安徽宁芜地区铁氧化物-磷灰石矿床中金云母Ar-Ar定年及其地球动力学意义

铁氧化物-磷灰石型铁矿床是长江中下游成矿带的重要组成部分,对其成岩成矿时限的精确厘定,是理解长江中下游地区中生代大规模成矿作用的动力学演化的关键。本文分别对宁芜盆地南部白象山、和睦山及中部的陶村三个大-中型铁矿床中与磁铁矿密切共生的金云母单矿物进行了Ar-Ar同位素测年,获得白象山矿床金云母Ar-Ar坪年龄为134.9±1.1Ma,对应的反等时线年龄为133±2Ma;和睦山矿床金云母Ar-Ar坪年龄为132.9±1.1Ma,对应的反等时线年龄为133.9±2.4Ma;陶村矿床金云母的反等时线年龄为128±14Ma。该区铁氧化物-磷灰石型矿床与该区火山-次火山岩具有密切的时间联系,成岩成矿时限主要集中于135～126Ma。综合研究表明,长江中下游第二期成岩成矿作用的时限为135～126Ma,对应于岩石圈的大规模快速减薄的地球动力学背景。

宁芜和尚桥铁氧化物-磷灰石矿床(IOA)成矿过程研究:来自磁铁矿LA-ICP-MS原位分析的证据

铁氧化物-磷灰石矿床(IOA)是全球铁矿资源重要的供给矿床类型之一,受到国内外科研和矿产开采工作者的广泛关注。对铁氧化物-磷灰石矿床研究的争议主要集中在矿床成因上,即岩浆成因或者热液成因。作为一类具有多阶段成矿作用的矿床,IOA型矿床很难用热液或者矿浆成因予以简单概括,需要动态地看待成矿作用。和尚桥铁矿床是一个大型的铁氧化物-磷灰石(IOA)矿床,位于中国东部长江中下游多金属成矿带宁芜矿集区中。和尚桥铁矿床成矿作用含有三个清晰的磁铁矿矿化阶段,分别形成浸染状(Mt1)、角砾状(Mt2)和脉状(Mt3)矿石。对各阶段磁铁矿矿石中磁铁矿进行激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)微区成分测试。在成矿过程中,从早到晚,磁铁矿表现出了从具有岩浆成因特征向具有热液成因特征的方向演化。磁铁矿中Mg和Al含量升高,Cr含量先降低后略微升高,Mn、Co、Ni和V含量先降低后升高,Mo和Sn含量先升高后降低的趋势,表明成矿过程中各阶段围岩及大气水对成矿流体的贡献不一。结合前人研究成果,我们认为和尚桥铁矿床中磁铁矿铁质的来源与安山质侵入岩密切相关,可能来源于岩浆不混溶作用形成的铁质富集流体(熔体),磁铁矿在高温热液环境中结晶沉淀。成矿过程具有多阶段性,推测在各成矿阶段间隙,富铁流体得到富集,同时地层物质不断的加入并导致了磁铁矿成分显示出越来越多的热液成因信息,地层物质(特别是膏盐层)对成矿过程起到了重要的控制作用。

拉拉铁氧化物铜金钼稀土矿床Re-Os同位素年龄及其地质意义

拉拉铁氧化物 铜 金 钼 稀土矿床的成矿年龄一直悬而未决。文章采用辉钼矿Re Os同位素方法,首次对该矿床的形成年龄进行了直接测定。4个样品的测定结果为:928(±1)1005(±1)Ma。这一结果与矿床的地质事实相吻合,因此它代表了拉拉矿床的成矿时代。根据这一年龄数据与赋矿围岩河口群的变质年龄相一致等证据,初步提出拉拉矿床为变质热液成因。此外拉拉矿床的矿化时代与Rodinia泛大陆拼贴的时限相当,这表明Rodinia泛大陆拼贴事件对扬子地块的成矿作用产生了深刻的影响。

拉拉铁氧化物-铜-金-钼-钴-稀土矿床辉钼矿的多型及标型特征

用X射线衍射和电子探针等方法,研究了拉拉铁氧化物 铜 金 钼 钴 稀土矿床辉钼矿的标型特征。结果表明,辉钼矿有2H+3R和2H两种多型。2H+3R型辉钼矿中Se,Te,Cu质量分数较高,平均分别为0.16%,0.06%和0.39%;2H型的Se,Te,Cu质量分数较低,分别为0.05%,0.03%和0.24%。2H+3R型辉钼矿中的w(Re)较高,平均为112×10-6。辉钼矿的铅同位素放射成因铅极高,w(206Pb)/w(204Pb),w(207Pb)/w(204Pb),w(208Pb)/w(204Pb)比值分别为50.622～70.573,17.719～19.100,43.013～46.324;硫同位素具陨石硫特征。辉钼矿与黄铜矿等硫化物具有相同的物质来源和成因机制。

