岛弧-陆缘弧环境斑岩Cu±Mo±Au矿床勘查：地质标志应用

斑岩Cu±Mo±Au矿床(以下简称斑岩铜矿)因其巨大的经济价值而倍受勘查界重视。文章基于国内外,尤其是国外斑岩型铜-金(多金属)矿床最新勘查和研究进展,系统总结了岛弧-陆缘弧环境斑岩铜矿勘查地质标志及其找矿应用实践,包括:①大地构造环境分析,宏观上确定斑岩铜矿勘查选区。弧环境斑岩铜矿勘查应重点部署在与大洋俯冲有关的岛弧、陆缘弧等增生造山火山岩浆弧环境;②区域及矿田构造解析,不断缩小找矿靶区。与弧/造山带形成演化应力有关的超壳深大断裂系统控制矿带空间展布,断裂、褶皱、火山(地层)以及岩浆侵入等矿田构造体系控制矿床(体)分布;③岩石化学成分、矿物组成以及岩石结构等含矿斑岩体特征及成矿专属性判断,确定斑岩铜矿找矿目标体;④蚀变分带对成矿斑岩体和富矿区(矿体)指向。从深部到浅部、从核心到外围,钙碱性斑岩铜矿蚀变类型分别为钠-钙(硅酸盐)化、钾(硅酸盐)化、青磐岩化(细化为高温阳起石内带、中温绿帘石中带和低温绿泥石外带)、绢英岩化和泥化;碱性斑岩铜矿蚀变组合为钙-钾化、钾化、内青磐岩化带(阳起石-赤铁矿-绿帘石带)、外青磐岩化带(钠长石-阳起石带)和远青磐岩化带(绿泥石带);⑤岩帽特征对深部斑岩体和潜在富矿中心指向。钙碱性斑岩铜矿形成的岩帽由多孔状(晶洞发育)的硅质核,外侧高级泥化带(石英-明矾石带)和泥化带(高岭石±迪开石带)组成;碱性斑岩铜矿形成以钠长石化为核心、外围(上部)为钠长石-绢云母带的碱性岩帽;⑥脉体和角砾岩(筒)时空分布及其对勘查靶区(位)指向。A、B、D型脉以及C、M型脉等脉体类型、密度以及石英中残余硫化物详细填图是矿区勘查靶区定位和矿石品位预测有效指标之一;3大类、7种主要类型角砾岩在斑岩铜矿中时、空间分布可作为找矿评价的参考标志;⑦矿化元素、金属矿物和矿化类型分带及其找矿相互指示。从矿化中心到外围(浅部),出现[Mo-Cu→Cu-Mo(Au)→Cu-S(Au)]→[Pb-Zn(Au)]→Au-Ag(Mn)→Au(As,Sb)的元素分带,斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿硫化物晕分带;斑岩型、矽卡岩型、次浅成环境脉型、高硫型和中硫型浅成低温热液型等矿化类型在斑岩铜矿成矿系统中分布具有显著的规律性,是勘查评价最重要的地质标志;⑧矿体剥蚀与保存,是评价矿田(体)找矿潜力重要因素。

壳幔岩浆作用与陆内环境斑岩Cu±Mo±Au矿床成矿

斑岩型矿床是Cu、Mo、Au等金属的重要来源,其主要产于两种构造体制:一是与大洋板片俯冲相关的岛弧和陆缘弧环境,以环太平洋斑岩成矿带为典型代表(Sillitoe,1972;Sawkins,1990;Cooke et al.,2005);二是产于陆内环境(碰撞造山带或大陆板块内部),以特提斯斑岩成矿带为典型代表(芮宗瑶等,1984;2006;Hou et al.,2003;Qu et al.,2004)。

