黑龙江省多宝山斑岩型铜(钼)矿床成矿流体特征及演化

黑龙江省多宝山斑岩铜(钼)矿床位于小兴安岭西北部,是中亚-兴蒙造山带北东段最大的斑岩型铜(钼)矿床,矿体产于加里东期花岗闪长岩和中奥陶世多宝山组安山岩、凝灰岩中。铜矿化与绢英岩化关系密切,而钼矿化主要产于钾硅化带中。矿区内脉体广泛发育,从早到晚依次为:石英+钾长石脉、早阶段石英+辉钼矿脉、晚阶段石英+辉钼矿脉、石英+黄铜矿+黄铁矿脉、石英+黄铁矿脉和方解石+石英脉。脉石英中广泛发育流体包裹体,包括气液两相水溶液包裹体(W型)、纯气相包裹体(G型)、含CO2三相包裹体(C型)及含子矿物多相包裹体(S型)。石英+钾长石脉中仅发育气液两相包裹体,均一温度峰值﹥550℃、盐度为16.2%～18.1%NaCleqv;早阶段石英+辉钼矿脉中发育大量气液两相包裹体和含子矿物多相包裹体,并见少量含CO2三相包裹体,均一温度集中在350～450℃、盐度变化于1.1%～﹥65.3%NaCleqv;晚阶段石英+辉钼矿脉体发育大量含CO2三相包裹体和含子矿物多相包裹体,另有少量气液两相包裹体,均一温度集中在270～350℃、盐度为0.8%～42.4%NaCleqv;石英+黄铜矿+黄铁矿脉中发育丰富的气液两相包裹体,见少量含子矿物多相包裹体、含CO2三相包裹体和纯气相包裹体,均一温度峰值在230～330℃、盐度为0.8%～42.4%NaCleqv;石英+黄铁矿脉和方解石+石英脉中仅发育气液两相包裹体,均一温度变化于110～200℃、盐度为3.9%～8.4%NaCleqv。成矿流体在古深度4.1km左右,温度在230～450℃之间、压力在10～41MPa之间,发生了强烈的流体沸腾作用,大量CO2等气体从流体中释放出来,黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿等巨量沉淀下来,形成了铜(钼)矿体。成矿流体总体上属H2O-CO2-NaCl体系,多期次的流体沸腾作用是该矿床的主要成矿机制。     

新疆西天山莱历斯高尔斑岩型铜钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及流体包裹体研究

莱历斯高尔斑岩型铜钼矿床位于依连哈比尔尕晚古生代残余洋盆和博罗霍洛早古生代岛弧的结合部位,矿体赋存于花岗闪长斑岩体内及岩体与围岩的接触带中。矿石中5件辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄加权平均值为372.5±5.0Ma、等时线年龄为379.9±8.3Ma,表明莱历斯高尔铜钼矿床形成于晚泥盆世。石英中主要发育气液两相水溶液包裹体(W型)、含CO2三相包裹体(C型)及含子矿物多相包裹体(S型),并有少量纯CO2及纯CH4包裹体。成矿早阶段钾长石化花岗闪长斑岩石英斑晶中主要为W型包裹体,均一温度介于300~395℃之间,峰值为358~395℃,盐度介于7.59%~11.22%NaCleqv;主成矿阶段石英细脉中主要发育W型、C型和S型包裹体,并可见少量纯CO2包裹体,均一温度主要介于230~378℃,盐度变化较大,介于0.02%~52.00%NaCleqv;成矿晚阶段石英-方解石脉中仅见气液两相包裹体,均一温度介于118~241℃之间,盐度主要介于1.57%~9.54%NaCleqv。主成矿阶段流体包裹体类型多样、且具有相似的均一温度,指示流体沸腾现象的存在,其流体包裹体捕获温度为210~343℃,压力为17~59MPa,对应的成矿深度介于1.7~2.2km之间。成矿流体不混溶或沸腾作用是金属硫化物沉淀的主要机制。推测莱历斯高尔斑岩型铜钼矿床形成于晚泥盆世依连哈比尔尕残余洋盆向伊犁-中天山微板块之下俯冲的陆缘弧环境。     

