塔里木北缘波孜果尔碱性(花岗)岩铌-钽-锆-铷-稀土矿床钠铁闪石、霓石特征及意义

碱性造岩矿物能够记录碱性岩源区特征、岩浆演化以及晚期成矿的重要信息,是开展碱性岩成岩成矿研究的有效手段。波孜果尔碱性花岗岩型铌-钽-锆-铷-稀土矿床位于塔里木北缘-中亚南天山晚古生代造山带,是塔里木地块北缘铌成矿带中典型的碱性岩型矿床。本文通过对含矿岩体中的霓石和钠铁闪石开展矿物学研究,结合全岩成分揭示波孜果尔稀有-稀土金属矿床含矿岩体的岩石类型、演化特征、构造背景及成矿条件。研究发现,含矿碱性岩体由霓石钠铁闪石碱长花岗岩、霓石钠铁闪石石英碱长正长岩、霓石钠铁闪石碱长正长岩组成。不同岩相岩石均表现出相似的稀土和微量元素配分模式,以富集轻稀土元素和高场强元素,亏损大离子亲石元素和重稀土元素为特征,具有显著的负Eu异常,指示三种岩石类型是同源岩浆演化的产物。含矿岩体中的辉石为霓石-霓辉石,角闪石为钠铁闪石。霓石和钠铁闪石稀土和微量元素配分模式相似且含量都较低,富集重稀土、亏损轻稀土,具有显著的负Eu异常,并富集Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr等大离子亲石元素。霓石和钠铁闪石微量元素特征指示三个岩相单元的演化程度由低到高依次为霓石钠铁闪石碱长花岗岩→霓石钠铁闪石石英碱长正长岩→霓石钠铁闪石碱长正长岩,且结晶分异作用控制了岩体的形成。同时,早期霓石钠铁闪石碱长花岗岩的钠铁闪石呈现Ce正异常,晚期岩相中则无异常,指示演化的早期阶段氧逸度较高,随着磁铁矿等氧化物的结晶熔体趋于还原。波孜果尔含矿岩体成矿元素除Rb外分布并不均匀,表现为演化早期的岩相富集Nb,而演化晚期的岩相更富集稀土和Zr。进一步研究发现,塔里木北缘碱性岩带发育的铌、稀土、钽、锆、铷、铀等稀有稀土金属矿化与地幔柱引起的幔源岩浆底侵有关,其构造背景可能为地幔柱对造山带的叠置。     

我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望

钴镍矿床主要有四类：岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括：(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括：(1...     

中硫型浅成低温热液金多金属矿床基本特征、研究进展与展望

继20世纪80年代以来低硫型和高硫型浅成低温金矿床概念提出及成矿模型建立之后,相继发现一些浅成低温热液矿床不具上述两类矿床端元的成矿特点,相反兼具过渡性质;很多学者将其作为单一矿床类型,定义为中硫型浅成低温热液矿床。作为一个新的矿床类型,中硫型矿床是否有单独划分的必要?该类矿床具有什么样的地质特征?长期以来这些问题令人困惑。本文从大量文献中,在全球范围内甄别出24个比较明确的中硫型浅成低温热液金(多金属)矿床,基于其基本特征和研究进展的系统梳理与分析,从中硫型矿床的时空展布、地质特征、矿物组合、金属源区特征、中硫型与高硫型金(铜)矿和低硫型金矿的主要区别,以及目前国际研究进展及难点等方面进行总结阐述。中硫型金多金属矿床具有如下六大特征:(1)发育富碳酸盐-贱金属硫化物成矿体系,碳酸盐矿物可见于各成矿阶段热液脉系中,尤其在热液晚阶段以碳酸盐矿物为主;贱金属硫化物主要为Cu、Pb、Zn、Fe等的硫化物;(2)发育中硫化态矿物组合,如贱金属硫化物黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黝铜矿等;可少量发育明矾石和冰长石;(3)含矿脉系中富硫化物(总量大于5%),且在斑岩铜矿系统中较富黄铜矿;(4)普遍发育浅色贫铁闪锌矿(有待进一步证实);(5)普遍赋存在挤压岛弧背景下斑岩Cu-Au-Mo矿的外围;(6)空间上可与高硫型和低硫型金多金属矿床共存。普遍发育斑岩型Cu-Au-(Mo)矿床和浅成低温热液型矿床的世界著名三大成矿域(滨太平洋成矿域、古亚洲洋成矿域和特提斯-喜马拉雅成矿域),同样具有形成中硫型矿床的有利成矿条件。未来关于中硫型矿床的研究亟需解决以下几个关键问题:(1)目前尚未有文献对"富碳酸盐-贱金属(Cu、Pb、Zn、Fe等)"进行详细报道,这种成矿体系是如何形成的?流体中CO_2、H_2S及贱金属元素对Au的运移和沉淀有何影响?此问题是认识中硫型金多金属矿床成矿机制的关键所在。(2)中硫化态矿物的矿物(黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、砷黝铜矿、黄铜矿等)的沉淀环境?与高硫化态、低硫化态矿物有何区别?(3)从成矿系统、成矿过程和矿物形成的复杂性来考虑,显然以闪锌矿中Fe S的含量多少作为区别IS型、HS型、LS型矿床的特征地化标志过于简单,且与已有关于闪锌矿的矿物学研究成果相矛盾,因此仍需进一步工作。(4)早期形成的作为赋矿围岩的火山岩地层或者次火山岩体是否提供了成矿物质?是否充当了浅成低温热液矿物沉淀的地球化学屏障?其具体过程是怎样的?以上问题的解决可辅助揭示IS型矿床的成因机制和形成过程,并为同类型矿床的勘查工作提供支持。     

