德兴朱砂红斑岩铜矿热液蚀变作用及元素地球化学迁移规律

德兴铜矿是中国华南地区重要的大型斑岩铜矿,由朱砂红、铜厂和富家坞3个矿床组成。在系统的钻孔样岩相观察基础上,本文把德兴朱砂红花岗闪长斑岩划分为3种类型蚀变岩(钾化-黑云母化蚀变岩、绿泥石化蚀变岩、石英-绢(白)云母化蚀变岩),其主要标志性蚀变矿物依次为:钾长石(黑云母)→绿泥石→石英+绢(白)云母,且热液蚀变程度依次增强。以Al2O3作为不活动组分,通过Isocon分析法表明:随着热液蚀变作用的持续进行,蚀变程度的逐渐增强,主量元素(P2O5)行为较稳定,Na2O、Sr元素大量活化迁出;高场强元素Hf、Th、U、V、Co、Nb、Ta等表现为弱活动性或不活动性;成矿元素Cu、Pb、W显示出大量带入,表明热液流体和成矿流体可能属于同一流体系统。稀土元素均发生一定程度的活化迁移,其中绿泥石化蚀变岩的LREE、HREE均较原岩亏损,而石英-绢(白)云母化花岗闪长斑岩的LREE、HREE富集/亏损情况因样品而异,相对增量/减量变化幅度较大。各类蚀变花岗闪长斑岩球粒陨石化配分模式表现较一致,均为轻稀土相对于重稀土富集的右倾分布,极弱Eu负异常,曲线左陡右平缓,尾部轻微上翘,形似铲状,反映岩浆源区角闪石的分离结晶作用。蚀变花岗闪长斑岩的Y/Ho比值与球粒陨石的Y/Ho比值基本一致,表明Y-Ho在热液蚀变过程中未发生明显分离。弱蚀变花岗闪长斑岩具有较高Sr/Y比值、La/Sm比值以及中等Sm/Yb比值,暗示源区残留相主要为角闪石±石榴子石。

江西德兴朱砂红斑岩铜矿床H-O-S-Pb同位素特征及意义

江西德兴斑岩铜矿田位于扬子地块东南缘,毗邻赣东北深断裂;该矿田由富家坞、铜厂及朱砂红矿床组成,属世界超大型斑岩铜矿。本文在系统的野外观察及室内岩相学观察的基础上,通过H、O、S、Pb同位素地球化学研究手段,探讨该矿床的成矿流体及成矿物质来源。H、O同位素研究结果显示,矿石石英脉中石英的δ^(18)O值范围为8.4‰~11.2‰,与之平衡的δ^(18)O_(H_2O)值范围分别为0.44‰~3.14‰,含矿石英脉中石英的δD值范围为-73.2‰~56.9‰,成矿流体以岩浆分异热液及天水热液为主。矿石中硫化物δ^(34)S组成变化范围较窄,为-4.3‰^-0.9‰,多数集中在0值左右且在S同位素直方图上呈塔式分布特点,表明具有岩浆硫(0±3‰)的特征。矿石硫化物中Pb同位素组成比较稳定,^(206)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Pb/^(204)Pb比值分别为18.079~18.643、15.545~15.578和38.058~38.595。朱砂红矿床硫化物中Pb同位素组成与德兴含矿斑岩大致相同,明显区别于源自双桥山群地层的矿石中Pb同位素组成,表明成矿物质主要来源于含矿斑岩,并非双桥山群浅变质地层。朱砂红矿床的流体来源为岩浆分异热液及天水热液的混合,成矿物质主要来自斑岩,矿床发育与斑岩体密切相关。德兴矿区三个矿床对比研究表明,朱砂红斑岩型矿床H、O同位素特征与铜厂斑岩铜矿床大体一致,成矿流体来源基本相似;三个矿床中S同位素表现为从东南的富家坞矿床向西北的朱砂红矿床由高到低的变化趋势,但变化范围基本保持一致,朱砂红矿床可能比铜厂矿床及富家坞矿床受更多围岩物质混染;三个矿床Pb同位素总体显示出壳幔混合铅的特征。三个矿床为同一成矿系统,矿床的差异可能源自岩浆与围岩混染程度的不同。