辽宁本溪歪头山条带状铁矿的成因类型、形成时代及构造背景

辽宁鞍本地区位于华北克拉通东北缘,分布有诸多大型-特大型条带状铁矿床。本文对该区歪头山铁矿进行了岩石学、矿物学及年代学研究。歪头山铁建造以条带状铁矿石为主,兼含有少量的块状矿石,其顶底板围岩及矿体夹层主要为太古界鞍山群斜长角闪岩。元素地球化学分析表明,铁矿石富集重稀土[(La/Yb)_PAAS=0.24~0.33],具La正异常(La/La^*=1.43~1.61)、Eu正异常(Eu/Eu^*=2.40~4.54)及Y正异常(Y/Y^*=1.10~1.30),Y/Ho值平均30.59,Sr/Ba值平均17.62,Ti/V值平均19.45,反映成矿物质可能来源于由海底火山活动带来的高温热液与海水的混合溶液。铁矿石无明显Ce负异常(Ce/Ce^*=0.92~1.06),暗示BIF沉积时海水处于缺氧环境。除Fe₂O₃^T与SiO₂外,铁矿石中其它氧化物含量均非常低,且贫Th、U、Zr等具有陆源性质的元素,表明大陆碎屑物质对BIF贡献极少。斜长角闪岩稀土元素配分型式近于平坦[(La/Yb)_N=0.80~1.10],无明显Ce异常(Ce/Ce^*=0.95~0.99)与Eu异常(Eu/Eu^*=0.88~1.16);其大离子亲石元素富集,高场强元素无明显亏损。地球化学分析表明,斜长角闪岩原岩可能为产于弧后盆地的玄武质火山岩。锆石形态与微量元素分析显示,斜长角闪岩中的锆石均属岩浆成因。SIMS锆石U-Pb定年显示斜长角闪岩原岩形成于2533±11Ma,代表了歪头山BIF的成矿年龄;在玄武质岩浆喷发过程中,还捕获了一组年龄为2610±5Ma的锆石。电子探针分析显示磁铁矿成分纯净(FeO^T=92.04%~93.05%),其标型组分特征暗示歪头山BIF属沉积变质型铁矿。综合分析认为,歪头山铁矿属Algoma型BIF,成矿与弧后盆地岩浆活动密切相关,指示了新太古代末华北克拉通普遍发育的一期BIF成矿事件。     

