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。     

新疆阿尔泰小土尔根铜矿区岩体地球化学及其地质意义

小土尔根是近年来诺尔特地区新发现的斑岩铜矿。矿区内发育花岗斑岩、花岗闪长斑岩、黑云母二长花岗岩,其中与成矿作用密切相关的岩体为花岗闪长斑岩。为了确定矿区侵入岩成因及其与铜矿化的内在关系,对矿区内发育的岩体开展了岩相学和地球化学研究。结果表明,所有岩石富硅和碱,铝含量中等,属高钾钙碱性和钾玄质系列岩石。所有样品富集Rb、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr和重稀土元素,指示其为同源岩浆分异演化的产物,形成于陆缘弧环境。结合区域地质背景,推测这些岩体是俯冲洋壳发生部分熔融并交代上覆地幔楔后,在上升过程中经分离结晶作用后的产物。与典型的还原性斑岩型铜矿形成条件进行对比研究后,认为小土尔根地区有形成斑岩型矿床的潜力。     

云南姚安铅银矿床假白榴石斑岩空间分布和组构特征

姚安铅银矿床位于金沙江-哀牢山断裂带东侧的富碱斑岩带内,主要发育正长斑岩、粗面岩、假白榴石斑岩、含斑正长细晶岩等一套杂岩体,其中正长斑岩为主要容矿围岩。通过野外地质勘查、显微镜鉴定、电子探针及X射线微区衍射分析,对假白榴石斑岩的空间分布、岩石矿物学特征进行了综合研究,结果表明,姚安铅银矿床假白榴石斑岩多以脉状、角砾状或呈小岩枝产出,出露在正长斑岩质火山角砾岩的外围,主要分布在角砾岩型铅银矿(化)体的南西侧、F4断裂的北东盘,在空间上与角砾岩筒及外围断裂有关;该矿床的假白榴石具两个世代,早期为灰绿色浑圆粒状假白榴石斑岩的假白榴石斑晶,富Al,晚期为灰-灰白色四角三八面体假白榴石斑岩的假白榴石斑晶,富Si、Na,二者均蚀变成钾长石、高岭石、石英等含水富硅矿物;姚安假白榴石斑岩形成于印度板块与欧亚大陆俯冲碰撞后的板内拉张环境;假白榴石斑岩形成晚于粗面岩、正长斑岩,早于含斑正长细晶岩;假白榴石斑岩与铅银矿(化)体无直接成因联系。     

钦-杭成矿带东段村前含矿斑岩地球化学特征及其构造环境与成矿意义

村前铜多金属矿床位于钦杭成矿带东段,为一具有矽卡岩型矿化和斑岩型矿化的铜多金属矿床,含矿岩体为燕山早期花岗闪长斑岩,岩石具有富硅、富铝、富碱的特点,属于偏铝-过铝质钙碱性花岗岩类。岩体具有从深部向浅部蚀变增强,大部分组分活动性不明显,而成矿元素Cu-Mo-Fe-Pb-Zn-Au-Ag含量明显增加,Na2O、Sr含量降低,REE元素除Eu少量丢失外,其余均呈一致的迁入特征。岩体属Ⅰ型花岗质岩石,由具角闪石+石榴子石残留相的火成岩部分熔融形成的熔浆,混合或混染了地壳重熔型岩浆上侵就位而成。钦杭结合带东段,燕山期中酸性岩浆活动具有从176~150Ma的埃达克岩或具岛弧花岗岩特征的Ⅰ型花岗岩,至150~140Ma的S型花岗岩,向140~110Ma的A型花岗岩演化趋势,显示了地壳由厚减薄的过程,暗示其大地构造背景为岩石圈的伸展减薄环境,而形成于169.3±1.1Ma的村前斑岩体正处于伸展阶段早期。综合岩体成矿特征表明,钦杭成矿带东段及邻近地区,176~160Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的以Cu为主的多金属矿床;160~150Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的Cu-Mo矿床与W-Sn矿床;150~140Ma主要形成与S型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,以及以Ag-Pb-Zn为主的多金属矿床;140~110Ma主要形成与A型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,少量与Ⅰ型花岗质岩石有关的Pb-Zn矿床。     

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。     

Paratacamite from Gypsum Veins in Sandstones of the Kuqa Basin,Xinjiang, China: Implications for a New Epigenetic Cu Enrichment Mechanism

The Kuqa Basin filled with Paleogene evaporite series is located in the northeast of the Tarim Basin, Xinjiang, China. It is famous for sandstone‐hosted Cu deposits formed by synsedimentary processes. However, our recent studies reveal that there has been another Cu mineralization mechanism in this basin. Field investigations show that there is a close relationship among faults, salt domes, and brine. Cu deposits are mainly located in two east–west‐trending anticlinal belts in the basin, adjacent to salt domes in the belts. Cu minerals in gypsum veins of the Jidike and Kangcun formations have been investigated by SEM, EDS, and X‐ray diffraction methods. The occurrence of paratacamite in gypsum veins has been reported to coexist with glauberite and halite in the joint planes of sandstones. In addition, it occurs accompanying residual crystal salt encrustation in limestone fractures, or in sandstones in dendritic form. These features indicate that the surface‐Cu enrichment in the Kuqa Basin might have originated from Cu‐bearing brine in the underlying evaporite units, which migrated upward along fractures. In addition, the presence of H₂S in the east–west fault belt in the Kuqa Basin, and the discovery of surface sulfur, calcium carbonate, and covellite, suggest thermochemical sulfate reduction near salt domes in the deeper parts of the rock units. This process resulted in the generation of reduced brine and provided a favorable environment for Cu enrichment. Therefore, the surface‐Cu mineralization near salt domes is interpreted to be the result of Cu‐bearing brine migrating upward to the surface along faults (or joints) following the intrusion of deep salt domes. The geological evidence indicates the presence of reducing brine and Cu‐bearing brine near the salt dome in the deeper rocks of the Kuqa Basin, thus making the intrusive contact zone of the salt dome a favorable site for the epigenetic enrichment of Cu. Our study demonstrates that Cu enrichment in the Kuqa Basin resulted not only from synsedimentary deposition but also through epigenetic enrichment associated with salt dome intrusion and brine‐rich fluids.     

