,成矿流体的N(40Ar)/N(36Ar)≈238～293,N(3He)/N(4He)≈1 03～1 23Ra,与大气饱和水(包括大气降水和海水)的特征值N(3He)/N(4He)=1Ra,N(40Ar)/N(36Ar)=295 5非常接近,表明成矿流体含大气降水和海水,这与野外地质特征也相符合,反映了成矿流体来自海底喷流(热水)沉积作用过程,这一认识为该区铜 金矿床可能的海底热液喷流成因提供了新的证据。     

铜陵矿集区成矿流体系统时限的初步厘定

文章在铜陵矿集区成矿流体系统划分的基础上，对其中的部分流体系统的流体记录采集了13件样品，分别用Re-Os法(辉钼矿、黄铁矿)、Ar-Ar和K-Ar法(铬云母、闪长岩等)进行了同位素年龄精确测定．结合野外对不同流体记录的产出层位、切割交叉关系的研究，厘定了铜陵矿集区4套流体系统的时限。初步界定了矿集区部分流体系统的时间界限，为流体系统的划分和成矿流体的研究提供了重要的基础。     

碰撞造山过程中流体向前陆盆地大规模迁移汇聚：来自长江中下游三叠纪膏盐建造和区域蚀变的证据

文章通过对长江中下游的地质调查，提出了大规模流体迁移汇聚的3个地质证据：①穿切寒武系一三叠系的大面积白云石化和硅化蚀变域，整体上发育在沿江成矿带与大别造山带的夹持地带，蚀变域内强弱相间的蚀变带呈NW向展布，受垂直于大别造山带的断裂系统控制，可能记录了长距离迁移的流体活动轨迹；②沿江局限盆地内大量发育的中下三叠统巨厚的膏盐建造。其结构构造特征揭示了区域热卤水在局限盆地内的排泄汇聚与化学沉积对其形成有重要的贡献；③早中三叠世同生沉积的铁碳酸盐建造和块状硫化物铁铜铅锌矿床，与膏盐建造或呈互层，或者分离，但均具有相同的产出层位和密切的伴生关系，是高盐度热卤水同生沉积的产物。根据调查结果，结合前人资料，提出了大别碰撞造山过程中流体迁移汇聚与成矿的概念性模式。     

铜陵矿集区块状硫化物矿床地质特征

蚀变-流体填图揭示，铜陵地区石炭系黄龙组喷流沉积含矿岩系中普遍存在块状硫化物矿床，上部为层状块状硫化物矿层，下部为浸染状、细脉-网脉状硫化物矿体，具有典型的双层结构。自下而上矿石具有垂直分带性：硅质矿石、石膏矿石、黄铁矿矿石、黄铁矿-重晶石矿石和菱铁矿．铁质燧石矿石。矿石发育胶状和莓球结构，微细层纹状-马尾丝构造。矿石成分以黄铁矿和菱铁矿为主。矿床发育一套独特的热液气爆角砾岩不规则网脉和相互连通的虫管状．树枝状-姜块状黄铁矿管道系统，矿化形式为弥散式多喷口席状矿化，厚度一般不超过100m。     

与基性岩有关的层控钨锡:“S”型花岗岩钨锡矿的前身——以云南钨锡矿为例

以云南几个典型钨锡矿带为例,结合国内外前人成果,研究对比了层控钨锡矿床与含钨锡的"S"型花岗岩之间的关系,发现:含钨锡的"S"花岗岩均产出于早期地层富集钨锡甚至形成独立的钨锡矿床的地区,如元古界的云南西盟—缅甸完冷锡矿带,寒武系都龙—白牛厂钨锡矿带,石炭系腾冲—梁河锡钨矿带,三叠系的个旧锡矿带,新近系的薅坝地锡矿带等;而在地层中没有明显钨锡富集的层位,即使有地壳重熔形成"S"型花岗岩也不会有钨锡矿床产出,如云南西北部的鲁甸花岗岩、加仁花岗岩等。根据对层控钨锡矿床的成矿年代、矿石结构构造、容矿围岩变质属性等方面的综合分析,证明所谓的"‘S’型花岗岩与W、Sn、Mo、Bi成矿关系密切"的认识,实际上是富集钨锡的早期层位在地壳加厚或受到构造热侵蚀时发生重熔,并使钨锡按照矿质沉淀的温度序列重新分配与富集的结果。因此,"S"型花岗岩并不具有含W、Sn、(Mo、Bi)的专属性,而富集W、Sn的地层重熔才是形成W、Sn矿床的关键。从众多的实例来看,层控钨锡矿常常与深源的(碱性)玄武岩关系密切,而不一定与"S"型花岗岩关系密切。只要有早期的层控钨锡矿存在,该矿层被任何一种火成岩穿切或吞噬,矿质都可能被迁移至合适的位置重新沉淀而成矿。因此深入分析和对比含钨锡的层位及其形成背景条件,是扩大钨锡矿资源量的关键;而层控钨锡矿与"S"型花岗岩接触带(特别是外接触带)及其相关的构造裂隙,很可能是矿质运移再分配并形成富钨锡矿的有利空间。层控钨锡矿卷入变质核杂岩,含矿层位可以被抬升至较浅部位,不仅利于开采,而且在中心部位的隐伏花岗岩体也可以形成富矿,是进一步找矿的方向。     

