大兴安岭北端晚侏罗世花岗岩类地球化学及其地质和找矿意义

大兴安岭北端的龙沟河、二十一站等岩体形成于晚侏罗世,与斑岩型铜金矿化关系密切。这些岩体的主要岩石类型为石英闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩,总体属高钾钙碱性系列,少量属橄榄玄粗岩系列。其SiO_2含量介于61.37%～66.59%,Al_2O_3含量为15.35%～17.06%,MgO含量介于2.02%～3.47%,Mg~#指数高达44～59。(La/Yb)N介于16.85～81.73之间,δEu介于0.68～0.93,给出强分异的稀土元素配分型式,与埃达克岩的特征一致。Ba、Sr和LREE强烈富集, Nb和Ta强亏损,Rb和Ti弱亏损;岩石Yb含量介于0.31～1.32μg/g,Y含量介于4.32～12.07μg/g,贫Yb低Y特征显著; Sr/Y介于67.74～220.60,高Sr低Y特征清楚。上述特征也与埃达克岩地球化学特征一致。由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋分别于古生代末期和二叠纪-中侏罗世闭合,因此,所研究的埃达克岩应形成于中朝-蒙古大陆与西伯利亚大陆之间的陆陆碰撞造山环境,是碰撞造山带加厚下地壳拆沉-熔融的产物。     

鄂东南铜山口、殷祖埃达克质（adakitic）侵入岩的地球化学特征对比：（拆沉）下地壳熔融与斑岩铜矿的成因

鄂东南地区铜山口花岗闪长斑岩体是与斑岩铜钼矿床共生的岩体,但殷祖花岗闪长岩体是与金属成矿无关的岩体。铜山口和殷祖侵入岩的元素地球化学特征与埃达克岩的地球化学特征非常类似,如高Al2O3、Sr含量与La/Yb、Sr/Y比值,富Na2O(Na2O/K2O>1.0),亏损Y与Yb,极弱负Eu异常-正Eu异常以及正Sr异常等。但是铜山口和殷祖侵入岩也存在 明显的差别:前者比后者更偏酸性,但具有较高的K2O,MgO,Cr,Ni和Sr含量,较低的Y和Yb含量,轻重稀土元素分异更明显,并主要显示出正铕异常,区别于后者的极弱负Eu异常-不明显Eu异常。这表明铜山口埃达克质侵入岩的岩浆来源可能比殷祖埃达克质侵入岩的岩浆来源更深:前者可能由拆沉的下地壳熔融形成,残留物主要含石榴子石;而后者可能由增厚的下地壳熔融形成,残留物可能为石榴子石±斜长石±角闪石。另外,热的地幔上涌,底辟(diapir)进入下地壳,导致含角闪石的榴辉岩发生熔融也可形成铜山口埃达克质岩浆。铜山口埃达克质岩浆在穿过地幔的过程中,将会与地幔橄榄岩发生交换反应:一方面由于受橄榄岩的混染而使得岩浆的MgO,Cr和Ni增高;另一方面岩浆中的Fe2O3不断加入到地幔中,导致地幔的氧逸度(fo2)增高,地幔中金属硫化物被氧化并进入岩浆中,富含Cu-Mo等成矿物质的岩浆上升很容易形成斑岩铜钼矿     

埃达克岩研究及斑岩铜矿找矿新方向

埃达克岩是一种成因方式特殊的钙碱性系列岩浆岩 ,其典型特征是 :SiO2 ≥ 5 6 % ,Al2 O3 ≥ 1 5 % ,MgO通常小于 3% ,贫Y和Yb(Y≤ 1 8× 1 0 -6,Yb≤ 1 .9× 1 0 -6) ,高Sr(多数大于 4 0 0× 1 0 -6) ,LREE富集 ,无Eu异常或仅有轻微的负Eu异常。其成因主要有两类 :一类由俯冲板片的部分熔融成因 (O型 ) ;另一类由玄武质岩浆底侵下地壳时发生部分熔融或下地壳拆沉作用成因 (C型 )。两类埃达克岩都与斑岩铜矿的成矿作用存在着密切的关系。世界上大多数超大型的斑岩铜矿与O型埃达克岩有关 ,而我国的斑岩铜矿则大多数与C型埃达克岩有关。埃达克岩可作为一种重要的找矿标志 ,将为斑岩铜矿的找矿提供新的方向     

TTGs and adakites: are they both slab melts?

