长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示

长江中下游成矿带的宁芜和庐枞火山岩盆地中发育了大量与早白垩世(约130 Ma)陆相火山-侵入岩有关的玢岩铁矿。这类矿床的特征为具有磁铁矿-磷灰石-阳起石(透辉石)矿物组合,在国际上一般被称为铁氧化物-磷灰石型(Iron Oxide-Apatite, IOA)或基鲁纳型(Kiruna-type)矿床。玢岩铁矿的概念自20世纪70年代提出以来,其成因就一直存在争议,主要有矿浆、岩浆热液及矿浆-热液过渡的观点。近年来的高精度年代学揭示出宁芜和庐枞盆地内玢岩铁矿在约130 Ma集中爆发成矿。矿物学、岩石学及地球化学的综合研究表明成矿物质主要来源于次火山岩体,且成矿早期流体具有高温(550~780 ℃)和超高盐度(可达90% NaCl_eq)的特点。这些特点与成矿岩体及周围火山岩在成矿早阶段发育大规模钠质蚀变相吻合;但同时S-Sr等同位素和流体包裹体成分分析表明在铁成矿过程中还有外来壳源(如膏盐层物质)流体的加入。一些研究工作还表明玢岩铁矿与夕卡岩型铁矿具有相似的热液蚀变演化过程,暗示两者或许存在某些成因联系,很可能是相似流体与不同性质围岩及在不同温度下水岩交代产物。这些新的证据为探讨玢岩铁矿的成矿作用过程和成因机制提供了新的制约,也带来了新问题。本文从成岩成矿年代学、成矿物质来源、成矿早期流体性质、玢岩铁矿与夕卡岩铁矿及其外围新发现的金铜矿化的成因联系等角度,对近年来长江中下游成矿带玢岩铁矿研究的主要新进展进行初步总结。当前IOA型矿床的成因研究成为国际上矿床学研究的一个热点,除了长期争论的矿浆成因和岩浆热液成因,最近提出多个了岩浆-热液复合成矿模型,如岩浆磁铁矿-气泡悬浮模型及富水铁熔体的上升、脱气和侵位成因模型。将IOA型矿床成因争论的焦点逐渐聚焦在岩浆到岩浆后(岩浆热液)阶段,铁质究竟是以含铁岩浆热液、铁矿浆 (Fe-O或P-Ca-Fe-O),还是岩浆磁铁矿微晶或其他未知的形式来富集成矿的,还有待进一步研究,文章对以上的新模型进行简要介绍和评述,并与长江中下游的矿床进行对比。     

Geological Features and Formation Processes of the Makeng Fe Deposit,China

Recent studies have revealed that the Makeng Fe deposit is a skarn type deposit. However, the skarns in Makeng, occurring primarily between limestone and sandstone, are not typically associated with limestone and plutons. Different periods of intrusions, e.7. Hercynian mafic intrusions and Yanshanian (i.e. early Cretaceous) Dayang–Juzhou granitic intrusion, occurred in the Makeng deposit district. In this study, the formation processes of the skarns and Fe mineralization are constrained by detailed fieldwork, petrology, geochronology, and geochemistry. Skarns and Fe mineralization intersecting the Hercynian mafic intrusions are observed in consecutive specimens from the 106# tunnel. They suggest that the skarn formation and Fe mineralization occurred after the Hercynian mafic intrusions and are related to the later Yanshanian Dayang–Juzhou granitic intrusion. The geochronological characteristics of weakly skarn‐altered diabases, the decreasing nature of Fe contents in altered diabase, and the major element compositions of pyroxenes and garnets also support that Hercynian mafic intrusions are strongly reformed by Yanshanian granitic magmas and the Fe migrated from mafic intrusion was responsible for formation of iron ore.     

Geochronology and Geochemistry of the Mamupu Cu-Au Polymetallic Deposit, Eastern Tibet: Implications for Eocene Cu Metallogenesis in the Yulong Porphyry Copper Belt

The Mamupu skarn-type Cu-Au polymetallic deposit represents the first discovery of a medium deposit in the southern Yulong porphyry copper belt (YPCB), eastern Tibet. The Cu-Au mineralization mainly occurs as chalcopyrite in breccia, within the plate-like carbonate interlayer, being closely related to chloritization (e.g., chlorite, magnetite and epidote) and skarnization (e.g., diopside, tremolite and garnet). The ore-related quartz syenite porphyry (QSP) and granodiorite porphyry (GP) were emplaced at 40.1 ± 0.2 Ma and 39.9 ± 0.3 Ma, respectively. The QSP of Mamupu is an alkaline-rich intrusion, relatively enriched in LREE, LILE, depleted in HFSE, with no significant negative Eu and Ce anomalies, slightly high (87Sr/86Sr)i, low εNd(t), uniform (206Pb/204Pb)i and εHf(t) values, which indicates that the porphyry magma may be caused by both the mixing of metasomatized EM II enriched mantle and thickened juvenile lower crust. The QSP in the Mamupu deposit shares a similar genesis of petrology to other ore-related porphyries within the YPCB. High oxygen fugacity and water content of the magmas are essential for the formation of porphyry and skarn Cu deposits. The QSP has similar high magmatic oxidation states and water content to the Yulong deposit, which indicates that the Mamupu has a high prospecting potential. Differences in the geological characteristics and scale of mineralization between the Mamupu and other YPCB deposits may be due to the different emplacement depths of ore-related intrusions, as well as differences in the surrounding rocks.     

