国外岩浆热液成矿理论研究现状与进展

８０年代以来国外岩浆热液成矿理论取得重大进展。与基性，超基性岩有关的热液成矿作用已引起人们重视，与中酸性岩有关的热液成矿理论进展尤为突出，不仅提出了全新的岩浆热液成矿理论，而且在热液体系，含矿流体金属来源，矿化与非矿化花岗岩，开放的岩浆热液成矿休，成矿作用 复杂性等诸方面都有重大进展。     

广西岩浆与热液矿床成矿系列划分

矿床成矿系列是区域成矿规律的高概括。文内轭要介绍了这一门科学的产生发展及有关的概念。又以矿床成矿系列理论为指导，讨论了广西岩浆与热液矿床的成矿地质背景，和矿主档成矿系列划分。     

成矿热液分类兼论岩浆热液的成矿效率

根据流体中H2O、CO2、NaCl三组分的相对含量,结合H2O-NaCl体系临界压力和石盐融化曲线温度,可以将地壳中的成矿流体分为5类：大气降水、海水、盆地卤水、变质流体和岩浆流体。这种基于地壳环境中普遍存在的三元系结合流体临界性和石盐融化温度的分类,对于理解地壳中沿地温地压梯度流动流体的多样性和流体混合与不混溶具有重...     

石英的结构和微量元素特征研究进展及其在岩浆-热液矿床中的应用

石英(SiO₂)具有稳定的化学性质和晶格结构,因此在地质演化过程中可以保存成岩成矿的基本信息。本文系统总结了国内外关于石英中微量元素的种类、分布、含量变化等诸多研究,详细论述了石英中微量元素的赋存状态和进入石英晶格中的机制,以及控制这些微量元素进入石英中的因素:如温度、压力、pH值和流体/熔体成分等;介绍了岩浆-热液矿床中石英复杂多样的结构,包括:单向固结结构(UST结构)、石英眼、晶洞以及雪球结构;评述了石英中微量元素的具体应用:石英的Ti温度计(TitaniQ)、Ti的扩散计时器、石英中Al温度计、Al的pH计,以及石英微量元素比值对岩浆-热液过程的指示作用;最后总结了阴极发光(CL)在揭示石英中微量元素的扩散过程、石英的世代关系等方面的应用,及相关的分析测试方法。据此,利用石英的特性可了解寄主岩石的成因,并分析岩浆-热液矿床中成矿流体的演化过程及石英中微量元素的沉淀机制,为找矿勘查提供依据。     

广东省博罗县横河钠长石矿构造岩浆演化及成矿机理

通过对广东省博罗县横河超大型钠长石矿床、锡铌钽矿化带和金矿化带野外勘查和室内微观分析,发现岩浆随着构造演化而分异自交代成矿的特殊新颖现象。研究表明该矿区在不同的构造旋回中构造应力场的主压应力方向不同,持续构造压应力作用下发生不同构造序次,岩浆也随构造应力场的演化而分异。燕山构造旋回控制的早期第三阶段岩浆,结晶分异和气液分异导致强烈岩浆自交代形成超大型钠长石矿床;燕山构造旋回控制的晚期岩浆,随着构造演化产生云英岩化、石榴子石化等岩浆自交代而锡铌钽矿物结晶富集成矿;燕山构造旋回最晚期的北北西向、北北东向、北西向断裂,控制岩浆热液期的金矿化带。即本矿区经构造岩浆演化分异,发生岩浆自交代至热液蚀变演化系列成矿机理。     

南岭构造带东段构造岩浆演化与铀成矿关系

南岭构造带东段自震量纪以来经历了四次“开合”演化旋回：早震旦世－志留纪“开合”旋回,形成了以震旦系和寒武系为代表的基底轴源层;中泥盆世一三叠纪的“开合”旋回,造就了二叠系轴源层及印支期铀源体;侏罗纪的“开合”旋回,再造了燕山期的富铀源体;白垩纪一第三纪的“开合”旋回,提供了铀成矿热液和成矿空间,促使铀聚集成矿,形成独具特色的南岭铀成矿带。     

