安徽铜陵马山金硫矿床稀土元素和稳定同位素地球化学研究

安徽铜陵铜官山铜矿田是中国长江中、下游铁、铜、硫、金成矿带中著名的矽卡岩型矿床。马山金硫矿床位于安徽铜陵铜官山矿田,侵入岩体为天鹅抱蛋山石英闪长岩。文章通过对马山金硫矿床的氢、氧、碳、硫、硅同位素组成和稀土元素地球化学特征研究,探讨成矿溶液中水、碳、硅和硫的来源以及成矿溶液的演化问题。研究表明,稀土元素球粒陨石标准化组成模式为右倾型,矿石的稀土配分曲线类似于天鹅抱蛋山石英闪长岩,认为形成该矿床的热液流体主要来源于闪长质熔体。马山金硫矿床矿石中石英的δ18OH2OV-SMOW变化范围为6.9‰~10.7‰,平均为8.7‰,与岩体的δ18OV-SMOW值(9.3‰~11.1‰,平均为10.0‰)比较接近,而矿石中石英的δDV-SMOW变化范围为-69‰~-62‰,表明矿石成矿流体主要来自岩浆。矿石中方解石的碳、氧同位素组成与矿区围岩的碳、氧同位素组成明显不同,其δ13CV-PDB、δ18OV-SMOW值分别为-5.2‰~-3.6‰和12.2‰~12.9‰,与岩浆作用形成的CO2的碳、氧同位素组成一致,表明矿石中方解石的碳、氧来源于岩浆作用。硅和硫具深部岩浆或岩浆热液水来源的特点。     

川西喜马拉雅期碰撞造山带岩浆碳酸岩的地幔源区特征——Pb-Sr-Nd同位素证据

对形成于大陆碰撞带内的川西碳酸岩进行了详细的Pb-Sr-Nd同位素分析.结果表明,川西碳酸岩具有非常负的εNd值（-3.2～-18.7）和高的（^87Sr/^86Sr）i值（0.706020～0.707923）,以及较宽的^207Pb/^204Pb值（15.362～15.679）和^208Pb/^204Pb值（38.083～39.202）的特征,明显不同于世界上由非造山作用形成的碳酸岩.它们的Sr-Nd、Pb-Pb、Sr-Pb和Nd-Pb同位素特征表明大多数碳酸岩来源于EM Ⅰ与EMⅡ之间的一种混合地幔,与元古宙不同质量比的深海/陆源沉积物和下覆的似MORB由俯冲作用引起的洋壳的再循环有关,而少数碳酸岩则受到地壳物质混染的结果.此外,通过动力学背景分析可以得出,富集地幔EM Ⅰ与EMⅡ之间的熔融产生了川西碳酸岩以及同时代的富钾岩浆岩,这种熔融可能是由于印度大陆板片与扬子大陆板片俯冲引起的新生代软流圈物质的上涌产生的,并发生于青藏高原东缘始新世-渐新世分界线的从转换压扭变形向转换张扭变形的转变过渡的构造背景下.     

四川冕宁木落寨稀土矿床成岩成矿的^40Ar／^39Ar年代学研究

杞落寨稀土矿床位于四川省冕宁县境内,雅砻江西侧。矿体产于英碱正长岩与变质辉绿岩和大理岩接触的构造破碎带中此前,英碱正长岩被认为形成于燕山期,但没有任何同位素年龄资料的报道本文通过~(40)Ar/~(39)Ar 快中子活化分析,得出英碱正长岩微斜长石的~(40)At/~(39)Ar 坪年龄为31.2±0.56Ma,等时线年龄为30.6±2.6Ma。矿石金云母的~(40)Ar/~(39)Ar 坪年龄为35.5±0.5Ma,等时线年龄为35±1Ma。微斜长石的年龄比金云母年龄偏小,是因为两者的 Ar 同位素封闭温度不同,前者约为170℃,而后者为350℃。两者年龄差较大表明在35.5～31.2Ma 之间,矿体和岩体均进入了较慢冷却阶段,冷却速率约为41.9℃/Ma。因此,木落寨矿床的矿石与英碱正长岩的形成年龄接近,均属新生代喜马拉雅期木落寨矿床成岩成矿年龄的确定,对于进一步了解该区域偏碱性火成岩的形成时代及拓宽区域稀土找矿远景,具有很大意义。     

