斑岩型铜矿床成矿过程中铜的迁移与沉淀机制研究新进展

作为主要铜源的斑岩型铜矿床一直是研究、生产部门关注的热点。依据多年研究成果和大量文献资料,并以德兴斑岩铜矿研究新成果为实例,综述了斑岩铜矿矿质迁移沉淀机制研究的新进展,包括铜的迁移形式和演化,流体演化对铜络合物作用,铜在熔体相、流体相和晶体相配分以及铜居留场所和形式等。     

金在流体/花岗质熔体间分配的实验研究

<正>斑岩型矿床是一种重要的金属矿床类型,为世界上提供了57%的铜资源和9%的金资源(Singer et al.,2005)。从全球范围来看,浅成热液型和斑岩型金铜矿床在时空上与侵入岩浆作用有关(Jégo Stébastien et al.,2012),岩浆和热液过程的共同作用形成了此类矿床。元素在流体和熔体间交换、分配过程是岩浆热液矿床形成的重要环节。研究金在硅酸盐熔体和流体中的分配行为及其影响因素对认识中酸性岩浆演化与成矿的关系具有重要意义。关于金在花岗质流体/     

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。     

斑岩型铜矿床中铂族元素的研究现状与存在问题

铂族元素的研究在过去几十年取得了重要的进展.铂族元素可以赋存于不同的岩石类型中,形成于不同的时代.由于铂族元素具有特殊的化学性质,比较稳定且难熔于普通的酸、碱等,故铂族元素成矿具有特殊性.作为一种非常规铂族元素矿化类型,富铂族元素的斑岩型铜矿床的研究对研究铂族元素从地幔岩石圈转移进入花岗质岩石及随后从熔体进入流体并在硫化物中富集的机理,具有重要的研究意义.本文从斑岩型铜矿床中铂族元素的分布特征、矿化特征、铂族矿物特征、流体包裹体特征和富集成矿机理方面论述了斑岩型铜矿床中铂族元素的研究现状,并指出目前斑岩型铜矿床中铂族元素研究存在的主要问题,如影响斑岩型铜矿中铂族元素含量高低的影响因素不明确,富PGE斑岩型铜矿中流体包裹体研究不够系统,PGE的富集机理研究还欠深入,并指出今后我国斑岩型铜矿中PGE研究的重点,指出长江中下游地区一系列斑岩型铜矿床是我国斑岩铜矿中铂族元素研究的有利地区.     

花岗质岩石相关成矿系统的流体作用

与花岗质岩石相关的成矿系统与战略新兴矿产(W、Sn、Mo、Be、Nb、Ta、Li等)和大宗紧缺战略矿产(Cu、Au)密切相关。流体包裹体作为古成矿流体的样品,直接记录了成矿流体的温度、盐度和元素含量等关键信息。目前,随着单个流体(熔体)包裹体成分分析技术的突破,已经积累了一批可靠的成矿流体中元素含量的数据。本文总结了4种典型热液矿床的流体包裹体的温度、盐度和成分数据,对与花岗质岩石相关的成矿系统的流体性质和成矿机制进行探讨。斑岩型钼矿的熔体包裹体中钼含量不高,但斑岩型铜矿的熔体或熔流体包裹体中可含有高含量的铜和金。斑岩型钼矿和斑岩型铜矿热液阶段的流体相分离和特定温度域的流体冷却(420～350℃)是重要成矿机制。花岗伟晶岩型稀有金属矿和花岗岩型钨(锡)矿普遍发育的超临界流体可能具有超强的元素溶解能力。流体混合、水岩反应和流体沸腾等多种机制导致花岗岩型钨(锡)矿金属沉淀富集。目前,尚缺乏花岗伟晶岩型稀有金属矿的系统流体演化研究。     

