中国蓝片岩带的分布及其构造意义

在前人研究的基础上, 根据变质时代及产地将中国蓝片岩带划分为20个带, 选取不同时代典型蓝片岩带论述其特征(分布区域、大体规模、原岩特征、形成时代及矿物组合), 并对其地质成因进行分析。中国蓝片岩带生成方式复杂, 但均与俯冲消减作用有关, 且大多属B型俯冲消减; 部分地段叠加了A型俯冲的高压—超高压变质带(如阿尔金带、大别-苏北带、南迦巴瓦-密支那带等)。中国蓝片岩带在时代上可以分为元古代(晋宁期)、古生代(加里东—海西期)、中生代(印支—燕山期)和新生代(喜马拉雅期)4个时期, 每个时期蓝片岩带的形成大多与中国地体增生过程中洋盆的消减俯冲有关, 并在特定地段经历后期的陆内俯冲(高压—超高压俯冲)叠加影响。      

云南禄丰鹅头厂铁铜矿床中稀土矿物的发现及意义

云南禄丰鹅头厂铁铜矿床是滇中地区著名的元古宙含铜富铁矿床之一,矿床中除了铁、铜等资源外,还伴生少量的稀土组分。本文利用国际上矿物与地质行业前沿的矿物自动分析测试方法——矿物表征自动定量分析系统(AMICS),结合扫描电镜-能谱(SEM-EDS)显微结构原位分析技术,完成了常规岩矿鉴定手段难以完成的矿物定量识别和鉴定,首次在禄丰鹅头厂铁铜矿床中发现了氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、褐钇铌矿等独立的稀土矿物。其中,氟碳钙铈矿主要富集在条纹条带状矿石中,分布极不均匀,局部富集,主要呈微细粒半自形至它形粒状晶体,多为微细粒的不规则粒状集合体,与磁铁矿间隙中的方解石和绿泥石等脉石矿物紧密共生,在氟碳钙铈矿颗粒中普遍含有呈板状或柱状、片状、针状的微细粒氟碳铈矿;褐钇铌矿也主要富集在条纹条带状矿石中,呈细小的不规则粒状,与铁氧化物边缘缝隙中的绿泥石等脉石矿物紧密共生。X射线能谱分析表明,氟碳钙铈矿和氟碳铈矿富含轻稀土元素,以Ce、Nd、La为主,含量一般Ce La Nd,含少量Pr、Y等元素;褐钇铌矿中主要金属元素有Nb、Y、Ce、Nd、Fe、Ti、Mg、Ca、U等,其中Nb的含量较高,稀土元素以Y为主,并含少量Ce、Nd等。稀土矿物的发现,对探讨该矿床及整个滇中地区前寒武纪(中元古代)铁-铜(-稀土)矿床的成因有着一定的指示意义。根据矿床中稀土-铁氧化物的产出特征和区域成矿地质背景,结合前人研究成果,认为鹅头厂矿床中稀土-铁氧化物的形成与Columbia超大陆裂解时的深部(地幔)岩浆活动有关,并受到多期次后期热液事件的叠加改造。     

云南主要双峰式火山岩及相关矿产资源

云南双峰式火山岩时空分布较为广泛,贯穿云南及整个西南"三江"地区的地质发展演化过程,并伴有各具特色的矿产。本文基于前人的研究资料,总结了云南主要的双峰式火山岩的时空分布和相关矿产资源的情况,并讨论与双峰式火山岩有关的地质构造背景。总结出在地质历史演化过程中,云南主要分布有:(1)元古宙:滇中地区中元古代大红山群、河口群、东川群、昆阳群中的碱性火山岩及细碧-角斑岩类火山岩组合,新元古代与苏雄组同期的双峰式火山岩;(2)早寒武世梅树村期:扬子地台西缘玄武岩和凝灰岩等火山喷发记录;(3)中—晚志留世:滇西普洱大平掌铜多金属矿区大凹子组(S2+3d)细碧岩-石英角斑岩建造;(4)中—晚泥盆世:滇西北德钦羊拉里农组(D2+3l)碎屑岩夹双峰式火山岩+碳酸盐岩;(5)早三叠世:金沙江造山带攀天阁组(T1p)流纹岩+崔依比组(T1c)玄武岩(细碧岩或蚀变玄武岩)组成的"双峰式"火山岩,滇西洱源岩群双峰式火山岩;(6)中—晚三叠世:澜沧江造山带中南段忙怀组(T2m)流纹岩、流纹英安岩、流纹质火山碎屑岩、少量玄武岩和小定西组(T3x)玄武质火山碎屑岩以及芒汇河组(T3mh)玄武岩、流纹质火山碎屑岩组成的双峰式火山岩;(7)古近纪:剑川组(E2j)碱性玄武岩-粗面质火山角砾岩组合等7个阶段的双峰式火山岩,其地质构造背景各异,并伴有各具特色的矿产。这些双峰式火山岩可以作为制约云南及整个西南"三江"地区关键地质演化和成矿事件的标志性地质现象,是研究其地质构造背景和成矿作用的重要依据。     

