湘南黄沙坪铜锡多金属矿床与隐伏花岗斑岩有关的矿化-蚀变分带模式

【研究目的】黄沙坪铜锡多金属矿床是湘南地区岩浆热液成矿系统的典型矿床之一。为了深化研究该矿床成岩成矿机制、高效指导深部找矿勘查,需要揭示与隐伏花岗斑岩有关的多金属矿化-蚀变分带规律,构建深部矿化-蚀变空间分带模式。【研究方法】应用热液矿床的大比例尺蚀变岩相定位找矿预测方法,开展矿区内-136 m、-176 m、-256 m中段典型穿脉剖面的矿化蚀变测量和矿物岩石地球化学研究,剖析了矿化-蚀变的强弱变化、矿物共生组合及其空间分带特征,探讨了成矿元素、元素组合及其元素比值变化规律。【研究结果】构建了矿化-蚀变空间分带模式:从花岗斑岩体(内带)→接触带→围岩(外带),依次为钨钼(黄铁)矿化-硅化-绢云母化花岗斑岩带(Ⅰ)→磁铁(钨锡)矿化石榴石矽卡岩带(Ⅱ-1)→钨钼-磁黄铁矿化石榴石矽卡岩带(Ⅱ-2)→铅锌矿化结晶灰岩带(Ⅲ)→强方解石化灰岩带(Ⅳ)的分带规律,各带对应的主要矿物组合为:石英+(黄铁矿+绢云母)→磁铁矿+透辉石+硅灰石+绿帘石+绿泥石+(白钨矿+锡石+黄铁矿+石榴石)→白钨矿+辉钼矿+磁黄铁矿+(锡石+黄铜矿+黄铁矿+闪锌矿+方铅矿)+石榴石+符山石+透辉石+角闪石+萤石+绿帘石+绿泥石+(石英+方解石)→方铅矿+闪锌矿+(黄铁矿)+方解石+石英→方解石+石英。进一步揭示了各蚀变带矿化元素分布规律:W、Mo→Fe、W、Sn(Bi、Mo)→W、Sn、Bi、Mo(Cu)→Pb、Zn(W、Sn、Cu)→Pb、Zn、Ag的水平分带规律。【结论】黄沙坪铜锡多金属矿床以岩体为中心至两侧围岩矿化-蚀变分带规律明显,各带内特征矿物组合和矿化指示元素的变化规律对矿体的赋存空间具有明显的指示作用。

湘南黄沙坪多金属矿床花岗斑岩的矿物化学及其对矽卡岩白钨矿成矿的指示意义

黄沙坪多金属矿床是湖南最大的铅锌生产基地,并且在与矿床内花岗斑岩接触的矽卡岩带产有隐伏的大型矽卡岩型白钨矿和中型规模的辉钼矿。钨-钼矿化的时代为晚侏罗世,与矿床内花岗斑岩侵入时代一致。然而,已有研究认为,由于该花岗斑岩规模很小,矽卡岩型白钨矿的成矿热液应来自深部岩浆房而非此花岗斑岩。为此,我们对花岗斑岩进行了仔细的镜下观测,并且对其中的副矿物和黑云母以及矽卡岩中的白钨矿进行了电子探针成分分析,应用原位LA-ICP-MS方法测定了矽卡岩中白钨矿的稀土元素含量,试图对白钨矿矿化的物质和流体来源提供确切的证据。通过研究,首次在矿床内花岗斑岩中发现了与未蚀变黑云母伴生的黑钨矿和铌铁矿,表明花岗斑岩至少在岩浆结晶作用晚期或岩浆-热液过渡阶段早期就已发生钨的矿物富集,为确定花岗斑岩是控制钨矿化的成矿岩体提供了依据。此外,发现花岗斑岩中的黑云母(属铁叶云母)含有极高的氟含量(>3%),指示其应形成于富含氟的高分异岩浆。研究进一步揭示,矽卡岩中白钨矿的轻稀土元素配分模式与花岗斑岩十分一致,而重稀土元素则显著亏损,而且Eu的含量较花岗斑岩更为富集。这暗示形成白钨矿的成矿流体应直接来自花岗斑岩,即:在早期无水矽卡岩阶段,石榴子石的沉淀导致流体中的重稀土亏损而Eu相对富集;白钨矿随后再从这种流体中沉淀。此外,白钨矿的Eu含量与Sm、Gd含量具有负相关关系,表明Eu的分配是相对独立的行为,主要以Eu2+存在,从而指示沉淀白钨矿的流体具有还原的性质。结合前人的研究成果及本文所提供的新证据,我们认为,形成矽卡岩型白钨矿的钨和成矿热液应来自高分异且富F的花岗斑岩,而所需的钙则可能来自于碳酸盐围岩,即矿床内花岗斑岩应是形成钨钼矿床的物质来源,驱动热液活动的能量来源,和寻找隐伏钨矿床的重要找矿标志。

