伟晶岩中不同副矿物U-Pb同位素定年和示踪的问题与应用

定年和示踪一直是伟晶岩成岩成矿过程和稀有金属富集机制研究的关键问题。副矿物不仅是伟晶岩中稀有稀土元素的重要载体,还蕴含丰富的微量元素并常常具有较高的U-Th含量,是研究伟晶岩年代学、成岩成矿过程和物质源区的“理想探针”。伟晶岩中常用的适合于U-Pb同位素定年的副矿物有锆石、铌钽铁矿、独居石、锡石、榍石、褐帘石、磷钇矿和磷灰石等。由于封闭温度、矿物学特性和不同性质流体中元素行为的差异,伟晶岩中不同副矿物的U-Pb系统常表现出复杂的年龄谱系,可能记录了伟晶岩中潜在的后期地质过程,如:自交代、后期变质与流体改造等。因此,基于前期光学显微镜、扫描电镜、冷阴极发光、激光拉曼光谱分析等矿物微观结构研究,对不同期次或世代的副矿物进行原位微区U-Pb定年及主微量元素和同位素地球化学分析,对于全面认知多期地质事件和伟晶岩成岩成矿过程演化历史,进而更准确地构建其构造-岩浆-热液-成矿作用时空框架具有重要的科学意义。

铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿床:研究现状与展望

沉积岩型锂矿是自然界中最主要的锂矿床之一,我国铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿主要分布在扬子地块西南部和华北地块,该类型锂矿分布广、储量大,对其进行研究对破解我国未来锂资源困局具有重要意义。本文总结了我国铝土岩系和煤系地层中黏土型锂矿的分布状况,锂的赋存状态、来源,以及开发利用现状等方面的研究进展。锂的富集过程主要与风化-沉积作用及火山岩浆活动有关,锂主要来源于火山凝灰岩、早期形成的岩浆岩、黏土岩等富锂基底岩石。锂以锂绿泥石独立矿物或者类质同象/吸附在黏土矿物、三水铝石和勃姆石中。锂的提取流程与锂的赋存状态密切相关。随着实验及工业提锂技术的发展,该类型锂资源具有广阔的前景。

与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制

铌和稀土资源主要来自与碳酸岩-碱性岩相关的矿床,加强碳酸岩-碱性岩系统铌和稀土成矿作用研究,对指导我国铌和稀土资源的找矿都具有重要意义。本文对与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制进行了梳理和总结。碳酸岩-碱性岩系统中铌和稀土的初始富集一般与富集地幔的部分熔融有关,地幔源区稀土和稀有金属、碱金属和挥发分的富集是成矿的关键。橄榄石、单斜辉石等早期岩浆矿物的高度分离结晶导致残余碱性岩浆中铌和稀土的进一步富集,结晶铌和稀土矿物;碳酸岩中铌矿物结晶有堆晶岩成因和交代成因两种机制。大多数与碳酸岩-碱性岩相关的铌-稀土矿床均经历了热液蚀变,岩浆铌矿物被原地蚀变成热液铌矿物;而碳酸岩-碱性岩中矿石矿物和脉石矿物中的轻重稀土在热液过程中均可被溶解迁移再沉淀为稀土矿物。包括物理富集、化学富集和/或生物富集过程在内的地表风化过程可进一步提升碳酸岩型铌-稀土矿床的品位;在碱性硅酸岩体系中,少数矿床通过物理富集提升铌和稀土品位,而大多数矿床的风化会导致稀土矿物的分解形成一些不易被经济利用的次生稀土矿物。

湖相沉积黏土型锂矿主要地质特征及成因

锂是重要的战略性新能源矿产,主要有卤水型、硬岩型和沉积黏土型3种类型。前两者已有大量开采。现阶段具有开发利用前景的沉积黏土型锂矿主要产于湖相盆地中,其产出规模大、层位浅、矿体分布稳定、厚度大、品位高,具有重要的地质意义和潜在的经济价值。现已发现的湖相沉积黏土型锂矿床主要分布在北美洲、欧洲和中国。该类型矿床赋矿沉积岩的沉积特征、锂的赋存状态、成矿物质来源、成矿环境与成矿机理等研究目前还较薄弱。本文主要介绍全球主要湖相沉积黏土型锂矿的地质特征、赋矿矿物特征和成矿规律,并对国内外湖相沉积黏土型锂资源的成矿作用机理进行综合分析。湖相沉积黏土型锂矿床中锂主要赋存于蒙脱石、伊利石等黏土矿物中,个别为独立含锂矿物贾达尔石。锂的主要物质来源及成矿方式有多种,包括喷发至湖盆中的富锂火山岩(特别是火山灰地层)、深部富锂岩浆热液运移至湖相盆地中并与沉积黏土水岩反应形成,或者通过富锂盐湖卤水与围岩黏土岩的相互作用使得锂吸附在黏土矿物中。全球湖相沉积锂成矿作用的差异主要是成矿物源区和沉积环境的差异所致。

