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。     

郯庐断裂带南段继承性断裂构造控矿模式研究及其应用效果——以皖东北五河金矿整装勘查为例

郯庐断裂带南段的皖东北地区地质构造复杂,多为厚覆盖区,找矿难度大。由于控矿条件难以调查清楚,缺乏具有区域特色的勘查理论指导,区内金矿勘查长期没有取得突破成果。笔者依托五河金矿整装勘查项目,进行了区域重磁异常特征和成矿规律分析研究,发现皖东北地区北东- 北北东向重力低异常具有弧形条带特征,并以郯庐断裂带为界,大致具有旋转对称性。重磁异常保存印支期构造格架痕迹信息,反映了郯庐断裂带南段时空演化特征,显示了北东- 北北东向主要断裂构造具有继承性,形成于印支期,燕山期继续活动,控制白垩纪“红层盆地”和燕山期成岩成矿作用。中低温热液型金多金属矿床和矽卡岩型铜金矿床是皖东北地区主要矿床类型,均受继承性断裂构造控制。结合郯庐断裂的演化特征,利用物探成果引领地质理论创新,提出了郯庐断裂带南段矿床的“继承性断裂构造控矿模式”。根据继承性断裂构造形成机理分析其空间分布规律,总结了矿化蚀变构造带的物探异常标志,解决了皖东北覆盖区成矿预测与找矿靶区圈定难题,在五河金矿整装勘查区应用取得了重要找矿成果,圈定6个金矿找矿靶区,得到了钻探验证,已发现中型规模金矿床2处、小型3处,估算潜在资源量可达特大型规模,实现了安徽省境内郯庐断裂带金矿找矿的重大突破。     

新疆别也萨麻斯矿区钽锰矿的矿物学特征及其TIMS U-Pb定年

钽矿是我国的紧缺资源,近年来对别也萨麻斯地区钽矿取得了找矿新进展,包括新矿点的发现以及花岗伟晶岩型稀有金属资源的找矿突破。区内伟晶岩脉广泛发育,为探究含矿脉体的成矿时代、查明区内典型铌钽矿物的矿物学特征,本文以L18号伟晶岩脉中的钽锰矿为研究对象,对其物理性质、化学成分、地质年代等进行了分析。应用电子探针测试钽锰矿的化学组成,热电离质谱法(TIMS)测定其U-Pb年龄,确定含矿脉体的形成年代。结果表明,研究区钽锰矿中Ta_2O_5含量为51.58%～74.80%,均值68.49%,Nb_2O_5含量为6.15%～27.63%;部分主量元素分布不均,未表现出规律的分带性,但矿物颗粒中心部位的CaO含量较边部低,横剖面上SiO_2含量相对稳定,TiO_2与WO_3显示不规律波动。这种特征表明钽锰矿并非单纯由结晶分异作用形成,而是可能受到了后期交代作用的影响。钽锰矿的U-Pb年龄为160Ma,说明钽锰矿化发生于晚侏罗世早期,与围岩海西期二云母花岗岩相差甚远,后者并非L18号脉体的成矿母岩。     

凤太矿集区东塘子铅锌矿床S、Pb同位素组成对成矿物质来源的示踪

东塘子铅锌矿床是秦岭成矿带中典型的铅锌矿床之一,前人对东塘子铅锌矿床成矿作用研究较多,但受限于测试手段及认识的局限性,多年来对其物质来源的认识仍未统一。本文在充分研究东塘子铅锌矿床地质特征的基础上,开展了相关样品的S、Pb同位素分析,分析对象包括了不同类型的铅锌矿石,讨论了该铅锌矿床的成矿物质来源、区内岩浆岩与铅锌成矿的关系等。研究表明:东塘子铅锌矿床矿石硫化物δ34S值变化范围为1.8‰～12.5‰,平均7.50‰,计算获得成矿流体中总硫δ34S∑S为7.7‰,显示海水硫酸盐(蒸发膏岩)与岩浆硫的混合来源特征。矿石铅同位素组成稳定,铅源主要来自富U-Th-Pb的上地壳与深部,可能与深部岩浆活动有关。研究结果表明,东塘子铅锌矿床的成矿过程与南秦岭印支期大规模多阶段构造-岩浆-流体活动密切相关,为下一阶段区内找矿工作提供了新的思路。     

