西藏驱龙超大型斑岩铜矿床:地质、蚀变与成矿

驱龙超大型矿床是一个产于后碰撞伸展环境下、与大洋俯冲无关的新型斑岩铜矿。文章通过对驱龙铜矿床地质、蚀变与矿化的详细研究,建立了驱龙中新世岩浆演化序列,初步查明了岩浆浅成侵位的构造控制要素,厘定了主要的围岩蚀变类型及空间展布规律,查明了引起各期蚀变事件的地质记录及矿化的空间分布规律,并探讨了成矿物质沉淀的机制,初步建立了该矿床的成矿模型。研究表明,驱龙铜矿中新世斑岩是闪长质深部岩浆房不断演化的产物,花岗闪长岩中新发现的、结晶时间为22.2Ma左右的闪长质包体可近似代表深部岩浆房组分,依次产出的花岗闪长岩、呈岩株或岩枝产出的P斑岩、X斑岩及最晚期的闪长玢岩(15.7±0.2)Ma,均为深部岩浆房连续演化的产物,岩浆持续6Ma左右。岩浆演化过程中角闪石、斜长石不断的结晶分异,导致了岩石常量元素、稀土元素及微量元素组成的规律性变化,斑岩埃达克质的特征也因岩浆演化过程中角闪石等矿物的不断结晶分异而引起。X斑岩中锆石的Hf同位素特征表明,岩石可能形成于新生下地壳的部分熔融。大面积产出的花岗闪长岩为驱龙铜矿最主要的含矿围岩,容纳了驱龙矿床70%以上的矿体,主要由斜长石、钾长石和石英组成,具花岗结构-似斑状结构,近EW向产出,其浅成就位可能受背斜控制,其后的各期斑岩均沿该侵位中心上侵,而冈底斯地壳中新世的快速抬升与剥蚀是导致含矿斑岩浅成侵位的根本原因;矿区内的SN向裂隙带既不控岩,也不控矿。浅成侵位的斑岩及深部岩浆房均发生了流体出溶。发生了大量流体出溶的深部岩浆房,是矿区早期蚀变流体的主要来源,显微晶洞构造及单向固结结构(UST)是流体出溶的地质记录。蚀变主要有3种类型,分别为早期的钾硅酸盐化、青磐岩化以及晚期的长石分解。钾硅酸盐化可分为2个阶段,即蚀变矿物以次生钾长石为主的早期钾硅酸盐化和以次生黑云母为主的晚期钾硅酸盐化。青磐岩化因产出的岩石类型不同,蚀变矿物组合具有明显差异性:产于叶巴组地层中的青磐岩化相对较强,蚀变矿物以绿帘石为主;产于花岗闪长岩中的青磐岩化相对较弱,蚀变矿物以绿泥石为主。晚期长石分解蚀变以破坏长石类矿物为特征,蚀变矿物主要为绢云母-绿泥石-粘土等。石英和硬石膏贯穿于上述各种蚀变中。空间上,钾硅酸盐化位于斑岩体及其周围地区,青磐岩化位于钾硅酸岩化外侧。后期形成的长石分解蚀变强烈叠加了早期钾硅酸盐化,介于钾硅酸盐化带与青磐岩化带之间。与早期钾长石化有关的脉体主要为不规则石英-钾长石脉,与晚期黑云母化有关的脉体主要为不规则至板状的石英-硬石膏脉、黑云母脉,与青磐岩化有关的脉体主要为板状的绿帘石-石英脉,与晚期长石分解蚀变有关的脉体主要为板状黄铜矿-黄铁矿脉及黄铁矿脉;在早期钾硅酸盐蚀变与晚期长石分解蚀变转换阶段,发育一组板状的石英-硫化物脉。早期不规则的脉体形成于斑岩结晶早期、矿区裂隙小规模发育阶段;晚期的板状脉体形成于斑岩弱固结或固结之后、矿区大规模连通裂隙发育阶段。驱龙矿区的铜矿化分布较为均一,主体产于花岗闪长岩中,其中,铜矿化主体形成于黑云母化蚀变阶段,转变阶段及长石分解阶段也有大量铜的形成;钼主要形成于转换阶段,长石分解蚀变阶段也有产出。黑云母化阶段,铜的沉淀与角闪石黑云母化、斜长石钾长石化过程中Ca2 的大量释放有关;转换阶段,铜钼矿化可能与压力和(或)温度骤降有关;晚期铜矿化与长石矿化蚀变阶段,斜长石绿泥石化、黑云母绿帘石化过程中Ca2 及Fe2 的释放有关。     

