论扬子地块西缘元古宙铁氧化物铜金型矿床与大地构造演化

探讨和总结了扬子地块西缘大地构造演化、元古宙重大构造-岩浆事件与铁氧化物铜金型(IOCG)矿床关系,以促进对深部隐伏IOCG矿床勘查和新技术研发。在新太古界-古元古界小溜口岩组顶部和不整合面之下,含矿层状-似层状碱性方解石钠长石岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄为2520±14 Ma,这种似层状铜矿床和其上不整合面型Cu-Co-AuAg-REE-Fe矿体,以云南东川因民铁铜矿床深部小溜口岩组中铜矿床为代表。总体上,IOCG矿床与扬子地块大地构造演化之间关系为:(1)扬子地块于东川运动(中条运动/Hudsonian Orogeny,1800 Ma)形成了陆壳基底。在中元古代初期(1700±50 Ma)发生了地幔热物质上涌侵位的构造-岩浆事件,导致古扬子地块发生裂解并形成裂谷构造和大陆裂谷盆地。在近东西向大陆裂谷盆地发育初期,构造动力学特征为火山地堑式断陷成盆。在碱性铁钠质基性岩、铁钾质粗面岩和铁质辉绿辉长岩形成过程中,形成了第一期IOCG矿床成岩成矿高峰期(1650±50 Ma),以云南大红山IOCG矿床为代表。(2)在裂谷盆地成熟发育期,构造动力学特征为裂陷沉降成盆。因民期和黑山期两次地幔热物质上涌侵位,导致了构造-岩浆-成岩成矿事件发生。在铁钠质基性火山岩、铁钾质粗面岩、水下火成碳酸岩、火山喷溢-火山热水喷流沉积相等形成过程中,形成了第二期IOCG矿床的成岩成矿高峰期(1500±50 Ma),以云南迤纳厂IOCG矿床为代表。(3)在小黑箐运动/满银沟运动(格林威尔造山期,1000 Ma±),扬子地块南缘形成了近南北向洋壳俯冲和陆缘侧向挤压收缩体制,碱性铁质辉长岩-辉绿岩体上涌侵位,伴随同构造期脆韧性剪切带形成和沉积盆地构造反转,形成区域性不整合面(小黑箐运动/满银沟运动)和后期沉积型-火山沉积型铁矿床,为IOCG矿床第三期成岩成矿高峰期(1000±100 Ma)。以白锡腊深部和新塘IOCG矿床为代表,形成IOCG矿床和IOCG矿床的叠加成岩成矿。(4)晋宁-澄江期为多重构造体制耦合与转换格局,扬子地块内部和陆缘具有造山带-沉积盆地-深部地幔柱上涌侵位,深部地幔柱上涌侵位形成的碱性铁质辉长岩具有OIB源区特征,形成了第四期IOCG矿床的成岩成矿高峰期(800±50 Ma),以四川拉拉IOCG矿床受碱性铁质辉长岩侵位与叠加成岩成矿为代表。在澄江期"盆→山"耦合与转换,IOCG矿床和东川型铜矿中进一步发生了盆地流体叠加改造富集(810~700 Ma)。     

四川会理拉拉铜矿辉长岩群地球化学与Sm—Nd同位素定年

四川会理拉拉铜矿床辉长岩群与矿床在时空分布上紧密相关,表明辉长岩群岩石成因与构造背景对重新认识矿床成因有重要意义.本文分析了辉长岩群的主量元素、微量元素、稀土元素和Sm-Nd同位素,探讨了辉长岩的成因.结果表明,拉拉地区辉长岩群形成于850 Ma板内裂谷环境,为碱性玄武岩,具有较平坦的REE分布型式和"驼峰"状微量元素原始地幔标准化分配型式,较低的原始地幔标准化Th/Nb 值,以及较高的εNd(t)值(0.8～4.1),HFSE比值成分点均落入洋岛玄武岩(OIB)范围,与本区同期地幔柱成因的大陆玄武岩特征相似,说明辉长岩的形成可能是扬子地台西缘Rodinia超大陆裂解的岩浆事件,与矿床之间很可能有紧密的热动力学联系.     