郯庐断裂带山东段金伯利岩和碱性岩浆岩的深源特征矿物信息及其资源能源意义

郯庐断裂带是太平洋西岸的中国东部乃至东北亚最重要的一条深断裂带，影响着中国东部的岩浆活动和有关固体矿产（金多金属、金刚石等）和能源（油气）的产出。该断裂的山东段被称为沂沭断裂带，其东侧的胶东金矿带是中国最重要的金矿床集中区，西侧则分布有金刚石（蒙阴金伯利岩群）、石油（胜利油田）等资源- 能源，其研究的理论意义和经济意义重大。借助于场发射扫描电镜支持下的自动矿物识别表征系统（AMICS），笔者从郯庐断裂带西侧的深部岩浆岩（金伯利岩和碳酸岩- 碱性杂岩）矿物组合中，识别出具有标志性的矿物组合，主要包括：① 金伯利岩的典型矿物组合为镁铝榴石- 钙铁榴石- 钙钛矿- 金云母- 磁铁矿- 铬铁矿±斜硅镁石±自然硅±金刚石等，并首次观察到自然硅，蚀变矿物组合——金云母- 富钛磁铁矿- 钛铁矿- 富钛尖晶石- 绿泥石等，这种矿物组合充分反映了较为还原的深部流体条件；② 碱性杂岩的典型矿物组合——方解石- 氟碳铈矿- 氟碳钙铈矿，叠加改造矿物组合——重晶石- 天青石- 白云石等。在碱性杂岩中，还观察到黄铁矿中含有异常高的深源的稀贵金属元素（Au、Co、Pt、Ru、Os、Ir、 Re等）。郯庐断裂带山东段（沂沭断裂带）岩浆岩中深部来源的矿物组合特征，为矿床成因研究和深部资源探测提供了重要信息。     

还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中的作用

斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型, 高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在, 在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿？这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重大科学谜题。前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化, 还原性围岩在成矿中作用长期被忽视。还原性围岩主要有两种: 富碳质围岩和富亚铁围岩。本文在前人工作基础上, 以甲玛、德兴、普朗等大型-超大型斑岩铜矿为例, 研究了斑岩铜矿的空间分布与含碳质围岩之间的关系, 发现斑岩铜矿围岩中普遍发育黑色含碳质地层, 并在成矿过程中普遍发生褪色蚀变; 发现蚀变围岩和矿床中方解石和矿石矿物流体包裹体的δ13CV-PDB值普遍较低, 与沉积碳酸盐围岩的值显著不同。首次提出并论证了含碳质围岩中甲烷等还原性气体组分的加入可能是引发斑岩成矿系统氧化-还原转换和矿质沉淀的关键。CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统, 无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中SO2– 4还原, 解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高, 产生的甲烷数量大, 可将成矿热液中SO2– 4在斑岩体内全部还原, 形成金属硫化物沉淀, 则矿体主要产在斑岩体之内; 围岩中碳质含量低, 产生的甲烷数量不足, 则矿体主要赋存于斑岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分即可在岩浆阶段加入, 也可在热液阶段加入。在岩浆阶段加入将造成岩浆还原, 形成“还原型斑岩”, 易导致成矿物质分散, 不利于形成大矿富矿; 在热液阶段加入, 对成矿更有利。“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/富铁火山岩”是高效评价斑岩成矿的新指标。     