西藏冈底斯斑岩铜矿带驱龙铜矿成矿流体特征及其演化

驱龙铜矿是西藏冈底斯斑岩铜矿带东段典型的斑岩型铜矿床.流体包裹体研究显示,与成矿有关的包裹体主要分为液相包裹体、气相包裹体和含子矿物多相包裹体3类,它们的均一温度为190℃～510℃;盐度为0.5～52.5 wt%NaCleq.激光拉曼显微探针(LRM)分析表明,各类包裹体中气、液相成分以H2O为主.含子矿物多相包裹体与不同气相充填度的液相包裹体、气相包裹体共存,且均一温度相近,但盐度相差很大,表明成矿流体经历了沸腾作用.从蚀变矿物组合、流体包裹体显微测温分析及LRM分析可以看出,驱龙斑岩铜矿床成矿流体富含Cl-、SO2-4、Na 、K 、Ca2 、CO2-3,具有较高盐度和较强的Cu溶解能力.     

西藏驱龙斑岩铜矿铜同位素研究

本文通过Cu的同位素组成示踪斑岩型铜矿床Cu的来源,探讨岩浆-热液过程中Cu同位素的分馏.选择驱龙矿区从早到晚的三期热液脉以及早期钾硅酸盐化蚀变同期的样品,挑选新鲜的黄铜矿,测定其Cu同位素组成.早期A脉:为不规则石英-钾长石脉、石英-硬石膏脉及黑云母脉,δ~(65)Cu的范围为-0.44‰～-0.09‰,集中在-0.44‰～-0.31‰,平均值-0.29‰;B脉,为石英+硬石膏+黄铜矿±辉钼矿±黄铁矿脉和绿帘石-石英脉,δ~(65)Cu的范围为-0.42‰～+0.14‰,集中在-0.25‰～-0.18‰,平均值-0.18‰;晚期D脉,为板状黄铜矿-黄铁矿及黄铁矿脉,δ~(65)Cu的范围为-0.27‰～+0.47‰,集中在-0.27‰～-0.05‰,平均值-0.02‰;早期钾硅酸盐蚀变带,δ~(65)Cu的范围为-0.47‰～-0. 1‰,平均值-0.29‰.矿区铜同位素组成基本同岩浆岩一致(Zhu et al.,2000,2002;Maréchal et al.,1999,2002),表明Cu主要来自斑岩岩浆.不同期次热液的Cu同位素具有明显的分馏,早期相对富集~(63)Cu,晚期相对亏损~(63)Cu,A脉与B脉的同位素组成的差异可能与岩浆-热液演化过程有关,D脉的同位素组成差异可能是大气降水大量混入的结果.     

