透岩浆流体成矿理论的应用 -以云南马厂箐铜多金属矿床成矿作用为例

[摘要]马厂箐铜钼金多金属矿床是西南三江地区的重要矿床之一,对其成因迄今存在争议。本 文报道了新的观测资料,结合前人的研究结果,试图以透岩浆流体成矿理论为指导解释马厂箐矿床的成 因。透岩浆流体成矿作用是罗照华等(2009)提出的一种与国内外矿床学界内生矿床成矿理论主流见解 不同的新理念和新见解。马厂箐铜、钼、金成矿与马厂箐小岩体空间上紧密相伴,时间上相近或稍晚。 马厂箐矿区岩体和矿脉S、C、Pb、H、O、Si 和He、Ar 同位素数据表明:铜、钼矿的成矿物质主要来源于深 部地幔流体(透岩浆流体),金矿成矿物质由深部地幔流体(透岩浆流体)和围岩地层共同提供。马厂箐 的小岩体既有幔源岩石(如煌斑岩),又有壳源岩石(如花岗斑岩),而原生流体则均来自地幔,流体与岩 浆来源的不一致性暗示了透岩浆流体的性质;马厂箐矿床的时空展布特征与透岩浆流体成矿理论的预 测相一致,比传统岩浆热液成矿理论更好地解释了矿床成因;马厂箐矿床是透岩浆流体成矿作用的产 物,主要与区农小岩体群有关,斑状花岗岩体仅仅起着含矿流体的屏蔽作用。马厂箐铜、钼、金多金属矿 是在同一能量驱动机制下,岩浆热压力和地幔流体内压力可能驱动含矿流体在不同的位置上堆积不同 种类的金属,从而在含矿流体通过的路径上发生不同性质的成矿作用,并形成一系列不同类型的矿床, 其铜、钼、金多金属成矿过程可以全部归属为透岩浆流体成矿体系。     

滇西马厂箐钼铜金矿床深部地质过程的系列成矿效应

[摘 要] 马厂箐钼铜金矿床是金沙江-哀牢山断裂带上与喜马拉雅期富碱斑岩有关的典型矿床之一,其成矿作用具有特殊性。本文应用透岩浆流体成矿理论,重点探讨了马厂箐钼铜金矿床深部地质过程中成岩与由地幔流体作用引发壳幔混染并形成系列成矿的关系。通过对马厂箐矿床成岩成矿时代的厘定、岩矿石稀土和微量元素、稀有气体及Pb-Sr-Nd 同位素研究,论证了成矿流体和岩浆流体均来自于富集地幔,这种成矿流体是包含于富碱岩浆并与其互不混溶的地幔流体。在上升运移过程中,地幔流体可随富碱岩浆的结晶成岩过程对岩体进行同步自交代蚀变而在斑岩体内或其深部形成矿床;也可与岩浆分离而独立运移,在岩体与围岩的接触带及地层围岩中进行交代蚀变成矿。在这一成岩成矿过程中, 引发并促进壳幔物质混染和叠加成矿,由此导致了马厂箐矿区成矿分带表现为从岩体到围岩、从高温到低温的不同矿种和不同类型的系列成矿效应。     

云南省马厂箐铜钼金多金属矿床地质特征及成矿规律

马厂箐铜钼金多金属矿床位于云南省祥云、弥渡、大理三市县接壤部位,是金沙江-哀牢山构造带上典型的与喜马拉雅期富碱斑岩有关的矿床之一。富碱斑岩体内发育斑岩型铜钼矿化,岩体与围岩接触带产出接触交代型铜钼矿化,围岩地层中则产出浅成低温热液型金、铅、锌矿化。下奥陶统向阳组一套碎屑岩和下泥盆统康郎组灰岩与铜钼金成矿关系密切。铜钼矿的成矿物质主要来源于地幔或岩浆流体,金矿成矿物质由岩浆和围岩地层共同提供。区内喜马拉雅期的富碱斑岩与铜钼金成矿成矿关系密切,不仅提供了成矿金属物质,而且还提供了成矿流体和成矿动力。伴随马厂箐岩体侵入而形成的一套岩浆侵入接触构造体系是矿区的主要控矿构造。富碱斑岩体与围岩的北接触带和东接触带是铜钼矿找矿的主攻区域;下奥陶统向阳组碎屑岩和下泥盆统康郎组灰岩中构造破碎带,是找金矿的主要方向。     

