埃达克岩与Cu-Au成矿作用:有待深入研究的岩浆成矿关系

研究表明,环太平洋地区新生代斑岩铜矿和浅成热液金矿与同期的埃达克质岩浆活动存在密切的时空与成因联系。埃达克岩是许多世界级的斑岩铜矿的容矿岩,也是许多浅成热液矿化系统的成矿母岩浆。根据目前的研究。二者成因联系可能在于埃达克质岩浆的富流体、高氧逸度和基性源岩等固有属性,有利于Cu、Au等深源金属元素的萃取与富集成矿。因此,这可能是一种潜在的岩浆成矿专属性关系,但对产生这种关系的原因与机制仍然不十分清楚。这有待于今后深入开展成矿与无矿的埃达克岩、成矿的埃迭克岩与非埃达克岩、无矿的埃达克岩与非埃达克岩等方面的对比研究。以揭示这种成矿专属性的本质。

华南区域成矿和中生代岩浆成矿规律概要

华南地区成矿地质构造环境经历了六个地质构造演化阶段,并在中生代形成了长江中下游、江南隆起、赣东北(钦杭带东段)、武夷-云开、南岭和东南沿海6个构造岩浆成矿带。本文依矿床的成矿系列理论,将华南中生代繁多的矿床,按地质构造单元及环境、岩浆成矿作用的专属性、有成因联系的矿床组合,划分出五个矿床成矿系列,总结了各矿床成矿系列的特征,分析了各矿床成矿系列的边界及部分过渡、重叠的特色。本文总结了华南成矿作用的时空分布及演化规律,分析各矿床成矿系列与壳幔作用的关系,探讨了华南中生代成矿作用与印支期华北、扬子板块碰撞对接、燕山期古太平洋板块向欧亚板块俯冲之远程影响的关系,以及华南地区燕山期地幔活动对该区岩浆成矿作用的重要贡献。

岩浆成矿系统的尺度效应

小岩体成大矿理论强调了岩浆侵入体的几何尺度与内生金属成矿作用的有机联系,但这种联系的实质尚理解甚少。简要分析了岩浆成矿系统的基本问题,聚焦于侵入体几何尺度与几种关键控矿因素的内在联系。利用前人提出的固相线前锋迁移距离与冷却时间之间的函数关系估算了岩浆侵入体固结的时间尺度,发现小岩体的存活时间尺度与超大型矿床的形成时间尺度一致。基于斯托克定律的估算,含有暗色微粒包体的小岩体以岩浆快速上升为特征,符合流体中成矿金属溶解度与压力(P)、温度(T)正相关的实验结果。分析了岩浆产量与源区减压速率和所产生岩浆中挥发分含量之间的关系,提出大规模岩浆活动之后岩浆产量必然逐渐减少,因而流体-熔体比值逐渐增加。据此认为,超大型矿床可形成于紧接着大规模岩浆活动之后,并以长英质岩浆成矿系统为例将其称为岩基后成矿作用。因此,岩浆成矿系统的尺度效应是一种重要的地质效应,尺度效应分析支持小岩体成大矿理论。

东天山地区铜镍硫化物矿床岩浆成矿深部过程

新疆东天山黄山镁铁质-超镁铁质岩带(觉罗塔格构造岩浆带)位于天山-兴安造山系北天山造山带东段,康古尔-秋格明塔什韧性剪切带附近。该岩带各岩体大致沿康古尔塔格与苦水两条深大断裂带呈近东西向展布,西起库姆塔格沙垄,东至四顶黑山,长约270km,宽20～35km,面积5600km2。分布有土墩、二红洼、香山、黄山南、

二叠纪峨眉山地幔柱岩浆成矿作用的多样性

二叠纪峨眉山地幔柱形成了规模巨大的大火成岩省、并伴随众多具有经济价值的矿床。地幔柱岩浆分别形成了高钛和低钛2个主要玄武质岩浆系列,并显示了一定的成矿专属性,赋存铜镍硫化物矿床的小型镁铁-超镁铁质岩体原始岩浆的成分类似区内低钛苦橄岩,而赋存钒钛磁铁矿矿床的层状岩体,其原始岩浆成分特征与高钛苦橄岩类似。不同含矿岩体的岩石学、地球化学和含矿性各有差异,这主要取决于岩浆源区特征、岩浆演化过程、地壳混染和岩浆侵位过程。本文对峨眉山地幔柱岩浆成矿作用近年来在上述几方面的研究进展进行了综合和评述,指出地幔柱成矿作用研究存在的一些值得研究的问题。

