中元古代增氧事件：来自华北克拉通燕辽地区铁岭组的地球化学证据

氧气是生命演化的重要因素。近期的一些研究表明,元古宙两次大氧化事件之间的平静期存在多次幕式增氧事件,尤其是14亿年前后大气和海水的氧气水平有着很大程度的提高。但是,目前对于14亿年之前的表生环境氧化还原状态的研究仍存在不足。本次研究通过分析华北克拉通燕辽盆地中元古代～14.4亿年铁岭组绿色页岩的钼同位素组成、氧化还原敏感元素和稀土元素特征,发现绿色页岩的Fe含量和Mn含量较高,并显示富集轻的钼同位素组成(-1.00±0.07‰～-0.49±0.06‰)特征。Fe-Mn-Mo三者相关性表明,轻的Mo同位素主要以吸附共沉淀的形式进入铁锰(氢)氧化物,造成富铁的沉积物富集轻Mo同位素,而海水中Mo同位素偏重,指示绿色页岩沉积于氧化的水体之中。同时,氧化还原敏感元素含量及比值也指示铁岭组绿色页岩沉积时水体为氧化环境。研究结果表明,～14.4亿年前后发生了一次显著的增氧事件,使得当时海水氧化面积扩大,为早期生命演化提供了物质基础。     

克拉通边缘岩石圈金属再富集与金-钼-稀土元素成矿作用

克拉通是大规模成矿的重要构造环境,其边缘产出了众多世界级规模的金、钼、稀土元素矿床。然而,克拉通如何控制巨型矿床的形成与分布尚不十分清楚。文章基于作者和前人的研究成果,探讨了扬子和华北克拉通岩石圈早期金属富集与后期金属活化问题。在全球范围,多数克拉通在其形成之后长期保持稳定,但部分克拉通(如华北、扬子)在克拉通化之后又经历了早期(元古代)增生与晚期(中生代—新生代)改造。在克拉通化及其之后,处于克拉通边缘的大洋岩石圈或克拉通块体间的有限洋盆发生板片俯冲,释放出含金属组分(REE、Cu、Au)的富CO2流体,交代亏损的大陆岩石圈地幔(SCLM),并使之发生交代和金属再富集。俯冲诱发的弧岩浆在大陆下地壳底侵可形成新生下地壳,伴随着少量硫化物的堆积而发生金属(Au、Cu)再富集。由于克拉通相对稳定,新生下地壳在进变质脱水过程中仍能保存部分金属,释放的(含Au)变质流体很可能被封存或固结在地壳的某个部位。在克拉通破坏改造期,软流圈上涌改变克拉通SCLM热结构并诱发其部分熔融,产生富REE的碳酸岩熔体和富水的基性岩浆(如煌斑岩)。前者在浅部地壳侵位并出溶成矿流体,形成碳酸岩型REE矿床;后者在深部地壳脱挥发分(H2O+CO2),诱发新生下地壳重熔和含Au硫化物(和/或含Au流体囊)活化,形成富Au岩浆系统或流体系统。这些深地壳熔/流体沿克拉通边界或岩石圈不连续运移至上部地壳,岩浆系统直接出溶成矿流体,形成以斑岩体为中心的斑岩型Au矿,含Au富CO2流体流沿断裂网络系统活动并沉淀金属,形成石英脉型和蚀变岩型Au矿。伴随克拉通破坏改造,克拉通边界断裂或基底断裂重新活化,并诱发古老下地壳熔融,产生含Mo岩浆系统。这个理论框架不同于已有的造山带成矿理论模式,它解释了克拉通边缘异常富集Au、Mo、REE矿床及其成矿规律,可用于类似克拉通地区的成矿预测。     

