钦杭结合带成矿地质背景及成矿规律

钦杭成矿带是钦州湾-杭州湾成矿带的简称,具有矿床规模大、矿床分布密集、矿床类型齐全、伴生组分多样的显著特点,是中国地质调查局规划的全国重点成矿区带。钦杭成矿带又称为钦杭(构造)结合带,大地构造位置对应于扬子板块和华夏板块的接合带。研究显示,钦杭带是一条古老俯冲带。它在古生代仍存在洋壳,属于洋陆俯冲体系。中生代构造转换是一个重要的地质事件,它使钦杭带由特提斯构造域卷入到西太平洋构造域中,大地构造性质从华夏和扬子板块之间的板块构造机制为主,转为陆内岩石圈拉张伸展构造环境,并产生巨大的地质效应,最突出的是燕山期岩浆的大规模活动以及成矿作用的大爆发。燕山期花岗岩存在确切的幔源端元信息,幔源物质参与了许多矿床的形成,并为最近钨多金属矿床北拓找矿所验证。钦杭结合带是重要的斑岩铜(钼)矿带,斑岩铜(钼)矿在钦杭结合带北、中、南三段均有产出,它们的主成岩成矿年龄是燕山期,但带有古老俯冲带岛弧体系的基因。钦杭带也是一条古海洋喷流热水沉积矿床密集分布带,VMS型铜多金属矿床和SEDEX型铅锌多金属矿床发育。钦杭带是一条古老俯冲带改造成矿带,古老俯冲带经燕山期改造/叠加成矿是钦杭成矿带的重要成矿机制。     

湘南黄沙坪多金属矿床花岗斑岩的矿物化学及其对矽卡岩白钨矿成矿的指示意义

黄沙坪多金属矿床是湖南最大的铅锌生产基地,并且在与矿床内花岗斑岩接触的矽卡岩带产有隐伏的大型矽卡岩型白钨矿和中型规模的辉钼矿。钨-钼矿化的时代为晚侏罗世,与矿床内花岗斑岩侵入时代一致。然而,已有研究认为,由于该花岗斑岩规模很小,矽卡岩型白钨矿的成矿热液应来自深部岩浆房而非此花岗斑岩。为此,我们对花岗斑岩进行了仔细的镜下观测,并且对其中的副矿物和黑云母以及矽卡岩中的白钨矿进行了电子探针成分分析,应用原位LA-ICP-MS方法测定了矽卡岩中白钨矿的稀土元素含量,试图对白钨矿矿化的物质和流体来源提供确切的证据。通过研究,首次在矿床内花岗斑岩中发现了与未蚀变黑云母伴生的黑钨矿和铌铁矿,表明花岗斑岩至少在岩浆结晶作用晚期或岩浆-热液过渡阶段早期就已发生钨的矿物富集,为确定花岗斑岩是控制钨矿化的成矿岩体提供了依据。此外,发现花岗斑岩中的黑云母(属铁叶云母)含有极高的氟含量(3%),指示其应形成于富含氟的高分异岩浆。研究进一步揭示,矽卡岩中白钨矿的轻稀土元素配分模式与花岗斑岩十分一致,而重稀土元素则显著亏损,而且Eu的含量较花岗斑岩更为富集。这暗示形成白钨矿的成矿流体应直接来自花岗斑岩,即:在早期无水矽卡岩阶段,石榴子石的沉淀导致流体中的重稀土亏损而Eu相对富集;白钨矿随后再从这种流体中沉淀。此外,白钨矿的Eu含量与Sm、Gd含量具有负相关关系,表明Eu的分配是相对独立的行为,主要以Eu2+存在,从而指示沉淀白钨矿的流体具有还原的性质。结合前人的研究成果及本文所提供的新证据,我们认为,形成矽卡岩型白钨矿的钨和成矿热液应来自高分异且富F的花岗斑岩,而所需的钙则可能来自于碳酸盐围岩,即矿床内花岗斑岩应是形成钨钼矿床的物质来源,驱动热液活动的能量来源,和寻找隐伏钨矿床的重要找矿标志。     

