再论紫金山矿田成矿系列与成矿模式

紫金山矿田是由我国大陆发现的首例高硫型浅成低温热液矿床-紫金山铜金矿床为主要组成部分,该矿床深部和边部相继发现了斑岩型铜(钼)矿、中低温热液型铜矿和低硫浅成热液型银(金、铜)矿、火山岩型铀矿及高温热液型钨锡矿异常等。自晚侏罗世开始,矿田内经历了多期次的构造作用、岩浆活动及其热液蚀变,致使紫金山矿田形成多期次的成矿作用,它们相互叠加、富集以及空间上侧向排列的特点,构成"构造的构造"、"体中体"、"蚀变的蚀变"、"矿化的矿化"等特征的复杂多样构造-流体-成矿系统,并具有显著的自上而下"U、Ag→Au→Au、Cu→Cu→Cu、Mo→W、Sn"矿化垂直分带特征和"多层楼"成矿模式。在空间上不同成因类型矿床又显现出侧列分布的格局,构成了独特的"紫金山式"成矿系列与成矿模式。通过对比研究表明:在紫金山铜金矿床深部仍存在着斑岩型铜(钼)矿床以及边部可能具有的高温热液型钨锡矿床等,展现出矿田内具有广阔的找矿新领域,为配合进一步地质勘查找矿工作提供科学依据。

福建紫金山矿田中生代岩浆岩演化序列研究

福建紫金山矿田中生代岩浆活动分为晚侏罗世和早白垩世二幕,第一幕为晚侏罗世(154～149Ma)挤压环境下的岩浆活动,表现为壳源S型花岗岩紫金山复式岩体与才溪岩体的侵位,复式岩体具有154Ma、150Ma及149Ma三次脉动;才溪岩体侵位时代约150Ma。第二幕发生于早白垩世(125～93Ma)构造拉张、地幔上涌的环境,岩浆活动共4期,形成一套I型花岗岩及共源异相的火山岩、次火山岩,为成矿提供了物源和热源。其中第1期为早白垩世火山喷发与岩浆超浅层就位,形成石帽山群下段的英安岩及紫金山次火山岩(125～118Ma);第2期表现为石帽山群下段安山岩喷发与四方岩体的侵位以及英安玢岩的形成(109～103Ma);第3期表现为石帽山群下段英安岩的喷发和罗卜岭—紫金山似斑状花岗闪长(斑)岩的侵位以及龙江亭、二庙沟附近的石英闪长玢岩的形成(103～100Ma);第4期表现为晚期罗卜岭斑岩的侵位、石帽山群上段流纹岩的喷发和大岩里花岗斑岩岩脉、金铜矿的石英斑岩脉等成矿后期无矿脉岩的形成(100～93Ma)。晚侏罗世、早白垩世两个岩浆系统各自形成共源岩浆异地异相分异演化的格局。

福建省紫金山矿田龙江亭矿床地质和成矿流体特征及成因意义

龙江亭矿床地处福建省紫金山矿田的西南部,矿体受北西向断裂控制,产于燕山早期中细粒花岗岩中。含矿岩体整体遭受硅化-绢云母化-伊利石化-蒙脱石化,浅部为强硅化-迪开石化,深部保留有钾化;后期蚀变主要分布在地表,为硅化-高岭土化和褐铁矿化,偶见萤石化、重晶石化、石膏化。矿物组合和穿插关系显示,成矿前为无矿石英脉;成矿期脉体矿物组合为石英-绢云母-黄铁矿-铜硫化物;成矿后脉体矿物组合为石英-方解石±石膏。根据矿石组构和铜硫化物类型,成矿期脉体可细分为3个亚类或阶段:早阶段为黄铁矿-黄铜矿组合,浸染状和网脉浸染状构造,见于矿体深部;中阶段为黄铁矿-黄铜矿-斑铜矿-硫砷铜矿组合,具梳状、胶状或皮壳状构造,见于矿体中部;晚阶段为蓝辉铜矿-铜蓝组合,浸染状或晶簇构造,见于浅部坑道和地表。早阶段脉体矿物含大量富液相包裹体,少量富气相包裹体,均一温度为262~403℃,w(Na Cleq)介于0.2%~18.6%,显示中-高温热液的特征;中阶段脉体中的包裹体几乎全部均一到液相,完全均一温度为201~302℃,峰值为250℃,w(Na Cleq)介于0.2%~10.1%,总体显示中-低温热液的特征;晚阶段包裹体全部均一到液相,均一温度为117~250℃,w(Na Cleq)介于0.4%~9.5%之间,表现出低温、低盐度大气降水热液的特征。根据蚀变类型确定成矿期logf(O2)=-42^-38,p H值=3~5;根据金属矿物组合估算出中阶段logf(S2)=-9±,晚阶段logf(S2)=-6.5±。龙江亭矿床硫逸度-温度变化规律不同于世界上其他岩浆-流体成矿系统,可能经历了2次成矿事件,后期的高硫型浅成低温热液成矿作用叠加在早期的斑岩型矿床之上,一方面造成了复杂多样的蚀变类型、矿物组合和矿石组构,另一方面继承、残留了斑岩型矿床的特征。因此,其属于叠合成因的斑岩型-浅成低温热液型矿床,而非斑岩型与浅成低温热液型之间的过渡。

