江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对铼差异性富集的制约

铜厂和富家坞矿床是德兴矿田中两个典型的斑岩铜矿床,二者成矿时代、成矿背景和致矿斑岩均较一致,但前者中辉钼矿的Re含量明显高于后者。为探究成矿流体演化过程对辉钼矿中Re含量差异的影响,本文对铜厂和富家坞不同成矿阶段的石英开展LA-ICP-MS微区原位分析以及流体包裹体测温研究。结果显示,二者流体均具有由高温向低温,中低盐度高盐度共存向低盐度演化的趋势,且温度下降、流体沸腾以及pH值的变化可能是导致Cu、Mo沉淀的主要原因;但就同一成矿阶段而言,铜厂比富家坞成矿温度更低,并且在主成矿阶段,铜厂具有更高的流体盐度;因此,推测温度和盐度可能是导致二者中辉钼矿Re含量差异的主导因素。

湖南香花岭锡多金属矿田铟的赋存状态及富集规律研究

In作为一种分散元素,通常极难形成独立矿床,而主要以伴生组分的形式赋存在锡多金属矿床中。香花岭矿田蕴藏着丰富的Sn、Pb、Zn等矿产资源,是我国潜在的In资源基地,但目前该矿田中In的赋存状态、分布规律及成矿潜力尚不清楚。鉴于此,本文以香花岭矿田3个典型锡多金属矿床(新风、铁砂坪、茶山)为研究对象,在野外地质及矿相学观察的基础上,采用ICP-MS、EPMA和LA-ICP-MS开展了全岩地球化学和闪锌矿元素地球化学研究。结果表明,In主要以类质同象的形式富集在闪锌矿中,可能的替代方式为In^(3+)+Cu^(+)2←→Zn^(2+)。不同矿床中In的富集程度明显不同,其中,新风最富In(平均品位213.7g/t),其次为茶山,而铁砂坪最贫In。发现当闪锌矿中Cd含量介于5000×10^(-6)~7000×10^(-6)区间时,对应的In含量最高(>1000×10^(-6))。3个矿床的闪锌矿均富集Fe、Mn、In等高温元素,显著亏损Ga和Ge等低温元素。通过对比发现,这些闪锌矿与典型中高温岩浆-热液矿床(如远端矽卡岩型矿床)中闪锌矿的元素地球化学特征相似,应用闪锌矿地质温度计估算的结晶温度为345~372℃,且新风闪锌矿温度略高。闪锌矿中In的含量主要受温度控制,越靠近岩体、温度越高的闪锌矿越富In。结合前人资料,估算香花岭矿田伴生In资源量超过15000t,潜在经济价值巨大,应予以回收利用。

德兴斑岩矿田辉钼矿中铼的分布特征及富集机制

世界上绝大部分Re赋存在斑岩型矿床的辉钼矿之中,且分布极不均匀。在矿床-矿石-矿物颗粒等不同尺度上,Re含量均存在较大差异,但造成这些差异的因素目前尚不清楚。本文以德兴矿田中富家坞和铜厂二个矿床的辉钼矿为研究对象,在细致的矿相学研究的基础上,对其开展了EPMA、LA-ICP-MS和XRD分析,同时结合前人研究资料,详细探讨了Re在这两个矿床辉钼矿中的分布规律及差异性富集机制。结果显示:富家坞和铜厂均普遍发育两种形态的辉钼矿(细粒集合体型和粗粒片状型),Re在两种辉钼矿中的分布均极为不均,但细粒集合体型相对更富Re,而同一形态辉钼矿铜厂矿床则具有更高的Re含量;同一矿床中辉钼矿结晶越晚,往往越富集Re;个别辉钼矿可见扭结现象,且扭结部位的Re含量更低,暗示后期构造变形可能导致了Re的丢失;两个矿床高Re辉钼矿和低Re辉钼矿的结构均为2H多型,表明Re含量与辉钼矿晶体结构无关。结合前人资料,本文认为成矿流体性质(如温度、盐度等)是导致铜厂和富家坞辉钼矿Re含量差异的主要因素。