班- 怒带东段丁青蛇绿岩中镁铁质岩石年代学及构造背景

丁青蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带东段,分为东、西两个蛇绿岩体,丁青西蛇绿岩体缺乏基性岩年代学研究。对丁青西地质填图显示,蛇绿岩主要由方辉橄榄岩、纯橄榄岩、辉绿岩、玄武岩及辉长岩组成。其中玄武岩、辉长岩及辉绿岩出露在宗白区域,玄武岩和辉绿岩与下侏罗统沉积岩呈构造接触,辉长岩呈岩脉侵入到下侏罗统沉积岩中。岩石地球化学研究表明,玄武岩和辉长岩同属于碱性基性岩石,其中玄武岩具有典型洋岛玄武岩的稀土和微量元素特征,可能形成于与地幔柱有关的洋岛环境。在玄武质凝灰岩中挑选出的锆石测年,获得U-Pb年龄为198.7±3.8Ma,属早侏罗世。辉长岩的稀土和微量元素含量低于典型洋岛玄武岩,但其REE和微量元素具有OIB的特征,与典型OIB相比,辉长岩的HREE发生了一定程度富集。辉长岩锆石的U-Pb年龄为164.3±2.6Ma,认为辉长岩在形成过程中受到了软流圈地幔和岩石圈下部LVZ中富集熔体的共同作用,其形成于大陆边缘裂谷环境;辉绿岩成分属于拉斑系列岩石,其REE和微量元素曲线显示辉绿岩同时具有N-MORB和E-MORB的特征。辉绿岩锆石U-Pb年龄为114.2±1.3Ma,其形成晚于玄武岩。结合区域地质,认为辉绿岩形成于受地幔柱影响的弧后扩张脊环境。本研究提供了丁青西蛇绿岩新的年代学和岩石学证据,为探讨丁青蛇绿岩的形成和演化历史提供了新的证据。     

皖赣沿江地区中生代壳幔相互作用与多成因夕卡岩成矿过程研究综述

在皖赣沿江地区分布着大量中生代侵入岩体及其岩石包体和相关的夕卡岩矿床。本文在综合整理作者研究团队近30年来所获得的区内大部分侵入岩体及其岩石包体和夕卡岩矿床研究资料的基础上,聚焦区域中生代壳幔相互作用与多成因夕卡岩成矿过程分析,为发展壳幔成矿学打下一定基础。基性侵入岩和镁铁质岩石包体的同位素年代学和岩石地球化学资料表明,皖赣沿江地区在中生代发生了碰撞后(145~135 Ma)富铜金和造山后(130~120 Ma)富铁金幔源岩浆底侵作用和相应的壳幔混源岩浆作用。壳幔混源岩浆作用主要包括结晶分异作用、同化混染作用、岩浆混合作用和岩浆熔离作用。夕卡岩矿床地质调研和镜下观察结果显示,两期壳幔混源岩浆侵入晚古生代到早中生代围岩地层后引发了多成因夕卡岩成矿作用,形成了接触交代、层控、岩浆和复合叠加等多成因夕卡岩矿床。接触交代、层控、岩浆和复合叠加夕卡岩矿床分别以热液交代、沉积+热液交代、岩浆结晶+热液交代和沉积+岩浆结晶+热液交代矿物组合和结构构造为特征。在碰撞后酸性-中酸性侵入岩体中产有富Cu和Zn等成矿物质的元古宙变质岩包体,表明碰撞后富铜金的底侵玄武岩浆或其演化岩浆在浅位岩浆房中同化了元古宙变质基底成矿物质(铜锌等)储库导致铜进一步富集,从而形成更富铜的酸性-中酸性岩浆。在碰撞后中基性-基性侵入岩体中产有含大量Cu-Fe硫化物(黄铜矿和磁黄铁矿)和氧化物包裹体的深位和浅位堆积岩,表明碰撞后富铜金的底侵玄武岩浆在深位岩浆房中和其演化岩浆在浅位岩浆房中发生了强烈的结晶分异作用导致铜铁亏损,形成更富金的中基性-基性岩浆。酸性-中酸性侵入岩体中夕卡岩包体和夕卡岩中辉长岩-夕卡岩过渡包体的存在表明,碰撞后富铜金的底侵玄武岩浆在侵位处同化晚古生代含铜铁矿源层的碳酸盐地层导致铜进一步富集,形成更富铜的夕卡岩岩浆。更富铜的酸性-中酸性岩浆、更富金的中基性-基性岩浆和更富铜的夕卡岩岩浆是形成碰撞后时期接触交代和层控夕卡岩铜矿、接触交代夕卡岩金矿和岩浆夕卡岩铜矿的最重要控制因素。在造山后中基性-基性侵入岩体中产有含大量Cu-Fe硫化物(黄铜矿和磁黄铁矿)和氧化物包裹体的堆积岩,表明造山后富铁金的底侵玄武岩浆在深位岩浆房中发生了强烈的结晶分异作用导致铜铁亏损,从而形成更富金的中基性-基性岩浆。造山后富铁金的底侵玄武岩浆在侵位处同化晚古生代含铜铁矿源层的碳酸盐地层、早中生代铁矿源层或者早中生代铁硅矿源层,导致铁、铁和铁硅的进一步富集,分别形成更富铁的夕卡岩岩浆、基性岩浆和中基性岩浆。更富金的中基性-基性岩浆及更富铁的夕卡岩岩浆、基性岩浆和中基性岩浆是形成造山后时期接触交代夕卡岩金矿、岩浆夕卡岩铁矿、矿浆型铁矿和接触交代夕卡岩铁矿的关键控制因素。     

