秦岭造山带栾川Mo-W矿集区和柞水-山阳Cu-Mo矿集区斑岩型矿床成矿差异性对比

栾川Mo-W矿集区和柞水–山阳Cu-Mo矿集区是秦岭造山带内152~140 Ma后碰撞造山环境下形成的两个典型斑岩型矿集区,其成矿差异显著,但控制因素尚不清楚。笔者收集两个矿集区的全岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素、锆石和磷灰石成分,从岩浆源区、岩浆水含量、氧逸度、挥发分和S含量等方面进行对比研究,揭示其成矿差异性的主控因素。柞水−山阳矿集区Cu-Mo矿的εHf(t)和εNd(t)值为−5~2和−6.6~−1.5,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值接近于上地幔(平均为0.7051),指示岩浆源区为增厚的新生下地壳部分熔融与幔源岩浆的混合。栾川矿集区具有相对较低的εHf(t)和εNd(t)值(平均值为−18.38和−14.63)以及较老的Hf二阶段模式年龄表明富Mo-W斑岩来源于古老的太华群基底和扬子板块俯冲陆壳沉积物部分熔融。柞水−山阳矿集区和栾川矿集区成矿斑岩具有高Sr低Y,全岩Eu/Eu*>0.6,锆石饱和温度较低(<750℃),锆石EuN/Eu_(N)^(*)>0.3,锆石Ce_(N)/Ce_(N)^(*)>100,Ce/Nd>10,全岩V/Sc>5,氧化还原状态>FMQ+3等,指示其成矿岩浆均具有高水含量和高氧逸度特征。此外,柞水−山阳矿集区斑岩Cu-Mo体系更富集Cl,而栾川矿集区斑岩Mo-W体系更富集F,二者的S含量相近。以上表明岩浆源区的不同是造成二者成矿差异的根本原因;Cl和F作为Cu和Mo在岩浆热液中迁移的主要配体,是造成两个矿集区成矿差异的另一关键因素;富水、高S和高氧逸度岩浆是两个矿集区斑岩型矿床形成的重要条件,但并不是造成矿化差异的直接原因。

河北矾山超钾质岩浆氧逸度及含水性特征的磷灰石地球化学记录

产于华北克拉通北缘的晚三叠世矾山超钾质碱性岩杂岩体主要由单斜辉石岩和辉石正长岩等组成,以发育内生磷灰石-磁铁矿矿床而闻名。本文选取矾山杂岩体中的磷灰石为研究对象,通过测试磷灰石的主微量元素及原位Sr-Nd同位素组成以探讨母岩浆的氧逸度及含水性特征。研究表明,矾山磷灰石以轻稀土元素富集、重稀土元素亏损为特征,显示出缺乏显著Ce异常的“右倾”的稀土配分型式,且具有较低的Ga含量及较高的δEu值,暗示杂岩体具有较高的岩浆氧逸度,这也得到了磷灰石Mn氧逸度计的支持。所有磷灰石以高Sr、低Y为特征,具有较高的Sr/Y(>30)和La/Yb(>90)比值,且Sr/Y与La/Yb存在明显的正相关关系,表明矾山超钾质岩浆具有较高的含水量。矾山磷灰石的原位Sr-Nd同位素投点位于地幔序列,明显偏离地壳趋势。母岩浆的“氧化且富水”特征是矾山杂岩体得以发生磷灰石-磁铁矿矿化的重要因素,其主要与板片俯冲过程中蚀变洋壳对岩石圈地幔的交代作用有关。通过对比矾山杂岩体与全球范围内其他地质环境中磷灰石的成分数据,发现具有“高Sr、低F、少Cl”特征的磷灰石可作为识别超钾质碱性岩杂岩体(及其相关金属矿床)的特征矿物。

