从藏南陆-陆碰撞带深部结构构造演化探讨斑岩铜矿的成岩成矿问题

本文以INDEPTH项目对印度大陆与欧亚大陆碰撞带深部成像结果为基础,从构造演化角度探讨藏南陆-陆碰撞带冈底斯斑岩铜矿带的成矿作用问题。深部探测给出的碰撞带深部结构与侯增谦等地质学家提出的深部结构有较大的异同,如何协调起来以深化对藏南陆-陆碰撞条件下成矿作用的认识,这是本文讨论的中心。藏南碰撞带成矿实际上是在新特提斯大洋岩石圈俯冲形成的冈底斯岩浆弧成矿作用的基础上,再经过陆-陆碰撞挤压强烈改造后的再成矿。碰撞带的深部结构构造演化的特点是:(1)新特提斯大洋岩石圈板块向北连续俯冲了约120 Ma,形成的冈底斯陆缘火山岩浆弧带,这导致了陆缘带地壳增厚并含有大量的地幔岩浆流体物质(如南美安第斯成矿带那样);(2)在印度大陆与冈底斯陆缘弧接近碰撞时,在对挤中新特提斯大洋洋壳与大洋岩石圈地幔发生向上挤出与向下拆沉,并使部分洋壳残片和大洋岩石圈物质保存在中上地壳内;(3)两大陆岩石圈碰撞对接后,印度岩石圈地幔加深达70~80 km并沿地壳底部向北推进,并将加厚地壳内大量的成矿物质、钙碱性岩浆,洋壳及新生的下地壳,以及部分地幔物质从地壳底部将其围限起来,成为后期再成矿的物质基础;(4)查明了碰撞带深部壳/幔间产生了一层中间速度层(相当于MASH层),在中上地壳部位出现一层巨大的部分熔融层;(5)在碰撞挤压下冈底斯带内产生多组断裂构造,大型逆冲断裂系与背冲断裂,并引发了含矿岩浆的再活动,并在浮力(下地壳内)和挤压力作用下多次活动上升生成斑岩型铜矿床;(6)成矿后地表遭受过强烈的风化剥蚀作用,使矿床出露地表。     

贵州福泉牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现

贵州省福泉桅杆坪地区寒武系底部牛蹄塘组黑色页岩中以炭质印模的形式保存有大量宏观后生动物化石.化石微细特征保存较差,多属于疑难化石.该化石组合以化石个体较大的蠕虫状化石和疑似杆壁虫类化石为优势分子,还常见管状类化石、遗迹化石,以及少量的软舌螺、海绵骨针等化石碎片.该化石组合紧位于镍钼多金属层之上,与遵义等地区的松林生物群(牛蹄塘组下生物群)的层位相当,化石组成基本一致,但优势生物存在明显差异.福泉地区牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现,丰富了寒武系牛蹄塘组的生物群面貌,为研究早期后生动物演化提供了新资料和新信息.对该化石组合的进一步研究,也必将为这种特殊生物群的古环境恢复和埋藏学研究提供有利的古生物学证据.      

西藏朱诺斑岩铜矿石英闪长斑岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及Lu-Hf同位素研究

朱诺斑岩铜矿床位于冈底斯成矿带的中段西部,是近年来新发现的大型斑岩铜矿床,矿体受控于新生代复式多期岩浆活动,成矿年龄为13.72 Ma,前人主要针对中新世岩浆活动开展研究,而对矿区另一类含矿石英闪长斑岩却鲜有报道,钻孔编录以及镜下鉴定表明石英闪长斑岩可能提供了部分成矿物质,因此详细开展含矿石英闪长斑岩的研究有利于拓展矿区的找矿方向。通过开展石英闪长斑岩原位锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Lu-Hf同位素测试。结果表明测试样品的加权平均年龄为51.47±0.6 Ma,代表该岩体的岩浆结晶年龄为始新世。锆石εHf(t)值介于-5.4~0.8,平均值为-2.4,176Hf/177Hf比值为0.28259~0.28276,平均值为0.28268,二阶段Hf模式年龄(TDM2)介于1.1~1.4 Ga之间,平均值为1.3 Ga。Lu-Hf同位素结果反映朱诺地区始新世岩体具有明显的古老地壳印记,岩浆源区为中-古元古代地壳物质并混染有少量的年轻基性物质,指示在拉萨地体南部,谢通门以西的朱诺地区存在中-古元古代结晶基地。     