四川冕宁木落寨稀土矿床稳定同位素研究及其意义

木落寨稀土矿床在构造上位于西南新生代陆内造山带的锦屏山北缘。文章通过对木落寨2个坑道的矿石样品的C、H、O、S同位素组成的系统研究,探讨了木落寨稀土矿床成矿流体的来源及其与深部过程的关系。研究表明,石英和萤石的δ^13Cv-PDP值为-2．5‰～-9．0‰,方解石、石英、萤石和氟碳铈矿的δDv-SMOW值为-63‰～-87‰,萤石和石英的δ^18O水V-SMOW,为10．0‰～15．5‰,重晶石和方铅矿的δ^34Sv-CDT值分别为0．1‰～2．2‰和-8．6‰～-9．3‰,方解石的δ^13Cv-PDB和δ^18OV-SMOW分别为-6．6‰～-6．8‰和8．4‰～9．1‰。所有这些数据均显示木落寨稀土矿床在成矿过程中有大量地幔流体的参与,表明其成矿作用与深部过程有关。     

安徽铜陵矿集区冬瓜山矿床:一个叠加改造型铜矿

通过对安徽铜陵地区冬瓜山大型铜矿床详细的野外观察和室内分析对比 ,笔者认为 ,冬瓜山矿床是一个海西期同生沉积的块状硫化物被燕山期岩浆成矿作用叠加而形成的大型铜矿床。经过岩浆叠加改造 ,底部的纹层状含燧石富水高镁碳酸盐岩变为蛇纹石 (滑石 )岩 ;胶黄铁矿、黄铁矿大部分变为磁黄铁矿。这种变质过程是在一种近于封闭的等化学条件下完成的 ,类似角岩化。在有岩浆加入的条件下形成交代夕卡岩 ,这类夕卡岩明显地晚于封闭条件下形成的层状“夕卡岩”。通过岩浆的叠加改造 ,在温度场作用下产生的排金效应使金向上部温度较低的场所富集 ,使矿床中金品位由下而上显著增大 (下部 0 .15× 10 - 6 ,上部 16 .4 7× 10 - 6 ) ,岩浆叠加改造过程中 ,排金效应是金矿床形成的机制之一。同时 ,海西期沉积喷流型块状硫化物矿床与燕山期岩浆成矿作用的叠加是形成大型—超大型铜 (金 )矿床的前提条件之一。也是铜陵地区夕卡岩能形成大型铜矿床的内在原因之一。     

安徽铜陵地区幔源岩浆底侵作用的时代--朝山辉石闪长岩锆石SHRIMP定年

铜陵是中国著名的铜(金)、铁成矿带,其金属矿产与区内燕山期侵入岩有着密切的时空、成因联系.对与铜陵地区典型的夕卡岩型朝山金矿有关的辉石闪长岩中的锆石进行了SHRIMP精确定年研究,辉石闪长岩锆石206Pb/238U年龄为142.9±1.1 Ma,结合新获得的新桥矶头石英闪长岩和铜官山石英闪长岩的锆石U-Pb年龄.认为铜陵地区幔源岩浆底侵作用发生在早白垩世(133±143 Ma),这一时期也是成矿的重要时期.     