云母矿物对仁里稀有金属伟晶岩矿床岩浆-热液演化过程的指示

仁里5号伟晶岩脉是湖南仁里超大型铌钽多金属矿床中含矿性最好且分带完整的一条含铌钽矿脉,云母作为其中的贯通性矿物出现于各分带中,由外部带至内部带表现出不同的成分和结构特征。文章通过对5号脉各带中的云母矿物进行详细的电子探针(EPMA)分析,查明了不同分带中云母矿物的演化规律:自外向内云母类型从白云母→锂云母的方向变化,Ⅰ带→Ⅲ带主要为白云母,Ⅳ带起出现富锂云母类型,并开始发育多种不平衡和交代结构;Ⅰ带→Ⅳ带云母的Li、Rb、Cs、F、Mg、Ti含量逐渐升高,K/Rb和K/Cs比值逐渐降低,从Ⅳ带→Ⅴ带,Mg、Ti降低、Li、Rb、Cs、F含量出现突增,其中,w(F)最高可达11.8%、w(Li_2O)可达8.33%,w(Cs_2O)为4.00%,而铯多硅锂云母中的w(Cs_2O)可达18.0%。这些证据均表明,5号脉具有极高的分异演化程度,从外部带向核部演化程度逐渐增高;Ⅳ带云母的突变很可能暗示其经历了岩浆-热液过渡过程,而Ⅴ带主要发育于热液阶段,此时的流体性质有利于Nb、Ta尤其是Ta元素的富集再沉淀。仁里矿床经历了岩浆-热液2阶段成矿作用,并且稀有金属的成矿很可能持续至热液阶段,这也是造就它特殊性(高品位)的重要原因。     

可可托海3号伟晶岩脉石英中微量元素组成特征与岩浆-热液演化

本文利用LA-ICP-MS测量技术对可可托海3号脉不同结构带的石英中微量元素组成进行研究。结果表明,不同结构带石英以含有较高的Li、Al、P和Ca含量,低的Be、B、Na、K、Fe、Mn、Ti和Ge含量为特征,其中Al、Li和P含量变化于49×10~(-6)~438×10~(-6)、12×10~(-6)~92×10~(-6)和11×10~(-6)~97×10~(-6)的较大范围,各个结构带石英中Al、Li和P含量存在较大的重叠。Ge/Ti、Ge/Be和Al/Ti比值变化于1~159、5~824和43~2230之间,并在不同结构带石英中存在较大的重叠。Al~(3+)+Li~+→Si~(4+)+是主要置换方式,石英生长速度的变化很可能对石英晶体中Al、Li和P的含量变化起到了决定性作用。利用TiO_2的溶解度计算的3号脉中岩浆成因石英形成温度在588~698℃之间,而Titani Q温度计给出岩浆成因石英形成温度在327~500℃之间。前者给出了与花岗岩低共熔相近的温度,后者给出了显著低的伟晶岩中石英结晶温度,从而制约其在伟晶岩体系中实际应用。     

北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录SCIEI北大核心CSCD

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。     

川西甲基卡308号脉的矿物学特征及其岩浆- 热液演化示踪

甲基卡稀有金属矿床是亚洲规模最大的伟晶岩型锂矿床，308号脉为其中出露面积最大的伟晶岩脉。308号脉具有完善的分带性:细粒白云母- 钠长石- 石英带（Ⅰ）、中粗粒钠长石- 石英- 微斜长石带（Ⅱ）、中粒电气石- 钠长石- 石英带（Ⅲ）、中粗粒锂辉石- 钠长石- 石英带（Ⅳ）和中细粒锂辉石- 钠长石- 石英带（Ⅴ），并且富含稀有金属矿物（如锂辉石、绿柱石、锡石和铌钽氧化物），因此是系统研究伟晶岩演化历史和成岩成矿机制的理想实验对象。308号脉的矿物学研究较为薄弱，其岩浆- 热液演化过程及该过程中熔- 流体性质的变化规律，以及稀有金属的富集过程和影响因素尚不清楚。本文选取该脉各结构带中的贯通性矿物云母、磷灰石，以及稀有金属矿物锂辉石和特征性矿物电气石，通过详细的电子探针工作，分析它们的产状、结构特征、化学组成及其变化，结果表明:① 308号脉边部Ⅰ带（高温结晶）中电气石的出现（~5%）反映伟晶岩初始熔体具有富B的特征（>2%）；锂辉石在Ⅳ和Ⅴ带内的大量结晶说明初始熔体可能具有富Li的性质；主要含氟矿物电气石、磷灰石和云母类在岩石中的含量均较低，并且原生磷灰石具有相对偏低的F浓度（<3%），仅能形成于富F环境中的锂云母矿物也十分稀少，这些特征均表明308号脉初始熔体很可能具有较低的F含量；② 伟晶岩体系演化至Ⅴ带时发生流体出溶现象，自此进入岩浆- 热液过渡阶段，出溶流体可能具有富Cs和贫F的性质；③ 原生白云母和电气石化学成分的规律性变化说明308号脉的演化过程很可能不存在外来流体的加入；④ 308号伟晶岩的成岩和锂成矿过程主要受分异结晶作用支配，有限的出溶流体规模和伟晶岩分异演化程度（仅演化至岩浆- 热液过渡阶段，未充分进入热液阶段）对锂辉石的结晶和保存都起到了重要作用。     