滇西马厂箐多金属矿床系列成矿的深部过程与壳幔混染成因机制

滇西地区是青藏高原东缘非常活跃的新生代陆内变形区。自晚新生代以来,由于印度-亚欧板块碰撞和青藏高原整体快速抬升,该区金沙江—哀牢山断裂(缝合)带中局部由挤压转为拉张,出现断陷盆地,并随地幔上拱和岩浆喷发,特别是富碱岩浆和地幔流体沿深大断裂带上侵及引发的构造-岩浆活动,导致大量新生代富碱侵入     

云南马厂箐铜多金属矿床的成岩成矿时代及成矿动力学背景

云南马厂箐铜多金属矿床是西南三江成矿带上著名的与喜马拉雅期富碱斑岩有关的典型矿床。与铜、钼、金等多金属成矿关系密切的马厂箐富碱斑岩为一复式岩体,存在多期次岩浆侵入活动,早期岩浆活动始于54～56 Ma,中期岩浆活动时间为45～49 Ma,晚期岩浆活动最强烈,发生在29～37 Ma,末期岩浆活动时间为23～25 Ma。采用辉钼矿Re-Os测年法,对马厂箐矿床的斑岩型铜钼矿石进行了精确测年,获得斑岩型铜钼矿石Re-Os模式年龄（35.3±0.7）Ma。利用⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素方法对乱硐山地段矽卡岩型铜钼矿石和人头箐地段蚀变岩型金矿石中热液白云母进行同位素定年,得到矽卡岩化矿石中白云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄为（35.25±0.36） Ma,等时线年龄和反等时线年龄分别为（35.0±1.8） Ma和（34.8±1.9） Ma;蚀变岩型金矿石中白云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄为（35.35±0.32） Ma,等时线年龄和反等时线年龄分别为（34.44±0.99） Ma和（34.4±1.2） Ma。证明马厂箐斑岩型铜、钼、金多金属矿形成于同一成岩成矿地质事件,成矿作用主要与矿区晚期富碱岩浆活动关系密切,其形成的地球动力学背景应处于印度大陆与欧亚大陆发生碰撞造山之后的晚碰撞走滑阶段,总体上属于西南三江地区第一次成矿高峰期,即斑岩型Cu-Au成矿高峰期（65～35 Ma）。     

云南省马厂箐Cu-Mo-Au多金属矿集区成矿系统

马厂箐地区是滇西成矿带内一个典型的与喜马拉雅期富碱侵入岩有关的斑岩型铜-钼-金多金属矿集区,发育有斑岩型钼铜、接触交代型铜钼(金)和热液脉型金银铅锌等多种类型矿化。其矿化和蚀变类型及成矿元素组合,在空间上具有明显的以岩体为中心的分带性;岩浆活动与铜钼金成矿作用具有同时性。这3种矿化类型的形成受控于马厂箐斑岩岩浆系统,该岩浆系统提供了成矿的物质、流体和动力。文章在分析成矿证据的基础上,通过对成矿系统结构的剖析,认为正是马厂箐岩体所提供的热动力条件促使从岩浆体中分异出来的成矿流体由岩体向外运移,随着岩体内构造裂隙、接触带构造以及围岩中破碎带等成矿物理化学条件的改变,在不同的边界条件下发生了不同性质的成矿作用,形成了不同的蚀变和矿化类型及成矿元素组合,总体显示出,随着热液成矿作用的进行,矿化由斑岩体向接触带和围岩推进,成矿由高温向低温的演化趋势。马厂箐铜-钼-金多金属矿集区成矿系统的建立,将对滇西成矿带内其他矿集区的成矿理论研究和找矿勘查实践具有借鉴和指导意义。     