硫铟铜矿在福建紫金山铜金矿床的发现及深部找矿意义

硫铟铜矿(CuInS2)是一种罕见的铟独立矿物,在中国未曾报道过。在研究福建紫金山铜金矿床深部矿石矿物组成时,首次发现了硫铟铜矿。硫铟铜矿通常见于中高温热液矿床,紫金山铜金矿床东南矿段铜矿体中出现了硫钨锡铜矿、硫钼锡铜矿、硫铁锡铜矿、硫砷锡铜矿、锡砷硫钒铜矿、似黄锡矿、辉钼矿等高温矿物,指示紫金山矿床深部成矿温度较高,成矿流体中In、Sn、Pb、Zn、Mo、W含量较高,具有斑岩型等中高温热液成矿系统的找矿潜力。

福建紫金山矿田浅成低温热液型矿床成矿物质来源探讨——H、O、S、Pb同位素地球化学证据

紫金山高硫型浅成低温热液型铜金矿床和悦洋低硫型浅成低温热液型银多金属矿床为紫金山矿田内2个典型矿床。为了确定矿床成矿流体和成矿金属来源,文章系统研究了2个矿床的H、O、S、Pb同位素组成特征。结果显示,在紫金山铜金矿床深部的铜矿脉中,6件石英的δDV-SMOW值为-62.0‰^-58.5‰,δ18OV-SMOW值为12.0‰~14.6‰,δ18OH2O值介于2.4‰~6.5‰;26件金属硫化物的δ34S值介于-13‰~2.9‰,峰值介于-5‰~1‰;16件金属硫化物的206Pb/204Pb值介于17.966~18.785,207Pb/204Pb值介于15.571~15.722,208Pb/204Pb值介于38.127~38.849。在悦洋矿区的矿脉中,1件石英样品的δDV-SMOW值为66.6‰;5件石英样品δ18OV-SMOW值介于10.0‰~13.7‰,δ18OH2O值介于-1.1‰~3.4‰;13件金属硫化物的δ34S值介于-6.8‰^-1.0‰,平均值-4‰;5件金属硫化物的206Pb/204Pb值介于18.405~18.521,207Pb/204Pb值介于15.620~15.685,208Pb/204Pb值介于38.587~38.863。H、O同位素特征显示,紫金山铜金矿床的成矿流体水主要来自岩浆水,混合少量大气降水;悦洋银矿床则以大气降水为主,有少量的岩浆水加入。硫化物的S和Pb同位素特征显示,紫金山铜金矿床的成矿物质主要来源于早白垩世岩浆岩,悦洋银矿床的成矿物质主要来源于围岩及早白垩世岩浆岩。

五子骑龙矿床——被改造的斑岩铜矿上部带

五子骑龙矿床产于紫金山矿田的一个早白垩世火山管道旁侧。火山管道中充填的英安斑岩向深部逐渐相变为花岗闪长斑岩。由于后期断裂的破坏，该花岗闪长斑岩及其矿化系统被上冲到与五子骑龙矿床相邻的中寮矿床近地表位置，从而形成斑岩型铜矿床－中寮矿床。五子骑龙矿床中，环绕英安斑岩发育明矾石化、迪开石化、埃洛石化和红柱石化蚀变，这些蚀变是改造并叠加早期绢英岩化蚀变的结果。其铜矿石中的铜蓝、硫砷铜矿和蓝辉铜矿。

福建紫金山矿田深部似斑状花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb和单矿物^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其地质意义

