滇西北红牛—红山铜矿床成矿模式及找矿方向研究

红牛—红山铜矿床位于西南三江成矿带义敦岛弧南段格咱压性弧,目前已达大型规模。本文以“成矿地质体+成矿构造及成矿结构面+成矿作用”成矿预测理论为指导,结合前人研究成果和近年来矿山地质工作,通过系统的野外地质调查,理清矿区关键控矿因素、矿化蚀变规律、找矿标志,建立了矿床成矿模式,即确定燕山期花岗岩为成矿地质体,岩性、褶皱和断裂构造组成了成矿结构面,在岩浆活动和交代作用后形成斑岩—矽卡岩—热液脉型铁铜多金属矿床,从岩体向外形成铜钼矿→铁铜矿→铜矿→铅锌矿→金银矿的矿化分布规律,依据找矿标志和该成矿模式,圈定了找矿预测靶区,为矿山下一步找矿工作提供直接依据。

滇西北红牛—红山铜矿床斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征

滇西北格咱铜多金属矿集区是西南三江特提斯构造域重要的Cu—Mo多金属成矿带之一,燕山期伴随着构造—岩浆—热液作用形成了一系列的斑岩—矽卡岩型Cu(Mo)多金属矿床。其中红牛—红山铜矿床是区内代表性矿床。笔者等在系统的野外工作基础上对红牛—红山铜矿花岗斑岩—石英二长斑岩复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Lu—Hf同位素分析。结果表明,斑岩富硅(SiO_(2)=59.19%~72.20%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=6.65%~12.33%),具有较高的稀土元素含量(ΣREE=163×10^(-6)~588×10^(-6),平均值为272×10^(-6)),轻重稀土元素分馏程度较高(LREE/HREE=17.2~31.7),负铕异常(δEu=0.64~0.84),相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILE),而相对亏损Nb、Ti、Ta、P等高场强元素(HFSE),为一套准铝质—过铝质的高钾钙碱性—钾玄岩系列高分异I型花岗岩,有向A型花岗岩演化趋势,具高锶低钇特征。3件花岗斑岩样品锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为80.11±0.63 Ma、76.59±0.53 Ma、76.49±0.63 Ma,2件石英二长斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为77.27±0.70 Ma、76.99±0.75 Ma,均属于燕山晚期。锆石ε_(Hf)(t)值为-10.3~-4.6,两阶段模式年龄T_(DM2)为1.277~1.582 Ga,峰值为1.35~1.40 Ga,揭示了红牛—红山花岗斑岩—石英二长斑岩源于中元古代地壳基底的深熔作用。综合认为红牛—红山花岗斑岩—石英二长斑岩的形成与早期形成的印支期格咱岛弧加厚地壳部分熔融密切相关。

云南中甸红牛-红山矽卡岩型铜矿床矿物学特征与成矿作用

红牛-红山矿床位于西南三江成矿带的中甸岛弧,是形成于晚燕山期的矽卡岩型铜矿床。矿区与成矿作用密切相关的石英二长斑岩中角闪石和黑云母斑晶的出现以及较高的含F量(分别为1.49%和2.62%),表明其岩浆为富H2O富挥发分熔体;石英斑晶具有港湾状、浑圆状的溶蚀表面和钾长石细晶外壳,并且显示了典型的骸晶状结构指示了其岩浆经历了快速上升侵位过程和岩浆热液的自交代作用;钻孔中岩浆热液角砾岩和大量石英细脉的出现暗示了岩浆在快速上侵过程中发生了隐爆作用,形成并出溶了含有大量F、Cl等组分的高盐度超临界流体。矽卡岩阶段石榴子石和透辉石具有明显的三个期次:早期细粒的钙铝榴石(And22-57)和角岩中的透辉石(Hd7-27)形成于少量高温气液岩浆流体与围岩的扩散交代作用;中期粗粒的钙铁榴石(And75-98)和次透辉石-钙铁辉石(Hd10-99)形成于大量高温、低氧逸度的岩浆流体与围岩的渗滤交代作用;晚期的钙铝榴石脉(And14-60)和钙铁辉石脉(Hd31-58)形成于低温、高氧逸度的早期交代残留溶液。矽卡岩矿物的生成,使碳酸盐围岩丢失CO2,矿物体积减少,孔隙度和渗透性增加,为成矿提供了条件。退化变质阶段的透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等交代早期矽卡岩矿物,消耗了成矿流体中大量的CO2和H2O,生成含水矿物以及石英、方解石,使围岩裂隙愈合,孔隙流体压力增加,导致成矿流体沸腾,形成大量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿化。石英-硫化物阶段,由于成矿流体超压→流体沸腾,裂隙生成→减压排泄,裂隙愈合→流体超压的循环,在此过程中围岩经历了多次破裂和裂隙的愈合,直至整个成矿体系完全开放,并与大气水发生混合,使成矿流体中剩余金属最终沉淀。

