西准噶尔与环巴尔喀什斑岩型铜矿床成矿条件及成矿模式对比研究

西准噶尔与环巴尔喀什地处中亚成矿域腹地,发育着许多大型和超大型斑岩铜矿床,构成了中亚成矿域最重要的斑岩铜矿床集中区。二者的成矿动力学背景略有差异,成矿岩浆条件和成矿物源有一定的差异,所形成的斑岩铜矿床有所不同。西准噶尔斑岩铜矿床以新发现的包古图斑岩铜矿床为代表,该矿床位于达拉布特不成熟岛弧南部;含矿岩浆为中钾钙碱性中性岩浆,侵位较深(5～10km);S(δ34S=-2.4‰～0.4‰)和Pb(206Pb/204Pb=17.92～18.89,207Pb/204Pb=15.45～15.62,208Pb/204Pb=37.68～38.36)同位素指示成矿物质来自地幔。含矿中性杂岩体由早期闪长岩体和晚期闪长玢岩岩株组成,含矿岩体发育碱性(黑云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化)和酸性(绢云母化和硅化)蚀变;以浸染状矿化为主,有少量的脉状矿化。环巴尔喀什斑岩铜矿床以科翁腊德和阿克都卡等超大型斑岩铜矿床为代表,这些矿床位于巴尔喀什-伊犁岩浆弧北部,含矿岩浆为中高钾(科翁腊德)和高钾(阿克都卡)钙碱性中酸性岩浆,侵位很浅(科翁腊德)和较浅(阿克都卡);S(δ34S=0.7‰～6.0‰)和Pb同位素分析表明,成矿物质来自地幔和地壳。含矿岩体为连续分异的中酸性杂岩体,包括辉长岩-闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-斜长花岗岩等;科翁腊德含矿岩体发育酸性蚀变(高级泥化、绢云母化和硅化)和少量的碱性蚀变(钾长石化、黑云母化和硅化),阿克都卡含矿岩体发育碱性蚀变(钾长石化、黑云母化和硅化)和酸性蚀变(绢云母化和硅化);矿化均为浸染状和脉状矿化。     

新疆斑岩型铜矿床分布、时代及成矿特点

新疆地跨中亚和特提斯两大构造域,构造-岩浆活动强烈,形成了许多斑岩型铜矿床,这些矿床具集中分布、分段集中特点.在新疆北部围绕准噶尔盆地呈面状环状分布,在新疆南部沿康西瓦断裂附近呈带状分布.新疆斑岩铜矿床形成时代漫长,从奥陶纪到三叠纪,集中在泥盆—二叠纪.成矿环境包括板块俯冲形成的岛弧、陆缘弧及后碰撞板内环境.含矿岩浆为幔源岩浆,发育高氧逸度的中酸性钙碱性岩浆和低氧逸度的中性钙碱性岩浆,含矿岩体定位受区域褶皱、断裂和火山机构的控制.金属元素组合主要为Cu-Au、Cu-Mo和Mo-Cu等,发育斑岩型-浅成低温热液型和斑岩型-矽卡岩型成矿系统.金属元素在中低温条件下富集成矿.     

斑岩型铜矿床成矿斑岩岩浆氧化状态研究方法综述

近年来,成矿斑岩岩浆的氧化状态对斑岩铜矿床成矿潜力和成矿规模的控制作用受到了矿床学家的广泛关注。文章总结了斑岩型铜矿床成矿斑岩岩浆氧化状态的主要研究方法及各自的适用条件:(1)钛铁氧化物(钛铁矿-磁铁矿)固熔体的组成,适用于含共生岩浆成因钛铁矿-磁铁矿的斑岩体;(2)岩石中的Fe~(3+)/Fe~(2+)含量比值,适用于新鲜的熔融包裹体或未发生热液蚀变和地表风化作用的新鲜岩石;(3)黑云母中的Fe~(3+)、Fe~(2+)和Mg含量,适用于黑云母与磁铁矿和钾长石共生的岩体;(4)角闪石主量元素含量,适用于温度为550～1120℃、压力1200 MPa、氧逸度(f(O2))为-1≤ΔNNO≤+5的钙碱性喷出岩或浅成侵入岩;(5)锆石Ce~(4+)/Ce~(3+)比值;(6)锆石EuN/EuN*比值,斑岩铜矿成矿斑岩为中酸性岩体,其中锆石普遍发育,因此被广泛用于确定岩浆氧化状态。文章还通过收集中国冈底斯成矿带、金沙江-红河成矿带、中甸岛弧成矿带、环太平洋成矿域和中亚成矿域主要斑岩铜矿床成矿斑岩岩浆氧逸度资料,讨论岩浆演化状态对斑岩型铜矿床成矿作用和成矿规模的控制作用,发现同一成矿带内含矿斑岩的氧化状态明显高于不含矿斑岩,且含矿斑岩的氧化状态与斑岩铜矿床的成矿规模具有正相关性。     

