华北克拉通西部临县紫金山碱性岩体地球化学特征及地质意义

山西吕梁地区出露的紫金山岩体为我国著名的碱性岩体之一。为了探讨紫金山碱性岩体的物质来源及地质意义,对该岩体主要岩石进行了岩相学及岩石地球化学研究。结果表明: 紫金山岩体各期次岩石具有低硅、富碱、高钾的特点,属钾质碱性岩石; 岩石轻重稀土元素分馏较强烈,具有轻稀土相对富集、重稀土相对亏损、无明显Eu异常的特征; 微量元素总体表现为大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Sr等)明显富集、高场强元素(Th、Nb、Ta、La、Ce、Nd、P、Ti等)亏损的特征。紫金山岩体岩浆来源较深,与富集地幔关系密切,岩浆演化机制以部分熔融作用为主且存在陆壳物质混染。结合山西境内多处同时期的碱性、偏碱性岩体特征,推断华北中部早白垩世碱性岩浆活动与古太平洋板块俯冲背景下华北克拉通破坏作用关系密切。     

空气反循环连续取样钻进技术在紫金山金铜矿区的应用

紫金山金铜矿矿产勘查中使用空气反循环连续取样钻进工艺,解决破碎地层、缺水地区钻探取样难、施工成本高的问题。介绍了机具的配套、钻进工艺流程及施工注意事项,特别是针对紫金山金铜矿区破碎、漏失地层,为提高钻进效率,采用正反循环2种潜孔锤钻进,获得了高的采样率,提高了施工效率,大幅度降低了施工成本。     

紫金山矿田Cu-Fe-S矿物的EPMA和LA-ICP-MS微区元素分析及地质意义

应用EPMA和LA-ICP-MS微区分析技术,首次揭示了紫金矿田中铜铁硫化物的主、微量元素分布特征。研究表明紫金山铜金矿浅部蓝辉铜矿石的铜矿物具有富Se的特征,其中铜蓝中的Se最高可达1.57%,并出现Se的成分环带特征。LA-ICP-MS的微量元素分析表明蓝辉铜矿和久辉铜矿中含较高的Au(1×10-6)和Ag,是金、银的重要载体,同时含较高含量的Bi、Sn、As和Se,与次生富集成因存在着显著的区别。紫金山铜金矿和龙江亭铜矿的斑铜矿是重要的Ag和Bi载体,不同阶段的斑铜矿的微量元素有差异,高硫化阶段的斑铜矿Bi含量较高,而中低硫化阶段的斑铜矿Ag和Sn含量较高。黄铜矿含少量的Ag,但出现了较高的In(约30×10-6),是铟的重要载体。高硫化阶段的黄铁矿具有更高的Cu和Ni。此外,矿石矿物中普遍含有较高的Se、Te、Ge和As,均表明紫金山矿田的矿床与火山活动的热液作用紧密相关。紫金山铜金矿床中出现的W、Sn、Mo、Bi和In元素异常带是一种指示斑岩型矿化向高硫化型矿化过渡的地球化学标志,指示紫金山深部具有潜在的斑岩成矿潜力。     

福建紫金山矿田罗卜岭铜钼矿化斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及成矿岩浆特征研究

罗卜岭斑岩铜钼矿床是紫金山Cu-Au-Mo浅成低温—斑岩矿田新近发现的大型斑岩铜钼矿床。我们在对罗卜岭赋矿斑岩体矿物组成进行详细分析的基础上,测定了斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄,分析了赋矿斑岩体时代、锆石Ce4+/Ce3+比值及氧逸度特征。这些工作对深入了解紫金山斑岩—浅成低温热液矿田成矿系统形成机制及了解华南新近发现的一系列斑岩     