通过对福建紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩3组锆石SHRIMP U-Pb和2组角闪石、钾长石^(40)Ar/^(39)Ar测年,获得锆石^(206)Pb/^(238()U加权平均年龄为101.8±1.5 Ma(n=34,MSWD=1.0),代表紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩的成岩年龄;同时获得角闪石^(40)Ar/^(39)Ar冷却年龄为100±11 Ma、102.2 Ma,钾长石的^(40)Ar/^(39)Ar冷却年龄为96.3±1.7 Ma、98.5 Ma。依据矿物封闭温度理论,估算紫金山矿田深部与成矿作用有关的主期似斑状花岗闪长岩由锆石结晶至角闪石40Ar/39Ar体系封闭、再到钾长石^(40)Ar/^(39)Ar体系封闭的岩石冷却速率分别是40.7~67.1℃/Ma、116.9~216.3℃/Ma,显示岩石的冷却速率较大;由古地温梯度推算主期似斑状花岗闪长岩结晶(101.8±1.5 Ma)至钾长石^(40)Ar/^(39)Ar体系封闭(96.3±1.7 Ma)期间岩体隆升剥露了约3 km,暗示地壳在这一时期发生了快速隆升剥蚀作用。紫金山矿田深部似斑状花岗闪长岩锆石206Pb/238U年龄佐证了紫金山矿田深部存在一个大岩基,并约束了紫金山矿田斑岩型矿床的成矿时代,单矿物的^(40)Ar/^(39)Ar年龄为矿区的隆升剥露研究提供新资料。

紫金山矿田Cu-Fe-S矿物的EPMA和LA-ICP-MS微区元素分析及地质意义

应用EPMA和LA-ICP-MS微区分析技术,首次揭示了紫金矿田中铜铁硫化物的主、微量元素分布特征。研究表明紫金山铜金矿浅部蓝辉铜矿石的铜矿物具有富Se的特征,其中铜蓝中的Se最高可达1.57%,并出现Se的成分环带特征。LA-ICP-MS的微量元素分析表明蓝辉铜矿和久辉铜矿中含较高的Au(>1×10-6)和Ag,是金、银的重要载体,同时含较高含量的Bi、Sn、As和Se,与次生富集成因存在着显著的区别。紫金山铜金矿和龙江亭铜矿的斑铜矿是重要的Ag和Bi载体,不同阶段的斑铜矿的微量元素有差异,高硫化阶段的斑铜矿Bi含量较高,而中低硫化阶段的斑铜矿Ag和Sn含量较高。黄铜矿含少量的Ag,但出现了较高的In(约30×10-6),是铟的重要载体。高硫化阶段的黄铁矿具有更高的Cu和Ni。此外,矿石矿物中普遍含有较高的Se、Te、Ge和As,均表明紫金山矿田的矿床与火山活动的热液作用紧密相关。紫金山铜金矿床中出现的W、Sn、Mo、Bi和In元素异常带是一种指示斑岩型矿化向高硫化型矿化过渡的地球化学标志,指示紫金山深部具有潜在的斑岩成矿潜力。

福建省紫金山铜金矿田石帽山群下组火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年与白垩纪岩浆活动期次

通过对石帽山群下组底部火山岩两组原位锆石进行LA-ICP-MSU-Pb测年,准确厘定了福建省紫金山铜金矿田中石帽山群下组火山岩的时代,获得206Pb/238U加权平均年龄分别为113.0±1.9Ma(n=16,MSWD=1.02)和110.1±0.7Ma(n=16,MSWD=0.16),并取得了131.8～162.7Ma和501.3Ma的捕获锆石或继承锆石的年龄信息。结合近年前人发表的锆石测年成果,将紫金山铜金矿田白垩纪岩浆活动划分为三个阶段:(1)115～110Ma为早期火山爆发-溢流阶段;(2)110～105Ma为中期岩浆溢流-隐爆-填塞火山通道及四坊岩体侵位阶段;(3)105～95Ma为晚期多阶段花岗闪长斑岩侵位与斑岩-热液成矿作用阶段。这为紫金山铜金矿田白垩纪岩浆活动期次与成矿时代研究提供了重要新资料。

福建省上杭紫金山矿田铜金银矿床类型及对比

紫金山大型铜（金）矿床是我国大陆发现的首例高硫浅成低温热液型（石英—明矾石型）矿床。随着勘探工作的深入，在该矿床深部及边部相继发现了斑岩型铜（钼）矿、中低温热液型铜金矿和低硫浅成低温热液型（绢云母—冰长石型）银、金、铜矿。各类型矿床间的浅成热液系统连续过渡，这在世界上是具代表性的矿例。不仅具有重要的找矿意义；而且在陆相火山成矿方面有重要理论意义。