高镍铜镍矿床的特征、形成机制与勘查展望

岩浆铜镍矿床100%硫化物中的Ni含量与赋矿岩石和成矿过程紧密相关,记录岩浆成分、分异程度与硫化物演化过程。硫化物异常高镍(高镍硫化物)往往被认为与科马提质岩浆或者后期热液作用密切相关。近年研究结合勘查证实,赋含高镍硫化物的矿床(高镍铜镍矿床)不仅限于科马提岩,还与苦橄质、玄武质岩浆有关,另外,热液富集作用并不是必要因素。本文总结了世界上高镍铜镍矿床的基本特征和形成机制,分析提出了不同机制的判别标志,并展望了其勘查前景。详细对比高镍铜镍矿床的产出环境、赋矿岩相、矿石特征、矿物组合等特征,该类矿床往往产于大陆裂谷和造山带环境,与基性程度较高的岩浆有关,以橄榄岩赋矿为主,含镍硫化物组合主要为镍黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿组合,少数为针镍矿-镍黄铁矿-黄铁矿组合。科马提岩相关矿床可将Ni含量大于16%的硫化物定义为高镍硫化物,苦橄质-玄武质岩浆相关矿床的硫化物可分为高镍硫化物(Ni10%)、中镍硫化物(5%～10%)和富铜硫化物(Ni5%,CuNi)。原生高镍硫化物可由富镍岩浆熔离、硫化物从橄榄石中吸取Ni、硫化物结晶分异、硫化物与硫不饱和岩浆反应等机制形成。苦橄质-玄武质岩浆相关的矿床,硫化物与橄榄石的Fe-Ni交换反应是高镍硫化物形成的重要机制。辉石岩源区地幔部分熔融形成富镍岩浆是否为高镍硫化物形成的必要条件尚存争议。不同机制形成的高镍硫化物具有迥异的岩石-矿物组合和地化特征。硫化物矿物组合、橄榄石成分(Fo值、Ni含量、Fo值-Ni含量的相关性)、伴生元素(铜、铂族元素)丰度-配分模式等特征可作为区分不同高镍硫化物形成机制的有效指标。我国新疆黄山南、坡一和青海夏日哈木矿床(部分浸染状矿化橄榄岩)以赋含高镍硫化物为特征,新疆喀拉通克矿床的硫化物则以富铜为特征,中国其余矿床的硫化物均属中镍硫化物。目前研究指示中国的高镍铜镍矿床与母岩浆相对富镍、硫化物与橄榄石Fe-Ni交换作用密切相关,后者可使硫化物Ni含量提升3%～5%。在铜镍矿床勘查方面,稀疏-中等浸染状高镍硫化物矿石即可达到工业品位,稠密浸染状-块状高镍硫化物矿石可达到很高的Ni品位(10%),是高品位镍矿勘查的一个重要方向。造山带环境富水、相对高氧逸度(可高达QFM+1)的岩浆可能是形成高镍硫化物的有利条件,该环境橄榄石Fo值较高(87mol%)的岩体有利于形成高镍硫化物。     