滇西北铜厂沟矽卡岩−斑岩型钼铜矿床中石榴子石地球化学、U−Pb年代学及地质意义

滇西北铜厂沟矽卡岩−斑岩型Mo−Cu矿床是扬子地块西缘新发现的大型钼铜矿床。矽卡岩在铜厂沟矿区广泛发育,是矿区最主要的赋矿岩石。笔者以铜厂沟矽卡岩中石榴子石(Grt)为研究对象,利用电子探针和LA−ICP−MS原位技术开展成分和年代学测试分析。根据矿物镜下特征,将矿区石榴子石分为早期(Grt Ⅰ)和晚期(Grt Ⅱ)两个世代。Grt Ⅰ为浅黄色−黄白色、无环带石榴子石,Grt Ⅱ为褐色−红褐色、具有明显环带的石榴子石。两期石榴子石的SiO_(2)(34.41%~38.45%)、CaO(32.7%~35.25%)、Al_(2)O_(3)(6.64%~12.57%)和FeO(12.03%~22.63%)含量指示,二者均属于钙铁榴石−钙铝榴石系列(And34-64Gro34-58)。Grt Ⅰ和Grt Ⅱ均呈轻稀土和重稀土亏损、中稀土富集的“驼峰型”配分模式。相比于Grt Ⅰ,Grt Ⅱ具有更低的U含量和变化范围更大的Eu异常,分别指示晚期矽卡岩矿化流体氧逸度较高和pH变化较大。Grt Ⅱ中显著的环带结构及变化较大的主量成分指示晚期石榴子石化经历了更为强烈的水岩反应,与pH值变化较大的特征一致。因此,铜厂沟两期石榴子石记录了矽卡岩体系由相对封闭到开放、逐渐氧化的过程。此外,Grt Ⅰ原位LA−ICP−MS U−Pb年代学分析获得的年龄为(85.4±5.6)Ma(MSWD=0.91),直接限定铜厂沟矽卡岩的形成时代为晚白垩世。铜厂沟矽卡岩作用与矿区内斑岩体侵位及钼矿化时代在误差范围内一致,表明铜厂沟Mo−Cu矿床记录了完整的斑岩−矽卡岩矿化过程。结合区域构造演化历史,提出铜厂沟及区域上同时代的Cu−Mo−W等多金属矿床是晚白垩世碰撞后斑岩热液体系的产物。

斑岩铜-钼成矿体系中铼含量分布特征及其制约因素探讨

金属铼(Re)是支撑航空航天等高科技产业高质量发展的重要原材料,具不可替代性。研究表明,世界上绝大部分的Re都赋存在斑岩型矿床的辉钼矿之中,且Re含量在矿床、矿石、矿物颗粒等不同尺度上均存在较大差异,但目前学术界对导致这些差异的影响因素尚不清楚。本文通过对全球斑岩型Cu(Mo)、Mo(Cu)矿床中Mo品位、辉钼矿的微量元素组成和Re-Os年龄、成矿岩体的化学组成、Sr-Nd同位素等数据的汇总,深入探讨了影响该类矿床辉钼矿中Re含量变化的主要因素。结果显示,Re含量与矿床中钼的平均品位呈负相关,地幔物质的加入可能是形成高Re辉钼矿的基础。本研究证实,辉钼矿Re含量与其成矿时代不具耦合关系,并且Re的含量与辉钼矿沉淀的位置、以及辉钼矿多型之间亦无明显相关性,而可能与成矿岩体的成分、岩浆分异程度、成矿流体的性质、热液蚀变及表生作用过程有关。

中天山库米什一带早古生代花岗岩的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及其地质意义

新疆中天山库米什一带广泛发育一套片理化花岗岩-花岗片麻岩组合,目前学术界对这套岩石的地球化学特征、构造背景以及成矿潜力仍不清楚。为此,对这套花岗岩开展了锆石U-Pb年代学、主微量元素地球化学以及Sr-Nd同位素研究。结果显示,这套花岗岩主要形成于中晚奥陶世(460~455 Ma),显示富硅、富铝、富碱、低镁、低磷、贫钛的特征,在成因上属于I型花岗岩。具有富集端元的Sr-Nd同位素特征,TDM年龄为1.6 Ga,暗示岩浆源区可能为中元古代的古老地壳物质,且形成于低温、中等压力(0.8~1.3 GPa)环境。此外,还显示相对陡峭的右倾稀土元素配分模式,伴有中等程度的负铕异常,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有弧岩浆的地球化学特征,暗示其可能形成于俯冲环境。通过对比可知,中晚奥陶世花岗岩在形成时代、野外产状、化学组成、岩石成因以及构造背景等方面,均显著不同于库米什地区二叠纪的成钨花岗岩,因而推测其成矿潜力可能相对较小。

云南中甸红牛-红山大型夕卡岩铜矿床石榴子石U-Pb年代学、元素地球化学及地质意义

为厘定云南中甸红牛-红山大型夕卡岩铜矿床赋存矿体的夕卡岩的形成年龄,对矿区产出的石榴子石开展了U-Pb定年,并结合石榴子石的元素地球化学特征探讨矿床成因。结果显示,矿区不同矿段(红牛、红山)均发育早(GrtⅠ)、晚(GrtⅡ)两个世代的石榴子石,其成分均为钙铝-钙铁榴石固溶体(红牛为And_(27.02~62.53)Gro_(36.74~71.64),红山为And_(42.51~99.94)Gro_(0.00~56.37))。不同矿段、不同世代石榴子石的稀土元素配分模式特征迥异,表现为左倾型、负Eu异常和右倾型、正Eu异常两种配分模式;两个矿段石榴子石的稀土总含量相差较大(红牛为5.29×10^(-6)~102×10^(-6),红山为19.8×10^(-6)~206×10^(-6))。研究表明,石榴子石的稀土配分模式主要受钙铝榴石-钙铁榴石端元组分控制;更高的稀土元素含量可能与富氯流体的加入及流体运移距离较短有关。红牛-红山矿床石榴子石U-Pb年龄为(79.7±3.4)Ma,代表了夕卡岩化的形成年龄,指示该矿床形成于晚白垩世。