西藏雄村大型铜金矿床的特征、成因和动力学背景

详细的蚀变矿化特征剖析揭示,雄村矿床的矿化样式可明显地区分为两种类型,即早期的细脉浸染状Cu-Au矿化和晚期的脉型金(银)-多金属矿化。早期细脉浸染状矿化的蚀变组合为:(钠长石化)-钾硅酸盐蚀变(局部)-红柱石化-广泛的绢英岩化-绿泥石化(青磐岩化?);晚期脉型金(银)-多金属矿化蚀变组合为:强烈硅化-绿泥石化-高岭石化。蚀变矿化组合、流体包裹体测试结果及稳定同位素(H、O、S)组成揭示,早期细脉浸染状Cu-Au矿化可能属于未发育成熟的斑岩型矿化,晚期脉型金(银)-多金属矿化为介于高硫型与低硫型之间的过渡型浅成热液矿化。雄村矿床可能为一套生矿床,是未发育成熟的斑岩型矿化与浅成热液型矿化套生的产物;成矿流体组成上的一致性,表明套生的两期矿化可能属于同一热液体系的两个连续的矿化阶段,只是在两个矿化阶段成矿环境发生了较大改变。热液绢云母40Ar/39Ar测年和似伟晶岩脉中的钾长石K-Ar测年,表明雄村成矿系统形成于47.62±0.7Ma~38.11±0.9Ma间,与喜马拉雅—青藏高原造山带52~40Ma间歇性松弛或N-S向伸展有关;但雄村矿床的最终套生定位,与造山带40~38Ma间的强烈挤压隆升有关。     

兰坪盆地白秧坪铅锌铜银多金属矿床:成矿年代及区域成矿作用

针对沉积岩容矿铅锌矿床的定年难题,选用闪锌矿的Rb-Sr法和成矿阶段方解石的Sm-Nd法,对白秧坪铅锌铜银多金属矿床3个矿段(吴底厂、李子坪、富隆厂)分别测定,取得了较好的定年效果。测得白秧坪铅锌多金属矿床的铅锌成矿年龄为30~29Ma,而且3个矿段结果可互相印证。进而通过成矿年龄的探讨,认为矿区发生过2次矿化事件,一期为以铜为主的矿化,发生于古新世末-始新世初期,印度板块-欧亚板块强烈挤压后的应力松弛阶段成矿;另一期是以铅锌为主的矿化,发生于30~29Ma,对应于始新世末-渐新世早期挤压后应力松弛阶段。两期矿化事件在上千千米的"三江"成矿带上普遍存在,但在不同部位铅锌成矿时代略有不同,印度板块的东北角首先对接欧亚板块,位于岬角处正碰位置铅锌成矿要稍早于两侧的铅锌矿化事件。     