论华夏成矿省燕山期岩浆成矿大爆发的核幔式扩展模式与动力机制——纪念李四光先生诞辰130周年

中国东南部的华夏成矿省为滨太平洋成矿域最重要的钨锡贵稀多金属非金属成矿省。大量的地质调查与同位素测年资料表明,该区燕山期陆内活化造山引发的岩浆成矿大爆发启于陆内陆壳脆弱地带,中侏罗世(172±Ma)初动于钦杭结合带中段,晚侏罗世激化于南岭地区,早白垩世向外侧大面积扩展,结束于早白垩世末(99±Ma),呈现出以钦杭带中段和南岭地区为核心、以外侧为幔的核幔式扩展模式,制约着区域岩浆活动与成矿特征以及由早而晚、由核及幔、由深到浅、由浅及表的岩浆成矿规律。由于这场运动发生于陆壳硬化程度较高的背景,大规模的岩石圈物质调整与岩浆成矿活动引发的上地壳蠕散效应十分显著,其与欧亚板块和古太平洋板块之间的强烈的左行扭动及弱俯冲作用复合,构成了岩浆成矿核幔式独特的动力机制。

黑龙江三矿沟-多宝山成矿带构造-岩浆成矿作用

三矿沟-多宝山铜钼金是我国北方著名的矿产地,分布有多宝山和铜山大型斑岩型铜多金属矿床、争光大型岩浆热液金矿床、三矿沟小型矽卡岩型铜铁矿床以及众多的铜金钼矿(化)点。根据近年来地质工作取得的新进展、新成果,用板块构造和岛弧成矿理论对该带的地质构造演化、含矿地质建造、成矿时代、岩浆成矿作用等进行了分析总结,并划分出三个成矿系列。

岩浆成矿系统演化的时空结构与成矿预测体制

尽管以往的找矿成果被归功于"地物化遥"综合找矿法,地质学方法主要起着指导作用,但并没有提供具体的找矿路径。其主要原因在于流行的成矿理论是归纳总结的产物,尚存在许多结构性的缺陷。因此,成矿系统向勘查系统的转换往往不成功。

安徽庐江-滁州岩浆成矿带成岩成矿作用特征

过野外地质调查,结合岩浆岩主微量元素分析结果,本文系统总结了安徽庐江-滁州岩浆成矿带成岩成矿作用特征,提出北外带成岩成矿作用可分为三期:石英正长岩形成于140Ma,无成矿作用;石英闪长(二长)斑岩形成于131~129Ma,产出斑岩-矽卡岩型铜金矿床;黑云母花岗岩形成于99Ma,产出矽卡岩型钨钼多金属矿床。安徽庐江-滁州岩浆成矿带早期岩体处于太平洋构造域转换开始背景,中期岩体对应于长江中下游成矿带晚阶段的矽卡岩-斑岩成矿作用,是由于古太平洋板块俯冲方向的改变(NW→NNW)作用下的产物,处于伸展的构造背景下,北外带晚期岩体形成于新的伸展高峰,且与壳源物质密切相关。

北山裂谷红石山镍矿床特征及成因——多期岩浆成矿作用

新疆东天山南部北山裂谷带中出露大量镁铁-超镁铁岩,铜镍含量较低。红石山镍矿位于北山裂谷金铜镍成矿带西部,在前人工作基础上,结合裂谷环境下成岩机制,对红石山铜镍矿矿区侵入岩序列、容矿围岩及构造、矿体特征进行研究,分析红石山铜镍矿成矿环境及成矿作用演化特征,建立多期岩浆成矿模式及找矿标志,以期为矿区寻找隐伏矿床(体)及铜镍矿床提供理论依据。

安徽沿江地区岩浆成矿带

安徽沿江地区可分为三个岩浆成矿带：内带（主带） 、北（ 外） 带和南（ 外） 带。内带沿长江断裂带分布，与地幔隆起带一致，幔源高钾碱性玄武岩浆通过不同程度的ＡＦＣ混合机制和结晶分异机制，形成了不同的岩石组合和矿床，基性岩到酸性岩均有分布，其共同点是高钾富碱，侵入岩以高钾钙碱性岩系为主，火山岩以橄榄安粗岩系为主，广义矽卡岩型Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓ、Ａｕ 及火山岩型Ｆｅ、Ｓ矿床是主要的矿床类型；南（外） 带以花岗闪长斑岩为主，高硅低碱，属钙碱性岩系，是上地壳下部易熔组分重熔的产物，成矿元素也由主带的Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓ、Ａｕ 转向Ｐｂ、Ｚｎ（Ａｇ） 、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ 等，是斑岩型Ｍｏ、Ｃｕ 矿床的远景带；北（外） 带比较复杂，主体部分属钙碱性岩系，花岗岩与花岗闪长岩侵入体是下地壳重熔的产物，部分花岗闪长斑岩形成广义矽卡岩型Ｃｕ、Ａｕ 矿床，另一部分以幔源物质为主的闪长玢岩，形成斑岩型Ｃｕ 矿。不同的岩浆成矿带受不同的基底控制。Ｎｄ 、Ｓｒ、Ｐｂ 同位素研究表明，主带和北带存在太古宙麻粒岩相变质基底，南带岩浆岩则源于元古宙角闪岩相到绿片岩相变质基底。地幔隆起与幔源物质参与成矿作用，以及由地幔隆起带来的高热流是成矿的最有利条件。建议深入研究幔脊?