中亚成矿域斑岩大规模成矿特征：大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制

中亚成矿域夹持于西伯利亚、东欧和塔里木-华北克拉通之间,展布范围与全球显生宙大陆地壳生长最典型的增生型造山带——中亚造山带相当,并产出一系列大型—超大型斑岩铜(-金)、斑岩钼及斑岩铜(-钼)矿床。斑岩成矿作用自西向东存在明显差异,可高度概括为具‘西铜东钼、早铜晚钼’特征。基于前寒武纪基底性质、成矿大地构造背景以及斑岩成矿特征方面的系统综合研究,以重要构造线为界,将成矿域进一步划分为三个成矿省:哈萨克斯坦斑岩Cu(-Au-Mo)、蒙古斑岩Cu(-Au)和中国东北斑岩Mo(-Cu)成矿省。哈萨克斯坦成矿省具新太古—古元古代结晶基底;四个大型斑岩Cu矿床形成于早古生代增生造山过程(481~440Ma),而绝大多数矿床为晚石炭世(330~295Ma)集中爆发成矿的产物。古亚洲洋西段,沿我国中天山—伊犁南缘—吉尔吉斯北天山—中哈萨克斯坦—科克切塔夫至成吉思线性展布的古生代岩浆弧与哈萨克斯坦山弯构造共同制约了斑岩成矿作用;增生造山向山弯构造的转换阶段为斑岩集中成矿期。蒙古斑岩成矿省亦具新太古代—早古元古代结晶基底;斑岩成矿作用主要发生在泥盆纪(~370Ma)和三叠纪(~240Ma)两个时期,为图瓦-蒙古山弯构造演化过程中两个局部时段的突发成矿;早期成矿事件与古亚洲洋体系向南戈壁微地块下的俯冲增生造山有关,晚期成矿可能是蒙古—鄂霍茨克洋俯冲作用的结果。中国东北斑岩成矿省广泛发育新元古代结晶基底和泛非事件岩石学记录;奥陶纪(482~440Ma)斑岩成矿受控于古亚洲洋早古生代时期俯冲增生作用;而中生代斑岩钼集中爆发成矿则分别受控于古亚洲洋体系后碰撞(~250Ma)、蒙古—鄂霍茨克洋体系同俯冲(248~204Ma)、古太平洋体系同俯冲(195~145Ma)及中国东部岩石圈减薄事件(145~106Ma)不同地球动力学体制。成矿流体方面总体而论,中亚斑岩型矿床热液蚀变遵循经典Lowell and Guibert模式,高氧化性岩浆流体有效出溶造就了大型-超大型斑岩矿床。中亚成矿域斑岩铜矿的成矿斑岩岩石类型与环太平洋域成矿斑岩类似,以钙碱性和高钾钙碱性成分为主,最常见的是石英二长闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗岩。成钼矿斑岩比成铜(-金-钼)斑岩更偏酸性,具更高SiO2含量。部分斑岩具埃达克质岩微量元素地球化学特征,另一部分斑岩却有类似正常弧火山岩的特征。虽然现有弧环境斑岩岩浆产生的‘MASH’和‘板片熔融’模型以及‘后碰撞拆沉与新生基性下地壳熔融’模型能够解释中亚成矿域部分斑岩铜矿床成矿的深部机制,但本文新提出‘残余洋中脊俯冲+预富集基性下地壳熔融’模型解释哈萨克斯坦成矿省巴尔喀什—西准噶尔成矿带斑岩铜大规模成矿的深部机制。中亚域斑岩钼成矿与古老地壳或古老岩石圈地幔的熔融无关,而与新生地壳熔融产生长英质岩浆的深部事件存在直接成因联系。西段哈萨克斯坦省新生地壳由古生代古亚洲洋演化过程中弧增生事件形成,而东段中国东北成矿省新生地壳则是新元古代与Rodinia超大陆相关聚合和裂解事件造就的。"新生下地壳部分熔融成钼"模型突破了钼成矿与古老地壳熔融有关的传统认识,能很好地解释全球最大的中国东北钼成矿省的成矿深部动力学机制。     

新疆西天山科克赛岩体年代学、地球化学及地质意义

新疆西天山科克赛岩体位于赛里木地块北部,岩石类型为二长花岗斑岩,属高钾钙碱性系列.元素地球化学组成表明,该二长花岗斑岩主量元素SiO2 、Al2O3和MgO含量分别为70.56％ ～71.46％、15.27％ ～16.01％和0.77％ ～ 1.02％;轻稀土元素富集,(La/Yb)N为14.99 ～23.69,重稀土元素亏损,δEu值显示弱负异常或正异常(0.88 ～1.21);微量元素Sr、Y和Yb含量分别为363×10-6 ～577×10-6、7.40×10-6～8.50×10-6和0.60×10-6 ～0.72×10-6.上述特征显示二长花岗斑岩具有埃达克岩的地球化学特征.同位素地球化学特征表明该二长花岗斑岩具有较低的锶初始值(ISr=0.705078 ～0.705572)、正的εNd(t)值(2.82 ～3.56)和相对年轻的两阶段Nd模式年龄(774 ～ 835 Ma).锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄为301.9±1.8Ma,表明岩体形成于晚石炭世末期.元素地球化学和同位素地球化学特征显示科克赛岩体为新元古代增生的地壳物质部分熔融的产物,形成于晚石炭世后碰撞初期阶段.     