滇西北北衙金多金属矿田的成岩成矿作用:对印-亚碰撞造山过程的响应

北衙金多金属矿田是藏东-金沙江-哀牢山新生代富碱斑岩成矿带中南段的代表性矿床之一,发育一个与富碱斑岩密切相关的金多金属成矿系统.本文较为系统地分析了矿田内的成岩成矿作用特征及其演化过程,并探讨其与印-亚碰撞造山过程的响应关系.富碱斑岩具有埃达克岩的地球化学亲合性,其源区是喜马拉雅期印-亚碰撞造山造成的软流圈向东挤出江聚使大规模走滑断裂活化,诱发玄武质下地壳部分熔融的壳幔过渡层,成岩年龄可分为第一期(65～59Ma)、第二期(36～32Ma)、第三期(26～24Ma)和最晚期(3.8～3.6Ma)等4期,其中第二、三期与富碱岩带北段的两期岩浆集中活动时期基本吻合,形成的斑岩对金多金属成矿较为有利.区内金多金属矿床可划分为三个矿床类型和七个矿床亚类,即与喜马拉雅早-中期斑岩有关的金多金属矿床(Ⅰ),包括接触带夕卡岩型、斑岩型和热液充填型(及熔浆型)金多金属矿床;与喜马拉雅第三期斑岩有关的金多金属矿床(Ⅱ),包括爆破角砾岩型和叠加热液改造型金多金属矿床;以及与喜马拉雅期表生作用有关的风化堆积型金矿床(Ⅲ),包括古砂矿型和红色粘土型金矿床.Ⅰ、Ⅱ类型矿床受富碱斑岩及伴生的NE到NNE向断裂控制,赋存于富碱斑岩体内、内外接触带及其附近围岩的层间破碎带或构造裂隙带中,在成因和空间上与斑岩及隐爆角砾岩等密切有行关.成矿物质和成矿流体主要来源于地幔,围岩地层只是提供了成矿的空间,不同类型的矿体之间呈"贯通式"的时间和空间关系,构成了一个统一的喜马拉雅期富碱斑岩-热液型金多金属成矿系统.先期形成矿床明显受后期岩浆热液的叠加改造,但矿化分布和成矿元素组合仍表现为以斑岩为中心,存在CuAu(Mo)多金属→FeCuAuPbZn多金属→AuPbZnAg多金属的分带特征.从最早期含金铁矿床形成之后,原生金矿的次生富集和表生成矿作用就已开始,并形成不同成因类型的风化-堆积型金矿床.其中,古红色粘土型金矿床的成矿主要发生在始新世到渐新世,河-湖相古砂金矿床形成于23～5Ma期间,红色粘土型(残坡积型)金矿床可从始新世一直延续至今.通过与区域斑岩成岩成矿演化时序的对比,提出与藏东-金沙江-哀牢山斑岩成矿带上的众多矿床一样,北衙矿田内的成岩成矿作也是喜马拉雅期印-亚陆陆碰撞造山带成岩成矿作用在东南缘构造转换带的远程效应,记录了印-亚大陆碰撞造山的详细过程.因而,该矿田深部及外围地区,仍存在巨大的找矿潜力.盐源-丽江断裂带可能也是一条与藏东-金沙江-哀牢山斑岩成矿带联系密切而又相对独立的富碱斑岩成矿带.     

玉树地区东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

青海玉树地区的东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表,处于玉树逆冲推覆构造带的前锋带位置.本文利用单矿物闪锌矿和共生矿物组合黄铁矿与方铅矿Rb-Sr等时线方法以及共生矿物组合闪锌矿与黄铁矿Sm-Nd等时线方法测定东莫扎抓矿床的成矿时代为34.7～35.7 Ma,平均为35 Ma;利用单矿物闪锌矿和共生矿物组合闪锌矿与方铅矿Rb-Sr等时线方法以及单矿物萤石和共生矿物组合方解石与萤石Sin-Nd等时线方法测定莫海拉亨矿床的成矿时代为31.8～33.9 Ma,平均为33 Ma,表明2个矿床的成矿时代基本一致,为同期同源成矿作用的产物.结合区域成矿地质背景,建立了2个矿床的构造控矿模式.此外,本文获得的玉树地区典型铅锌矿床的成矿时代与"三江"南段兰坪盆地和"三江"北段沱沱河盆地铅锌矿床的成矿时代相近,证明青藏高原东部和北部受逆冲推覆控制的长达1 000 km的狭长地带有望成为一条巨型Pb-Zn成矿带.     

