埃达克质岩与成矿:困惑与探索

根据起源于下地壳的中酸性岩浆岩的成分变化,可以约束其源区深度以及地壳最小厚度,为大陆板内成矿作用的深部过程研究提供重要信息。全球范围内,许多世界级斑岩铜矿和浅成热液矿化系统与同期的埃达克质岩存在密切的时空与成因联系,在国内主要成矿区带也识别出与金属成矿作用有关的埃达克(质)岩。与俯冲过程无关的埃达克质岩的识别,使我们有可能结合其他地质证据构建完全不同于Sillitoe(1972)B型俯冲环境的斑岩铜矿成矿模式的大陆板内斑岩(夕卡岩)型金属矿床成矿模式。对于规模巨大、矿质主要源自地幔的热液矿床的形成,埃达克(质)岩可能是必要条件,但不是充分条件。埃达克(质)岩的成矿潜力通过地幔物质加入而获取,埃达克(质)岩的成矿专属性由上地幔成矿元素分布特征决定。与俯冲有关的埃达克质岩浆之所以有利于成矿,重要的原因是存在大量来自俯冲板片的高压、高温流体以及俯冲板片熔融形成高氧逸度(fO2)的熔体,但产出在大陆板内背景、与俯冲无关的埃达克(质)岩的成矿机制还不清楚。根据现代资源勘查理念,结合综合地质信息分析,埃达克质岩具有实际找矿意义。     

滇西北雪鸡坪斑岩铜矿S,Pb同位素组成及对成矿物质来源的示踪

雪鸡坪斑岩铜矿位于西南三江构造火成岩带义敦岛弧带,其成矿斑岩为印支期石英闪长玢岩和石英二长斑岩。研究对该矿区安山岩、矿化斑岩和矿石矿物系统进行S,Pb同位素分析结果表明:金属硫化物的δ34S值为-3.1‰～ 0.7‰,平均值为-1.1‰,与矿化斑岩的硫同位素组成(-1.4‰和-1.5‰)一致,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自岩浆;δ34S黄铁矿(-1.8‰～ 0.7‰,平均-0.5‰)>δ34S黄铜矿(-2.2‰～0.0‰,平均-1.2‰)>δ34S方铅矿(-3.1‰～-1.3‰,平均-2.4‰),硫同位素分馏基本达到平衡。矿石矿物(208Pb/204Pb=37.917～38.230,平均值38.075;207Pb/204Pb=15.528～15.614,平均值15.571;206Pb/204Pb=17.929～18.082,平均值17.981)与矿化斑岩(208Pb/204Pb=37.832、37.883,207Pb/204Pb=15.529、15.538,206Pb/204Pb=17.906、17.910)以及安山岩(208Pb/204Pb=37.816～37.884,207Pb/204Pb=15.549～15.562,206Pb/204Pb=17.845～17.919)的初始铅组成基本一致,变化范围较小,表明三者具有相同的来源;在铅构造模式图上,所有样品铅同位素均位于造山带演化线上或附近,在铅同位素源区判别图中,均落入造山带和下地壳区域,这表明Pb主要来源于壳幔混合。雪鸡坪铜矿S,Pb同位素组成共同指示成矿物质主要来自于深部岩浆,这种岩浆可能主要起源于俯冲洋壳板片的部分熔融并受到少量地壳物质的混染。     

安徽大别山地区沙坪沟超大型斑岩钼矿床成矿系统特征

东秦岭—大别钼成矿带斑岩钼矿床的成矿地球动力学、地球化学背景和成岩成矿机制等备受研究学者的重视,但仍有许多成矿学问题需要加强研究,特别是超大型钼矿床成矿系统的组成特征、形成与演化等还需要加以系统总结。本文以翟裕生院士的成矿系统理论为指导,选取具有代表性的沙坪沟斑岩钼矿床作为研究对象,在总结前人研究成果和作者前期工作的基础上,归纳沙坪沟钼矿床地质特征,分析成矿系统的构成,通过综合对比研究,提取系统成矿特色。沙坪沟钼矿床形成于陆内伸展环境,是中国东部中生代大规模岩浆-成矿事件的产物,其含矿斑岩起源于古老下地壳+大别杂岩+岩石圈地幔,钼主要源自古老下地壳+大别杂岩,岩浆演化与热液活动持续了约24 Ma,形成了一个直径约为3 km左右的球状巨型斑岩钼成矿系统。成矿流体经历了由早期的高温、中盐度、较高氧逸度、低碱度、低pH值、低密度,中期的中高温-中温、低盐度与高盐度共存、低密度与高密度共存、低氧逸度、富CO₂,向晚期的低温、低盐度、贫CO₂、较高氧逸度、较高碱度、较高pH值、较高密度进行演化的过程,含Cl络合物由于温度、氧逸度下降和流体沸腾产生的相分离导致Mo的沉淀,形成了巨量钼金属的聚集。与国内外主要的斑岩钼成矿系统相比,沙坪沟钼矿床的成矿系统具有单矿体、巨系统、先天富、长孕育、多来源、高演化、多期次、超富集等鲜明的成矿特色。应用成矿系统理论,不断深入研究这一世界级超大型高品位斑岩型钼矿床的成矿作用和成矿过程,对于全面揭示斑岩型钼矿床的成因以及同类矿床的找寻都具有十分重要的意义。     