滇西马厂箐复式岩体岩浆混合作用:岩石学与地球化学证据

滇西马厂箐铜矿区含矿斑岩体中的暗色包体与其寄主富碱花岗斑岩具有相似的地球化学的特征。寄主花岗斑岩Si O2含量为65.10%~70.60%,Al2O3为14.65%~17.55%,Mg O为0.80%~1.70%,Ca O为0.43%~1.92%,Na2O+K2O为8.25%~12.23%。受混染包体Si O2为62.50%~77.30%,Al2O3为10.00%~15.70%,Mg O为0.75%~3.82%,Ca O为0.86%~2.15%,Na2O+K2O为7.68%~10.22%。二者稀土配分曲线都是典型的右倾型配分模式,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土、亏损重稀土。寄主岩具有高Sr(392.00×10-6~919.00×10-6)、低Y(10.10×10-6~17.10×10-6)、低Yb(1.00×10-6~1.40×10-6),高Sr/Y(33.24×10-6~104.43×10-6)、高(La/Yb)N(36.08×10-6~89.09×10-6)特点;暗色包体也具有高Sr(314.00×10-6~652.00×10-6),低Y(7.20×10-6~15.10×10-6)、低Yb(0.60×10-6~1.50×10-6)特征。通过对混染MME地球化学特征分析,结合前人对未混染或弱混染包体的研究资料,提出马厂箐复式岩体和其中的MME可能与该地区地幔玄武岩的底侵作用有关,而这种玄武岩底侵导致的不同岩浆混合作用可能是马厂箐铜矿的部分成矿条件。     

云南祥云马厂箐富碱斑岩体的地球化学特征

云南祥云马厂箐岩体是马厂箐铜钼矿的主要赋矿围岩,处于扬子板块西缘与北西向的金沙江-哀牢山深大断裂带东侧交汇部位,属于哀牢山-金沙江富碱侵入岩带的组成部分.马厂箐岩体主要为花岗斑岩、二长斑岩和正长斑岩.岩石富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、Th和U)和轻稀土元素(LREE)、相对亏损高场强元素(Ta、Nb和Ti),且Ta、Nb和Ti具"TNT"负异常;LREE/HREE值为8.04～23.99,8Eu值为0.72～0.88,负Eu异常不明显.岩石的La/Yb和(La/Yb)N比值高,LR/HR、La/Sm和Ce/Yb变化较大.岩体的岩浆起源于壳一幔物质混合的一种所谓EM Ⅱ型富集地幔源;其壳幔混合特征,主要是俯冲进入上地幔的地壳物质与地幔物质发生了源区混合作用的结果;形成于碰撞后的板内构造环境.     

马厂箐斑岩型铜钼金多金属矿床构造控岩控矿作用

滇西特提斯构造域存在一系列铜钼金铁多金属斑岩型矿床,这类矿床的成矿作用与本区富碱斑岩体(浆)的侵入、演化有关。以往的研究侧重于成矿物质的来源,但对岩浆侵入过程中形成的局部容矿构造的研究相对薄弱,这不利于提高矿床成因研究的整体水平,也阻碍了该区的地质找矿。本文旨在对马厂箐矿区容矿构造体系研究,揭示岩浆侵入接触构造体系对成矿的控制作用。该矿区是一个铜钼金铁多金属成矿集中区,成矿在时间、空间和物质组成上主要与喜马拉雅期的马厂箐富碱斑岩体有密切关系。由于岩浆侵位的方式、强度、规模等方面的原因,在岩体内、岩体与围岩内外接触带、近接触带围岩中的层间滑脱带和远接触带的围岩中的引张裂隙带等多种岩浆侵入接触构造样式,并为与岩浆作用成矿有关的成矿系列提供有利的成矿场所,分别控制着岩体内斑岩型铜钼矿、岩体与围岩接触带附近的接触交代型铜钼金磁铁矿和围岩地层中的石英脉型、破碎蚀变岩型的金、银、铅锌等矿化类型,并表现出从高温到低温的演化序列。岩浆侵入接触构造体系是该区主要的控岩控矿构造。     

