斑岩型和浅成低温热液型矿床成矿流体与找矿预测研究:以华南若干典型矿床为例

斑岩型和浅成低温热液型矿床是全球铜、钼、金、银的主要来源之一,具有重要经济价值。这两类矿床之间通常存在紧密的时空关系,对其成矿流体性质和演化的解剖不仅有利于探究金属沉淀机制,也有助于揭示两者之间的内在成因联系。本文在综述国内外重要研究前沿基础上,以中国华南富家坞斑岩型铜钼(金)矿、桐村斑岩钼矿,以及邱村和安村浅成低温热液金矿为例,系统总结了斑岩型和浅成低温热液型矿床流体特征、演化规律和金属沉淀机制、探讨了从斑岩型到浅成低温热液型流体演化的“气相迁移”模型,并以福建紫金山铜金矿床为例,介绍了应用流体填图进行找矿预测的实例。     

Cu–Mo Differential Mineralization Mechanism of the Dabate Polymetallic Deposit in Western Tianshan,NW China: Evidence from Geology,Fluid Inclusions,and Oxygen Isotope Systematics

Classic porphyry Cu–Mo deposits are mostly characterized by close temporal and spatial relationships between Cu and Mo mineralization. The northern Dabate Cu–Mo deposit is a newly discovered porphyry Cu–Mo polymetallic deposit in western Tianshan, northwest China. The Cu mineralization postdates the Mo mineralization and is located in shallower levels in the deposit, which is different from most classic porphyry Cu–Mo deposits. Detailed field investigations, together with microthermometry, laser Raman spectroscopy, and O‐isotope studies of fluid inclusions, were conducted to investigate the origin and evolution of ore‐forming fluids from the main Mo to main Cu stage of mineralization in the deposit. The results show that the ore‐forming fluids of the main Mo stage belonged to an NaCl + H₂O system of medium to high temperatures (280–310°C) and low salinities (2–4 wt% NaCl equivalent (eq.)), whereas that of the main Cu stage belonged to an F‐rich NaCl + CO₂ + H₂O system of medium to high temperatures (230–260°C) and medium to low salinities (4–10 wt% NaCl eq.). The δ¹⁸O values of the ore‐forming fluids decrease from 3.7–7.8‰ in the main Mo stage to ?7.5 to ?2.9‰ in the main Cu stage. These data indicate that the separation of Cu and Mo was closely related to a large‐scale vapor–brine separation of the early ore‐forming fluids, which produced the Mo‐bearing and Cu‐bearing fluids. Subsequently, the relatively reducing (CH₄‐rich) Mo‐bearing, ore‐forming fluids, dominantly of magmatic origin, caused mineralization in the rhyolite porphyry due to fluid boiling, whereas the relatively oxidizing (CO₂‐rich) Cu‐bearing, ore‐forming fluids mixed with meteoric water and precipitated chalcopyrite within the crushed zone at the contact between rhyolite porphyry and wall rock. We suggest that the separation of Cu and Mo in the deposit may be attributed to differences in the chemical properties of Cu and Mo, large‐scale vapor–brine separation of early ore‐forming fluids, and changes in oxygen fugacity.     

甘肃柳园地区早二叠世正长花岗斑岩脉锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征——对北山造山带晚古生代构造背景的指示

