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。

滇西红牛矽卡岩型铜矿床石榴子石特征

红牛矽卡岩型铜矿床是义敦岛弧南段格咱火山-岩浆弧新探明的铜矿床之一,目前探明铜金属资源量已达大型规模。与由侵入岩和大理岩直接接触形成的典型矽卡岩矿床不同,红牛铜矿床是隐伏岩体远程矽卡岩化的产物,其矽卡岩矿体与地层产状基本一致,通常相间排列,且距离岩体较远,大理岩中可见粗粒石榴子石和硅灰石,矽卡岩中常见大理岩捕掳体。根据矽卡岩矿物组合可将该矿床矽卡岩类型划分为石榴子石矽卡岩、石榴子石透辉石（或透辉石石榴子石）矽卡岩、透辉石矽卡岩、符山石-石榴子石矽卡岩、硅灰石-石榴子石矽卡岩、绿帘石-石榴子石矽卡岩、阳起石-绿帘石矽卡岩、硅灰石矽卡岩和绿帘石矽卡岩,其中以石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩和硅灰石矽卡岩为主。石榴子石是最重要的矽卡岩矿物,分布广泛、颜色变化大,且石榴子石矽卡岩中黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿化最好。本文通过对0ZK10、3ZK11和7ZK16钻孔岩芯的地质编录,查明石榴子石在红牛铜矿床的空间分布和矿化特征,采集该矿区新鲜的石榴子石矽卡岩、矽卡岩化大理岩和角岩磨制成光薄片,开展详细的显微镜下鉴定工作,观察石榴子石的颜色、粒度、结构、光性等岩相学特征,并通过电子探针分析其化学成分。红牛铜矿床石榴子石集中产出于矽卡岩中,少量产出于矽卡岩化大理岩和角岩中,具有明显的两期。早期石榴子石分布广泛,多呈褐色-红褐色,非均质性,异常干涉色,粒径一般在0.2~4mm之间,半自形-自形中细粒结构,韵律环带发育。SiO2含量变化范围为35.18%~37.69%、CaO为33.34%~36.35%、Al2O3为3.64%~13.69%、FeO为11.90%~24.18%、MgO为0.00%~0.08%,FeO和Al2O3含量变化呈负相关,SiO2和CaO含量变化整体呈正相关。石榴子石端员组分总体以钙铁榴石（36.88%~82.36%）为主,其次为钙铝榴石（16.59%~60.75%）,还有少量的镁铝榴石、铁铝榴石和锰铝榴石,属于钙铁榴石-钙铝榴石系列（And37-82Gro17-61Spe＋Pyr＋Alm0.33-3.71）。晚期石榴子石呈浅褐色-浅红色,多发育于矽卡岩化角岩和大理岩中,少量发育于矽卡岩中,半自形-他形粒状结构,均质性,全消光,常具有溶蚀结构。SiO2含量变化范围为35.06%~36.27%、CaO为33.07%~33.77%、Al2O3为0.04%~1.05%、FeO为27.38%~28.18%、MgO为0.00%~0.04%,属于钙铁榴石（94.42%~98.46%）。早期石榴子石韵律环带发育,其主量元素含量变化显示出一定的规律性,由核部向边缘,SiO2和CaO基本保持不变,FeO含量增加,Al2O3含量减少,钙铁榴石含量增加,钙铝榴石含量减少,反映在石榴子石形成早期,成岩环境为低氧逸度、酸性还原环境;形成过程中氧逸度增加,成矿溶液由酸性向弱碱性演化。黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物多呈他形充填于石榴子石颗粒之间,或在石榴子石的裂隙中形成细脉,或沿石榴子石生长环带面交代,表明石榴子石形成于矽卡岩早期、早于铜矿化,并为金属硫化物的沉淀富集提供了空间。

