蒙古国铜矿床主要类型、典型矿床、时空分布与构造背景SCIEI北大核心CSCD

铜是蒙古国最重要的工业资源之一,在2010年之前,一直是蒙古国最主要的经济收入来源,但之后被煤炭资源所取代。总体上,蒙古国地质矿产研究与开发程度相对较低。蒙古国铜矿床可分为斑岩型、火山成因块状硫化物(VMS)型、与花岗岩有关铜矿、矽卡岩型、玄武岩型及砂岩型等6种类型,但最重要的具工业意义的铜矿床是斑岩型及VMS型。蒙古国铜矿床主要形成于新元古代末期(埃迪卡拉纪)、晚泥盆世、晚石炭世和三叠纪-早侏罗世等4个时期。空间上,蒙古铜矿床可大体分为南、北2条成矿带,分别与古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋的演化有关。南Cu矿带自北而南可进一步划分为北、中、南3个成矿亚带,分别是泥盆纪VMS型Cu-Zn及多金属、晚石炭世斑岩型Cu-Au和晚泥盆世斑岩型Cu-Au-Mo等成矿亚带;而北Cu矿带则可分为南、北2个亚带,且其铜矿化时代具有“西早东晚”的特征。蒙古斑岩铜矿床均形成于大洋板块俯冲背景下,属“俯冲型”斑岩铜矿,其中与古亚洲洋有关的南Cu矿带主要形成于俯冲带上方的洋内弧及弧后盆地环境,而与蒙古-鄂霍茨克洋俯冲有关的北Cu矿带则形成于陆缘弧环境。蒙古北Cu矿带受蒙古山弯构造的影响,向西不能延出国境,而其北、南亚带向东则分别延入俄罗斯外贝加尔和我国大兴安岭北部地区。对南Cu矿带而言,除了其北亚带(VMS型铜矿带)向西-西北延入我国阿尔山泰南部是可以确定外,其他2个亚带向两侧的延伸情况均不明朗,因此要理清它们的延伸,尤其是产有欧玉陶勒盖晚泥盆世超大型Cu-Au-Mo矿床的南亚带的区域延伸情况,尚需要系统的区域构造-地层-岩浆岩-矿床等对比研究工作。蒙古其他类型的铜矿,如矽卡岩型、与侵入岩有关热液型、玄武岩型、砂岩型及镁铁质层状杂岩型等矿床(点),目前均仅发现小型矿床或矿(化)点,其成矿及找矿潜力均有待进一步研究揭示。     

阿尔泰南缘阿舍勒盆地泥盆纪火山岩中古老锆石的U-Pb年龄、Hf同位素和稀土元素特征及其地质意义

阿尔泰造山带南缘发育有NW向斜列的四个泥盆纪海相火山岩沉积盆地,位于北西端的阿舍勒盆地产有阿舍勒大型铜锌矿床,前人对该矿床开展了大量研究,但其容矿火山岩的年龄尚未明确厘定。本文应用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素、微量元素,对阿舍勒铜锌矿区内出露的泥盆纪火山岩进行了研究。由锆石U-Pb定年获得了一组火山岩老锆石谐和年龄为1985±8.9Ma,加权年龄为2005±30Ma,代表了阿尔泰地区前寒武纪结晶基底的形成时代,其Th/U值在0.25～0.90之间,εHf(t)为-1.4～8.5,平均值为3.3;另外一组新锆石年龄为408±8Ma,其εHf(t)为9.3,Th/U值为0.49,具有典型岩浆锆石特征,代表了早泥盆世岩浆活动高峰期一次火山活动时代。老锆石∑REE从最低的1015×10-6变化到最高的3486×10-6,表现为轻稀土亏损,重稀土富集特征;本组锆石不同于正常岩浆锆石的显著特征是部分出现Ce元素负异常。锆石U-Pb年龄、Hf同位素及稀土元素Ce负异常特征综合显示,阿尔泰前寒武纪结晶基底可能形成于Columbia超大陆拼合聚集背景下,其物源来自强还原性地幔物质与氧化性地壳物质的不均匀混合。     

