密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床:认识与进展

MVT铅锌矿床作为一种重要的沉积型铅锌矿床类型一直受到人们的重视,近年来取得了许多重要进展,主要体现在6个方面:①MVT铅锌矿床研究范围逐渐扩大,在全世界发现了诸多相关矿床,多归为其亚类;②提出该类矿床主要分布在造山带的前陆盆地、逆冲推覆带等构造挤压环境,少数产于陆内伸展环境,改变了MVT矿床与板块构造无关的观点;③放射性同位素测年和古地磁测年技术广泛应用,获得了大量成矿年龄数据,表明MVT矿床主要形成在显生宙石炭纪—早三叠纪和白垩纪—第三纪两个时期,与地球演化史上全球尺度的板块会聚时间密切相关;④流体包裹体研究揭示了成矿流体温度主要为90~150℃,盐度w(NaCleq)为10%~30%,成矿流体具有盆地卤水特征,卤水源自近地表蒸发海水或围岩蒸发盐,同位素资料反映Pb来自地壳岩石,S来自地壳岩石或沉积物中残留的硫酸盐。成矿流体驱动机制包括构造挤压和重力驱动两种;⑤古地磁和生物化学标志物判定,单期热液活动可能持续几千到几万年,而整个矿床形成可能持续几个到十几个百万年;⑥矿质沉淀机制主要有3种:流体混合、硫酸盐还原和还原硫机制,不同成矿环境可能受不同机制控制。     

川西冕宁-德昌REE成矿带成矿年代学研究:热液系统维系时限和构造控矿模型约束

川西冕宁-德昌REE成矿带是中国最重要的REE成矿带之一,包括牦牛坪超大型REE矿床、大陆槽大型REE矿床、木落寨中型REE矿床和里庄小型REE矿床以及一系列矿点和矿化点.REE成矿作用与碳酸岩-碱性杂岩体有关,受印度-亚洲大陆碰撞带的一系列新生代走滑断裂系统控制,岩体主要侵位于元古代结晶基底岩石和古生代一中生代沉积盖层中.40Ar/39Ar快中子活化分析表明,大陆槽白云母、里庄黑云母和木落寨金云母的40Ar/99Ar坪年龄分别为13.2 Ma、30.6 Ma和35.5 Ma,结合前人成岩成矿年龄资料,牦牛坪矿床岩浆-热液活动时限约12 Ma.大陆槽矿床约5Ma,而里庄矿床则为2Ma,热液活动持续时间与矿床的REE储量存在正相关关系.研究发现,冕宁-德昌REE矿带从北到南,成岩成矿年龄逐渐变新,时间跨度长达27 Ma;碳酸岩-正长岩岩浆初始活动时间与雅砻江左旋走滑断裂开始活动时间相一致,成岩成矿年龄的系统变化,有可能是由于雅砻江左旋走滑断裂右侧板片在相对固定的幔源岩浆"热点"上从南至北滑移造成的(相对于左侧板片).     

西藏驱龙铜矿西部斑岩与成矿关系的厘定:对矿床未来勘探方向的重要启示

对正在勘查中的西藏驱龙斑岩铜矿床,任何关于基础矿床地质认识上的改变,都可能会引发勘查方向上的重大变动.驱龙铜矿的勘探工作是围绕矿区内出露的几套斑岩体进行的.然而,野外调查发现,矿区西部斑岩体(指原Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ号斑岩)却表现出与东部斑岩体(原Ⅰ号斑岩)截然不同的蚀变、矿化及岩石学特征:西部斑岩蚀变以石英-绢云母化为主,局部可见青磐岩化;矿化主要为黄铁矿化,黄铜矿很少;通常产于斑岩铜矿外围的黄铁矿D脉发育.这些特征均表明,西部斑岩整体处于斑岩矿化系统的绢英岩化带,局部甚至处于青磐岩化蚀变带内,并非像东部斑岩(出现以斑岩体为中心、呈同心环状分带的蚀变及矿化系统)一样.西部斑岩还发生了明显的韧性变形,经历了比东部斑岩更为复杂的地质演化过程,其形成时间明显早于东部斑岩.因此,推断西部斑岩对成矿的贡献不大.为证实野外观察的正确性,作者对西部斑岩开展了详细的岩石学、岩石地球化学及年代学研究,结果显示,西部斑岩为高钾钙碱性系列,具有明显的Eu负异常,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,但不亏损Ta,其锆石U-PbSHRIMP年龄为(182.3±1.5)Ma,为早侏罗世的产物,明显不同于形成于中新世的东部斑岩.因此,驱龙铜矿床未来的勘探工程布置方案更加清晰,应紧紧围绕东部斑岩所形成的矿化系统进行.由于西部斑岩出露面积较大,与叶巴组火山岩一样,仅为围岩,并没有形成自己的蚀变与矿化系统,建议不要对该斑岩布置太多的勘查工程.在矿床勘探过程中,详细的野外观察,辅以适当的科学分析手段,往往能够避免投入过多无谓的勘查工程,减少浪费.     

