滇西北普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩的对比:大数据研究的初步结果

云南格咱岛弧是西南三江构造-岩浆岩带中义敦岛弧的重要组成部分,位于义敦岛弧带的南端,是中国西部地区一个重要的铜铅锌多金属成矿带和印支期斑岩铜矿带,其中普朗斑岩型铜矿是印支期斑岩铜矿的典型代表。本文在前人研究基础上,采用大数据分析技术,对普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩进行了对比研究,得到506个元素组合,获得交叠率比值127765个。结果表明,普朗斑岩与全球埃达克岩的地球化学数据基本上重叠,具有与全球埃达克岩类似的特征;但Cu、Mo、Pb、Zn成矿元素明显超出全球埃达克岩的分布范围,REE和Ga与主元素的比值虽然在全球埃达克岩范围内,却显示了位于全球埃达克岩某个端元的现象。另外,与斑岩铜矿有关的埃达克岩分布于全球埃达克岩范围的局部,数据部分或大部分逸出了全球埃达克岩分布的范围,具有低Sr/Cu、Ta/Cu、Al/Mo、Mn/Zn、Mn/Cu、Mn/Mo以及Hf、K、Ti、P、Co、Th、Ca/Cu比值的特征,数据点偏离全球埃达克岩范围越远,蚀变与矿化作用越强烈,与铜钼成矿关系越密切。本文地球化学数据挖掘结果可以作为找矿标志来使用,这为普朗铜矿床深部及外围的地质找矿提供了新的科学依据。     

缅甸甘宝锡钨矿区花岗岩年代学、岩石成因及其地质意义

与东南亚锡矿带的形成紧密相关的晚白垩世—古新世花岗岩带广泛发育于缅甸地区, 然而有关花岗岩形成的动力学背景及时-空规律尚未形成统一认识。本文对缅甸甘宝矿区花岗岩进行了锆石U-Pb定年、岩石学和地球化学的综合研究。研究表明甘宝矿区岩体由黑云母二长花岗岩构成, 两件样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(64.0±0.69) Ma (n=25, MSWD=1.9)和(65.7±1.5) Ma (n=19, MSWD=3.8), 表明岩浆侵位形成于晚白垩至古新世早期。代表性岩石样品具有高SiO2(74.5%~77.2%)、高碱性元素(w(Na2O+K2O)=7.05%~8.48%), 为过铝质(A/CNK>1.11)和高钾钙碱性属S型花岗岩。岩石具“平坦型”REE配分模式和强烈负铕异常(Eu/Eu*=0.14~0.19), 微量元素原始地幔标准化图显示富集的大离子亲石元素(Rb、Th、U、K和Pb)和亏损的高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Ti)。高的初始87Sr/86Sr比值(0.732 2~0.744 6)和负的εNd(t)值(–7.51 ~ –6.95)以及TDM2年龄(1.55~1.51 Ga)表明, 岩浆的初始熔体起源于中元古界陆壳基底的部分熔融, 并经历了高程度分异结晶作用。甘宝矿区花岗岩体是属缅甸晚白垩世—古新世花岗岩带(90~60 Ma)的一部分, 均形成于板块俯冲引起的弧后伸展环境, 花岗岩体与钨成矿乃新特提斯洋壳东向俯冲期间的岩浆-成岩-成矿事件的具体表现。     

滇西镇康芦子园铅锌多金属矿床中蔷薇辉石的发现及找矿意义

滇西镇康芦子园矿床是保山一镇康地块上近年来新发现的超大型铅锌多金属矿床。野外地质调查发现,蔷薇辉石呈团块状、脉状出现于距地表近200m处,往深部数量增多,结晶颗粒变粗。铅锌矿与蔷薇辉石在空间上关系密切。蔷薇辉石越发育矿石品位愈高、厚度愈大。已有研究在成矿物质和成矿流体来源方面的认识存在分歧,矿床成因争议较大,从而影响成矿模式的建立和确定未来找矿方向。本文就对该矿床的成因具有重要指示意义的蔷薇辉石进行了专门报道。将对认识矿床成因和指导矿区深部找矿具有重要意义。     