西藏驱龙超大型斑岩铜矿的成因：流体包裹体及H O同位素证据

与多数产于岩浆弧环境中的斑岩铜矿不同,西藏冈底斯带斑岩铜矿形成于碰撞造山环境,查明其形成过程有助于理解非岩浆弧环境中斑岩铜矿床的成因.为此,选择冈底斯带最大的斑岩铜矿--驱龙斑岩铜矿进行解剖,通过对矿床岩浆-热液过程形成的各类脉体详细的流体包裹体研究,以及不同蚀变阶段蚀变矿物的H-O同位素研究发现:引起矿床早期蚀变(钾硅酸盐化)与矿化的流体并非通常认为的高盐度岩浆热液,而是直接从岩浆房出溶的中等盐度(约9% NaCl)、近临界密度的高温(550～650℃)气相;气相近临界密度的特征表明,早期蚀变与矿化形成于较高的压力(105±15～90±20 MPa)条件下,用静岩压力估算,对应的古深度在4.2±0.6～3.6±0.8 km之间,成矿后(约16 Ma)矿区发生了至少3～3.5 km的剥蚀;与高盐度流体相比,中等盐度气相与熔体密度差较大,很难在斑岩体顶部聚集并集中释放,而连续释放则直接导致矿床含矿斑岩体与Cu、Mo矿体时空关系的解耦,并造就了矿床早期蚀变范围大、但强度弱,矿化范围大、但品位低的矿床地质特征;成矿物质的沉淀并非温度降低的结果,而是因压力降低及气相中S大量减少所致.总之,驱龙斑岩铜矿是一类成矿与低密度气相有关的斑岩铜矿类型,其蚀变-矿化特征及成矿过程与高盐度流体引发的斑岩矿床类型有所不同,意识到斑岩矿床蚀变及矿化特征与矿床成因的密切关系,对矿床勘查将具有重要的现实意义.     

成矿流体对德兴斑岩铜矿床中伊利石结晶度的控制作用

伊利石广泛存在于铜厂大型斑岩铜矿床内,是特征的热液蚀变矿物,其结晶度和膨胀层含量受携带矿质的热液流体量控制。以浸染状强矿化为特征的斑岩体中上部及接触带附近伊利石结晶程度较好,主要是高水／岩比作用的结果。同时指示出伊利石结晶程度好的部位,矿化品位高,蚀变程度也强。     

西藏驱龙超大型斑岩铜矿床成矿作用的地球化学控制

根据电感耦合等离子质谱仪的测试结果,西藏驱龙超大型斑岩铜矿床的含矿斑岩(二长花岩斑岩)具有高钾、富碱、过铝,强烈富集轻稀土元素[w(∑LREE)/w(∑HREE)=7.59～9.91)],无Eu异常[δ(Eu)=1.08],亏损Nb、Ta,高w(Sr)/w(Y)(99.24)、高w(Fe2O3)/w(FeO)(1.29)等地球化学特征,是成矿非常有利的花岗岩类.斑岩岩浆作用和成矿作用主要与中新世(17 Ma)冈底斯地壳充分增厚(厚约60～80 km)体制下的拆沉作用及软流圈物质上涌、底侵所造成的下地壳的部分熔融有关,与冈底斯成矿带由陆内造山体制向伸展走滑体制转换的过渡时期一致.     

西藏驱龙斑岩型铜矿床成矿模式研究

冈底斯成矿带上的驱龙斑岩型铜矿床是中国目前探明的资源量最大的斑岩型铜矿床.通过研究矿床的成矿背景、矿床特征了解了矿床的基本特点和矿床形成的基础;通过研究矿床围岩蚀变及其与矿化的关系认识了矿床成矿特点;通过对成矿流体、稳定同位素等的研究厘清了矿床成矿物质来源、成岩岩浆来源.综合以上研究建立了矿床的成矿过程和成矿模式.     

德兴铜厂斑岩铜矿成矿流体演化特征

为探讨成矿流体的特征和演化过程,对德兴铜厂斑岩铜矿床不同蚀变—矿化带石英细脉中的流体包裹体进行详细的岩相学观察、显微测温、显微激光喇曼探针工作.结果显示,德兴铜厂斑岩铜矿主要有三类流体包裹体:富液相包裹体(Ⅰ型),富气相包裹体(Ⅱ型)、多相包裹体(Ⅲ型);成矿早期的Ⅰ型包裹体,主成矿期的Ⅱ型和Ⅲ型包裹体,以及成矿晚期的Ⅰ型包裹体的平均均—温度和平均盐度分别为:481℃,8.1％; 410℃,1.2％;389℃,56％和215℃,3.1％;主成矿期的Ⅱ型和Ⅲ型包裹体的平均均—温度相近,但盐度相差很大,指示了沸腾作用的发生;从早期到晚期,成矿流体呈现温度降低,挥发分逸出的趋势.     