伟晶岩结晶动力学和热力学及稀有金属超常富集成矿机制

本文综述了伟晶岩结晶动力学、热力学和伟晶岩熔体稀有金属元素实现超常富集成矿的机制。结晶动力学涉及成核动力学和晶体生长动力学两个方面。低成核速率和高晶体生长速率是伟晶岩结晶动力学的重要特征,在结晶过程受到水、助溶剂以及过冷条件三个因素共同制约。伟晶岩熔体的相态(超临界态)可能在伟晶岩形成和稀有金属元素超常富集中扮演重要角色。花岗伟晶岩稀有金属超常富集程度受到岩浆源区成分、岩浆结晶分异过程与熔体化学成分等因素的控制。花岗质岩浆高度分异结晶或者变质沉积岩部分熔融直接形成的成矿伟晶岩熔体均需要源岩中稀有金属元素预富集。深熔作用产生的低程度、小体积的伟晶岩熔体具有更高的稀有金属元素成矿潜力。在岩浆分异演化过程中,稀有金属元素的超常富集主要通过超临界熔体/流体、岩浆熔体作用、过冷作用实现。超临界熔体/流体发生熔体-流体不混溶作用使稀有金属元素在熔体相和流体相间再分配和富集;岩浆熔离作用使稀有金属元素选择性分配到富挥发分的熔体中,导致稀有金属元素再次富集;过冷作用降低稀有金属矿物结晶的饱和浓度,促进稀有金属矿物结晶。熔体的化学成分(如挥发分)直接影响熔体的物理、化学性质。例如,挥发分的富集能够降低熔体黏度,促进岩浆分异结晶过程。挥发分和稀有金属元素的亲和性也控制稀有金属元素在不同相熔体中的分配和富集,显著增加稀有金属元素的溶解度和迁移富集能力,有助于伟晶岩中稀有金属超常富集和成矿。

湖北庙垭碱性杂岩体中铌成矿作用:来自金红石矿物学和年代学的制约

庙垭碱性杂岩体主要由富Nb和REE的碳酸岩和正长岩组成,已探明Nb_(2)O_(5)储量93万吨,平均品位0.12%,是国内仅次于白云鄂博的碳酸岩型Nb-REE矿床。前人对碳酸岩成因及稀土成矿作用开展了大量的研究,但对正长岩中铌的赋存状态和富集机制尚不清楚。文章在野外地质调查的基础上,结合TIMA、电子探针和LA-ICP-MS分析技术对正长岩中含铌矿物开展了详细的岩相学、矿物化学和U-Pb年代学研究。结果显示庙垭正长岩中主要含铌矿物为金红石,根据矿物结构和化学组成可划分为岩浆金红石和热液金红石两类。其中岩浆金红石少见,而热液金红石在各类正长岩中广泛发育,多呈浸染状沿原生金红石边缘或裂隙分布,或与黑云母和钛铁矿等其它矿物紧密共生。在化学组成上,原生金红石显示低Nb2O5(1.43%~2.56%)、FeO(0.74%~1.01%)和微量元素(如Ta、Cr、V、W、Mo、Sb)含量特征;而热液金红石具有不同程度的Nb_(2)O_(5)(3.48%~20.68%)、FeO(1.18%~6.92%)和微量元素富集特征。原位微区U-Pb定年显示两类金红石形成于不同的时代,原生金红石形成时代为446±21 Ma,而热液金红石形成时代为240±19 Ma,表明正长岩中铌矿化经历了早古生代岩浆阶段的初次富集和三叠纪热液交代阶段的二次富集。综上,我们认为庙垭杂岩体中铌富集成矿受控于岩浆和热液过程。在早古生代岩浆阶段,正长岩中Nb主要以晶格置换的方式进入早期金红石、黑云母等含钛矿物中;在三叠纪热液交代阶段,热液流体可分解黑云母形成次生富铌金红石和铌铁矿,亦或交代早期金红石和钛铁矿最终形成富铌金红石。