藏南扎西康锑多金属矿硅-氧-氢同位素组成及其对成矿构造控制的响应

位于藏南拆离系的扎西康锑多金属矿受NS向张性构造控制,容矿硅质岩具有沉积韵律特征.典型矿化剖面硅质岩石英的δ30Si范围为-0.4%0～0.9‰,平均值-0.65%0,与热泉成因的硅质岩一致.硅质岩石英氧同住素(δ18OV-SMOW)变化范围-1.3‰～12.3%‰,多数在2,9‰-5.0‰之间,具有显著的低值,也与热泉成因硅质岩相近.容矿硅质岩的硅、氧同位素组成表明其具有热泉沉积特征而不是其它热液活动的产物.矿床硅质岩石英流体包裹体的δ18DV-SMOW变化范围为-138‰～-160‰,换算后的流体δ18OH2O值均为负值(-0.1‰～-15.9‰),明显要低于一般热液流体的δ18DV-SMOW与δ18OV-SMOW值,不同于藏南其他锑(金)矿床,而与藏南热泉(水)的分布范围近于一致.扎西康矿床与锑有关的成矿作用不同于低温热液成矿而更类似于热泉型矿化.这种热泉型锑矿化与藏南拆离系在新喜马拉雅期的伸展构造活动有关,并受伸展构造形成的SN向张性构造的制约.     

西藏墨竹工卡县甲马多金属矿床几组年龄数据的比较与成因研究

甲马矿床是西藏腹地冈底斯带已投入开采的大型多金属矿床,有关其成因的研究直接影响着该带多金属矿床的区域找矿方向及对冈底斯带地球动力学过程的成矿效应研究.目前对该矿床成因尚无统一的认识,关键在于未获得成矿年龄的可靠结果.本文比较了前人和本文获得的Rb-Sr(260Ma和54Ma)、裂变径迹(>25～22Ma)和Re-Os(模式年龄15.4～15.5Ma,等时线年龄15.18Ma和模式年龄15.23～15.62Ma,等时线年龄15.41Ma)等年龄数据,认为Re-Os同位素年龄数据最为可靠,应作为矿床的成矿年龄.矿床Re-Os同位素年龄与矿区外围花岗闪长斑岩全岩K-Ar同位素年龄一致,显示甲马夕卡岩及其中的多金属矿床为斑岩-多底沟组灰岩接触带岩浆热液交代-充填成因,该矿床属冈底斯中段的后碰撞岩浆热液成矿系统.预计该区深部及外围存在斑岩型-夕卡岩型-脉型含金多金属矿化.     

青海玉树东莫扎抓铅锌矿床流体包裹体研究

东莫扎抓铅锌矿床位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是目前"三江"北段铅锌铜银多金属矿带中铅锌资源储量最大的矿床,代表着大陆碰撞造山带中一种新的铅锌矿床类型。对该矿床地质特征和成因类型的研究有助于理解区域铅锌铜银多金属成矿规律,对区域找矿具有重要意义,而以流体包裹体研究为载体的成矿流体性质研究则对确定矿床的成因类型意义重大。基于此,本文在矿区地质调查和矿床地质研究基础上,系统开展了东莫扎抓铅锌矿床流体包裹体研究。包裹体岩相学观察发现,东莫扎抓铅锌矿床各阶段流体包裹体类型简单,仅为以液相为主的气液两相液体包裹体。显微测温工作表明各期流体并非连续演化的产物,成矿前白云石化阶段、重晶石阶段流体温压条件相似,具中低温度(140～160℃)、低盐度(0.0%～2.0%NaCleqv.)特征,多金属硫化物阶段流体为主要成矿流体,具低温度(120～140℃)、高盐度(26.0%～28.0%NaCleqv.)特征,成矿后方解石化阶段流体具中高温(220～240℃)、低盐度(6.0%～8.0%NaCleqv.)特征。单个流体包裹体激光拉曼探针分析和群体包裹体成分分析表明各期流体成分相似,气相主要为H2O、CO2、N2,并含少量CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等还原性气体及少量O2,液相为Ca2+-Mg2+-Na+-Cl-SO42-F-体系。对以上数据分析发现流体主要为长距离迁移的盆地卤水来源,并有封存在碳酸盐岩地层中的蒸发浓缩海水和大气降水的参与,流体演化过程中,矿区环境发生弱还原性-氧化性-弱还原性的变化。早期中低温低盐度流体白云石化围岩地层,使岩石致密度变小,孔隙度增大,为金属矿物的最初沉淀创造了空间;中期低温高盐度盆地卤水在盆地中经过长距离迁移,淋滤了地层中大量Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+等阳离子,成为富含金属离子的外来流体;矿区碳酸盐岩地层中封存的蒸发浓缩海水中的硫酸盐被细菌还原,在矿区圈闭构造中汇聚成富含还原硫的本地流体;二者在矿区发生混合是东莫扎抓铅锌矿床硫化物沉淀的主要机制。35Ma年前后东莫扎抓铅锌矿床形成时,玉树地区由于逆冲推覆和走滑断层活动活跃,区域地壳不稳定,逆冲推覆构造的发生使矿区深度发生间歇性变化,走滑断层活化早期逆冲断层,为流体从拆离滑脱带中进入矿区提供构造通道。东莫扎抓Pb-Zn矿床地质特征及成矿流体特征与世界上MVTPb-Zn矿床具很大相似性,归纳其成因类型为碰撞造山逆冲推覆带中类MVTPb-Zn矿床。这种类型的矿床在中国青藏高原大陆碰撞造山带陆续得到发现,代表了大陆碰撞造山带中一种新的矿床类型,成为青藏高原寻找Pb-Zn矿床的一个新的找矿方向。     