云南格咱岛弧印支期岩浆作用的锆石年龄和铪同位素证据

详细的地球化学分析表明,普朗复式岩体侵入岩的SiO2含量为60.87%～65.86%,岩石富铝(Al2O3为12.57%～15.59%)、富碱(K2O+Na2O为4.66%～8.47%,K2O/Na2O=0.25～2.85,平均为1.27),具准铝质(A/CNK=0.76～0.98)的特点。富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(Nb、Hf、P、Ti),稀土总量中等(REE=(115.62～212.85)×10-6),无明显的δEu、δCe异常。这些岩石学特征表明,岩石属高钾钙碱性系列和准铝质的I型花岗岩。锆石LA-ICP-MS定年结果显示,石英闪长玢岩侵位于(220.5±3.2)～(220.8±4.1) Ma;石英二长斑岩侵位于(214.8±1.4)～(215.9±3.1) Ma,其锆石的εHf(t)值分别为-8.27～-3.1(平均为-5.58)和-6.64～-4.07(平均为-5.24),对应的二阶段模式年龄为1 107～1 409 Ma和1 175～1 319 Ma。在εHf(t)-U-Pb年龄图解中,所有样品均落入球粒陨石线以下,距同时期亏损的地幔演化线距离较远。岩石地球化学特征及Hf同位素组成表明,普朗复式斑岩体的形成不可能单纯源于中元古代时期基底变质岩的部分熔融,也有基性岩浆岩的部分熔融,这表明岩石的成岩过程有幔源组分的参与。     

滇西北休瓦促Mo-W矿区印支晚期和燕山晚期岩浆活动与成矿作用:来自锆石U-Pb年代学和地球化学的证据

本文首次在格咱岛弧休瓦促Mo-W矿区识别出印支晚期似斑状黑云母花岗岩,并确定其结晶年龄为200.93±0.65Ma,同时获得燕山晚期二长花岗岩结晶年龄83.57±0.32Ma;即首次在休瓦促Mo-W矿区内厘定出印支晚期和燕山晚期两期花岗岩浆叠加活动,而Mo-W成矿作用与燕山晚期二长花岗岩具有成因关系。岩石地球化学显示燕山晚期二长花岗岩具有较高的SiO_2和全碱含量及较低的Fe、Mg、Ca和P含量,呈准铝质-弱过铝质;富集Rb、Th、U、Nb、Zr和轻稀土元素,亏损Ba、Sr、P、Eu,具有高分异I型花岗岩特征;其形成于与拉萨-羌塘板块碰撞相关的陆内伸展环境,主要来自中-基性下地壳物质的部分熔融,为Mo-W成矿作用提供了重要的物质基础。相对于二长花岗岩,印支晚期似斑状黑云母花岗岩具有较低的SiO_2、Na_2O+K_2O含量和A/CNK比值,较高的Mg、Ca和P含量;富集Th、U、Rb和轻稀土元素,强烈亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,为准铝质高钾钙碱性具有岛弧岩浆性质的花岗岩,可能形成于甘孜-理塘洋壳俯冲作用结束后,松潘-甘孜地块和义敦岛弧碰撞后伸展环境,为俯冲期改造后形成的下地壳部分熔融的产物。     

西藏那茶淌铅锌矿床S-Pb同位素组成及其示踪成矿物质来源

那茶淌矿床位于西藏冈底斯–念青唐古拉成矿带东段,为近年发现的具中—大型远景规模的矽卡岩型铅锌矿床,其成矿物质来源及其成矿背景还缺乏详细调查,制约了矿床成因的深入研究。本文在矿床地质特征研究基础上,对矽卡岩型矿石中主要金属矿物闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿的S、Pb同位素组成进行分析,探讨矿床成矿物质来源,并与区域上典型铅锌矿床进行对比,总结区域成矿规律。结果显示,那茶淌矿床金属硫化物的δ³⁴S（‰）值变化于－1.6‰～4.2‰之间,平均值为1.4‰,其频率直方图呈正太分布形式,具幔源硫特征。金属硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为18.548～18.792,平均值为18.691;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.683～15.856,平均值为15.755;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为39.049～39.685,平均值为39.331;铅同位素特征值μ的变化范围为9.61～9.93,平均值为9.74,所有样品μ值均高于9.58,显示铅源具有上地壳源区物质的特征。通过区域成矿作用对比研究,那茶淌矿床S、Pb同位素组成与念青唐古拉带东段典型矽卡岩型铅锌矿床具有相似的特征,成矿物质主要来源于念青唐古拉群结晶基底物质的重熔。     