钴镍成矿规律与勘查技术研究进展:前言

钴和镍为我国紧缺战略矿产资源,消耗量位居世界第一,对外依存度分别达95%和85%。我国现有钴矿规模小,类型多,赋存状态不清,成矿过程复杂,富集机理不明,针对性勘查技术缺失,亟待开展成矿规律研究,查明有效示矿信息与找矿标志,建立高效勘查技术体系,提升钴镍资源保障能力。本专辑以国家重点研发计划项目“钴镍成矿规律与高效勘查技术示范研究”为依托,收录的17篇学术论文对我国主要的钴镍矿床类型进行了梳理.

华夏地块造山型金矿床:时空分布规律、地质-地球化学特征、成矿机制与动力学背景

造山型金矿床具有重要的经济价值,其成矿理论研究对金矿勘查和矿床学学科发展具有重要意义。华夏地块是我国重要的钨-锡-银-铅-锌多金属成矿带,近年来在华夏地块的变质地体中发现数十处造山型金矿床和矿化点,为该区的成矿理论研究提供了新的课题。较之区域钨锡等多金属矿床的研究程度,造山型金矿床成矿作用研究较为薄弱,尚未进行系统的成矿作用和成因机制总结。华夏地块内发育的造山型金矿床主要包括东华夏武夷山地区的双旗山和何宝山金矿,西华夏云开地区的河台与海南岛的抱伦金矿等。本文重点对上述四个典型矿床的地质-地球化学特征、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面已有数据和文献资料进行系统的归纳总结,以期阐明华夏地块造山型金矿床的时空分布规律、成矿机制和地球动力学背景。研究发现,华夏地块造山型金矿床主要发育浸染状与石英-硫化物型矿化,金矿体主要赋存于前寒武纪变质地体中,受脆-韧性剪切带控制。成矿流体为H_(2)O-CO_(2)-NaCl±CH_(4)±N_(2)体系,主成矿阶段成矿温度集中于220~280℃,成矿流体可能具有变质、地幔或岩浆热液来源;而流体不混溶、热液体系氧逸度升高和铋熔体捕获是金沉淀的重要机制。华夏地块存在加里东期、印支期和燕山期三期造山型金成矿事件,分别对应陆内造山、古太平洋板块俯冲及后撤的地球动力学背景。

东昆仑造山带岩浆型镍钴矿床地质特征、成因机制与找矿标志分析

东昆仑造山带位于中央造山带西段,属秦岭-祁连-昆仑成矿域的重要组成部分。近年来,在东昆仑地区发现了超大型的夏日哈木以及大型的石头坑德,以及浪木日等多个岩浆镍钴硫化物矿床,沿昆中断裂自西向东依次展布,主要含矿岩相为橄榄岩相和辉石岩相杂岩体,锆石U-Pb年代学限定它们形成于晚志留世-早泥盆世。岩石地球化学数据显示,含矿镁铁-超镁铁质岩体具有富集轻稀土元素和大离子亲石元素以及显著的Nb、Ta、Ti、P负异常等特征;Sr-Nd同位素研究指示岩浆源区来源于岩石圈地幔,岩浆演化过程中发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石以及斜长石的分离结晶/堆晶作用,岩浆侵位过程中有明显地壳成分加入,成矿物质硫为壳-幔混源。夏日哈木和石头坑德橄榄石成分分析显示其Fo值分别为85~87和81~86,可作为评估成矿潜力的重要指标;矿区范围内黄铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、镍黄铁矿化和次生镍华是重要的直接找矿标志;碳酸盐化、蛇纹石化、透闪石化、绿泥石化为重要的间接找矿标志。含矿超基性岩体多具有强磁性、高密度、低阻高极化,即“三高一低”异常组合,高强度异常、三级浓度分带明显,相互套合的Ni-Cu-Co异常浓集中心是重要的物化探找矿标志。

