南秦岭早古生代碱性岩地球化学特征及其成因机制:研究进展与展望

南秦岭地区在早古生代经历了大规模且持续性的碱性岩浆活动,其丰富的碱性岩石记录为探索深部地幔物质组成、壳内岩浆演化过程以及地球动力学演化机制提供了珍贵的地质载体。文章基于团队近期对于区域上典型碱性岩的地球化学分析结果和成因机制探讨,旨在对南秦岭早古生代碱性岩浆的源区和演化过程进行全面地约束。南秦岭早古生代碱性岩石类型主要包括一套成分从碱性玄武质向粗面质变化,呈双峰式分布的碱性火山-侵入岩组合,以及少量与碱性硅酸岩(角闪辉石岩、正长岩)-碳酸岩共生杂岩体。岩相学、年代学和地球化学证据显示这些碱性岩具有相同的地幔源区,其中演化程度较低的镁铁质端元记录了南秦岭早古生代交代岩石圈地幔的部分熔融事件,交代介质主要为硅酸盐熔体。演化程度较高的碱性岩端元(粗面-正长岩、碳酸岩)来源于初始镁铁质组分的岩浆分异过程,其中粗面-正长岩类主要受到以长石和单斜辉石为主的分离结晶作用控制。中生代热液交代过程主要记录在北大巴山东部和武当地块西南缘的早古生代碱性岩体中,热液交代作用促进了碳酸岩杂岩体中稀土元素的富集成矿。副矿物年代学和独居石Nd同位素特征反映了热液可能形成于岩体本身的再活化事件,晚三叠世秦岭地区的造山运动可能对此过程具有促进作用。

南秦岭安康成矿带金矿地质特征与成矿条件研究

安康金成矿远景区位处南秦岭安康成矿带,区内赋矿层位为志留系下统斑鸠关组、梅子垭组,受北西西-南东东向展布的叶坪河复式向斜构造控制,成矿类型属沉积改造型。岩石地球化学分析表明,Au元素在各地层的平均质量分数值范围为1.19×10^(-9)-~6.68×10^(-9),而经后期变质改造的各地层中(含矿层片岩类),Au元素的质量分数值升高,各变质地层Au元素的质量分数值范围为255×10^(-9)~711×10^(-9),平均值的范围为23.06×10^(-9)~26.52×10^(-9),具找矿前景,是勘查区内主要的找矿目标。认为地层岩性、构造特征、围岩蚀变、化探异常可作为该区域金矿床找矿的标志。

激电测深法在南秦岭苏岭沟金矿区的勘查应用

南秦岭夏家店金矿床由夏家店、苏岭沟和刘家峡3个矿区组成,是一处典型的具有重要经济价值的黑色岩系容矿的金矿床。在苏岭沟金矿区利用激电测深(IP)方法,探测了泥盆系地层覆盖地段Ⅰ号构造带和黑色含矿岩系在深部向西延伸及其倾向埋深展布情况。根据激电测深数据获得“低阻-高极化”特征的断面激电异常曲线图并结合地质资料,解译推测了深部含矿目标层及含矿构造空间赋存状况。经钻探验证,金矿化体位置与激电测深推断的极化率异常中心埋深基本吻合。同时,建立了矿区岩(矿)石电性参数的数据库。本次研究为本矿区及矿区外围开展激电测深法探寻同类型、同特征的矿床积累了数据支撑。

南秦岭柞水-山阳矿集区金盆梁金矿床成因——来自流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素的制约