“关键金属成矿作用” 主题专辑目次

关键金属或关键矿产资源是国际上最近提出的概念,指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必需但在稳定供应方面存在较高风险的金属矿产资源,主要包括稀有金属(如铌、钽、锂、铍、铷、钨等)、稀土金属(如钆、镝、镱、钇和钪等)和稀散金属(如碲、镉、镓、锗等)。关键金属由于具有极度耐高温、耐腐蚀、光学和电磁性质优良等物理化学特性,是支撑航空航天、电子信息、高端制造、新能源、新材料等重点领域发展的重要基础原材料,不仅对我国国家经济社会发展和国防安全十分关键,而且成为工业4.0时代全球经济发展和先进制造业的重要战略资源。在此背景下,美国、欧盟、日本、澳大利亚等相继提出本国的关键矿产目录和清单,明确其供应安全为国家战略,并指出与中国的竞争关系。显然,对关键金属矿产资源的控制和勘探开发利用已不可避免地成为大国资源博弈的焦点。如2011年以来,美国能源部、地调局、内政部和商务部相继发布关键矿产战略、关键矿产评估、关键矿产资源及关键矿产清单、确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略等一系列重要报告,欧盟也陆续制定自己的关键金属矿产资源战略、关键原材料清单、欧盟关键矿产、欧盟关键原材料2050愿景与科技创新路线图等。 键金属在地质上有4个显著特点:一是在岩石圈中的丰度很低,通常需要特殊的地质过程和元素的超常富集才能形成具有工业意义的矿产;二是探明资源储量程度较低,难以满足世界各国日益增长的需要;三是部分稀有分散元素难以形成独立矿床,通常以伴生元素的形式赋存在各类矿床中,对这类元素的有效分离和高效利用仍是一个难题;四是关键金属矿产在全球范围内分布极度不均,没有任何一个大国的关键金属能实现自给自足。上述地质属性为关键金属元素来源的示踪、关键金属矿产的勘查评价和元素的提取分离等带来了困难和挑战。正因为如此,关键金属元素的成矿作用机制和资源分布规律研究已成为国际地球科学的热点问题和前沿领域。近年来中国科学技术部和国家自然科学基金委员会等部门相继启动多个专项研究计划,力图推动我国关键金属成矿作用理论创新及勘查评价和资源利用的关键技术突破,如科学技术部启动了“战略性矿产勘探开发利用”重点专项,国家自然科学基金委员会启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划,中国地质调查局启动了“战略性新兴产业矿产调查”工程,等等。这些专项计划的主要目标是通过加强关键金属矿产资源的研究、勘查、评价和开发,为保障我国战略性新兴产业需求和国家安全、提升国际博弈的控制力和话语权提供重要的理论依据、科技支撑和决策咨询。 为了展示近年我国关键金属矿产资源研究和勘探方面的成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请相关专家组织 “关键金属成矿作用”主题专辑,经过特约主编初选和同行专家审稿,最终接收14篇论文在本专辑发表,主要涉及铷、稀土、锗、锂、铍、铌、钽、锡、锑、铂族元素等关键金属的研究成果。根据研究内容,将论文归为5个栏目,分别为主题综述篇、稀土金属矿床成矿机制与成矿模式、稀有金属矿床成矿过程及勘查进展、稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律、高纯石英的矿物学研究进展及工业应用,考虑到钒、锑为重要的关键金属,论文较少,一并放到稀贵稀散金属栏目中。 稀土金属矿床成矿机制与成矿模式方面有4篇论文。邓淼等总结全球最大的稀土矿床——白云鄂博矿床的成因研究进展,从矿床地质特征、矿物学特征、成矿时代、成矿流体和稀土元素来源等方面介绍了前人对白云鄂博矿床成因研究取得的主要成果和认识,提出了今后值得重点关注和需要进一步研究的问题和方向。梁晓亮等从花岗岩原生稀土矿物或富稀土元素矿物的溶解、原生矿物向次生矿物的转变、离子吸附型稀土矿床中的赋存状态、吸附和分异机制等方面综述了离子吸附型重稀土矿床的矿物表面/界面反应机制及其对表生淋滤过程中稀土元素活化、迁移、分异和富集的重要作用,为全面理解离子吸附型稀土矿床的成因机制提供了新的思路。