江西德兴铜矿区水系的Cu同位素地球化学特征及其地质意义

江西德兴铜矿水系样的δ65Cu值具有极大的变化范围(-5.8‰~+24.4‰),是迄今为止已报道发现的最大的Cu同位素分馏值。水体中铜的来源可分为黄铜矿源和黄铁矿源,二者具有明显不同的Cu同位素特征。根据水体的Cu同位素值分布特征,圈出了流经矿体(矿体上方)水、矿体外围水和尾矿库水3个源区。水体中的Cu主要以离子态和微粒态存在,二者具有明显不同的65Cu特征,尾矿库中黄铁矿65Cu对水体的Cu同位素组成具有较大的影响作用。Cu同位素在示踪找矿及地质环境监测方面具有良好的应用潜力。     

冀东金宝沟花岗斑岩地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

金宝沟金矿床是冀东地区近年查明的一个大型斑岩型金矿床,金矿体主要赋存于金宝沟花岗斑岩体及岩体与太古宙迁西群黑云角闪斜长片麻岩接触带中。为查明金宝沟含矿花岗斑岩体的成岩时代、岩石地球化学特征、岩浆源区特征及其与区域上峪耳崖、牛心山等成矿花岗岩体的关系,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,测得金宝沟2件花岗斑岩的成岩年龄分别为169.9±1.0Ma和170.4±2.0Ma,表明其形成于中侏罗世。金宝沟花岗斑岩属于过铝质钾玄岩系列岩石,∑REE含量为38.17×10~(-6)~136.51×10~(-6),岩石富集Rb、K等大离子亲石元素和Ba、Th、U,亏损Ta、Nb、Ti等高场强元素和P、Sr,显示出典型岛弧或活动大陆边缘岩浆岩的特征。锆石Hf同位素研究显示,2件花岗斑岩样品的锆石ε_(Hf)(t)分别为-12.8~-7.4和-14.4~-8.8,两阶段模式年龄分别为1685~2028Ma和1773~2130Ma,暗示岩浆可能来源于古元古代地壳物质的部分熔融。金宝沟花岗斑岩岩浆形成的温度为788~834℃,岩浆形成压力为0.8~1.6GPa。结合区域地质资料认为,包括金宝沟花岗斑岩在内的冀东中侏罗世花岗岩及同时代的髫髻山组火山岩是在陆内收缩、地壳增厚、古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的构造背景下,在挤压应力松弛的间隙环境侵位的。     

滇西丽江地区新生代富碱斑岩年代学、地球化学特征及其地质意义

滇西丽江地区新生代富碱斑岩位于滇西“三江”褶皱造山带与扬子板块西南缘结合部位,岩石类型多样,可分为碱性岩和碱性花岗岩,前者主要有正长斑岩、正长岩及粗面斑岩;后者主要包括花岗斑岩、二长花岗斑岩及石英二长斑岩。锆石LA ICP MS U Pb定年研究确定区内斑岩结晶年龄为346～371 Ma,侵位于始新世晚期。碱性岩石的SiO2含量为5454%～6770%,K2O＞Na2O,具有钾玄岩的特征;碱性花岗岩的SiO2含量为6716%～7066%,K2O＜Na2O,具有高钾钙碱性的特征。两类岩石都具有富碱(Na2O+K2O=703%～1170%)和准铝质—弱过铝质(A/CNK=064～115)的特征。富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Sr、Ba、K、Pb等),相对亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti等),且具有高Sr、Sr/Y和La/Yb比值及低Y、Yb和镁值(Mg#＜05),表明区内斑岩兼具钾玄质岩石和埃达克质岩石的特征。综合研究认为,区内斑岩形成于印度－亚洲大陆碰撞造山的后碰撞阶段,其形成与减压熔融及幔源岩浆底侵促使增厚下地壳底部岩石发生部分熔融有关,是青藏高原东南缘构造转换带对主碰撞带造山作用过程的岩浆事件响应,进而分析确认本区具有斑岩-热液型金多金属矿床的找矿潜力,为深入认识丽江地区构造-岩浆-成矿作用提供了重要约束。     

内蒙古北山额勒根乌兰乌拉一带土壤测量地球化学特征及找矿方向

研究区位于内蒙古北山北带,成矿地质条件优越,1∶20万水系沉积物测量异常明显,且分布有额勒根乌兰乌拉斑岩型钼(铜)矿。以1∶5万土壤地球化学测量成果为依据,以地质认识为基础,研究了区内元素地球化学数据特征、地球化学场特征及综合异常特征。认为区内主成矿元素为Mo、Cu、Au,主要的控矿层位为咸水湖组火山岩段,成矿有利侵入体为石炭纪花岗闪长岩。划分出5种综合异常类型,其中与斑岩钼(铜)矿系统有关的综合异常和与奥陶系建造有关的综合异常是今后解剖找矿的重点。