大别造山带银水寺铅锌矿区正长花岗斑岩脉锆石U-Pb年代学、地球化学特征和地质意义

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘，是大别山地区最大的矽卡岩型矿床.目前对矿区岩浆作用时限、岩石地球化学、岩石形成环境等方面的研究较为薄弱，在一定程度上制约了对该区铅锌成矿规律的认识.在详细野外地质调查的基础上，对矿区出露的正长花岗斑岩脉的岩石学、成岩年代学、岩石化学和同位素地球化学进行了系统研究.结果表明，银水寺矿区正长花岗斑岩脉锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为125.4±0.4 Ma，表明其形成时代为早白垩世.全岩地球化学分析显示，正长花岗斑岩脉表现为高硅（SiO₂=71.43%~72.71%）、高钾（K₂O=4.62%~4.88%）、富碱（7.47%~7.81%）、弱过铝质（A/CNK=1.03~1.06）、富Fe低Ca，贫Sr、Ba、Ti、P，轻稀土富集、重稀土亏损，具Eu负异常，Ce异常不明显，稀土配分图呈典型的右倾型，显示出A型花岗岩的特征.岩石具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成:全岩（87Sr/86Sr）_i值为0.710 21~0.710 53，ε_Nd（t）值在-20.0~-19.2之间；锆石ε_Hf（t）值为-26.7~-23.8，位于地幔演化线之下；T_DM2值变化于2 663~2 845 Ma之间，指示其起源于大别杂岩与扬子板块北缘的古老下地壳物质的混合.结合区域地质背景，认为矿区正长花岗斑岩脉形成于扬子克拉通与华北克拉通碰撞造山后的大规模伸展环境，软流圈地幔上涌作用于减薄的岩石圈，与西向俯冲的古太平洋板片俯冲角度改变造成的强烈弧后拉张有关.      

新疆北部弧-盆转化体系下铁氧化物-铜-金矿床的流体演化特征:来自卤族元素和稀有气体同位素的证据

东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(16.3~18.0)×10^-6、(1.03~1.06)×10^-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(77.1~87.7)×10^-6、(1.53~1.80)×10^-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(477~26 301)×10^-6、(0.39~1.28)×10^-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。     

内蒙古迪彦钦阿木斑岩钼矿床成矿流体的出溶、演化及对成矿的制约

迪彦钦阿木钼矿床位于内蒙古东乌旗地区,矿区侵入岩不发育,主要为细粒正长岩和基性岩脉,矿体主要发育在侏罗纪火山岩中,少量发育在细粒正长岩中,主要矿化类型为细网脉状、脉状、浸染状,具有斑岩型矿化特征。矿区的细粒正长岩中可见含矿石英-钾长石囊团或由之构成中心相的热液脉体,是岩浆-流体转化过程的直接证据。本文在详细岩相学观察的基础上,对石英-钾长石囊团中主要组成矿物开展了阴极发光图像分析,对石英、萤石中流体包裹体开展了显微测温实验,并借助SEM/EDS、显微激光拉曼探针、LA-ICP-MS等手段对包裹体成分进行了系统分析,基于以上实验结果对岩浆流体的出溶过程、出溶流体特征及矿质沉淀机制进行了探讨。研究结果表明,矿区钼成矿与细粒正长岩岩浆出溶流体有关;富F和挥发分造成成矿岩浆具有低的固相线温度和较低的黏度,因此成矿岩浆可以沿断裂快速上侵到地壳浅部;岩浆上侵过程中的减压沸腾可能是流体出溶的主要机制;早期出溶流体为富F和富CO₂的中高温(227~457℃)、中低盐度[w(NaCl_eq)=0.3%～8.6%]流体,由于快速减压造成流体沸腾形成低盐度富CO₂的气相和高盐度液相,沸腾引起的CO₂逃逸可能是矿质沉淀的主要原因。     