我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望

钴镍矿床主要有四类:岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括:(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括:(1)碳质层干扰下有效信号辨别提取技术;(2)小岩体和陡倾斜矿体的精细识别技术;(3)多元信息匹配关联与含矿性评价技术。我国钴镍资源分布特点和成矿特色要求在高效勘查技术体系的研发和集成时应优先考虑岩浆型钴镍矿,而沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型钴镍矿床的找矿工作应借鉴同成因矿床或主矿种矿床的勘查方法。

广东河源白石冈岩体:一个高分异的I型花岗岩

广东河源白石冈岩体位于近东西向展布的佛冈花岗岩带的东端,主体岩性为中粗粒黑云母花岗岩,主要组成矿物为石英(25%～35%)、微纹长石(45%～50%)、斜长石(An=20～30,15%～20%)和黑云母(5%～10%)。锆石U-Pb定年结果表明其形成年龄为148.5±1.6Ma,属晚侏罗世岩浆活动的产物。化学成分上,该岩体铝弱过饱和,A/NKC值主要变化于1.0～1.1之间;富硅,富钾(K2O/Na2O=1.31～1.70),全碱含量中等偏低(K2O+Na2O=7.44%～8.48%),碱铝指数(AKI值)为0.75～0.88,可归为高钾钙碱性岩系。微量和稀土元素组成上,岩体富Rb、Th、U、Pb和轻稀土,贫Ba、Sr、P、Ti,Rb/Sr比值高,K/Rb比值低,铕负异常显著(δEu=0.05～0.28),Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素含量及104×Ga/Al比值(2.43～3.26)较之典型A型花岗岩均偏低。岩体的εNd(t)值为-5.99～-7.51,TDM值偏低(1.42～1.54Ga),综合地球化学资料指示其应属高分异的I型花岗岩。结合对区域动力地质背景的全面分析,表明白石冈岩体形成于后造山的伸展引张环境,是由底侵的幔源基性岩浆及其诱发的长英质岩浆在深部岩浆房混合,并经高程度分离结晶的产物。

福建北东沿海高分异Ⅰ型花岗岩的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

以福建北东沿海的南镇、大层山、三沙和大京四个岩体为对象，系统研究了它们的年代学和地球化学特征，并据此探讨了岩体的成因。锆石LA—ICP—MSU—Pb定年结果表明，南镇、大层山、三沙和大京岩体的成岩年龄分别为96．1±2．7Ma、93．1±2．4Ma、91．5±1．5Ma和93．8±1．8Ma，指示它们均为晚白垩世岩浆活动的产物。这些岩体的组成矿物主要为石英和条纹长石，并含有一定量斜长石（〈15％），铁镁矿物主要为少量黑云母，未出现碱性铁镁矿物，副矿物组合中普遍出现榍石而未见铝过饱和矿物。化学组成上表现为高硅、富碱、准铝，贫钙、镁、铁，Rb／Sr比值高，K／Rb比值低，富Cs、Rb、Th、u、Pb，贫Ba、Sr、P、Ti、Eu。岩石的FeO^＊／MgO比值较低（=3．44—5．04），10^4×Ga／Al比值和Zr＋Nb＋Ce＋Y含量均低于A型花岗岩的下限值，其锆石饱和温度也较低（730—779℃），综合地质地球化学特征指示这些岩体应属高分异的Ⅰ型花岗岩。四个岩体的Nd同位素组成较均-（εNd（t）=-4．2～-5．5），而锆石Hf同位素则具较大的变化范围（εHf（t）=-11．6～4．5），εHf（t）值散布于正值与负值之间，变化幅度可达10个εHf单位以上，指示岩体的形成存在不同来源物质的贡献。岩石的形成极可能经历了壳幔物质在源区混合形成原始岩浆，随后这一壳幔混源岩浆又经高程度分异演化的二阶段成岩过程，而并非起源于幔源岩浆底侵形成的初生地壳与古老基底地壳混合的地壳原岩的部分熔融。