环巴尔喀什-西准噶尔成矿省矿床类型、成矿系统和跨境成矿带对接

环巴尔喀什-西准噶尔成矿省地处中亚成矿域核心区,古生代构造和岩浆活动强烈,成矿作用丰富多样,发育许多大型-超大型乃至世界级的金属矿床,包括斑岩型铜矿床、斑岩-石英脉-云英岩型钨钼矿床、矽卡岩型铜(多金属)矿床、火山成因块状硫化物型(VMS)多金属矿床、浅成低温热液型金矿床、石英脉-蚀变岩型中温热液金矿床、与花岗岩有关的Be-U矿床、岩浆熔离型铜镍硫化物矿床和豆荚状铬铁矿等,这些矿床集中分布,形成多处成矿带,包括哈萨克斯坦的扎尔玛-萨吾尔、波谢库尔-成吉斯和北巴尔喀什等成矿带以及新疆西准噶尔的萨吾尔、谢米斯台-沙尔布提和巴尔鲁克-克拉玛依等成矿带。哈萨克斯坦包含大型-超大型和世界级金属矿床的成矿带向东是否延入新疆西准噶尔?能否实现新疆西准噶尔找矿重大突破?都是备受关注的重大地质找矿问题。本文在前人研究并结合作者工作基础上,根据成矿带的成矿构造环境、矿床类型、成矿特点和成矿时代,总结出成矿省至少发育九类成矿系统,即(1)奥陶纪-志留纪岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统;(2)奥陶纪岛弧VMS型多金属成矿系统;(3)泥盆纪岛弧岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统;(4)泥盆纪与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿成矿系统;(5)早石炭世岛弧斑岩-浅成低温热液型Cu-Au成矿系统;(6)石炭纪岛弧斑岩型-矽卡岩型Cu-Mo-Au成矿系统;(7)晚石炭世弧后盆地与花岗岩有关的Be-U成矿系统;(8)早二叠世岛弧或岛弧和陆缘弧过渡弧斑岩-石英脉-云英岩型Mo-W成矿系统;(9)早二叠世岛弧石英脉-蚀变岩型中温热液金成矿系统。对比研究发现境内外相邻成矿带具有相同或相似的成矿系统,二者可以对接,新疆西准噶尔三条成矿带分别是哈萨克斯坦三条成矿带的东延部分,构成了成矿省北部的扎尔玛-萨吾尔Cu-Au成矿带、中部的波谢库尔-成吉斯-谢米斯台Cu-Au-Be-U多金属成矿带和南部的北巴尔喀什-克拉玛依Cu-Mo-W-Au-Cr成矿带。新疆西准噶尔具有形成大型-超大型矿床的成矿系统和成矿条件,有望实现找矿勘探的更大突破。     

新疆包古图斑岩铜矿III- 2岩体氧逸度研究：来自矿物成分的指示

包古图斑岩铜矿位于新疆西准噶尔地区,是区内规模最大的斑岩型矿床,成矿作用与晚石炭世中酸性侵入体密切相关。III- 2岩体位于矿区南部,该岩体全岩矿化,但品位较低,是探讨成矿岩浆性质的理想对象。本文结合岩石学和角闪石、锆石等矿物成分分析,通过与典型斑岩铜矿进行对比,探讨了成矿岩浆的氧逸度。研究表明,包古图III- 2岩体以石英闪长（玢）岩和闪长岩为主,少量辉石闪长岩,主要由斜长石、角闪石、黑云母、石英和钾长石组成,含少量钛铁矿、榍石和磷灰石。石英闪长岩中早期结晶的自形角闪石属于钙质闪石,Mg#较高（0. 72~1. 00）,成分分析指示成矿岩浆的氧逸度为：△NNO+1. 4~△NNO+2. 6,位于斑岩铜矿含矿岩体的分布范围。从中分选出的锆石REE含量高（338×10-6~959×10-6）,具有左倾型稀土配分模式,轻稀土亏损,重稀土富集,显示强烈Ce正异常和Eu负异常。Ce4+/Ce3+比值为29. 55~89. 50,Eu/Eu*比值为0. 32~0. 47,分布于斑岩铜矿含矿岩体和未矿化岩体的叠加部位。研究结果显示,包古图斑岩铜矿III- 2岩体成矿岩浆氧逸度较高,有利于成矿元素的溶解和迁移,对斑岩铜矿的形成有促进作用。     

