胶西北大尹格金矿床成矿机理:载金黄铁矿标型及硫同位素地球化学约束

胶东是我国最重要的金矿集中区,破碎带蚀变岩型金矿床是区内最主要的金矿床类型,该类型金矿床已探明金资源量占全区的90%以上,其巨量金的来源是引人瞩目的关键科学问题。招平断裂带是该区内规模最大的断裂-成矿带,位于招平金矿带中段的大尹格庄金矿床是该金矿带最具代表性的破碎带蚀变岩型金矿床之一,已探明金金属量约283t。大尹格庄金矿床严格受沿胶东群与玲珑花岗岩接触带发育的NNE向招平断裂带控制,矿体赋存在招平断裂下盘黄铁绢英岩化和碎裂岩化玲珑花岗岩中,主要由Ⅰ号和Ⅱ号矿体组成,其具有相似的矿物组成,矿石主要矿物是绢云母、石英、黄铁矿,次要矿物是钾长石、斜长石、黑云母、方解石、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黝铜矿和自然金、自然银、金银矿、碲银矿等;其中黄铁矿是最主要的载金矿物。根据穿插关系和矿物共生组合,大尹格庄金矿床内成矿作用可划分为4个成矿阶段,分别是黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-方解石-多金属硫化物阶段(Ⅳ)。各个成矿阶段的黄铁矿的晶体形态标型研究表明,成矿Ⅰ阶段黄铁矿以粗粒自形立方体为主,含有少量五角十二面体;成矿Ⅱ和Ⅲ阶段黄铁矿以细粒五角十二面体为主,且具有更多五角十二面体、八面体和立方体形成的聚形;成矿Ⅳ阶段主要为细粒立方体晶形。不同矿体各个成矿阶段的硫化物的δ~(34)S值集中在4.58‰~7.54‰,具有一定的塔式效应,正向偏离陨石硫,与胶东地区胶东群变质岩、围岩花岗岩类δ~(34)S比较接近,指示大尹格庄金矿床各个成矿阶段的矿石硫源总体一致,与胶东群变质岩和中生代花岗岩间具有继承演化关系。此外,从成矿Ⅰ阶段→Ⅱ阶段→Ⅲ阶段→Ⅳ阶段,大尹格庄金矿床矿石硫化物δ~(34)S呈现出逐渐降低的趋势,反映了成矿过程中物理化学条件的演化趋势:Ⅰ阶段为较高温度(330~350℃)、快速冷却、低过饱和度、低氧逸度和硫逸度的成矿环境;Ⅱ和Ⅲ阶段黄铁矿形成于中-低温(200~300℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境;Ⅳ阶段处于较低温度(200℃)、热液流体过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、同时物质供应不足的成矿环境。     

扬子西缘乡城-丽江结合带燕山期斑岩Mo多金属矿床成矿系统

位于扬子陆块西缘与西南三江造山带结合部位的乡城-丽江地区,北起四川乡城经云南格咱南至丽江地区,在印支期斑岩铜矿带上新发现叠加了燕山期斑岩Mo多金属成矿作用,形成乡城-丽江斑岩Mo矿带。受印支期古特提斯洋盆闭合后地壳缩短与加厚的影响,燕山晚期下地壳发生拆沉作用,导致后碰撞型花岗质岩浆侵位,发育了Mo多金属成矿作用,并构成斑岩成矿系统。岩石地球化学特征表明,燕山晚期含矿斑岩具高硅(SiO_2=66.29%~79.36%)、高碱(K_2O+Na_2O=5.07%~9.24%)、富钾(K_2O/Na_2O=0.71~2.13)的特点,属于高钾钙碱性岩石系列。岩石富集轻稀土元素(LREE),具有负δEu异常;微量元素具富集大离子亲石元素K、U、Th、Rb,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti的特征;大离子亲石元素的富集和Nb、Ta等高场强元素的亏损,表明形成这些岩体的岩浆主要来自地壳,具有造山带花岗岩的地球化学特征。区内代表性含矿斑岩相似的地球化学组成及分布特征表明,乡城-丽江结合带燕山晚期的成矿斑岩是由同源岩浆分异演化而来。成矿系统的分析表明,燕山晚期主要含矿斑岩成矿物质以壳源为主,但具有少量地幔物质的加入,成岩成矿物质来源具有相似或一致的源区特征。在成矿元素的组合上,由成矿斑岩体向外带表现出W、Mo→W、Mo、Cu→Pb、Zn、Ag的演化趋势。研究表明,本区燕山晚期花岗岩浆的侵入及Mo多金属成矿作用并不是独立或个别的成矿事件,而是纵跨义敦岛弧、甘孜-理塘结合带及扬子西缘的带状成矿活动,属于区内与燕山晚期岩浆侵入作用相关的统一斑岩成矿系统。     

