竹山下铀矿床碱交代岩特征与铀成矿关系

围岩与热液所发生的的置换作用称为交代作用,顾名思义碱交代作用就是钾、钠碱金属性化学物质参与交代作用。碱金属(钾、钠)带进热液蚀变岩称为碱交代岩。所以碱交代作用主要是以热液作用为主体,对金属元素成矿物质的迁移和富集成矿起到了很重要的作用。诠释了热液作用是成矿物质富集的驱动力。碱交代岩是竹山下铀矿床主要的蚀变类型之一。通过对竹山下碱交代型铀矿床的钻孔20-1碱交代岩进行野外踏勘采集样品、室内岩相学分析和电子探针成分分析研究,确定了竹山下地区碱交代作用对铀矿床的实质为钾交代作用,碱交代作用使得富铀岩石中的惰性铀成为活性铀,从而被活化迁移,富集成矿。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的地幔流体交代作用特征

滇西富碱斑岩体中,有多处产出深浅来源不同的包体岩石。针对寄主岩石和包体岩石的岩相学和岩石化学成分的对比研究发现:寄主岩石较包体岩石更富S iO2,A l2O3,N a2O和K2O,而包体岩石较寄主岩石更富C aO,M gO,F e2O3和F eO,岩石蚀变以角闪石化、钠黝帘石化和硅化为主,结合具超基性岩性的包体岩石发育碎裂结构,碎裂粒间出现与交代成因角闪石共生的微晶硅质、碳质、碳酸盐和金云母等表现地幔流体显交代作用的特征矿物组合,由此判定交代主岩和包体岩石的流体富含碱质和硅质,是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体,其交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用,而此交代作用促进了成矿元素和挥发份的聚集,且富碱斑岩与地幔流体的交代作用之间存在有利的时差关系。     

地幔流体在滇西富碱斑岩成岩成矿过程中的作用——地质年代学和同位素地球化学制约

滇西金沙江哀牢山断裂以东广泛发育富碱斑岩型多金属矿床,其富碱斑岩体中有多处产出深源岩石包体。对包体岩石和寄主富碱斑岩及其成矿石英脉的地质年代学研究显示,深源岩石包体的成岩年龄大于寄主富碱斑岩,而富碱斑岩的成岩与成矿是基本同时的。结合铅硅锶钕同位素地球化学研究表明,在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对围岩和岩体的交代蚀变,并与地壳岩石一定程度混染而实现成矿作用。这种富硅成矿流体作用实质上是地幔流体作用在地壳中成矿作用的延续。据此,从地幔流体交代矿物的结晶年龄(116.0 Ma)到富硅成矿流体年龄(51.2 Ma),揭示地幔流体作用贯穿于富碱岩浆成岩成矿的全过程。正是这一地幔流体作用过程,导致Si、Al、Na、K及其它硅不相容元素和成矿元素富集,进而导致其Sr-Nd同位素特征由亏损地幔向富集地幔过渡,并引起从岩体→围岩对应、从高温→低温的系列成矿效应。也正是这种流体作用,构成滇西新生代广泛成矿的内在统一制约因素和大型-超大型矿床形成的重要地球化学背景。     

滇西富碱斑岩型矿床岩体和矿脉同位素地球化学研究

选取马厂箐铜钼金矿、金厂箐金矿、北衙铅金矿和姚安铅银金矿四个典型的富碱斑岩型多金属矿床，对岩体和矿脉的铅、硅、氢、氧、硫、碳及氦、氩同位素分析。结果表明，富碱岩浆和富硅成矿流体的最初和主要铅源均来自地幔，但混染了部分地壳或地层铅；富碱岩浆起源于地幔交代作用形成的富集地幔源区，而富硅成矿流体则具有原始地幔流体性质，前者的硅同位素组成表现为经历强烈动力分馏的高正值；后者则为几乎未经动力分馏的低负值。综合研究表明，该类矿床的成矿作用是在富碱岩浆的成岩过程中，伴随富硅成矿流体对岩体和地层围岩的(自)交代蚀变作用，并与岩石一定程度混染而实现的。因此，富硅成矿流体作用实质上是地幔流体交代作用在地壳内成矿作用中的延续。     