福建省紫金山矿田五子骑龙铜矿床流体包裹体研究

五子骑龙浆控高温热液型铜矿床位于紫金山矿田北东侧,产于紫金山复式花岗岩内,含矿岩体为燕山早期黑云母二长花岗岩。矿石构造类型主要有脉状和网脉状、浸染状。根据矿物组合与脉体穿插关系,将脉体分为4个阶段。阶段1为绢云母化-迪开石化-硅化蚀变带的石英±钾长石脉;阶段2为被明矾石化-硅化叠加的绢云母化-迪开石-硅化蚀变带的石英-斑铜矿-黄铜矿-蓝辉铜矿-黄铁矿脉±铜蓝;阶段3为石英-铜蓝-黄铁矿脉体;阶段4为明矾石化-硅化蚀变带中的石英±石膏±方解石脉。阶段1发育WV类、C类和少量WL包裹体,阶段2发育WV类、C类和WL类包裹体,阶段3发育WL类和少量WV类包裹体,阶段4只发育WL类包裹体。含子矿物多相包裹体(S型)仅见于隐爆角砾岩体中花岗闪长斑岩的石英斑晶中。阶段1均一温度集中在362~570℃之间,盐度为4%~19.92% NaCleqv,流体体系为NaCl-CO₂-H₂O体系。阶段2均一温度集中在306~390℃,盐度为0.35%~13.94% NaCleqv,流体沸腾现象显著,CO₂等挥发份逸失。阶段3均一温度集中在233~308℃,盐度为0.18%~14.67% NaCleqv。阶段4均一温度降至132~230℃,盐度降至0.88%~6.16% NaCleqv。总体而言,流体从初始的高温NaCl-CO₂-H₂O体系演化为最终的低温NaCl-H₂O体系,期间发生了流体沸腾作用、CO₂等挥发份逸失、金属硫化物沉淀、大气降水混入等。     

福建紫金山矿田二庙沟铜(金)矿区英安玢岩的成因及其成矿意义

二庙沟铜金矿床位于福建省西南部的紫金山矿田内,与紫金山铜金矿床发育有相似的矿化蚀变类型,二者矿化均围绕着中酸性次火山岩分布,与英安玢岩以及隐爆角砾岩关系密切,这表明二者在矿床成因上存在亲缘性。二庙沟与紫金山铜金矿床同属高硫型浅成低温热液矿床,明显不同于罗卜岭斑岩铜钼矿床以及悦洋低硫型热液银矿床。二庙沟铜金矿床矿化与英安玢岩关系密切。本文运用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对二庙沟英安玢岩中锆石进行了U-Pb年龄测定,获得了108.3±1.5Ma （n=7,MSWD=1.3）和105.7±1.5Ma （n=17,MSWD=1.8）的形成年龄。该年龄与此前已报道的紫金山铜金矿床内发育的英安玢岩的年龄相一致,进一步表明两者为同一期岩浆活动的产物,而且紫金山矿田内与矿化有关的大规模火山活动的时间为早白垩世。二庙沟英安玢岩具有高硅,富钾的特点,属弱过铝质岩系。该岩石还具有LILEs、LREE相对富集,Nb、Ta、P、Ti等高场强元素相对亏损,无铕异常,明显的轻重稀土分异以及高Sr/Y、La/Yb的特点。岩石的锶同位素初始比值I_Sr为0.712698~0.713174,ε_Nd（t）值为-6.26~-4.94,锆石的ε_Hf（t）值为-4.52~1.66。微量元素以及同位素特征表明二庙沟英安玢岩类似于埃达克质岩石,主要由富集地幔起源的基性岩浆与下地壳部分熔融形成的酸性岩浆发生岩浆混合作用而形成,所对应的地球动力学背景为受古太平洋板块俯冲影响而导致的弧后伸展。富集地幔熔融形成的高f_O2、富H₂O基性岩浆是成矿物质的主要来源。其与下地壳部分熔融产生的岩浆发生混合改变了岩浆的含水性和氧化还原状态,在高压环境下发生岩浆分异形成类埃达克质岩浆,上升到上地壳形成二庙沟铜金矿床。     

紫金山金铜矿明矾石的矿物学特征

紫金山金铜矿中火山机构的不同部位具有不同特征的明矾石。本文在野外地质调查工作的基础上,通过岩相学、矿相学、扫描电镜、能谱分析、电子探针、粉晶衍射、热差分析等手段,对紫金山金铜矿中的脉石矿物明矾石的矿物学特征进行了系统研究。明矾石分为岩浆热液、岩浆蒸汽、蒸汽加热三种成因类型。岩浆热液型明矾石呈鳞片状分布明矾石化花岗岩中或呈柱、粒状分布于矿体中;岩浆蒸汽型明矾石多呈脉状分布于矿体上部,晶体呈页片状;蒸汽加热型明矾石呈粉末状分布在潜水面附近。明矾石有多种颜色,与铜矿石矿物共生的明矾石多呈玫瑰色,而蚀变花岗岩中或潜水面附近粉末状的明矾石多呈粉红色、肉红色或灰白色。电子探针显示明矾石化学成分相对理论值具有富Al,贫K、SO3,富Na、Ca、Ba、Ti等微量元素,且火山口附近明矾石含钠较高,而远离火山口的北西矿带及深部含钠较低。粉晶衍射显示北西矿带中明矾石的晶胞参数从火山口由近到远,从浅部到深部,晶胞参数增大。热差分析显示火山口处明矾石的吸热谷较深。这些特征显示火山口附近明矾石形成温度较高,远离火山口的西北矿带及深部明矾石形成温度较低,其形成与潜火山活动有关。     

