中国铜矿床成矿系列研究进展

矿床成矿系列理论在中国经过三十多年的发展,已被广泛应用于找矿勘查实践。文章在以往矿床成矿系列研究的基础上,对中国铜矿床的成矿系列进行了补充与完善,厘定出30个以铜为特色的矿床成矿系列。结合全国地质与成矿演化,分析铜矿床成矿系列在主要地质历史时期的特点与时空分布规律,其中,前寒武纪7个铜矿床成矿系列,矿床类型以变质型和岩浆型为主;古生代8个铜矿床成矿系列,矿床类型以海相火山岩型为主;中生代13个铜矿床成矿系列和新生代2个铜矿床成矿系列,矿床类型均以斑岩型和矽卡岩型为主。西藏地区铜矿找矿突破显著,新增2个全国范围的铜矿床成矿系列。矿床成矿系列的复合,是中国铜矿床成矿系列研究的重要成果和特色。     

赣东北朱溪铜钨矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义

赣东北朱溪超大型铜钨矿位于江南古岛弧带塔前—赋春成矿带中段,该矿床的发现可进一步验证"南钨北扩"观点并对"南钨北铜"格局提出挑战,但前人对与朱溪铜钨矿成矿作用有关的花岗岩缺少精确的年代学研究,导致对其地球动力学背景理解不够深入。本研究通过详细的野外调查、岩心编录和岩矿鉴定,并利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)锆石U-Pb法对朱溪铜钨矿区侵入元古代双桥山岩群中的铜矿化花岗闪长斑岩进行测年,获得了锆石206Pb/238U加权平均年龄为847.2±9.4 Ma(MSWD=0.111),代表了其侵位结晶的年龄,属新元古代。分析认为:朱溪铜钨矿区铜矿化花岗闪长斑岩是新元古代早期华南古洋壳俯冲消减及扬子陆块与华夏陆块发生碰撞作用下的岩浆产物,这次岩浆活动与区域上塔前—赋春成矿带成矿作用关系密切,并为钦—杭成矿带提供了成矿物质基础。本次对其成岩年龄的限定,为研究朱溪超大型铜钨矿矿床提供了新证据。     

西藏知不拉和浪母家果矽卡岩铜矿地质特征及驱龙-知不拉-浪母家果成矿系统的确定

西藏驱龙巨型斑岩铜钼矿床周围产出有知不拉与浪母家果矽卡岩铜矿。通过揭示知不拉和浪母家果的地质特征、成矿侵入体的地球化学特征和硫同位素特征,结合前人的年代学资料,确立两者与驱龙斑岩铜矿共同构成斑岩-矽卡岩成矿系统。结果显示知不拉与浪母家果矽卡岩矿床中的侵入岩地球化学特征与驱龙矿区的侵入岩地球化学特征相似,属于准铝质、钙碱性-高钾钙碱性岩石;稀土元素表现为强烈的LREE和HREE的分异,除知不拉的细晶岩有很强的Eu负异常,其他具有很弱的Eu负异常;明显富集大离子亲石元素(LILE)和高场强元素(HFSE),K、Pb的正异常,Ta、Nb、Ti的负异常。知不拉硫化物硫同位素与驱龙斑岩铜钼矿的硫同位素相比有明显的差异,这样的差异可能是由于成矿热液氧逸度的变化和晚期高δ34S值的天水加入造成的。研究确立驱龙-知不拉-浪母家果斑岩-矽卡岩成矿系统,主要基于:时代相近,空间毗邻;驱龙斑岩铜矿花岗闪长岩接触带发育有明显矽卡岩矿化;与矿化有关的侵入岩地球化学特征相似性;成矿物质演化趋势相似;矽卡岩连续演化的物理化学条件。而钙质围岩、多期次侵位且侵位较浅的岩浆与区域内构造活动及矿区内断裂、裂隙发育,共同决定了斑岩-矽卡岩系统的产出。     