印度-亚洲大陆碰撞成矿作用主要研究进展

"印度-亚洲大陆主碰撞带成矿作用"973项目(2002～2008年)以青藏高原为研究对象,以构建大陆碰撞成矿理论体系为总体科学目标,经过70多位科技人员历经5年研究,取得了重大研究成果.笔者初步总结了项目在成矿动力学背景、壳/幔深部过程、大陆成矿作用及战略新区预测等方面的研究进展.项目详细再塑了青藏高原碰撞造山过程,创新性提出了碰撞造山二阶段演化模式,即主碰撞聚合(65～41 Ma)、晚碰撞转换(40～26 Ma)、后碰撞伸展(25～0 Ma)二阶段连续演变历程,发现主碰撞期发牛岩浆大规模底侵与地壳垂向增生,晚碰撞期出现地幔物质测向流动与幔源钾质岩浆组合,后碰撞期出现岩石圈减薄与伸展岩浆组合.伴随碰撞过程,应力场出现自挤压(压扭)到伸展(张扭)交替更迭变化.综合研究提出了青藏高原碰撞造山地球动力学模式.创新性地提出了大陆碰撞成矿理论体系新框架,包括三大碰撞成矿作用(主碰撞汇聚成矿作用、晚碰撞转换成矿作用和后碰撞伸展成矿作用)、10种重要的成矿系统和12种大陆特色的矿床类型,揭示了大陆碰撞带的区域成矿规律.初步提出了以大陆型斑岩铜矿新理论为代表的5类矿床成矿新模型,揭示了大陆碰撞带金属成矿机制.在系列地质、矿产综合编图和数据库建没基础上,提出了成矿预测新思路和新方法,提交了7处找矿战略新区,并在若干靶区取得找矿突破,探索出一条科研带动勘查突破、勘查提升理论认识的新路.     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景.目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS),与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点.本研究团队近年来建立了MC-ICP...     

峨眉火成岩省地幔热柱的主要元素及Cr、Ni地球化学特征

峨眉山玄武岩省晚古生代镁铁超镁铁岩可分为苦橄岩—橄榄玄武岩系和玄武岩系等两个岩石系列。它们的常量及微量元素特征均存在区别,这些区别可以通过对比两个岩系的Ni与Cr、MgO、Al2O3的相关关系加以明确。据此估算了峨眉火成岩省地幔、地幔热柱不同部位主元素、Mg#值和Cr、Ni含量,推算出成分接近原始岩浆的玄武岩、苦橄岩类和橄榄岩类分别为地幔7%～15%、25%～40%和 >50%的部分熔融产物。     

青藏高原巨厚地壳：生长、加厚与演化

大陆地壳约占地表面积的40%, 其成因与生长, 是一个关乎人类生存和资源供给的基础地学问题。人们普遍认为, 大洋俯冲通过岛弧拼贴和幔源岩浆底侵形成造山带新生陆壳,大陆碰撞过程只对现存地壳进行再造,不产生新生地壳。青藏高原经历古/新特提斯大洋俯冲和印 亚大陆强烈碰撞, 拥有全球最厚的陆壳(65~80km), 是研究大陆地壳的形成、生长、加厚、演化与保存的天然实验室。我们研究表明, 古/新特提斯大洋的相继俯冲消减, 产生多期次的幔源镁铁质弧岩浆(270~66Ma), 在弧地壳下部底侵和上部侵位, 导致地壳侧向加积和垂向生长并加厚约10km。在同(软)碰撞期(65~41Ma), 印度大陆岩石圈俯冲导致俯冲前缘的洋壳板片回转和断离, 诱发软流圈地幔熔融及其幔源岩浆上升侵位, 在冈底斯碰撞带形成新生地壳, 并导致地壳加厚6~9km。在晚(硬)碰撞期(40~26Ma), 冈底斯碰撞造山带内不同地壳块体(地体)间发生逆冲叠覆, 导致中深层次地壳缩短加厚10~20km; 在碰撞带的后陆区, 印度大陆岩石圈地幔俯冲诱发软流圈沿地幔通道上涌, 侵蚀和吞噬地幔岩石圈, 并诱发其部分熔融, 向地壳注入大量幔源镁铁质岩浆, 形成新生地壳, 维持高原生长。在后碰撞期(<25Ma), 碰撞带和后陆区均发生地壳伸展与有限减薄, 伴有新生地幔组分少量注入和高原陆表强烈剥蚀。粗略估计：形成并保存于大陆碰撞造山带的新生地壳量占整个陆壳的28%, 大洋俯冲与大陆碰撞分别为青藏高原贡献了75%和25%的新生地壳。我们提出, 青藏高原巨厚地壳的形成发育, 实际上是幔源岩浆向地壳注入添加与中下地壳缩短加厚连续或交互作用的结果。伴随大洋俯冲与大陆碰撞, 巨厚地壳物质组成发生以新生地壳形成和古老地壳再造为特征的动态演变。镁铁质新生下地壳的大规模重熔与长英质岩浆大量侵位可能是巨厚地壳长英质化的主要机制。     