哈萨克斯坦环巴尔喀什斑岩铜矿地质与成矿背景研究

中哈萨克斯坦位于中亚造山带中部,是中亚型造山带及中亚斑岩铜矿成矿域的重要组成部分,已发现数十个大型和超大型矿床,成群成带分布。主要的斑岩铜矿类型有斑岩铜-金矿、斑岩铜矿、斑岩铜钼矿,大多具同期火山岩。已建立的热液蚀变分带模式具有碱性蚀变和酸性蚀变两个阶段,已有的硫铅同位素数据表明成矿物质来源于深部。该地区的斑岩铜矿形成与多阶段构造演化有关,早古生代的斑岩铜矿与岛弧演化的早阶段有关,而晚古生代的斑岩铜矿与泥盆纪火山—岩浆弧、石炭纪—二叠纪的火山—岩浆弧有关。从中哈萨克斯坦的北西向南东方向,斑岩铜矿的形成时代逐渐变年轻。虽然经过数十年的研究,但该地区的有关斑岩铜矿的精细时空结构仍未建立。因此,含矿斑岩体与蚀变矿化年龄的精确测定、区域成矿地球动力学背景及其演化、斑岩铜矿的精细时空结构、与中国邻区的构造—岩浆—成矿带的连接对比将是以后的研究方向。     

中亚成矿域核心区斑岩铜矿地质和地球化学特征研究现状综述

中亚成矿域核心区域发育多个斑岩型铜矿床,集中分布于哈萨克斯坦环巴尔喀什、中国新疆西准噶尔和东天山地区。笔者从成矿斑岩岩石学、地球化学、岩浆性质、矿床地质和成矿流体性质等方面,对以上地区主要斑岩铜矿的研究现状进行了总结,并概括了境内外斑岩铜矿床的异同。中亚成矿域核心区斑岩铜矿含矿斑岩主要为闪长岩、闪长玢岩、花岗闪长斑岩和石英二长岩,属钙碱性或高钾钙碱性系列,除哈萨克斯努尔卡斯甘外,大多具有埃达克岩的地球化学特征。哈萨克斯坦环巴尔喀什地区和中国西准噶尔、东天山地区斑岩铜矿成矿斑岩结晶温度主要集中在668～836℃,斑晶相结晶压力为0.8～3.2kbar(对应深度2.4～8.8km),环巴尔喀什地区成矿斑岩(ΔQFM=2.9～4.8)具有明显高于西准噶尔和东天山地区(ΔQFM=0.3～1.8)的岩浆氧逸度。中亚成矿域核心地区含矿斑岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.702 5～0.706 7,εNd(t)=4.9～8.8,显示含矿岩体主要来源于新生洋壳,可能伴随古老基底物质的参与。矿区发育以钾化、绢英岩化和青磐岩化为主的热液蚀变,努尔卡斯甘矿区发育与高级泥化有关的高硫型浅成低温热液型金矿化。矿床地球化学研究显示区内斑岩铜矿硫化物的硫主要为岩浆硫(δ~(34)S=-5‰～2‰)。环巴尔喀什地区和中国东天山土屋-延东斑岩铜矿成矿流体为氧化性的H_2O-NaCl-CO_2-SO_2体系,西准噶尔包古图为还原性的H_2O-NaCl-CO_2-CH_4体系。     