胶东和小秦岭:两类不同构造环境中的造山型金矿省

胶东和小秦岭是我国排名前两位的金矿产地,根据对这两个地区的实地野外考察、室内研究及对已有大量研究成果的总结,我们认为胶东与小秦岭地区的金矿床均可归入造山型金矿的范畴,它们分别形成于增生型造山体制和碰撞型造山体制。胶东金矿床形成于早白垩世(130～120Ma左右)与洋壳俯冲(增生)造山相关的活动大陆边缘环境,矿床主要产于中生代花岗岩岩体中,严格受断裂带(NNE向或NE向为主)控制,成矿流体具有低盐度高CO_2含量的特征,He-Ar同位素研究显示成矿过程有幔源物质的加入。综合金矿床及中生代岩浆岩(特别是与成矿近同时的早白垩世郭家岭花岗岩及基性岩脉)的地质地球化学特征与成岩成矿动力学,我们提出在俯冲的太平洋板块后退的背景下,胶东地区增厚地壳中的榴辉岩相下地壳及下伏岩石圈地幔发生两阶段拆沉,强烈的壳幔相互作用最终导致了早白垩世普遍的岩浆活动及金的爆发成矿的模式。小秦岭地区金矿床主要以大型含金石英脉的形式产出于太华群变质基底的脆性-韧性剪切带(EW向为主)中,而与区域内燕山期大型花岗岩岩基没有直接联系,矿床地质特征(如低盐度高CO_2,以变质流体为主的成矿热液)与造山型金矿吻合,He-Ar同位素特征表明金矿床形成时有幔源物质的加入。小秦岭地区脉状Au-Mo矿床印支期成矿年龄(215～256Ma,辉钼矿Re-Os)表明印支期是小秦岭地区金成矿的主要时期,小秦岭金矿属于陆陆(华北与扬子)碰撞造山过程中形成的造山型金矿。

江西武山铜矿区花岗闪长斑岩的地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成及成因探讨

武山铜矿床是位于长江中下游地区九瑞矿集区中的一个大型铜矿床。本文对该矿床中与成矿关系密切的花岗闪长斑岩进行了详细的矿物化学、主量元素、微量元素、Sr-Nd-Hf 同位素研究。结果表明,岩体中黑云母富镁,为金云母,其 Fe^(3+)/Fe^(2+)组成表明岩浆氧逸度很高;角闪石具有 Mg/(Mg+Fe)高而 Si 低的特征,为阳起石和镁质角闪石,角闪石压力计计算表明岩体具有超浅成侵位特征。花岗闪长斑岩具有埃达克岩地球化学特征。岩石具有相对较高的 SiO_2(64.9%～68.62%,平均66.52%)和 Al_2O_3(14.0%～15.3%,平均14.8%)含量,同时岩石的 Mg~#很高(0.53～0.71),并具有相对较高的相容元素含量;岩石富集轻稀土((La/Yb)_N=27.8～64.5),Eu 负异常不明显,岩石同时富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有较高的 Sr/Y 比值(35.0～68.2)。岩石的初始^(87)Sr/^(86)Sr 比值为0.7067～0.7075,ε_(Nd)(t)值为-4.08～-4.44,锆石的ε _(Hf)(t)值为-2.1～-7.0。详尽的元素和同位素地球化学特征表明武山花岗闪长斑岩是强烈壳幔相互作用的产物,很有可能是由拆沉的加厚下地壳发生部分熔融,并在其上升过程中与地幔橄榄石发生相互作用而形成的。

桂东北豆乍山花岗岩年代学与地球化学特征

豆乍山花岗岩主要由中细粒二云母二长花岗岩构成,是桂东北苗儿山复式花岗岩体中段的一个重要产铀的岩体。单颗粒锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为228±11Ma,属于印支期岩浆活动产物。地球化学特征显示该花岗岩以过铝、富硅、富碱和低 CaO/Na_2O 比值为特征,微量元素主要富集 Rb、Th、U 和 Ta,亏损 Sr、Ba 和 Ti。稀土总量30.24×10^(-6)～139.18×10^(-6),轻稀土轻微富集(LREE/HREE=4.00～6.35,(La/Yb)_N=3.24～6.74),Eu 亏损明显(δEu=0.14～0.19)。结合其它相关地质资料,表明豆乍山花岗岩是壳源型花岗岩,是在印支运动晚期地壳伸展—减薄的构造背景下,成分为泥质的变质岩通过低程度部分熔融方式而形成。