碳酸岩分布特征及成矿意义

将全球不同时代的碳酸岩体经过Arcgis软件进行坐标投点,得到了世界主要的碳酸岩体和碳酸岩有关矿产的分布特征图,结合全球主要构造,本文探讨了不同时代碳酸岩的产出和分布与深大断裂的关系。碳酸岩的空间分布主要与板块内部环境和造山带伸展环境中的拉张岩石圈构造背景有关,这种背景下的深大断裂容易切割到地球深处,为碳酸岩岩浆上涌提供通道,从而控制着碳酸岩的形成和分布。碳酸岩从太古代至新生代均有分布,年代越新出现的频率越高。碳酸岩的岩石学特征标志是其岩浆通过的上部地壳围岩中发生霓长岩化作用,形成一套含有霓石、钠(铁)闪石、钠长石、金云母、钾长石等为特征的霓长岩。碳酸岩体在平面和剖面上的分布,与其共生的碱性岩和超基性岩分布亦具有一定的规律性。碳酸岩的主量元素主要包括CO_2、CaO、MgO、FeO、Fe_2O_3、MnO以及SiO_2等,根据碳酸岩中的CaO、MgO和(FeO+Fe_2O_3+MnO)以及碱质之间的重量百分比可将碳酸岩划分为钙质碳酸岩、镁质碳酸岩和铁质碳酸岩以及碱质碳酸岩四大类。碳酸岩的微量元素主要是F、P、Nb-Ta、REE(LREE)、Zr(Hf)、碱金属(K、Na、Rb、Cs、Li)、碱土金属(Sr、Ba)以及衍生的Fe等强不相容的大离子亲石元素(LIPLE),通常是张性深大断裂导致的深部地幔低度部分熔融的产物,易在碳酸岩中富集成矿,形成一系列具有重要价值的金属和非金属矿床。碳酸岩中同位素及包裹体的研究,均不同程度反映了碳酸岩浆的深部来源及其演化特征。因此,碳酸岩特殊的产出背景、特有的矿物共生组合、围岩蚀变、岩石学特征以及地球化学特征等研究资料,还可以为人们了解深成岩浆的演化和探索地球深部信息提供证据。最近十几年的研究中,人们发现可能存在一种新的壳源成因的碳酸岩。     

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。     

郯庐断裂带山东段金伯利岩和碱性岩浆岩的深源特征矿物信息及其资源能源意义

郯庐断裂带是太平洋西岸的中国东部乃至东北亚最重要的一条深断裂带,影响着中国东部的岩浆活动和有关固体矿产（金多金属、金刚石等）和能源（油气）的产出。该断裂的山东段被称为沂沭断裂带,其东侧的胶东金矿带是中国最重要的金矿床集中区,西侧则分布有金刚石（蒙阴金伯利岩群）、石油（胜利油田）等资源- 能源,其研究的理论意义和经济意义重大。借助于场发射扫描电镜支持下的自动矿物识别表征系统（AMICS）,笔者从郯庐断裂带西侧的深部岩浆岩（金伯利岩和碳酸岩- 碱性杂岩）矿物组合中,识别出具有标志性的矿物组合,主要包括：① 金伯利岩的典型矿物组合为镁铝榴石- 钙铁榴石- 钙钛矿- 金云母- 磁铁矿- 铬铁矿±斜硅镁石±自然硅±金刚石等,并首次观察到自然硅,蚀变矿物组合——金云母- 富钛磁铁矿- 钛铁矿- 富钛尖晶石- 绿泥石等,这种矿物组合充分反映了较为还原的深部流体条件;② 碱性杂岩的典型矿物组合——方解石- 氟碳铈矿- 氟碳钙铈矿,叠加改造矿物组合——重晶石- 天青石- 白云石等。在碱性杂岩中,还观察到黄铁矿中含有异常高的深源的稀贵金属元素（Au、Co、Pt、Ru、Os、Ir、 Re等）。郯庐断裂带山东段（沂沭断裂带）岩浆岩中深部来源的矿物组合特征,为矿床成因研究和深部资源探测提供了重要信息。