湘南黄沙坪多金属矿床花岗质岩浆性质及演化对成矿差异的约束

黄沙坪矿床是湘南地区最大的铅锌矿床,除铅、锌外,可供开采利用的矿种还包括钨、锡、钼、铜、铁、硫等。矿区内岩浆作用复杂、成矿元素多样、矿化类型丰富,是研究湘南地区斑岩-矽卡岩-热液脉型Cu多金属与矽卡岩W-Sn多金属复合成矿作用的理想对象。为查明矿区Cu多金属与W多金属复合成矿机理,本文在已有研究的基础上,从岩石学、矿物学及元素地球化学等方面分别对区内石英斑岩和花岗斑岩这两类成矿岩体开展了系统研究。结果表明,两类岩体具有相似的源区特征,但在源区性质及其演化过程方面仍存在差异:石英斑岩侵位深度更浅,具有相对较高的氧逸度和较低的形成温度;而花岗斑岩则侵位相对更深,具有更高的形成温度和极高的分异演化程度、更低的氧逸度。这些地球化学特征差异可能是制约石英斑岩成铜矿而花岗斑岩成钨矿的重要原因。

湘南黄沙坪多金属矿床石榴子石地球化学特征及其对Cu与W-Sn复合成矿机理的指示

黄沙坪矿床位于钦杭成矿带与南岭成矿带的交汇部位,是湘南地区矽卡岩-热液脉型Cu多金属与矽卡岩型W-Sn多金属复合成矿作用的典型代表。为厘清区内Cu与W-Sn成矿物理化学条件以及成矿流体的性质,本文对黄沙坪矿床两类矽卡岩中的石榴子石开展电子探针和LA-ICP-MS原位微区主微量元素研究。结果表明,成W-Sn矿矽卡岩中石榴子石为钙铝榴石-钙铁榴石(平均And71. 3-Gro23. 8)固溶体系列,具有一致的稀土元素配分模式,轻重稀土分异不明显,负Eu异常显著,明显亏损La,∑REE含量与Fe^(3+)/(Fe^(3+)+Al)具有负相关关系,具有较高的U含量,表明石榴子石可能是在相对还原的环境下缓慢结晶形成的。石榴子石中W和Sn的含量随石榴子石中钙铝榴石的比例增加而减少,有利于W-Sn在晚期热液中富集成矿。与Cu矿有关矽卡岩中的石榴子石几乎为纯的钙铁榴石(平均And90. 1-Gro9. 2),具有低的U、∑REE含量,轻重稀土元素分异明显,相对富集轻稀土,具有明显正Eu异常,表明石榴子石具有较快的生长速度,成矿流体具有相对较高的氧逸度和Cl的含量,这种环境有利于Cu在岩浆热液中迁移和富集成矿。因此,早期成矿流体成分以及氧化还原条件的差异可能是导致黄沙坪矿床W-Sn与Cu成矿差异的重要原因。

