新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

喀拉通克铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素测年结果为305±15(2σ)Ma。该数据表明产于阿尔泰山南缘的铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世一早二叠世,与区内广泛发育的造山型金矿和浅成低温热液型金矿基本为同一时期。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．35±0．04,γ_Os仉值平均为183,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有少量地壳物质加入成矿系统中。     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床铂族矿物特征、成因及其形成过程

通过矿相学和电子探针研究发现,新疆喀拉通克矿床铂族矿物以Pt、Pd、Ni的碲化物、铋化物固溶体系列矿物为主,矿物分布不均匀,主要分布在块状矿石的磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物中,粒径多为3～5μm。矿物组合和相图分析显示,多数铂族矿物为岩浆熔离成因,个别矿物颗粒可能为热液叠加成矿的产物。岩浆中S不饱和时,PGE可能形成铂铑合金,局部氧逸度升高导致铬铁矿、磁铁矿等氧化物结晶,合金被早期结晶的硅酸盐矿物和氧化物包裹。硫化物熔离大量的PGE进入硫化物熔体,伴随硫化物熔体的分异,部分铂族矿物被包裹在单硫化物固溶体中;高温条件下结晶的Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体系列矿物不稳定,随着温度的降低,Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体出溶形成上述铂族矿物组合,MSS裂解铂族矿物被排出,岩浆热液可能形成少量具热液成因特征的铂族矿物。     

岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术：以新疆喀拉通克为例

中亚造山带内发育大量岩浆型铜镍硫化物矿床,但由于岩体规模较小且产状多变,围岩中碳质层普遍发育,深部浸染状矿体难以准确定位。本文以新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床为例,建立了适用于该类型矿床的综合地球物理勘查技术。首先根据岩体与碳质层的地球物理特性,建立了“重力磁法-金属矿地震法-电性源短偏移距瞬变电磁法”技术组合,具体包括：(1)重磁扫面圈定隐伏成矿岩体的地表投影位置;(2)地震勘探圈定岩体的顶底界面和赋存空间;(3)电性源短偏移距瞬变电磁法恢复碳质层的电阻率信息和极化率信息。进而提出通过确定成矿岩体和碳质层的空间关系间接推断矿体赋存空间的新思路：(1)当岩体下方赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部赋存浸染状矿体;(2)当岩体下方未赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部不发育矿体。由此,本文建立了喀拉通克岩浆铜镍矿床含碳质层的成矿模型,并为造山带内其他岩浆型铜镍硫化物矿床的勘探提供了技术方案和探测示范。     

新疆喀拉通克铜镍矿床伴生贵金属成矿地球化学研究

按侵位顺序可划分为岩浆熔离型、深熔贯入型和热液叠加型成矿作用,其中后二者与贵金属的富集及成矿关系最为密切,尤其是热液作用.贵金属Au、Ag、Pt、Pd主要在热液成矿流体分异形成的高铜块状矿体中富集;含矿岩浆在岩浆房中深熔的时间与各成因类型矿体侵位是反序的;Cu、Ni及贵金属矿是经深源熔离和脉动式多次成矿作用形成的.     

喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义

硫同位素研究在喀拉通克岩体的地壳物质混染过程中有重要意义。通过对块状和浸染状矿石、斑点状和脉状矿石以及围岩中硫化物进行硫同位素测试,分析了黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿的硫同位素在硫化物中的富集状态,探讨了喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义。结果表明：块状矿石的同位素测定值与标准值之间的千分偏差δ（34S）为（-1.30～1.84）×10-3,浸染状矿石的δ（34S）为（-2.50～0.85）×10-3,脉状矿石的δ（34S）为（-1.54～3.00）×10-3,围岩中黄铁矿的δ（34S）为（-7.8～-3.3）×10-3;硫同位素在硫化物中的富集从大到小依次为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿,说明硫化物之间基本达到了硫同位素平衡;喀拉通克铜镍矿床的硫主要来自于地幔,只在岩浆熔离作用形成的浸染状矿石和岩浆后期热液阶段形成的脉状矿石以及晚期黄铁矿中有少量或局部地壳硫混染的痕迹;地壳硫的加入没有在岩浆源区发生,可能发生在岩浆上升并发生硫化物就地熔离的局部过程中,几乎不对硫饱和及硫化物的熔离产生影响;岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,有可能是促使硫饱和与硫化物熔离的主要因素。     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程