甘肃北山地区位于中亚造山带中段,是诠释中亚造山带构造演化的关键区域之一,长期以来受到地质学界的广泛关注。柳园地区位于甘肃北山南带,区内脉岩发育,这些岩脉的研究可以为阐释北山造山带晚古生代构造背景提供更多证据。基于此,本文选取位于甘肃柳园地区的正长花岗斑岩脉开展了系统的锆石U-Pb-Hf同位素和全岩主量、微量元素分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析显示,岩脉侵位于早二叠世（（288.5±1.4）Ma）。全岩地球化学分析显示,正长花岗斑岩脉的SiO₂和全碱质量分数较高,Fe、Mg、Ca、Al和P质量分数较低,Rb、Th、U和Pb相对富集,Ba、Nb、La、Ce、Sr和Ti等元素相对亏损,Eu负异常显著,具有较高的Rb/Sr值和较低的K/Rb值及锆石饱和温度（730~844℃,集中于740℃左右）,显示该岩脉为高钾钙碱性高分异I型花岗岩,并具有俯冲带岩浆活动的地球化学特征。正长花岗斑岩脉具有较低的Zr/Hf值（18.42~28.01,平均值为22.37）和Th/U值（3.82~7.99,平均值为5.34）,与平均地壳组分接近,锆石ε_Hf（t）值为2.94~9.66,平均值为5.72,T_DM2值为955~611 Ma,指示源区主体为新元古代地壳的部分熔融,并存在幔源物质加入。根据构造判别图解并结合前人关于二叠纪区域构造变形、盆地沉积物源、岩浆演化等方面的研究结果,笔者认为该正长花岗斑岩脉形成于俯冲作用过程中的局部伸展环境,并认为北山地区增生造山事件至少持续到早二叠世。     

辽北开原地区房木花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

研究区位于华北克拉通北缘东段、华北克拉通与兴蒙造山带的交接部位。本文通过对辽北开原地区房木花岗斑岩的岩石学、年代学和地球化学研究,探讨了其形成时代、岩石成因和构造环境,并进一步探讨了华北克拉通东部岩石圈减薄的起始时间。用LA-ICP-MS技术测定了花岗斑岩的锆石U-Pb同位素,获得其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（117±1）Ma,表明花岗斑岩形成于早白垩世。花岗斑岩具有高硅、富碱、贫镁和钙的特征,富集大离子亲石元素（K、Rb）和高场强元素（Th、Ta、Nb）,亏损Sr、Ba、P、Ti元素,稀土配分曲线均呈现右倾海鸥型,具有明显的负Eu异常;显示研究区花岗斑岩为A型（A₁亚型）花岗岩,形成于古太平洋俯冲的后造山伸展环境,其岩浆源于地幔物质上涌而导致的地壳物质重熔。研究区在（156±1）Ma之前,属于挤压造山环境,表明研究区岩石圈减薄时间应处于156~117 Ma之间。     

中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO_2 CH_4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH_4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH_4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH_4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH_4、C_2H_6等还原性气体的来源,多数学者认为CH_4、C_2H_6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH_4还原气体密切相关,因此,富含CH_4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。     

青海克停哈尔铜锌矿床隐爆角砾岩地球化学及地质意义

克停哈尔铜锌矿床是近年来在东昆仑造山带西段新发现的一处矿床,并且在隐爆角砾岩中发现了锌矿体,为查明隐爆角砾岩成因及与成矿的关系,对隐爆角砾岩进行了主量、微量及稀土元素的分析和研究。研究结果显示,w(SiO_2)为64.13%～66.54%,w(Al_2O_3)为14.55%～15.59%,w(Na_2O+K_2O)为6.29%～7.24%,K_2O/Na_2O比值为0.87～1.17,A/CNK比值为0.971～1.121,属于过铝质高钾钙碱性岩石系列;稀土元素总量中等,轻稀土元素富集,中等负铕异常;富集大离子亲石元素(Rb、K)、活泼不相容元素(Th)和轻稀土元素,相对亏损高场强元素(Ta、Nb、Ti、P、HREE),总体反映具壳源为主的花岗岩特征,形成于碰撞造山晚期并开始向陆内造山伸展环境转变,至少存在2期爆破3期成矿,第二期爆破是铅锌矿的主要成矿期。     

西藏多龙矿集区铜金流体演化过程探讨 ——来自硫同位素的证据

西藏多龙矿集区发育世界典型的斑岩铜矿系统,文章选取区内多个代表性矿床开展硫同位素研究,并结合前人数据,为探讨该成矿系统成矿物质来源、流体演化过程提供了新证据.研究表明,波龙、拿若、拿厅、拿顿和铁格隆南矿床δ34S平均值相似(接近于0),指示含矿岩浆提供了各矿床所需的硫元素.此外,区内典型矿床流体演化过程可分为2类:①流体演化主要受控于温度变化,表现为δ34S随温度降低而降低(如拿顿矿床);②流体演化受温度和氧化还原状态共同影响,表现为δ34S随温度降低而升高(如:波龙和拿若矿床),或是随温度降低,δ34S波动变化范围较大(如拿厅和铁格隆南矿床).结合岩相学证据,文章推测热液体系氧化还原状态的变化是由水岩反应所导致,最后,文章提出多龙矿集区内矿化阶段硫化物通常具有较低的δ34S,指示成矿流体为高氧化性流体,并且该特征在类似矿床的找矿勘查工作中也可发挥积极的指示作用.     