小兴安岭霍吉河钼矿床成矿过程——透岩浆成矿作用

传统上将小兴安岭霍吉河钼矿床归类为斑岩型钼矿.通过对矿区地质特征的研究,即矿区无斑岩体、矿体围绕隐爆角砾岩呈环状出露、石英细脉-网脉状和浸染状矿石结构、成矿年龄明显晚于赋矿围岩形成时间等,认为该矿床是透岩浆成矿作用的结果.早中生代伊春-延寿花岗岩岩基带上相伴的大型—超大型钼矿是典型的透岩浆成矿作用的产物,是岩基后成矿作用.

岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。

东昆仑古生代镁铁质岩浆镍钴成矿条件——希望沟地区超镁铁质岩C-He-Ne-Ar同位素制约

东昆仑造山带广泛发育古生代以来的镁铁质岩浆作用,不同的镁铁质岩浆在镍钴关键金属成矿潜力方面存在显著差异,希望沟地区出露的玄武岩及406.9Ma和270.7~264.9Ma两期镁铁-超镁铁质岩的Ni-Co成矿规模不同,是对比认识镍钴富集成矿条件差异的理想地区。本文测定了超镁铁质岩单矿物中流体挥发份的稀有气体和碳同位素组成,橄榄石、辉石和斜长石释出CO _(2)和CH4的δ^(13)C值变化范围大,δ^(13)CCO _(2)和δ^(13)C_(CH4)位于有机质热裂解成因及地壳值的范围内,δ^(13)C_(CH4)值具有I型有机质来源特征,CH4同系物的碳同位素组成随碳数呈正序及局部反序的分布特征,3He/4He与40Ar/36Ar指示大气饱和流体与大陆地壳端元,3He/4He与δ^(13)CCO _(2)揭示Ⅰ型沉积有机质与蚀变洋壳。3He/4He与4He含量负相关表明放射性成因4He~*的大量积聚,扣除掉4He~*后含镍钴成矿的406.9Ma岩体的3He/4He值达1.8Ra,揭示岩浆来源于岩石圈地幔。大陆地壳和沉积有机质可能来自围岩的沉积有机质热裂解组分,Ⅰ型沉积有机质、蚀变洋壳及大气饱和流体揭示岩浆地幔源区的俯冲洋壳板片携带再循环地壳组分。希望沟镁铁-超镁铁质杂岩体的地壳混染比例(32%)高于夏日哈木矿床,不是制约硫化物饱和熔离镍钴成矿的条件,270.7~264.9Ma岩体低的Ni-Co含量及成矿规模可能与深部岩浆房硫化物的熔离有关。

东昆仑造山带岩浆镍钴硫化物矿床形成构造背景探讨

【研究目的】青海省夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是世界范围内造山带背景发现的最大岩浆镍钴硫化物矿床。此外在东昆仑造山带夏日哈木外围还发现了石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床,初步显示东昆仑造山带良好的镍钴硫化物矿床形成条件和巨大的找矿潜力。【研究方法】通过野外地质调查,室内开展岩石学、矿相学、主微量元素分析、同位素地球化学等。【研究结果】精确锆石U-Pb测年发现,东昆仑造山带夏日哈木等含矿镁铁—超镁铁质岩体基本形成于425~330 Ma,沿柴达木盆地南缘昆北断裂和昆中断裂自西向东依次展布。含矿岩体的岩性主要为辉石橄榄岩、辉石岩、二辉橄榄岩、纯橄岩等,其SiO_(2)含量31.52%~53.31%,MgO含量7.5%~39.03%,Al_(2)O_(3)含量0.1%~16.01%,CaO含量0.23%~13.85%,MgO与SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Na_(2)O、K2O均呈负相关关系。稀土总量介于6.36×10^(-6)~81.5×10^(-6),平均为29.92×10^(-6),LREE/HREE平均值为5.34,(La/Sm)N、(La/Yb)N、(Sm/Nd)N、(Gd/Yb)N平均值分别为2.58、5.99、0.76、1.78,轻重稀土分异程度较高。含矿超镁铁质岩普遍具有较为一致的微量元素分布曲线,且与镁铁质岩石表现特征类似,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P等,而相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U等。Sr、Nd同位素研究指示夏日哈木、石头坑德等岩体岩浆源区来源于软流圈地幔,同时δ^(34)S均表现出较高的正值,揭示地壳物质同化混染是形成岩浆镍钴硫化物矿床的关键因素。【结论】结合区域最新构造演化认识,认为东昆仑夏日哈木等超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯裂解岩浆活动的成矿表现。该认识对丰富造山带内岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓展岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑引领区域找矿实践实现新突破,均具有重要的研究价值和意义。