Although both high-Al TTG (tonalite–trondhjemite–granodiorite) and adakite show strongly fractionated REE and incompatible element patterns, TTGs have lower Sr, Mg, Ni, Cr, and Nb/Ta than most adakites. These compositional differences cannot be easily related by shallow fractional crystallization. While adakites are probably slab melts, TTGs may be produced by partial melting of hydrous mafic rocks in the lower crust in arc systems or in the Archean, perhaps in the root zones of oceanic plateaus. It is important to emphasize that geochemical data can be used to help constrain tectonic settings, but it cannot be used alone to reconstruct ancient tectonic settings.

Depletion in heavy REE and low Nb/Ta ratios in high-Al TTGs require both garnet and low-Mg amphibole in the restite, whereas moderate to high Sr values allow little, if any, plagioclase in the restite. To meet these requirements requires melting in the hornblende eclogite stability field between 40- and 80-km deep and between 700 and 800 °C.

Some high-Al TTGs produced at 2.7 Ga and perhaps again at about 1.9 Ga show unusually high La/Yb, Sr, Cr, and Ni. These TTGs may reflect catastrophic mantle overturn events at 2.7 and 1.9 Ga, during which a large number of mantle plumes bombarded the base of the lithosphere, producing thick oceanic plateaus that partially melted at depth.     

巴布亚新几内亚新生代两类埃达克岩的构造环境意义

本文根据新几内亚安山岩的化学分析数据与典型埃达克岩进行对比,讨论了巴布亚新几内亚埃达克岩的地球化学特征及其大地构造环境意义。对比结果表明:巴布亚新几内亚埃达克岩微量元素特征为高锶(一般>于400×10-6),Sr/Y比值平均>41.7,重稀土元素Y和Yb含量很低(分别为≤20×10-6和1.9×10-6)。在微量元素蛛网图上有Sr,Ba正异常峰和明显的Nb,Th负异常。稀土元素表现为LREE富集模式,(La/Yb)N比值平均为2.19~18.69。巴布亚新几内亚埃达克岩的M g#值>0.45,87Sr/86Sr值一般<0.7045与典型埃达克岩一相致。巴布亚新几内亚埃达克岩分别位于弧-陆碰撞带大地构造环境中的大洋岛弧和大陆边缘造山带中。埃达克岩的分布区域与世界级斑岩铜-金矿和浅成热泉金矿的成矿带的分布相一致。     

安第斯埃达克岩 :三种成因模式

在安第斯埃达克岩是常见的。由这种岩石的痕量元素特征揭示的高压组成矿物 ,表明其有三种可能的成因。这三种成因按相对重要性依次为 :安第斯地壳的构造加厚 ;弧前壳的俯冲 -侵蚀 ;年轻洋壳的俯冲。在过去 30 Ma,每种成因模式的埃达克岩在智利 -阿根廷安第斯地区均有喷发。它们的产状与智利 -阿根廷边缘快速变化的构造背景中特定构造条件和事件相吻合。埃达克岩在过去安第斯边缘的产状可望成为矿化的优异构造标志 ,也可用于指导找矿     

黄岩海山链俯冲与吕宋岛斑岩铜金成矿

菲律宾吕宋岛上约5Ma以来的斑岩铜金矿床主要集中在北部的Baguio和Mankayan地区,它们在时空上与黄岩海山链密切相关。1907~2013年间的地震数据表明,在吕宋岛中部(16°N)附近存在地震稀疏带。吕宋岛上的斑岩铜金矿床分布在该地震稀疏带的两侧。收集到的相应时期埃达克岩的Sr/Y-(La/Yb)N、Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图解表明,这些埃达克岩几乎都是洋壳部分熔融形成的。与吕宋岛北部侵入型埃达克岩相比,位于16°N附近的埃达克岩具有更高的Sr含量,这可能与南海古扩张脊俯冲撕裂形成的板片窗有关。斜长石是辉长岩的主要矿物之一,因此,撕裂的洋壳边缘的辉长岩层部分熔融,形成具有更高Sr含量的埃达克质岩浆。而位于吕宋岛南部Bataan弧中的埃达克质火山岩,可能是在南海古扩张脊俯冲之前形成的。根据已发表的斑岩铜金矿床数据,Mankayan地区的成矿年龄在约3.5~1.4Ma,Baguio地区的成矿年龄在约3.1~0.5Ma之间,有从北向南变年轻的趋势,这与黄岩海山链沿马尼拉海沟向南迁移一致。此外,吕宋岛北部Mt.Cagua到Baguio之间存在一个延伸了220km的第四纪火山活动的空隙,该区域大部分火山已经在中新世停止活动。这可能是黄岩海山链的俯冲使得俯冲倾角逐渐变缓、挤压加强而导致的。同时期的斑岩铜矿床正好分布在这一火山空隙中,是俯冲洋壳部分熔融的产物。     