浙江瑶坑碱性花岗岩体的年代学、地球化学及其成因与构造指示意义

瑶坑岩体位于闽浙交界沿海地区,是闽浙沿海晚中生代A型花岗岩带中的一个典型碱性花岗岩体.锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年表明,该岩体的形成年龄为91.3±2.5 Ma（MSWD=3.7,2σ）,属晚白垩世岩浆活动的产物.岩石发育特征的微文象结构和晶洞构造,含有典型的碱性铁镁矿物钠铁闪石.地球化学上,该岩体富硅、碱,贫钙、镁,富K、Rb、Cs、Th、U,贫Sr、Ba、P、Ti、Sc.其Nb、Ta、Zr、Hf和Ga等元素的含量也较高,（Ga/Al）×10^4值变化于3.64～4.41,并具显著的铕负异常（δEu=0.15～0.20）.与闽浙沿海A型花岗岩带中的其它岩体相比,瑶坑岩体具有偏高的εNd（t）值（=-0.7～-1.4）和偏低的二阶段Nd模式年龄（t2DM=0.95Ga～1.01Ga）,指示幔源组分对该岩体的形成具有更重要的贡献.在A型花岗岩亚类的判别上,瑶坑岩体以较低的Y/Nb比值和较高的Nb/Ta比值相似于Eby（1992）区分的A.型花岗岩,而明显有别于岩带主体属A2型的特点.岩石产出构造背景及地球化学特征的综合分析表明,多组深断裂交汇,进而引发多量幔源组分参与成岩过程,是导致瑶坑岩体元素-同位素组成与区内其它同类岩体有较明显差别的主要原因.

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床成矿模式

长江中、下游断裂坳陷带是我国重要的铜、金、铁、硫成矿带,存在一系列块状硫化物矿床及与其伴生的矽卡岩型和斑岩型矿床。本文以铜陵矿集区冬瓜山铜、金矿床为例,探讨了这类矿床的成矿模式。冬瓜山矿床主要由层状硫化物矿体组成,伴有矽卡岩型和斑岩型矿体。层状硫化物矿体产于晚泥盆世砂岩和晚石炭世碳酸盐岩之间,具明显的层控特征,矿体下盘发育细脉—网脉状硫化物矿化以及硅化和绢云母化,矿体中伴有热水沉积岩,矿石具典型的沉积构造。燕山期岩浆热液对层状矿体进行了叠加和改造,改变了矿石的结构构造和矿石成分。黄铜矿交代黄铁矿变斑晶呈环斑结构或脉状交代结构,交代磁黄铁矿呈交代假象结构或交代残留结构。矽卡岩型矿体中黄铜矿的δ^(65)Cu 值为0.09‰～0.83‰,集中在0.23‰～0.83‰。层状矿体中黄铜矿的δ^(65)Cu 值为0.45‰～0.78‰,与矽卡岩矿体中黄铜矿的^(65)Cu 值大致相当,这说明两类矿体中的铜具有相同的来源。铜、氢和氧同位素研究表明,冬瓜山矿床铜来自岩浆岩,叠加的成矿流体主要为岩浆流体。提出了冬瓜山矿床属喷流沉积—岩浆热液叠生成因的成矿模式:在晚石炭世,海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床,矿石成分以硫、铁为主;燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造,致使其富集铜等成矿物质,另一方面与围岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型矿体。

长江中下游成矿带九瑞矿集区叠合断裂系统和叠加成矿作用

通过矿坑和地表勘察并结合区域构造分析,初步阐述九瑞矿集区叠合断裂系统和叠加成矿作用及其相互匹配关系。与矿有关的断裂梳理成海西期陆缘同生断裂,印支期褶皱断裂和燕山晚期负反转断裂三个系统,并以武山铜矿的F1断层对其在三期断裂系统中的交接复合和成矿作用进行了个例描述,综合三个时期的地质勘探和野外及室内观测资料提出一个三阶段的成因模式。即:第一阶段为海西期,此时陆缘伸展、掀斜和裂陷活动引发张性同生断裂,顺层-切层(阶梯状)生长断裂发育。此阶段晚期通过与深构造位的隐伏断裂交接复合可形成海底火山和热液通道,喷流沉积形成层(块)状含铜黄铁矿。第二阶段为印支期,此阶段发育背驼式或叠瓦式构造类型,且逆掩-逆冲构造很可能将第一阶段形成的层状矿体逆向移位上推。第三阶段为燕山晚期,此时发生高角度冲断和区域应力场变更,有利于断裂由压性转为张性,形成负反转构造,断裂扩张,与燕山期岩浆热液有关的成矿溶液上升,再次叠加成矿。