喜马拉雅东段错那洞钨-锡-铍矿床中铍的赋存状态及成因机制初探

近年来喜马拉雅淡色花岗岩带被认为是稀有金属成矿的有利地区,并已在该区伟晶岩中发现诸多稀有金属矿物。错那洞矿床是该带内发现最早并具有较大规模的钨锡铍（W-Sn-Be）矿床,Be矿化包括伟晶岩型和矽卡岩型,但目前铍元素的赋存状态还没有被清晰地查明。伟晶岩型矿化主要为伟晶岩中晶型较好的绿柱石晶体;而矽卡岩型铍矿化表现形式则复杂多样。Be元素除了赋存于绿柱石、硅铍石、羟硅铍石等含铍矿物中,还可以广泛分布于矽卡岩矿物中。其中,符山石（Be含量：43×10^-6~887×10^-6）和方柱石（Be含量：1333×10^-6~4643×10^-6）是铍元素赋存的主要载体。矽卡岩型矿化与淡色花岗岩有关,岩浆高分异演化使熔体中Be、Sn、W及挥发分逐步富集,在伟晶岩中饱和绿柱石;之后Be元素在F的络合下随出溶流体进入碳酸盐岩,发生水岩相互作用,萤石的析出引起Be-F络合物失稳,导致Be元素的沉淀。含铍矿物种类及成因机制的研究将有助于指导喜马拉雅地区同类型矿化的评价。     

斑岩钼-热液脉状铅锌银矿成矿系统特征、控制因素及勘查指示

斑岩钼矿与热液脉状铅锌银矿为两类重要的矿床类型,两者往往分别独立产出,但越来越来的勘查实例揭示二者也可共生产出,构成统一的成矿系统。斑岩钼-热液脉状铅锌银成矿系统,主要分布在北美西部、加拿大西南部、中国秦岭-大别地区、华北北缘及西拉沐伦带、大兴安岭北段-额尔古纳等地区。根据斑岩钼矿与热液脉状铅锌银矿的平面关系,成矿系统可分为近源和远源两类：近源时,两者直接叠置或者平面距离小于2km;而远源时,两类矿化平面距离一般不超过6km。成矿系统空间上表现可为上铅-锌-银、下钼的垂向叠置或者内钼、外铅-锌-银侧向共存的形式。时间上两类矿化一般近同期形成,或者相差通常不超过8Myr。成矿系统岩浆性质多为高演化的钙碱性花岗质岩浆,起源于下地壳且加入了不同比例的地幔物质。成矿系统的蚀变特征一般为斑岩钼矿化蚀变向热液脉状铅锌银矿蚀变的渐变,其中粘土化带与绢英岩化带是两类矿床的叠加区。钼矿化常与钾硅酸盐化或者绢英岩化带内侧密切相关,铅锌银矿化则常与浅部的低温硅化-绢云母-伊利石-水白云母化、碳酸盐化密切相关。基于S、Pb、Sr、Nd等同位素研究成果,钼铅锌银系统中成矿物质主要为岩浆来源,但可能有地层物质的加入。成矿流体主要以岩浆水来源为主,初始流体通常为单相中低密度流体,辉钼矿沉淀往往伴随着减压沸腾、大气水混合、冷却及/或水岩反应的进行,发生大规模钼矿化的温度区间通常在300~450℃。浅部脉状铅锌银矿化则由持续降温的流体在混入较多大气水或流体pH值中和而形成,温度区间在175~320℃。成矿系统空间上钼-铅-锌-银的分带,可能受控于流体演化过程中上述多个过程的综合叠加作用。通过总结对比钼铅锌银成矿系统、单一斑岩钼矿、单一热液脉状铅锌银矿床在勘查历史、构造因素、成矿岩体属性、流体特征、特征矿物、地球物理-地球化学勘查指标等方面的异同,本文提出了指示浅部热液脉状铅锌银矿之下同一成矿系统深部斑岩钼矿的找矿标志,且对该成矿系统形成的岩浆性质、岩浆-热液系统、成矿元素、构造条件、保存条件等多个方面进行了探讨。在前人基础上,本文提出本类成矿系统理论研究展望：1）利用微区原位技术分辨矿物的不同期次及元素的分布状态,进而获得该类型铅锌银矿相对准确的成矿年龄;2）确定斑岩钼-热液脉状铅锌银成矿系统的初始流体成矿元素和相关配位剂元素的含量;3）建立钼铅锌银成矿系统的矿物学指示标志;4）查明成矿系统岩浆过程、元素行为等精细成矿过程,研究其与其他成矿系统的差异。上述问题的深入研究和找矿标志的提出或将提高对斑岩钼-脉状铅锌银成矿系统成矿过程的认识,为该类系统勘查找矿工作提供理论支撑。     

