新疆阿尔泰山南缘卡拉先格尔斑岩铜矿带成因再认识——来自哈腊苏铜矿硫-铅-氢-氧同位素和40/Ar-39Ar年龄的约束

通过对卡拉先格尔铜矿带中的哈腊苏斑岩铜矿床详细的野外地质调查和系统的同位素地球化学示踪和测年研究,探讨了阿尔泰南缘铜矿的成矿时代及矿床成因。研究表明,卡拉先格尔铜矿带的铜矿化主要呈不均匀团块、细脉或细脉浸染状产于受断裂控制的钾长石_石英脉、绿帘石脉以及石英_方解石脉中,线型分布明显,空间分布极不均匀,缺乏典型斑岩铜矿的面型蚀变矿化分带。含矿钾长石脉40Ar_39Ar年龄为(230±5)Ma,大大晚于容矿斑岩脉的形成时代〔锆石SHRIMPU_Pb年龄(380.8±5.7)Ma〕。硫_铅同位素指示成矿物质主要源于火山岩地层和花岗闪长斑岩脉。氢_氧同位素显示成矿流体为岩浆水和大气降水的混合物。据此认为,卡拉先格尔铜矿带主成矿时代为印支期,成矿作用与后造山阶段沿NNW向老山口断裂发育的偏碱性岩浆活动有关,但不排除存在同造山期的斑岩型矿化。     

基于知识的蚀变遥感异常信息快速提取及找矿应用实践

本文以新疆卡拉先格尔成矿带内新发现的哈腊苏铜矿化区为例,进行ETM 矿化蚀变遥感异常信息快速提取研究.分别在ETM 1,ETM 2,ETM 3,ETM 4,ETM 5和ETM 7等6个波段图像和增强图像(比值图像、主成分分析图像)上已知蚀变岩分布区及地质背景进行像元光谱采样,并分析蚀变岩在ETM 的6个波段图像及铁染异常和羟基异常图像上的光谱特征,进而发现蚀变岩与矿区地层区分的光谱知识.利用矿区成矿地质特征和典型矿床成矿模型建立遥感地质找矿模型,发现遥感地质控矿特征.在此基础上建立了基于知识规则的在ETM 图像上提取蚀变遥感异常信息模型,利用ERDAS IMAGING V8.7图像处理系统中的专家分类器模块快速提取该区蚀变遥感异常信息,实现了地质与遥感在图像处理平台上的有机结合.经实际验证,其结果与实际情况基本吻合,并且新发现铜矿化带一处,可为与该区地质背景类似的新疆阿勒泰南缘开展铜矿普查勘探提供参考依据.     