初论碰撞造山环境斑岩铜矿成矿模型

作为金属Cu最主要来源的斑岩铜矿床主要产于岛弧及陆缘弧环境.基于大量弧环境斑岩铜矿床研究而建立的经典斑岩铜矿成矿模型,在后来环太平洋成矿带斑岩型矿床的勘查中取得了重大突破,成为科学理论指导矿床勘查的典范.然而,近年来国内矿床学家发现,除经典成矿模型所记录的岛弧及陆缘弧环境外,斑岩铜矿还可产于碰撞造山带内,甚至产在陆内环境中.显然,这些斑岩铜矿的成因无法用经典的斑岩铜矿成矿模型解释.文章从弧环境斑岩铜矿成矿模型的综述人手,通过对青藏高原斑岩铜矿床的成矿环境及构造控制、含矿斑岩起源、矿床基本特征、成矿物质来源、金属富集机制以及成矿流体来源及演化等已有研究成果的综合分析,初步提出了碰撞造山环境斑岩铜矿的成矿模型.该模型强调:①碰撞造山环境斑岩铜矿含矿斑岩为强烈挤压构造背景下形成的埃达克岩,岩浆起源于加厚的新生下地壳,板块断离或岩石圈拆沉诱发的软流圈物质上涌,以及斜向碰撞导致的挤压.伸展的构造机制转换通常是引发岩浆源区发生部分熔融的外部条件;②成矿金属的深部富集是因岩浆高氧逸度所致,高氧逸度条件下,S主要以硫酸盐的形式溶解于岩浆之中,从而导致通常优先向硫化物分配的Cu、Au等开始作为不相容元素向硅酸盐熔浆中富集;③含矿斑岩的侵位既可受到因斜向碰撞诱发的大型走滑断裂系统的控制,也可受到岩石圈拆沉诱发的大型张性断层的控制;而含矿斑岩的就位则受矿区尺度的构造控制,多组构造的交汇部位或大型背斜的核部常是斑岩铜矿产出的重要位置;④大型矿床,特别是超大型矿床下部通常存在岩浆房,岩浆房的流体出溶是引发矿床大规模蚀变与矿化的根源;成矿金属与S均来自岩浆,与含矿斑岩可能具有相同的源区;⑤矿床整体上具有与弧环境类似的蚀变分带规律,从内向外依次为钾硅酸盐化、石英-绢云母、粘土化及青磐岩化;不过,因碰撞造山带环境含矿斑岩相对富K,从而导致岩浆房或浅侵的岩株/岩枝中出溶的岩浆热液常具有比弧环境斑岩铜矿床更高的K+/H+比值,从而诱发钾硅酸盐化蚀变的强烈发育;因钾硅酸盐化蚀变持续时间较长,铜钼矿化主要产于该蚀变阶段,特别是以黑云母大量发育为特征的晚期钾硅酸盐化阶段;⑥成矿物质沉淀可能因成矿过程中温度、压力、盐度、氧逸度、pH值等因素的变化所致,而这些因素的变化又直接或间接与高原的快速隆升与剥蚀有关.     

哈萨克斯坦阿克斗卡超大型斑岩型铜矿田地质特征与成矿模式

中亚成矿域巴尔喀什成矿带阿克斗卡矿田主要由阿克斗卡、艾达里和库兹尔基亚等矿床组成, 是发育在火山岛弧环境的典型斑岩型Cu-Mo-Au矿床群, 其中阿克斗卡为超大型斑岩铜矿。斑岩型铜成矿作用发生在晚古生代哈萨克马蹄形构造形成过程中, 成矿构造背景为乌拉尔-天山断裂系统的大型左行走滑作用和大陆地壳侧向增生过程, 具有典型的斑岩铜矿围岩蚀变和矿石矿物分带特征; 成矿作用受东西向、北东东向和北西西向断裂控制, 主要与早期碱性阶段的硅化蚀变有关, 酸性蚀变阶段发生了再矿化与富集成矿作用; 据含矿花岗闪长岩中锆石SHRIMP定年本文给出主要成矿时代为327.5 ± 1.9 Ma (早石炭世晚期), 成矿模式为"花岗闪长岩"型, 属于浅成斑岩铜矿成矿系统。      

斑岩铜矿成矿构造背景研究进展

斑岩铜矿是指与具斑状结构的中酸性侵入岩伴生,蚀变与矿化受流体、构造控制且分带明显,矿石以细脉浸染状为主,低品位、大储量的铜矿床,是最重要的铜矿床类型。大地构造背景对斑岩铜矿的形成具有重要意义,经典的斑岩铜矿主要产于岛弧、陆缘弧环境。然而,近年来国内矿床学家发现,国内形成于大陆环境的斑岩铜矿与大洋板块俯冲、板块消减作用无关,斑岩铜矿还可产于碰撞造山带,甚至是在陆内环境。相比之下,不同构造背景下形成的斑岩铜矿床含矿岩浆、成矿物质来源、矿床成因等方面存在一定差异与共性。综述了目前斑岩铜矿研究内容中的关于构造背景的一些重要观点和几个重要进展,对比了不同构造背景下形成的斑岩铜矿床的含矿岩浆、蚀变矿化、成矿流体等方面的共性与差异,以期对斑岩型矿床的成因与找矿提供一定的线索。     