“石碌式”铁氧化物-铜(金)-钴矿床成矿模式初探

石碌铁矿是中国著名的以富赤铁矿为主的大型矿集区,除铁矿外,还共生或伴生铜、钴、镍、银、铅、锌等金属矿产和白云岩、石英岩、重晶石、石膏、硫等非金属矿产。文章通过对石碌铁矿的成矿地质条件和控矿因素的再认识,结合成矿时代的探讨和矿床地球化学资料,认为该矿床严格受层位(主要为青白口纪石碌群第6层)、岩性(钙镁质矽卡岩等)、构造(复式向斜、层间滑脱带、片理和劈理)和/或岩性界面等控制;并强调石碌铁矿所经历的成岩成矿作用与海西期-印支期花岗岩侵位所导致的伸展构造(变质核杂岩构造?)密切相关,而岩浆热扰动则是导致深部含矿热卤水形成、上升并渗滤、交代矿源层的重要因素。最后,作者将该矿床称之为"石碌式"热液铁氧化物-铜-(金)-钴矿床,初步将其归属为IOCG(即热液铁氧化物-铜-金-钴)型层控式钙镁质矽卡岩矿床,并初步构建了该类型矿床的成岩成矿模式。

北山地区石炭纪海相火山岩中基鲁纳型铁矿床的厘定及对区域成矿的指示:以内蒙古碧玉山铁矿床为例

北山地区发育众多赋存于石炭纪海相火山岩中的铁矿床,其中内蒙古碧玉山铁矿床是该区典型的这类矿床之一。该矿床地处内蒙古自治区的西北缘,勘查工作程度相对较低,矿床成因研究程度较为薄弱。经过野外及初步的岩相学观察工作对内蒙古碧玉山铁矿床进行了研究。研究表明,碧玉山铁矿床普遍具有磁铁矿-磷灰石的矿物组合,其中磷灰石普遍经历溶解-再沉淀作用而导致内部含有大量细小的独居石包裹体。磁铁矿中普遍发育钛铁矿出溶结构,具有高温的磁铁矿特征。这些特征与区域上发育的具有矽卡岩化及低钛磁铁矿的其他矿床明显不同,而与典型的基鲁纳型(铁氧化物-磷灰石型)铁矿床在矿物组合及磷灰石、磁铁矿矿物学特征等方面非常相似。笔者对该铁矿的地质特征开展初步分析认为,内蒙古北山地区碧玉山铁矿床属于赋存于海相火山岩中的基鲁纳型铁矿床,这对该区基鲁纳型铁矿床的成矿理论及找矿勘查工作具有指导意义。

中国首例铁氧化物铜金铀稀土型矿床的厘定及其成矿演化

通过对拉拉矿床矿物共生组合、矿物生成顺序、矿石特征的研究,发现其矿石矿物以磁铁矿为主,铁和铜的硫化物次之,并含有大量稀土矿物和自然金。拉拉矿床至少经历了两期成矿作用:早期为区域变质成矿作用,晚期为热液成矿作用。早期形成Fe REE P矿化,晚期为Cu Mo Au Co (U)矿化。根据这些特征,首次指出该矿床属于铁氧化物 铜 金 铀 稀土型矿床,而不是以往所称的块状硫化物型铜矿。

东天山似斑状角闪辉长岩类与铁钛氧化物矿床的关系

似斑状角闪辉长岩类是东天山镁铁-超镁铁杂岩的一部分,以含有嵌晶角闪石为特征,其中部分岩体的似斑状角闪辉长岩赋存铁钛氧化物矿床。为探讨东天山似斑状角闪辉长岩类和铁钛氧化物矿床形成的内在成因关系,本次研究对二红洼、牛毛泉和香山西似斑状角闪辉长岩类的斜长石、单斜辉石、斜方辉石以及嵌晶角闪石进行了系统的电子探针成分分析,并对其形成物理化学条件进行了探讨。结果表明,东天山似斑状角闪辉长岩类的母岩浆氧逸度变化范围为NNO-0.37~NNO+1.15,和攀西地区最大的红格岩体的氧逸度一致,侵入于中下地壳,深度介于8.9~15.7km,结晶温度大于914℃。东天山似斑状角闪辉长岩中铁钛氧化物矿床的富集得益于母岩浆的高氧逸度,但铁钛氧化物矿床的形成和规模则受控于各个岩体的岩浆演化程度。二红洼、牛毛泉和香山西的岩浆的演化程度系统增高,演化程度最低的二红洼岩体并未形成铁钛氧化物矿床,而分异演化程度逐渐增高的牛毛泉和香山西似斑状角闪辉长岩类则分别形成了本区一个小型的和一个大型的铁钛氧化物矿床。