内蒙古呼伦西白地区铌稀土多金属矿成矿特征及找矿标志

北山成矿带东缘的内蒙古呼伦西白地区近年来发现了多处铌稀土矿床(点),矿床(点)产于二叠纪二长花岗岩外接触带上,矿体赋存于滨浅海相碳酸盐岩-变碎屑岩内,其形态、产状、规模受构造-岩浆活动控制,并与磁异常对应,其中灰石山东北铌稀土矿区Nb2O5品位0.02%～0.56%、平均0.11%,REO品位0.13%～2.63%,平均0.93%,辉森乌拉西铌金矿区Nb2O5品位0.01%～0.1%,与白云鄂博Nb-REE-Fe超大型矿床特征类似,成矿潜力巨大。结合区域地质背景及铌稀土多金属矿成矿特征,初步认为区内该类型矿床的找矿标志为:二叠系滨浅海相碳酸盐岩-变碎屑岩地层、构造挤压形成的虚脱空间或韧-脆性转换部位、二叠纪二长花岗岩外接触带、放射性异常梯度带-磁异常位置、岩石蚀变(褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等)和石英细网脉发育地段。对该地区铌稀土多金属矿成矿特征和找矿标志的研究有利于拓展北山地区三稀矿产的找矿思路,也可为此类矿产的找矿方向提供借鉴。     

福建将乐新路口花岗岩体地球化学特征、锆石U-Pb年龄及成矿意义

通过研究福建省将乐新路口花岗岩体岩石学、地球化学和同位素年代学特征,探讨了该岩体的形成时代、岩浆成因及与钨锡矿的成矿关系。新路口花岗岩体高硅,属于准铝质-过铝质花岗岩;富碱质,贫铁镁,Ba、Sr、P、Ti和Nb强烈亏损,球粒陨石标准化稀土元素配分模型为Eu强烈亏损的“海鸥型”,属于高分异S型花岗岩。Nd同位素研究表明,该花岗岩体主要源自地壳。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果表明,该岩体形成时代为147~145Ma,属晚侏罗世,钨锡矿的成矿时代也为晚侏罗世,是伸展构造环境下构造-岩浆活动的产物。经历新元古代和志留纪岩浆作用后形成富含钨锡的残留体,晚侏罗世岩浆热液活动对残留体再次熔融,形成富含硅、碱质及F的岩浆-热液,钨锡从残余矿物中迁移,聚集于岩浆房中,经过结晶分异,形成富含矿质的高分异岩浆,沿构造有利部位向浅部运移、结晶,形成钨锡矿体。     

川东北宣汉地区新型杂卤石钾盐矿的地球化学特征及其意义

新型杂卤石钾盐矿分布于川东北宣汉地区早-中三叠世蒸发岩层中,以杂卤石碎屑不均匀的分布于石盐层为特征。笔者对HC3井新型杂卤石钾盐矿段进行连续取样,并进行水溶化学实验,根据其可溶部分的主量、微量元素特征发现:①溶液中的(K+Mg)/Ca值平均为1.24,略小于杂卤石中的(K+Mg)/Ca值(1.27),整体损失率为2.36%,远小于CaSO4组分在杂卤石中的含量(48%),表明杂卤石在石盐基质溶解形成的NaCl溶液中有较好的溶解度,有利于溶采;②Br×103/Cl值分布在0.16～0.44,显示新型杂卤石钾盐矿的蒸发阶段位于正常石盐阶段内,整体较高,蒸发阶段稳定无剧烈波动,仅顶部出现快速淡化,结合前人对杂卤石的成因研究,笔者认为石盐层不具备形成杂卤石的条件,杂卤石碎屑是一种"外来物";③含硬石膏碎屑中,(K+Mg)/Ca值随着Br×103/Cl值的增加而增高,表明碎屑中的杂卤石的含量随成盐卤水浓缩程度的升高而增加。     