福建紫金山矿田火成岩系列与浅成低温热液—斑岩铜金银成矿系统

紫金山矿田内, 自地表往深部, 发育早白垩世中酸性火山岩、次火山英安斑岩、浅成相花岗闪长斑岩、中深成相花岗闪长岩, 构成中酸性火山-侵入岩系列。围绕着紫金山火山机构发育强烈的蚀变矿化, 形成高硫型浅成低温热液铜金矿、低硫型浅成低温热液银金矿和斑岩型铜(钼)矿床。矿田内各类铜金银矿床存在着密切的时空及物源联系, 它们在时间、空间上连续演化, 都是同源含矿中酸性岩浆在同一成矿背景之下于不同演化阶段的产物。含矿热液的物化性质及时空迁移决定了它们在不同地质部位产出不同的矿床类型, 构成与中酸性次火山-斑岩有关的浅成低温-斑岩铜金银矿成矿系统。      

福建紫金山矿田深部似斑状花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb和单矿物~(40)Ar/~(39)Ar年龄及其地质意义

通过对福建紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩3组锆石SHRIMP U-Pb和2组角闪石、钾长石~(40)Ar/~(39)Ar测年,获得锆石~(206)Pb/~(238()U加权平均年龄为101.8±1.5 Ma(n=34,MSWD=1.0),代表紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩的成岩年龄;同时获得角闪石~(40)Ar/~(39)Ar冷却年龄为100±11 Ma、102.2 Ma,钾长石的~(40)Ar/~(39)Ar冷却年龄为96.3±1.7 Ma、98.5 Ma。依据矿物封闭温度理论,估算紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩由锆石结晶至角闪石40Ar/39Ar体系封闭、再到钾长石~(40)Ar/~(39)Ar体系封闭的岩石冷却速率分别是40.7~67.1℃/Ma、116.9~216.3℃/Ma,显示岩石的冷却速率较大;由古地温梯度推算主期似斑状花岗闪长岩结晶(101.8±1.5 Ma)至钾长石~(40)Ar/~(39)Ar体系封闭(96.3±1.7 Ma)期间岩体隆升剥露了约3 km,暗示地壳在这一时期发生了快速隆升剥蚀作用。紫金山矿田深部似斑状花岗闪长岩锆石206Pb/238U年龄佐证了紫金山矿田深部存在一个大岩基,并约束了紫金山矿田斑岩型矿床的成矿时代,单矿物的~(40)Ar/~(39)Ar年龄为矿区的隆升剥露研究提供新资料。     

悦洋银多金属矿床黄铁矿化学成分标型特征及其矿床学意义

悦洋银多金属矿目前的保有储量已不能满足矿山持续生产的需求,需要进行深-边部找矿工作。本文基于成因矿物学理论,通过矿物地球化学方法对矿区内的黄铁矿化学成分标型特征进行了研究。结果表明：(1)黄铁矿中w(Co)/w(Ni)值、As-Co-Ni三角图解、w(Au)/w(Ag)值、w(S)/w(Se)值等特征,联合显示该黄铁矿的成因为岩浆热液(火山热液成因)型;(2)悦洋银多金属矿中稀散元素Se、Ga、Ge可以作为伴生资源开发利用;(3)由黄铁矿微量元素中简化的前缘晕元素组合(As-Sb-Ag)、近矿晕元素组合(Au-Cu-Pb-Zn)、尾晕元素组合(Co-Ni)的三元相图显示,采区矿脉主要处于矿体的中下部,说明在深-边部还有一定的找矿前景;(4)基于该矿床硫化物的研究,结合区域地质、矿区地质特征,岩相学特征等,认为蚀变分带是悦洋银多金属硫化物矿体的找矿标志,即浅部碳酸盐化带、中部硅化+冰长石化带、深部绢英岩化带、硅化+冰长石化带是寻找矿体的直接标志。