青藏高原北羌塘南缘俯冲型石英正长斑岩的发现:来自地球化学分析证据

北(东)羌塘地块的二叠纪构造演化久存争议。笔者等在沱沱河地区发现了一套晚二叠世石英正长斑岩,其大地构造属性对北羌塘地块及青藏高原北缘古特提斯构造演化具有重要意义。该石英正长斑岩侵位于早二叠世火山岩和灰岩中,属钙碱性系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),具明显Eu负异常,εNd(t)值在2.1～4.1之间,n(87Sr)/n(86Sr)初始比值为0.70065～0.70566。岩石地球化学特征显示岩浆起源于俯冲板片或板片流体交代的地幔楔部分熔融,具有岛弧岩浆典型特征,岩浆在上升过程中经历了同化混染与分离结晶作用,最终高温条件下浅成侵位,由此反映北羌塘地块在晚二叠世还存在一定规模的消减作用。     

大陆碰撞成矿论

基于经典的板块构造而建立的成矿理论已日臻完善,完好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制,但却无法解释碰撞造山成矿作用及大陆碰撞带成矿系统。通过对青藏高原碰撞造山与成矿作用的详细研究,并与中国秦岭和其它碰撞造山带综合对比,本文系统提出了一套全新的大陆碰撞成矿理论,简称"大陆碰撞成矿论",初步阐明了大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的成矿动力背景、深部作用过程和形成机制。该理论认为,伴随大陆三段式碰撞过程而发育的主碰撞陆陆汇聚环境、晚碰撞构造转换环境和后碰撞地壳伸展环境,是大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的主要成矿构造背景。对应于三段式碰撞而在深部出现的俯冲板片断离、软流圈上涌和岩石圈拆沉过程,是导致大规模成矿作用的异常热能驱动力。伴随三段式碰撞而分别出现的压-张交替或压扭/张扭转换的应力场演变,是驱动成矿系统形成发育的构造应力机制。大陆碰撞产生的不同尺度的高热流、不同起源的富金属流体流、不同级次的走滑-剪切-拆离-推覆构造系统和张性裂隙系统,是形成成矿系统和大型矿床的主导因素。成矿金属在碰撞形成的壳/幔混源高fO2岩浆-热液系统、地壳深熔低fO2岩浆-热液系统、剪切变质-富CO2流体系统以及逆冲推覆构造驱动的区域卤水系统和浅位岩浆房诱发的对流循环流体系统中,伴随成矿金属的积聚与淀积是形成大型矿床的关键机制。"大陆碰撞成矿论"还强调,完整的大陆碰撞过程可以引发三次大规模成矿作用,形成一系列标示性的大型矿床:在主碰撞陆陆汇聚成矿期,大陆碰撞引发地壳加厚与深熔,产生富W-Sn壳源花岗岩,形成花岗岩型Sn-W矿床;大陆俯冲板片断离诱发软流圈上涌,产生富金属的壳/幔混源花岗闪长岩,形成岩浆-热液型或叠合型Pb-Zn-Mo-Fe矿床;大陆碰撞从变质地体排挤出富CO2流体,在剪切带形成造山型Au矿,从造山带排泄出建造流体,在前陆盆地形成MVT型Zn-Pb矿。在晚碰撞构造转换成矿期,大规模走滑断裂系统诱发壳幔过渡带和富集地幔减压熔融,其岩浆在浅部地壳岩浆房出溶成矿流体,分别形成斑岩型Cu(-Mo-Au)矿床和碳酸岩型REE矿床;深切岩石圈的剪切作用与下地壳变质产生含Au富CO2流体,形成造山型Au矿;逆冲推覆构造驱动地壳流体长距离迁移汇聚、走滑拉分导致流体大量排泄和充填,形成Pb-Zn-Cu-Ag矿。在后碰撞地壳伸展成矿期,新生下地壳部分熔融产生富金属、富水、高fO2埃达克质岩浆浅成侵位和流体出溶,产生斑岩型Cu矿;中上地壳部分熔融层(岩浆房)驱动地热流体系统,在地热区发育热泉型Cs-Au矿,在构造拆离带形成热液脉型Pb-Zn-Sb和Sb-Au矿。     

