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。     

西藏朱诺斑岩铜矿石英闪长斑岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及Lu-Hf同位素研究

朱诺斑岩铜矿床位于冈底斯成矿带的中段西部,是近年来新发现的大型斑岩铜矿床,矿体受控于新生代复式多期岩浆活动,成矿年龄为13.72 Ma,前人主要针对中新世岩浆活动开展研究,而对矿区另一类含矿石英闪长斑岩却鲜有报道,钻孔编录以及镜下鉴定表明石英闪长斑岩可能提供了部分成矿物质,因此详细开展含矿石英闪长斑岩的研究有利于拓展矿区的找矿方向。通过开展石英闪长斑岩原位锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Lu-Hf同位素测试。结果表明测试样品的加权平均年龄为51.47±0.6 Ma,代表该岩体的岩浆结晶年龄为始新世。锆石εHf(t)值介于-5.4~0.8,平均值为-2.4,176Hf/177Hf比值为0.28259~0.28276,平均值为0.28268,二阶段Hf模式年龄(TDM2)介于1.1~1.4 Ga之间,平均值为1.3 Ga。Lu-Hf同位素结果反映朱诺地区始新世岩体具有明显的古老地壳印记,岩浆源区为中-古元古代地壳物质并混染有少量的年轻基性物质,指示在拉萨地体南部,谢通门以西的朱诺地区存在中-古元古代结晶基地。     

新疆西天山铁木里克铁矿床火山岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及地质意义

铁木里克铁矿位于西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中段,矿床围岩为一套以粗面安山岩、安山岩和流纹岩为主的连续变化的中酸性火山岩。本文通过对铁木里克铁矿床火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,并且结合Hf同位素和岩石地球化学研究,对火山岩的形成时代以及大地构造背景进行探讨。锆石LA-ICP-MS测年结果显示,粗面安山岩、安山岩以及流纹岩的测年结果分别是318.8±2.3Ma、320.8±2.5Ma和319.1±3.5Ma。地球化学分析表明该套火山岩属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE;如Rb、Th、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,同时具有Nb、Ta的强烈亏损,具有明显的岛弧火山岩地球化学特征。在火山岩的大地构造判别图解上,样品点都落在了大陆弧部分。锆石的Hf同位素显示εHf(t)具有一致的变化范围(+6.2~+12.0),指示火山岩具有相同的岩浆来源,都是来源于早古生代新生陆壳的重熔,形成于相同的构造岩浆背景下。结合区域地质资料,本文认为铁木里克铁矿床出露的这套高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩可能是南天山洋闭合末期到陆陆碰撞早期大陆弧岩浆作用的产物。     

四川会理天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿的成因关系探讨

天宝山矿床是川滇黔接壤铅锌矿集区内的代表性铅锌矿床之一,赋存于上震旦统灯影组白云岩中。近年来,该矿床深部发现了以铜为主的矿化,甚至形成铜矿体。目前,对铜矿成因及其与铅锌矿的关系尚不清晰。本文报道新发现铜矿的矿物学和同位素地球化学资料,以期揭示铜矿的成矿物质来源,结合铅锌矿的相关研究,探讨铜矿形成机制及其与铅锌矿的成因关系。镜下观察和扫描电镜分析显示,铜矿石中主要金属矿物为黄铜矿和银黝铜矿,其次为方铅矿和毒砂,含少量闪锌矿和黄铁矿;铅锌矿石中闪锌矿是主要金属矿物,方铅矿和黄铁矿次之,含少量黄铜矿和深红银矿。铜矿石中闪锌矿主要呈半自形-他形粒状,与黄铜矿共生或被其包裹,方铅矿主要呈细脉状充填在黄铜矿、银黝铜矿和毒砂的裂隙中或呈他形粒状分布在这些矿物中;铅锌矿石中黄铜矿主要呈浸染状分布于闪锌矿之中。两类矿石金属矿物的组构特征,显示铜矿物与铅锌矿物具有密切的共生、穿插和包裹关系,应属同期成矿。同位素地球化学数据显示,铜矿石中黄铜矿的δ34SCDT值为3.9‰~4.2‰(均值为4.1‰,n=3),铅锌矿石闪锌矿的δ34SCDT值为3.3‰~3.9‰(均值为3.5‰,n=3),十分相近,暗示它们具有相似的S源,应均属赋矿地层海相蒸发岩中硫酸盐热化学还原作用的产物。铜矿石中黄铜矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.441~18.476(均值为18.461,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.731~15.751(均值为15.741,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.809~38.873(均值为38.849,n=3),μ=9.72~9.76;铅锌矿石中方铅矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.442~18.480(均值为18.455,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.746~15.763(均值为15.752,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.793~38.892(均值为38.840,n=3),μ=9.75~9.78。两者具有相近的Pb同位素组成且其壳源特征明显,表明它们的成矿金属来源相似,均来自上地壳,与赋矿沉积岩有关。综上,矿物学和同位素地球化学证据表明,天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿具有明显的同期共生关系和相似的成矿物质来源,是同一成矿热液体系不同阶段演化的产物。天宝山铜铅锌矿床与MVT矿床的成矿特征不同,暗示其成矿作用(环境)特殊,可能与矿床所处的地质背景有关,其成因认识对川滇黔接壤区同类型矿床深部找铜矿具有重要的指导意义。     