湖南黄沙坪铅锌多金属矿床铅、硫同位素地球化学特征

黄沙坪铅锌多金属矿床是湘南的代表性矿床之一,矿床受SN向宝岭倒转背斜和观音打座倒转背斜的控制,赋存围岩以花岗斑岩与石英斑岩为主,矿石以铅锌硫化物矿石为主,对该矿床S同位素研究表明,δ34S值为～2.2‰～17.2‰。矿石Pb同位素组成206Pb/204Pb为17.893～18.772;207Pb/204Pb为15.580～16.045;208Pb/204Pb为38.490～41.560。研究表明,该矿床的硫源可能是岩浆来源与海水(地层)硫混合作用形成;矿床中异常铅矿化的铅是岩源来源。

湘南黄沙坪铜锡多金属矿床构造控岩控矿机制及深部找矿勘查启示

黄沙坪铜锡多金属矿床是在钦杭成矿带和南岭成矿带叠合构造背景下形成的岩浆热液型多金属成矿系统的典型代表,该区铜多金属矿与锡多金属矿成矿系统复合、多期构造体系联合、深部钨锡矿与浅部铅锌银矿耦合等特点突出。针对该矿床控矿构造深部展布格局不清、深部铜锡多金属矿体定位不明的核心问题,基于矿田(床)构造精细解析,开展了多期构造体系控岩控矿作用机理及其控矿构造深延格局的深入研究,表明岩浆侵入接触构造系统与倒转背斜翼部的层间断裂裂隙系统分别控制了脉状不规则SK型铜钨锡多金属矿体群与沿NNE-NE向层间断裂带、NW向断裂带分布的热液脉型铅锌银(金)矿体群,这些矿体群具有不同的侧伏规律;基于矿田、矿床、矿体(脉)尺度控岩控矿构造组合样式的剖析,揭示了构造分级控岩控矿规律和中心对称成矿效应,厘清了成矿前、成矿期和成矿后构造体系,构建了矿田构造控岩控矿模式,进一步论证了坪宝矿田成矿构造动力学背景:中生代以来,坪宝矿田构造应力作用呈现“顺时针式”的运动方式,在燕山早期太平洋板块与华夏板块发生碰撞造山作用,在区内产生SEE-EW向主压应力作用,从而在矿田内形成了中酸性岩浆侵入成岩成矿系统。这些认识为坪宝矿田乃至钦杭、南岭成矿带湘南地区深部找矿勘查提供了重要启示。

湘南黄沙坪矽卡岩型矿床石榴子石主量元素地球化学特征

黄沙坪矿床是南岭成矿带中段具有代表性的矽卡岩型钨钼多金属矿床。为确定矽卡岩中石榴子石的成分及变化特征,对石榴子石开展了电子探针主量元素研究。结果表明,石榴子石成分主要为钙铁榴石和钙铝榴石。从核部至边部钙铁榴石含量逐渐增大,而Mn、TiO_(2)、MgO、Al_(2)O_(3)、CaO、F、SiO_(2)含量逐渐减小。石榴子石边部普遍发育明暗相间的振荡环带结构,且钙铁榴石在深色环带中的含量高于两侧浅色条带,钙铝榴石则相反。钙铁榴石和钙铝榴石含量的交替变化与环带中的明暗环带变化一致。石榴子石振荡环带的主量元素变化显示了石榴子石形成过程中的流体氧化环境不断增强,物理化学条件的反复变化等特征,为研究成矿热液演化过程提供了重要的矿物学证据。

湖南黄沙坪钨-钼-铜多金属矿床绿泥石特征及其地质意义

为探讨黄沙坪多金属矿床绿泥石的成矿意义,运用电子探针分析了黄沙坪矿床W-Mo矽卡岩(301;)和Cu矽卡岩(304;)两套成矿系统中从岩体至围岩各位置上石英-硫化物阶段形成的绿泥石。结果显示,301;系统的绿泥石主要为辉绿泥石和铁辉绿泥石,304;系统绿泥石主要为鳞绿泥石和鲕绿泥石,均为富铁绿泥石,指示形成于还原环境。两套系统绿泥石结构的离子置换主要为Fe对Mg的置换,反映其形成于富铁及相对酸性环境。由绿泥石地质温度计估算出301;系统绿泥石形成温度为301~468℃,属中-高温热液蚀变范围,而304;系统绿泥石形成温度为201~261℃,属中-低温热液蚀变范围。在成矿过程中,随着温度下降,热液流体的pH值逐渐降低。两套系统的绿泥石主要由溶蚀-迁移-沉淀结晶机制形成。绿泥石的形成过程与成矿热液的运移以及成矿元素的沉淀密切相关,是一种重要的找矿标志。