安徽铜陵胡村南铜钼矿床流体成矿过程

胡村南铜钼矿床是在安徽铜陵铜(金)矿集区中发现的第一个矽卡岩-斑岩复合型铜钼矿床,在长江中下游成矿带具有特殊性和典型性。文章对该矿床进行了矿床地质和流体包裹体研究,旨在查明该矿床的流体成矿过程。胡村南铜钼矿床流体成矿过程可以划分为高温气成热液期、中高温热液期和低温热液期3个成矿期。高温气成热液期发育钾长石化和矽卡岩化,中高温热液期发育绿泥石化、绿帘石化和绢云母化,而低温热液期主要发育碳酸盐化。其中,中高温热液期为主要矿化期,形成辉钼矿和黄铜矿等多种硫化物网脉。高温气成热液期矿物中发育富液相和含子晶多相包裹体,中高温热液期矿物中也主要发育富液相包裹体和含子晶多相包裹体,但可见少量的富气相包裹体,低温热液期矿物中只发育富液相包裹体。从高温气成热液期经中高温热液期到低温热液期,成矿流体均一温度从435℃以上,经203~458℃,降低到156~276℃;盐度w(NaCleq)从14.0%~64.9%,经4.6%~47.5%,降低到1.0%~15.5%。成矿流体在其演化过程中发生过不混溶作用和沸腾作用。不混溶作用发生在气成热液期,使成矿流体中的成矿元素大量富集。沸腾作用发生在中高温热液期,导致成矿流体中的成矿元素卸载而沉淀出大量金属硫化物。     

藏南努日铜-钨-钼矿床晚白垩世石英闪长岩U-Pb定年及其地球化学特征

藏南努日矿床位于冈底斯成矿带南缘,前人获得的辉钼矿Re-Os同位素年龄为23 Ma,与明则和程巴矿床成矿时代一致,但矿区内至今未发现与矿化有关的成矿斑岩体。本文报道了努日矿区新发现的与矿化关系密切的石英闪长岩的地球化学特征,获得石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为93.42±0.76 Ma,与同一成矿带内桑布加拉和克鲁铜金矿成矿时代一致(90~93 Ma),表明矿区可能存在两期成矿事件。石英闪长玢岩的主量微量元素SiO_2含量为57.19%~58.23%,A1_2O_3含量为15.78%~16.03%,MgO含量为4.74%~5.32%,Mg~#指数为65.2~67.3;富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、U等)及轻稀土元素,亏损高场强元素,显示出埃达克岩特征。研究表明石英闪长玢岩形成于洋壳俯冲阶段的弧岩浆岩,洋壳熔融形成的母岩浆侵入近地表形成早期铜多金属矽卡岩矿化。晚白垩世成矿事件的发现进一步佐证了研究区存在两期矿化叠加事件,拓展了研究区找矿方向。     

新疆阿斯喀尔特铍钼矿床中辉钼矿Re-Os定年及成因意义

阿斯喀尔特铍钼矿床位于中亚成矿域阿尔泰成矿省哈龙-青河成矿带的东南部。7件辉钼矿样品Re-Os同位素年龄介于(224.6±3.1)Ma与(235.7±3.4)Ma之间,加权平均年龄为(229.0±3.0)Ma,等时线年龄为(228.7±7.1)Ma,表明成矿作用发生于印支期。辉钼矿样品Re含量为38.26~56.45μg/g,指示成矿元素Re具有壳幔混合来源特征。由于阿斯喀尔特铍-钼矿床成矿时代晚于古亚洲洋闭合时间(约250 Ma),并且花岗岩-伟晶岩体系中的晚期伟晶岩以低的锆石Hf同位素组成(–1.50~+1.69)为特征,相似于区域中侵入的三叠纪伟晶岩中锆石Hf同位素组成,如可可托海3号脉、柯鲁木特112号脉,因此,推测与阿斯喀尔特铍钼矿床具有成因联系的花岗岩-伟晶岩体系,其成因与哈萨克斯坦-西伯利亚板块在晚古生代发生陆-陆碰撞造山作用,在三叠纪构造体系由挤压转为伸展背景下,先期存在幔源物质的古老地壳物质发生减压部分熔融有关。     