喀拉通克铜镍硫化物矿床3个主要含矿镁铁质岩体的主量元素、微量元素和铂族元素组成分析及母岩浆组成估算结果表明:3个岩体中不同类型岩石的主要氧化物含量的变化具玄武质岩浆结晶分异的特征;在MgO含量为10%～15%区间,SiO2含量迅速增高;微量元素和稀土元素原始地幔标准化配分模式相似,具Nb和Ta亏损,K、Sr富集的特征.与1号和2号岩体相比,3号岩体中大离子亲石元素及轻稀土元素相对富集,(La/Yb)N介于6.8～9.2之间,δEu显示轻微负异常,在460 m深度表现出Cu-Ni等成矿元素与SiO2含量同时剧变的特征,铂族元素配分模式与2号岩体相似.上述结果显示,3个岩体可能是同源岩浆不同期次的产物,原始岩浆为高镁玄武岩浆.成矿岩浆演化过程中经历的岩浆分离结晶作用和富硅地壳组分混染可能是成矿岩浆硫饱和及硫化物熔离的主要诱因.     

喀拉通克1号铜镍硫化物矿床研究

本文通过大量的测试研究.对喀拉通克1号铜镍硫化物矿床的围岩、构造、岩石矿物,矿石及同位素地质等特征进行了详细的阐述.该矿是由上地幔亚碱性拉斑玄武岩浆经中间岩浆房液态层状分异后,侵位于活动区,其中的含矿岩浆就地熔离成矿,同源矿浆贯入成矿,以及它们复合定位所形成的岩浆熔离叠生矿床.并建立起该矿床的成岩成矿模式.     

新疆喀拉通克铜镍矿贵金属矿物定量研究

喀拉通克铜镍矿床产于漏斗状基性岩体中下部的橄榄苏长辉长岩相中,矿石类型分特富铜镍矿石(Ⅰ)、富铜贫镍矿石(Ⅱ)、贫铜贫镍矿石(Ⅲ)及富镍富铜矿石(Ⅳ).由于矿床物质成分复杂特别是金银铂钯矿物颗粒细、品位低、种类多,故首先在进行矿物定性研究的基础上,确定目的矿物的特殊富集流程.然后在人工重砂大样中富集目的矿物,并制成砂光薄片,有代表性的排定视域,引入电子探针-图象分析-计算机联机定量并辅以显微镜定量的综合方法对贵金属元素和矿物进行定量.联机方法是用电子探针以扫描方式提供颗粒电子象和元素X射线面分布象信号给出元素或共存元素的化学信息,对矿物颗粒进行分类,统计出个数及面积百分比.这种方法对微细杂矿物的定量工作颇有成效.     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Y9岩体年代学与成岩成矿机制探讨

新疆喀拉通克是中国大型铜镍硫化物矿床中基性程度最低的,显示出罕见的Cu平均品位大于Ni平均品位。矿区划分为南、北2个岩带,南岩带主要为原生矿,北岩带主要为氧化矿。文章研究对象为北岩带中的Y9岩体,近年发现其下部存在原生矿石。通过单颗粒锆石SHRIMP测年,获得Y9岩体中辉长岩的结晶年龄为(287±4)Ma,与Y1岩体的成岩年龄〔(287±5)Ma〕一致,结合岩石地球化学和同位素地球化学特征,证明喀拉通克矿区南、北岩带具有同期同源岩浆演化的特征,岩浆源自亏损型地幔部分熔融与不含沉积物消减板片脱水物质的混合。研究认为喀拉通克铜镍矿床形成于亏损地幔在相对较高的氧逸度条件下低程度部分熔融,产生硫化物不饱和的岩浆,岩浆源区相对富水和较高的氧逸度,原始岩浆具有较高的钛含量,具有富碱亲合性。     

喀拉通克Ⅰ号铜镍硫化物矿床中贵金属元素矿物及其产出特征

从结晶形态、物理性质、光学性质、化学成分以及产出特征等,对喀拉通克Ⅰ号铜镍硫化物矿床中的自然金、银金矿、自然银、银镍黄铁矿、碲银矿、六方碲银矿、碲铋银矿、砷铂矿、碲镍铂钯矿、等轴铋碲钯矿、铋碲钯矿和碲钯矿等12种贵金属元素矿物,作了详细的测试和研究,对其分布和富集规律进行了较深入地探讨.银镍黄铁矿是一种极少见的矿物,然而在Ⅰ号矿床中则是一种重要的工业银矿物,这在国内外尚属罕见.     