中亚成矿域西部早二叠世金、镍重大成矿事件

晚古生代是地球历史上一个重要时期,蕴含着潘吉亚超大陆、规模最大冰期、最严重的生物大灭绝以及巨量矿产资源形成的关键信息。地处欧亚大陆腹地的中亚成矿域是全球最大的显生宙大陆增生区,以晚古生代大规模成矿为显著特色,尤其早二叠世(270~290 Ma)在中亚成矿域西部天山及邻区巨量金、镍爆发性集中成矿作用,造就出世界第二大金成矿省,形成了超过10000 t金,造就出具有世界特色的造山带岩浆型镍矿集区,形成了包括8个大型-超大型矿床在内的东天山、额尔齐斯、北山3个重要镍矿床集中区,镍资源达250万t,是一次全球罕见的金-镍时间耦合重大成矿事件。文章基于最新研究成果,系统论述了中亚成矿域西部早二叠世金、镍大规模成矿的时空分布和基本地质特征,探讨了该重大成矿事件的区域动力学背景和可能成矿机制。研究认为,早二叠世金矿床产于天山古缝合带附近的脆/韧性构造变形带,构成独具特色的大陆变形带金成矿系统,已有成矿理论难以涵盖,含碳碎屑岩系、地块抬升导致的大规模区域变质作用、多来源的流体作用、多期构造活化富集、多种因素耦合叠加等,可能是大规模金成矿的关键条件;早二叠世镍矿床沿天山、北山、阿尔泰地区深大断裂附近的镁铁-超镁铁质岩体线性展布,是全球造山带镍成矿作用最强烈、发现矿床数量最多的地区,俯冲熔/流体的交代岩石圈地幔/软流圈发生高程度部分熔融、区域超壳深断裂为玄武质岩浆提供快速运移的通道、壳源物质加入触发硫化物熔离、硫化物与多幕脉动侵位的岩浆反应是造山带岩浆型镍大规模成矿的关键。整体上,中亚成矿域西部早二叠世金、镍重大成矿事件表现为“时间耦合、西金东镍”的时空格局,但大规模成矿的全球和区域动力学背景、金与镍富集机制及成矿响应机理还是未解之谜。

广西镇龙山岩浆热液成矿系统——来自成矿流体、成矿物质的证据

镇龙山岩浆热液成矿系统位于广西“山字形构造”前弧一个较大的短轴背斜构成的穹窿中,矿床(点)主要赋存于寒武系和泥盆系碎屑岩中。为探讨各矿床(点)之间的成因联系,在野外调查的基础上,对典型矿床进行了流体包裹体测温、激光拉曼及氢-氧-硫同位素研究。研究结果表明,包裹体主要为水溶液、气液两相包裹体,且含CO 2和CH_(4)包裹体较多,偶见含NaCl子晶的包裹体。高温矿床均一温度为320~339℃,盐度为8%~9%NaCl eqv;中温矿床均一温度为280~299℃,盐度为7%~8%NaCl eqv;低温矿床均一温度为160~179℃,盐度为5%~6%NaCl eqv。石英中流体包裹体δD V-SMOW集中在-55‰~-80.1‰之间,δ^(18)O_(V-PDB)集中在-9.1‰~-18.8‰之间,氢-氧同位素图解主要落在岩浆水的范围内,并有向大气降水偏移的趋势,表明上述矿床流体的主要来源可能是岩浆水,后期有大气降水的混入。单矿物的硫同位素峰值集中在-2‰~2‰之间,其中毒砂以正值为主,辉锑矿以负值为主,总体具有相对均一的硫源,说明硫化物中的硫均来自岩浆。上述研究表明,镇龙山地区矿床(点)分布具有明显的岩浆-热液成矿系统的分带特点,岩体及其边缘发育斑岩型高温热液矿床,外围逐渐过渡到中温和中低温热液矿床,建立了镇龙山地区岩浆热液成矿系统的水平和垂直矿化分带模型。