Mineralogical evidence for crystallization conditions and petrogenesis of ilmenite-series I-type granitoids at the Baogutu reduced porphyry Cu deposit (Western Junggar,NW China): Mössbauer spectroscopy,EPM and LA-(MC)-ICPMS analyses

Primary ore-forming minerals retain geochemical signatures of magmatic crystallization information and can reveal the petrochemical conditions prevalent at the time of their formation. The Baogutu deposit is a typical reduced porphyry Cu deposit. Amphibole and biotite Fe³⁺/ΣFe ratios, minerals (feldspar, biotite, amphibole, zircon and apatite), in situ elemental and apatite Nd isotopic compositions were determined by Mössbauer spectroscopy, electron probe microanalysis, and laser ablation multiple-collection inductively coupled plasma mass spectrometry, respectively, to investigate the magma oxidation state, petrogenesis, source features, and to constrain the carbon species at magmatic stages for the intrusive phases. The results show that the primary plagioclase and amphibole in the mineralized diorite to granodiorite porphyry and post ore hornblende diorite porphyry are distinct (An_26-55 versus An_60-69; Mg-hornblende versus tschermakite). In particular, the amphibole shows distinct major and trace element compositions with light rare earth element enrichments and negative Eu anomalies in Mg-hornblende and light rare earth element depletions and no Eu anomalies in tschermakite. All the analyzed biotites are primary igneous phases with a biotite phenocryst profile showing significant variations of Zn, Cr, Sc and Sr from core to rim. These results may indicate the occurrence of mixing between two distinct magmas during mineral formation. Titanium in zircon and Si¹ in amphibole thermometries indicate that magma crystallized at >900 °C and continued to ∼650 °C. In situ apatite Nd isotope (εNd(t) = 5.6–7.6, T_DM2 = 620–460 Ma), indicate absence of significant reduced sedimentary contamination and the source of juvenile lower crust. Slightly decreasing Fe³⁺/ΣFe ratios from biotite and amphibole to whole rock indicate decreasing oxygen fugacity during magma crystallization. Recalculated biotite compositions according to Fe³⁺/ΣFe ratios indicate fO₂ values of less than Ni-NiO buffer (NNO) which show slightly lower values than that estimated according to zircon/melt distribution coefficients Ce anomalies (∼ΔNNO + 0.6). These values are consistent with the features of reduced porphyry Cu deposits. Crystallization of other mineral phases significantly affects the reliability of oxybarometer of zircon/melt distribution coefficients Eu anomalies and Mn contents in apatite. This oxidation state suggests that only CO₂ was present at the magmatic stage, and implies that CH₄ formed during CO₂ reduction occurring later hydrothermal alteration. The alteration of primary amphibole to actinolite released Ti, Al, Fe, Mn, Na and K to the fluid with later precipitation of titanite, albite and minor ilmenite and magnetite during actinolite alteration.     

Geochronological Constraints on the Haftcheshmeh Porphyry Cu-Mo-Au Ore Deposit, Central Qaradagh Batholith, Arasbaran Metallogenic Belt, Northwest Iran

The Haftcheshmeh porphyry Cu-Mo-Au deposit in the Arasbaran metallogenic belt(AMB) of NW Iran contains more than 185 Mt of ore, with a grade ranging from 0.3% to 0.4%. It is hosted within a porphyritic diorite to granodiorite intruded into an older gabbro-diorite intrusion. 40 Ar/39 Ar analyses of primary magmatic hornblende from the granodiorite porphyry and gabbro-diorite show plateau ages of 26.41 ± 0.59 Ma, with an inverse isochron age of 25.9 ± 1.0 Ma and a plateau age of 27.47 ± 0.17 Ma, with an inverse isochron age of 27.48 ± 0.35 Ma for these two rock types, respectively. Comparing these new age data with those from the nearby Sungun(20.69 ± 0.35 Ma) and Kighal porphyry deposits defines a northwest-southeast Cu-Mo-Au mineralization zone extending for 20 km over the time span of ~27 to 20 Ma. Geochemically, Haftcheshmeh rocks are calc-alkaline with high potassium affinities with tectonic setting in relation to volcanic arc setting. Large ion lithophile elements(LILE) such as Th, U and K show enrichment on a primitive mantle normalized diagram(specially Pb), and are depleted in high field strength elements(HFSE) such as Ti and Nb, pointing to a mantle magma source contamination with crustal materials by subducted oceanic crust.     