滇西北香格里拉市红牛—红山铜矿勘查系统模型

滇西北红牛—红山铜矿床是义敦—沙鲁里岛弧上与晚白垩纪中酸性侵入体有关的典型的斑岩矽卡岩热液型铜矿床。本文通过对其成矿地质背景、矿床地质特征、矿化富集规律及成矿模式、矿床地球物理和地球化学特征的综合研究,建立了红牛—红山铜矿床的“大比例尺地质填图和综合研究+重力+激电和高精度磁测+土壤化探测+工程验证”组合勘查技术方法、“燕山晚期石英二长斑岩+接触带矽卡岩和层间破碎带矽卡岩+重力低异常+高磁异常+高视极化率和低视电阻率异常+Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au等元素综合异常”组合勘查模型。地质调查研究确定矿床成矿地质体和找矿地质体、矿化类型及其空间分布规律,建立矿床“四位一体”的成矿模式和区域矿区地质找矿模型。区域中小比例尺的土壤化探测量确定区域找矿靶区,大比例尺土壤化探测量进一步缩小找矿靶区,逼近矿体赋存部位。矿区处于1∶5万土壤测量圈定的Cu-Pb-Zn-Mo-Au-Ag元素综合高异常区,1∶2.5万土壤测量圈出Cu-Pb-Zn-Ag-W元素综合异常面积较大、强度高、浓集中心明显、元素套合好,与矿区铜(铁)矿体赋存区域异常相对应。区域重力低异常区和正磁异常强度高区域是重要的找矿靶区,矿区大比例尺磁异常和激电异常区确定了矿体的空间位置和产状;矿区铜(铁)矿体赋存区为低视电阻率、高视极化率异常区,高精度磁测表现为正负磁异常相伴。矿区地质地球化学地球物理综合勘查模型对矿区深边部找矿起到重要的指导作用。

滇西北红山—红牛铜矿成矿物源:矿物学和稳定同位素约束

本文研究了中甸弧南段红山—红牛铜矿主要夕卡岩矿物石榴石和辉石成因矿物学特征,显示矿区石榴石为钙铁-钙铝石榴石系列,早期多为钙铁榴石,晚期为钙铝榴石。矿区部分石榴石在背散射光下可以观察到明显的环带结构,钙铝榴石和钙铁榴石含量差别越大环带越明显。矿区辉石主要为次透辉石和少量的透辉石,表明夕卡岩早期成矿流体为高温、酸性和高氧逸度环境。矿区黄铁矿强富铁亏硫且Co/Ni>1,黄铜矿S、Fe和Cu含量较稳定只含有少量的C、Ni和Se,均指示为高温岩浆热液成因。金属硫化物34S众值出现在3.8‰~5.6‰,同时代的石英二长斑岩34S在4.7‰~7.8‰,表明硫主要来自石英二长斑岩。金属矿物和石英二长斑岩铅同位素特征表明,铅主要来自上地壳。石榴石δ^(18)O_(V-SMOW)=6‰~8.8‰,成矿流体δ^(18) OH_2O=4.6‰~7.8‰,反映成矿流体主要来自岩浆热液,且成矿流体存在明显的沸腾作用。夕卡岩矿体中的方解石和围岩方解石C-O同位素研究,指示块状硫化物中的方解石来自岩浆流体,含有硫化物细脉的围岩大理岩中的方解石来自围岩的再结晶作用。

