岩浆作用对岩浆热液金铜成矿制约的元素地球化学和锆石CL图像记录——以延边小西南岔富金铜矿床为例

通过对延边小西南岔大型富金铜床矿区产出的与成矿密切的角闪花岗闪长岩、黑云花岗闪长岩、黑云二长花岗岩(花岗杂岩)侵入体和闪长玢岩岩脉的地质、岩相学和元素地球化学研究,结合单颗粒锆石CL图象特征及精细测年结果,初步确定:它们的岩浆就位发生在晚中生代早白垩世末期(112 Ma^102 Ma),适值伊泽奈崎板块向古亚洲板块俯冲的大陆边缘环境;金铜矿化发生在角闪花岗闪长岩(111.7 Ma±2.8 Ma)、黑云花岗闪长岩(106.7 Ma±1.6 Ma)、黑云二长花岗岩(104.6 Ma±2.5 Ma)与闪长玢岩(102.1Ma±2.2 Ma)的就位之间;花岗杂岩是先存的岩石圈地幔受到俯冲大洋板片提供流体的交代,形成的次生岩石圈地幔,次生岩石圈地幔的部分熔融产生的埃达克质岩浆在MOSH面附近与下地壳重熔产生的钾质熔体混合,混合后的岩浆经以斜长石为主的矿物相分离结晶作用先后上侵就位形成;而闪长玢岩岩脉则是埃达克质岩浆直接上侵就位形成;矿质主要来自俯冲大洋板块,埃达克岩浆和地壳重熔岩浆的形成以及两者的混合作用、混合岩浆的结晶分离作用是导致成矿物质活化、迁移、富集的根源。

小西南岔富金铜矿床流体包裹体中子矿物特征及意义

运用显微镜和激光拉曼技术对小西南岔富金铜矿床北山矿段流体包裹体内的子晶矿物进行了鉴定。结果表明,其子晶矿物有硬石膏、石盐、钾盐以及黄铜矿等,这种特征反映该矿床的含矿流体为高盐、高氧化流体和还原流体,为进一步研究该矿床流体性质和矿床的成因提供了重要依据。

延边地区小西南岔富金铜矿床的成矿机理:矿物流体包裹体和同位素的制约

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要的热液矿床,由不同矿石品位和矿体特征的南山、北山两个矿段组成,矿化形式分别为脉状、细脉浸染状。流体包裹体研究表明:北山矿段均一温度为120~470℃,Ⅰ矿化阶段流体盐度为10.1%~20.0%NaCl eqv,Ⅱ、Ⅲ矿化阶段盐度变化大,为0.4%~45.5%NaCl eqv,流体气相成分为H_2O、CO_2、CH_4,少量N_2。南山矿段均一温度为150~450℃,Ⅰ成矿阶段盐度为4.0%~11.1%NaCl eqv,Ⅱ、Ⅲ矿化阶段盐度随着温度降低盐度逐渐减小,气相成分主要是H_2O、CO_2、CH_4;似斑状角闪花岗闪长岩石英内流体包裹体与南、北山矿段流体显示相近的均一温度范围(150~510℃)和气体成分,盐度4.9%~11.5%NaCl eqv与南山矿段Ⅰ成矿阶段流体相似。流体包裹体的显微测温、氢氧同位素,稀有气体同位素和Pb同位素结果表明南山矿段的成矿过程为幔源中低盐度流体在围岩裂隙中随着温度、压力降低以充填结晶作用为主而成矿;北山矿段成矿过程为幔源中低盐度流体发生沸腾作用后,与地壳流体混合,随后成矿流体以交代方式成矿,晚阶段两个矿区在大气水的混入作用下,北山矿段形成胶黄铁矿石英脉,南山矿段形成纯硫化物脉;似斑状角闪花岗闪长岩内流体包裹体特征反映了初始含矿流体属性,为中低盐度幔源岩浆热流体。