碰撞型斑岩铜矿中氯的来源及演化研究展望

斑岩铜矿作为一种岩浆热液型矿床,其形成过程与Cu在熔体与流体间的迁移密切相关。而大量研究表明Cl在这一过程中起到了至关重要的作用,因此岩浆中Cl含量的高低或直接决定了岩浆的成矿潜力。俯冲型斑岩铜矿成矿所需的Cl主要来自于俯冲大洋板片,而碰撞型斑岩铜矿形成时则缺乏洋片俯冲,因此其Cl的来源尚不确定。为了进一步推进对上述科学问题的探究,文章总结了常见含Cl岩浆矿物的富Cl特性及岩浆Cl逸度计的使用方法,并利用磷灰石估算了碰撞型斑岩铜矿成矿岩浆中的Cl含量;计算了新生下地壳角闪石与熔体间Cl和OH的交换系数,以此对冈底斯碰撞型斑岩铜Cl的来源进行讨论。研究显示：(1)成矿岩浆演化过程中结晶的磷灰石、角闪石和黑云母中的Cl含量可以指示岩浆或流体中的Cl逸度;(2)碰撞型斑岩铜矿的成矿岩浆Cl含量明显低于俯冲型斑岩铜矿;(3)冈底斯出露的新生下地壳作为弧岩浆固结的产物,其中的角闪石可能继承了弧岩浆的高Cl含量特征;(4)印度陆壳俯冲过程中诱发地幔楔部分熔融所形成的超钾质岩浆可能含有较高的Cl含量。同时,幔源超钾质岩浆的加入将促进成矿岩浆中角闪石的大量结晶分异,有利于Cl在残余熔体中富集。     

斑岩型铜矿成矿流体特征及研究进展

斑岩型铜矿是世界上铜资源最主要来源。目前广泛的认为典型斑岩型铜矿是由高氧逸度、高盐度的成矿流体形成的,称为氧化性斑岩型铜矿,成矿流体属于NaCl-H_2O-CO_2体系。但随着人们不断深入研究发现,斑岩型铜矿的成矿流体也可以是具有还原性质的,如含CH_4、H_2和CO,属于H_2O-NaCl-CH_4-CO_2体系。该文分别分析了两种矿床成矿流体的性质,说明了氧化性成矿流体的来源、演化以及早期阶段磁铁矿的沉淀引起还原S的形成机制。对于还原性成矿流体,重点探讨了成矿流体中CH_4的来源,以及CH_4的存在对矿化机制的影响。     

西藏玉龙斑岩铜（钼）矿金属迁移,沉淀机制探讨

根据多年研究成果和大量文献资料,以玉龙斑岩铜（钼）矿床为例,通过流体包裹体分析及化学热力计算,结合前人有关实验资料阐述了玉龙矿床铜、钼金属迁移、沉淀的机制。主要内容为铜、钼在凝聚相、熔体相和流体相之间的分配;在流体中的迁移形式和沉淀条件、产物。     

硅酸盐熔体和流体中金的性质及行为研究进展

岩浆演化过程中岩浆—流体阶段发生的相转变过程控制了元素在两相之间的分配行为。作为与岩浆热液活动有密切成因联系的金矿床,其在硅酸盐熔体和流体中的性状及两相间的分配行为是控制该类矿床成矿的重要物理化学因素。介绍了金在流体、熔体中的性状,论述了其在流体/硅酸盐熔体间的分配行为不仅受温度、压力、氧逸度等物理化学条件的影响,还受流体组分(阴离子、阳离子)、熔体组成(Na2O+K2O/Al2O3,Na/K,SiO2,NBO/T)的制约;最后对目前实验研究存在的问题、改进方法以及今后的研究方向进行了探讨。     

斑岩铜矿成矿构造背景研究进展

斑岩铜矿是指与具斑状结构的中酸性侵入岩伴生,蚀变与矿化受流体、构造控制且分带明显,矿石以细脉浸染状为主,低品位、大储量的铜矿床,是最重要的铜矿床类型。大地构造背景对斑岩铜矿的形成具有重要意义,经典的斑岩铜矿主要产于岛弧、陆缘弧环境。然而,近年来国内矿床学家发现,国内形成于大陆环境的斑岩铜矿与大洋板块俯冲、板块消减作用无关,斑岩铜矿还可产于碰撞造山带,甚至是在陆内环境。相比之下,不同构造背景下形成的斑岩铜矿床含矿岩浆、成矿物质来源、矿床成因等方面存在一定差异与共性。综述了目前斑岩铜矿研究内容中的关于构造背景的一些重要观点和几个重要进展,对比了不同构造背景下形成的斑岩铜矿床的含矿岩浆、蚀变矿化、成矿流体等方面的共性与差异,以期对斑岩型矿床的成因与找矿提供一定的线索。     

