延边地区闹枝浅成热液铜金矿床稀有气体同位素地球化学特征及其成矿意义

在矿床地质和矿物流体包裹体研究的基础上,利用高真空惰性气体同位素质谱仪测定了闹枝铜金矿床硫化物中流体包裹体的稀有气体同位素组成。实验数据表明:3He/4He比值为0.033~0.104Ra,平均为0.061 Ra;20Ne/22Ne和21Ne/22Ne值分别为9.817~9.960和0.029 0~0.029 5,具有以大气组成为主的特征;40Ar/36Ar为324~349,平均为341,略高于饱和大气水(40Ar/36Ar=295.5)。流体包裹体3He/4He显示成矿流体来自壳源,不含幔源He;流体中除壳源放射性成因40Ar*外,有大气Ar的参与,放射性成因40Ar*的含量为8.8%~15.5%,平均为13.4%,大气40Ar的贡献为84.5%~91.2%,平均86.6%。结合稳定同位素特征和成岩成矿年代学研究成果,进一步厘定该矿床为相对独立的浅成中硫化型铜金矿床,成矿流体来自于年轻的大陆地壳流体,含矿流体上升过程中受到循环大气降水强烈混染作用,伴随温压条件的降低,成矿流体卸载有用元素,最终沉淀成矿。     

延边小西南岔富金铜矿田燕山晚期花岗杂岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

首次对延边小西南岔富金铜矿床矿田内产出的燕山晚期花岗杂岩进行了系统的锆石SHRIMPU-Pb年龄测定,获得中细粒黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母花岗闪长岩和似斑状角闪花岗闪长岩的3组锆石谐和年龄数据,分别为98.4~109.0Ma〔加权平均值为(104.6±2.5)Ma,n=10,MSWD=0.71,置信度0.70〕、98.3~108.3Ma〔加权平均值为(106.7±1.6)Ma,n=12〕和104.4~118.8Ma〔加权平均值为(111.7±2.8)Ma,n=12〕,指示它们的岩浆侵位时限在112~104Ma之间,相对侵位时序为似斑状角闪花岗闪长岩、中细粒黑云母花岗闪长岩到中细粒黑云母二长花岗岩;考虑到它们在成矿元素和地质上与矿化的密切程度以及控(容)矿断裂的张扭性特征,进而确定大规模的金铜矿化应发生在似斑状角闪花岗闪长岩、中细粒黑云母花岗闪长岩、中细粒黑云母二长花岗岩形成之后,闪长玢岩之前,或在104.6~102.1Ma之间,成矿环境应处于早白垩世晚期伊泽奈崎板块向古亚洲大陆边缘俯冲消亡、中国东部大陆边缘燕山造山期末的走滑、伸展构造转换过程。     

延边地区九三沟金矿床赋矿围岩的锆石U-Pb年龄与成岩成矿时代

九三沟金矿床是吉林省延边地区一座典型的浅成中高温热液金矿床.为了深入研究其成矿规律,首次对延边地区九三沟金矿床赋矿围岩蚀变闪长玢岩进行了锆石LA- ICP-MS年代学精细研究.实验获得单颗粒锆石U-Pb谐和年龄在103～ 116 Ma之间,其加权平均年龄为109.3±2.1 Ma(MSWD=7.0,n=18),代表闪长玢岩成岩年龄.谐和年龄可被细分为两段:112～116 Ma(平均值=113.1±1.1 Ma,n=9,MSWD=0.55,置信度为0.82)和103～110 Ma(平均值=105.8±1.8 Ma,n=9,MSWD=2.2,置信度为0.022).结合年龄数据、锆石晶形和CL图像特征,初步厘定前者应代表闪长玢岩主体结晶年龄,而后者则代表岩浆演化结束的时代.再结合区域成矿规律和之前取得的成果,限定九三沟金矿成矿作用应发生在106 Ma之后,成矿环境适值早白垩世晚期伊泽奈崎板块向古亚洲大陆边缘俯冲消亡、中国东部大陆边缘燕山造山期末的走滑、伸展构造转换过程.     