北祁连造山带东端早古生代岩浆作用过程——来自甘肃天水长沟河闪长质片麻岩锆石年龄、微量元素及Hf同位素的证据

甘肃天水地区长沟河闪长岩位于北祁连造山带东端,发育片麻状构造面理,长期以来被认为是形成于前寒武纪的侵入岩体。用LA-ICP-MS技术测得2组岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄为463.3±2.3Ma(MSWD=0.52,n=11)和443.8±2.6Ma(MSWD=0.44,n=9)。锆石微量元素分析表明,2组年龄具有一致的微量元素组成,说明二者晶出于同源封闭的岩浆体系。t-Eu/Eu~*投图显示,约460Ma的岩浆锆石无Eu异常,与幔源岩浆锆石稀土元素特征一致。而约440Ma的岩浆锆石具有负Eu异常,指示母岩开始发生斜长石的结晶分离,与深熔作用过程一致。因此,约460Ma为长沟河闪长质片麻岩原岩的形成年龄,约440Ma为长沟河闪长质片麻岩深熔岩浆的结晶年龄。Hf同位素分析测试结果显示,约460Ma和约440Ma两组锆石的εHf(t)值分别为8.23～11.57和6.36～8.03,指示460Ma发育幔源新生地壳岩浆作用,而440Ma壳源再造活动增强。     

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿深部结构与区域成矿模型解释

为揭示花岗岩- 伟晶岩型锂等稀有金属矿成矿系统的深部结构,对西昆仑造山带大红柳滩伟晶岩型锂矿集区开展了大地电磁测深法(MT)探测。通过MT三维反演电阻率模型,探测到两个0~20 km深度范围的高阻体,反映了出露于地表的大红柳滩复式花岗岩基和半隐伏的大红柳滩东花岗岩基;20~80 km深度范围内发现的大范围高导异常,则反映了深达上地幔的地壳重熔形成的大规模长英质岩浆储库。可见,成矿母岩大红柳滩花岗岩基是有根的,而且是规模巨大深达上地幔的岩浆储库,它们为超大型大红柳滩伟晶岩型锂矿的形成提供了物源和热源。与松潘- 甘孜甲基卡超大型伟晶岩型锂矿集区对比,尽管川西甲基卡地区地表出露的花岗岩有限,但MT三维反演电阻率模型显示,其也存在深达上地幔的大范围高导异常,同样反映了大规模长英质岩浆储库的存在,只是剥蚀深度浅,上侵的花岗岩未被剥蚀出来而已。从而,深剥蚀的大红柳滩地区表现为大面积花岗岩出露的“热隆”特征,而浅剥蚀的甲基卡地区则表现为花岗岩围岩“片麻岩穹隆”热变质构造特征。西昆仑- 松潘- 甘孜伟晶岩型锂等稀有金属巨型成矿带两端的晚三叠世超大型矿床是大规模地壳重熔长英质岩浆作用中心的产物,由于锂等稀有金属的喜水性,H2O的饱和度是造就伟晶岩型锂超常富集的关键,并在长英质岩浆储库、上侵花岗岩和伟晶岩不同分异演化阶段,锂的“预富集”为大规模伟晶岩型锂矿成矿奠定了重要基础。     