富碱斑岩成因与Cu—Mo—Au矿床成矿作用——以金沙江—红河富碱斑岩成矿带为例

富碱斑岩因其产出构造环境独特、岩石类型特殊,并常与铜多金属矿床密切相关,而受到广泛关注。笔者等在回顾相关研究进展的基础上,通过岩石成因和构造环境、岩浆性质和岩浆源区等方面的综合研究,探讨了金沙江—红河富碱斑岩成矿带富碱岩浆成矿作用及成岩成矿机制。系统的矿床地质、年代学、地球化学等研究表明:①金沙江—红河富碱斑岩成矿带内成岩成矿作用集中于43~32 Ma,成矿富碱斑岩系始新世—渐新世I型钾玄质花岗斑岩,是印—亚大陆后碰撞背景下大陆内部大型走滑和伸展等动力过程诱导的岩浆活动产物,金沙江和哀牢山—红河断裂的差异走滑运动可能控制了成矿带差异性成岩成矿事件;②成矿带北段以Cu—Mo为主的成矿富碱斑岩源自新元古代下地壳的部分熔融,且源区有富集地幔和亏损地幔物质的加入,而南段以Cu—Au或Cu(—Mo—Au)为主的成矿富碱斑岩源自具有不同程度富集地幔物质加入的新生下地壳的部分熔融;③带内以Cu为主的斑岩—矽卡岩型矿床中成矿富碱斑岩的氧逸度(ΔFMQ)与矿床规模具有正相关性。除受氧逸度控制外,源区高K2O含量有利于斑岩—矽卡岩型Au矿床的形成。该研究对金沙江—红河富碱斑岩成矿带乃至同类矿床研究和找矿勘查具有理论和实际意义。

鄂东南地区Cu-Au-Mo-(W)矿床的成矿时代及其成矿地球动力学背景探讨:辉钼矿Re-Os同位素年龄

鄂东南地区Cu-Au-Mo-(W)矿床是长江中下游地区金属成矿带的重要组成部分。本文利用Re-Os同位素定年方法对该地区5个典型矿床(丰山洞铜钼金银多金属矿床、阮家湾钨铜钼矿床、千家湾铜金矿床、铜绿山铜铁金钼多金属矿床和铜山口铜钼矿床)进行了成矿时代的研究,获得其辉钼矿Re-Os同位素年龄分别为(144.0±2.1)Ma、(143.6±1.7)Ma、(137.7±1.7)Ma、(137.8±1.7)^(138.1±1.8)Ma和(143.5±1.7)^(142.3±1.8)Ma,代表各矿床的成矿时代。研究结果表明,鄂东南矿集区内的Cu-Au-Mo-(W)矿床与铜陵、安庆、九瑞矿集区内的矿床几乎是同时形成的,成矿时代可能主要集中于(140±5)Ma,相当于晚侏罗世-早白垩世。在综合已有的岩石学、地球化学和地球物理学资料的基础上,笔者认为,这一成矿事件的深部动力学过程可能是处于中国东部南北向印支期构造域向北东向古太平洋构造域大转折的背景下,与软流圈上涌和玄武质岩浆底侵而导致壳幔同熔有关。

西藏班公湖-怒江成矿带西段拿厅斑岩Cu(Au)矿床的火成岩岩石成因与成矿物质来源

位于西藏班公湖-怒江成矿带西段多龙矿集区内的拿厅斑岩Cu(Au)矿床是近年来开展勘查取得重大找矿突破的矿床之一,控制Cu资源量已达到大型规模。但目前对该矿床的地质特征、成矿岩石成因及成矿物质来源还缺乏深入的了解和研究。本文基于系统的野外地质观察、岩相学研究,结合精细的锆石SIMS U-Pb定年、锆石Hf-O同位素、岩石地球化学和蚀变-矿石矿物的H-O-S同位素分析,认为该矿床是形成于121~118Ma的斑岩型Cu(Au)矿床,与多龙Cu(Au)矿集区内多不杂、波龙、拿顿、色那、拿若和铁格隆南(荣那)矿床为同一期岩浆-热液成矿事件,其成岩-成矿峰期为120~118Ma。拿厅斑岩铜(金)矿床成矿岩体显示轻稀土富集的分配型式和缺少Eu异常,且富集大离子亲石元素(如Rb、Ba等),而亏损高场强元素(如Nb、Ta等),显示弧岩浆的特征,形成于班公湖-怒江洋向北俯冲的大陆边缘弧背景。锆石Hf-O同位素模拟结果显示,矿区早期的安山-英安质次火山岩(εHf(t)=-2. 0~10. 3;δ18O=5. 07‰~6. 77‰)具有早期幔源岩浆和经历MASH过程混入壳源的岩浆(10%~20%壳源物质)的特征;而二长花岗斑岩和成矿花岗闪长斑岩(εHf(t)=1. 7~3. 3;δ18O=6. 40‰~6. 95‰)则是MASH过程逐渐演化(壳源-幔源混合,约20%~40%壳源物质)的产物。在形成拿厅斑岩铜金矿成矿岩浆的过程中,没有发生陆壳加厚的过程;岩浆演化过程中有较少斜长石分离结晶,主要为角闪石和钛铁氧化物结晶分异。另外,热液蚀变(石英、磁铁矿)和硫酸盐-硫化物(硬石膏、黄铜矿、黄铁矿)的H-O-S同位素结果显示,拿厅成矿流体和成矿物质主要来源于岩浆,与岩浆流体出溶过程密切有关。