相山铀矿田邹家山矿床碱交代型矿石地球化学特征及其成矿意义

邹家山铀矿床碱交代蚀变广泛发育,与铀成矿作用关系极为密切。笔者通过野外宏观地质调查和室内岩相学、电子探针分析、常量及微量元素化学分析等方法,初步查明该矿床碱交代型矿石的矿物交代蚀变顺序为钠交代、钾交代、硅质交代。碱性成矿热液先是富Na,而后富K,且两者成分相似,但富K热液更利于铀成矿。与正常碎斑熔岩相比,碱交代型矿石SiO2含量减少,K2O或Na2O、Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、CaO和U、Th、Zr、Hf、Sm、Ti及REE含量明显增高。与钾交代型矿石相比,钠交代型矿石Rb和REE含量较少,稀土分异强。碱交代作用有利于副矿物蚀变并释放铀,有利于对地层中铀的萃取,有利于铀的稳定迁移。     

滇西北与喜马拉雅期富碱斑岩有关的金矿成矿系统

滇西北地区广泛发育一套以喜马拉雅期为主，以富碱为特点的斑岩体(脉)，空间上具有以岩体(脉)集中区为单元，不同单元组成岩带，多岩带近平行产出的特征。富碱岩浆是地幔富碱质流体经由深大断裂上升至壳-幔混合带激发其岩石部分熔融的产物。金矿成矿与岩浆成岩一脉相承，形影相随，具有与富碱岩体完全一致的时空分布特点，体现了其成岩成矿受区域构造控制的一体化特征。成矿流体主要源于地幔，矿质则地幔与岩浆源区兼而有之。岩浆和岩浆活动是金矿成矿作用中深部矿质上升的载体和不断聚集的动力。由(近)EW向构造活动一地幔富碱质流体上升-壳-幔混合带内岩浆形成-富碱岩浆分异演化一流体成矿构成了统一的区域成矿系统，称之为该区与喜马拉雅期富碱岩浆活动有关的金矿(构造)-壳-幔(流体-岩浆)成矿系统。     

粤北诸广矿区碱交代岩岩石化学和矿物化学特征及其与铀成矿关系

诸广矿区与铀矿化关系密切的碱交代作用广泛发育,碱交代岩与围岩(正常花岗岩)对比,Na2O、K2O明显增高,Al2O3、Fe2O3也增高;SiO2明显降低,FeO、MgO、CaO也降低,表明K2O和Na2O被带入。矿物化学成分分析得出诸广碱交代岩的长石主要为钠长石与钾长石;绿泥石主要属铁镁绿泥石和蠕绿泥石;黄铁矿有的含铀量较高,据Fe/S值属硫亏损型,据S/Se值属岩浆热液矿床范畴;云母属白云母及少量铁白云母;铀矿物和含铀矿物的UO2含量以沥青铀矿较高,钍石较低,铀矿石的蚀变矿物和造岩矿物有的也含微量铀。碱交代作用既释放矿质又为矿质沉淀创造空间,碱交代岩既提供铀源又是一种有利的成矿围岩。     

岩石钾质变化及钾交代与成矿关系

钾质高低及变化可反映岩石演化程度和钾交代作用。发生钾交代的岩石为成矿有利岩石和找矿标志。岩石钾交代与钾质升高归根于富碱的地幔流体活动。上升的地幔流体交代上地幔和地壳岩石形成富碱岩石和碱交代岩,并活化迁移不同围岩中成矿元素形成各种矿床。大地构造单元边缘与陆内张裂活动带是地幔流体交代活动场所和大型矿床形成地。许多矿床包括金矿床和钾交代关系密切。     

地壳流体与地幔流体间的关系

通过铀、金矿床及地幔岩捕虏体研究，初步得出以下认识：（１）在热液作用中岩浆分异热液是不存在的；（２）碱交代作用是整个地幔交代作用和地壳交代作用的基本运作机制，现已构成有几十条具体规律的理论系统；碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录；（３）拆离断层构造体系是地幔流体上升到地壳后的活动通道；（４）磷（Ｐ）是地幔流体的特征性示踪成分；（５）大洋缺氧事件、生物种属灭绝、厄尔尼诺等有共同的地幔流体致因；（６）天然气－油－盐－金属成矿是统一的热液成矿作用。软流体是今后区域成矿预测的重要新依据。软流体的顶部发育有次级、再次级的局部上凸部，这是矿带、矿田群的重要成矿控制因素和找矿新标志。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的深部地质过程探讨