柴北缘双口山金-银-铅矿床赋矿围岩及含金石英脉热液锆石U-Pb定年对成矿时代的限定及其成因启示

双口山金-银-铅矿床地处柴北缘西段,赋存在滩间山变基性-超基性变火山岩中。矿体由金矿体和银铅矿体组成,成矿作用与热液活动密切相关。本文通过对双口山含金矿体赋矿围岩及含金石英脉进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析和研究。结果表明,赋矿围岩形成时代为443±2.9Ma,与区域滩间山群火山岩形成年代一致(440～490Ma)。含金石英脉热液锆石U-Pb年代为402.8±4.2Ma,与区域金矿床成矿年龄以及韧性剪切带年龄相接近(～400Ma),代表了金矿体热液作用及成矿时代。结合地质特征及前人研究,表明双口山金银铅矿床是柴北缘造山带在不同造山带演化阶段,由不同成矿作用,在不同时期,相互叠加形成的复合型多金属矿床。金矿体具有典型造山型金矿床特征的变质热液型金矿,其成因主要与造山运动过程中的变质和变形作用有关,成矿物质和流体来源于绿片岩相的滩间山群变基性-超基性变火山岩。银铅矿体为岩浆热液型,成矿与后碰撞造山作用伸展-构造转换有关的岩浆作用有关,成矿物质和流体来源于晚泥盆世深部含矿岩浆作用。     

川西甲基卡地区侏倭组沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

松潘-甘孜造山带是青藏高原东北部的重要组成单元,是华北板块、扬子板块和羌塘块体的主要汇聚地区,主要由中生代浅变质沉积地层和一系列岩浆岩组成,记录了印支期以来块体之间的收敛汇聚等构造活动。其中,雅江残余盆地发育一套厚度巨大的中生代碎屑岩和岩浆岩地层组合,是研究松潘-甘孜造山带地质构造演化的理想地区之一。本文对川西甲基卡地区侏倭组的样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,碎屑锆石U-Pb年龄存在四个峰值,分别为231～281Ma、424～502Ma、707～983Ma、1539～1850Ma,表明扬子克拉通西缘及松潘甘孜造山带南部至少经历了四期强烈的构造—岩浆热事件,这四期事件在三叠系沉积地层中有非常清楚的记录。231～281Ma的锆石来自东昆仑,这一年龄段的锆石最可能来自北部晚二叠世松潘洋向北俯冲于华北板块之下所形成的东昆仑岛弧花岗岩。424～502Ma的锆石来自北秦岭,代表了加里东期南秦岭与北秦岭和华北板块的拼合事件。722～983Ma的锆石来自扬子板块,这一年龄段的锆石最可能来自盆地东部新元古界拉伸系上扬子克拉通盆地向北西俯冲于华北板块之下所形成的南秦岭花岗岩,形成于...     

Sb- Li组合：罕见的矿化组合及锂的赋存状态

湖北柘坪锑矿勘查区发现有具一定规模的断裂破碎带型共伴生锂矿,锂主要以锂绿泥石的方式充填在断层破碎带的石英颗粒之间,属于低温热液充填成因。锂与锑的成矿作用均受到断裂破碎带的控制,二者之间在总体上是正相关关系,成矿物质可能均来自于南侧的幕阜山大岩基。这一发现,不但丰富了我国锂矿的类型,而且开拓了找矿思路,为我国新类型锂矿的勘查提供了新的切入点。今后既要注意在锑矿区综合评价锂及其他稀有金属成矿的可能性,也要注意在柘坪锑矿深部及邻区方山锑矿等地对断裂破碎带控制的热液型稀有金属矿化带进行普查勘探,同时还要注意矿化的垂向分带和侧向分带。不排除深部存在隐伏花岗伟晶岩型锂矿的可能性,也不排除柘坪的热液型锑矿与断峰山的伟晶岩型锑矿属于同一成矿系列的可能性。柘坪Sb-Li矿床本身位于幕阜山锂铍铌钽稀有金属矿集区的外围,与断峰山伟晶岩型铌钽锂矿床相隔仅12 km,区域充分的成矿物质来源为多种类型锂矿的形成创造了条件。     

柴北缘构造带深部岩石的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及微量元素研究:对全吉地块基底演化的启示

通过LA-ICP-MS方法对柴北缘全吉地块基底的斜长角闪岩和花岗闪长岩进行了锆石U-Pb年代学及锆石微区微量元素的研究。斜长角闪岩中的岩浆锆石上交点年龄为2 396±26 Ma,代表了锆石结晶的年龄,下交点为905±140 Ma,代表了锆石发生铅丢失事件的年龄。其岩浆锆石具有U/Yb较高(0.1~1),Hf值较低(10 000×10~(-6)),U值较低(150×10~(-6))的特点,显示其岩浆源区与富集地幔密切相关。在锆石微量元素判别图解中数据主要落在陆弧区和洋岛区,指示其形成的构造环境为弧后盆地。花岗闪长岩中岩浆锆石的加权平均年龄为484±21 Ma,岩浆锆石具有U/Yb较高(1)和U值较高(平均值为640×10~(-6))的特点,显示岩浆源区为典型陆壳。锆石微量元素判别图解显示其形成于陆弧。研究结果表明,全吉地块基底除前寒武纪岩石外,还包含早古生代的岩石组合。全吉地块基底内部岩石组合与形成时代的复杂性,与全吉地块经历的多次洋壳俯冲、陆陆碰撞密切相关。     