滇西北红山晚白垩世花岗斑岩型Cu-Mo成矿系统及其大地构造学意义

红山铜多金属矿床位于滇西北中甸红山一带，其一直被认为是印支期夕卡岩型矿床。新的研究结果表明红山矿区存在两个成矿系统：①与印支期石英二长斑岩有关的夕卡岩型铜多金属成矿系统，其典型矿床是与石榴子石夕卡岩伴生的含铜磁铁矿体与磁黄铁矿体；②与花岗斑岩有关的斑岩型Cu—Mo～Pb—Zn成矿系统，其包括地表喷溢沉积成因的含铁钙硅质岩、可能为流体通道相的Cu—Mo多金属石英网脉与大脉、充填于岩溶洞穴中的层状Pb—Zn矿体、花岗斑岩内部的浸染状Cu—Mo矿化、及岩体外接触带夕卡岩型多金属矿床。含矿石英脉6个辉钼矿样品Re—Os模式年龄介于75．46～78．46Ma之间，等时线年龄为77Ma，红山矿区花岗斑岩型Cu～Mo矿床形成时代为晚白垩世。红山矿区晚白垩世花岗斑岩及其伴生斑岩型Cu—Mo矿床和大规模流体活动是滇西地区晚白垩世区域构造一流体一成矿体系的一部分，其形成与印度亚洲大陆碰撞有关，据此可推断印度～亚洲大陆的碰撞作用及其伴生的大规模成矿作用在77Ma就已开始。红山矿区晚白垩世斑岩型Cu—Mo矿床成矿系统的厘定对于斑岩型矿床成矿流体结构模型和区域成矿与构造学的研究具重要的启示意义。

东秦岭160～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)矿床磷灰石成分特征

东秦岭地区分布有160~140 Ma斑岩、斑岩-矽卡岩型Cu(Mo)和Mo(W)两种不同矿化类型矿床,对两种矿化的成矿岩体中磷灰石进行成分分析,结果显示本次研究的Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石均为岩浆磷灰石,但在主要成分和挥发份上两者具有一定的差异性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石具有相对较高的F/Cl比值(分别为81~262和0.8~25)和MnO含量(分别为:0.05%~0.91%,平均为0.25%和0.02%~0.18%,平均为0.07%),说明Mo(W)矿床成矿岩体的岩浆源区具有较为强烈的沉积物源区特征。随着大地构造位置变化,从华北板块南缘到北秦岭,再到南秦岭,成矿岩体中磷灰石的F/Cl比值和MnO含量逐渐降低,说明岩浆源区中幔源物质成分逐渐增多。与此同时矿化类型也逐渐由Mo(W)矿化转变为Cu(Mo)矿化,这也说明成矿岩体岩浆源区特征对矿化类型具有一定的约束性。此外,Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石具有不同的挥发份含量,而且挥发份类型对不同矿化元素具有选择性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的F含量(2.83%~5.81%,平均为3.97%),较高的F含量能够提高熔体中羟基含量,增强Mo的配分系数,有利于Mo矿化。Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的Cl含量(0.13%~1.14%,平均为0.45%),主要与Cu在流体相中主要以氯合物形式存在,且Cu在熔体相和流体相间的分配系数与Cl含量呈正相关关系有关。Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石均含有相似的SO3含量(均为0.17%),与斑岩型矿床中含矿岩体磷灰石的SO3范围相一致。但是,相对于典型大型、超大型斑岩型铜矿,东秦岭地区晚侏罗世—早白垩世Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石SO3含量略低,相应的成矿岩浆也具有相对较低的氧逸度和S含量,而这可能是造成区域内Cu(Mo)矿化规模较小的原因之一。