易泽邦等通过利用新的物理和化学技术方法提取了广西平南地区花岗岩风化产物中的纳米微粒并准确获得其中的稀土元素含量,阐明了富稀土风化壳中纳米微粒的稀土元素组成和分布特征,为揭示花岗岩风化过程中稀土元素分异富集过程、阐明我国华南离子吸附型稀土矿床的成因机理提供了新的途径和思路。杨道明等基于现有实验岩石学的研究,总结分析和探讨了控制火成碳酸岩中稀土元素和稀有金属元素铌成矿的关键因素,为深入理解火成碳酸岩有关稀土和稀有金属元素成矿、评价火成碳酸岩成矿潜力提供了新视角。 稀有金属矿床成矿过程及勘查进展方面有5篇论文。陈雪锋等对近年来在江南隆起带新发现的西坞口花岗岩型大型铷矿床铷的赋存状态和富集成矿机制进行研究,揭示铷主要以类质同象的方式赋存在多硅白云母中,提出岩浆 热液过渡阶段由于氟含量的升高使岩浆体系中的硅氧四面体、铝氧四面体及其聚合体发生解聚作用,从而使架状硅酸盐向层状硅酸盐矿物转变,促使大量富铷多硅白云母的结晶形成工业铷矿床。唐勇等综合分析了前人对稀有金属矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素研究,初步建立了二者的定量关系,认为温度和铝饱和指数是影响熔体中稀有金属矿物溶解度和是否形成稀有金属独立矿物的主要因素,提出由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等引起的降温和铝饱和指数增加是稀有金属矿物富集成矿的主要机制。夏祥标等报道了在北喜马拉雅成矿带首次发现、具有超大型资源前景的错祥林铍锡多金属矿床地质矿化特征,划分出4种矿化类型,即夕卡岩型、锡石 石英脉型、锡石 硫化物型和花岗伟晶岩型,识别出两期成矿作用,在此基础上总结了找矿标志,提出了找矿方向。余小灿等对华南江汉盆地近年来新发现的低镁/锂比值深层卤水锂资源的成矿地质背景、富锂卤水水化学特征、富锂卤水赋存的地层与岩性特征进行了详细描述,综述了富锂卤水矿床的成因和勘查进展,对富锂卤水的开采技术和资源利用进行了分析展望,提出深层富锂卤水绿色高效开采与提取技术攻关和相关勘查开发规范的制定是未来研究的重点。周振华等对大兴安岭南段锡多金属矿床的矿化类型、成矿系统、时空分布、成矿模式和成矿规律进行了系统总结,探讨了锡多金属成矿作用机制和成矿动力学背景,丰富了区域锡多金属矿床成矿理论,对区域找矿勘查具有重要指示意义。 稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律方面有4篇论文。张铭杰等研究了我国西部新元古代和古生代典型岩浆型铂族元素矿床的成矿条件,讨论了铂族元素的源区特征、岩浆过程、迁移形式和多阶段富集过程,总结了岩浆演化过程中铂族元素发生超常富集和成矿的主要机理和地球动力学背景。孔志岗等研究了川滇黔铅锌矿集区大梁子大型富锗铅锌矿床控矿构造的成生序列、构造演化、构造样式及其控矿机制,在此基础上提出矿区南部和西部类似构造分布区为找矿有利部位。郑有业等分析了北喜马拉雅成矿带典型锑矿床的地质特征、矿化特征、矿床地球化学组成和矿床时空分布规律,基于多元素化探异常分析提出了找矿远景地段,划分了最具找矿远景的区域,提出北喜马拉雅成矿带有望成为我国最重要的锑资源勘查开发后备基地。徐林刚等对南秦岭早寒武世千家坪钒矿床的成矿物质来源和古海洋环境进行了研究,认为钒主要来自海水沉积,早寒武世早期南秦岭古海洋表层为氧化性水体,深层为缺氧水体,钒矿床形成于缺氧环境。 高纯石英虽然一般不被列入关键矿产,但在高新技术产业(如半导体、高温灯管、通讯、精密光学、微电子和太阳能等)中应用广泛,发挥了关键作用。因此,本专辑特邀中国科学技术大学杨晓勇等团队对高纯石英的矿物学特征、石英晶体中的主要杂质元素及其赋存状态、石英的阴极发光特性、高纯石英的质量分类及工业标准等进行了详细介绍,总结了高纯石英的矿物学研究进展,并对未来高纯石英的基础研究和工业应用发展趋势进行了展望。 我们希望该专辑的出版在推动中国关键金属矿产成矿理论研究、矿产勘查评价和资源开发利用等方面发挥积极的作用,并期待更多的学者和找矿勘探一线地质工作者更加关注关键金属矿产资源的研究,为提升我国关键矿产资源的国内保障程度、服务国家矿产资源重大战略做出更大的贡献。 本专辑的出版凝聚了14篇论文作者和评审专家的辛勤劳动以及《地学前缘》编辑部各位同志的辛苦付出,值此专辑付梓之际,向他们表示衷心的感谢!     