云南中甸红牛-红山矽卡岩型铜矿床矿物学特征与成矿作用

红牛-红山矿床位于西南三江成矿带的中甸岛弧,是形成于晚燕山期的矽卡岩型铜矿床。矿区与成矿作用密切相关的石英二长斑岩中角闪石和黑云母斑晶的出现以及较高的含F量(分别为1.49%和2.62%),表明其岩浆为富H2O富挥发分熔体;石英斑晶具有港湾状、浑圆状的溶蚀表面和钾长石细晶外壳,并且显示了典型的骸晶状结构指示了其岩浆经历了快速上升侵位过程和岩浆热液的自交代作用;钻孔中岩浆热液角砾岩和大量石英细脉的出现暗示了岩浆在快速上侵过程中发生了隐爆作用,形成并出溶了含有大量F、Cl等组分的高盐度超临界流体。矽卡岩阶段石榴子石和透辉石具有明显的三个期次:早期细粒的钙铝榴石(And22-57)和角岩中的透辉石(Hd7-27)形成于少量高温气液岩浆流体与围岩的扩散交代作用;中期粗粒的钙铁榴石(And75-98)和次透辉石-钙铁辉石(Hd10-99)形成于大量高温、低氧逸度的岩浆流体与围岩的渗滤交代作用;晚期的钙铝榴石脉(And14-60)和钙铁辉石脉(Hd31-58)形成于低温、高氧逸度的早期交代残留溶液。矽卡岩矿物的生成,使碳酸盐围岩丢失CO2,矿物体积减少,孔隙度和渗透性增加,为成矿提供了条件。退化变质阶段的透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等交代早期矽卡岩矿物,消耗了成矿流体中大量的CO2和H2O,生成含水矿物以及石英、方解石,使围岩裂隙愈合,孔隙流体压力增加,导致成矿流体沸腾,形成大量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿化。石英-硫化物阶段,由于成矿流体超压→流体沸腾,裂隙生成→减压排泄,裂隙愈合→流体超压的循环,在此过程中围岩经历了多次破裂和裂隙的愈合,直至整个成矿体系完全开放,并与大气水发生混合,使成矿流体中剩余金属最终沉淀。

滇西北香格里拉市红牛—红山铜矿勘查系统模型

滇西北红牛—红山铜矿床是义敦—沙鲁里岛弧上与晚白垩纪中酸性侵入体有关的典型的斑岩矽卡岩热液型铜矿床。本文通过对其成矿地质背景、矿床地质特征、矿化富集规律及成矿模式、矿床地球物理和地球化学特征的综合研究,建立了红牛—红山铜矿床的“大比例尺地质填图和综合研究+重力+激电和高精度磁测+土壤化探测+工程验证”组合勘查技术方法、“燕山晚期石英二长斑岩+接触带矽卡岩和层间破碎带矽卡岩+重力低异常+高磁异常+高视极化率和低视电阻率异常+Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au等元素综合异常”组合勘查模型。地质调查研究确定矿床成矿地质体和找矿地质体、矿化类型及其空间分布规律,建立矿床“四位一体”的成矿模式和区域矿区地质找矿模型。区域中小比例尺的土壤化探测量确定区域找矿靶区,大比例尺土壤化探测量进一步缩小找矿靶区,逼近矿体赋存部位。矿区处于1∶5万土壤测量圈定的Cu-Pb-Zn-Mo-Au-Ag元素综合高异常区,1∶2.5万土壤测量圈出Cu-Pb-Zn-Ag-W元素综合异常面积较大、强度高、浓集中心明显、元素套合好,与矿区铜(铁)矿体赋存区域异常相对应。区域重力低异常区和正磁异常强度高区域是重要的找矿靶区,矿区大比例尺磁异常和激电异常区确定了矿体的空间位置和产状;矿区铜(铁)矿体赋存区为低视电阻率、高视极化率异常区,高精度磁测表现为正负磁异常相伴。矿区地质地球化学地球物理综合勘查模型对矿区深边部找矿起到重要的指导作用。

滇西北红牛—红山铜钼矿床元素迁移趋势及蚀变分带特征

通过对红牛-红山铜钼矿床主要矿物岩(矿)石(矽卡岩、大理岩、角岩、斑岩等)进行主微量、稀土元素地球化学特征分析,研究其成矿阶段元素富集迁移规律,同时对该区蚀变分带特征进行厘定,为该区下一步找矿提供理论依据.发现该区共有三种成矿类型((1)大理岩→矽卡岩化大理岩→矽卡岩;(2)角岩→矽卡岩化角岩→矽卡岩;(3)斑岩→矽卡岩→矽卡岩矿石),其中(3)类型为矿区最主要的蚀变矿化类型,最主要的成矿元素Cu、Mo在该阶段中大量富集成矿,不同的是Cu为全阶段大量富集迁入,而Mo主要在斑岩→矽卡岩阶段大量富集,而在矽卡岩→矽卡岩矿石过程迁入趋势明显减弱.将三种蚀变矿化类型视为一个成矿系统,计算其元素质量迁移率,发现虽然都是主要的蚀变矿化类型,但是(3)类型的质量迁移率远大于其他两种,(1)的大理岩矽卡岩化阶段质量迁移率仅为-0.64%,原因是在大理岩矽卡岩化热液蚀变过程中CaO、MgO为矽卡岩化过程提供物质来源,他们的大量迁出为形成矽卡岩创造了环境条件,总体仍呈迁出状态.同时该区具有明显的垂直蚀变分带特征,大理岩、角岩、矽卡岩三者关系密切.