铜陵冬瓜山铜矿成矿流体特征和演化

本文通过对安徽铜陵冬瓜山铜矿床内石英闪长斑岩中石英斑晶和夕卡岩矿物中流体包裹体显微测温及流体氢、氧同位素的研究认为 ,早期夕卡岩的形成可能涉及到高温岩浆流体过程 ,而在成矿过程中 ,以热液流体为主 ,至少发生了两次构造减压沸腾作用。第一次发生于静岩压力约为 112 MPa,流体温度主要介于 4 30～ 4 6 5℃之间 ,盐度介于 7.9%～ 5 3.7% (Na Cl eq.)之间 ,结果生成大量石英和磁铁矿 ;第二次发生于静岩压力约为 83.6 MPa,流体温度集中在 340～ 389℃之间 ,盐度介于 6 .6 %～ 5 2 .1% (Na Cl eq.)之间。在成矿近于结束时 ,有少量大气降水混入 ,形成了少量低温、低盐度流体。此外 ,保存在石英斑晶和早期夕卡岩矿物中的高温岩浆流体也曾发生沸腾作用。

胶东蓬莱金成矿区的S-Pb同位素地球化学和Rb-Sr同位素年代学研究

蓬莱金矿区位于胶东三大金矿带中的栖霞-蓬莱金矿带内。本文系统研究了该金矿化集中区内的黑岚沟、大柳行和河西金矿的 S、Pb、Rb-Sr 同位素地球化学特征,并与招远-掖县成矿带中的玲珑金矿化集中区内的大型-超大型金矿床进行了对比研究。蓬莱金矿区δ^(34)S 值总体变化为6.3‰～9.5‰,平均值为7.5‰。其中河西金矿δ^(34)S 值为7.4‰～8.5‰,黑岚沟金矿δ^(34)S 值为6.3‰～9.5‰,大柳行金矿δ^(34)S 值为6.4‰～8.2‰。不同矿床的硫同位素组成差异十分小,并与玲珑金矿区的硫同位素组成相近(δ^(34)S=6.4‰～8.6‰,平均值为7.6‰)。蓬莱金矿区的铅同位素组成变化小,其中河西金矿^(206)Pb/^(204)Pb 为17.3086～17.4799,^(207)Pb/^(204)Pb 为15.5264～15.5543,^(208)pb/^(204)Pb 为38.0642～38.3698;大柳行金矿^(206)Pb/^(204)Pb 为17.3653～ 17.5037.^(207)Pb/^(204)Pb 为15.5142～15.5355,^(208)Pb/^(204)Pb 为38.1249～38.31 36:黑岚沟金矿^(206)Pb/^(204)Pb 为17.3558～17.5958,^(207)Ph/^(204)Pb 为15.5105～15.5746,^(208)Pb/^(204)Pb为38.0749～38.4361。投影到 Zartman and Doe(1981)铅构造模式图上,成分点落在造山带演化线附近。蓬莱金矿区与玲珑金矿区的铅同位素组成基本一致,部分数据与矿区内煌斑岩的铅同位素组成相近,而与赋矿围岩郭家岭花岗岩相差甚远,表明矿体中的铅可能与煌癍岩有相同的源区。矿石铅呈线性趋势分布,它正好位于煌斑岩与一个极具放射成因铅的胶东群地层的铅同位素组成之间,很可能说明矿石铅是壳幔混合的产物。对蓬莱金矿区黄铁矿的 Rb-Sr 同位素分析结果表明,河西金矿的成矿年龄为122.3±3.1Ma(MSWD=1.7),初始^(87)Sr/^(86)Sr 比值为0.71208;黑岚沟和大柳行金矿的成矿年龄为117.8±6.5Ma(MSWD=17),初始^(87)Sr/^(86)Sr 比值为0.71085。说明蓬莱金矿区具有与玲珑金矿区相近的成矿时代,两者均为120Ma 左右。锶同位素初始比值也说明成矿物质具有壳慢混合的特征。从蓬莱金矿区具有与玲珑金矿区一致的地质、地球化学和年代学特征可知,蓬莱金矿区具有产出大型一超大型金矿的巨大远景。