云南马关都龙锡锌多金属矿床鲕状黄铁矿微束分析

鲕状黄铁矿是都龙锡锌多金属矿床中的特殊硫化物矿物之一。本文通过扫描电镜观测其矿物微形貌结构特征,并利用电子探针分析其化学成分,为认识该类矿物成因及其与成矿作用的关系提供依据。扫描电镜观测显示,该矿床中黄铁矿鲕粒主要由黄铁矿微晶组成,在鲕粒纹层孔隙中发现了丝状体、杆状体、球状体等微生物成因显微组构。这些微生物化石与热液喷流沉积成因硫化物矿床、热泉、海底热液喷口中的微生物化石具有诸多相似特征,表明该矿床形成过程中可能存在热水沉积成矿作用,微生物在黄铁矿鲕粒形成过程中可能起到转换硫源、吸附金属元素、粘结黄铁矿微晶等作用。电子探针观测显示,黄铁矿鲕粒中的Zn含量较高,暗示鲕状黄铁矿可能作为后期成矿作用Fe、Zn、S等成矿元素的物源之一。从鲕粒边部到中心Zn含量逐渐递减的趋势,并由交代作用在鲕粒边部形成富Zn边。     

四川会理天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿的成因关系探讨

天宝山矿床是川滇黔接壤铅锌矿集区内的代表性铅锌矿床之一,赋存于上震旦统灯影组白云岩中。近年来,该矿床深部发现了以铜为主的矿化,甚至形成铜矿体。目前,对铜矿成因及其与铅锌矿的关系尚不清晰。本文报道新发现铜矿的矿物学和同位素地球化学资料,以期揭示铜矿的成矿物质来源,结合铅锌矿的相关研究,探讨铜矿形成机制及其与铅锌矿的成因关系。镜下观察和扫描电镜分析显示,铜矿石中主要金属矿物为黄铜矿和银黝铜矿,其次为方铅矿和毒砂,含少量闪锌矿和黄铁矿;铅锌矿石中闪锌矿是主要金属矿物,方铅矿和黄铁矿次之,含少量黄铜矿和深红银矿。铜矿石中闪锌矿主要呈半自形-他形粒状,与黄铜矿共生或被其包裹,方铅矿主要呈细脉状充填在黄铜矿、银黝铜矿和毒砂的裂隙中或呈他形粒状分布在这些矿物中;铅锌矿石中黄铜矿主要呈浸染状分布于闪锌矿之中。两类矿石金属矿物的组构特征,显示铜矿物与铅锌矿物具有密切的共生、穿插和包裹关系,应属同期成矿。同位素地球化学数据显示,铜矿石中黄铜矿的δ34SCDT值为3.9‰~4.2‰(均值为4.1‰,n=3),铅锌矿石闪锌矿的δ34SCDT值为3.3‰~3.9‰(均值为3.5‰,n=3),十分相近,暗示它们具有相似的S源,应均属赋矿地层海相蒸发岩中硫酸盐热化学还原作用的产物。铜矿石中黄铜矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.441~18.476(均值为18.461,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.731~15.751(均值为15.741,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.809~38.873(均值为38.849,n=3),μ=9.72~9.76;铅锌矿石中方铅矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.442~18.480(均值为18.455,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.746~15.763(均值为15.752,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.793~38.892(均值为38.840,n=3),μ=9.75~9.78。两者具有相近的Pb同位素组成且其壳源特征明显,表明它们的成矿金属来源相似,均来自上地壳,与赋矿沉积岩有关。综上,矿物学和同位素地球化学证据表明,天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿具有明显的同期共生关系和相似的成矿物质来源,是同一成矿热液体系不同阶段演化的产物。天宝山铜铅锌矿床与MVT矿床的成矿特征不同,暗示其成矿作用(环境)特殊,可能与矿床所处的地质背景有关,其成因认识对川滇黔接壤区同类型矿床深部找铜矿具有重要的指导意义。     

浙西北平水铜矿细碧角斑岩成岩年龄及其地质意义

文章对浙西北平水铜矿赋矿围岩双溪坞群平水组细碧角斑岩中锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄测定。结果显示锆石Th/U比值为0.42~2.28,明显高于Th/U比值小于0.1的变质成因的锆石,为典型岩浆成因锆石。几乎所有的锆石颗粒样品都投影在谐和曲线上及其附近,细碧岩年龄加权平均值为(952±5)Ma(n=18,MSWD=0.19),角斑岩年龄加权平均值为(954±8)Ma(n=15,MSWD=0.51);结合锆石自形、发育岩浆环带等特点,该年龄是平水组细碧角斑岩的形成年龄。结合前人研究及地质事实,本次研究确定双溪坞群平水组细碧角斑岩的成岩年龄为新元古代(950 Ma左右);认为江南造山运动发生的上、下限虽还没有最终限定,但它东端的造山运动很可能介于1.0~0.9 Ga;钦杭成矿带北东段地区有寻找同类矿床的潜力。     

胶东金翅岭金矿构造控矿规律及找矿预测

金翅岭金矿是胶东招远北部的一个典型石英脉型金矿,构造是金矿最为重要的控矿因素。在前人资料的基础上,综合分析了矿区构造控矿特征,总结了构造控矿规律:矿脉分支复合,表现为NE向矿脉产生SN,NNE向次级矿脉,NNE向矿脉产生NE向次级矿脉;矿体厚度与金品位呈负相关,深部次级矿脉群在P4脉下盘出现;矿脉侧伏角和倾伏向变化处矿体富集,表现为SW向侧伏的P4矿脉,矿体富集于-240 m,侧伏角变大,同时倾伏向由SW向转变为NW向的部位。最后建立了平面和剖面P4矿脉的波形函数,并对深部进行了预测。     