福建紫金山矿田黄铁矿标型特征研究

通过手标本及显微镜下矿相学观察，结合电子探针成分及X射线粉晶衍射分析，总结紫金山矿田各矿床的黄铁矿形态标型、结构标型及成分标型特征，发现紫金山矿田黄铁矿主要晶形为八面体、立方体、五角十二面体及其聚形，晶胞参数值的变化范围为a0=0．54112～0．54197nm，平均0．54158nm。自形一半自形八面体和立方体晶形，粒度粗，淡黄色黄铁矿晶胞参数接近于正常值，其含矿性小；而他形一半自形，八面体，五角十二面体及其聚形黄铁矿，粒度细小，晶胞参数偏大，一般表现为浅铜黄色，含矿性高。w（S）、w（S）／w（Fe）、w（Co）／”（Ni）比值指示了紫金山矿田的成矿热液来源及成矿温度的变化，并对具环带结构黄铁矿的不同环带进行了电子探针成分分析。

福建紫金山矿田西南铜钼矿段蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究

西南铜钼矿段位于中国著名的福建上杭县紫金山矿田内,是该矿田最新发现的另一个典型的斑岩型矿床。该矿床形成于白垩纪,矿化(浸染状和细脉浸染状)与成矿同期花岗闪长斑岩密切相关。围岩蚀变由深到浅分别为青磐岩化带、绢英岩化带、高级泥化-泥化蚀变带和氧化带。蚀变矿化期次可划分为:(早期)绢英岩化期、斑岩矿化期、浅成低温热液叠加期、成矿后期脉和表生期。其中,斑岩矿化期又可分为钾硅酸盐化阶段、青磐岩化阶段和(晚期)绢英岩化阶段;浅成低温热液叠加期主要为泥化-高级泥化蚀变。对比研究发现,西南矿段具有与典型斑岩矿床相似的矿化蚀变特征,但缺失钾化带且矿化规模小,成矿斑岩以岩枝状(非岩株状)水平侵位,产生非对称蚀变分带,据此推测西南矿段深部可能存在真正的成矿斑岩岩株和大储量及高品位的矿化中心。通过短波红外光谱(SWIR)研究发现,从矿化中心到外围,伊利石结晶度值(IC)和伊利石2200 nm吸收峰位值(Pos2200)均有明显的从高值到低值的变化趋势。此外,研究发现高IC值(>2.1)和高Pos2200值(>2203 nm)可作为紫金山地区勘查该类矿床的找矿标志。本研究可以为紫金山地区斑岩矿床的成矿规律认识和找矿勘查提供科学依据。

福建紫金山铜金矿田地球物理地球化学特征及找矿模型

在研究紫金山铜金矿田地质特征的基础上,通过对矿田内各类地质体的重力、航磁、遥感等地球物理特征和微量元素地球化学特征的研究, 建立了矿田的地质-地球物理-地球化学找矿模型。

福建省紫金山矿田东南矿段铜钼矿床蚀变与矿化特征

紫金山矿田东南矿段铜钼矿床地处紫金山浅成低温热液型铜金矿床和罗卜岭斑岩型铜钼矿床之间。利用近红外光谱技术测试蚀变矿物特征,并结合地质填图、钻孔编录和岩矿鉴定等工作,划分出钾化带、绿泥石绢英岩化带、黄铁绢英岩化带、地开石硅化带、明矾石地开石硅化带等5个蚀变带。钻孔编录和镜下观察发现,金属矿物分为2个期次,生成顺序为磁铁矿-黄铁矿(第1期)→赤铁矿→辉钼矿-黄铜矿-斑铜矿-黄铁矿(第2期)→硫砷铜矿-蓝辉铜矿-铜篮。矿化类型与蚀变分带关系密切:以黄铜矿+斑铜矿+辉钼矿为主的Ⅱ号矿体产出于绿泥石绢英岩化带,与罗卜岭铜钼矿的蚀变矿化特征相似;以蓝辉铜矿+铜蓝交代黄铜矿+斑铜矿为主的Ⅳ号主矿体主要产出于地开石硅化带和明矾石地开石硅化带底部;以蓝辉铜矿+铜蓝+硫砷铜矿为主的Ⅴ号矿体产出于明矾石地开石硅化带,与紫金山铜金矿的蚀变矿化特征相似。明矾石温度分带显示具有罗卜岭斑岩和紫金山火山机构2个高温中心,中、低温混合明矾石化与Ⅳ号主矿体空间上呈显耦合关系。另外,Ⅳ号主矿体的云母矿物Al-OH吸收峰小于2205 nm。初步认为Ⅳ号主矿体是紫金山浅成低温热液叠加罗卜岭斑岩矿床外带所形成。