湘南荷花坪锡多金属矿床成矿年代研究

荷花坪锡多金属矿床是本世纪初在南岭中段湘南地区新发现的一个大型矿床,区内的锡多金属矿化产在王仙岭岩体东南内、外接触带,已发现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号4个主要锡多金属矿体。其中,Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ号矿体由早期矽卡岩型和晚期蚀变碎裂岩型矿石组成,Ⅲ号矿体则由独立产出的蚀变碎裂岩型矿石组成,且包含有部分碎裂花岗斑岩。以往研究已对Ⅳ号矿体中的矽卡岩型矿石和Ⅲ号矿体中含矿斑岩脉分别采用辉钼矿Re-Os法和锆石SHRIMP U-Pb法进行了测年,获得的年龄分别为224.0±1.9Ma和142±2Ma。本文补充了晚期蚀变碎裂岩型矿石的~(40)Ar/~(39)Ar测年,结果显示,Ⅱ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石白云母样品和石英样品的坪年龄分别为151.88±1.58Ma和155.39±7.04Ma;Ⅳ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石石英样品的坪年龄为156.94±1.64Ma。结合前人研究资料综合分析,认为荷花坪矿区存在印支晚期(224Ma)、燕山早期(151~156Ma)和燕山晚期(142Ma)三期成矿作用,分别与区内印支期中粗粒含电气石黑云母花岗岩、燕山早期中粗粒黑云母花岗岩和燕山晚期花岗斑岩脉有关,不同期成岩、成矿作用的构造环境均为岩石圈的拉张伸展。湘南地区印支期(205~224Ma)基性岩浆活动及荷花坪矿床印支期成岩、成矿过程中均有幔源物质的参与,它们共同指示南岭地区中生代构造体制的转换或岩石圈伸展减薄可能始于印支主期(230~244Ma)之后的224Ma左右,即晚三叠世。     

华南大规模低温成矿的主要科学问题

大面积低温成矿是全球独特的重要成矿事件。华南地区扬子地块西南部面积约50万平方千米的广大范围,低温矿床广泛发育,包括卡林型金矿床、MVT型Pb-Zn矿床和脉型锑、汞、砷等矿床,构成华南低温成矿域。该成矿域由川滇黔接壤区的Pb-Zn、右江盆地Au-Sb-As-Hg和湘中盆地Sb-Au等三个矿集区组成。其中的矿床主要赋存于沉积岩中,受断裂构造控制,形成于100~250℃的低温条件下。以往的研究取得了重要进展,但成矿时代、成矿动力学背景、成矿物质基础和成矿过程等关键科学问题一直悬而未决。近年的研究表明,这些矿床可能形成于200~230Ma(印支期)和130~160Ma(燕山期)两个时期,除川滇黔Pb-Zn矿集区由盆地卤水演化成矿外,其余两个矿集区的形成可能均受印支期和燕山期的深部岩浆活动驱动,尽管成矿流体中的水主要是大气成因地下水。本专题报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括20篇文章,主要涉及这些低温矿床的地质地球化学特征、成矿时代、矿床成因和成矿动力学背景等。     

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究——黄铁矿Re-Os和锆石U-Th/He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一,因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物,其成矿时代以往未得到很好的限定,制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步,Re-Os同位素定年技术得到了发展,可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定,从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石U-Th/He同位素定年,也是近年发展和成熟起来的定年技术,对低温热事件极其敏感,同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U-Th/He同位素定年技术,对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示:热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma,对应于印支晚期;锆石U-Th/He年龄为51.2~133.3Ma,经Ft校正后,U-Th/He年龄分布于93.78~258.29Ma之间,平均值为160.7±7.3Ma,对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用;或者矿床形成于200Ma左右,但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造,黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄,而锆石U-Th/He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿,还是另有160Ma左右的成矿作用叠加,这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当,这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。     