东秦岭钼矿带内碳酸岩脉型钼（铅）矿床地质 地球化学特征、成矿机制及成矿构造背景

东秦岭钼矿带位于华北板块南缘,NW-NWW向的固始―栾川深断裂带控制着钼矿床的空间分布.黄水庵碳酸岩脉型钼(铅)矿床的确定,为本矿带内已有碳酸岩脉型钼(铅)矿床(黄龙铺地区的大石沟、石家湾和桃园等)增添了又一新成员.本矿带不仅钼金属储量居世界已知单个钼矿带之首,而且碳酸岩脉和花岗斑岩两个成矿体系并存,亦是本区钼矿带的一大特色.业已查明,黄水庵和黄龙铺(大石沟)等碳酸岩脉型钼(铅)矿床的δ~(13)C=-5.3‰～-7.0‰,~(87)Sr/~(86)Sr=0.7049～0.7065.同时,方解石富含轻稀土(LREE/HREE=1.8～2.9).辉钼矿以富含Re(平均为110×10~(-6)～244×10~(-6))为特征.基于含矿碳酸岩脉方解石的Sr、Nd、Pb同位素比值(~(87)Sr/~(86)Sr对~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb对~(206)Pb/~(204)Pb和~(143)Nd/~(144)Nd对~(87)Sr/~(86)Sr)的关系图,我们初步判断本矿带区域陆壳之下可能存在有EMI(富集地幔Ⅰ),这些含矿碳酸岩脉是源于EMI的碱性硅酸盐-碳酸盐熔体-溶液结晶分异的产物,成矿金属Mo、Pb主要来自EMI.根据黄水庵和黄龙铺(大石沟)钼(铅)矿床的成矿年龄(Re-Os年龄分别为209.5 Ma和221 Ma),我们推断,碳酸岩脉型钼(铅)矿床形成于华北和扬子两大板块三叠纪碰撞造山后伸展阶段的晚三叠世时期,而在侏罗纪陆内造山晚期的伸展阶段,形成了晚侏罗-早白垩世的斑岩型和斑岩-矽卡岩型钼矿床(Re-Os年龄介于147～116 Ma).     

东秦岭金堆城大型斑岩钼矿床同位素及元素地球化学研究

文章系统研究了金堆城钼矿床的含矿钾长斑岩、围岩、矿石、矿石中的黄铁矿及矿化围岩的地球化学特征,深入探讨了矿区成矿物质的来源.金堆城含矿斑岩的稀土元素分布和特征地球化学参数显示,金堆城含矿斑岩富集LREE(LaN/YbN=540～1684),轻、重稀土元素分馏较明显,Eu异常不明显或无Eu异常(δEu=070～096).矿石中黄铁矿富集LREE(LaN/YbN=315～2628),具有弱的Eu负异常,无Ce异常(δEu=064～081, δCe=088～103),并与金堆城含矿钾长斑岩和矿石具有一致的球粒陨石标准化配分曲线和特征的地球化学参数,显示金堆城钼矿床的成矿物质来源与钾长斑岩同源.矿床铅、硫、碳和氢-氧同位素地球化学综合研究表明,成矿物质来源于深部,与钾长斑岩同源.围岩在矿化和蚀变过程中元素的迁移计算结果表明,在热液成矿过程中Mo随成矿流体加入到围岩并使围岩发生蚀变和矿化.钼矿床的成矿物质主要来自钾长斑岩,围岩不提供成矿物质.金堆城含矿斑岩和钼矿化的发生处于秦岭造山带在中新生代的挤压-伸展转变期,受板片断离作用和壳幔边界附近发生的基性岩浆底侵作用影响,加厚的华北地块南缘下地壳物质发生熔融形成花岗质岩浆,并沿构造薄弱带上升到浅部侵位,形成金堆城等同熔型斑岩和斑岩型矿床.