斑岩型钨矿床研究进展

斑岩型钨矿床是全球第三重要的钨矿类型,但对其研究较为薄弱、零散.文章基于团队近年来对斑岩钨矿床的研究并系统搜集了全球的相关资料,然后对其进行梳理与总结.研究表明,斑岩型钨矿主要分布于环太平洋成矿带与阿尔卑斯—喜马拉雅成矿带,岩浆弧、板内及陆-陆碰撞等多种环境均有矿床产出.矿床绝大多数形成于中生代、少量形成于古生代.斑岩...     

云南普朗斑岩型铜矿床成矿流体特征及矿床成因

普朗铜矿床为滇西北地区一超大型斑岩型铜多金属矿床,它产于印支晚期石英闪长玢岩-石英二长斑岩-花岗闪长斑岩复式侵入体内,已有研究表明其形成于印支期。本次流体包裹体岩相学、显微测温及碳、氢、氧同位素综合研究表明:黄铜矿±黄铁矿-石英脉石英中主要发育含NaCl子矿物三相、气液两相及富气相3种类型的包裹体,成矿流体属中高温、高盐度(w(NaCl))NaCl-H₂O热液体系,来源于印支晚期岩浆活动;辉钼矿±黄铜矿-石英脉石英中发育含NaCl子矿物三相、气液两相及含CO₂ 3种类型的包裹体,成矿流体属中高温、高盐度NaCl-CO₂-H₂O热液体系,推测来源于后期岩浆活动;晚期黄铜矿±辉钼矿-方解石脉中主要发育气液两相包裹体,成矿流体为中低温、低盐度NaCl-H₂O热液体系,系NaCl-CO₂-H₂O型成矿流体演化产物。据此,结合区域广泛叠加发育燕山期斑岩钼矿化成矿背景,提出普朗超大型斑岩矿床可能存在燕山期Mo、Cu成矿作用叠加的认识。     

藏东拉荣斑岩钨钼矿床辉钼矿Re- Os定年及地质意义

拉荣钨钼矿床位于类乌齐-左贡成矿带的东南部,是藏东地区发现的首例大型斑岩型钨钼矿床。其成矿地质背景尚缺乏成矿年龄制约。本文对拉荣矿床含矿石英脉中的辉钼矿进行Re-Os定年,6件样品的模式年龄集中于91.5±1.3～92.3±1.3 Ma,其加权平均年龄为91.8±0.5 Ma,等时线年龄为90.6±2.1 Ma,表明拉荣钨钼矿床成矿时代为晚白垩世。辉钼矿样品的Re含量为53.0×10~(-6)～86.1×10~(-6),表明成矿物质具有壳幔混源的特征。拉荣钨钼矿床成矿年龄指示了班公湖-怒江构造带北东侧类乌齐-左贡成矿带内存在一期晚白垩世的钨多金属成矿事件,成矿作用发生于拉萨-羌塘地体碰撞造山阶段。