鞍山陈台沟BIF铁矿与太古代地壳增生：锆石U-Pb年龄与Hf同位素约束

新发现的陈台沟隐伏铁矿床位于辽宁鞍山附近,矿石类型以条带状铁矿石为主,铁矿层顶板围岩为绿泥石英片岩,底板围岩为黑云石英片岩.元素地球化学分析表明,铁矿石及磁铁矿单矿物均富集重稀土,具La、Eu及Y正异常,无明显Ce负异常,反映成矿物质来源于海底高温热液(约占0.1％)与海水的混合溶液,且BIF沉积时海水处于缺氧环境.标型组分分析显示铁矿石及磁铁矿属于沉积变质型或BIF型.原岩恢复表明,绿泥石英片岩原岩为酸性火山岩,黑云石英片岩原岩为泥砂质岩石,二者皆富集Rb、Th、U、LREE,亏损Nb、Ta、Ti.构造背景分析表明两类片岩的原岩均形成于岛弧背景,反映了陈台沟BIF沉积时的构造环境.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示铁矿体夹层绿泥石英片岩中岩浆锆石形成于2551±10Ma,代表陈台沟BIF形成时代;变质锆石形成于2469±23Ma,代表后期变质作用时代.Hf同位素分析显示大多数锆石具有正的εHf(t)值(-2.23 ～7.54),表明岩浆源区以亏损地幔物质为主,但明显受到古老地壳物质的混染;二阶段模式年龄(tDM2)主要介于3133～ 2580Ma之间.结合其他矿区Hf同位素资料,指示鞍本地区可能存在新太古代(～2.55Ga)地壳增生事件.综合分析认为,陈台沟铁矿属Algoma型BIF,是新太古代末华北克拉通大规模BIF成矿事件的代表之一.     

西天山构造演化与优势矿产成矿规律

西天山位于中亚增生型造山带的西南缘,夹于准噶尔地块和塔里木克拉通之间.西天山造山带的构造演化与天山洋的俯冲?关闭过程密切相关.西天山地质构造复杂,成矿作用独特,既可形成与活动陆缘有关的斑岩铜金矿和火山?沉积岩型铁锰矿,也可发育与伸展构造有关的海底热水沉积型铅锌矿和浅成低温热液型金矿等多个集中区.西天山地质构造演化和成矿作用一直是地质学家关注和研究的热点,近年来的地质找矿和基础研究工作也取得一系列重大进展,但同时也存在一些急待解决的问题.本文通过对区域地质背景、沉积建造、岩浆演化、成矿地质特征与物质来源、控矿因素等方面资料的综合研究,认为西天山造山带从前寒武纪到晚古生代经历了古陆边缘裂解、洋?陆俯冲增生、陆?陆碰撞及后造山伸展等地质过程;与此相应形成了多个成矿区带,主要包括:（1）哈尔达坂前寒武纪古陆边缘裂陷盆地环境的铅锌成矿带,（2）与博罗科努古生代洋?陆俯冲、碰撞?碰撞后伸展环境有关的金铜铅锌多金属成矿带,（3）与阿吾拉勒晚古生代岛弧?弧后盆地有关的铁多金属成矿带,（4）那拉提古生代岛弧金铜多金属成矿带.在此基础上建立了西天山主要成矿区带的成矿模式,厘定了与西天山沉积建造?构造活动?岩浆活动有关的成矿序列,总结了西天山铁铜铅锌金等优势矿产时空结构模型.      

阿尔金卡尔恰尔超大型萤石矿床成矿流体特征及形成机制探讨

新近发现的卡尔恰尔超大型热液脉状萤石矿床位于阿尔金造山带中部,矿体主要沿中奥陶世二长花岗岩及变质杂岩的接触带产出,并受韧性剪切断裂及裂隙构造控制。矿石主要类型为萤石方解石脉型,矿物组成以萤石和方解石为主,含少量石英和钾长石。矿石呈粗晶粒状和伟晶状结构,条带状、团块状和角砾状构造。包裹体研究表明,萤石和方解石中包裹体具有近似特征,均发育CO₂包裹体、含CO₂三相包裹体、气液两相包裹体和含子矿物多相包裹体等4种类型的原生包裹体,各类包裹体均一温度为135℃～359℃,盐度为2.07%～7.59%,反映成矿流体为中—中低温、低盐度不混溶NaCl-H₂O-CO₂热液体系类型。萤石和方解石流体包裹体氢氧同位素测试,反映该成矿流体来源于岩浆水与大气降水的混合热液。推测岩浆期后初步形成富CO₂、富F热液,在上升过程中淋滤萃取变质杂岩中的Ca质形成成矿流体,后因大气降水加入发生降温、降压与流体沸腾作用,在断裂—裂隙构造的有利部位充填—交代形成萤石方解石矿脉。