新疆黄山东铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定及其地球动力学意义

通过对黄山东铜镍硫化物矿石的Re_Os同位素测年 ,获得等时线年龄数据为 (2 82± 2 0 )Ma。该数据表明产于东天山的这套铜镍硫化物矿床及其相关的镁铁质_超镁铁质岩并非泥盆纪_早石炭世洋底的蛇绿岩建造和相关成矿系统 ,它晚于岛弧演化阶段 ,出现于碰撞后的伸展环境 ,与区内广泛发育的造山型金矿和浅成低温热液型金矿为同一时期形成。其等时线187Os/188Os初始比值为 0 .2 4± 0 .0 4 ,γOs值平均为 99,显示出在成矿过程及岩浆侵位期间有不少地壳物质混入成岩成矿系统     

西藏当雄地区拉屋矿床磁黄铁矿Re-Os同位素测年 和成矿物质来源示踪

拉屋矿床位于西藏自治区当雄县境内,大地构造位置处于冈底斯成矿区申扎-旁多铜、银、铅、锌、金成矿带,为大型矽卡岩型铜铅多金属矿床。在系统研究拉屋矿床地质地球化学特征的基础上,以矿石的磁黄铁矿为对象,测定Re-Os同位素年龄,获得等时线年龄数据为(309±31)Ma,187Os/188Os的初始值为0.51±0.12,γOs值为306.90~880.29,Re/Os为20.46~80.46。上述结果,结合矿区野外地质特征和稳定同位素特征,证明拉屋矿床主要形成于晚石炭世来故期,其成矿物质来源于地幔,并在喷流过程中与地壳海底卤水汇合,遭受了壳源物质的混染,形成喷流成因矽卡岩型矿床。     

Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

东天山天宇铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素物质来源示踪

天宇岩浆铜镍硫化物矿床的矿体由浸染状矿体和块状矿体组成。采用同位素稀释Triton-plus测定了浸染状矿石和块状矿石的磁黄铁矿Re-Os同位素比值。结果表明:浸染状矿石w(Re)为11.82×10~(-9)~45.28×10~(-9),w(Os)为0.944×10~(-9)~8.528×10~(-9),187Os/188Os初始比值为0.885~2.332,γOs为607~1763;块状矿石w(Re)为49.38×10~(-9)~315.10×10~(-9),w(Os)为0.191×10~(-9)~42.420×10~(-9),187Os/188Os初始比值为0.654~3.322,γOs为423~2555。Re、Os含量、同位素组成和特征值表明,该矿床物质为壳-幔混合来源,块状矿石可能比浸染状矿石经历了更强的地壳物质混染。浸染状矿体发育透闪石化、蛇纹石化、绿泥石化蚀变,表明存在岩浆期后热液活动,但块状矿体热液蚀变不明显,块状矿石的Re-Os同位素特征可能是与地壳岩石直接作用的结果。地壳混染作用发生在深部岩浆房,同时也发生在岩浆侵位及再次迁移过程中,这些过程造成块状矿体与浸染状矿体不同的同位素特征。     