中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO_2 CH_4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH_4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH_4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH_4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH_4、C_2H_6等还原性气体的来源,多数学者认为CH_4、C_2H_6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH_4还原气体密切相关,因此,富含CH_4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。     

还原性斑岩型Cu与Mo-Cu矿特征与形成机制

还原性斑岩型Cu矿是近年新识别的一类斑岩型矿床,以岩浆阶段发育大量磁黄铁矿和成矿流体富CH4为主要特征。成因上,还原性斑岩型Cu矿与钛铁矿系列I型花岗岩伴生,形成于俯冲环境或者后碰撞环境。成矿流体为岩浆流体。岩浆阶段磁黄铁矿的结晶沉淀将导致岩浆中成矿元素Cu进入硫化物相而贫化,不利于成矿元素在流体中富集,结果导致还原性斑岩型Cu矿的矿化和蚀变规模较小。对比研究发现西准噶尔宏远Mo-Cu矿也具有还原性斑岩型矿床的特征,可能为还原性斑岩型矿床的新类型。     

斑岩型钨矿床研究进展

斑岩型钨矿床是全球第三重要的钨矿类型,但对其研究较为薄弱、零散。文章基于团队近年来对斑岩钨矿床的研究并系统搜集了全球的相关资料,然后对其进行梳理与总结。研究表明,斑岩型钨矿主要分布于环太平洋成矿带与阿尔卑斯—喜马拉雅成矿带,岩浆弧、板内及陆-陆碰撞等多种环境均有矿床产出。矿床绝大多数形成于中生代、少量形成于古生代。斑岩型钨矿化与弱氧化、较高分异程度的I型或A型花岗质浅成侵入体密切相关。成矿有关岩浆岩主要起源于古老地壳的重熔,并有少量亏损地幔和/或海洋沉积物的混染。成矿流体、金属元素等主要来自于相关的岩浆岩,成矿所需的钙、铁、锰可由地层与岩浆岩通过水岩反应共同提供。岩浆弧及板内环境下初始成矿流体多属于中高温、中高盐度的NaCl-H_2O系统,大陆碰撞体系下则多属于中高温、中低盐度的NaCl-H_2O-CO2体系。钨在熔-流体分异过程中倾向于富集在共存的流体相,然后以单体钨酸盐、多钨酸盐及氟钨酸盐类等形式迁移。矿质沉淀机制主要包括流体不混溶/沸腾/CO_2逃逸±流体混合和水岩反应。白钨矿和黑钨矿作为斑岩钨矿床中最重要的两种钨矿物,其产出可能主要受控于相关岩浆-流体系统中F含量的高低。     

Geology and mineralization of the Duobaoshan supergiant porphyry Cu-Au-Mo-Ag deposit (2.36 Mt) in Heilongjiang Province,China: A review

