还原性流体与斑岩型矿床成矿机制探讨

目前已经广泛认同斑岩型Cu-Mo-Au矿床是在氧化性相对较高的含矿流体作用下形成的。但是随着研究的深入,逐渐发现了一系列具备还原性特征的斑岩型矿床,这些矿床往往不发育表征高氧逸度的原生磁铁矿和硫酸盐矿物。本文针对目前发现的与还原性I型花岗岩相关的斑岩矿床进行了综合分析,发现此类矿床的成矿流体中普遍含有CH4等还原性流体成分,并且伴生有CO2。结合相关资料分析认为还原性流体中所含有的CH4可能来自邻近的S型花岗岩的混染作用,但也不排除是经地球排气作用从地幔进入到地壳的可能性。结合典型还原性斑岩型矿床研究,给出了一个化学模型,认为CH4和SO2属于岩浆系统自生成分,在特定化学物理阶段发生反应,形成H2S和CO2,从而抑制了硫酸盐矿物的形成。反应所生成的H2S可以与Mo结合形成辉钼矿矿化,而Cu-Au由于在氧逸度较低的环境下具备更高的活性,易于富集在气相流体中,所以可以迁移到某一距斑岩系统较远的有利部位沉淀成矿,从而形成以Mo矿化为核心区,外围Cu-Au矿化的模式。     

氧化性和还原性斑岩型Cu-Au矿床流体成矿机制差异

目前已经广泛认同斑岩型Cu-Au矿床是在相对较高的氧化性含矿流体作用下形成的。但是随着研究的深入,逐渐发现了一系列具备还原性特征的斑岩型矿床,这些矿床往往不发育表征高氧逸度的原生磁铁矿和硫酸盐矿物,其典型代表为西澳大利亚的17Mile Hill斑岩型铜金矿床和墨西哥的San Anton斑岩型矿床。     

还原性斑岩型Cu与Mo-Cu矿特征与形成机制

还原性斑岩型Cu矿是近年新识别的一类斑岩型矿床,以岩浆阶段发育大量磁黄铁矿和成矿流体富CH4为主要特征。成因上,还原性斑岩型Cu矿与钛铁矿系列I型花岗岩伴生,形成于俯冲环境或者后碰撞环境。成矿流体为岩浆流体。岩浆阶段磁黄铁矿的结晶沉淀将导致岩浆中成矿元素Cu进入硫化物相而贫化,不利于成矿元素在流体中富集,结果导致还原性斑岩型Cu矿的矿化和蚀变规模较小。对比研究发现西准噶尔宏远Mo-Cu矿也具有还原性斑岩型矿床的特征,可能为还原性斑岩型矿床的新类型。     

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.     

莲花山斑岩型W－Au矿床成矿流体来源及其演化

莲花山斑岩型Ｗ－Ａｕ矿床矿化脉的流体包裹体氢氧同位素特征表明，成矿流体来自岩浆水与大气水的混合水，从早到晚，岩浆水成分减少，大气水成分增加。成矿流体的氧同位素、流体包裹体的盐度和成矿温度表明，较早的黑钨矿一石英脉形成于岩浆热能及热液向上推进的过程中，而后的白钨矿－硫化物－石英脉和碳酸盐－石英脉形成于岩浆热能及热液向下退缩的过程中。     

中国斑岩矿床成矿系列的几点认识

根据中外地质学家关于斑岩矿床的成矿理论，概念和矿床模型，论述了中国斑岩矿床分布的时空特点，成岩成矿系列，矿床基本类型和区域组成模式，区域和矿床成矿特征，是一份研究，寻找斑岩型矿床可遵循的资料。     

隐爆角砾岩筒型矿床成矿流体演化趋势曲线特征

阐述了隐爆角砾岩筒型矿床及其成矿过程中的隐爆流体演化趋势曲线的一般特征，在此基础上，讨论了凹山铁矿床、祁雨沟金矿床、七宝山铜金矿床等典型矿床的矿体产出特征与隐爆流体演化趋势曲线之间存在的耦合关系，结合隐爆角砾岩筒型矿床成矿流体演化的一般特征和特殊情况，对轻微剥蚀岩筒、中等剥蚀岩筒和深度剥蚀岩筒的成矿性进行了分析。     

中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO_2 CH_4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH_4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH_4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH_4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH_4、C_2H_6等还原性气体的来源,多数学者认为CH_4、C_2H_6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH_4还原气体密切相关,因此,富含CH_4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。     

斑岩型矿床容矿裂隙的成矿流体压裂改造及其脉体特点

斑岩型矿石中脉体穿切关系普遍而复杂。斑岩型矿床容矿初始裂隙之间具有程度不同的连通关系,成矿作用过程是成矿组分在既有的裂隙中迁移、充填和沉淀的过程。在多期成矿过程中,如果没有构造应力的改造,似乎不应该出现大量脉体的多期穿切关系。然而不仅是斑岩型矿床,其他与热液活动有关的矿床中均可出现大量脉体的相互穿切现象。针对此种现象,运用水力压裂机理,探讨了成矿流体对初始裂隙的压裂改造作用,认为成矿阶段多期流体活动可以形成与流体活动期次和强度相匹配的无数期新生压裂裂隙,同时可极大地扩展容矿空间的规模和范围。成矿流体压裂改造裂隙也是斑岩型矿床容矿裂隙的重要成因类型。由于流体活动的多期性和压裂裂隙生长的快速性,相比构造活动对脉体的改造,流体压裂成因裂隙所导致的脉体穿切关系更为常见。这些观点较好地解释了斑岩型矿床中频繁而复杂的脉体穿切和错断关系。     