中亚构造域多期叠加斑岩铜矿化:以阿尔泰东南缘哈腊苏铜矿床地质、地球化学和成岩成矿时代研究为例

新疆青河县新近发现哈腊苏铜矿床,正在进行的勘探证实具有大型铜储量前景。它位于阿尔泰东南缘,靠近额尔齐斯构造变形带。这个区域经历了古生代中期的洋-陆俯冲、古生代晚期的陆-陆碰撞以及其后的陆内活化等地质过程。铜成矿与哪种地质地质过程有关受人关注,矿床成因也存在斑岩型、热液脉型和火山岩型等不同认识。哈腊苏铜矿区主要出露中泥盆统基性火山岩(含苦橄岩)及侵入其中的不同时期含铜蚀变斑岩体,包括花岗闪长斑岩、斑状花岗岩、石英二长斑岩和石英闪长斑岩等,斑岩SiO_2质量分数为57.24%～65.45%,其中花岗闪长斑岩δ~(18)O_(V-SMOW)=7.9‰～8.6‰,ε_(Nd)(t)=7.3～8.5(接近于MORB值),(~(87)Sr/~(86)Sr)_t=0.70383～0.70410(接近原始地幔值),暗示岩浆起源于地幔或下地壳。矿区含铜蚀变斑岩全岩矿化(Cu 0.2%),矿体(Cu 0.3%以上)呈透镜状和不规则分枝脉状,产状与斑岩体相仿,95%以上矿体产于斑岩体内。围岩蚀变从矿体到斑岩再到基性火山岩围岩,发育钾长石黑云母化、黑云母绿泥石化、青磐岩化的分带,后期脉状线型钾长石化叠加于早期面状弥散型钾硅酸盐蚀变之上。没有次生硫化物富集现象,原生铜矿石出现细脉浸染型和脉状叠加型两种自然类型,前者以"黄铁矿+黄铜矿+辉钼矿"为典型金属矿物组合,后者呈在前者背景上的"石英+黄铁矿+黄铜矿"脉状叠加矿化。相对于前者,后者Cu、Au品位明显偏高(分别达到Cu 2.21%、Au 0.83 g/t)、微量和稀土元素总量降低,微量元素蛛网图和REE配分曲线更为平缓,Eu正异常更加显著。基性火山喷发、幔源岩浆侵入和多期矿化叠加是哈腊苏铜成矿的关键,早期斑岩型铜成矿基础上的后期构造热液矿化叠加显著。细脉浸染型铜矿石中共生黄铁矿-黄铜矿的硫同位素温度计指示斑岩型铜成矿温度为420～560℃。铜矿石硫化物δ~(34)S_(V-CDT)主体范围为-1‰～-4‰,矿石硫源自幔源斑岩体(有地层硫酸盐还原硫少量混入);黄铁矿~(206)Pb/~(204)Pb=18.052～18.461,~(207)Pb/~(204)Pb=15.501～15.606,~(208)Pb/~(204)Pb=37.813～39.335,与矿床所在区域喀拉通克岩浆Cu-Ni硫化物接近,成矿金属主体来自幔源斑岩;脉状矿化叠加型铜矿石中含铜硫化物石英脉晶出母液(δ~(18)O_(V-SMOW)=6.4‰～10.2‰,δD_(V-SMOW)=-89‰～-80‰)具有岩浆水的O、H同位素组成特点。通过成岩、成矿和热液蚀变的年代学研究获得:(1)含铜蚀变的斑状花岗岩(381.6±2.5)Ma和花岗闪长斑岩(371.8±9.6)Ma的U-Pb谐和年龄、细脉浸染型铜矿石中辉钼矿(376.9±2.2)Ma的Re-Os等时线年龄,是洋-陆俯冲期斑岩成岩成矿的年龄记录;(2)含铜蚀变石英二长斑岩(265.6±3.7)Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石(269.2±3.2)Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆-陆碰撞晚期斑岩铜矿化蚀变的年龄记录;(3)含铜蚀变石英闪长斑岩(215.8±4.6)Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石(198.2±2.3)～(206.4±2.7)Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆内构造岩浆活化期的年龄记录。多期构造-岩浆-热液矿化叠加作用是哈腊苏铜成矿的显著特征。该研究为认识中亚构造域斑岩铜矿床的多期叠加成矿作用特征积累了新资料。     

新疆哈腊苏铜矿床Ⅰ号矿化带流体包裹体和碳氢氧同位素地球化学

青河县哈腊苏铜矿床Ⅰ号矿化带位于准噶尔北缘卡拉先格尔斑岩铜矿带,铜矿化主要呈不均匀团块、细脉或细脉浸染状产于花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩及玄武岩、辉斑玄武岩围岩中。矿石中石英和方解石流体包裹体划分为H_2O-NaCl型和H_2O-CO_2(±CH_4/N_2)-NaCl型。成矿温度主要集中在120～431℃,峰值在390、290和190℃。成矿流体盐度(w(NaCl_(eqv)))变化于0.53%～66.76%,峰值在19.5%、12.5%、9.5%和1.5%。密度为0.55～1.11 g/cm~3。矿脉中石英和方解石的δ~(18)O_(SMOW)值为2.9‰～12.3‰,δ~(18)O_(H_2O)值为—5.81‰～4.83‰,δD_(SMOW)为-129‰～-80‰,表明成矿流体主要为岩浆水和混合大气降水。方解石的δ~(13)C_(PDB)变化于-2.4‰～-1.4‰,δ~(18)O_(SMOW)为8.3‰～9.2‰,表明流体中的碳来自岩浆。对辉钼矿石英脉中辉钼矿进行了Re-Os同位素测年,获得等时线年龄为(378.3±5.6)Ma,与花岗闪长斑岩锆石SHRIMP U-Pb年龄(381～375 Ma)在误差范围内一致。早期成矿作用发生在中泥盆世,与斑岩有关,晚期叠加成矿作用发生在中、晚三叠世,与构造-岩浆-热液活动有关。