西藏多龙矿集区萨玛隆闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和岩石化学特征及其对成矿背景的约束

西藏多龙矿集区是目前班公湖-怒江成矿带内最具潜力的找矿远景区,矿集区内已发现4处大型斑岩铜矿,但其成矿背景尚有争议。通过开展成矿前的萨玛隆闪长岩锆石U-Pb测年、岩石化学分析,结合区域内构造发育序次,对系列斑岩铜矿的成矿背景进行探讨。对萨玛隆闪长岩中进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得23颗锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为121.6±1.7Ma(MSWD=1.9),代表了闪长岩的成岩年龄。萨玛隆闪长岩的全岩岩石化学分析结果显示,该岩石属于中钾富钠岩石,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,具有高Sr、低Y特征,相对富集Cr、Ni等不相容元素,有埃达克岩的亲和性。闪长岩具相对较高的(~(87)Sr/~(86)Sr)i值和较低的(~(143)Nd/~(144)Nd)i值、ε_(Nd)(t)。全岩岩石化学特征显示,萨玛隆闪长岩起源于下地壳角闪岩相,可能有幔源物质混入。矿区内早期走滑断层切穿萨玛隆闪长岩,指示多龙矿集区内主要控岩-控矿走滑断层可能形成于116~121Ma,多龙矿集区内系列斑岩铜矿形成于班公湖-怒江洋向北俯冲末期的构造转换阶段。     

安第斯与冈底斯成矿带斑岩铜矿床矿物学和成矿斑岩地球化学特征对比

在总结安第斯和冈底斯斑岩铜矿床地质矿物学特征的基础上,通过对2个成矿带与斑岩铜矿床有关的岩浆岩地球化学特征的对比分析,探讨了2种构造环境下形成的斑岩铜矿床含矿斑岩与成矿过程的异同点。安第斯成矿带的斑岩铜矿床形成于洋壳俯冲陆缘弧环境,成矿时代主要集中在始新世晚期—渐新世(43~31Ma)和中新世中期—上新世(12~4Ma),金属组合包括Cu-Mo和Cu-Au,含矿斑岩的SiO_2含量变化范围较大,岩性从中性到酸性,以钙碱性-高钾钙碱性系列为主,少部分具有典型埃达克岩地球化学特征,而大多数安第斯含矿斑岩具有正常岛弧系列火山岩的地球化学特征。冈底斯成矿带斑岩铜矿床主要发育于陆-陆碰撞环境,成矿时代为中新世(20~12Ma),金属组合为Cu-Mo,缺乏Cu-Au组合,含矿斑岩岩性以酸性为主,且主要为高钾钙碱性-钾玄质系列岩浆岩,具有典型埃达克岩的地球化学特征。安第斯成矿带含矿斑岩的形成很可能是板片释放流体交代楔形地幔,经部分熔融与MASH过程的产物,并不是直接源于洋壳的部分熔融;而冈底斯成矿带含矿斑岩成因可能是早期洋壳多次俯冲形成俯冲增生弧,之后在陆陆碰撞过程中经历缩短加厚,与深部构造动力学机制发生变化时的部分熔融有关。     