新疆乌鲁木齐东部早二叠世枕状玄武岩火山岩系的发现及大地构造意义

新疆乌鲁木齐东部野生动物园附近的下二叠统下部发育了一套以枕状玄武岩为代表的火山岩系。该玄武岩在公路上发育有两层,上部一层较厚,可达7～8m,下部一层2～3m。岩枕近圆形、肾状、枕状、条带状或蠕虫状等,多呈顶突底凹。岩枕长轴平行排列,长轴基本顺层面分布;有的岩枕中含大量海百合茎、珊瑚及腕足等生物化石。在TAS图中大部分样品位于玄武粗安岩,而在K_2O-SiO_2图上主要落在低K拉斑玄武岩区间。MnOTiO_2-P_2O_5图解显示以岛弧为主,常量元素的特征总体上更接近岛弧玄武岩。在Hf/3-Th-Ta图解上也以岛弧为主;在Zr/4-2Nb-Y图解显示以火山弧为主,常量元素的特点总体上更接近岛弧玄武岩。微量元素原始地幔标准化蛛网图表明为同源岩浆产物,具高度相似的演化过程,多种微量元素判别图揭示岛弧-弧后盆地环境;稀土总量明显较低,在稀土元素球粒陨石标准化图解上,其稀土分布曲线一致性较好,呈轻稀土富集右倾型,Eu为负异常,揭示了乌东玄武岩岩浆有一定分异。稀土元素配分曲线与弧后盆地玄武岩(BABB)具有很好的一致性。U-Pb和谐年龄为283±8Ma,结合地层及古生物资料推测乌东玄武岩喷发的时间为早二叠世早期。乌东枕状玄武岩-灰岩之下有一套(磨拉石)底砾岩,初定为石炭-二叠系的界限。底砾岩之下为下石炭统的中厚层灰岩,具有明显的喀斯特化,为不整合接触,揭示在两者之间发生了造山作用。通过对新疆乌东早二叠世早期的枕状玄武岩的地质特征、地球化学特征、形成环境和时代的研究,表明乌东一带早二叠世主要为一个岛弧和弧后盆地环境,进一步揭示了北天山北缘石炭-二叠世碰撞闭合造山之后又发生了松弛扩张形成了弧后盆地,海水再度大规模入侵。最终的闭合碰撞造山的时间最早可能在晚二叠世。由于乌东枕状玄武岩在喷出地表后受到了生物化石和陆源碎屑的污染,再加上侵入过程中地壳的污染,使其具有非常复杂的地球化学特点和多解性。乌东玄武岩的研究对于了解博格达山、甚至天山中段在晚古生代的构造沉积演化及造山作用具有重要意义,同时对准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地油气资源的形成与分布具有重要意义。     

地质统计学在细脉型矿体模拟中的应用:以新疆梅岭-红石铜矿为例

细脉状矿体由于矿脉厚度小且沿走向和倾向品位变化较大,致使其在资源模拟中很难实现三维建模.通过构建高斯变换的二维变异函数转载到单层三维块体模型,首次完成了对新疆梅岭-红石铜矿区细脉状矿体的三维建模.这一成果弥补了二维模型在空间形态、品位变化特征上的不足,避免了采用传统极小的子块模型匹配实体模型所产生的高平滑效应.单层三维块体模型能够更加有助于实际采矿生产中块段划分,具有创新性,并为矿产资源评价和开发设计提供基础,对同类矿体的三维建模具有重要的指导意义.      

塔里木陆块西北缘萨热克砂岩型铜矿床构造-流体演化对成矿的制约

塔里木陆块西北缘萨热克砂岩型铜矿床构造演化、流体演化与成矿之间具有密切关系,处于一个统一系统中。矿床成岩期方解石中包裹体水的δD值为-65.3‰~-99.2‰,改造成矿期石英包裹体水的δD值为-77.7‰~-96.3‰,成岩成矿期成矿流体δ~(18)OH_2O变化范围为-3.22‰~1.84‰,改造成矿期成矿流体δ~(18)OH_2O变化范围为-4.26‰~5.14‰,指示萨热克铜矿成岩期、改造期成矿流体主要为中生代大气降水及其经水岩作用而成的盆地卤水。矿石中辉铜矿δ~(34)S值为-24.7‰~-15.4‰,指示硫主要源自硫酸盐细菌与有机质还原,部分源于有机硫。构造与成矿流体演化对砂岩铜矿成矿起关键制约作用。盆地发展早期强烈的抬升运动使盆地周缘基底与古生界剥蚀,为富铜矿源层的形成提供了丰富物源,至晚侏罗世盆地发展晚期,长期演化积聚的巨量含矿流体在库孜贡苏组砾岩胶结物及裂隙中富集,在萨热克巴依盆地内形成具有经济意义的砂岩型铜矿床。