延边小西南岔富金铜矿床的成矿机理研究:矿物流体包裹体的稀有气体同位素地球化学证据

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要金铜矿床之一.该矿床由北山和南山两个矿段组成,北山矿段由细脉浸染状硫化物蚀变岩和数条胶黄铁矿为主的硫化物石英细脉组成,南山矿段由磁黄铁矿为主的硫化物石英脉及纯硫化物脉构成;它们矿石矿物的流体包裹体稀有气体的同位素实验得出:3He/4He,20Ne/22Ne和40Ar/36Ar比值变化分别在0.08～4.45Ra,8.8～10.2和306～430之间,且南山矿段矿物流体包裹体具有较高的3He/4He,20Ne/22Ne比值,北山矿段的矿物流体包裹体持有较低3He/4He比值.从其成矿流体起源与演化以及与矿化阶段的对应关系、成矿时代角度分析,该矿床的初始热流体应是来自有地幔柱型地幔/软流圈流体参与的洋壳部分熔融产生的熔体,并与伊泽奈崎(Izanagi ocaneic plate)板块向古亚洲大陆俯冲的大陆边缘环境相对应(123～102Ma);北山矿段细脉浸染型矿体是高温含矿流体上升、沸腾的前缘流体与年轻地壳流体发生强烈混合作用后的混合流体交代、结晶作用形成,胶黄铁矿为主的硫化物石英脉是随后的高温含矿流体充填作用形成;南山矿段磁黄铁矿为主的硫化物石英脉是中温含矿流体以充填方式为主沉淀结晶形成,纯硫化物脉是再度上升的中温含矿流体沸腾后的富矿流体充填、沉淀结晶作用形成.其成矿的动力学过程初步概括为:(1)伊泽奈崎板块俯冲去气、脱水或部分熔融作用形成含流体、矿质的埃达克质岩浆;(2)熔体与流体分离形成埃达克质岩浆和含矿热流体;(3)含矿流体先后上升、并经二次沸腾作用最终形成细脉浸染状与脉状共生的富金铜矿床.

班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床斑岩-火山岩的地球化学特征与时代:对成矿构造背景的制约

西藏多不杂铜矿床是班公湖-怒江带北侧新近发现的具有超大型远景的、典型的富金斑岩型铜矿床。本文对含矿斑岩、玄武质火山岩进行了系统的地球化学分析,甄别出三套岩石系列:埃达克岩、高 Nb 玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩。三套岩石 SiO_2含量47%～68%,Al_2O_3含13%～18%,MgO 含量1.4%～8.5%,FeOt 含量2.3%～8.1%和 CaO 含量2.1%～ 10%,属于钙碱系列。MgO、CaO 和 FeOt与 SiO_2呈负相关,K_2O 与 SiO_2基本呈正相关。高 Nb 玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩富 Na,Na_2O/K_2O 在0.9～7之间,而埃达克岩是相对富 K,Na_2O/K_2O比为0.8。稀土元素总量ΣREE 为29×10^(-6)-203×10^(-6),从基性到酸性岩∑REE 是逐渐减小的,高 Nb 玄武岩的稀土元素含量最高,而埃达克岩最低。球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土富集型,LREE/HREE 为7.0～12.4,(La/Yb)_N 为3.2～13,δEu 为0.9～2.1。埃达克岩和正常的岛弧玄武岩富集大离子亲石元素(LILE:如 Rb、Ba、K、Sr)和活泼的高场强元素(如:U、Th),相对亏损其它高场强元素(HFSE:如 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),表明具有俯冲带之上岛弧岩浆的特征。而高 Nb 玄武岩具有明显 Nb、Ta 正异常,且 TiO_2含量高(>2%),(La/Nb)_(PM)<2。微量元素地球化学特征和 Ar、Nd 同位素结果表明该区埃达克岩直接来源于俯冲洋壳的部分熔融,但可能有俯冲沉积物成分的加入;而高 Nb 的玄武岩则可能来源于埃达克质熔体交代或者超临界流体交代而产生富 Nb、Ta 的地幔源区,可能有软流圈地幔的加入;而正常的岛弧火山岩则来源于俯冲流体交代过的地幔楔。另外,多不杂矿区埃达克岩和高 Nb 玄武岩(HNB)空间共生的"埃达克质岩浆交代的火山岩系列",表明多不杂铜矿床形成于典型的岛弧俯冲构造背景。对与成矿密切相关的花岗闪长斑岩进行精确的 SHRIMP 锆石 U-Pb 年代学研究,其锆石具有明显的岩浆结晶环带,Th/U 比值范围为0.51～0.90,均大于0.1,为岩浆成因锆石,其 SHRIMP U-Pb 年龄为121.6±1.9Ma,表明至少在大约120Ma 期间班公-怒江洋盆正在向北俯冲,洋盆闭合时间应晚于早白垩世中期。