金盆梁是南秦岭柞水-山阳矿集区勘查的一处微细浸染型金矿床,矿床成因与成矿机制尚不清楚。矿体产于上泥盆统桐峪寺组粉砂质板岩和钙质板岩中,以浸染状、脉状金锑矿化为主,成矿过程可划分为3个阶段:毒砂-黄铁矿-硅化阶段(Ⅰ)、石英-辉锑矿-白铁矿±锑氧化物阶段(Ⅱ)和方解石-石英阶段(Ⅲ)。流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素研究结果显示,Ⅱ阶段主要为金锑矿化,以H_(2)O-NaCl两相包裹体占绝对优势,成矿流体属于中温(200~290℃)、低盐度(w(NaCl_(eq))为0~6.0%)、低密度(0.64~0.99 g/cm^(3))的H_(2)O-NaCl±CO_(2)体系,以循环大气降水为主。无矿化的Ⅲ阶段主要发育H_(2)O-NaCl两相包裹体,含少量CO_(2)-H_(2)O-NaCl±CH_(4)、纯CO_(2)±CH_(4)及含子晶多相包裹体,流体以中低温(140~280℃)、低盐度(w(NaCl_(eq))为2.0%~8.0%)、低密度(0.68~1.02 g/cm^(3))的富CO_(2)-H_(2)O-NaCl±CH_(4)体系为主,或存在少量高温、高盐度、高密度H_(2)O-NaCl体系的岩浆热液混入。硫化物δ^(34)S值为较大负值(−12.50‰~−10.20‰),Pb同位素组成具上地壳源铅特征,成矿物质主要来源于围岩地层。综合研究表明,金盆梁金矿的成因类型属于卡林型金矿,水-岩反应(围岩硫化作用)是金富集沉淀的主要机制。

南秦岭镇安西部钨钼矿集区成矿物质来源研究

为了查明南秦岭镇安西部大型钨钼多金属矿集区成矿物质来源,在矿床基础地质研究的基础上,运用岩石地球化学、硫化物单矿物硫同位素地球化学和锆石U-Pb同位素、辉钼矿Re-Os同位素地球化学等方法,对复式中酸性侵入体与钨钼成矿的时空关系和成因联系进行深入研究。结果表明:懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗细晶岩脉富集Si元素,且Mg#值和稀土总量较低,稀土元素配分曲线呈明显的四分组效应并具有强负Eu异常,岩浆分异结晶程度高;懒板凳岩体九间屋单元和王家坪隐伏岩体锆石U-Pb同位素年龄分别为(222.7±2.6)Ma和(201.6±4.7)Ma,棋盘沟钨矿床和江口钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素模式年龄分别为(199.7±3.9)Ma和(198.7±3.9)Ma;钨钼矿床中硫化物单矿物δ34S值为3.6‰~10.2‰,推测成矿物质来源于复式岩体晚阶段形成于190~200Ma之间的高分异演化酸性侵入体。

南秦岭旬北地区汞锑金成矿带新发现一处中型金矿(16.89 t)

1研究目的(Objective)陕西省地矿第一地质队有限公司依托“陕西省旬阳公馆—青铜沟汞锑矿深部及外围汞锑金矿普查”项目在南秦岭旬北地区开展汞锑金矿普查工作,在公馆、青铜汞锑矿床之间新发现中型老君庙金矿床(图1a)。

南秦岭新发现王庄金矿床矿物成分及其地质意义

王庄金矿是2021年南秦岭地区找矿新发现的矿床,矿床类型为微细浸染型,矿体受构造和地层双重控制,呈层间破碎带产出。王庄金矿床矿石矿物主要为毒砂、黄铁矿,通过镜下鉴定及电子探针分析,金主要以不可见金存于毒砂、含砷黄铁矿中,未见自然金。结合野外工作,根据矿物共生组合及其交生关系可将王庄金矿床划分为4个成矿阶段:Ⅰ.黄铁矿、石英脉成矿早阶段;Ⅱ.毒砂、黄铁矿、石英脉成矿主阶段;Ⅲ.石英脉伴少量多金属硫化物阶段;Ⅳ.碳酸盐岩晚阶段。不同阶段的黄铁矿具有不同的微量元素特征:Ⅰ阶段黄铁矿贫As、Au,富Fe、S;Ⅱ、Ⅲ阶段黄铁矿具高As、Au,低S、Fe特征,且此阶段黄铁矿当中Au、As存在一定的正相关关系。王庄金矿矿石中黄铁矿Co/Ni均值为2.03,中位数为1.34,指示成矿主阶段形成的黄铁矿有岩浆流体的加入。且在Co/Ni<1及1.2<Co/Ni<2.5范围内存在两个含金集中区,表明可能存在两种不同流体的成矿作用。综合矿床地质及矿物组构特征初步认为,王庄金矿床存在多阶段的成矿作用。