与基性岩有关的层控钨锡:“S”型花岗岩钨锡矿的前身——以云南钨锡矿为例

以云南几个典型钨锡矿带为例,结合国内外前人成果,研究对比了层控钨锡矿床与含钨锡的"S"型花岗岩之间的关系,发现:含钨锡的"S"花岗岩均产出于早期地层富集钨锡甚至形成独立的钨锡矿床的地区,如元古界的云南西盟—缅甸完冷锡矿带,寒武系都龙—白牛厂钨锡矿带,石炭系腾冲—梁河锡钨矿带,三叠系的个旧锡矿带,新近系的薅坝地锡矿带等;而在地层中没有明显钨锡富集的层位,即使有地壳重熔形成"S"型花岗岩也不会有钨锡矿床产出,如云南西北部的鲁甸花岗岩、加仁花岗岩等。根据对层控钨锡矿床的成矿年代、矿石结构构造、容矿围岩变质属性等方面的综合分析,证明所谓的"‘S’型花岗岩与W、Sn、Mo、Bi成矿关系密切"的认识,实际上是富集钨锡的早期层位在地壳加厚或受到构造热侵蚀时发生重熔,并使钨锡按照矿质沉淀的温度序列重新分配与富集的结果。因此,"S"型花岗岩并不具有含W、Sn、(Mo、Bi)的专属性,而富集W、Sn的地层重熔才是形成W、Sn矿床的关键。从众多的实例来看,层控钨锡矿常常与深源的(碱性)玄武岩关系密切,而不一定与"S"型花岗岩关系密切。只要有早期的层控钨锡矿存在,该矿层被任何一种火成岩穿切或吞噬,矿质都可能被迁移至合适的位置重新沉淀而成矿。因此深入分析和对比含钨锡的层位及其形成背景条件,是扩大钨锡矿资源量的关键;而层控钨锡矿与"S"型花岗岩接触带(特别是外接触带)及其相关的构造裂隙,很可能是矿质运移再分配并形成富钨锡矿的有利空间。层控钨锡矿卷入变质核杂岩,含矿层位可以被抬升至较浅部位,不仅利于开采,而且在中心部位的隐伏花岗岩体也可以形成富矿,是进一步找矿的方向。     

滇西羊拉矿区层状铜矿床复合成因的地质地球化学证据

滇西羊拉矿区里农矿段层状铜矿体产于于与扩张有关的火山—沉积岩系中,含矿岩系内部含中泥盆统至下二叠统构造岩块,但成因上具相似性,硅质岩稀土元素特征显示其形成于大陆边缘—半深海环境。矿体寄主岩石主要为富铁的矽卡岩,多个矿体呈层状,似层状顺层产出,向西缓倾,延伸大于2km,受到地层层位的控制,矿体与印支期花岗闪长岩体的接触关系并不明显,与传统接触交代矽卡岩型矿床存在较大差异。本文对里农矿段最具代表性的2、5号层状矿体及其围岩进行了岩石矿物以及稀土元素地球化学研究,结果表明矿体具同生沉积特征,含矿矽卡岩富铁,远高于正常接触交代矽卡岩。推断本区矽卡岩化应广泛作用于里农组和江边组中上段各类岩石,这样铁能够从原生矿层中的黄铁矿、胶黄铁矿得到补充。δEu与铜含量呈线性正相关可能说明矽卡岩化对矿体不同程度的叠加富集作用。里农层状铜矿床的成因可概述为：新古生代拉张背景下海底喷流热水活动形成了里农原生硫化物层状矿体,层状矿体与赋矿火山—沉积岩在空间上共存,印支期岛弧花岗闪长岩对原生层状矿体进行了不同程度叠加改造富集,形成了矽卡岩富厚矿体,因此认为羊拉层状矿床为具层控特征的复合成因矿床。     

云南普朗斑岩型铜矿成矿岩体的基本特征

普朗斑岩型铜矿是格咱地区印支期斑岩型铜矿的典型代表,产于义敦构造-岩浆带南端的复式岩体。复式岩体为浅成-超浅成的中酸性斑(玢)岩体,可划分为3个侵入阶段,最早为石英闪长玢岩,中期为石英二长斑岩,晚期为花岗闪长斑岩。岩石地球化学特征表明,岩石富集Ba、La、Rb、Sr、K和亲铜元素Cu、Pb,亲铁元素Mo、Ni,亏损Nb、Zr、Hf、Ti。斑(玢)岩与岛弧花岗岩的岩石系列相同,属钙碱性岩系,成因类型一致,属I型花岗岩。普朗斑岩型铜矿床主要产于印支期的中酸性斑(玢)岩体,成矿作用受岩浆岩、侵位地层、热液运移、热液蚀变作用和构造空间的控制,其印支期构造-岩浆-热液之间的耦合,共同形成了斑岩成矿系统。     