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。     

东天山红山Cu-Au矿床氧化带首次发现的副针绿矾巨晶及其多型针绿矾

一种艳丽的蓝紫色矿物巨晶在我国新疆哈密地区红山铜.金矿床氧化带中、上部大量出现,经详实的野外地质观察和室内测试,如X-射线单晶及粉晶衍射测定、湿法化学分析、热分析、穆斯堡尔谱和红外光谱测试等,确认其为一罕见硫酸盐矿物-副针绿矾(Paracoquimbite,Fe2(So4)3·9H2O),是继智利丘基卡马塔巨型宽岩铜矿区1935年报道后,在世界上的又一次发现,在我国尚属首次.该矿物晶体如此之硕大(单晶粒度可达8cm～12cm),远大于智利首次发现的晶体(1.95cm),在国内外和自然界亦堪称首例,与副针绿矾密切共生者为针绿矾,二者呈多型关系.本文副针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO3 42.55,Fe2O3 28.19,H8O 28.72,CaO 0.02,MgO 0.01,AL2O3 0.03,Na2O 0.02,总计99.54,其XRD特征谱线为:4.61(100),8.89(83),3.38(67);针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO,3 42.31,Fe2O3 28.61,H2O 28.98,MgO 0.01,Al2O30.01,总计99.92,其XRD特征谱线为:8.27(100),5.46(76),2.77(76).红外光谱分析判定了不同基团及同一种基团在不同结构环境下振动模式或频率的差别.穆斯堡尔谱分析确定了副针绿矾和针绿矾中铁的氧化态、配位数以及结构中存在共价键(霄键).其穆斯堡尔谱共有特征是四极矩分裂值较小,均由单一吸收峰组成.各种实验分析数据完全吻合,保证了副针绿矾和针绿矾研究的准确性和可靠性.在同一标本上连续切片,通过连续系统的电子探针分析,对针绿矾与副针绿矾互为多型的成因机理做了初步探讨.红山矿区氧化带中除与该矿物副针绿矾共生者外,尚有其它多种硫酸盐矿物亦为我国首次发现.目前上述诸多矿物已作为湿法冶铜及制酸工业的新型资源,副针绿矾巨大晶体的发现兼有一定的实用价值和收藏价值.     

青藏高原碰撞造山带：Ⅱ.晚碰撞转换成矿作用

许多古老造山带的碰撞造山过程,因从晚碰撞向后碰撞的转换,既不清楚,又难以界定,常被分为碰撞和后碰撞2个阶段。文章对青藏高原碰撞造山过程进行了分析,发现其具有明显的3段性,由此将碰撞造山过程分为主碰撞(65~41Ma)、晚碰撞(40~26Ma)和后碰撞(25~0Ma)3个阶段。其中,晚碰撞造山作用发生于印度与亚洲大陆的持续汇聚和SN向挤压背景之下,以陆内俯冲、大规模逆冲推覆、走滑断裂系统的发育为特征,导致了区域尺度的地壳缩短及藏东富碱斑岩和碳酸岩_正长岩、藏北钾质_超钾质火山岩的大规模产出。晚碰撞期成矿作用强烈发育,主要集中于高原东缘的构造转换带,成矿高峰期集中于(35±5)Ma。现已识别出4个重要的成矿事件:①与大规模走滑断裂系统有关的斑岩型Cu_Mo(Au)成矿事件,形成著名的玉龙斑岩铜矿带(40~36Ma);②与碳酸岩_正长岩杂岩有关的REE成矿事件,在二叠纪攀西古裂谷带内发育勉宁—德昌喜马拉雅期REE成矿带(41~27Ma);③与逆冲推覆构造系统有关的热卤水型Pb_Zn_Ag_Cu成矿事件,集中产出于兰坪盆地,形成大型Pb_Zn_Ag矿集区(40~30Ma);④与大规模剪切系统有关的剪切带型Au成矿事件,形成著名的哀牢山大型Au矿带(63~28Ma)。晚碰撞成矿作用主要发育于陆内转换造山环境,受大规模走滑_推覆_剪切作用控制,受控于统一的深部作用过程,与软流圈上涌导致的幔源或壳/幔混源岩浆活动密切相关。在综合研究基础上,初步建立了晚碰撞转换成矿模型。     

富铜红辉沸石在新疆哈密三岔口铜矿床的发现与矿物学特征

沸石类矿物因其具有特殊的离子交换与吸附性能,因而较早尝试性地应用于一些工业技术领域。随着研究逐步深入,沸石矿物物理化学已经成为当今矿物学科中的一个研究热点。然而同有色金属密切共生的红辉沸石的产出及对其矿床矿物学研究的报道在国内外却为数不多。最近作者在新疆东天山三岔口铜矿考察中发现一种橙红色矿物,经扫描电镜、化学成分、差热-热重、X射线衍射物相鉴定等分析,确认系一种富铜红辉沸石,在新疆地区尚未有见报道。其晶体化学式为(Na2,Ca)Al2Si7O18.7H2O。该矿物同前人资料相比,地质产状虽很相似,但含铜量w(CuO)高达1.02%,超出微含量的范围,Na、Mg含量高而Si低。     