四川力马河镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征及成岩成矿分析

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型锾铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括舍长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镬铁质岩组成.矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍,铂族元素含量很低,没有铂族元素的工业富集,是蛾眉山大火成岩省中富铜镍贫铂族元素的代表性岩浆硫化物矿床.本文对力马河镍矿成矿岩体的镁铁、超镁铁岩及矿床中各种硫化物矿石进行了主量元素、微量元素及铂族元素含量分析.分析结果表明,力马河岩体的镁铁、超镁铁岩属拉斑玄武岩成因系列,岩石特征微量元素比值大致与高钛的峨眉山玄武岩相当、与低钛的峨眉山玄武岩有明显区分,但估计原始岩浆强不相容微量元素绝对含量大大低于高钛玄武岩,因此,其成矿岩体不是与一般的低钛或高钛峨眉山玄武岩(不包括苦橄岩在内)直接对应的深成相.岩体超镁铁岩及矿石铂族元素组成特征表现为无钌亏损的型式,钯/铱比值较小、在5左右,也显著不同于一般的峨眉山玄武岩,而类似于峨眉山大火成岩省苦橄岩的铂族元素组成.运用岩石地球化学研究方法计算,原始岩浆为苦橄质成分:MgO含量约17%、SiO2含量约48%.估计原始岩浆形成于130公里左右的深度,由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经19%左右的部分熔融形成.超镁铁岩及硫化物矿石铂族元素含量一般在10-9～10-8暑级,铂族元素相对铜镍强烈亏损,铜/钯比值高于原始地幔10～100倍,铜镍铂族元素组成的原始地幔标准化曲线呈铂族元素显著亏损的“U“型.模式分析说明,导致铂族元素亏损的原因是岩浆成矿演化过程中多阶段硫化物熔离作用造成的,早期熔离出来的硫化物被丢失并造成岩浆中铂族元素亏损,其铂族元素亏损后的岩浆(第)二次硫化物熔离富集形成铂族元素亏损的矿石.     