南秦岭南康地区铁锰矿成矿地质特征及成矿模式

研究区位于南秦岭云台-迷坝印支-燕山期Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-非金属成矿带。该区域经历了长期而复杂的构造运动,从加里东期以来进入了以裂陷为主导的秦岭海槽,古陆大量成矿物质搬运至陆缘海槽中,完成了铁、锰的富集,形成矿源层,在后期的构造环境中,使矿源层的锰铁质淋积,富集在层间断裂带中形成工业锰矿体。区内圈定铁锰矿体10余条,矿体主要赋存于志留系白龙江群卓乌阔组浅海相碎屑岩夹碳酸盐建造中。受层间滑动断裂控制,矿体呈似层状、扁豆状、透镜状或不规则状等,个别矿体具分支状、多层状。矿床类型属沉积-淋积改造型。

南秦岭寒武-志留系碳硅泥岩型铀矿成矿规律分析

我国南秦岭碳硅泥岩型铀矿成矿带分布范围广、成矿条件优、潜在资源量大。对南秦岭寒武-志留系区域含矿地层、构造体系、岩浆岩特征开展归纳总结,并以西、中、东部三个不同地段典型铀矿床成矿特征进行简要对比,发现区域铀成矿的共性特征,总结得出区域上浅海半深水的沉积环境是最有利的铀成矿环境,断裂构造为导矿、容矿提供了有利空间通道,深部幔源流体上升为铀富集提供了有利成矿条件。

陕西南秦岭曹坪复式花岗岩的成因-锆石U-Pb年代学及地球化学制约

南秦岭曹坪复式花岗岩体U-Pb同位素年龄为204.6~206.6万年,时代为晚三叠-早侏罗世。岩石地球化学显示曹坪岩体为高钾钙碱性的准-过铝质I型花岗岩。微量元素Nb、Ti、Ba、Ta、P元素为负异常,Th、Pb、K、Rb元素为正异常,大离子亲石元素Sr、Ba相对亏损,K、Rb相对富集;稀土配分曲线显示轻稀土元素富集,铕正异常的相对平缓右倾曲线模式。Nb/La比值为0.63~1.21,Nb/Ta为7.3~11.9,显示物质来源为下地壳和地幔混合形成。曹坪岩体的形成是由秦岭造山带发生岩石圈的拆沉作用引起,在印支晚期秦岭造山带的岩石圈属性从挤压体制向伸展体制开始转换。

岩浆核杂岩和变质核杂岩特征对比及控矿实例--南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造群落及控矿模式

以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例,通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究,对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明,2类核杂岩有相似的结构样式,但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩,其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株,说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系-泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合,发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩,在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩,与岩浆核杂岩相关的有三叠纪-早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现,与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S 2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世-侏罗纪,指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。

南秦岭镇安棋盘沟钨矿床^(40)Ar-^(39)Ar年代学及其对印支末期成矿的指示

近年来,南秦岭镇安西部地区发现了棋盘沟、核桃坪、东阳等大中型钨多金属矿床。其中棋盘沟大型钨矿床以石英脉型为主,深部可见矽卡岩型矿化,前人仅对其中的石英脉型钨矿进行了年龄测试,深部的矽卡岩型钨矿尚未开展年代学研究工作。本文以棋盘沟钨矿床为研究对象,选取两类矿石中与白钨矿、辉钼矿密切共生的金云母进行^(39)Ar-^(40)Ar同位素测年。结果显示,矽卡岩型矿石中金云母坪年龄为190.1±0.6 Ma(MSWD=1.28),石英脉型矿石中金云母坪年龄为188.6±0.6 Ma(MSWD=1.42),均为早侏罗世成矿,且石英脉型钨矿成矿时间略晚于矽卡岩型钨矿。该成矿期处于南秦岭成矿带陆内碰撞造山向伸展转变的转折期,代表着一期重要的、尚未被广泛关注的印支末期的岩浆热液钨钼成矿事件,应在今后的找矿工作中予以重视。