西藏班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床中金红石的特征及其意义

西藏班公湖带多不杂铜矿床是新近发现的具有超大型远景的典型富金斑岩铜矿床。金红石是富金斑岩铜矿中最特征的副矿物之一，对其结构和成分的研究可以反演成矿流体演化过程并确定斑岩铜矿的主矿体。在详细的野外地质考察基础上，对钾化带、强粘土化叠加钾化带样品中的金红石研究表明，金红石主要发育在黑云母斑晶中及其附近，呈不规则状、颗粒状（粒径约5～20μm）、长条状（一般长10-50μm，宽3-5μm）等。电子探针分析数据显示，多不杂富金斑岩铜矿中的金红石相对富集SiO2、V2O3、FeO，SiO2含量（质量分数，不同）在0．04％～4．40％范围之内；V2O3介于0．39％～1．13％，FeO为0．51％～3．01％；而其他成分相对较少，CaO 0．02％～2．71％，MnO最高可达0．2％，SnO 0．1％，A12O3最高达1．97％，MgO 0．96％，Cr2O3 0．63％，KzO 一般0．11％～0．49％，Na2O一般0．1％～0．23％，CuO最高可达0．56％，不含NiO。Fe、A1、V、Sn、Cr、Si、Cu原子数与Ti表现出很好的负相关性，表明这些原子替代金红石的Ti而占据晶格；而金红石中K、Na、Ca较高则可能是由于补偿电荷平衡而进入金红石的晶格。金红石较高含量的CuO、K2O、Na2O，表明成矿热液富含Cu、K和Na，同时也暗示金红石在钾化带中形成。金红石与黑云母密切的关系表明，大多数金红石形成于黑云母蚀变或者重结晶的过程中。另外，多不杂富金斑岩型铜矿床矿体中的金红石w（V2O3）〉0．4％，表明金红石中的V含量有助于确定斑岩铜矿中主矿体的范围，从而具有重要的找矿意义。

延边小西南岔富金斑岩铜矿床的含矿流体起源与演化——H,O,C,S,Pb同位素示踪

延边地区小西南岔富金斑岩铜矿床的H、O、C、S和Pb同位素特征如下:δ18OQ-H2O为-0.1‰^+5.6‰、δD为-77‰^-38‰,δ18OCc-H2O为-4.3‰、δD为-62‰;石英流体包裹体的δ13CCO2为-5.6‰^-3.5‰,1δ8OCc-H2O为-4.3‰^+11.39‰、1δ3CPDB为-8.8‰^-5.3‰,3δ4S集中在+2.1‰^+4.8‰之间,206Pb/204Pb=18.103~18.3882、07Pb/204Pb=15.405~15.5902、08Pb/204Pb=37.888~38.184,μ值为8.52~8.79。其中:S同位素特征指示含矿流体与次大陆岛弧岩浆相似,而C、O、Pb同位素则指示初始地幔源。结合H、O同位素的地幔初生水+岩浆水+变质水和演化过程向雨水热液和海水方向进行的特征初步认为,初始含矿流体的热动力源是原始地幔,成矿物质来源于I MORB性质地幔,含矿流体演化的浅部过程受到一定程度的雨水热液的混染作用。