湘南黄沙坪矿区花岗岩的硫同位素特征及其地质意义

黄沙坪矿床是湘南地区最大的铅锌多金属矿床。矿区内发育的花岗岩出露面积最大仅为0.6km2,却导致铅、锌等金属巨量堆积,因此明确其成矿物质来源是理解矿床成因的关键。为探究矿床内硫的来源,本次研究在已有工作的基础上,对黄沙坪矿区石英斑岩和花岗斑岩进行了系统的全岩硫同位素分析,并与已有硫化物硫同位素数据进行了对比研究。结果显示,矿区石英斑岩和花岗斑岩的δ34 S范围分别为+4.1‰^+7.5‰和+4.9‰^+11.4‰,与典型的S型花岗岩硫同位素组成基本一致,而明显低于区内矿石δ34S值(+2.3‰^+17.5‰)。综合上述,我们认为矿区岩浆硫的同位素组成应接近或略低于花岗质岩石全岩硫同位素组成,成矿物质硫除部分来自岩浆外,很大程度上有地层或膏盐层硫的加入,这可能是黄沙坪成为区域上最大铅锌多金属矿床的重要原因。

湘南黄沙坪铜多金属矿床-256 m中段构造地球化学特征及找矿预测

黄沙坪铜多金属矿床位于湘南坪宝矿集区的南部,其深部的脉状、不规则状矽卡岩型铜多金属矿体明显受岩浆侵入接触构造的控制。随着矿山的持续开发,黄沙坪铜多金属矿床深部的保有资源日趋减少,亟待查明进一步找矿方向。为此,本文对黄沙坪铜多金属矿床深部的−256 m中段进行构造地球化学填图,通过聚类分析、因子分析讨论了地球化学元素的组合特征,绘制了构造地球化学因子异常图,判断了成矿流体运移方向,并进行找矿预测。研究表明:黄沙坪铜多金属矿床−256 m中段的矿体呈飘带状、不规则状分布,其产出位置及形态严格受岩浆侵入接触构造及断裂的控制。19#石门可划分为弱方解石化灰岩带(Ⅰ)、大理岩带(Ⅱ)、方解石化灰岩带(Ⅲ)、大理岩带(Ⅳ)、透辉石石榴石矽卡岩化带(Ⅴ)、花岗斑岩带(Ⅵ)、透辉石矽卡岩带(Ⅶ)、磁铁矿矿体带(Ⅷ)、透辉石矽卡岩带(Ⅸ)、花岗斑岩带(Ⅹ)、弱矽卡岩化花岗斑岩带(Ⅺ)、矽卡岩带(Ⅻ)。Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo、Sn等成矿元素均在透辉石石榴石矽卡岩化带(Ⅴ)、花岗斑岩带(Ⅵ)中富集,微量元素在透辉石石榴石矽卡岩化带(Ⅴ)中含量较高,指示矽卡岩化为区内重要的找矿标志。黄沙坪铜多金属矿床−256 m中段构造岩样品的微量元素大致可分为高温成矿元素组合、中−低温成矿元素组合、岩体微量元素组合、围岩微量元素组合;其中高温成矿元素组合进一步细分为与Au有关的高温成矿元素组合、与Mo有关的高温成矿元素组合。构造地球化学异常的空间展布特征进一步佐证,黄沙坪铜多金属矿床存在Au-Cu-Pb-Zn、W-Sn-Mo-Bi两套成矿系统,−256 m中段中部以石英斑岩体为中心,成矿流体向南南东、北西、南东方向运移;而南部以花岗斑岩体为中心,成矿流体向北东、南西、北西三个方向运移。依据构造地球化学异常,本文圈定了2处重点找矿靶区。