自新生代以来，伴随深部地质作用，滇西地区多处发育富含深源包体的富碱斑岩体。文章从寄主岩石和包体岩石的岩石化学研究入手，认为交代主岩和包体岩石的流体富含碱质（Na₂O+K₂O）和硅质（SiO₂），是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体，这种地幔流体交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用，对富碱斑岩的成岩和成矿发挥了重要的先导作用。     

Wall-rock metasomatism of carbonaceous terrigenous rocks in the Lena gold district

The Lena gold district is situated in the fold-and-shear belt of the southern framework of the Siberian Platform. The gold deposits are hosted in the Riphean-Vendian Khomolkho and Aunakit formations, revealing the strict control of ore mineralization by folding and shearing. The microstructure of metasomatically altered ore-bearing carbonaceous sedimentary rocks at the Sukhoi Log, Golets Vysochaishy, and Verninsky deposits (the latter includes the Pervenets vein zone) testifies to parallelism in the development of shearing, foliation, and ore-forming metasomatism. The local pressure gradients are marked by removal of silica from pressured zones into opened cleavage fractures and pockets. Two metasomatic stages are recognized: (1) early sodic metasomatism, which is characterized by the assemblage of magnesian siderite and paragonite, and (2) late potassic metasomatism, with formation of muscovite in association with sideroplesite and ankerite. The rocks altered at the early stage are distinguished by elevated Ni, Cr, and probably PGE contents. The second stage, close in age to the emplacement of Hercynian granitic plutons, was accompanied by the gain of chalcophile metals and deposition of the bulk of gold. In mineral composition, the metasomatic rocks are close to beresites, but the alteration differed in somewhat elevated alkalinity, so that microveinlets of albite and potassium feldspar occur in the ore zone together with muscovite. The ratio of modal muscovite to paragonite contents in orebodies is substantially higher than in the surrounding metasomatized rocks. This ratio directly depends on the degree of rock permeability and the intensity of the flow of ore-forming solutions. Carbonaceous matter (CM) in the ore zone underwent reworking and redeposition. CM is graphitized to a lesser extent than in the rocks affected by regional metamorphism. The spatial distribution of CM containing nitro and amino groups indicates more oxidizing conditions in the zone of ore deposition than at a distance from this zone. The temperature of metasomatic processes estimated from the muscovite, muscovite-paragonite, and chlorite mineral thermometers and fluid inclusions in quartz was 300–350°C at a pressure of about 1 kbar. The S, O, and C isotopic compositions of ore-forming fluids that pertain to the second stage of metasomatism (δ³⁴S= +8.5‰, δ¹⁸O = +10‰, and δ¹³C= ?11 to ?18‰) indicate their crustal origin. The generally similar conditions and products of the ore-forming metasomatic process at the giant Sukhoi Log deposit and at the small Golets Vysochaishy deposit are combined with some differences. The formation of the described deposits was related to the deep convection of fluids along shear zones followed by more local flows of postmagmatic solutions derived from the emplaced granitic magma.     

沽源-红山子铀成矿带核桃坝铀矿床矿相学和成矿年代学研究

核桃坝矿床是著名的沽源-红山子铀成矿带上新近勘查突破的重要铀矿床之一。为恢复成矿过程、划分成矿阶段和探讨矿床成因,本文开展了系统的矿相学和成矿年代学研究,以期为区内铀矿勘查和找矿突破提供理论支持。矿相学研究表明,矿床矿石矿物以铀石为主,成矿作用可划分为早期钠长石化交代阶段、早期热液成矿阶段、晚期热液成矿阶段和成矿后阶段四个阶段。核桃坝矿床属于碱交代型(钠交代)热液铀矿床。沥青铀矿U-Pb同位素表观年龄、电子探针化学年龄以及等时线年龄综合研究显示,矿床形成时代应在99. 1Ma左右,是晚白垩世成矿作用的产物。核桃坝矿床可能是富铀岩体在碱交代作用后形成流体(富铀含硅酸成矿流体)在外部条件改变的情况下沉淀成矿。因此,矿体的定位与富铀岩体关系密切,富铀岩体附近的开放空间(断裂构造、层间破碎带等)是重要的找矿方向。     