藏南程巴岩体副矿物研究:岩浆源区的指示

藏南程巴岩体具有埃达克岩的地球化学性质,但其形成年代、产出位置和成矿组合不同于冈底斯带成矿斑岩。利用背反射图像和电子探针成分分析发现其具有钙碱性花岗岩不常见的副矿物组合:Fe-Ti氧化物+锆石+磷灰石+榍石+独居石+钍石+氟碳铈矿+晶质铀矿+水氟碳钙钍矿,其中独居石富Th,钍石富U,独居石和钍石经富F、CO₂流体交代形成氟碳铈矿和水氟碳钙钍矿。在(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i和Th含量图解中,冈底斯带含矿斑岩与程巴岩体落在一条混合线线上,程巴岩体位于已证明受到上地壳物质或其他富集组分混染的甲马含矿斑岩和其他冈底斯含矿斑岩之间,表明程巴岩体在其源区或演化过程中也受到了富集端元的混染,但加入量少于甲马斑岩。     

祁连山花岗岩分类及找矿方向初探

祁连山花岗岩出露广泛,主要是早古生代的,按照地球化学特征的不同可以分为3类:第1类为高Sr低Y型(埃达克岩),第2类为低Sr高Y型,第3类为A型花岗岩.高Sr低Y型花岗岩有O型(富钠)和C型的(富钾)2类,前者主要分布在北祁连的东段,后者主要分布在北祁连的西段.祁连山铜矿主要有两种类型:石居里型和黑石山型,前者与蛇绿岩有关,后者与斑岩(埃达克岩)有关.本区金矿主要分布在北祁连的西段,如寒山、鹰咀山金矿等,其成因与花岗岩的关系不清楚,但是,多数与埃达克岩有关(如车路沟、黑刺沟、贾公台金矿等).祁连山钨锡矿主要产出在祁连山西段,大多与低Sr高Y型花岗岩有关(如野牛滩岩体、小柳沟岩体、金佛寺岩体和柴达诺山岩体等).铅锌矿与低Sr高Y型花岗岩有关(如南坝),白银小铁山铅锌矿的流纹岩具A型花岗岩的特征,可能大多属于碰撞后阶段.     

西秦岭与埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有关的金铜成矿及找矿问题

秦岭金矿分布广,目前学术界大多认为分属于造山型和卡林型金矿两类.该区印支期花岗岩发育,大多具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩(低Sr和Yb)的特点,与金铜矿在时空分布上相关.美国内华达州卡林型金矿是世界级的金矿聚集区.与卡林型金矿有关的第三纪岩浆岩(中酸性火山岩和浅成花岗岩)也具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的地球化学特征,暗示内华达卡林型金矿也来源于加厚下地壳的底部.本文讨论了埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有利于成矿的机理,并根据西秦岭金矿与花岗岩分布的关系,提出以夏河-宕昌-两当-凤县为界将西秦岭划分为南北两个成矿区和13个成矿聚集区:北区花岗岩发育,有利于寻找斑岩型、夕卡岩型等热液型金铜矿床;南带侵入岩少而小,有利于寻找远离岩体的金矿(包括卡林型等).鉴于西秦岭印支期埃迭克岩和喜马拉雅型花岗岩发育,金铜尤其是金矿分布多,储量大,且大多与埃达克岩或喜马拉雅型花岗岩有关,可能是中国金矿最具潜力的地区,有利于特大型金铜矿的产出,可能发展成为中国最大的金矿聚集区.为此,建议加强本区花岗岩与金铜成矿关系的研究,革新找矿思路和找矿技术方法,以实现找矿的新突破.