西藏驱龙斑岩铜矿含矿斑岩的年代学与地球化学

驱龙斑岩铜(钼)矿是冈底斯斑岩成矿带上的重要矿床之一,由于其被发现较晚、海拔高、工作条件差,总体研究程度较低。本文通过野外工作和对岩心样品分析,在岩石学和地球化学研究基础上,采用离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb方法和辉钼矿Re-Os方法研究了驱龙矿区的成矿和成岩年龄。选择两种方法测定了驱龙斑岩铜矿黑云母花岗闪长岩成岩与成矿年龄,其中两个样品的SHRIMP锆石U-Pb谐和年龄分别为16．35±0．40Ma和16．38±0．46Ma;4个样品中辉钼矿的Re-Os模式年龄为15．82～16．85Ma。获得的结果与已有定年结果一致。综合分析表明,驱龙矿床的成岩与成矿作用是一个连续的岩浆作用过程,整个冈底斯斑岩成矿带成矿时间介于12～17Ma,成矿时间持续大约5Ma。     

山西中条山铜矿峪斑岩型铜矿床成矿流体特征

铜矿峪铜矿床位于中条山铜多金属成矿带,是目前中国最古老的斑岩型铜矿床之一。基于详尽的野外地质调查,结合流体包裹体岩相学、显微测温、群包裹体成分和碳、氢、氧、硫同位素分析等研究,探讨铜矿峪铜矿床成矿流体来源、性质及其演化和成矿物质来源。铜矿峪铜矿床的成矿阶段可划分为红钠化(石英-钠长石)阶段,钾长石-石英阶段,石英-硫化物阶段,石英-碳酸盐阶段(石英-方解石-硫化物阶段和石英-铁白云石-硫化物阶段)和碳酸盐阶段。流体包裹体类型主要有富液相气液两相包裹体(Ⅰ型)、含子晶包裹体(Ⅱ型)和CO2包裹体(Ⅲ型),还有少量的富气相包裹体(Ⅳ型)和液相包裹体(Ⅴ型),成矿流体系统早期为中高温、高氧逸度、富CO2的岩浆热液,中阶段经过流体沸腾、温度降低、氧逸度降低、CO2逸失等过程演化为还原性流体,使得大量金属硫化物沉淀,最后由于大气降水的不断加入和降温等过程,形成晚期的低温、中低氧逸度、低盐度、贫CO2的大气降水热液。氢、氧同位素组成(δ18OH2O值变化范围为6.5‰～-1.10‰,δD值变化范围为-99‰～-58‰)显示,从早阶段到晚阶段,成矿流体从以原生岩浆水为主,到晚期大气降水为主。9件硫化物样品δ34S值变化于1.1‰～4.8‰,平均值为2.44‰。表明成矿物质具有深源的特征。     

西藏驱龙超大型斑岩铜(钼)矿床: 发现、特征及意义

驱龙斑岩铜(钼) 矿床位于冈底斯东段火山岩浆弧与日多盆地的弧-盆转换部位, 受盆缘控盆、控岩构造控制, 形成于汇聚造山向伸展走滑转换的瞬时过渡环境(15~ 16Ma), 是冈底斯东段新发现的最具找矿潜力的超大型斑岩铜(钼) 矿床, 也是该带斑岩矿床勘查的重大突破.该矿床成矿流体为饱和及过饱和盐水-蒸气沸腾流体, 蚀变具有以斑岩体为中心、面状、环带分布特征, 矿化分为3期5阶段, 硬石膏化及绢英岩化与铜矿化关系密切.并对一些今后必须加强研究的关键性科学问题进行了探讨.      