新疆雅满苏铁矿区碳酸盐岩地质地球化学特征及其对矿床成因的制约

新疆雅满苏铁矿床赋存于下石炭统雅满苏组中,矿区发育火山岩、碳酸盐岩及矽卡岩,因此,研究碳酸盐岩与矽卡岩及成矿的关系对厘定矿床成因类型和指导找矿勘查具有重要的理论和实际意义。文章在野外地质剖面测制和调查研究的基础上,对矿区及外围碳酸盐岩进行了岩相学、主量元素、稀土元素及微量元素分析,探讨了矿区碳酸盐岩的地质、地球化学特征。研究结果表明,雅满苏铁矿区的碳酸盐岩含有浅海相生物化石、鲕粒结构及内碎屑构造,与火山岩互层产出,指示沉积作用及火山喷发活动发生于浅海环境;矿区碳酸盐岩岩石类型包括微晶灰岩、细晶灰岩、大理岩、含凝灰质大理岩、糜棱岩化碳酸盐岩和方解石构造片岩,它们的主量元素含量差别不大,说明在变质变形和成矿作用过程中没有主量元素组分的明显带入带出;稀土、微量元素含量除方解石构造片岩稍有降低外,其余岩性均变化不大,也表明变质变形和成矿作用过程中没有外来物质的明显加入,包括成矿物质;与矿体毗邻的碳酸盐岩为方解石构造片岩,没有发生矽卡岩化,表明该碳酸盐岩在构造及成矿作用过程中只发生了构造片理化和热液重结晶,没有发生接触交代。因此,雅满苏铁矿床不是狭义的矽卡岩(接触交代)型铁矿床,而是海相火山岩型铁矿床。研究区的矽卡岩并非是接触交代的产物,而应是火山热液交代含碳酸盐的火山岩而成。是否有下部地层中的碳酸盐岩提供成岩成矿物质还需要进一步研究。     

黑龙江黑河长岗山西钼矿床地质特征及成因机制

在对黑龙江黑河长岗山西钼矿区域地质背景及地质、地球物理与地球化学特征描述综合研究的基础上,利用地质、物探和化探等相关数据,建立了钼矿综合信息找矿模型。并引入“烃碱流体”理论,从地球化学的角度,结合研究区地质特征,运用“气体爆炸”及碱交代作用,对钼矿的矿源和成因机制进行了探讨,认为印支期岩浆活动形成的台山岩体为钼矿成矿活动提供了成矿物质,黑河长岗山西的印支期花岗闪长岩中的钼矿属热液交代型钼矿。     

Fluid composition and origin in the hydrothermal system of the Nezhdaninsky gold deposit,Sakha (Yakutia), Russia

Petrochemical characteristics of igneous, sedimentary, and metasomatic rocks; chemical and isotopic compositions of minerals and fluids; and PT parameters of mineral formation at the Nezhdaninsky deposit are reported. A model of hydrothermal system formation is developed on this basis. In addition to decreasing Ba/Rb and Li/Mg ratios in the course of the hydrothermal process, resulting in the formation of ore-bearing metasomatic rocks, increasing K/Ba and diminishing K/Cs ratios indicate the probable participation of magmatic fluid in the ore deposition. The agreement of the K/Rb and K/Ba ratios with the values typical of the main trend of igneous rocks (MT) implies that the K, Rb, and Ba contents were distributed in the ore-forming hydrothermal fluid according to the ratios in the source magmatic chamber. The K/Rb ratios in metasomatic rocks correspond to the MT and approach the pegmatitic-hydrothermal trend and the composition of orthomagmatic fluid of Mo-W greisen. Similar REE patterns of igneous and terrigenous rocks do not allow the REE source to be constrained unequivocally. The lithological control of lithophile element distribution testifies to the supply of host rock components to the hydrothermal system. All studied rocks and minerals are enriched in LREE. The REE total and the contribution of HREE decrease from preore to synore metasomatic rocks, from preore to regenerated carbonates, and from older to younger scheelite. A similar tendency is noted in granitoids of the Kurum pluton. The δ¹⁸O values of quartz range from +10.3 to +12.6‰ in Au-Mo-W zones, from +15.9 to +16.4‰ in metasomatic rocks, from +14.8 to +16.6‰ in gold-ore veins, and from +13.5 to +16.9‰ in silver-base-metal ore mineralization. The estimates of \(\delta ^{18} O_{H_2 O} \) suggest that water was supplied from a magmatic source (δ¹⁸O = +(5.5?9.0‰)) and as a product of sedimentary rock dehydration. High-temperature (up to 390°C) and highly concentrated (up to 31 wt % NaCl equiv) fluids participated in the mineral formation. The phase separation of the fluid into H₂O-CO₂ liquid and predominantly carbon dioxide gas was combined with mixing of a high-temperature and relatively highly concentrated chloride solution with a low-temperature and poorly mineralized fluid. The redox conditions varied from equilibrium with CH₄-bearing fluid at the gold-molybdenum-tungsten stage to equilibrium with CO₂-bearing fluid during the gold-ore stage.     