安徽铜陵矿集区海西期喷流沉积流体系统时空结构

铜陵矿集区是长江中下游成矿带七大矿集区之一，构造上经历了晚古生代的陆缘裂陷、中三叠世的陆-陆碰撞和侏罗纪—白垩纪的陆内构造-岩浆活动。晚石炭世的海底喷流沉积形成了广泛分布的块状硫化物，除部分构成块状硫化物矿床外，还为燕山期中酸性岩浆活动形成的矽卡岩型矿床提供了部分硫和金属物质。为了查明海西期喷流沉积流体系统及其时空展布特征，在铜陵矿集区内开展了以流体活动记录为对象的蚀变-流体填图工作。结果显示，海西期喷流沉积流体系统不仅形成以块状硫化物为主体的喷流沉积记录，而且在下伏岩系中遗留了区域规模的流体蚀变记录。以块状硫化物为主体的喷流沉积记录构成3个喷流沉积旋回，在垂向上和横向上均具有成分和结构的分带性。流体蚀变记录在上部构成顺层蚀变带，在中部构成沿断裂和裂隙充填的石英一硫化物脉体群。在下部则构成半整合蚀变带，表明喷流沉积流体系统由下渗的海水在下部半整合蚀变带形成储集区，经高地热异常的加热后，沿中部脉体群向上迁移，在进入顺层蚀变带后沿砂岩层向两侧扩散，最后经同生断裂和裂隙向海底喷出。块状硫化物与蚀变岩、喷流沉积旋回及硫化物硫同位素的空间展布特征，显示区内存在3个受基底断裂控制的NWW向延伸的流体活动域，包含6个以上的流体储集区域，每个流体储集区域之上发育多个流体上升中心和海底喷流中心。     

安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体成矿作用对比研究

对安徽铜陵天马山矿床和大团山矿床的成矿地质背景和成矿流体特征, 特别是流体成矿作用进行了较系统的对比研究, 在此基础上探讨了在铜陵天马山和大团山矿区分别形成层控矽卡岩型金硫矿床和层控矽卡岩型铜矿床的主要原因.研究结果表明, 在天马山矿区之所以形成金硫矿床, 主要与岩浆岩岩体本身含金高而含铜低, 围岩地层中有含有机质的赋金黄铁矿层存在, 并且主成矿阶段的成矿流体以岩浆流体为主有关; 而在大团山矿区之所以形成铜矿床, 主要原因是岩浆岩岩体本身含铜高, 成矿流体富铜, 且主成矿阶段的成矿流体以地下水流体为主.当然, 流体成分演化和物理化学条件改变方面的差异导致铜或金在流体成矿过程晚期逐步分散也是这两个矿区分别形成不同类型矿床的重要原因.      

青藏高原碰撞造山带Pb-Zn-Ag-Cu矿床新类型:成矿基本特征与构造控矿模型

地处青藏高原东、北缘的兰坪、玉树及沱沱河地区,广泛发育包括金顶超大型矿床在内的大量新生代Pb、Zn、Cu多金属矿床.这些矿床均产于该高原东缘晚碰撞构造转换环境,主体赋存于第三纪前陆盆地内部,以沉积岩容矿,与岩浆活动无关,受逆冲推覆构造系统控制,显著区别于世界已知的各类以沉积岩容矿的贱金属矿床.研究表明,伴随印度.亚洲大陆碰撞造山而产生一系列逆冲断裂系,将前陆盆地侧缘的中生代地层切割成叠置的构造岩片,并推覆叠置于盆地沉积地层之上,形成单冲式或对冲式逆冲推覆构造系统,并控制了Pb-Zn-Ag-C矿床的形成与发育.根据逆冲推覆构造控矿式样和矿化特征,可以识别出4种矿床式:①产于逆冲推覆构造系统前锋带"构造穹隆 岩性圈闭"内的金顶式Zn-Pb矿床;②受控于前锋带冲起构造的河西.三山式Pb-Zn-Ag-Cu矿床;③产于主逆冲断裂带派生的次级断层或平移断层内的富隆厂式Ag-Cu或Cu矿床;④产于主逆冲断裂上盘灰岩层间破碎带内的东莫扎抓式Pb-Zn矿床.这些矿床的矿体多受不同级次的断裂控制,多孔砂岩、白云岩化灰岩及构造破碎带是有利矿化部位.多数矿体显示开放空间充填成矿特点,少数显示层控性,属后生成矿.金属矿物组合主要为低Fe闪锌矿 方铅矿 黄铁矿组合及低温Cu硫化物(黝铜矿系列为主) Ag硫化物(辉银矿、黝银矿、汞银矿) 方铅矿±闪锌矿组合,脉石矿物组合主要为方解石±重晶石±萤石±白云石±天青石,局部见沥青.成矿流体以盐水体系为主,盐度w(NaCleq)变化于1%～28.0%之间,成矿温度较低,通常在80～190 ℃,显示盆地卤水±大气降水的特点.逆冲推覆构造系统对矿床的控制主要体现在:其深部拆离滑脱带可能是流体流长距离侧向迁移的优选通道,主逆冲断裂是成矿流体垂向运移和向上排泄的主要途径,浅部各类样式的逆冲构造是流体汇聚的主要场所.成矿物质以盆地沉积岩贡献为主,部分可能来自幔源岩石.矿床金属组合可能与成矿流体迁移-汇聚过程中流经岩石的性质有关:矿区发育灰岩建造时,出现Zn-Pb(Zn多于Pb)矿化;若发育碎屑岩建造,尤其是红层,则出现Cu-Ag(-Pb)矿化.因此,笔者将这种逆冲推覆构造控制的新类型矿床称之为造山型Pb-Zn-Ag-Cu矿床,其成矿模式可表述为:伴随着印度-亚洲大陆持续碰撞,青藏高原东、北缘中生代构造岩片向盆地中央推覆并置,形成单冲式或对冲式逆冲推覆构造系统,流体从造山带沿拆离滑脱带长距离向前陆盆地方向运移,运移过程中淋滤围岩的金属物质,通过主逆冲断裂垂向沟通,进入浅部各式逆冲构造部位从而形成不同样式的矿床.经综合分析,提出了青藏高原东、北缘受逆冲推覆构造控制的贱金属矿床的勘查要素.     