陕西省勉略宁矿集区铜厂铜-铁矿床地质特征及其成因探讨

铜厂铜-铁矿床是勉略宁矿集区具有代表性的矿床之一,主要由上部的铜厂铜矿床和下部的杨家坝铁矿床(铜厂铁矿床)组成。根据磁铁矿和硫化物的相对含量,铜厂铜-铁矿床的矿石可分为磁铁矿矿石、含硫化物磁铁矿矿石和硫化物矿石三类。系统的岩相学和矿相学研究表明,其矿石矿物主要为磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿;矿石结构包括自形-半自形-他形粒状结构、交代残余结构和包含结构,矿石构造包括块状、浸染状、脉状和条带状构造。铜厂铜-铁矿床的围岩蚀变种类较多,且具有一定的分带性,上部铜矿体围岩蚀变以硅化、碳酸盐化和黑云母化为主,以石英、方解石和黑云母为主的蚀变矿物组合显示钾化特征;下部铁矿体围岩蚀变有钠长石化、蛇纹石化、滑石化、透闪石化、碳酸盐化、绿泥石化等,以钠长石、蛇纹石、滑石、透闪石、方解石、白云石、菱铁矿、绿泥石、黑云母和磷灰石等为主的蚀变矿物组合显示钠化特征。铜厂铜-铁矿床中磁铁矿的TiO_(2)含量小于1.72%,Al_(2)O_(3)含量小于1.81%,均显示热液磁铁矿的特征,结合铜矿石脉穿插铜厂闪长岩及二者突变接触的地质特征,说明铜厂铜-铁矿床的形成与热液活动密切相关。同时,铜厂铜-铁矿床形成于早古生代加里东期,勉略宁矿集区在该时期处于大陆裂谷的扩张环境中,与铁氧化物-铜-金(Iron Oxide-Copper-Gold,简称IOCG)矿床的形成环境类似。通过与典型IOCG矿床地质特征、矿化蚀变特征、矿物组合特征、矿物地球化学特征及大地构造背景的系统对比,初步提出铜厂铜-铁矿床应属于IOCG矿床。

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290~260Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。

长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示

长江中下游成矿带的宁芜和庐枞火山岩盆地中发育了大量与早白垩世(约130 Ma)陆相火山-侵入岩有关的玢岩铁矿。这类矿床的特征为具有磁铁矿-磷灰石-阳起石(透辉石)矿物组合,在国际上一般被称为铁氧化物-磷灰石型(Iron O xide-Apatite,IOA)或基鲁纳型(Kiruna-type)矿床。玢岩铁矿的概念自20世纪70年代提出以来,其成因就一直存在争议,主要有矿浆、岩浆热液及矿浆-热液过渡的观点。近年来的高精度年代学揭示出宁芜和庐枞盆地内玢岩铁矿在约130 Ma集中爆发成矿。矿物学、岩石学及地球化学的综合研究表明成矿物质主要来源于次火山岩体,且成矿早期流体具有高温(550~780℃)和超高盐度(可达90%NaCleq)的特点。这些特点与成矿岩体及周围火山岩在成矿早阶段发育大规模钠质蚀变相吻合;但同时S-Sr等同位素和流体包裹体成分分析表明在铁成矿过程中还有外来壳源(如膏盐层物质)流体的加入。一些研究工作还表明玢岩铁矿与夕卡岩型铁矿具有相似的热液蚀变演化过程,暗示两者或许存在某些成因联系,很可能是相似流体与不同性质围岩及在不同温度下水岩交代产物。这些新的证据为探讨玢岩铁矿的成矿作用过程和成因机制提供了新的制约,也带来了新问题。本文从成岩成矿年代学、成矿物质来源、成矿早期流体性质、玢岩铁矿与夕卡岩铁矿及其外围新发现的金铜矿化的成因联系等角度,对近年来长江中下游成矿带玢岩铁矿研究的主要新进展进行初步总结。当前IOA型矿床的成因研究成为国际上矿床学研究的一个热点,除了长期争论的矿浆成因和岩浆热液成因,最近提出多个了岩浆-热液复合成矿模型,如岩浆磁铁矿-气泡悬浮模型及富水铁熔体的上升、脱气和侵位成因模型。将IOA型矿床成因争论的焦点逐渐聚焦在岩浆到岩浆后(岩浆热液)阶段,铁质究竟是以含铁岩浆热液、铁矿浆(Fe-O或P-Ca-Fe-O),还是岩浆磁铁矿微晶或其他未知的形式来富集成矿的,还有待进一步研究,文章对以上的新模型进行简要介绍和评述,并与长江中下游的矿床进行对比。

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-N-i PGE硫化物矿床和V-T-i Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-N-i PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和T a负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H2;而钒钛磁铁矿矿床具N b、T a和T i正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H2O、CO2和H2。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,S-rNd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。S-rNd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H2含量较高,V-T-i Fe氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-N-i(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。