岩浆热液出溶和演化对斑岩成矿系统金属成矿的制约

岩浆热液过渡阶段对于与岩浆热液有关矿床的形成非常重要。以往的研究多侧重于岩浆结晶阶段和低于固相线的热液阶段过程和演化 ,但对于流体从熔体出溶到熔体最后固结过程的理解却很有限。基于流体包裹体冷热台研究、单个流体和熔体包裹体原位无损成分分析技术 ,并结合挥发份和成矿元素在共存相间分配的实验和质量平衡计算模拟 ,岩浆热液出溶和演化对金属成矿制约的研究取得了很大进展。文中从岩浆中挥发份的出溶和演化、成矿元素在岩浆热液过渡体系各相之间的分配、斑岩矿床成矿流体及与金属成矿的关系、浅成热液矿床成矿流体及与金属成矿的关系几个方面进行了阐述。研究表明 :( 1)岩浆熔体不仅含有足够的挥发性组分 ,而且出溶的挥发份能够被圈闭在流体包裹体中而成为岩浆出溶热液的实物证据。 ( 2 )挥发份和成矿元素不仅在岩浆熔体和出溶的溶液间分配 ,还将在熔体与盐水溶液、熔体与气相以及盐水溶液与气相间进行分配。Cu在岩浆蒸气中比在共存的熔体中要富集数百倍 ,而Cu ,As,Au(可能作为HS配合物 )则偏向于分配进入与液体相共存的蒸气相中。 ( 3 )成矿元素在熔体 /溶液间的分配系数受控于熔体中初始水含量与饱和水含量之比值和岩浆熔体与共存出溶水溶液的w(Cl) /w(H2 O)和w(F) /w(Cl)比值。 ( 4 )斑岩     

Magmatic Fluid Inclusions from the Zaldivar Deposit, Northern Chile: The Role of Early Metal-bearing Fluids in a Porphyry Copper System

Abstract. The occurrence of a distinct type of multi-solid, highly-saline fluid inclusions, hosted in igneous quartz phe-nocrysts from the Llamo porphyry, in the Zaldivar porphyry copper deposit of northern Chile is documented. Total homoge-nization of the multi-solid type inclusions occurs at magmatic temperatures (over 750C), well above the typical temperatures of hydro thermal fluids (less than 600C) usually recorded in porphyry copper systems. The analysis of this type of fluid inclusions, using a combination of non-destructive microthermometry, Raman and PIXE techniques and the identification of daughter minerals by SEM method, indicates that the trapped fluid was a dense, complex chloride brine in which Cl, Na, K, Fe, Cu, and Mn are dominant. The high chlorine and metal contents indicate that the metals were separated from the crystallizing magma as homogeneous aqueous chloride-rich solutions that represent the primary magmatic fluids exsolved at high temperatures and depth during the crystallization of the parental intrusive.
The multi-solid type inclusion illustrates the mechanism by which ore components are sequestered from the crystallizing parental magma and concentrated in the exsolved magmatic aqueous fluids. These fluids are significant with respect to the origin of porphyry copper deposits, as they are responsible for the first enrichment of metals and represent the precursors of metal-bearing hydrothermal fluids in a porphyry copper system.     