川西冕宁-德昌喜马拉雅期稀土元素成矿带:矿床地质特征与区域成矿模型

川西冕宁-德昌喜马拉雅期稀土元素成矿带长约270 km,宽15 km,包括牦牛坪超大型、大陆槽大型、木落寨中型和里庄小型REE矿床以及一系列矿点和矿化点.该矿带在空间上位于攀西二叠纪古裂谷中,但岩体和矿体均形成于喜马拉雅期,年龄为40～10 Ma.REE成矿作用与喜马拉雅期碳酸岩-碱性杂岩体有关,受印度-亚洲大陆碰撞带东部一系列新生代走滑断裂系统控制.碳酸岩-碱性杂岩体主要侵位于元古代结晶基底和古生代-中生代沉积盖层内.矿区蚀变以霓长岩化为特征,在杂岩体和矿体中形成规模不等的霓长岩蚀变晕.REE成矿作用主要有3种样式,即大陆槽式、牦牛坪式和里庄式.大陆槽式以爆破角砾岩筒矿化为特征,牦牛坪式以典型的脉状矿化系统为标志,里庄式则以浸染状矿化为特色.主要矿石类型有伟晶岩型、碳酸岩型、角砾状和网脉状,矿物组合主要为重晶石 萤石 霓辉石 方解石 氟碳铈矿.流体包裹体和稳定同位素研究表明,成矿流体来源于碳酸岩-正长岩不混溶岩浆系统,但在流体演化的晚期阶段有外部流体的加入.根据综合分析研究,笔者提出了一个可能的REE成矿作用模式.该模式强调,成矿热液流体系统经历了一个复杂的演化过程:从不混溶碳酸岩-正长岩岩浆系统分离出高温、含硫酸盐富RISE的NaCl-KCl卤水,到流体沸腾导致REE-氟碳酸盐和硫酸盐有效沉淀,最后与雨水混合导致少量硫化物沉积.在空间上形成了一个"三层楼"式的REE成矿系统:在深部层位,形成细脉-浸染状矿体(如里庄式矿床);在中部层位,形成脉状矿体(如牦牛坪式矿床);在上部层位,形成角砾岩筒矿体(如大陆槽式矿床).成矿系统发生于喜马拉雅期大陆碰撞带从压扭向张扭转变过渡的构造背景下,新生代大规模走滑断裂及其派生的拉分构造和张性裂隙带促进了含REE岩浆-热液系统的形成.