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。     

塔里木陆块西北缘萨热克砂岩型铜矿床构造-流体演化对成矿的制约

塔里木陆块西北缘萨热克砂岩型铜矿床构造演化、流体演化与成矿之间具有密切关系,处于一个统一系统中。矿床成岩期方解石中包裹体水的δD值为-65.3‰~-99.2‰,改造成矿期石英包裹体水的δD值为-77.7‰~-96.3‰,成岩成矿期成矿流体δ~(18)OH_2O变化范围为-3.22‰~1.84‰,改造成矿期成矿流体δ~(18)OH_2O变化范围为-4.26‰~5.14‰,指示萨热克铜矿成岩期、改造期成矿流体主要为中生代大气降水及其经水岩作用而成的盆地卤水。矿石中辉铜矿δ~(34)S值为-24.7‰~-15.4‰,指示硫主要源自硫酸盐细菌与有机质还原,部分源于有机硫。构造与成矿流体演化对砂岩铜矿成矿起关键制约作用。盆地发展早期强烈的抬升运动使盆地周缘基底与古生界剥蚀,为富铜矿源层的形成提供了丰富物源,至晚侏罗世盆地发展晚期,长期演化积聚的巨量含矿流体在库孜贡苏组砾岩胶结物及裂隙中富集,在萨热克巴依盆地内形成具有经济意义的砂岩型铜矿床。     

庐枞火山岩盆地南部拔茅山铜矿深部找矿潜力分析

位于庐枞火山岩盆地南部的拔茅山铜矿,是细脉带蚀变岩型脉状铜矿的代表。研究表明,其深部具有斑岩型铜矿的勘探潜力。为了进一步明确其深部找矿潜力,针对研究区斑岩型、热液型铜多金属矿的岩体、断裂、接触带等主要控矿因素,利用高精度磁法和可控源音频大地电磁测深(CSAMT)成果,分别对拔茅山岩体的分布、产状和深部形态及其与围岩的接触带特征进行了剖析。在此基础上,通过与沙溪斑岩铜矿地质、物探异常特征的类比,指明了研究区的找矿方向和有利找矿部位,为进一步找矿提供了思路和依据。     

延边农坪富金斑岩铜矿床花岗闪长斑岩年代学、地球化学及其地质意义

农坪金铜矿床位于吉林省珲春市春化境内,是一座中型富金斑岩型矿床。文章采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,对农坪含矿花岗闪长斑岩进行了锆石U-Pb分析,获得加权平均年龄为(95.6±1.6)Ma,表明花岗闪长斑岩形成于晚白垩世。地球化学分析显示,农坪含矿斑岩富碱(5.6%~6.7%),高Mg#(47~55)、富集LILE和LREE,亏损HFSE和HREE,高Sr/Y(32~57)、(La/Yb)N(10~21)比值,具有埃达克质岩石的特点,岩浆的形成可能存在壳幔混合及分离结晶作用。结合区域大地构造背景和同一构造带上其他矿床的形成时代和特征,笔者认为农坪矿床是晚白垩世古太平洋板块向欧亚大陆斜向俯冲背景下陆缘弧岩浆作用及热液活动的产物。     

云南因民铜矿床构造沉积环境及成矿机制研究

因民铜矿床是云南省东川铜矿田中一个重要的矿床,发育有两种矿化类型,分别为赋存于因民组中的稀矿山式铜铁矿体以及赋存于落雪组地层中的东川式铜矿体。文中采用主、微量元素地球化学方法并结合相关热力学计算,探讨含矿岩系因民组及落雪组的岩石特征、沉积环境、构造背景及其铁、铜迁移机制和富集机理。结果表明,因民组及落雪组中以白云岩、硅质白云岩为主,并含少量白云质砂岩,综合100(Fe_2O_3/SiO_2)-100(Al_2O_3/SiO_2)、Fe_2O_3/TiO_2-Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)、La-Th-Sc及Th-Co-Zr/10关系图解,指示因民组及落雪组具有大陆边缘区的沉积特点。V/Cr、V/(V+Ni)及Ce/La氧化-还原环境判别图显示,因民组及落雪组整体形成于贫氧过渡状态下的深水-半深水沉积环境。热力学计算表明,在流体迁移过程中,铁、铜主要以氯的络合物形式进行迁移,当成矿流体运移到表层与含硫碱性较还原性水体发生混合时,导致成矿体系温度、Eh和f(S_2)降低,pH值升高,铜、铁络合物发生失稳,先后生成磁铁矿、赤铁矿等氧化物以及黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等硫化物,在因民组及落雪组中分别形成稀矿山式铜铁矿体和东川式铜矿体。     

四川省中厂铜矿矿床地质特征及成因讨论

四川省中厂铜矿位于扬子地台西南缘的康滇地轴中段,赋矿地层为中元古界下部的通安组,铜矿体赋存在通安组第二段和第三段中,铜矿体呈似层状,矿体围岩分别为白云石大理岩、石英变粒岩和含石英大理岩,地层中层间破碎带、滑动带和裂隙发育,并发生硅化、绢云母化、白云石化和褪色等热液蚀变,地层中碳质含量较高,矿床地质特征上判断,成矿经过沉积成岩期和构造-热液改造期,成矿物质为多期多来源,因此认为中厂铜矿床属于沉积-改造型铜矿床。