The reserves of the Duobaoshan porphyry Cu-Au-Mo-Ag deposit (also referred to as the Duobaoshan porphyry Cu deposit) ranks first among the copper deposits in China and 33^rd among the porphyry copper deposits in the world. It has proven resources of copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), and silver (Ag) of 2.28×10⁶ t, 80×10³ t, 73 t, and 1046 t, respectively. The major characteristics of the Duobaoshan porphyry Cu deposit are as follows. It is located in a zone sandwiched by the Siberian, North China, and paleo-Pacific plates in an island arc tectonic setting and was formed by the Paleozoic mineralization and the Mesozoic mineralization induced by superposition and transformation. The metallogenic porphyries are the Middle Hercynian granodiorite porphyries. The alterations of surrounding rocks are distributed in a ring form. With silicified porphyries at the center, the alteration zones of K-feldspar, biotite, sericite, and propylite occur from inside to outside. This deposit is composed of 215 ore bodies (including 14 major ore bodies) in four mineralized zones. Ore body No. X in the No. 3 mineralized zone has the largest resource reserves, accounting for more than 78% of the total reserves of the deposit. Major ore components include Cu, Mo, Au, Ag, Se, and Ga, which have an average content of 0.46%, 0.015%, 0.16 g/t, 1.22 g/t, 0.0003%, and 0.001%–0.003%, respectively. The ore minerals of this deposit primarily include pyrite, chalcopyrite, bornite, and molybdenite, followed by magnetite, hematite, rutile, gelenite, and sphalerite. The ore-forming fluids of this deposit were magmatic water in the early metallogenic stage and then the mixture of meteoric water and magmatic water at the late metallogenic stage. The ore-forming fluids experienced three stages. The ore-forming fluids of stage I had a hydrochemical type of H₂O-CO₂-NaCl, an ore-forming temperature of 375–650°C, and ore-forming pressure of 110–160 MPa. The ore-forming fluids of stage II had a hydrochemical type of H₂O-CO₂-NaCl, an ore-forming temperature of 310–350°C, and ore-forming pressure of 58–80 MPa. The ore-forming fluids of stage III had a hydrochemical type of NaCl-H₂O, an ore-forming temperature of 210–290°C, and ore-forming pressure of 5–12 MPa. The Cu-Au-Mo-Ag mineralization mainly occurred at stages I and II, with the ore-forming materials having a mixed crust-mantle source. The Duobaoshan porphyry Cu deposit was formed in the initial subduction environment of the Paleo-Asian Ocean Plate during the Early Ordovician. Then, due to the closure of the Mongol-Okhotsk Ocean and the subduction and compression of the Paleo-Pacific Ocean, a composite orogenic metallogenic model of the deposit was formed. In other words, it is a porphyry - epithermal copper-gold polymetallic mineralization system of composite orogeny consisting of Paleozoic island arcs and Mesozoic orogeny and extension.©2023 China Geology Editorial Office.     

长江中下游成矿带陆内斑岩型矿床的成岩成矿作用

陆内环境斑岩型矿床的发现对斑岩成矿理论的完善具有重要意义。长江中下游成矿带作为中国东部重要的陆内成矿带之一,成矿带内发育多个重要的斑岩型矿床,如铜山口Cu-Mo矿床、鸡冠嘴Cu-Au矿床、白云山Cu矿、城门山Cu-Mo矿床、武山Cu-Mo矿床、丰山洞Cu-Au矿床、丁家山Cu矿、洋鸡山Au矿、沙溪Cu-Au矿床、冬瓜山Cu-Au矿床、舒家店Cu矿床和安基山Cu矿床等。本文选取成矿带内典型的、具有代表性的斑岩型矿床,对其地质特征(地层、构造、含矿斑岩、脉体特征和围岩蚀变)、成岩成矿年代、成矿岩体的岩石化学和成岩成矿地球化学等方面的研究资料和成果进行了系统总结,讨论和试图阐明长江中下游成矿带陆内斑岩型矿床的成岩成矿作用与成矿模式。研究显示,长江中下游成矿带形成于燕山期陆内造山过程,成矿斑岩岩浆活动和成矿作用主要发生于149~105Ma之间,进一步可以分为早、中、晚三阶段:149~135Ma、133~125Ma和123~105Ma,三阶段岩浆活动和成矿作用主要发生于成矿带中的断隆区,早阶段(149~135Ma)和晚阶段(123~105Ma)多为斑岩-矽卡岩型矿化,中阶段(133~125Ma)矿化为典型的斑岩型矿化。长江中下游成矿带内斑岩型矿床的含矿斑岩为高钾钙碱性-钙碱性系列岩石,大部分具有埃达克岩的地球化学特征,可能为源自富集地幔的岩浆和加厚下地壳部分熔融的岩浆混合的产物,源自富集地幔的基性岩浆对成矿具有至关重要的作用,它的混入使得混合岩浆富水、硫和金属(Cu、Au)等。进一步通过与岩浆弧环境的斑岩型矿床对比研究发现,长江中下游成矿带斑岩型矿床一般不发育高级泥化岩帽(advanced argillic liithocaps)以及浅部的高-中硫矿化蚀变系统,含矿岩浆源区性质和成矿物质来源等与岩浆弧环境的斑岩型矿床明显不同。     