西天山博故图金矿床H-O-S-Pb同位素示踪和Re-Os法测年

博故图金矿床是西天山近年新发现的一处大型金矿床,位于新疆特克斯县城北东部依什基里克成矿带东段。金矿体赋存于下石炭统大哈拉军山组火山岩地层中的NW或EW向断裂构造破碎带内,呈脉状或透镜状。由金矿体到两侧火山岩地层围岩,基本对称依次出现硅化、黄铁绢英岩化、青磐岩化等热液蚀变。矿石矿物主要有黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、银金矿、辉银矿,脉石矿物主要有石英、玉髓、方解石、绢云母等。电子探针观测发现矿石中自然金主要在黄铁矿内呈包裹金,或在其他金属硫化物粒间赋存。含金脉石英氢氧同位素分析和计算表明,成矿流体δ18O水-SMOW=-4.2‰~1.4‰,δDV-SMOW=-111.2‰~-94.1‰,主体属循环的大气降水。矿区金属硫化物的δ34SV-CDT范围为-7.5‰~5.8‰,均值为0.45‰,接近于原始地幔硫,矿石铅和火山岩铅同位素组成特征基本一致,206Pb/~(204)Pb=18.243~18.535,207Pb/~(204)Pb=15.565~15.753,208Pb/~(204)Pb=38.021~38.647,结合载金黄铁矿的187Os/188Os(i)平均值为0.774±0.076,γOs(t)平均值为520,显示成矿物质主要来自赋矿围岩大哈拉军山组火山岩。载金黄铁矿的Re-Os等时线年龄为356.1±9.3Ma(MSWD=16),矿区火山岩年龄为344±6Ma~368.3±1.7Ma。博故图金矿床应为低硫型浅成低温热液金矿。     

新疆黄山铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程

黄山铜镍硫化物矿床镁铁．超镁铁质岩体岩相发育良好,主要包括橄榄岩、辉石岩、辉长岩和闪长岩,橄榄岩中部分橄榄石包含有硫化物珠滴。对该岩体不同岩相进行了主元素、微量元素、铂族元素和单矿物的分析,结果表明,不同类型岩石的化学组成受橄榄石、辉石和斜长石结晶分异作用的控制。微量元素和稀土元素具有相似的分布模式,（La／Yb）N介于1．14—3．65之间,明显亏损Nb和Ta,富集Sr。含矿岩石Cu／Pd和Ti／Pd比值大于原生地幔岩浆。上述结果揭示黄山镁铁-超镁铁质岩体不同岩性的岩石具有不同的主元素和微量元素特征,但母岩浆来自同一源区。根据橄榄石的F0值和全岩的主要氧化物组成估算出母岩浆为高镁（MgO约为15％）玄武岩岩浆,在岩浆作用过程中地壳富硅组分的混染是导致硫化物熔离的主要机制。     

新疆若羌喀腊大湾铁矿床辉钼矿Re-Os定年及成因

喀腊大湾铁矿是近年来在阿尔金地区发现的超大型铁矿,目前控制储量近亿吨,且该铁矿具有品位高,低硫低磷等特点。由于矿床围岩的特殊性,该矿床的成因一直存在较大争议。利用Re-Os同位素定年方法,对喀腊大湾矿体中的5件辉钼矿样品进行了成矿时代测定,获得辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为490±11Ma,等时线年龄为481.9±7.6Ma。二者在误差范围内基本一致。该年龄与成矿相关岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄488±5Ma及479±4Ma吻合,且发现的矿体附近都有闪长岩体出露,表明成岩和成矿关系密切。结合岩石学、矿物学及年代学特征,认为喀腊大湾铁矿为矽卡岩矿床。     

新疆西准噶尔宏远钼矿床和吐克吐克钼铜矿床流体包裹体特征及成矿时代

宏远（铜）钼矿和吐克吐克钼铜矿为新疆西准噶尔地区新发现的斑岩型矿床。流体包裹体测温和激光拉曼探针分析研究表明,宏远（铜）钼矿发育气液、气体和含子矿物包裹体等3类包裹体,气液比变化大,均一温度集中在140 ℃～200 ℃和260 ℃～340 ℃两个区间,吐克吐克钼铜矿只含有气液和含子矿物两类包裹体,气液比变化小,均一温度集中在180 ℃～220 ℃。两个矿区均发育高盐度和低盐度的NaCl-H₂O-CH₄-CO₂流体,显示含甲烷还原性流体的性质。宏远（铜）钼矿辉钼矿Re-Os同位素分析表明其成矿年龄为314.3±1.9 Ma,与西准噶尔包古图斑岩铜矿成矿时代一致。