满洲里地区印支期花岗岩Rb—Sr等时线年代学证据

满洲里－西旗地区为一重要的燕山期斑岩－次火山岩脉型浅成低温矿化区,较早期的花岗岩往往作为矿化围岩。关于本区是否存在印支期花岗岩,一直存在疑问。本文就区内四大矿区的早期花岗岩体（原推断为海西晚期或燕山早期）进行了系统的岩矿和Ｒｂ－Ｓｒ同位素年代学研究,得到两条线性关系甚好的等时线,年龄分别为２１１±２１Ｍａ和２２５．４±７．９Ｍａ,证明该区存在印支期花岗岩。原划分的海西晚期、燕山早期花岗岩相当一部分要解体划为印支期花岗岩。     

东秦岭卢氏稀有金属伟晶岩的绿柱石矿物学特征及其指示意义

绿柱石是重要的铍矿石矿物,记录了花岗伟晶岩型稀有金属矿床的成岩成矿过程。东秦岭伟晶岩区是我国重要的稀有金属产地之一。本文调查了东秦岭卢氏伟晶岩区中的南阳山矿区(703号脉锂矿化伟晶岩和302号脉铍矿化伟晶岩)、七里沟-前台矿区(前台锂矿化伟晶岩)、蔡家沟矿区(大西沟和韭菜沟锂矿化伟晶岩)和瓦窑沟矿区(西山沟和瓦窑沟铍矿化伟晶岩)的伟晶岩内部结构分带,认为东秦岭稀有金属伟晶岩主要为过铝质LCT型伟晶岩,属于稀有金属(REL)类REL-Li亚类。其中,703号脉、韭菜沟和大西沟伟晶岩属复杂型锂辉石亚型,前台伟晶岩属钠长石-锂辉石型,302号脉、瓦窑沟和西山沟伟晶岩属绿柱石型绿柱石-铌铁矿亚型。电子探针结果表明绿柱石富碱金属,贫铁和镁。绿柱石元素替代机制包括通道-八面体替代、通道-四面体替代以及通道中碱金属阳离子间的置换。西山沟和瓦窑沟绿柱石的替代机制分别是Na(Fe~(2+),Mg)_(-1)Al_(-1)和NaLi_(-1)Be_(-1)。302号脉、前台、大西沟和韭菜沟绿柱石的替代机制为(Na,Cs) Li_(-1)Be_(-1)。703号脉绿柱石的替代机制包括NaFe~(2+)_(-1)Al_(-1)、NaCs_(-1)和(Na,Cs)Li_(-1)Be_(-1)。绿柱石的Cs2O含量和Na/Cs值揭示伟晶岩分异演化程度序列(由低至高)为瓦窑沟矿区→302号脉铍矿化伟晶岩→蔡家沟矿区→前台→703号脉锂矿化伟晶岩。铍矿化伟晶岩岩浆分异演化程度低于锂矿化伟晶岩岩浆。背散射图像显示绿柱石内部分带多样,包括均一结构、条带状、正/反蚀变边、补丁分带和复杂不规则分带。与铍矿化伟晶岩相比,锂矿化伟晶岩产出的绿柱石内部分带复杂多样,反映更为强烈的液相不混溶和交代作用。随伟晶岩岩浆分异演化程度升高,绿柱石FeO含量降低,内部分带更为复杂,发育蚀变边结构、补丁分带和不规则分带等。绿柱石FeO含量和内部分带特征可作为花岗伟晶岩分异演化程度的潜在指示标志。锂矿化伟晶岩中绿柱石的化学组成和内部分带特征表明岩浆就位时是高度分异演化的稀有金属伟晶岩岩浆。大西沟、韭菜沟和前台锂矿化伟晶岩岩浆就位后未经历明显分异演化过程,而南阳山703号脉伟晶岩岩浆就位后经历了较充分的分异演化,导致稀有金属的进一步富集。锂矿化伟晶岩的稀有金属成矿机制是结晶分异和液相不混溶。     