中甸普朗还原性斑岩型铜矿床：矿物组合与流体组成约束

成矿流体高氧逸度是斑岩铜矿床模式的一个基本原则。虽然亚洲单个矿体储量最大的普朗铜矿床的成矿母岩——普朗复式岩体具氧化性岩浆特点,但其矿物组合及流体成分却与还原性斑岩型铜金矿床一致:矿石中以发育大量磁黄铁矿为特征,构成黄铜矿-磁黄铁矿-黄铁矿为主的矿物组合,不发育表征高氧逸度的原生磁铁矿和硫酸盐(硬石膏等)矿物;成矿流体中含较多CO₂、CO和CH₄等还原性组分,氧逸度低于铁橄榄石-磁铁矿-石英缓冲剂。成矿流体中还原性组分可能来源于普朗复式岩体周围的含碳质千枚岩或深部铁镁质岩浆。还原性流体中铜元素的溶解度比氧化性流体中的低,但金元素的溶解度不受氧化还原条件的影响;而CH₄可使SO₂还原形成S^2-,为辉钼矿的形成提供物质基础;可能是导致普朗铜矿床Cu品位偏低而伴生大量Au、Mo矿化的主要原因之一。普朗铜矿床还原性特征的厘定有益于深入研究其矿床成因、乃至区域斑岩型铜矿床成矿机制。     

中国大陆环境斑岩型矿床：基本地质特征、岩浆热液系统和成矿概念模型

中国大陆环境斑岩型矿床包括斑岩型Cu(-Mo、-Au)、斑岩型Mo、斑岩型Au和斑岩型Pb-Zn等矿床类型,主要产出于青藏高原大陆碰撞带、东秦岭大陆碰撞带和中国东中部燕山期陆内环境,在地球动力学背景、深部作用过程、岩浆起源演化、流体与金属来源等方面与岩浆弧环境斑岩型矿床存在重要差异.在大洋板块俯冲形成的岩浆弧,主要发育斑岩Cu-Au矿床或富金斑岩Cu矿(岛弧)和斑岩Cu-Mo及斑岩Mo矿床(陆缘弧).相比,在大陆碰撞带,晚碰撞构造转换环境发育斑岩Cu、Cu-Mo和Cu-Au矿床,矿床受斜交碰撞带的走滑断裂系统控制,后碰撞地壳伸展环境则主要发育斑岩Cu-Mo矿床,矿床受垂直于碰撞带的正断层系统控制;在陆内造山环境,早期发育斑岩Cu-Au矿床,晚期发育斑岩Pb-Zn矿床,它们主要沿古老的但再活化的岩石圈不连续带分布,受网格状断裂系统控制;在后造山(或非造山)伸展环境,则大量发育斑岩Mo矿和斑岩Au矿,它们则主要围绕大陆基底-克拉通(或地块)边缘分布,受再活化的岩石圈不连续带控制.大陆环境斑岩Cu(-Mo,-Au)矿床的含矿斑岩多为高钾钙碱性和钾玄质,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学特性.岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳.上地幔通过三种可能的方式向岩浆系统供给金属Cu(和Au):①提供大批量的幔源岩浆并底垫于加厚下地壳底部,构成含Cu岩浆的源岩;②提供小批量的软流圈熔体交代和改造下地壳,并诱发其熔融;③与拆沉的下地壳岩浆熔体发生反应.大陆环境含Mo岩浆系统高SiO_2、高K_2O,岩相以花岗斑岩为主,花岗闪长斑岩次之,既不同于Climax型,又有别于石英二长斑岩型Mo矿床,岩浆起源于古老的下地壳.金属Mo主要为就地熔出,部分萃取于上部地壳.大陆环境含Pb-Zn花岗斑岩多属铝过饱和型,与S型花岗岩相当,以高δ~(18)O(>10‰)和高放射性Pb为特征,Sr-Nd-Pb同位素组成反映其来源于中下地壳的深熔作用,金属Pb-Zn主要来源于深融的壳层.大陆环境含Au岩浆系统以富B花岗闪长斑岩为主,常与矿前闪长岩密切共生.Sr-Nd-Pb同位素显示,含Au岩浆主要来源于上部地壳,但曾与幔源岩浆发生相互作用.金属Au部分来源于上地壳,部分来源于地幔岩浆.大陆环境斑岩型矿床显示各具特色的蚀变类型和蚀变分带,其中,斑岩型Cu(-Mo,-Au)矿热液蚀变遵循Lowell and Guilbert模式;斑岩型Mo矿主要发育钙硅酸盐化、钾硅酸盐化和石英-绢云母化;斑岩型Pb-Zn矿主要发育绿泥石-绢云母化和绢云母-碳酸盐化,缺乏钾硅酸盐化;斑岩型Au矿强烈发育中度泥化.斑岩型矿床的成矿流体初始为高温、高fO_2、高S、富金属的岩浆水,由浅成侵位的长英质岩浆房在应力松弛环境下出溶而来,晚期有天水不同程度地混入.Cu、Mo、Pb-Zn通常沉淀于流体分相和流体沸腾过程中,而Au则主要沉淀于岩浆-热液过渡阶段.     