江西德兴朱砂红斑岩铜矿流体包裹体特征及其成矿意义

朱砂红斑岩铜矿位于德兴斑岩铜矿矿集区的西北方向,紧邻铜厂铜矿。本文在前人有关德兴铜矿研究基础上,以铜矿流体包裹体为研究内容,通过野外详细的岩芯采样,室内石英斑晶、石英脉和方解石脉中包裹体测试及数据整理分析后初步发现:朱砂红斑岩铜矿流体包裹体大致可以分成五大类型(富液型包裹体、富气型包裹体、含CO2气液两相型包裹体、含子矿物多相型和固液两相型);相比铜厂整体成矿温度略低,盐度略高;由成矿流体压力47.27～184.47MPa,推导出成矿深度达2～4km,以及激光拉曼测试结果——流体中含有CO2、H2S和CH4等挥成份气体,它们可能与Au等元素的运移成矿有关。因此,从包裹体性质推测朱砂红铜矿不只是斑岩铜矿,可能是浅成热液斑岩型铜金矿床。此外,朱砂红矿区成矿流体来源至少有两种:高温岩浆流体和大气降水。伴随流体演化期次大致可以划分出3个成矿阶段:硅酸盐硫化物阶段、石英-硫化物阶段(即主成矿阶段,温度:200～340℃,盐度:2.0%～15%NaCl)、碳酸盐-硫酸盐硫化物阶段。同时,均一温度、盐度及压力等暗示在流体演化和成矿过程中岩浆流体发生过沸腾或不混溶作用。

德兴朱砂红斑岩型铜(金)矿床流体包裹体研究

朱砂红矿床是德兴铜矿田的3大矿床之一,与铜厂、富家坞矿床呈NW向展布。为了查明该矿床的热液蚀变系统、矿化特征及成矿流体性质,文章选取朱砂红矿区5条勘探线上的21个钻孔,通过详细的岩芯编录和岩相学观察,依据矿物组合、脉体穿切关系及蚀变特征,将该矿区内的脉体分为A脉、B脉、D脉及后期碳酸盐和硫酸盐脉,A、B及D脉为主要的矿化脉,共有14种类型。对各期脉体内石英中的流体包裹体进行了系统的显微测温、气液相成分激光拉曼显微分析(LRM),从而详细示踪了成矿流体演化及蚀变-矿化过程。经研究得知,该矿区流体演化过程包括:成矿早期A脉形成阶段,发育4种脉体类型,其脉体多呈不规则状、顺板理团块状,发育的流体包裹体以富气相和含单子晶或多子晶相(还见有金属硫化物)组合为特点,均一温度为350～550℃,w(NaCleq)主要集中在52.9%～69.9%(含子晶多相包裹体)和2.9%～16.8%(气液两相包裹体)2个区间内,该阶段的流体与早期的钾长石化蚀变关系密切;成矿中期B脉形成阶段,发育5种脉体,以平直为显著特征,发育富气相包裹体和单子晶包裹体,还含有部分富液相包裹体,其均一温度为248～405℃,w(NaCleq)主要集中在38.6%～58.0%和0.9%～10.6%范围内,由于该阶段裂隙发育,成矿流体发生了减压沸腾作用,大量金属发生沉淀,是Cu(Au)、Mo的主要成矿阶段;成矿晚期D脉形成阶段,共有5种脉体类型,以富液相包裹体为主,还有少量富气相包裹体,其均一温度为127～326℃,w(NaCleq)为0.4%～5.1%,该阶段形成了规模较大的黄铁绢英岩化和绿泥石-水云母化,伴有Mo矿化及少量Cu矿化。朱砂红矿区热液流体的演化总体上是,从早期的高温、中-高盐度的岩浆热液,向成矿晚期中-低温、低盐度的岩浆热液+大气降水混合流体转变。气液相成分激光拉曼显微分析(LRM)结果显示,在朱砂红矿区流体的演化过程中,有少量CO2的参与。此外,该矿床流体包裹体内所发现的多种暗色子矿物还有待进行系统鉴定。