西藏厅宫斑岩铜矿床地质、蚀变及矿化特征研究

本文对西藏厅宫大型铜矿进行了详细研究,矿床详细的地质岩相学-蚀变以及典型剖面填图表明,矿区存在2个岩浆事件高峰,即始新世的钾长花岗岩(~50 Ma)和中新世的斑状二长花岗岩、英云闪长斑岩及闪长玢岩(约13~17 Ma)。野外和室内研究发现,厅宫矿区存在2期重要的矿化事件,即始新世(~50 Ma)铜矿化及中新世(~15Ma)的铜钼矿化。始新世含矿岩体为钾长花岗岩,其最主要的特点是其成矿岩体结构的特殊性,表现在该矿床的成矿岩体没有典型的斑状结构,而是独特的细晶-似伟晶结构,说明含矿岩浆发生过骤冷,可能是流体突然逃逸,矿物结晶的固相点发生漂移所致。同时,该岩体还发育大量显微文象结构、显微晶洞构造等,均说明岩浆曾经富水,并且曾经流体饱和;中新世含矿岩体为具有埃达克岩特征的斑状二长花岗岩,主要以脉状的铜、钼矿化为主。该矿床蚀变分带类似于冈底斯带其他斑岩矿床。时间上,分别为早期的钾硅酸盐化、转换阶段的青磐岩化、随后的绢英岩化及最晚期的泥化蚀变;空间上,以含矿岩体为中心向外依次为钾硅酸盐化、绢英岩化、青磐岩化,最晚期的泥化呈补丁状或条带状叠加早期各类蚀变。铜矿化主要发生在始新世的黑云母化阶段和中新世的绢英岩化阶段,而钼矿化主要发生在中新世的钾硅酸盐化和绢英岩化的转换阶段。     

西藏玉龙铜矿床成矿斑岩的厘定及地质意义

位于青藏高原东缘的玉龙铜矿是我国最大的斑岩铜矿之一,其形成一致认为与矿区中心产出的二长花岗质复式斑岩体有关,但成矿与复式岩体的确切关系并不清楚。本文通过详细的野外地质填图,特别是矿床8号勘探线12个钻孔的重新编录,在复式岩体中识别出一套花岗斑岩岩枝,岩枝中不规则状石英-钾长石脉广泛发育,同时还见有单向固结结构、粗晶及细晶结构,这些特征表明该岩浆中的流体曾经发生过饱和。同时结合矿床高品位(0.6%,质量分数)铜矿化紧密围绕花岗斑岩分布、含矿脉体自花岗斑岩向外围逐渐由高温石英-钾长石A脉过渡为中低温石英-硫化物脉、热液蚀变自花岗斑岩向外由高温钾硅酸盐化过渡为中低温石英-绢云母化的规律,最终确定这套花岗斑岩为玉龙矿床的成矿斑岩。玉龙铜矿成矿斑岩的厘定,较好地解释了矿床矿化类型及金属的分布规律,为进一步深入理解矿床形成过程提供了帮助。     

中亚萨亚克矿田成矿岩体矿物学和地球化学:岩浆性质与成矿意义

萨亚克大型铜矿田位于哈萨克斯坦北巴尔喀什斑岩成矿带中部,以矽卡岩型矿床为主。通过对矿区石英闪长岩的矿物化学和地球化学研究,发现石英闪长岩呈斑状结构,斑晶为斜长石和角闪石,其中的斜长石斑晶主要为中长石,角闪石斑晶为镁质普通角闪石;岩石属于高钾钙碱性系列,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta和重稀土元素,高Sr/Y、La/Yb比值,与埃达克岩相似。地球化学特征指示萨亚克矿区侵入岩形成于岛弧环境,为矽卡岩-斑岩型成矿提供了有利的构造背景,岩石可能是岛弧玄武质岩浆在高压下经结晶分异而成。根据角闪石温压计及其成分与氧逸度和岩浆中水含量之间的关系,确定萨亚克石英闪长玢岩中角闪石斑晶结晶时岩浆的温度为799~843℃、处于3.6~9.6km深度范围内(P=1.2~3.2kbar)、氧逸度logfO2=-11.5~-12.0(ΔFMQ=2.0~2.8)、平均水含量为1.2%,相对较高的氧逸度和水含量有利于形成富含挥发分和Cu、Au等成矿物质的岩浆,是最终演化形成大型岩浆-热液型铜矿田(斑岩型、矽卡岩型)的有利条件。     

西藏拉抗俄斑岩铜钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

西藏冈底斯成矿带拉抗俄斑岩铜钼矿床位于西藏特提斯构造域拉萨地块东段中南部,是近年来青藏高原地质大调查项目评价的重点矿床之一。本文在钻孔地质编录的基础上,采用辉钼矿Re-Os同位素测年技术,对拉抗俄铜钼矿床中8件产于花岗闪长斑岩中的辉钼矿进行定年,获得了拉抗俄矿床辉钼矿成矿年龄,辉钼矿Re-Os模式年龄为(13.20±0.20)Ma~(13.64±0.21)Ma,加权平均值为(13.38±0.15)Ma,等时线年龄为(13.12±0.44)Ma,代表了拉抗俄斑岩铜钼矿床的成矿时代,成矿作用发生于中新世。辉钼矿中Re的含量为343.6×10-6~835.7×10-6,平均557.8×10-6,指示其成矿物质中有幔源物质加入。拉抗俄斑岩铜钼矿床形成于印度—亚洲大陆碰撞造山带碰撞过程的伸展背景,其成矿年龄与冈底斯斑岩铜矿带东段中亚带众多斑岩-矽卡岩成矿系统年龄基本一致(17~12 Ma),相对于同一矿集区的驱龙、甲玛、邦铺斑岩-矽卡岩型铜多金属矿的成矿年龄小2~3 Ma,但其形成受控于相同的成矿地球动力学背景。     