东昆仑东段中-晚三叠世区域岩浆-热液成矿系统

东昆仑成矿带在早中生代发生了大规模的成矿作用,形成了一系列脉状金矿床、脉状银铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁多金属矿床,但这些矿床之间的成因联系尚不清楚。东昆仑东段以其多样的矿床类型为这一科学问题的研究提供了理想场所。在总结归纳东昆仑东段主要类型矿床时空分布和地质特征的基础上,通过系统分析各类矿床的成矿时代、成矿构造背景及成矿流体与物质来源,探讨它们之间的成因联系。研究结果显示,东昆仑东段各类矿床主要形成于中-晚三叠世(240~220 Ma),均是东昆仑古特提斯陆陆碰撞及后碰撞伸展作用的产物。此外,区内及外围东昆北地体中的各类矿床均具有相似的成矿流体与成矿物质来源,且与该时期广泛发育的深部岩浆作用密切相关,共同组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统,不同类型的矿化可能是该岩浆-热液系统不同演化阶段的产物。巴颜喀拉板块深俯冲及板块断离诱发软流圈地幔的上涌及随后的大规模岩浆-流体活动,富含金属挥发分的岩浆热液与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终形成区内巨型的岩浆-热液成矿系统。基于该成矿系统,东昆仑东段具有寻找多类型共生矿床的潜力。

岩浆-热液成矿系统中铁同位素地球化学研究现状

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ^(56)Fe值变化较大(-2.07‰~+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中均存在明显的分馏,因此,在约束岩浆-热液成矿系统中成矿金属的迁移-富集-沉淀过程和示踪成矿物质来源方面具有巨大的应用潜力。通过整理和分析前人研究资料,文章总结了岩浆-热液成矿系统岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素地球化学行为的研究现状。岩浆演化过程中铁同位素会发生显著分馏,如部分熔融过程中,熔体相比残余固相富集重铁同位素;矿物分离结晶会引起残余熔体铁同位素组成的变化,主要受含Fe2+或Fe3+矿物结晶的影响,如磁铁矿分离结晶会导致残余熔体铁同位素组成变轻,总体反映岩浆氧化还原状态对铁同位素分馏的主要控制作用,因此,含矿岩体铁同位素组成及其变化可用于确定岩浆的氧化还原状态。流体出溶是含矿岩浆演化成为岩浆热液矿床的关键过程,出溶流体相对于母岩富集轻铁同位素,但实验研究表明出溶流体铁同位素组成可能受其中铁的迁移形式、与流体平衡的含Fe2+或Fe3+矿物的比例、相分离和流体混合等多种因素影响。热液演化过程中,含铁热液矿物沉淀会引起流体铁同位素组成的变化,磁铁矿沉淀会导致流体富集轻铁同位素,而含铁硫化物(如磁黄铁矿)沉淀则会使得流体逐渐富集重铁同位素,显示热液流体氧化还原状态对铁同位素分馏的控制作用。由于黄铜矿被认为可以有效记录流体的铁同位素组成,其铁同位素值被用于区分热液流体氧化还原状态。铁元素作为岩浆-热液成矿系统中直接参与成矿的元素,为直接示踪成矿物质来源提供了可能性,然而,岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素的明显分馏,导致利用铁同位素示踪成矿物质来源的特殊性。进一步明确流体出溶、热液演化等地质过程中的分馏规律,是利用铁同位素示踪成矿物质来源的关键。

岩浆热液成矿系统的数值模拟——以安徽沙溪斑岩铜(金)矿床为例

数值模拟作为研究热液成矿系统的重要手段,可以通过对地质演化过程的再现,深入了解其内在动力机制。数值模拟方法的运用,需要借助力学性质、流体性质、热力学性质等信息的搜集,来建立地质模型的初始条件(压力场和温度场)和边界条件(速度和时间)。采用有限元方法,将地质模型划分为形状不规则的众多小区域,并适当在地质结构复杂的区域对网格进行加密,基于达西定律和能量守恒定律,较为清晰地再现安徽沙溪斑岩铜(金)矿床成矿过程及其内在动力机制。经过对热液流体运移中的温度和压力变化情况进行探究,发现压力达到地压梯度的时间比温度达到地温梯度的时间短,并且在不同的地质区域和结构对压力和温度的传播方向和速度有影响。数值模拟方法是一个新的成矿学研究思路,可以较为清晰地展现成矿过程,流体运移路径实现矿液运输和矿体定位,为今后矿产开发提供参考和依据。