南秦岭地块紫阳地区早古生代岩石圈伸展规律、动力学机制及基性岩墙成因

南秦岭地块紫阳地区广泛出露早古生代基性岩墙群,其研究具有重要的地球动力学意义。虽然如此,已有相关研究目前主要集中于志留纪基性岩墙群方面,而对早古生代(如,寒武纪、奥陶纪)基性岩墙群的研究仍相对薄弱。从而制约了对南秦岭早古生代岩石圈伸展过程相关问题(如,时空分布规律、地幔性质、动力学机制和相关成矿作用)的总体把握。鉴于尚存的科学问题,本研究选取康家坪、梨树梁、大竹坪、清明寨、苟家山、庙梁上、曾家山和毛坝村的基性岩墙群为研究对象,开展了矿物学、岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素方面的研究,对其精细时代格局、成因及成岩动力学背景进行了系统探讨。研究结果显示,紫阳早古生代基性岩墙以辉绿岩和辉绿玢岩为主,形成时代为奥陶纪(478.8-486Ma),属碱性系列岩石(K_(2)O+Na_(2)O变化范围为4.10%-5.14%)。另外,基性岩墙群具有富集LREE、Rb、Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Hf和Eu(Eu/Eu*=1.13-1.35),亏损HREE、U、Pb和Ti的典型地球化学特征。(87Sr/86Sr)i=0.7044-0.7050、εNd(t)=3.1-3.6、εHf(t)=4.4-12.1,176Hf/177Hf=0.282634-0.282846,暗示基性岩墙为地幔柱作用过程亏损岩石圈或软流圈地幔部分熔融作用的产物。另外,在辉绿岩成岩过程经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶,但地壳混染的影响不明显。

南秦岭冷水沟铜钼金矿床年代学及其地质意义

冷水沟铜钼金矿床位于南秦岭山阳—柞水矿集区内,是南秦岭晚中生代斑岩-矽卡岩型铜(钼)矿床的代表性矿床之一。冷水沟矿区内除斑岩-矽卡岩型铜钼矿体外,还发育构造蚀变岩型金矿体,但对于铜钼矿化与金矿化之间是否存在成因联系一直存在疑惑。本次通过对斑岩-矽卡岩型铜钼矿体中辉钼矿与构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母分别进行Re-Os和^(40)Ar-^(39)Ar定年,以期能够通过成矿年代学研究来厘定两者之间的成因联系。测试结果显示,斑岩-矽卡岩型铜钼矿体的辉钼矿Re-Os等时线年龄为(147.4±8.4)Ma,构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄约为144 Ma,两者在误差范围内一致,说明铜钼矿体和金矿体均形成于晚侏罗世—早白垩世,是同一成矿作用的产物,并与区域内晚侏罗世—早白垩世岩浆岩具有密切的成因联系。结合区域构造演化特征,本次研究结果显示冷水沟铜钼金矿床形成于晚中生代秦岭造山带构造体制转变的动力学背景。同时,冷水沟地区金矿成矿时代的限定也表明南秦岭地区存在晚侏罗世—早白垩世金矿成矿作用。

南秦岭刘家峡-夏家店金矿区控矿构造研究及应用

南秦岭刘家峡-夏家店金矿区为近年发现的大型金矿矿集区,通过对该区成矿构造及成矿结构面等控矿构造分析研究,总结出金矿体受东西向、北东向断裂构造控制,在走向、倾向上呈透镜状、扁豆状尖灭再现的成矿富矿规律,并在生产实践中得到了验证和应用,对矿集区深部及外围找矿具有较强的理论支撑作用。

南秦岭柞水−山阳矿集区金盆梁金矿床载金硫化物矿物学特征及成矿指示

金盆梁金矿床位于南秦岭柞水−山阳金多金属矿集区北部,矿体呈近东西向赋存于上泥盆统桐峪寺组的沉积建造中,受左行韧性断层控制。关于矿石矿物学与金成矿过程尚缺乏系统的认识。基于岩矿相学鉴定、背散射电子图像(BSE)、能谱(EDS)及电子探针分析(EPMA)等方法,查明矿石组构与载金硫化物毒砂、黄铁矿、辉锑矿及白铁矿的矿物学特征,探讨金的赋存状态与成矿物理化学条件,初步厘定矿床成因类型。结果显示,热液成矿期的金矿化以微细浸染型为主,可划分为黄铁矿−毒砂−硅化(Ⅰ)、石英−辉锑矿−白铁矿±锑氧化物(Ⅱ)及方解石−石英(Ⅲ)3个阶段。不同载金硫化物的“不可见金”赋存状态差异显著,由毒砂的晶格金Au+,到早世代黄铁矿(Py-1)的晶格金Au+−纳米金Au0,至晚世代黄铁矿(Py-2)和白铁矿的纳米金Au0。金属矿物组合由毒砂−黄铁矿至辉锑矿−白铁矿,成矿流体由较高温的相对自然金不饱和状态,逐渐演化为相对低温的自然金饱和状态。金盆梁金矿床形成于较高硫逸度的中高温、中浅成环境,属于卡林型金矿床。