德兴铜厂斑岩型铜金矿床热液演化过程

德兴铜矿是中国东部大陆环境最具代表性的大型斑岩铜矿,由朱砂红、铜厂及富家坞三大矿床组成,其中的铜厂矿体以富金而别具特色.在前人研究基础上,本文通过系统的野外观测、详细的岩芯编录和全面的岩相学研究,厘定了铜厂矿床的脉体类型和形成顺序,系统地开展了各类脉体的流体包裹体研究,查明了成矿流体的演化过程,再塑了岩浆-热液矿化过程.初步识别出德兴矿床3组脉体类型,分别记录了三个不同阶段的蚀变-成矿过程:早期A脉分为4类,形成于成矿早期斑岩尚未固结时,伴有大规模的钾化和黑云母化甚至磁铁矿化;中期B脉可分为7类,形成于斑岩体固结后的大规模裂隙事件发育期,B脉石英呈梳状对称生长、黄铁矿以中心线生长;后期D脉共有3类,发育于成矿晚期,系雨水大量加入和硫化物大量淀积产物.观察发现,所有A、B及D脉沉淀过程中,均伴随大量的岩浆流体出溶、热液蚀变、流体挥发等热液活动、各脉均捕获了同体系内富含的热液流体.详细显微镜鉴定表明,各类脉体的脉石矿物石英内发育的大部分包裹体与世界典型斑岩铜矿床的矿化特征相似,从成矿早期A脉到成矿晚期D脉包裹体的类型发生如下变化:早期以LVH(含单子晶或多子晶包裹体发育,包裹体中还见有金属硫化物)+富气相包裹体为主→中期以含单子晶包裹体+富气相包裹体为主,以及含有少量富液相包裹体→成矿晚期,以富液相包裹体+少量富气相包裹体.包裹体显微测温结果总体上指示了温度、压力及热液成分在各类脉体的形成过程的变化规律,从早期到晚期温度和盐度逐渐降低,热液成矿作用明显经历三个阶段:早期岩浆未完全固结,温度达到800～600℃以上,压力较高(140～50MPa),发生强烈的钾硅酸盐化;中期,由于岩浆冷凝结晶,岩体顶部围岩裂隙发育,静岩压力向静水压力发生转换,温度下降到450～550℃,压力陡然从55～40MPa下降至20MPa(B脉);而D脉形成时,发生大规模绿泥石-水云母化,温度下降至350～375℃,压力完全降低至20MPa以下;最后,与成矿作用无关的热液活动了两次,峰值温度分别是320～300℃和180～200℃,形成了无矿碳酸盐脉、石英脉及黑云母. 在成矿过程中,成矿热液也从形成A/B脉时以岩浆热液为主,转变为形成D脉时以雨水、地下水为主.与世界典型斑岩型铜矿床相比,德兴斑岩铜矿床的蚀变-矿化系统基本一致,都由强硅酸盐蚀变带--青磐岩蚀变带--泥岩蚀变带等构成,在不同的蚀变阶段形成了具有特色的不规则形状A脉、脉石矿物梳状对称的B脉及粗颗粒大脉型D脉.德兴铜厂铜金矿各成矿阶段内主要成矿流体特征及其演化过程基本类似于世界典型斑岩矿床.但是,也存在不同之处,在铜厂铜金矿的A、B及D脉都发育了少量CO_2包裹体,表明德兴铜厂成矿过程中CO_2参与成矿作用,世界其它斑岩型矿床或没有报道发育 CO_2 包裹体(杨志明等,2008),或者仅在其中某个阶段发现了少量CO_2包裹体(Harris et al., 2004).CO_2包裹体参与成矿是否有特殊指示意义,须进一步的工作才能得出正确的结论.