黑龙江省翠宏山钨钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

翠宏山钨钼多金属矿床是小兴安岭-张广才岭成矿带内一个重要的矽卡岩型矿床,钨、钼、锌均达大型规模。为确定该矿床的形成时代,对取自岩体内接触带钨钼矿体的7件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年研究。结果表明:辉钼矿中Re质量分数为（0.376 9～0.973 7）×10^-6,Os质量分数为（1.272～3.234）×10^-9;获得的模式年龄为(199.0±3.1)～(203.9±3.8) Ma,加权平均年龄为（201.6±1.4）Ma(MSWD=0.80),等时线年龄为（198.9±3.7）Ma(MSWD=0.83)。结合区域成矿作用分析认为:翠宏山多金属矿床的形成时代为早侏罗世,与成矿带内的霍吉河和鹿鸣等斑岩型（细网脉型）钼矿床同属燕山早期大规模构造-岩浆-成矿事件的产物。根据本次辉钼矿Re-Os定年结果,结合前人在矿区内所测多个花岗岩体的锆石U-Pb年龄认为:与翠宏山多金属矿床具成因联系的岩体应为二长花岗岩、碱长花岗岩,成岩成矿作用与古太平洋板块俯冲有关。辉钼矿中Re质量分数、成矿岩体的物质源区综合研究表明,翠宏山多金属矿床的成岩成矿物质具有壳幔混源特征。     

安徽铜陵冬瓜山大型铜矿:海底喷流-沉积与矽卡岩化叠加复合成矿过程

冬瓜山铜矿是长江中下游成矿带铜陵矿集区内的一个大型铜矿。该矿床被惯称为矽卡岩型矿床,但具明显的层控特征。主矿体呈层状、似层状,赋存于上石炭统碳酸盐建造与下伏上泥盆统砂岩建造的接触带附近,主要由一系列层控块状含铜硫化物透镜体、含铜矽卡岩透镜体、磁铁矿矿囊以及层状含铜黄铁矿-蛇纹石矿席组成。主矿体的底部为根植于上泥盆统砂岩建造内的层控脉状-网脉状矿,下部为层状含铜黄铁矿+蛇纹石矿席,主体为块状含铜硫化物透镜体与上覆硬石膏层构成的三个硫化物-硫酸盐韵律单元。该双层结构特征总体类似于VMS和SEDEX型矿床,但矿石结构构造表明,这些硫化物-硫酸盐沉积均不同程度地遭受了后期热液-变质作用叠加改造。层控含铜矽卡岩通常发育于块状含铜硫化物透镜体之上,小型磁铁矿矿体或矿囊通常围绕陡倾的闪长岩株零星分布。这两类矿化均与燕山期岩浆活动(约137Ma)和石英二长闪长岩株侵位密切相关。矿区可见两种蚀变作用:石英-绢云母蚀变与矽卡岩蚀变。前者在下盘砂岩中形成似整合蚀变带,包裹层控网脉状矿,其成因可解释为晚石炭世热液流体在海底之下砂岩透水层内发生侧向迁移、弥散排泄及金属卸载;后者由燕山期石英二长闪长岩侵位引起,形成两类矽卡岩,其中,镁质...     

含膏盐地层与矽卡岩铁矿的关系：以湖北金山店铁矿为例

含膏盐地层对金属矿床的形成起到了重要的作用.本文对金山店铁矿中的方柱石和硬石膏、石膏、黄铁矿开展研究,结果表明方柱石中Cl含量高达4％,硬石膏、石膏、黄铁矿δ34S值分别为24.9‰～27.9‰(n=10)、27.5‰～28.4‰(n=2)和16.2‰～19.4‰(n=9),硬石膏和石膏δ34S值总体上接近中三叠世地层沉积硬石膏的δ34S值,而黄铁矿δ34S值则明显偏离0值,暗示金山店铁矿成矿体系中的S主要来自于含膏盐地层.根据共生的硬石膏和黄铁矿矿物对S同位素组成平衡分馏方程计算出其“平衡温度”范围为563～728℃(n=6),高于硬石膏中流体包裹体均一温度.已有资料暗示在高温岩浆热液阶段或是更早的岩浆阶段,含膏盐地层中的膏盐矿物就已经大量加入金山店铁矿成矿体系之中.根据方柱石中Cl的含量估算出平衡流体中的盐度超过70％,高盐度流体具有萃取和搬运巨量铁质的能力,同时提高了硬石膏的溶解度.大量硬石膏加入成矿体系,提高了该体系的氧化性,为后期磁铁矿的形成提供了良好的条件.     