云南马厂箐铜钼矿成矿岩体的角闪石和黑云母矿物学特征及其意义

马厂箐铜钼矿床位于扬子克拉通西缘,是三江成矿带内典型的大陆碰撞型斑岩铜-钼矿床,其成矿作用与矿区内的斑状花岗岩密切相关。在详细的岩相学观察基础上,对成矿岩体的造岩矿物角闪石和黑云母开展了电子探针成分分析,厘定了斑状花岗岩结晶的温压条件、岩浆氧逸度和含水量等要素,为解析马厂箐富碱侵入岩体的演化和成矿作用提供了矿物学尺度的制约。实验数据显示,岩体内角闪石富镁(w(Mg O)14.1%~16.3%)、富钙(w(Ca O)11.0%~11.6%)、贫钾(w(K2O)0.3%~0.6%)、富钠(Na2O/K2O>1.0),属于阳起石和镁角闪石。黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)比值较为均一,集中分布在0.35~0.38之间,且显示出富镁(w(Mg O)13.6%~16.2%)、铝(w(Al2O3)12.9%~13.7%),贫钛(w(Ti O2)1.9%~3.0%)、钙(w(Ca O)<0.06%)的特征,属镁质黑云母。由角闪石和黑云母阳离子数计算的矿物结晶温度分别为687~770℃和660~713℃,结晶压力为38~82 MPa和55~80 MPa,相应侵位深度为1.3~2.7km和1.8~2.6 km。同时,通过角闪石成分计算岩浆氧逸度为ΔNNO+1.56^+2.41,并且根据岩石地球化学特征及矿物相稳定组合限定岩浆源区具有较高的含水量(w(H2O)>10%)。结合矿物组合中角闪石的大量存在,分析可知马厂箐斑状花岗岩具有高氧逸度、富水、侵位浅的特点,符合形成大型-超大型斑岩Cu-Mo矿床岩浆岩的基本特征。因此,继北衙超大型斑岩Au矿取得重大突破后,推测三江成矿带南段扬子克拉通一侧斑岩型Cu-Mo矿床仍有较大的找矿潜力。

滇西六合正长斑岩中角闪石、黑云母和锆石的特征及其指示意义

滇西金沙江-哀牢山成矿带发育众多与富碱侵入岩密切相关的斑岩矿床。六合正长斑岩产于该成矿带中段,为贫矿富碱斑岩。在岩相学基础上,对六合正长斑岩中的黑云母、角闪石、锆石进行了矿物学研究,厘定了矿物结晶的温压条件、岩浆氧逸度和含水量等关键要素,并结合全岩地球化学和前人研究成果,讨论了制约滇西富碱斑岩成矿的条件。六合正长斑岩中的黑云母富镁(MgO=12.98%~14.83%)、铝(Al_2O_3=14.18%~16.52%),Fe^(2+)/(Fe^(2+)+Mg)=0.29~0.31,矿物温压计测得黑云母的结晶温度为615~669℃,形成压力为103~165 MPa,形成深度为3~5 km(平均深度为4.2 km)。角闪石富铁(FeO=21.75%~22.21%)、钙(CaO=10.14%~10.49%),属浅闪石质-韭闪石质角闪石,形成温度为817~843℃,形成压力为158~191 MPa,形成深度为5~6 km(平均深度为5.9km)。通过角闪石成分限定岩浆氧逸度(ΔFMQ)为+1.12^+1.27。岩体中的岩浆锆石结晶温度为687~1 098℃,Ce^(4+)/Ce^(3+)=11.18~54.78(平均值<50),δEu=0.14~0.81。正长斑岩中角闪石以斑晶产出,全岩Dy/Yb值与SiO_2含量呈负相关性,La/Yb值与SiO_2含量呈正相关性,且δEu=0.97~1.00,说明六合岩浆在早期结晶大量角闪石,鲜有斜长石分离结晶。以上分析显示六合正长斑岩具有低氧逸度、高含水量的特征。对比斑岩矿床中含矿岩石的矿物学特征,认为六合正长斑岩不具有形成斑岩型矿床的潜力。