德兴朱砂红斑岩铜矿石英闪长玢岩的年代学和地球化学特征及地质意义

德兴斑岩铜矿是我国东部最大的斑岩型铜矿,但其成矿时限的研究较为薄弱。为进一步确定德兴斑岩铜矿成矿的持续时间,系统采集了矿田内朱砂红矿区成矿期后石英闪长玢岩脉岩样品进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。结果表明,朱砂红石英闪长玢岩具有高场强元素亏损的弧岩浆特征,指示其岩浆源区可能有俯冲改造的岩石圈地幔物质的加入。前人研究获得的德兴斑岩铜矿成矿岩体的年龄为170Ma,本次研究获得的1个样品中锆石的25个分析点的206Pb/238U的加权平均年龄为(166±1)Ma(MSWD=0.13),两者共同限制了德兴斑岩铜矿的成矿时限不超过4Ma。中侏罗世,伊泽纳崎板块开始向华南大陆俯冲,在华南内陆产生一系列伸展型岩浆作用,朱砂红石英闪长玢岩脉应形成于陆内的局部拉伸构造背景。

德兴朱砂红斑岩铜(金)矿床蚀变-矿化系统流体演化——来自H_O同位素的制约

为查明朱砂红矿床成矿流体来源及矿床蚀变-矿化流体演化过程,在已厘定的朱砂红矿床脉体类型基础之上,选取了不同蚀变阶段的蚀变矿物,进行了系统的H_O同位素测试。研究发现:早期A脉[无矿团块状石英脉(A1脉)、石英-钾长石脉(A3脉)]石英中包裹体δ18O值介于+6.0‰^+11.2‰,δD值介于-90‰^-101‰之间,在δ18O-δD图解中,A脉样品的H_O值组成整体位于去气作用后的残余岩浆水范围,表明引起早期钾硅酸盐化的流体性质为一套高温、高盐度岩浆热液;绿帘石-石英脉(B1脉)的δ18O值和δD值(+6.6‰和-101‰)显示青磐岩化蚀变形成与高温岩浆流体相分离后的低密度气相流体有关;而斑岩中的石英-黄铁矿-黄铜矿(B3脉)形成时,流体δ18O值(+4.1‰^+6.0‰)开始朝雨水线方向发生轻微的氧漂移,表明开始有少量大气降水的加入;晚期D脉形成时的成矿流体δ18O值(+2.8‰^+4.9‰)具有明显朝雨水线发生漂移的趋势,表明引起石英-绢云母化及泥化蚀变的成矿热液为岩浆热液和大气降水的混合流体。总之,朱砂红矿床钾硅酸盐化、青磐岩化蚀变,以及该蚀变阶段形成的A脉和早期B脉,均由岩浆热液作用引起,大气降水在钾硅酸盐化向长石分解蚀变转变的阶段开始进入蚀变-矿化系统,而长石分解蚀变为大气降水与岩浆热液共同作用的产物。

德兴朱砂红矿床含辉钼矿岩石样品Re_Os定年及地质意义

辉钼矿中Re、Os含量高且几乎不含普通Os,通常被认为是开展金属矿床定年的理想对象。然而,在一些矿床中辉钼矿常以浸染状产出,矿物颗粒微小,挑纯难度较大,本文尝试使用含辉钼矿的岩石样品进行测年实验。选择研究程度较高、年龄数据较多的德兴斑岩铜矿田朱砂红矿床的4件含辉钼矿岩石样品进行了Re_Os同位素定年,结果获得等时线年龄为172.6±2.6 Ma,与前人已获得的年龄数据基本一致,说明该年龄数据可靠,样品中的硅酸盐矿物对定年结果没有影响。德兴斑岩铜矿田中3个矿床的辉钼矿Re_Os年龄与花岗闪长斑岩的锆石U_Pb年龄相一致,表明其矿化与斑岩侵入体直接相关。而前人获得的Rb_Sr年龄及K_Ar年龄与近年得到的Re_Os、U_Pb年龄数据存在差别的原因可能是后期热液蚀变及热事件破坏或重置了Rb_Sr和K_Ar同位素体系。

朱砂红矿床地质特征及矿化富集因素研究

朱砂红矿床是德兴斑岩铜矿田3大矿床之一,对该矿床的地质特征及成矿控制因素进行了综合分析。斑岩矿床在具备了含矿热液和热驱动力的基本成矿前提下,矿化的富集因素在本区主要是斑岩体因素、构造因素和蚀变因素,其次是岩石性质因素。