应用辉钼矿Re-Os定年技术研究青海什多龙矽卡岩型钼铅锌矿床的地球动力学背景

青海什多龙矽卡岩型Mo-Pb-Zn矿床位于鄂拉山多金属成矿带,该矿床成矿时代制约了成矿过程、动力学背景的探讨。前人通过对矿区及外围岩体的K-Ar法间接取得了188~208 Ma和368 Ma的数据,由于分析测试手段限制,时间跨度较大,对于成岩成矿时代的厘定尚缺乏精确的同位素年龄数据。本文采用辉钼矿Re-Os同位素定年方法测定该矿床的成矿时代,为矿床模型的建立和反演成矿地球动力学背景研究提供可靠的基础资料。分析结果显示,6件辉钼矿样品Re-Os同位素模式年龄的变化范围小,集中在234.2~240.1 Ma之间,加权平均年龄值为(236.2±2.1) Ma,与等时线回归计算得到的年龄值(233.4±9.6) Ma在误差范围内相吻合,表明成矿时代为(236.2±2.1) Ma。辉钼矿的铼含量为0.3939×10^-6~0.6621×10^-6,反映了成矿物质以壳源为主,且变质流体参与了成矿作用。本研究Re-Os定年结果显示什多龙矽卡岩型Mo-Pb-Zn矿床与鄂拉山造山带成岩年龄(约 220~230 Ma)接近,表明成岩成矿受控于相同的动力学背景,是在鄂拉山造洋裂谷体制向碰撞-伸展造山体制转变的过程中,导致加厚下地壳的部分熔融而引起的印支晚期岩浆-热液事件。     

安徽省滁州市琅琊山铜矿成矿规律与深部找矿

琅琊山铜矿为一广义上的层控夕卡岩型铜矿床,其关键控矿因素是S形旋扭褶皱构造,蘑菇状岩体形态及特定的赋矿层位.近年来利用人工受控定向钻探新技术在该地区开展的深部找矿,取得了很好找矿成果,证实了石英闪长玢岩体底部接触带的存在且具有良好的含矿性,对本区深部及外围找矿具有重要意义.     

安徽贵池铜山矽卡岩型铜矿床蚀变矿化分带特征及其成因

铜山矽卡岩型铜矿床产于长江中下游铁铜成矿带中的安庆—贵池矿集区。研究区矽卡岩化与矿化发生于碳酸盐岩地层与花岗闪长斑岩间的接触带中,蚀变及矿化具有水平与垂向分带特征。水平方向上,靠近岩体的矽卡岩中石榴子石含量较高,远离岩体的矽卡岩中透辉石含量较高;靠近大理岩带发育钙铁辉石矽卡岩,远离大理岩带的灰岩硅化较强。垂向上,从上到下依次为角岩带、钙质矽卡岩带和镁质矽卡岩带。矿物成分研究表明,靠近岩体处氧化性较强,石榴子石的钙铁榴石端员含量高;铜多富集于含石英脉的岩体、距岩体略远的矽卡岩、角岩或大理岩中,而锌多富集于硅化灰岩及远离岩体的矽卡岩中。研究表明,该矿床中蚀变矿化经历了进变期和退变期,包括接触热变质阶段、进化交代阶段和早退化蚀变阶段、晚退化蚀变阶段。其中,大规模的黄铜矿化主要发生于早退化蚀变阶段,且在岩浆演化晚期进一步富集于斑岩石英脉中。     

层控交代型夕卡岩金矿床形成机理的实验研究

采用安徽铜陵狮子山层控交代型夕卡岩金矿床未蚀变、未受矿化影响的地层层位的岩石——砂岩与碳酸盐岩 ,灰岩与硅质岩 ,灰岩与泥质页岩 ,泥质岩与条带灰岩和单独泥灰岩作试料 ,分别模拟配制 p H为 4.5、 5.5、 6.5和 7.5的 0 .5M Na Cl 0 .5M KF 0 .1 M K2 SO4 0 .0 5M Au Cl3水溶液作为成矿热液。试料和溶液焊封在银试管内 ,放在高压釜反应腔中持续 96 h的交代作用。实验结果表明在温度为 2 50～ 650℃和压力 2 0 0× 1 0 5 ～ 80 0× 1 0 5 Pa下的弱氧化、弱还原环境中 ,都能形成夕卡岩矿物和金矿物组合 ,其中冬瓜山矿床 (砂岩与碳酸岩交代作用 )系统的实验形成了透闪石 蛇纹石 硬石膏 自然金 ( ) ,硅灰石 钙铁 -钙铝榴石 蛇纹石 硬石膏 银金矿 ( )和方柱石 透辉石 -钙铁辉石 钙铁 -钙铝榴石 蛇纹石 ( )组合分别与上述矿床含矿、含 H2 O夕卡岩 ,含金夕卡岩和高温无矿夕卡岩矿物共生组合相吻合。金在 2 50～ 350℃范围以自然金状态沉淀 ,在 350℃以上以少量的银金矿形式出现 ,在 60 0℃以上的实验产物中未见金呈独立矿物产出。