斑岩铜(钼-金)矿床的成矿流体

斑岩铜矿是主要的铜资源,是矿床研究和勘查的重要目标。斑岩铜矿按其与板块构造的关系可分为2种:俯冲带斑岩铜矿和碰撞造山带斑岩铜矿,它们在成矿流体方面有很多区别,其中较大的差别是碰撞造山带斑岩铜矿的钾化蚀变带比俯冲带斑岩铜矿的钾化蚀变带强得多,且范围也相对较宽。文章简述了这2种斑岩矿床的主要地质特征,着重从流体包裹体、蚀变作用和稳定同位素研究来探讨斑铜矿床成矿流体的主要特征,包括成矿流体的成分、形成温度和压力,氢、氧、碳和硫稳定同位素组成。这两种类型的斑岩铜矿中主要发育5种包裹体:M熔体包裹体;Ⅰ液体包裹体;Ⅱ气体包裹体;Ⅲ含子矿物的多相包裹体和CO2_H2O包裹体。Ⅱ类和Ⅲ类包裹体常共存,且均一温度相似,表明成矿流体经历了不混溶和沸腾作用。在Ⅲ类含子矿物的包裹体中发现了含金属硫化物(黄铜矿、黄铁矿)和氧化物(赤铁矿、磁铁矿)子矿物。在斑岩金矿和碰撞造山带的斑岩铜矿中出现CO2_H2O包裹体,在斑岩的斑晶和一些早期石英脉的石英中可见到熔体包裹体以及熔体_流体包裹体,它们代表斑岩岩浆的样品,说明斑岩铜矿的形成经历了岩浆和热液阶段。最近的研究表明,斑岩铜矿的初始流体是中等盐度和密度的岩浆流体。这种流体在上升过程中因压力释放而发生沸腾,形成气体包裹体和含子矿物的高盐度包裹体。     

老挝长山成矿带与花岗岩有关的铜金铁矿床 的成矿模式

老挝作为“特提斯成矿域”的重要组成部分,具有丰富的矿产资源,尤其是铜、金、铁、铝、钾盐等优势矿产与中国具有很强的互补性。初步论述了老挝的成矿地质背景和近年来发现的与花岗岩类有关的斑岩型铜-金矿床、矽卡岩型铁矿床的矿化地质特征、矿石矿物特征、矿化与岩体的空间关系,在此基础上初步建立了其成矿模式。基于同位素定年数据和Hf-Rb-Ta元素判别图,推测这些花岗岩及与其相关的矿床形成于晚石炭世华南地块向印支地块俯冲产生的火山岛弧环境。     

老挝长山成矿带与花岗岩有关的铜金铁矿床的成矿模式

老挝作为＂特提斯成矿域＂的重要组成部分,具有丰富的矿产资源,尤其是铜、金、铁、铝、钾盐等优势矿产与中国具有很强的互补性。初步论述了老挝的成矿地质背景和近年来发现的与花岗岩类有关的斑岩型铜-金矿床、矽卡岩型铁矿床的矿化地质特征、矿石矿物特征、矿化与岩体的空间关系,在此基础上初步建立了其成矿模式。基于同位素定年数据和Hf-Rb-Ta元素判别图,推测这些花岗岩及与其相关的矿床形成于晚石炭世华南地块向印支地块俯冲产生的火山岛弧环境。     

与花岗质岩浆系统有关的石英脉型钨矿和斑岩型铜矿成矿流体特征比较

文中对比了与S型花岗岩有关的石英脉型钨矿和与I型（及少数A型）花岗岩类有关的斑岩型铜矿床的成矿流体特征。它们的共同点在于成矿流体都由岩浆流体演化而来,在后期逐渐有大气降水的加入。差异性在于：（1）石英脉型钨矿成矿流体主要属于中—中高温、中—中低盐度的NaCl-H2O±CO2体系,而斑岩型铜矿属于中高-高温、高盐度的Na...     

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。     

斑岩型铜、金、钼矿床成岩成矿特征差异的原因和意义

文中简要总结了斑岩型金矿、铜矿和钼矿在产出的构造环境,岩石地球化学特征和出溶流体的温度、压力、盐度、蚀变等方面的异同点,重点从元素的地球化学性质、岩浆的源区和过程(熔体和流体演化)3个方面解释了上述差异。Au、Cu和Mo在地球化学性质尤其是亲硫性上的差异决定了元素在不同的大地构造环境下的岩浆作用过程中的分布、迁移和富集特征,最终控制了矿床的分布。岩浆的源区及其温压条件、熔体上升过程中矿物的分离结晶和中上地壳岩浆房内的演化程度控制了成矿岩浆的地球化学特征,进而影响其就位时的压力和温度,从而导致出溶流体在p-T-X上的变化。结合岩浆岩中大离子亲石元素和SiO2的含量,可以评估斑岩型矿床的类型：高的Rb含量是斑岩型钼矿的特征,高的Ba含量是斑岩型钼+铜矿的特征,高的Sr含量是斑岩型铜+金矿的特征。相对于俯冲环境,后俯冲环境下的成矿岩体具有更高的大离子亲石元素含量。矿区中酸性岩石的结构(斑状、似斑状、不等粒和等粒结构)可以用来初步指示成矿的潜力。