辽宁青城子姚家沟斑岩型钼矿流体包裹体

姚家沟钼矿是辽宁青城子矿田中近年来发现的钼矿床,位于华北克拉通北缘,燕辽钼成矿带内。姚家沟花岗斑岩岩体中发现的脑状石英细脉(UST)和石英眼是岩浆出溶热液的直接证据。该矿床蚀变分带特征明显,辉钼矿化主要发育在钾化带及矽卡岩化带中。对姚家沟岩体和钾化钼矿带的5期流体活动进行流体包裹体显微观测表明,其流体包裹体类型丰富,包括单相水包裹体(PW)、两相水包裹体(W)、三相CO_2包裹体(C)、纯CO_2包裹体(PC)和含子矿物包裹体(S),S型流体包裹体中子矿物有赤铁矿、黄铜矿和其他未知矿物,但没有石盐子晶。该矿床流体演化为:1)早期石英眼(均一温度为211.4~515.4℃,盐度(w(NaCl))为0.8%~19.2%)的高中温中低盐度富CO_2体系;2)成矿期石英脉(均一温度为179.5~424.5℃,盐度为2.4%~21.5%)的高中温中低盐度NaCl-H_2O-CO_2体系;3)后期石英脉(均一温度为167.8~353.3℃,盐度为3.4%~15.8%)的中低温中低盐度NaCl-H_2O-CO_2体系;4)晚期方解石脉(均一温度为132.5~234.1℃,盐度为0.9%~11.2%)的中低温中低盐度NaCl-H_2O体系;5)UST(均一温度为158.6~381.7℃,盐度为1.6%~21.5%)为中低温中低盐度NaCl-H_2O-CO_2体系,该期可能与钼矿化关系不大,代表另一期侵位更浅的岩浆出溶热液。流体不混溶、围岩蚀变以及流体混合作用导致流体温度、压力降低,CO_2逸失,体系还原性增强,是成矿金属元素沉淀的主要机理。用等容线相交法对成矿期捕获压力进行估算,为124~180 MPa,对应深度为4.6~7.0km,与同成矿带其他钼矿比较,相对较深。     

内蒙古乌拉特中旗查干此老金矿床地质特征及成因

查干此老金矿位于内蒙古自治区乌拉特中旗境内,为岩浆热液型金矿床。该文系统阐述了查干此老金矿区地层、构造及岩浆岩特征,详细介绍了金矿床地质特征。通过对查干此老矿床的地质特征、控矿因素及矿床成因的系统研究,认为矿区的金矿化类型以含金石英脉型为主,兼有破碎蚀变岩型。金矿体赋存于二叠纪斜长花岗岩及志留纪蚀变闪长岩中的石英脉、碎裂岩带及糜棱岩带中,其产状、形态、规模严格受NE向断裂构造带控制,未受后期构造影响。该文对查干此老金矿床的构造背景、物质来源进行了研究,确定了该矿床的成矿模式,对该区的金矿成矿预测,深部及外围找矿工作具有一定的指导意义。     

石英C轴组构指示北大别造山后伸展期中-下地壳流变形式

造山带中-下地壳韧性流变形式反映深部岩石圈构造活动形式,是造山带深部岩石圈运动学及动力学研究的重要内容。前人对板块俯冲阶段造山带中-下地壳流动开展了较为深入的研究,但对造山后伸展期中-下地壳流变形式及其深部动力学认识不足。本次工作对北大别造山后伸展期中-下地壳岩石开展了详尽的构造观察和石英C轴组构分析,研究造山后伸展期中-下地壳流变形式。本次研究表明,中-下地壳流变带内岩石变形从边界区域的简单剪切变形为主导逐渐转变为在核部区域以纯剪切变形为主。流变带内部岩石变形特征表明北大别中-下地壳流变带的流变形式是介于活动边界条件下的透入性剪切流动和固定边界条件下韧性垮塌流动的过渡形式。这一流变形式可能是深俯冲太平洋板块的绕屈回撤和加厚造山带地壳活化韧性垮塌叠加的结果。     

黑龙江陈家店金矿区花岗斑岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及地质意义

对黑龙江陈家店金矿区内花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及元素地球化学研究。测年结果显示,花岗斑岩锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为(227±4)Ma。岩石地球化学特征显示,花岗斑岩具有富Si、富Al、富碱质和低Mg、低Ca的特征;微量元素表现出高场强元素(HFSE)Th、Rb和K明显富集,而大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr和Ti明显亏损的特点;稀土元素以明显的轻稀土元素富集重稀土元素相对亏损为特征,轻、重稀土元素分馏程度较强(La/Yb)_N=0.47~4.99,有强烈的Eu负异常(δEu=0.08~0.68)。构造判别图解显示,花岗斑岩具有碰撞后花岗岩特征,形成于碰撞后的构造环境。综合研究认为,矿区花岗斑岩的成因类型为S型花岗岩,其成岩时代为晚三叠世,形成于古亚洲洋闭合后的陆陆碰撞造山环境,地处火山弧形构造带,属于安第斯型大陆边缘。