西藏驱龙斑岩铜矿S、Pb同位素组成:对含矿斑岩与成矿物质来源的指示

驱龙铜矿是西藏陆陆碰撞造山带冈底斯斑岩铜矿带内代表性矿床之一。本文对其含矿斑岩和矿石矿物进行了S、Pb同位素组成分析。驱龙矿床含矿斑岩与矿石矿物的硫同位素组成比较一致,含矿斑岩δ34S为-2.1‰~-1.1‰,黄铜矿δ34S为-6.3‰~-1.0‰,均值-2.76‰;硬石膏δ34S为 12.5‰~ 14.4‰,平均 13.4‰。成矿热液中的硫同位素基本达到了平衡,显示出岩浆硫组成特点。含矿斑岩的206Pb/204Pb范围为18.5104~18.6083,207Pb/204Pb变化于15.5946~15.7329之间,208Pb/204Pb为38.6821~39.1531之间;矿石矿物黄铜矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb分别为18.4426~18.5909、15.5762~15.6145、38.5569~38.8568。含矿斑岩与矿石矿物的铅同位素组成比较一致,它们的变化幅度较小,应具有相同的起源与演化历史。无论是岩石铅还是矿石铅,在铅构造模式图上均位于造山带铅演化曲线上。驱龙矿床硫、铅同位素数据暗示,成矿物质主要来自深源岩浆,含矿斑岩起源于西藏造山带加厚的下地壳熔融,具有幔源成分的混染。     

新疆西天山达巴特斑岩铜钼矿床成矿流体演化

新疆达巴特铜钼矿床位于天山造山带的北缘,赛里木地块的中部,成矿与晚石炭世-早二叠世浅成侵入体有关。对该矿床详细的矿石组构、流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析揭示,其流体成矿先后经历了辉钼矿-黄铜矿-石英脉(Ⅰ)、无矿石英脉(Ⅱ)、辉钼矿-石英脉(Ⅲ)和方解石-石英脉(Ⅳ)等4个阶段。从早到晚不同阶段,包裹体均一温度集中分布在336~414℃、276~393℃、221~396℃、192~287℃,盐度为(4.5~9.9)%Na Cleq、(1.6~8.4)%Na Cleq、(1.2~45.6)%Na Cleq、(1.6~7.5)%Na Cleq,密度为0.57~0.76 g/cm3、0.54~0.80 g/cm3、0.51~1.11 g/cm3、0.76~0.91 g/cm3,随成矿流体温度、盐度降低,密度渐升,还原性增强。Ⅰ、Ⅲ阶段都发育矿化,包裹体具有明显的沸腾特征,且气相成分中均发现CO2,表明Ⅰ和Ⅲ阶段的流体沸腾可能导致金属沉淀,且CO2对金属运移可能具有重要作用。压力估算得到达巴特矿床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段脉体的成矿深度分别为0.5~1.1 km、0.3~1.0 km、0.5~1.0km、0.4~1.0km。矿体矿石、围岩蚀变和流体包裹体具有斑岩型矿床的特点。结合前人资料,认为达巴特为一典型斑岩型矿床。     

西藏驱龙矿区流纹斑岩及英安流纹斑岩年代学研究及其地质意义

驱龙超大型斑岩铜矿床是冈底斯斑岩铜矿带上最为重要的矿床,矿区侵入岩较发育,但流纹斑岩及英安流纹斑岩的形成时代存在争议。在野外及岩相学观察基础上,结合LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得流纹斑岩年龄值为169.9±0.61 Ma,英安流纹斑岩年龄值分别为166.0±1.8 Ma及173.8±0.56 Ma,黑云母花岗闪长岩年龄值为16.98±0.15 Ma。结合前人年代学研究,认为流纹斑岩及英安流纹斑岩可能在早侏罗世即开始活动,一直持续到晚侏罗世。而黑云母花岗闪长岩的形成时代与前人研究一致,皆为中新世。此外,驱龙矿区岩浆岩演化经历了早-晚侏罗世、中新世早期和中新世中期三个阶段,其中,中新世早期岩浆活动与成矿时代具有很好的一致性。最后认为,驱龙矿区岩浆岩活动时间与新特提斯洋俯冲阶段及印度-亚洲大陆碰撞后汇聚过程中发生的岩浆作用阶段相对应。岩浆活动与成矿受到这两大构造活动事件的影响。     