冈底斯中段白容-白容西斑岩铜钼矿区的岩浆-热液-矿化中心厘定

尼木矿集区位于中新世冈底斯斑岩成矿带中段,由白容矿区、白容西矿区、岗讲斑岩铜钼矿床、冲江斑岩铜钼矿床、厅宫斑岩铜钼矿床组成。前人对其内的岗讲、冲江、厅宫开展了较为系统的矿床学研究,然而对白容和白容西新区的研究还鲜有涉及。白容-白容西矿区为白容矿区和白容西矿区的统称,由于矿区内矿化分散、岩浆岩类型复杂,无明显中心式蚀变分带、无典型的成矿斑岩体,"白容-白容西矿区的岩浆-热液-矿化中心在哪里"成为了制约生产和科研工作进一步开展的最大问题。本文就这一关键问题展开了详细研究,基于详细的地表观察、钻孔岩芯编录,结合光学显微镜和成岩成矿年代学分析,取得了以下主要认识:(1)白容-白容西矿区属于同一个斑岩系统;(2)矿区岩浆侵位序列为黑云母二长花岗岩、二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、英安斑岩、煌斑岩,其中二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩与成矿有关,锆石U-Pb年龄分别为13. 9±0. 2Ma和13. 8±0. 2Ma,英安斑岩和煌斑岩破坏矿体,锆石U-Pb年龄分别为12. 6±0. 4Ma和11. 1±0. 2Ma,矿体的单点辉钼矿Re-Os模式年龄在13. 35±0. 19Ma至13. 82±0. 20Ma之间;(3)岩浆-热液-矿化中心在白容-白容西矿区中部区域,尚未被钻孔控制;(4)当前的钻探工程仅揭露了斑岩系统的顶部,钻孔中主要揭露的是泥化带,但少量深部钻孔中揭示的高温脉系,暗示着蚀变和矿化"有根"并且往深部延伸。综上所述,白容-白容西是一个完整的斑岩系统的顶部,有着清晰的岩浆-热液-矿化中心,深部有着巨大潜力。从而为寻找岩浆-热液-矿化中心提供了重要参考,为进一步的矿床学研究提供了重要的宏观认识,为深部找矿提供了依据。     