膏盐在金顶铅锌矿成矿中的作用：硫和锶同位素证据

云南金顶铅锌、天青石、石膏和硫铁矿超大型复合矿床位于兰坪盆地的北缘,矿床中富含沥青和重油等有机质和膏盐类矿物。大部分硬石膏和石膏的δ34SV-CDT集中分布在+12‰~+16‰之间,与三叠纪末期海洋硫酸盐的δ34SV-CDT值+15‰相近;天青石的δ34SV-CDT较为离散,+6‰~+26‰,但在整体上围绕着硬石膏分布。除少部分早期成岩-矿化阶段形成的硫化物具有极低的生物成因特征的δ34SV-CDT以外,大部分金属硫化物的δ34SV-CDT呈现出“两段式”的分布特征,一组δ34SV-CDT集中在-12‰~-20‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约30‰;另一组δ34SV-CDT集中在-8‰~-2‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约20‰。在200℃的主成矿温度下,硫酸盐与硫化氢之间的硫同位素分馏刚好为30‰,在300℃为20‰,这与金顶矿床中石膏-硫化物之间硫同位素分布规律一致,表明矿床中的大部分硫源自有机质还原三叠纪膏盐所产生的硫化氢。当富含Pb2+、Zn2+、Sr2+等阳离子的成矿溶液与富含有机质、CO2、H2S和硫酸盐的热水溶液在推覆穹窿构造中汇合时,Pb2+、Zn2+与H2S结合生成方铅矿和闪锌矿,Sr2+与SO42-结合生成天青石。另外,矿区天青石、石膏、灰岩角砾和金属硫化物的锶同位素数据表明膏盐类矿床中的锶 (87Sr/86Sr=0.707765~0.710553)可能并非仅来自于三叠纪海相地层(87Sr/86Sr=0.70695~0.70845),而是成矿热液对各个流经地层和蒸发岩的萃取;受成矿热液中高锶同位素组成的混染,灰岩角砾岩的锶同位素组成相对于三叠纪的灰岩有明显增高。膏盐-有机质(油气)-金属硫化物矿床三位一体可能是普遍规律。     

钪的有关问题暨滇中地区基性-超基性岩含钪性研究

钪是飞机、宇航器、原子能电站、高效多功能激光器、固体电解质、特种陶瓷、汽车、船舶、大功率金属卤素灯、太阳能蓄电池、体育器材等领域不可替代的战略矿产资源。滇中地区的基性-超基性侵入体,位于西昌-元谋基性超基性岩带的南端。这些岩体均属于热侵位的"阿拉斯加型"基性超基性岩,其成因与晚二叠世峨眉山地幔柱活动有关。在成矿特征和构造背景上均不同于哀牢山蛇绿混杂岩带内的冷侵位的"阿尔卑斯型"基性超基性岩(如双沟超基性岩)。滇中地区的基性超基性-碱性杂岩体的成矿作用,除了以往关注的铁(钒钛)矿化以外,普遍富含钪。尤以西昌—牟定地区基性-超基性岩含钪性好。二台坡杂岩体分异作用明显,由暗色端元和浅色端元两部分组成。其中的浅色端元,是一个由深灰色-浅灰色-灰白色的含磁铁矿正长辉石岩-角闪正长岩-二长岩组成的杂岩体,底部含磁铁矿正长辉长岩,磁铁矿含量20%左右,全铁(TFe)含量达9%,含Sc2O360～110g/t。目前,二台坡岩体已初步控制钪(Sc2O3)资源量720余吨。此外,在二台坡、凹溪河、碗厂等矿区也初步控制Sc2O3资源量6500吨。牟定-绿汁江基性-超基性岩带南北全长130余km,共发现同类基性-超基性岩体(群)60余个,含钪情况相当。由此推算滇中地区基性-超基性岩带中Sc2O3的资源远景有数万吨之巨,有望达到甚至超过四川攀枝花地区Sc2O3的资源量(3.87万吨),潜在经济价值巨大。