Highly Oxidized Magma and Fluid Evolution of Miocene Qulong Giant Porphyry Cu‐Mo Deposit,Southern Tibet,China

The Miocene Qulong porphyry Cu‐Mo deposit, which is located at the Gangdese orogenic belt of Southern Tibet, is the largest porphyry‐type deposit in China, with confirmed Cu ～10 Mt and Mo ～0.5 Mt. It is spatially and temporally associated with multiphase granitic intrusions, which is accompanied by large‐scale hydrothermal alteration and mineralization zones, including abundant hydrothermal anhydrite. In addition to hydrothermal anhydrite, magmatic anhydrite is present as inclusions in plagioclase, interstitial minerals between plagioclase and quartz, and phenocrysts in unaltered granodiorite porphyry, usually in association with clusters of sulfur‐rich apatite in the Qulong deposit. These observations indicate that the Qulong magma‐hydrothermal system was highly oxidized and sulfur‐rich. Three main types of fluid inclusions are observed in the quartz phenocrysts and veins in the porphyry: (i) liquid‐rich; (ii) polyphase high‐salinity; and (iii) vapor‐rich inclusions. Homogenization temperatures and salinities of all type inclusions decrease from the quartz phenocrysts in the porphyry to hydrothermal veins (A, B, D veins). Microthermometric study suggests copper‐bearing sulfides precipitated at about 320–400°C in A and B veins. Fluid boiling is assumed for the early stage of mineralization, and these fluids may have been trapped at about 35–60 Mpa at 460–510°C and 28–42 Mpa at 400–450°C, corresponding to trapping depths of 1.4–2.4 km and 1.1–1.7 km, respectively.     

甘肃北山地区白山堂铜矿地质特征及成矿流体研究

北山地区是我国重点成矿区带,蕴含很大的矿产资源潜力。以往工作发现斑岩型铜矿是北山地区重要的成矿类型,白山堂铜矿是其代表性斑岩型铜矿,但该矿至今一直未开展成矿流体的相关研究。本文进一步研究矿床地质特征,系统开展了矿床流体包裹体研究,发现其流体包裹体形态简单、多为气液两相,中低温(成矿期含矿石英脉均一温度230℃~260℃及160℃~170℃,共生黄铜矿爆裂温度约301℃)、低盐度[w(NaCleq)]为11%~15%,均值11.32%及3.4%~7.7%,均值4.8%)、中等密度(约0.95~1.00 g/cm3)、中低压力(约5×103~101×103 kPa)等物理化学特征,综合认为流体具有中低温热液脉型矿化特征,结合地质特征及近矿外围一系列环绕石板泉二长花岗岩分布的中低温热液脉型-矽卡岩型-斑岩型Cu、Fe、Pb和Zn等矿化分带模式,认为白山堂铜矿为中低温热液脉型矿化类型,代表岩浆热液系统演化到晚期阶段的产物,并认为环绕石板泉二长花岗岩周缘的系列斑岩型-矽卡岩型-热液脉型矿化存在某种联系。     

冷水坑斑岩型银铅锌矿床成矿流体特征研究

斑岩型银铅锌矿床世界上并不多见,目前我国典型斑岩型银铅锌矿床仅冷水坑一处.笔者通过对冷水坑斑岩型银铅锌矿床的流体包裹体地球化学、稳定同位素地球化学研究,结合岩相学研究、激光拉曼探针(LRM)和扫描电镜/能谱(SEM/EDS)测试,揭示了冷水坑斑岩型银铅锌矿床成矿流体特征及演化过程,并进一步探讨了成矿物质来源和矿床成矿机制.研究表明,冷水坑矿床成矿流体及主要成矿元素(硫)来自于斑岩系统,大气水在整个成矿过程中均有不同程度的参与.