黑龙江省东宁县五道沟金矿成矿流体特征及矿床成因

五道沟金矿位于太平岭金-铜多金属成矿带,矿体呈脉状赋存于下二叠统双桥子组碳质板岩中,并严格受NE向断裂控制。根据野外观察和岩相学研究,将五道沟金矿成矿划分为早期石英阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-碳酸盐阶段3个阶段,其中石英-黄铁矿阶段为主要成矿阶段。石英流体包裹体显微测温和拉曼光谱分析表明,金成矿期流体为中低温、低盐度的含CO₂流体。氢氧同位素分析表明,成矿流体是岩浆水和大气降水的混合流体。黄铁矿微量元素特征表明矿区内黄铁矿为岩浆热液成因;矿石硫同位素数据显示其具有岩浆硫和地层硫的混合特征。铅同位素组成图上,矿石铅、围岩铅和岩浆岩铅三者呈线性关系,具有同源特征,矿石中²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值明显高于围岩的相应值,暗示了矿石铅为围岩铅淋滤产物。矿石同位素特征表明双桥子组碳质板岩应为金矿矿源层。综合矿床地质特征、流体包裹体和H-O-S-Pb同位素分析,认为五道沟金矿为造山型金矿。     

湖南鲁塘煤系石墨矿区构造格局及控矿机制

湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区,煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制,其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响,通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法,分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明,受区域构造活动的影响,鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征,东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带;南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东,随着与岩体距离逐渐减小,煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大,煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北,构造变形强度逐渐增强,导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主,同时,应力作用促进了煤的石墨化,导致煤的石墨化程度较高;中部分区内构造情况复杂,形成不同温度压力条件的成矿环境,煤的石墨化程度差异性明显;南部分区构造情况简单,主要构成开放式环境,煤的石墨化程度较低,仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。      

Genesis of S-type Granites in the Pengshan Sn-polymetallic Ore Field, Northern Jiangxi Province and its Implications

The Pengshan Sn-polymetallic ore field is located in the southeastern part of the Yangtze block, spanning the southeast edge of the MLYDZ and the northern edge of the mid-segment of the Jiangnan Uplift, and on one side of the MLYDZ. The studies of LA–ICP–MS zircon U–Pb chronology and petrogeochemistry for Early Cretaceous acid granites from the Pengshan ore field were carried out in this paper. We report zircon U–Pb geochronology and whole-rock geochemistry for acid granites in the Pengshan ore field. The zircon U–Pb ages of the muscovite-granite, biotite adamellite and granite-porphyry are 127.6 ± 1.7 Ma, 126.9 ± 1.6 Ma and 126.6 ± 2.0 Ma, respectively. The granites in Pengshan are characterized by a high silicon content and are rich in alkali. They belong to high-potassium, calc-alkaline, peraluminous granite. The rocks have a relatively high Rb/Ba ratio, and the data points for muscovite-granite and biotite adamellite all fall within the clay-rich sources region, near the pelite-derived end-member, showing that the Pengshan muscovite-granite and biotite adamellite mainly originated from the partial melting of metapelites with high maturity. The transformation of the compressional and extensional tectonics in this region approximately 128 Ma obviously lags behind that in the mid-segment of the Jiangnan Uplift (135 Ma), but occurred earlier than the MLYDZ (126 Ma). The Pengshan ore field extends from the mid-segment of the Jiangnan Uplift to the MLYDZ. Although the tectonic stress field is constrained by the combination of the two secondary tectonic units, the time of tectonic system transformation is closer to the MLYDZ because the spatial orientation of the area is enclosed in the MLYDZ. Relevant geophysical and drilling data confirm the rationality of Pengshan–Ao’xia as a multi-center vertical zoning ore field, and show the scientificity of the prospecting idea of abutting joint between the north-west of Pengshan area and the south-east of Ao’xia area.