再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用

本文在综述斑岩铜矿(PCDs)最新研究进展基础上,结合最新资料,重点阐释了中国大陆非弧环境PCDs的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆-流体系统演化、成矿金属(Cu,Au,Mo)和H₂O来源及富集过程。中国大型PCDs除少量产于岩浆弧外,主要产于碰撞造山环境的构造转换和地壳伸展阶段、陆内造山环境的岩石圈伸展和崩塌阶段以及活化克拉通的边缘及内部。这些非弧环境成矿斑岩多呈彼此孤立的近等间距分布的岩株或岩瘤产出,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学亲和性。成矿岩浆主要起源于加厚的镁铁质新生下地壳或拆沉的古老下地壳,少数起源于遭受早期俯冲板片流体/熔体交代改造过的富集地幔。大陆碰撞和陆内俯冲引起的地壳大规模增厚和紧随其后的板片撕裂、断离、岩石圈拆沉和软流圈上涌,是形成这些成矿岩浆的主要动力机制。与岩浆弧环境斑岩类似,非弧环境斑岩也相对富水(>4%H₂O)和高f(O₂)值(ΔFMQ≥+2),但H₂O不是来自俯冲板片,而是主要来自新生下地壳的角闪石分解或/和幔源富水超钾质岩浆水注入;金属Cu(Au)主要来自新生的镁铁质下地壳中含Cu硫化物的熔融分解,或者来自拆沉下地壳熔体与金属再富集的地幔岩反应,而金属Mo则主要来自具有高Mo丰度的大陆地壳。不论在岩浆弧还是非弧环境,成矿岩浆通常相对富集成矿金属(Cu,Au,Mo),但PCDs的形成并不要求成矿岩浆在初始阶段就异常富集金属组分,但要求金属硫化物相在岩浆流体出溶前没有从岩浆中饱和分离。浅成侵位的斑岩体(1~6 km)虽然可以出溶成矿流体,但大型PCDs通常要求成矿流体出溶自深部(侵位深度≥6 km)、有镁铁质岩浆持续补给的稳定大体积岩浆房。斑岩体可以分凝出不混溶的低盐度的气相和高盐度的液相,岩浆房则直接出溶出高温低盐度的富金属超临界流体。高盐度液相和低密度的超临界气相流体均可以迁移金属,伴随大规模热液蚀变,形成PCDs。     

“三江”古特提斯地幔热柱——洋中脊玄武岩证据

“三江”特提斯巨型造山带由４条板块缝合带和夹于其间的微陆块和弧地体构成。在古特提斯洋闭合而成的澜沧江和金沙江缝合带内，均发育典型的蛇绿岩－蛇绿混杂岩和洋岛玄武岩（ＯＩＢ）组合。ＯＩＢ集中产出于大洋的特定区段（２２０－２４０Ｎ──澜沧江洋；２４０－２７０Ｎ──金沙江洋），形成于洋壳（ＭＯＲＢ）顶部，并被浅水碳酸盐岩覆盖，ＯＩＢ主要岩石类型为苦橄玄武岩、夏威夷岩和钾质粗面玄武岩，三者具特定的空间配置与时间演变规律。根据三江地区ＯＩＢ时空展布规律、岩石组合特点、岩石地球化学特征、源岩化学估算及热幔柱实验成果，提出早古生代时期的澜沧江洋和金沙江洋岩石围下方分别出现地幔热拉，其直径约２００－２５０ｋｍ，具特定的不同于周围地幔的热－化学结构。地幔热柱的尾柱区高热物质熔融，产生苦橄质或苦橄玄武质熔浆，地幔热拉上涌，其冠形头部与周围地幔“混杂”而具化学分带，该区物质熔融，产生富Ｎａ和富Ｋ质ＯＩＢ。