中亚成矿域斑岩铜金成矿的地质环境问题

中亚成矿域在蒙古、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦和哈萨克斯坦产有Oyu Tolgoi、Almalyk、Andash-Taldy Bulak、Aktogai、Kounrad等众多巨型和世界级斑岩铜金矿床,中国新疆北部斑岩铜金找矿持续重大突破令人期待。中亚成矿域大规模斑岩铜金成矿于什么地质环境?新疆北部、尤其天山斑岩铜金地质找矿持续突破的前景怎样?都是颇受关注的重大地质和找矿问题。通过广泛深入文献调研和重要矿集区实地调查研究表明,中亚构造成矿域在古亚洲洋壳俯冲增生、陆陆碰撞和后碰撞伸展等不同时期地质环境中,虽然均有斑岩铜金成矿作用发生,但古亚洲洋俯冲形成不同时期的增生岛弧是中亚斑岩铜金最为重要的成矿地质环境,大规模斑岩铜金成矿出现在洋盆演化末期、或即将关闭时的成熟岛弧环境。为什么中亚重要斑岩铜金矿床多形成于年长的成熟岛弧是值得探索的重要科学问题。新疆北部、尤其天山不同时期的岛弧发育完整,岛弧岩浆作用强烈而漫长,斑岩铜金成矿条件优越,大型-超大型铜金矿地质找矿潜力巨大,有望持续发现重要斑岩铜金矿床。     

中亚成矿域地质矿产研究的若干重要问题

我国新疆地处中亚成矿域的核心地区,具有得天独厚的地理和资源优势。在执行国家“十一五”科技支撑计划重点项目08课题并取得初步成果的同时,我们意识到中亚成矿域目前还存在如下关键科学问题：中亚成矿域的形成和演化在全球地质构造体系中的地位和作用;环巴尔喀什-西准噶尔成矿省的地质背景：是岛弧环境还是后碰撞环境形成了斑岩型矿床以及相关浅成低温热液型矿床？成吉斯-塔尔巴哈台山的地质演化及其对金属成矿作用的制约机制;天山和阿尔泰地区广泛发育的韧性剪切带对金成矿作用控制时限与区域构造演化的耦合问题：中地壳的韧性剪切带如何会聚成矿流体？晚古生代晚期火山岩和次火山岩中铜金多金属矿集区的形成和演化;印支期地质过程的成矿意义和地球动力学背景;中生代陆相盆地演化与能源资源形成的动力学过程。对这些科学问题的探讨必然带动中亚成矿域地质研究的深入,并取得矿产资源勘查的突破。     

黑龙江河口林场锡多金属矿床地质特征及矿床成因

黑龙江河口林场锡多金属矿床位于我国东部大陆边缘完达山陆缘增生带内,锆石ICP-MS U-Pb测年结果显示该矿床的成矿母岩体花岗斑岩形成于121.4±0.5 Ma,属早白垩世晚期,成矿时间略晚于此。地球化学测试结果显示,河口林场花岗斑岩SiO_2含量较高,为61.21%~73.81%,K_2O含量较高,为3.74%~4.61%,Na_2O为0.06%~0.20%,属高钾钙碱性系列的A型花岗岩,形成于伸展背景下。(La/Yb)N-Yb、K/Rb-Rb等微量元素比值图解显示矿体的形成与壳-幔岩浆的混合作用有关。中生代晚期(130~120 Ma)我国东部进入地壳伸展减薄的高峰期,古太平洋板块的持续西向俯冲使区内岩石圈不断增厚发生拆沉,软流圈地幔直接加热下地壳使其部分熔融导致壳幔混合作用的发生,形成的岩浆携带大量成矿物质沿伸展作用形成的空间上侵,并于运移过程中不断萃取沿途围岩中的有用组分,随后就位于三叠纪地层内,岩浆演化晚期,Sn、W等金属元素随流体不断聚集在岩浆房顶部及构造薄弱处,随着温度、压力等物化条件的改变,最终沉淀于岩体与地层的内外接触带成矿。本次研究确定了该矿床为区内发现的首例斑岩型锡多金属矿,与东侧俄罗斯境内的锡霍特-阿林锡多金属成矿省具有良好的亲缘性,为该成矿省在我国境内的延伸部分,其发现为我国东北地区锡矿的探寻工作提供了新的思路。