西藏邦铺钼(铜)多金属矿床隐爆角砾岩型矿体的发现及找矿意义

邦铺矿床为冈底斯成矿带东段一个大型斑岩-矽卡岩Mo(Cu)多金属矿床,笔者首次在矿区东部发现了隐爆角砾岩型Pb-Zn-Cu矿体,从而进一步深化完善了邦铺斑岩成矿系统。通过详细的钻孔地质编录和岩相学研究发现,角砾岩筒在垂向上和横向上具有明显的分带性:从浅部到深部,从角砾岩筒中心到边部,依次为爆破相-震碎相-震裂相-裂隙相。角砾岩型Pb-Zn-Cu矿体主要赋存于角砾岩筒的裂隙相和震裂相中,少数赋存于震碎相和爆破相中。方铅矿和闪锌矿呈脉状、网脉状、条带状产于裂隙相的裂隙中和震裂相胶结物中。根据隐爆角砾岩中石英二长斑岩角砾LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄((14.51±0.12)Ma)将隐爆角砾岩的形成年龄限定在~14 Ma,该年龄与斑岩矿体成矿年龄((14.67±0.54)Ma~(14.11±0.31)Ma)及矽卡岩矿体成矿年龄((13.93±0.87)Ma)相一致,统一的形成年龄说明隐爆角砾岩应为斑岩成矿系统的一部分。根据斑岩成矿系统中各类型矿体的分布规律,结合冈底期成矿带碰撞造山背景下后碰撞阶段斑岩成矿系统多中心复合成矿的特征,推测邦铺矿区东部很可能还存在另一个同期的斑岩型矿化中心。

西藏曲水县达布斑岩铜(钼)矿床成岩成矿年代学研究

本文采用锆石LA-ICP-MS微区U-Pb测年技术,对冈底斯成矿带东段曲水县达布斑岩Cu(Mo)矿床北部达布矿区含矿斑岩体、南部显角囊含矿花岗闪长斑岩岩体进行了年代学研究,通过对3件岩体样品中单颗粒锆石的分析,达布主矿体花岗闪长斑岩样品206Pb/238U年龄加权平均值为16.5±0.05Ma(n=15,MSWD=3),达布主含矿体二长花岗斑岩样品年龄为16.1±0.13Ma(n=15,MSWD=1.03),南部显角囊矿体花岗闪长斑岩年龄为16.2±0.04Ma(n=13,MSWD=0.0064)。对达布矿床斑岩Cu(Mo)矿床主矿体中4件辉钼矿样品,显角囊矿体中6件辉钼矿样品,分别进行了Re-Os同位素测试,等时线年龄分别为14.6±0.50Ma(MSWD=0.35,主矿体)、14.8±0.23Ma(MSWD=1.3,显角囊)。结合前人研究以及本次测年结果认为:1)达布斑岩铜(钼)矿床岩体侵位的年龄应限定在16Ma左右,成矿时代为14Ma左右,成矿时间差小于0.86Ma,与区域上"成矿瞬时发生"的成矿规律是一致的;2)矿床产出于印度-亚洲大陆板块后碰撞伸展环境。

玉龙-芒康一带斑岩型铜多金属矿找矿前景分析

通过对川西芒康一带斑岩性铜矿的找矿前景进行的资料搜集及分析,理清了该区域成矿背景、成矿原理及现有矿产地概况,发现该条成矿带在增加二长花岗斑岩有关的斑岩型Cu(Mo)矿床、与二长斑岩、正长斑岩有关的Au(Ag)矿床等中大型矿床上具有较好的前景。

埃达克岩与埃达克质岩在中国的研究进展

综述了从2000年至现今中国科学家研究板片熔融形成的埃达克岩与非板片熔融产生的埃达克质岩所取得的代表性研究进展和重要贡献。作者提出埃达克质岩的4种成因类型:(1)下地壳部分熔融的埃达克质岩;(2)拆沉下地壳部分熔融形成的埃达克质岩;(3)基性岩浆高压分异的埃达克质岩;(4)混合成因的埃达克质岩。并总结出拆沉下地壳部分熔融、岩石圈拆沉、岩浆混合机制形成埃达克质岩是中国科学家提出的新成因模型,最后讨论了埃达克质岩与非俯冲环境的斑岩Cu-MoAu矿床的成因联系。