老挝-越南长山成矿带古特提斯构造岩浆演化与成矿作用

老挝-越南长山成矿带位于特提斯构造成矿域东南段,发育大量古特提斯旋回岩浆岩和铜-金-铁-锡等多金属矿床,是研究东特提斯构造岩浆演化与成矿作用的天然实验室。本文系统梳理了长山成矿带的成岩成矿时代、矿床组合和岩石地球化学研究成果,揭示了长山成矿带古特提斯时期的岩浆岩时空格架,构建了晚石炭—中二叠世(317~264 Ma)哀牢山-马江洋的俯冲、中二叠—晚三叠世(263~235 Ma)华南地体与印支地体的碰撞以及晚三叠世(234~202 Ma)碰撞后伸展等构造演化过程。初步建立了长山成矿带各阶段的成矿模式,包括俯冲期斑岩-矽卡岩型Fe-Cu-Au和浅成低温热液型Cu-Au-Ag成矿(305~279 Ma)、碰撞期斑岩-矽卡岩型Sn和矽卡岩型Fe-Au成矿(249~236 Ma)、伸展期热液脉型Au矿化(212~204 Ma)。受限于晚三叠世晚期岩浆活动和成矿作用研究资料的缺乏,碰撞后伸展阶段的成矿作用仍有待进一步研究。     

藏东类乌齐-左贡成矿带构造演化与成矿作用

藏东类乌齐-左贡成矿带(简称类-左带)是三江特提斯成矿域内一条重要的成矿带,其整体的研究较为薄弱、零散。本文基于最新的研究成果,按照成矿时代、地质背景、成矿作用及成矿元素组合将带内矿床划分为了6个成矿系列,包括：(1)印支期晶质石墨矿系列;(2)印支期蛇绿岩相关风化淋滤型菱镁矿系列;(3)印支期沉积-改造型Fe-Cu多金属系列;(4)燕山期与中酸性岩浆岩相关的W-Sn-Mo-Cu多金属系列;(5)燕山期热液脉型Pb-Zn多金属系列;(6)喜山期MVT型Pb-Zn多金属系列。针对每一个成矿系列,作者选取了典型矿床对其成矿地质特征进行了简要论述,并对其成因机制进行了重点剖析。此外,作者深入探讨了类-左带内区域构造演化与成矿作用之间的关系,指出各类矿床在带内大量发育是古、中、新特提斯构造长期演化的结果。本项研究有助于深入认识类-左带内的成矿作用与成矿规律,并对区内未来的找矿勘查工作具有重要的参考价值。     

塔里木盆地西北缘乌什地区上寒武统—下志留统碎屑锆石U- Pb年代学及对物源体系和构造演化的指示

早古生代塔里木盆地构造背景发生急剧突变的地球动力学来源一直是一个争议的焦点。本文针对塔里木盆地西北缘乌什地区寒武系—志留系剖面的砂岩样品进行了碎屑锆石U-Pb年代学测试,以此厘定研究区物源体系并刻画该地区的沉积构造演化过程。结果表明,碎屑锆石样品记录了～500Ma、～800Ma、～1000Ma、～1800Ma、～2500Ma共5期构造热事件。对比潜在物源区,上寒武统物源主要为盆地内碎屑物的再循环沉积,直接来源于柯坪或邻近地区的局部隆起,最终来源于盆地内更古老岩石的风化剥蚀。至早志留世,物源区则可能增加了昆仑造山带,同时也说明早志留世西昆仑洋已经俯冲闭合,甚至隆升形成高山。综合前人研究结果,晚奥陶世塔里木盆地构造背景突变、台地消亡的原因,可能主要来自于盆地南侧的洋盆的俯冲闭合造山,而是否有来自北侧洋盆的影响还需要进一步的工作,但即使有来自北侧洋盆活动的影响,其力度和范围也远小于南边。