东天山四顶黑山地区545Ma层状镁铁质-超镁铁质岩体的发现及其大地构造学和成矿学意义

在东天山四顶黑山地区元古代深变质地层中发现层状镁铁质-超镁铁质岩体,研究了它的产状、岩石类型、结构构造、矿物组成、稀土微量元素地球化学、年代学等特征及其发现的地质意义。层状镁铁质-超镁铁质岩为后侵位的镁铁质杂岩体和花岗岩所穿切与破坏,其正堆晶结构发育,并可划分出两个结晶与演化旋回。四顶黑山层状钱铁质-超镁铁质岩的稀土微量元素含量和配分结构与该地区镁铁质杂岩、及图拉尔根镁铁质-超镁铁质岩体明显不同,具低∑REE、正δEu 异常、高 Sr 低Rh、高 Nb/U 值、及 Nb、Zr 和 Hf 亏损等地球化学特征,该特征与裂谷成因的攀枝花层状辉长岩和曹家村层状岩体非常相似,这意味着四顶黑山层状镁铁质-超镁铁质岩可能也形成于裂谷构造环境。选择层状镁铁质-超镁铁质岩体下部韵律层顶部辉石角闪石岩、镁铁质杂岩体闪长岩和角闪花岗岩中的角闪石开展~(39)Ar/~(40)Ar 定年,结果显示3种岩体分别形成于545±5Ma、263.8±2.6Ma 和200.8±0.91Ma。四顶黑山545Ma 裂谷成因层状镁铁质-超镁铁质岩体的发育,意味着早寒武世是天山地区镁铁质-超镁铁质岩型 Cu-Ni 矿的成矿期之一,天山地区在元古宙变质岩为基底的古大陆在早寒武世出现了雏形裂谷构造,545Ma可能是古天山洋形成的初始期。     

西藏多不杂超大型富金斑岩铜矿的蚀变-矿化特征及高氧化成矿流体初步研究

多不杂富金斑岩铜矿位于斑公湖-怒江缝合带北侧的铁格山岩浆弧中。具O型埃达克岩特征的闪长玢岩、花岗闪长斑岩侵位于中侏罗统雁石坪群中。岩体内及其围岩中蚀变强烈，分带明显，各种细脉、细网脉特别发育，矿化为细脉-浸染状，含矿斑岩全岩矿化，少量矿化产于围岩中，矿化为铜-金组合。发育丰富的热液磁铁矿、赤铁矿、金红石等，铜、金沉淀与热液磁铁矿的形成关系密切；矿石矿物总体上为黄铜矿>斑铜矿>黄铁矿，黄铁矿很少，矿区内还发育丰富的石膏脉，说明母岩浆是高氧化性的。流体包裹体岩相学和显微测温结果显示高温阶段气相和含子矿物包裹体普遍共存，中高温阶段液相和气相包裹体共存，暗示流体沸腾可能是主要的成矿机制，成矿流体是直接从岩浆熔体中出溶（600~900°C）的具高氧化性、（超）高盐度的富含Cu、Au、S元素的岩浆流体。成岩成矿时代为早白垩世，系古特提斯洋闭合俯冲增生阶段的产物。     

准噶尔西北缘吐尔库班套阿拉斯加型镁铁-超镁铁岩体的发现及意义

在西准噶尔萨吾尔岛弧带上首次发现了阿拉斯加型(岛弧型)镁铁-超镁铁环状杂岩体,并伴有铜镍矿化,这对认识区域构造格局与区域铜镍找矿具有重要意义。吐尔库班套杂岩体主要岩性为角闪辉长岩、辉长岩和橄榄岩。橄榄岩位于杂岩体的中部,辉长岩主要位于边部,角闪辉长岩位于杂岩体的最外带,表现出环状岩体特征。辉长岩锆石U-Pb谐和年龄为394.6±4.9Ma,形成于早泥盆世。元素地球化学特征表明该镁铁-超镁铁杂岩体来自同一源区,是同一原始岩浆分异演化的产物。高Mg和Cr特征及Sr-Nd-Hf同位素特征暗示源区可能主要显示出略亏损地幔的性质,但由于俯冲富水洋壳物质的加入或者在上升过程中受到地壳物质混染,显示出轻微富集地幔的特征。亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti为岛弧岩浆的特征。该岩体明显不同于新疆东天山黄山、图拉尔根、香山和额尔齐斯东段的喀拉通克等早二叠世造山后伸展背景的Cu-Ni矿床,与美国阿拉斯加东南部Duke Island杂岩体赋存的Cu-Ni矿床相类似。确认其为产于岛弧构造背景的阿拉斯加型岩体。同时确立了在萨乌尔山地区,准噶尔洋壳的俯冲作用在早泥盆世就已存在。在萨乌尔岛弧带泥盆纪阿拉斯加型岩体中具有寻找岩浆硫化物铜-镍-铂矿的地质条件与潜力。