南秦岭土地岭早古生代粗面质火山岩成因:来自锆石U-Pb年龄、元素及Sr-Nd同位素证据

南秦岭土地岭地区火山岩因富含铌钽等稀有金属元素而受到广泛关注,但目前对该类火山岩成因的研究还较为薄弱。通过对土地岭典型粗面质火山岩进行锆石U-Pb年代学、主‒微量元素及Sr-Nd同位素地球化学研究,探讨岩石成因及成岩构造背景。土地岭富铌钽火山岩主要岩石类型有霓石粗面岩、含晶屑粗面质凝灰熔岩、晶屑粗面质熔结凝灰岩、粗面质晶屑凝灰岩及沉凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该火山岩成岩年龄为445±10 Ma,形成于早志留世。地球化学特征表明,火山岩样品具高硅(SiO_(2)=55.97%~66.71%)富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.64%~16.74%)的特征,为一套碱性火山岩;轻稀土元素显示相对富集特征((La/Yb)N=11.2~93.6)。火山岩(87Sr/^(86)Sr)i主体为0.7034~0.7057,ε_(Nd)(t)值为2.2~2.7,相应的Nd模式年龄tDM为0.77~0.89 Ga。土地岭火山岩Sr-Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB)特征,可能来自于HIMU,EMⅠ和EMⅡ的混合源区。结合其较高的Nb/U值(10.8~106.1)以及主量元素CaO、MgO、Fe_(2)O)(3)^(T)、TiO_(2)与SiO_(2)均显示负相关关系特征,土地岭赋矿火山岩应该为富集地幔来源岩浆结晶分异作用的产物,可能形成于早古生代华南板块北缘的被动大陆边缘环境。

南秦岭懒板凳岩体(西部)的年代学、地球化学及其地质意义

为查明南秦岭懒板凳岩体的成因类型和形成构造环境,探讨其地质意义,本文在岩石学研究的基础上对懒板凳岩体(西部)进行了年代学及地球化学研究。结果表明,该花岗岩形成于晚三叠世(205.6±2.4 Ma),属弱过铝质高钾钙碱性岩石;具右倾型稀土配分曲线样式,δEu=0.37~0.50;微量元素表现为Rb、Th、K等的富集和Sr、P、Ti等元素的亏损。Sr初始值较低((^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.70608~0.70665),εNd(t)为-5.80~-4.65,二阶段模式年龄介于1365~1458 Ma之间。综合研究表明,懒板凳岩体(西部)为I型花岗岩,形成于秦岭造山带印支晚期的后碰撞环境,岩浆源区为中元古代的古老地壳物质,岩浆活动与岩体附近矽卡岩型钼矿化关系较密切。

南秦岭太白河地区石英二长闪长岩锆石U-Pb同位素年代学、地球化学及其地质意义

为查明南秦岭太白河地区中性岩体的形成时代、岩石成因、源区性质和构造背景,本研究选取该地区石英二长闪长岩进行了锆石U-Pb同位素年代学和全岩元素组成研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测试结果显示,^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(216.8±2.2)Ma(MSWD=1.15,n=20),指示石英二长闪长岩形成时代为晚三叠世。岩石元素地球化学结果表现出K、Rb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素相对富集,Nb、Ta、P、Ti相对亏损,呈现轻稀土元素强烈富集的右倾型稀土配分模式,具轻微的负Eu异常,为准铝质高钾钙碱性系列岩石。岩浆物质来源具有壳幔混合的特点。基于区域地质构造演化特征,认为太白河地区石英二长闪长岩可能形成于碰撞-后碰撞阶段,属与邻近的西坝岩体同源岩浆活动的产物。结合区域岩浆作用、构造活动与成矿作用的研究认识,以及本文对有关年龄的修正与总结,认为区内凤太矿集区成矿作用时代为晚三叠世。

南秦岭镇旬盆地新发现一处具有大型远景金矿床

1研究目的(Objective)中国地质调查局西安矿产资源调查中心依托“陕西旬阳—镇坪地区铅锌矿产地质调查”项目在南秦岭镇旬盆地开展以金、锑为主的多金属矿产调查。于2020—2022年对小河口幅—双河口幅一带开展了5个标准图幅矿产地质调查,在铁山组中发现层间破碎带控制的微细浸染型金矿床。