黄沙坪铅锌矿床断裂构造分形研究及其控矿特征

黄沙坪铅锌多金属矿床是南岭成矿带的代表性矿床之一,开采历史悠久,成因上属于浅成中高温接触交代矽卡岩型叠加中低温热液充填铅锌矿床。构造分形分析认为NE-NNE向构造发育最为成熟,同时,该构造及其配套构造连通性最好,为成矿流体的运移和矿体的就位提供了有利的构造条件。矿床内矿体严格受岩浆侵入接触构造与断裂-褶皱构造共同控制,产出于构造耦合的岩性界面。总结不同构造型式的控矿特征,为矿床深部隐伏矿找矿预测提供理论依据。

湖南黄沙坪铅锌多金属矿床地质特征及找矿新进展

湖南黄沙坪铅锌矿深边部找矿项目和国家危机矿山接替资源找矿项目取得了重大突破,发现了超大型钨钼多金属矿体群(W216、W1)。本文对矿山基础地质资料和前人的科研成果资料进行分析,结合矿山深边部找矿工作的最新进展,总结了该矿床的找矿模式,认为矿区石英斑岩和花岗斑岩是成矿的主要物质来源,并探讨本区的下一轮地质找矿方向。

黄沙坪多金属矿床流体地球化学研究进展

黄沙坪铅锌矿床是南岭钨锡钼铋铅锌多金属成矿带的一个典型矿床,是湘南地区最大的铅锌多金属矿床。通过对该矿床前人研究资料的收集和整理,对矿床流体地球化学研究中的重要进展进行归纳总结。矿床不同矿物中发育六类包裹体,分别为纯气相、纯液相、富气相气液两相、富液相气液两相、含CO2三相、含子矿物三相包裹体。按照矽卡岩不同矿化类型成矿流体呈现矽卡岩阶段分异作用和硫化物阶段混合作用为主的演化特征;是典型的还原性矽卡岩型铜多金属矿床。

湖南黄沙坪铅锌多金属矿区岩浆岩地球化学特征

湖南黄沙坪铅锌多金属矿区岩浆岩位于骑田岭西北部，主要有英安斑岩、花斑岩、石英斑岩、花岗斑岩，K—Ar法年龄为141．1～164Ma，ω（SiO2）=69．98％～77．00％，ω（Al2O3）普遍大于ω（CaO＋Na2O＋K2O），属铝过饱和岩石。岩石稀土元素ω（∑REE）=118×10^-6～311×10^-6平均276×10^-6，稀土元素球粒陨石值标准化配分曲线均为平缓右倾曲线，δ（Eu）=0．25～0．48，具铕的负异常。微量元素的亲铜元素普遍偏高，有为本矿床提供成矿物质来源的可能。根据地球化学特征并与区域对比，认为矿区岩浆岩属过渡性岩浆成因，既有深源型又有浅源型的特点，且经历过结晶分异和较强的交代作用。

湘南黄沙坪铅锌钨钼多金属矿床辉钼矿的Re-Os同位素定年及其意义

通过对黄沙坪铅锌钨钼矿床六个辉钼矿样品的Re—Os同位素分析，获得的模式年龄为150．9-156．9Ma，^187Re_^187OS等时线年龄为（154．8±1．9）Ma，MSWD=1．5；模式年龄和等时线年龄结果集中一致，为黄沙坪矿床提供了一个准确的形成时限．该成矿年龄与黄沙坪花岗岩体的成岩年龄（161．6±1．1）Ma基本一致．上述数据表明，黄沙坪花岗岩体与黄沙坪矿床，同区域内的骑田岭花岗岩体及其相关的芙蓉锡矿田、新田岭钨矿床，以及千里山花岗岩体与柿竹园钨锡钼铋矿床、金船塘锡铋矿床等都是燕山中期的产物．它们均为湘南岩浆一成矿带的重要组成部分，也是华南燕山中期大规模成矿作用在湘南地区的集中表现．黄沙坪矿床辉钼矿样品的Re含量较低，表明其成矿物质主要来自于地壳，