赣东北蛇绿混杂岩岩石地球化学特征及构造意义

赣东北蛇绿混杂岩是中国为数不多的新元古代蛇绿岩,对该蛇绿混杂岩带中的方辉橄榄岩和玄武岩类岩石进行元素地球化学研究,以探讨新元古代赣东北地区的构造动力学背景.研究表明,方辉橄榄岩具有低TiO₂(0.02%~0.37%)、低K₂O(0~0.02%)、低Na₂O(0.02%~0.10%)和富MgO(40.81%~44.58%)特征,烧失量普遍较高(10.09%~13.47%),表明样品普遍遭受蚀变;稀土元素配分模式图和微量元素蛛网图显示,橄榄岩样品具有亏损地幔源区特征,同时兼有俯冲带流体交代的特征.玄武岩类SiO₂含量主要为52.63%~56.19%,平均为55.00%,属安山玄武岩范围.岩石具低MgO(3.66%~6.46%),中等TiO₂(1.14%~2.66%),高Al₂O₃(13.07%~15.27%)、Na₂O(3.42%~5.03%)的特征.安山玄武岩轻稀土富集((La/Yb)_N=1.84~2.61),无明显Eu异常,稀土配分曲线呈右倾型;微量元素蛛网图中显示大离子亲石元素Th、Ba、U、Pb富集、高场强元素Nb、Ti亏损,可能系俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔所形成,TNT(Ta、Nb和Ti)的负异常指示赣东北蛇绿混杂岩的形成过程中可能遭受了陆源物质的混染,反映了消减作用的影响.方辉橄榄岩和安山玄武岩的地球化学特征表明赣东北蛇绿混杂岩的形成可能经历了多期演化,早期可能系古华南洋发生洋内俯冲作用,俯冲过程中释放的流体交代了俯冲带上的地幔楔,使地幔橄榄岩富集轻稀土.随后的弧后盆地扩张阶段,形成具有岛弧性质和MORB特征的玄武岩类,但由于弧后盆地发育不成熟,玄武岩类在地球化学上显示有大陆物质的特征,表现出高Pb、低Ti和轻稀土强烈富集.      

火山岩型铀矿山环境地质调查评价方法研究

通过对典型火山岩型铀矿山及周边地区的环境地质调查及样品分析测试,厘定矿山放射性气态、液态、固态源项特征及分布,开展放射性迁移循环途径研究及矿山周边公众潜在附加剂量评价研究,初步建立放射性矿山环境地质调查评价体系。结果表明,该研究可以为查明火山岩型铀矿山开发过程中对环境介质的影响程度和范围提供方法指导。     

冲绳海槽火山岩岩石系列的厘定及构造环境意义

冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物.      

青海德令哈盆地石炭纪古环境研究

采自德令哈地区石炭系的12个碳酸盐岩样品测试、分析结果表明,德令哈地区石炭纪整体为分层中等的弱还原海相环境,水体受陆源碎屑注入影响明显。这种湿热、还原的高盐度水体利于生物的繁盛及有机质的保存,使德令哈地区石炭系发育极为优越的烃源岩条件。垂向上,克鲁克组偏高的咸化程度及分层程度,表明克鲁克组沉积水体相对闭塞、咸化程度较高,而怀头他拉组、扎布萨尕秀组灰岩形成于水体交换相对通畅的海域。从岩性组合、陆源碎屑注入变化及盐度、还原性的差异来看,克鲁克组主体为局限台地环境,而怀头他拉组、扎布萨尕秀组为开阔台地。作为对克鲁克组高盐度、还原性水介质环境的响应,克鲁克组烃源岩TOC条件要比怀头他拉组及扎布萨尕秀组优越。     

西藏当雄地区拉屋矿床二长花岗岩地球化学特征及构造背景

西藏拉屋矿床位于冈底斯铜铅锌多金属成矿带东段。通过对拉屋矿区出露的二长花岗岩地球化学研究表明,岩石中SiO_2、Al_2O_3和CaO等的含量均高、贫Fe和低Na_2O;w(SiO_2)含量为65.40%~74.43%,A/CNK值在1.41~2.20之间,为强过铝质花岗岩。岩石稀土总量ΣREE(不含Y)较低,为(5.08~80.38)×10~(-6),LaN/YbN值为2.43~5.65,ΣLREE/ΣHREE为1.63~3.64,稀土元素配分型式为右倾型,具负铕异常。Nb、Ti、Zr、Ce等高场强元素和Ba明显的亏损,K、Rb、Sr等大离子亲石元素明显的富集。综合研究认为,本区花岗岩的物质来源于上部陆壳,岩浆源区岩石成分为泥质岩;该岩体为形成于同碰撞构造环境、地壳加厚阶段的过铝质花岗岩。