云南马厂箐富碱斑岩埃达克岩性质的厘定及其成矿意义

马厂箐复式岩体SiO2含量变化于61.56%～71.63%,平均67.30%(≥56%);Al2O3含量变化于13.38%～17.18%,平均15.44%(≥15%);K2O含量变化于3.36%～8.92%,平均5.35%;K2O+Na2O变化于7.75%～11.55%,平均9.08%;K2O/Na2O变化于0.65～4.00,平均1.49,明显具有高钾钙碱性或钾玄岩系列特征;MgO含量变化于0.40%～4.59%,平均1.11%,在R1-R2图解中处于造山晚期和同碰撞期岩浆岩的范围内.地球化学特征显示高场强元素HFSE(Nb、Ta、Ti)相对亏损,Sr含量高(337×10-6～718×10-6),Y主要集中在6.2×10-6～15.8×10-6之间(≤18×10-6),Yb含量变化于0.20×10-6～1.63×10-6之间(≤1.9×10-6),轻重稀土元素强烈分异,且具有明显的轻稀土元素富集的特点,LREE/HREE变化于8.02～24.01,Sr/Y变化于40.5～57.4之间,平均48.2(＞40),La/Yb变化于17.5～105.8之间,平均43.4(＞20),Sc含量变化于2.5×10-6～7.9×10-6之间(＜10×10-6);δEu 变化于0.81～1.38之间,显示出埃达克岩的地球化学特征.马厂箐岩体属于C型埃达克岩中的钾质埃达克岩.马厂箐岩体埃达克岩性质的厘定及其与同一成矿带上的玉龙斑岩体具有相似地球化学特征和形成环境的认识,对于该区地质找矿具有一定的意义.     

滇西保山地块金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫铅同位素特征与成矿物质来源示踪

滇西金厂河铁铜铅锌多金属矿床位于保山地块北部,是"三江"多金属成矿带内典型矿床之一。对该矿床开展硫铅同位素示踪研究,探讨成矿物质来源,并结合构造背景和成矿时代分析了矿床成矿机制。样品测试结果表明,矿石中硫化物的δ34S值为+2.5‰~+11.1‰,平均值为+5.65‰,硫同位素来源为深部幔源岩浆和岩浆上侵混染壳源物质形成的多种硫源同位素组合;矿石矿物铅同位素组成中206Pb/204Pb为18.167~18.497,207Pb/204Pb为15.668~15.779,208Pb/204Pb为38.554~38.997,铅同位素总体较稳定,显示壳幔混染特征,以上地壳铅为主,可能来源有深部侵入岩浆及赋矿围岩。由矿床成矿物质来源表现出的多源、深源-浅源的特征推测,与成矿有关的中酸性岩体隐伏在区域深部。     

云南澜沧老厂大型银多金属矿床碳、氧同位素组成及其意义

文章系统研究了老厂矿床的碳酸盐围岩和成矿方解石的碳、氧同位素组成.研究表明,相对于区域地层,矿区碳酸盐岩围岩普遍亏损18O;成矿方解石的碳氧同位素总体上具有明显的正相关性,这些特征表明成矿流体与围岩发生了大规模的水岩反应.文章初步建立了水岩反应的理想模式,根据该模式进一步将成矿方解石划分为矿体中心相和边缘相2组.水岩反应理论模拟表明:总体上成矿流体中的可溶性碳以H2CO3为主,中心相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-5.5‰和+4‰,具有典型深部岩浆流体的特征;边缘相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-1.5‰和+4‰,代表了深部岩浆流体与下渗天水共同交代碳酸盐岩围岩后的碳、氧同位素特征.     