北大巴山花栎村镁铁质岩地球化学、年代学及其构造环境制约

北大巴山岚皋花栎村镁铁质岩为一套辉绿岩、辉长辉绿岩、辉绿玢岩和辉长岩组合,主要组成矿物为单斜辉石、长石,副矿物主要为铁钛氧化物等。镁铁质岩地球化学特征表现为高TiO_2(2.26%~7.30%)、TFe_2O_3(11.17%~17.0%)、较低的MgO(2.96%~5.52%)及较高的全碱含量(K_2O+Na_2O=3.07%~6.76%),属于典型的碱性辉长岩系列,Mg~#值(36~42)较高,表明岩体来源于高度演化的岩浆。微量元素特征显示富集大离子亲石元素Ba、Pb,稀土元素配分曲线显示明显的轻稀土元素富集特征(La_N/Yb_N=9.34~13.05),微量和稀土元素综合显示似洋岛玄武岩的地球化学特征。花栎村镁铁质岩LA-ICP-MS锆石年龄为436.9±2.4Ma,与相邻地区岩体形成年代一致,综合限定北大巴山地区岩浆活动时代为早志留世。岩体表现为EMⅠ、EMⅡ和少量HIMU的混和富集地幔源区特征及地幔柱源区特征,地幔动力学分析表明,早志留世或之前北大巴山地区可能存在一期与俯冲相关的弧后拉张作用导致下部岩浆上涌侵位,最终完成该区岩浆作用。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290～260 Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。     

云南东川白锡腊碱性钛铁质辉长岩类岩株与侵入构造控矿特征

白锡腊矿段深部铁铜矿体属于与碱性钛铁质辉长岩侵入体有关的铁氧化物铜金型(IOCG)矿床。采用井巷工程构造岩相学填图技术,对云南东川白锡腊碱性钛铁质辉长岩类侵入体的侵入构造系统和控矿规律进行研究,认为滥泥坪-白锡腊铁铜矿段深部IOCG矿体产于碱性钛铁质辉长岩类侵入体的边缘,古火山机构、碱性钛铁质辉长岩侵入体、隐爆角砾岩体、多期叠加断裂构造和裂隙破碎带等是白锡腊IOCG矿床的控制构造组合样式。在辉长岩类侵入体中发育的脆韧性剪切带、热液角砾岩带和断裂-裂隙带等构造岩相学部位,构造-热流体耦合和水岩反应强烈,形成了蚀变构造岩相带。IOCG矿体的储矿构造类型为辉长岩类侵入体的膨大与转折部位的底部和产状变化部位、隐爆角砾岩和构造裂隙破碎带等。辉长岩侵入体的过渡相、含矿隐爆角砾岩相和蚀变构造岩相带等,它们是隐伏IOCG矿床的直接找矿预测标志。预测在白锡腊矿段深部和白锡腊-哑巴峡倒转背斜-断裂破碎带北翼深部具较大找矿前景,是寻找大型IOCG矿床有望靶区。     

鄂北大洪山地区～817Ma洋岛玄武岩的发现及意义

最新地质调查发现鄂北大洪山地区存在晋宁期的俯冲增生杂岩,其主体以一套弧前碎屑岩(复理石)为基质,夹大量白云岩、砾岩、硅泥质岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等岩块,岩块与基质、岩块与岩块之间以断层接触。杂岩中大量的镁铁质岩岩块可能形成于洋中脊、洋内弧、洋岛等不同类型与洋盆演化相关的构造环境,首次报道绿林地区杂岩中一套呈岩块产出的洋岛碱性玄武岩。地球化学方面,绿林地区玄武岩具低K_2O、高TiO_2、Nb/Y=0.88~1.06、轻稀土元素强烈富集、重稀土元素明显亏损等特点,整体与夏威夷洋岛碱性玄武岩的地球化学特征基本一致。绿林玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,17个测点加权平均年龄为(817.1±7.2)Ma(MSWD=3.3),代表绿林玄武岩的形成年龄。因此绿林玄武岩可能代表晋宁期的洋岛碱性玄武岩残块,成岩岩浆来源于富集地幔。绿林洋岛碱性玄武岩与大洪山地区其他洋岛玄武岩类岩石组合可能同是洋盆消减过程中的洋壳物质残余,不同类型洋岛玄武岩的出现是洋盆演化阶段性、复杂性的体现,这些岩石建造的厘定为大洪山存在晋宁期缝合带的观点提供了强有力的证据。     

广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损,轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=14.42～28.64),Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩(OIB)相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元(DM)与富集地幔端元(EM2)的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr*(1.21～2.36)和Eu/Eu*(1.01～1.11)正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩(贫硅辉石岩),石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。