In Situ Analyses of Trace Elements,U–Pb and Lu–Hf Isotopes in Zircons from the Tongshankou Granodiorite Porphyry in Southeast Hubei Province,Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt,China

The Tongshankou Cu-Mo deposit, located in southeast Hubei province, is a typical skarn–porphyry type ore deposit closely related to the Tongshankou granodiorite porphyry, characterized by a high Sr/Y ratio.Detailed in situ analyses of the trace elements and U–Pb and Lu–Hf isotopes in zircons from the Tongshankou granodiorite porphyry were performed.Scarcely any inherited zircons were observed, and the analyzed zircons yielded highly concordant results with a weighted mean 206Pb/238 U age of 143.5 ± 0.45 Ma(n=20, mean square weighted deviation was 0.75), which was interpreted to represent the crystallization age of the Tongshankou granodiorite porphyry.The chondrite-normalized rare-earth element pattern was characterized by a slope that steeply rises from the light-group rare-earth elements(LREE) to the heavy-group rare-earth elements(HREE) with a positive Ce-anomaly and inconspicuous Eu-anomaly, which was coincident with the pattern of the zircons from the Chuquicamata West porphyry, Chile.The analyzed zircons also had relatively low 176Hf/177 Hf ratios of 0.282526–0.282604.Assuming t=143 Ma, the corresponding calculated initial Hf isotope compositions(εHf(t)) ranged from-5.6 to-2.9.The results of the in situ analysis of trace elements and U–Pb and Lu–Hf isotopes in zircons from the Tongshankou granodiorite porphyry suggest that a deep-seated process involving a thickened-crust/enriched-mantle interaction may play an important role in the generation of high Sr/Y-ratio magma and potentially in the generation of porphyry Cu-Mo systems.     

青海祁漫塔格卡尔却卡铜多金属矿区矿床地质特征及控矿因素

卡尔却卡地区是青海省重要的铁、铜、铅、锌、金多金属矿集区,具有特征明显的构造-岩浆岩带。在分析区内地层、构造、岩浆岩及接触带等控矿因素与成矿的关系的基础上,建立了找矿标志;根据区内的成矿特征,初步认为卡尔却卡多金属矿床为斑岩型矿床成矿系列,有斑岩型、夕卡岩型和蚀变岩型3种成因类型,形成斑岩-夕卡岩-热液成矿系统,成矿作用均与中-晚三叠世底侵事件有关。     

云南九顶山正长斑岩年代学、岩石地球化学及Sr-Nd-Hf同位素特征

九顶山复式岩体沿北西向金沙江–红河断裂与南北向程海断裂交汇处发育,处于南北地洼区与滇西地洼区接触带,是滇西地洼期斑岩成矿带中段的代表性富碱斑岩体之一。该岩体由呈岩株、岩脉、岩墙或岩床等产出的斑状花岗岩、正长斑岩、(二长)花岗斑岩、碱长花岗斑岩和煌斑岩等组成。本文着重对正长斑岩的形成年代、岩石地球化学和成因特征开展研究,结果表明:正长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为34.6±0.7 Ma,即岩浆侵位于始新世(E2),属滇西地洼激烈期及新生代富碱岩浆活动高峰期(45~30 Ma)的产物;岩石具高硅(Si O256%)、高钾(K2O=3.38%~8.92%,K2O/Na2O1)、富碱(ALK=8.15%~11.15%)和低Mg O(3%)的特征,属钾玄岩系列–高钾钙碱性系列过铝质(A/CNK=0.71~1.22)花岗岩;在微量元素组成上,岩石高Sr(400×10-6)、低Y(18×10-6)和Yb(1.9×10-6),与陆内造山环境形成的"C型"钾质埃达克岩地球化学特征类似;全岩的Sr-Nd-Hf同位素组成特征显示岩浆源区是壳幔物质混合的"EMII型"富集地幔源。正长斑岩的形成应与印度–欧亚板块碰撞俯冲背景下,金沙江–红河断裂大规模左行走滑引起的热扰动和局部引张作用有关,在这种区域热–动力学条件下,地幔部分熔融与地壳物质发生混合作用,形成活化型壳幔混合源高钾富碱岩浆。