东疆红山高硫型浅成低温Cu-Au矿床氧化带钾铁矾、板铁矾、副基铁矾的首次发现及其意义

新疆哈密红山高硫化物型浅成低温Cu-Au矿床的氧化带呈漏斗状产于原生硫化物矿体的上部,延深50～60m,以硫酸盐矿物为主。X射线粉晶衍射、湿法化学和差热分析研究表明,钾铁矾、板铁矾和副基铁矾3种硫酸盐矿物均系在中国首次发现。钾铁矾湿法化学分析为:H2O6.35%,SO349.72%,Na2O0.15%,Fe2O326.00%,K2O12.47%,FeO0.25%,SiO23.25%,不溶物0.85%,CaO0.11%,总计99.15%;XRD特征谱线为:4.40(100),4.26(70),6.58(47)。板铁矾湿法化学分析为H2O26.51%,SO349.91%,Na2O0.03%,Fe2O322.52%,MgO0.01%,CaO0.03%,总计99.01%;XRD特征谱线为:9.16(100),3.29(9),4.06(8)。副基铁矾湿法化学分析为H2O24.82%,SO338.53%,Al2O30.18%,Fe2O336.10%,MgO0.02%,CaO0.04%,总计99.69%;XRD特征谱线为:5.00(100),3.11(41),5.85(39)。热分析实验进一步验证了化学分析的可靠性,并对这些硫酸盐热反应机制作了解释。该类硫酸盐矿物已作为新型资源直接制酸用于湿法炼铜,具有选矿和环保上的巨大优势。对该类硫酸盐矿物的共生组合、形成次序、形成条件的深入研究还可用来反演古环境和古气候。     

西藏班公湖带多不杂超大型富金斑岩铜矿的高温高盐高氧化成矿流体：流体包裹体证据

多不杂富金斑岩铜矿床位于斑公湖-怒江缝合带北侧多不杂构造岩浆弧中,成矿与侵位于中侏罗统雁石坪群和早白垩统美日切组地层中的石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩有关。由于斑岩体的侵位,在岩体内及其围岩中形成强烈蚀变且分带明显,由含矿斑岩中心向外可划分出钾硅化带、中级泥化带、泥化带、伊利石-水白云母化-褐铁矿化带-角岩带或青磐岩化带(围岩是中基性火山岩时)。矿化为细脉-浸染状,含矿斑岩全岩矿化,少量矿化产于围岩中,成矿为铜-金组合,为典型的富金斑岩铜矿。初步识别出(1)钾化带中主要发育M型、EB型、A型及部分B型脉;(2)绿泥石化带(中级泥化带)中发育B型、C型、石英-绿泥石脉及S型、G型脉;(3)在粘土化带(泥化带)中主要发育C型脉、G型脉及S型细网脉;(4)在围岩中主要发育B型、C型、D型及G型细网脉以及碳酸盐脉、M型脉等。矿区范围内发育丰富的热液磁铁矿、赤铁矿、金红石等,铜、金沉淀与热液磁铁矿的形成关系密切;矿石中主要为黄铜矿、少量斑铜矿和辉铜矿,而黄铁矿很少,总体上为黄铜矿>斑铜矿,黄铜矿》黄铁矿。在石英斑晶及各种脉系中识别出三个大类和十个亚类的流体包裹体。包裹体显微测温数据表明最高(达935℃、压力200MPa)的均一温度出现在石英斑晶中,这种由含不透明子矿物、简单多相、含硅酸盐子矿物、赤铁矿多相包裹体类型构成的具45%NaCleq盐度的多相包裹体可能代表本矿床最原始的成矿流体组成;这种成矿流体上升到3km左右、冷却到580℃左右发生沸腾,分离出超高盐度(60%～80%NaCl eq)流体包裹体和富气相包裹体,并导致大量磁铁矿的结晶和还原硫的释放,且伴随部分金属硫化物及部分金沉淀,形成早期的M、A型脉;随着温度的进一步降低和分离出的流体包裹体的聚集,在500℃～480℃之间、22～40MPa之间、深度约1.5km发生沸腾,大量释放出的硫与金属离子结合,导致了大量铜、金的沉淀,形成如B型脉等一系列脉系及浸染状的铜矿化。在450℃～400℃之间、压力20～32MPa之间、深度1.1km左右又发生了明显的沸腾事件,形成了如C型脉、S型等含铜脉系。在370℃～200℃之间、压力5～30MPa之间,包裹体以液相包裹体和多相包裹体为主,其盐度变化较大,可能是由于岩浆流体的稀释作用或少量大气降水参与循环所致,形成了D型脉及面状硅化。我们的研究结果揭示多不杂富金斑岩铜矿是主要由直接从岩浆熔体中出溶(600℃～950℃)的具高氧化性、(超)高盐度的富含成矿元素的岩浆流体形成的,是斑岩矿床系列中正岩浆端元的典型代表。