延边地区五凤-五星山金矿床成矿流体与成矿作用研究

五凤-五星山金矿床是延边地区重要的金矿床类型之一。五凤金矿床、五星山金矿床位于石人火山断陷盆地的南北端,相距近3 km。五凤矿体产在金沟岭组火山岩内,为脉状,五星山矿体产在碱性花岗岩与次粗面安山岩接触带上,为网脉-浸染状。笔者运用显微测温、激光拉曼探针技术,对矿床中各个矿化阶段石英内的流体包裹体进行研究。实验结果表明:1流体包裹体类型主要为气液两相包裹体,纯液相包裹体,少量含CO_2三相的包裹体;2均一温度变化范围在110~440℃之间,与石英脉阶段(Ⅰ)、含硫化物-石英脉阶段(Ⅱ)、方解石石英脉阶段(Ⅲ)以及方解石-沸石阶段(Ⅳ)4个矿化蚀变阶段相对应的流体包裹体的均一温度分别为440~350℃、340~220℃、220~160℃、160~110℃;3盐度w(NaCleq)变化在0.53%~9.47%之间,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿化阶段成矿流体的盐度w(Na Cleq)分别为2.23%~4.63%、9.47%~2.88%、3.85%~1.21%和0.87%左右;4气体成分主要为H_2O、CO_2,少量H_2S、CH_4、N_2。上述结果和硫、碳、氢氧同位素数据,与成矿有关的岩浆作用研究成果,表明该矿床为低硫化型浅成低温热液金矿床,初始成矿流体为大气水,有少量岩浆水参与的中低温、低盐度,还原性流体,成矿物质源于壳幔相互作用的安山质岩浆,成矿机制为流体沸腾作用,可能伴有部分围岩的硫化作用。     

岩浆作用对岩浆热液金铜成矿的制约:以延边小西南岔富金铜矿床为例

在内生热液金铜矿床的成矿理论研究方面,有关岛弧、大陆边缘和陆内造山体系产出的热液和/或斑岩型富金铜矿床、斑岩型铜矿床的成矿与中酸性岩浆作用有密切时空关系的地质事实早已被认证,曾提出板块俯冲作用、上地幔部分熔融或下地壳岩浆深熔作用、板块俯冲与玄武岩浆底侵作用相结合以及板块俯冲与幔壳岩浆混合等成岩成矿模式.     

黑龙江省东部洋灰洞子铜矿床成矿机理: 矿化蚀变、流体包裹体和稳定同位素示踪

洋灰洞子铜矿床位于延边-东宁成矿带,兴凯-延边岩浆构造带北端。矿床发育在花岗闪长斑岩与三叠系黄松群阎王殿组浅变质岩系接触带内侧的角砾岩带内,矿体多呈透镜状和脉状产出。矿床地质和岩相学特征研究表明:围岩蚀变主要是黑云母化、绢云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化;蚀变分带特征明显,以岩体为中心向外依次发育钾硅酸盐化带、绢英岩化带和青磐岩化带。矿石矿物主要是黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿,其次是毒砂、辉钼矿、闪锌矿、方铅矿等。成矿过程可初步划分为4个阶段,从早到晚依次为:(Ⅰ)石英-黄铁矿-毒砂阶段;(Ⅱ)石英-磁黄铁矿-辉钼矿阶段;(Ⅲ)石英-多金属硫化物阶段和(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段。流体包裹体类型有富液相(WL)、富气相(WV)、纯液相(L)和纯气相(V)以及含子晶三相(S)包裹体;其中Ⅰ阶段发育富液相包裹体;Ⅱ阶段发育富液相和含子矿物三相包裹体;Ⅲ阶段发育气液两相、纯液相和纯气相以及少量含子晶三相包裹体,呈孤立和群体分布;Ⅳ阶段主要是富液相和纯液相包裹体。流体包裹体均一温度分别为380~417℃、304~368℃、171~310℃和116~189℃,与划分的4个成矿阶段相对应。Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体的w(Na Cleq)分别为4.63%~14.52%和5.09%~14.63%;Ⅲ阶段包裹体的w(Na Cleq)分布在1.73%~10.37%和13.44%~15.35%两个区间;Ⅳ阶段包裹体的w(Na Cleq)为0.87%~9.08%。早阶段包裹体气相成分主要为H2O,含少量CO2;主成矿阶段以H2O为主,含少量CH4;晚阶段只有H2O;指示伴随着温度降低,成矿过程由含CO2的水盐体系逐渐演化为含CH4的水盐体系。结合与成矿密切相关的花岗闪长斑岩的斑晶石英和各不同成矿阶段硫化物石英脉的石英H-O同位素及矿石矿物Pb同位素特征,认为成矿流体来源于花岗质岩浆作用或是出溶流体,成矿物质来源于深部岩浆。成岩成矿过程经历了花岗质岩浆上升侵位→流体出溶与含矿流体形成→隐爆作用→成矿流体与大气水混合等过程,并先后形成以黄铁矿化为主的蚀变岩和以铜为主的多金属硫化物石英脉、石英-碳酸盐脉。综合研究认为洋灰洞子铜矿床属于斑岩型铜矿床。     