内蒙古大井铜锡多金属矿成矿物质来源及成矿作用探讨

大井铜锡多金属矿以矿床规模大、伴生元素多、矿脉展布窄而密集、品位较高而著称。但是,矿区范围勘探并没有发现燕山期岩体,矿床成因众说纷纭。笔者从幔枝构造视角研究认为,矿区位于大兴安岭幔枝构造核部,地幔热柱多级演化沟通了深部含矿流体,并沿途萃取部分成矿物质,在有利的成矿构造裂隙中集聚成矿。而成矿控矿裂隙的方向性则与成矿阶段区域构造应力场密切相关。至于在矿区内部的Sn、Cu、Au、Ag、Pb、Zn成矿元素的分带性,应与成矿作用及成矿物质结晶温度有关,结晶温压条件较高的Sn、Cu、Au等元素矿化多位于矿区中部,而结晶温压条件较低的Ag、Pb、Zn等元素矿化则多位于矿区的外围。     

云南马厂箐岩体中深源包体特征及其锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

马厂箐岩体属于滇西富碱侵入岩的重要组成部分,在马厂箐岩体中发现了镁铁质暗色深源包体,这对于研究滇西富碱侵入岩带的起源、演化、成岩成矿作用以及区域地球动力学机制具有重要意义。本文基于对深源包体地质特征研究,通过开展LA-ICPMSU-Pb锆石定年,得到花岗斑岩中镁铁质深源包体锆石U-Pb加权平均年龄为35.13±0.23Ma(MSWD=0.64),与其寄主岩花岗斑岩年龄(35.0±0.2Ma)和(似)斑状花岗岩年龄(33.78±0.21Ma)较为一致,结合深源包体及其寄主岩锆石的Th/U比值及Ti温度计特征,证明了包体的岩浆混合成因。分析认为:马厂箐富碱侵入岩体为壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物;包体与其寄主岩具有相同或相似的岩浆演化过程;35Ma左右存在幔源岩浆的底侵注入,幔源岩浆的注入混合可能是这套岩浆成矿的关键。     

滇中小水井金矿床成矿流体地球化学及成因类型探讨

小水井金矿床赋存于哀牢山造山带红河断裂东缘韧-脆性剪切构造破碎带中,容矿岩石为砂泥岩、灰岩之角砾岩、碎裂岩。硫、碳同位素研究表明,流体中碳、硫来自深部或地幔;氢、氧同位素组成则显示成矿热液主要为天水下渗及地下水循环从流经岩石获得物质而形成的混合热液流体。矿物中流体包裹体类型以气-液相为主,少量气相出现。矿石中的石英流体包裹体液相成分阳离子以Na+、K+为主,Na+/K+比值为3.056~4.940;阴离子以Cl-、SO24-为主,且Cl->SO24->F;气相成分以H2O、CO2为主,间有CH4、CO出现,属H2O-CO2-NaCl体系。主要成矿阶段流体包裹体均一温度集中于180~260℃之间,成矿深度约为1.0 km,流体密度0.65~0.9 g/cm3,流体盐度w(NaCleq)1.74%~9.08%,平均5.33%。小水井金矿床属于浅成条件下,由中低温、低盐度、低密度的混合热液流体在韧-脆性剪切构造带中形成的金矿床,其地质-地球化学特征与造山型金矿相似,成因类型应归属于浅成造山型金矿床,工业类型为构造蚀变岩型金矿。矿床的形成经历了金元素初始富集形成矿源层、成岩期后剪切-逆冲推覆构造活动过程中的构造-热液作用富集成矿、中酸性岩浆沿剪切构造带及裂隙系统侵入活动形成的含矿热液叠加富集、表生氧化-淋滤再富集时期等成矿过程。