北祁连中段北缘铀成矿带钠交代与铀成矿关系探讨

北祁连中段北缘冷龙岭铀矿带处于祁连-龙首山NW向海西碱交代热液型铀成矿带,是典型的钠交代型铀矿带。铀成矿与钠交代有着十分密切的关系,矿体几乎都产在钠交代岩内。矿床内钠交代岩矿物组成上的最大特点是原岩矿物大多消失,代之以红色的钠长石。钠交代使岩石有效孔隙度增大,并且降低了抗压强度,从而成为构造活动的薄弱环节。钠交代促使原岩中铀的赋存状态发生改变,使铀发生活化转移。在钠质交代过程中,许多铀元素的载体矿物被钠长石交代,也是使铀发生活化转移的重要因素。以上事实充分说明,钠交代不仅为铀沉淀提供了良好的空间,而且为铀成矿奠定了物质基础。     

碳酸岩型稀土矿床成矿流体演化机制研究现状及展望

与碱性岩有关的碳酸岩型内生稀土矿床在中国乃至世界上轻稀土资源储量中占有极为重要的地位,诸如我国内蒙古的白云鄂博稀土矿床、川西冕宁—德昌稀土成矿带中的牦牛坪、大陆槽等稀土矿床、山东微山县郗山稀土矿床以及美国的Mountain Pass稀土矿床等都属于这种类型的稀土矿床.当前,对于这类稀土矿床的成矿流体演化机制,学界主要存...     

得尔布干成矿带热液型铅锌银矿成矿地质特征及控矿因素

得尔布干成矿带热液型铅锌银矿床具有分布密集、成矿时代集中以及成矿条件相似的特征,它们有着内在的成因联系.铅锌银矿体主要赋存于中、晚侏罗世火山岩中,早白垩世次火山岩或侵入岩可能为成矿提供了重要的物源和动力源;区域性的隆-拗交接构造、火山机构以及火山-次火山岩浆作用是最重要的控制因素,北西向张-剪性断裂系统为成矿提供了控矿、导矿和容矿空间,成矿物质主要源于地幔,含矿气液沿火山岩断裂系统运移并与围岩发生充填和交代使成矿元素析出沉淀而成矿.     

紫金山铜金矿明矾石交代蚀变岩的岩石地球化学特征

在野外地质调查和岩(矿)相学的基础上,通过对比分析紫金山铜金矿各种交代蚀变岩的岩石地球化学特征,对本矿高硫化型浅成低温热液成矿体系有了进一步认识.相比其他种类的交代蚀变岩,明矾石交代蚀变岩的岩石地球化学特征主要表现为:①主量元素中Al2O3,K2O明显增加,而SiO2明显降低,其他造岩元素也都有降低的趋势;②成矿元素Cu与运矿元素S,F相关性密切;Cu与Au,Ag等成矿元素呈一定的正相关性,而与Pb,Zn,Sn等矿化相关性较差;③微量元素均显示出大离子亲石元素较高,明显富集Rb,Ba,Tb,U,Pb,而低P,Ti;④稀土元素普遍具有较高的轻稀土、较低的重稀土,负Eu异常较小或不明显.明矾石交代蚀变岩的这些岩石地球化学特征显示出紫金山铜金矿高硫化型浅成低温热液是富含Cu,Au,Ag等多种成矿元素和S,F等运矿元素的成矿流体,其形成是与燕山晚期中酸性的火山—侵入杂岩有关的岩浆热液与燕山早期的花岗岩类长期广泛水—岩反应的结果.