冈底斯后碰撞斑岩成矿带高水、高氧逸度岩浆成因研究进展

碰撞背景下的斑岩矿床是近年来找矿勘查的重点。位于青藏高原的冈底斯后碰撞斑岩成矿带,目前已经探明的Cu金属量超过了45 Mt,其中发育有超大型的驱龙和甲玛等斑岩矿床,使得冈底斯带成为研究碰撞型斑岩成矿作用的代表性地区。斑岩铜矿作为典型的岩浆热液型矿床,其形成需要巨量的水和高的氧逸度。俯冲背景下的斑岩矿床,水和高氧逸度的来源都比较清楚,均和洋壳俯冲密切相关。已有的研究证实,碰撞背景下的斑岩矿床,其成矿岩浆依然具有高水和高氧逸度的特征,但起因却不清楚。本文系统总结了前人对于冈底斯斑岩成矿带水和氧逸度的估算结果,探讨了高水和高氧逸度的成因机制,并据此提出早期俯冲的积累、后期碰撞印度板片的脱水,加厚下地壳重熔的结晶分异作用,以及超钾质岩浆的注入等过程,对于促使高水和高氧逸度岩浆的产生起了关键性的作用。

内蒙古额济纳旗内乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩中锆石的特征及其指示意义

低氧逸度和高岩浆水含量是中酸性岩浆内W元素富集成矿的关键因素。乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩体地处中亚造山带中段北山造山带。近几年,发现微弱的钨矿化,该地区是否具有钨矿的成矿潜力亟需进一步的分析研究。笔者对黑云母二长花岗斑岩中岩浆锆石开展年代学、矿物地球化学的研究,并搜集前人主微量元素的数据共同探讨岩浆结晶温度、氧逸度,最终厘定岩浆内W元素的成矿潜力。结果显示,黑云母二长花岗斑岩体具有较高的Ce4^+/Ce3^+(均值为98.15)、Ce N/CeN^*(均值为111.55)、Eu N/EuN^*(均值为0.50)、Ce/Nd(均值为54.89)值,暗示岩体具有较高的氧逸度(lg(f O 2)=-12.03;△FMQ+4.53)。而黑云母二长花岗斑岩具无角闪石斑晶、低的Sr/Y值(18.31~38.05)和(La/Yb)N值(13.59~18.71)及明显Eu负异常(Eu N/EuN^*=0.74~0.86)特征,表明黑云母二长花岗斑岩体在岩浆结晶早期贫水(w(H 2 O)<4%)。以上分析显示黑云母二长花岗斑岩体具有高氧逸度、低含水量的特征,故认为乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩体不具有形成大规模钨矿床的潜力。

西藏打加错银(多金属)矿床含矿岩石成因及其找矿意义

打加错银多金属矿床是在冈底斯成矿带西段新发现的首例以银为主的多金属矿床.为了查明该矿床成岩成矿时限、含矿岩石成因及成矿意义,对该矿区出露的含矿(次)火山岩(流纹质晶屑凝灰岩与流纹斑岩)开展了锆石U⁃Pb年代学、微量元素及Hf同位素、全岩地球化学、辉钼矿Re⁃Os年代学等分析.研究表明,含矿(次)火山岩形成时代为66.6~67.4 Ma,晚期辉钼矿同位素Re⁃Os模式年龄为61.0±0.8 Ma,结合含矿地质体的矿化特征、石英-黄铁矿-辉钼矿脉与含矿流纹斑岩的穿插关系等,证实打加错矿区存在两期成矿作用,即早期形成的强硅化(次)火山岩型和矽卡岩型银多金属成矿作用及晚期石英脉型银多金属成矿作用,成矿时限介于66.6~61.0 Ma,构成了与(次)火山期后热液相关的浅成低温热液成矿系统;(次)火山岩地球化学数据表明其属高钾钙碱性-钾玄岩系列,具准铝质-过铝质特征,富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Rb、Pb)、亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti),锆石Ti的平均温度为712℃,ε_(Hf)(t)值均为负值(-16.5~-3.6)且T_(DM)^(C)为1.2~2.1 Ga;成矿岩石具低氧逸度和贫含水性特征,属于典型S型花岗岩,源于中-古元古代古拉萨地壳的部分熔融,并与中拉萨地体发育的银铅锌矿床成矿岩体特征一致,而与南拉萨地体中爆发的、与I型花岗岩相关的铜多金属矿化明显不同,据此揭示出南拉萨地体也与中拉萨地体一样具有与S型花岗岩相关的成矿潜力,这对丰富南拉萨地体的成矿类型及促进该类型矿床的进一步找矿新发现具有重要的理论及现实意义.