闽西北斑岩型金矿的发现

我们工作过程中发现了建宁华光庵斑岩型金矿,金矿体赋存于燕山晚期花岗斑岩脉中,至少有两个矿化阶段,第一阶段与斑岩体结晶分异期相对应,形成了浸染状黄铁矿和包体金,成矿物质主要来自斑岩体;第二阶段与次火山热液期相对应,形成了多金属硫化物和粒间金,为金的主要矿化阶段,成矿物质主要来自斑岩体围岩。斑岩体围岩中金的高背景值以及早先金、金银、金铅矿体的存在表明该斑岩型金矿具有很大的找矿前景。     

Mineralization events in the Xiaokele porphyry Cu (–Mo) deposit,NE China: Evidence from zircon U–Pb and K‐feldspar Ar–Ar geochronology and petrochemistry

The Great Xing'an Range (GXR), Northeast (NE) China, is a major polymetallic metallogenic belt in the eastern segment of the Central Asian Orogenic Belt. The newly discovered Xiaokele porphyry Cu (–Mo) deposit lies in the northern GXR. Field geological and geochronological studies have revealed two mineralization events in this deposit: early porphyry‐type Cu (–Mo) mineralization, and later vein‐type Cu mineralization. Previous geochronological studies yielded an age of ca. 147 Ma for the early Cu (–Mo) mineralization. Our ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating yielded ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau ages of 124.8 ± 0.4 to 124.3 ± 0.4 Ma on K‐feldspar in altered Cu‐mineralized diorite porphyrite dikes that represent the overprinting vein‐type Cu mineralization, consistent with zircon U–Pb ages of the diorite porphyrite (126.4 ± 0.5 to 125.0 ± 0.5 Ma). The Cr and Ni contents and Mg^# of the Xiaokele diorite porphyrites are high. The diorite porphyrites at Xiaokele are enriched in light rare‐earth elements (REEs), and large‐ion lithophile elements (e.g., Rb, Ba, and K), are depleted in heavy REEs and high‐field‐strength elements (e.g., Nb, Ta, and Ti), and have weak negative ε_Hf(t) values (+0.29 to +5.27) with two‐stage model ages (T_DM2) of 1,164–845 Ma. Given the regional tectonic setting in Early Cretaceous, the ore‐bearing diorite porphyrites were likely formed in an extensional environment related to lithospheric delamination and asthenospheric upwelling induced by subduction of the Paleo‐Pacific Plate. These tectonic events caused large‐scale magmatic activity, ore mineralization, and lithospheric thinning in NE China.     

中硫型浅成低温热液金多金属矿床基本特征、研究进展与展望

继20世纪80年代以来低硫型和高硫型浅成低温金矿床概念提出及成矿模型建立之后,相继发现一些浅成低温热液矿床不具上述两类矿床端元的成矿特点,相反兼具过渡性质;很多学者将其作为单一矿床类型,定义为中硫型浅成低温热液矿床。作为一个新的矿床类型,中硫型矿床是否有单独划分的必要?该类矿床具有什么样的地质特征?长期以来这些问题令人困惑。本文从大量文献中,在全球范围内甄别出24个比较明确的中硫型浅成低温热液金(多金属)矿床,基于其基本特征和研究进展的系统梳理与分析,从中硫型矿床的时空展布、地质特征、矿物组合、金属源区特征、中硫型与高硫型金(铜)矿和低硫型金矿的主要区别,以及目前国际研究进展及难点等方面进行总结阐述。中硫型金多金属矿床具有如下六大特征:(1)发育富碳酸盐-贱金属硫化物成矿体系,碳酸盐矿物可见于各成矿阶段热液脉系中,尤其在热液晚阶段以碳酸盐矿物为主;贱金属硫化物主要为Cu、Pb、Zn、Fe等的硫化物;(2)发育中硫化态矿物组合,如贱金属硫化物黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黝铜矿等;可少量发育明矾石和冰长石;(3)含矿脉系中富硫化物(总量大于5%),且在斑岩铜矿系统中较富黄铜矿;(4)普遍发育浅色贫铁闪锌矿(有待进一步证实);(5)普遍赋存在挤压岛弧背景下斑岩Cu-Au-Mo矿的外围;(6)空间上可与高硫型和低硫型金多金属矿床共存。普遍发育斑岩型Cu-Au-(Mo)矿床和浅成低温热液型矿床的世界著名三大成矿域(滨太平洋成矿域、古亚洲洋成矿域和特提斯-喜马拉雅成矿域),同样具有形成中硫型矿床的有利成矿条件。未来关于中硫型矿床的研究亟需解决以下几个关键问题:(1)目前尚未有文献对"富碳酸盐-贱金属(Cu、Pb、Zn、Fe等)"进行详细报道,这种成矿体系是如何形成的?流体中CO_2、H_2S及贱金属元素对Au的运移和沉淀有何影响?此问题是认识中硫型金多金属矿床成矿机制的关键所在。(2)中硫化态矿物的矿物(黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、砷黝铜矿、黄铜矿等)的沉淀环境?与高硫化态、低硫化态矿物有何区别?(3)从成矿系统、成矿过程和矿物形成的复杂性来考虑,显然以闪锌矿中Fe S的含量多少作为区别IS型、HS型、LS型矿床的特征地化标志过于简单,且与已有关于闪锌矿的矿物学研究成果相矛盾,因此仍需进一步工作。(4)早期形成的作为赋矿围岩的火山岩地层或者次火山岩体是否提供了成矿物质?是否充当了浅成低温热液矿物沉淀的地球化学屏障?其具体过程是怎样的?以上问题的解决可辅助揭示IS型矿床的成因机制和形成过程,并为同类型矿床的勘查工作提供支持。     