滇西北红牛—红山铜矿床构造特征与成矿关系研究

红牛—红山铜矿区位于义敦岛弧南段之格咱压性弧,矿床类型为与燕山晚期花岗岩有关的斑岩矽卡岩型铁铜多金属矿床,矿床规模为大型。通过系统开展矿区构造地质调查,构建矿区“源-运-储-破”构造体系,结果表明,矿区构造格架为沉积构造、侵入构造、褶皱构造及断裂构造等构造系统叠加复合而成。沉积构造系统为主要成矿前赋矿构造,侵入构造系统为成矿前或成矿期导矿、赋矿构造,褶皱构造系统及断裂构造系统具有多期活动特征。断裂构造同时具有压扭性、张扭性及平移断裂等多性质叠加特征,主要呈NW-NNW向展布。成矿前红牛向斜对矿区成矿的空间分布具有决定性作用,矿体均产于红牛向斜中,同时成矿前红山断裂及次级断裂具导矿、配矿、赋矿作用,控制矿区成矿地质体的产出形态及范围,决定成矿的时间和空间范围。成矿期节理裂隙系统丰富了矿区成矿容矿空间,而成矿后断裂及次级小褶皱对矿区矿体进行破坏和改造,形成现今矿床特征。

滇西北红牛—红山铜钼矿床元素迁移趋势及蚀变分带特征

通过对红牛-红山铜钼矿床主要矿物岩(矿)石(矽卡岩、大理岩、角岩、斑岩等)进行主微量、稀土元素地球化学特征分析,研究其成矿阶段元素富集迁移规律,同时对该区蚀变分带特征进行厘定,为该区下一步找矿提供理论依据.发现该区共有三种成矿类型((1)大理岩→矽卡岩化大理岩→矽卡岩;(2)角岩→矽卡岩化角岩→矽卡岩;(3)斑岩→矽卡岩→矽卡岩矿石),其中(3)类型为矿区最主要的蚀变矿化类型,最主要的成矿元素Cu、Mo在该阶段中大量富集成矿,不同的是Cu为全阶段大量富集迁入,而Mo主要在斑岩→矽卡岩阶段大量富集,而在矽卡岩→矽卡岩矿石过程迁入趋势明显减弱.将三种蚀变矿化类型视为一个成矿系统,计算其元素质量迁移率,发现虽然都是主要的蚀变矿化类型,但是(3)类型的质量迁移率远大于其他两种,(1)的大理岩矽卡岩化阶段质量迁移率仅为-0.64%,原因是在大理岩矽卡岩化热液蚀变过程中CaO、MgO为矽卡岩化过程提供物质来源,他们的大量迁出为形成矽卡岩创造了环境条件,总体仍呈迁出状态.同时该区具有明显的垂直蚀变分带特征,大理岩、角岩、矽卡岩三者关系密切.

云南中甸红牛-红山大型夕卡岩铜矿床石榴子石U-Pb年代学、元素地球化学及地质意义

为厘定云南中甸红牛-红山大型夕卡岩铜矿床赋存矿体的夕卡岩的形成年龄,对矿区产出的石榴子石开展了U-Pb定年,并结合石榴子石的元素地球化学特征探讨矿床成因。结果显示,矿区不同矿段(红牛、红山)均发育早(GrtⅠ)、晚(GrtⅡ)两个世代的石榴子石,其成分均为钙铝-钙铁榴石固溶体(红牛为And_(27.02~62.53)Gro_(36.74~71.64),红山为And_(42.51~99.94)Gro_(0.00~56.37))。不同矿段、不同世代石榴子石的稀土元素配分模式特征迥异,表现为左倾型、负Eu异常和右倾型、正Eu异常两种配分模式;两个矿段石榴子石的稀土总含量相差较大(红牛为5.29×10^(-6)~102×10^(-6),红山为19.8×10^(-6)~206×10^(-6))。研究表明,石榴子石的稀土配分模式主要受钙铝榴石-钙铁榴石端元组分控制;更高的稀土元素含量可能与富氯流体的加入及流体运移距离较短有关。红牛-红山矿床石榴子石U-Pb年龄为(79.7±3.4)Ma,代表了夕卡岩化的形成年龄,指示该矿床形成于晚白垩世。