金沙江-红河富碱侵入岩带斑岩型铜、金矿床的成矿流体研究

对金沙江–红河富碱侵入岩带内的玉龙、北衙、铜厂–长安冲三个斑岩型铜、金矿床的流体包裹体进行了详细研究。三个矿床成矿阶段的流体包裹体类型主要有H_2O-NaCl气液两相包裹体,含钠盐、钾盐/方解石、金属子晶多相包裹体以及H_2O-CO_2包裹体。成矿期流体均一温度多在250~500℃之间,高者可达650℃及以上,盐度多在10%~50%NaCleq之间,成矿流体都具有高温、高盐度、富K、富CO_2的特点,显示典型的岩浆热液特征。并且,单个流体包裹体的成分分析也显示流体中除含有较高的成矿元素Cu、Mo、Pb、Zn等外,还含较高的K、Rb、Sr等元素,进一步证明成矿流体源自岩浆分异流体,且经历过从高温高盐度到高温中低盐度的演化。结合该区流体包裹体中广泛存在沸腾包裹体群的事实,进一步证实沸腾作用在斑岩型矿床中的普遍存在,并且说明其很可能是这些矿床金属元素沉淀的重要机制。     

斑岩型和浅成低温热液型矿床成矿流体与找矿预测研究:以华南若干典型矿床为例

斑岩型和浅成低温热液型矿床是全球铜、钼、金、银的主要来源之一,具有重要经济价值。这两类矿床之间通常存在紧密的时空关系,对其成矿流体性质和演化的解剖不仅有利于探究金属沉淀机制,也有助于揭示两者之间的内在成因联系。本文在综述国内外重要研究前沿基础上,以中国华南富家坞斑岩型铜钼(金)矿、桐村斑岩钼矿,以及邱村和安村浅成低温热液金矿为例,系统总结了斑岩型和浅成低温热液型矿床流体特征、演化规律和金属沉淀机制、探讨了从斑岩型到浅成低温热液型流体演化的“气相迁移”模型,并以福建紫金山铜金矿床为例,介绍了应用流体填图进行找矿预测的实例。     

德兴斑岩铜矿田两类伊利石的存在及其在蚀变分带中的意义

德兴斑岩铜矿田内存在两种成因类型的伊利石：一是特征的热液蚀变矿物,它是在热液流体 作用过程中斜长石、云母类矿物通过伊利石化过程形成的,其结晶度(IC)和膨胀层含量受携 带矿质的热液流体量控制;二是浅变质作用自身的产物,其结晶度远较小于前者,具2M1 多型,且不含膨胀层,是原始蒙皂石完全伊利石化形成的。作者发现,在斑岩体和接触带内 ,伊利石结晶度小的部位,蚀变程度强,矿化品位也高。     

江西银山多金属矿床高盐度包裹体及其成因意义

流体包裹体岩相学和显微测温学研究表明，银山矿床石英斑岩和金金属矿床中都发现须含石盐的高盐度流体包裹体，表明至少在成矿作用的早期成矿流体为高盐度流体，高盐度流体不是由热水溶液的不混溶作用或沸腾作用形成的，而是直接从饱和水的结晶岩浆熔体中出溶的，银山矿床的成矿流体与斑岩铜矿的成矿流体具有相似性，证实矿床深部可能有隐伏斑岩铜矿。     

深源富碱硅热流体与斑岩铜矿含矿斑岩体的成因联系及流体包裹体、斑晶结构证据

通过中国几个主要斑岩铜矿含矿斑岩体中斑晶结构及斑晶中流体包裹体的详细研究得出 :斑岩体中的斑晶具明显的包含、筛状、间隙、聚合及次生加大等变斑晶结构。斑晶 (石英 )中流体包裹体具有饱和及过饱和盐水蒸气沸腾流体包裹体组合的特征 ,缺乏熔融包裹体。该沸腾流体包裹体组合(全岩 )中过饱和盐水包裹体占 2 9% ,饱和盐水包裹体占 2 % ,不饱和盐水包裹体占 4 5 % ,气相包裹体占 2 4 %。根据饱和盐水包裹体的均一温度确定斑晶的形成温度区间为 3 11～ 4 0 7℃。流体包裹体的成分主要为H2 O ,CO2 ,K+,Na+,Cl-,SO2 -4等 ,从而进一步论证了斑岩铜矿中含矿斑岩体并非岩浆直接结晶的产物 ,而很可能是由深部富K ,Na ,Si的热流体交代或局部熔融上部含Cu硅酸盐地壳的结果。