滇西北衙金矿蚀变斑岩中的流体包裹体研究

位于爆破角砾岩筒边缘的接触带矿化斑岩中早期流体包裹体以CO2-H2O包裹体为主,而岩体内无或弱矿化斑岩中对应的流体包裹体以高盐度H2O-NaCl包裹体为主,反映来源于富碱岩浆的流体在它的早期阶段即分异出富碳相和盐水相,富碳相位于流体的外层,成矿元素主要在富碳相中迁移。因此,外接触带及其附近的围岩是成矿的有利部位。岩体内部蚀变岩石样品石英斑晶中的次生流体包裹体可大致划分为4个阶段。根据显微测温结果、形成温度和压力的估算及均一温度-盐度关系,结合H2O-NaCl体系P-T投影图,包裹体的4个阶段反映了环境条件的变化过程及相关的地质过程。     

大型斑岩铜矿的遥感信息探讨

遥感影像解译的不同规模级别的线性构造、不同类型的环形构造和线-环组合类型以及色彩异常影像是寻找斑岩铜矿,特别是大型斑岩铜矿床最有用的遥感标志。1.砂岩铜矿的规模直接与不同规模不同级别的线性构造相联系区域性斑岩铜矿带直接受大型区域线性构造带和它们的汇聚格局控制,这种区域线性构造带多为区域压性壳断裂或超壳断裂,在遥感图像上常显示为浅色带,其长度超过100km,被称为主干边缘线性构造带(处于隆起单元向坳陷单元过渡部位,靠近隆起单元一侧).此外,一系列次级线性构造往往与主干边缘线性构造成一定角度相交,共同形成一种贯通性构造,在遥感图像上也常显示为浅色线;并直接控制斑岩铜矿田的分布和矿床的定位,被称为横向线性构造,长度一般1km-100km,主要包括三种类型(略),均显示张性特征。事实上,与斑岩铜矿有关的蚀变矿化直接受控于更低级别的线性构造(断裂和裂隙),它们常构成统一的环状和放射状断裂、裂隙系统。2.不同组合的多层环形影像是斑岩铜矿的不同呈矿环块构造的映像几乎所有的斑岩铜矿都与环块构造有关,特别是Ⅲ或Ⅳ级环块(直径50km-500km,包括环隆、环陷及褶皱-断裂环块等).它们控制了斑岩铜矿的定位。     

The δ18O of UST Quartz in Two Porphyry Deposits,China

The unidirectional solidification textures (UST) quartz is generally thought to form from fluids exsolved from shallow intrusions and/or magma chambers, but such an idea is still poorly constrained from the evidence of stable isotopes. In this study, we report for the first time the δ¹⁸O of quartz that shows UST from the Qulong Cu–Mo and the Yechangping Mo porphyry deposits in China. The analysis results show that the UST quartz samples from the Qulong deposit have δ¹⁸O values ranging from +6.2 ‰ to +7.6 ‰, which are similar to that of quartz phenocrysts (+6.7 ‰ to +7.8 ‰). In contrast, the UST quartz samples from the Yechangping porphyry Mo deposit yield a high δ¹⁸O value (+10.0 ‰). The δ¹⁸O_water value of Yechangping UST quartz (+8.5 ‰) is also higher than that of Qulong (+4.6 ‰ to +5.8 ‰). Hydrothermal biotite from potassic alteration and sericite from early phyllic alteration at Qulong have similar δ¹⁸O values to UST quartz, suggesting the involvement of magmatic fluids during this stage of deposit evolution.