黑龙江省东宁县金厂金矿床角砾型铜金矿体流体包裹体研究

金厂金矿床是中国东部陆缘超大型热液金矿床之一,矿床主要由角砾型金矿体和铜金矿体构成.为研究2种矿体的成矿流体来源、演化之间的联系,对铜金矿体中石英等矿物的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和单个包裹体气液相成分激光拉曼探针分析.研究表明:①流体包裹体类型有纯气相包裹体、气液两相(包括富气相)包裹体、含子矿物多相包裹体和纯液相包裹体;②均一温度变化范围在230～600℃(600℃)之间,其中,钾长石-石英-黄铁矿阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段的温度分别为510～600℃、410～510℃、270～410℃;③盐度w(NaCleq)变化在2.57%～73.96%之间,可分为高温高盐度(35.99%～73.96%)、高温中高盐度(38.94%～57.09%)和高中温中低盐度(2.57%～19.05%)3类;④流体包裹体气相成分主要为H2O、CO2,少量N2、C4H6、H2;⑤多相流体包裹体中的子矿物有石盐、钾盐、石膏、重晶石和黄铜矿等.这些特征揭示成矿流体为高氧化岩浆热液(H2O-CO2-NaCl-SO2-4型).结合前人对角砾岩型金矿体(1号)的流体包裹体研究,初步确定成矿流体的演化过程为,来自幔源岩浆期后的热流体,上升到达地壳浅部发生隐爆、沸腾作用,形成低盐度和高盐度含矿流体后,伴随着温度和压力的降低,流体结晶沉淀,形成角砾岩型铜金矿体.     

延边浅成高硫化热液金矿床的成矿流体起源与演化:以杜荒岭和九三沟矿床为例

杜荒岭和九三沟矿床是延边地区两个典型的浅成热液高硫化型金矿床,两者距离不足10km。本文运用显微测温、激光拉曼成分测试和稀有气体同位素对这两个矿床的蚀变岩和矿石中的石英内流体包裹体进行研究,以便揭示成矿流体的起源和演化过程。测温及拉曼测试结果表明:蚀变早期矿化阶段主要气体成分为CO_2、N_2的两相流体包裹体,发育少量高盐度(33.4%~48.1%)高温(410~470℃)的流体包裹体,其为深部斑岩成矿系统与后期浅成矿化流体叠加的产物;主成矿阶段均一温度为90~330℃,盐度为0.4%~44.9%,成分以H2O为主,含少量的CO_2;富气相、富液相及含石盐子晶多相的流体包裹体共存,表明流体发生了沸腾作用,这些流体包裹体被捕获的深度为100~500 m,代表浅成矿化的主要流体。稀有气体同位素结果表明:3 He/4 He值为0.009 6~0.020 6Ra,20 Ne/22 Ne、21 Ne/22 Ne值分别为9.734~9.987和0.030 9~0.040 6,40 Ar/36 Ar为1 302.4~4 433.6。上述研究结果表明,延边地区杜荒岭和九三沟金矿早期成矿流体为携带Au、Ag、Cu等成矿元素的高温、高氧化的岩浆气,主成矿阶段地壳流体的混入导致沸腾作用,晚期转以低温低盐度的大气水为主。     

延边小西南岔富金铜矿床燕山晚期花岗杂岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

小西南岔富金铜矿床是延边内生金铜成矿区重要的矿床,自20世纪70年代末发现该矿床以来,至今倍受国内外地质学家关注,围绕其金铜成矿与岩浆作用关系的地质、地球化学方面已有深入的研究(芮宗瑶等,1995a,b;孟庆丽等,2001),但在其成岩成矿年代学方面还显得薄弱.     

内蒙金厂沟梁金矿床流体包裹体的He-Ar同位素地球化学研究

金厂沟梁金矿床是华北陆台北缘大型脉状热液矿床，矿脉类型主要是黄铁矿-石英脉，其次是石英-黄铁矿脉和黄铁矿-黄铜矿石英脉。对其黄铁矿中的流体包裹体He、Ar同位素研究表明：黄铁矿-石英阶段的流体包裹体³He/⁴He比值为1.03～3.33 Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar比值为296~499；黄铁矿-黄铜矿-石英阶段的³He/⁴He比值为4.44~5.95Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar比值为288~312。这种特征揭示，该矿床流体包裹体的稀有气体组成是由地幔、大气水和地壳流体三端元构成；结合矿床地质特征和形成时代，得出该矿床的初始含矿流体源是MORB地幔和俯冲大洋板片，与岛弧/大陆边缘背景产生的玄武质岩浆基本一致,热流体上升到地壳浅部过程可能受到地壳流体和部分大气水混染。