北祁连中段毛藏碱性斑岩体地球化学特征及稀土成矿作用

毛藏碱性斑岩体侵入于加里东期毛藏寺中酸性岩基的中心部位,呈小岩株状产出。通过岩石地球化学研究,结果表明碱性斑岩体的主量元素SiO₂含量介于57.55%～55.98%之间,REE含量为433×10^-6～9 824×10^-6,平均高达5 218×10^-6。LREE/HREE比值介于24～98之间,(La/Yb)_N比值为54～5 699,表现为轻重稀土强烈分异,具有富轻稀土、高钾富碱、富铝贫钛、富锶和钡等特征,岩石还相对富集Pb和Zn,含量均超过200×10^-6, Cu含量也较高(> 100×10^-6),最高可达1 710×10^-6。负铕异常中等,δEu值为0.40～0.87,暗示有斜长石的分离结晶作用,具A型花岗岩岩石地球化学特征。结合构造演化认为碱性岩浆的产生与俯冲的北祁连洋壳板片的断离作用有关,区域应力场由挤压转为伸展,在地壳岩浆房中地幔源区部分熔融并发生分离结晶作用形成碱性斑岩体,伴随后期的岩浆—热液作用...     

青海祁漫塔格长山钼矿地质特征、矿床成因及找矿前景

长山钼矿位于青海省东昆仑西段祁漫塔格地区,在以往发现接触交代型铁矿体的基础上,近年来发现了花岗斑岩及斑岩型钼矿。斑岩型钼矿的发现,对于东昆仑西段祁漫塔格地区斑岩成矿研究和矿产勘查实践具有重要的意义。在初步研究长山矿区侵入岩分布、岩石类型、岩石学和岩石化学的基础上,发现矿区花岗斑岩呈岩枝状侵入于似斑状二长花岗岩中,地表出露面积小于0.01 km2,深部揭露最大厚度可达30 m,岩石具有高Si,低Ti,K/Na值大,分异程度高,固结程度低的特征。与西藏冈底斯钾质钙碱性花岗岩和含矿斑岩具有相似的岩石化学特征,但SiO2含量更高,Al2O3含量较低。综合分析认为,矿区花岗斑岩可能与碰撞后伸展构造背景密切相关。矿区钼矿具有斑岩型成矿的特点,矿区中西部的深部及区域具有进一步寻找斑岩型矿产的前景。     

斑岩型铜矿床带条件约束的CSAMT数据精细处理和反演解释

金属矿产地球物理资料的反演中,数据的自动反演往往会出现反演模型与客观地质情况不符的现象,而带已知条件约束的反演,能限定反演模型的埋深、形状、尺寸、物性变化的范围等,使反演的地电模型更切合实际。以可控源音频大地电磁法( CSAMT)在广西某斑岩型铜矿床的应用为例,考虑了CSAMT方法的有效性、分辨率和岩矿石物性及矿床特征等因素,使用浅部已知矿体、围岩等条件反演剖面地电模型,对深部矿体进行了定位和预测,经钻孔工程验证,取得了显著的找矿效果。     

青海纳日贡玛始新世-渐新世含矿斑岩体地球化学特征

纳日贡玛一带的始新世-渐新世斑岩体多以不规则小岩株形式产出,由二长花岗斑岩组成;岩石化学类型为亚碱性的富钾钙碱性系列,SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、LREE,Sr、Rb、Ba、Th、Ce、Mo、Cu、Au、Ag含量高,CaO、TiO₂、HREE、Y、Yb、Cr、Sc、Co、Ni亏损。稀土分馏明显,Eu异常不明显。斑岩源岩为壳源,有洋壳物质的混染;其形成模式为陆内俯冲导致软流圈上涌,并向下地壳注入诱发下地壳物质熔融产生岩浆。