安徽金寨银水寺铅锌矿床流体包裹体和同位素地球化学特征

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是该区最大的矽卡岩型矿床。矿体主要发育在中元古界庐镇关岩群仙人冲组大理岩与郑堂子组千枚岩之间的层间破碎带以及正长花岗斑岩与大理岩的接触带中。矿床先后经历了四个成矿阶段,矽卡岩阶段(Ⅰ)、石英.白钨矿阶段(Ⅱ)、石英.硫化物阶段(Ⅲ)、碳酸盐阶段(Ⅳ)。矽卡岩阶段(Ⅰ)主要发育绿帘石、阳起石、石英、绿泥石、磁铁矿及少量金属硫化物等;石英.白钨矿阶段(Ⅱ)主要发育石英、方解石、萤石及少量白钨矿和金属硫化物;石英.硫化物阶段(Ⅲ)广泛发育闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化物及石英、方解石、萤石、绿泥石等;碳酸盐阶段(Ⅳ)主要发育方解石、石英及少量黄铁矿。矿床中发育三种类型流体包裹体,包括富CO2水溶液包裹体(AC类)、气液两相水溶液包裹体(L类)和含子晶多相包裹体(S型)。根据流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼研究结果,矽卡岩阶段主要有富CO2包裹体和气液两相水溶液包裹体,均一温度为314~400℃、盐度变化范围较大(1.1%~19.3%NaCleqv);石英.白钨矿阶段发育气液两相水溶液包裹体、含子晶多相包裹体和富CO2包裹体,后两者均一温度相近(263~349℃)、盐度差异较大(32.8%~41%NaCleqv和0.8%~6.1%NaCleqv),表明流体发生了沸腾作用;石英.硫化物阶段主要发育气液两相水溶液包裹体,均一温度为230~332℃,盐度为0.2%~8.9%NaCleqv;碳酸盐阶段只发育气液两相水溶液包裹体,显示低温(162~245℃)、低盐度(0.2%~5.6%NaCleqv)的特征。矿床不同成矿阶段石英、绿帘石中流体包裹体中水H-O同位素研究结果表明,δ18Ofluid值从早到晚逐渐减小,其中矽卡岩阶段为–1.3‰~4.7‰、石英.硫化物阶段为–5.1‰~–3.1‰,表明银水寺矿床早期成矿流体主要为岩浆来源,并在成矿过程中不断有大气降水的加入。石英流体包裹体中CO2的C同位素测试结果表明,矽卡岩阶段δ13CV-PDB值为–9.2‰,石英.硫化物阶段为–25.8‰~–15.4‰,表明早期成矿流体中碳质主要来自岩浆,石英-硫化物阶段有大量有机碳加入,其可能与流体和富含有机质的地层反应有关。矿石中主要金属硫化物的δ34S值(1.7‰~4.4‰)显示了深源硫的特征。Pb同位素变化范围集中(206Pb/204Pb=16.55~16.705,207Pb/204Pb=15.369~15.459,208Pb/204Pb=37.463~37.767),显示壳幔混源的特点。随着成矿作用的进行,岩浆流体与碳酸盐围岩地层发生水岩交代反应形成矽卡岩,该过程造成了成矿矽卡岩阶段磁铁矿和少量闪锌矿的沉淀;断裂活动造成热液体系压力下降,流体发生沸腾,CO2、HF进入气相并逃逸促使矿床中钨的沉淀;同时大气降水沿裂隙灌入,混合作用导致流体的温度、盐度降低,Cl–浓度下降,造成矿床中铅锌的大面积沉淀。     

四川大陆槽稀土矿床碳酸岩-英碱正长岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

川西冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,所有稀土矿床均与碳酸岩-正长岩杂岩体有关.前人研究表明,牦牛坪、木落寨和里庄碳酸岩-碱性杂岩体成岩年龄与其相应矿床的成矿年龄基本一致,而大陆槽正长岩年龄与REE矿床的成矿年龄相差甚远.本文对大陆槽碳酸岩、英碱正长岩进行了SHRIMP U-Pb锆石年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素原位测量,它们的形成年龄分别为12.99±0.94Ma、14.53±0.31Ma,表明两者是同时形成的,且与其成矿年龄基本一致.碳酸岩和正长岩的εHf(t)值、Hf模式年龄与它们的εNd(t)值、Nd模式年龄所展现出来的特征一致,说明在其形成过程中有地壳物质的加入.     

西藏驱龙斑岩铜钼矿床中UST石英的发现:初始岩浆流体的直接记录

单向固结结构(UST)是浅成侵位的岩浆出溶过程中形成的一种特殊结构,一般由梳状石英与细晶(斑岩)岩交互生长而成,少数产于斑岩与围岩接触部位,其内的原生包裹体被认为是初始流体出溶的可靠记录.作者在西藏驱龙铜矿床中首次发现了具有单向固结结构的石英.研究表明,驱龙UST石英存在于后期侵位的二长花岗斑岩与花岗闪长岩的接触部位,部分为高温β石英;UST石英中原生包裹体的成分主要为高盐度液相,除石盐子矿物外,还含有硬石膏等其他子矿物.阴极发光及显微测温结果表明,初始流体的出溶发生在高温(t≥573℃)、高压(P≥150～200 MPa)条件下,出溶的流体为高温、高盐度[w(NaCkeq)为44.5%～58%]流体,同时还具有较高的氧逸度.因形成压力较高,判断UST石英不可能由较浅侵位的二长花岗斑岩岩枝冷凝出溶而形成,从而推测驱龙铜矿床深部存在着孕育成矿斑岩的大型岩基.     

西藏恰功铁矿岩浆演化序列及斑岩出溶流体特征

冈底斯成矿带是碰撞造山过程形成的最重要的成矿带,恰功矽卡岩铁(铜)矿床即位于冈底斯成矿带中部.本文在详细的野外地质填图和室内研究基础上确定了恰功铁矿与成矿有关的斑岩体为二长花岗斑岩,锆石的U-Pb定年结果为68.8±2.2 Ma,明显早于冈底斯东部与后碰撞伸展有关的斑岩型矿床和主碰撞期形成的矽卡岩型矿床,其应代表了冈底斯一次尚未被充分认识到的成矿事件.通过对成矿斑岩的岩石学、岩石化学、岩浆出溶流体的包裹体岩相学、显微测温分析及包裹体成分的LRM、LA-ICP-MS和PIXE分析,本文探讨了与该矽卡岩矿床有关的斑岩的岩浆起源、斑岩侵位机制及出溶流体特征.结果表明,成矿斑岩为矿区最早的侵入岩单元,具有壳幔源混源特征,其常量元素组成与冈底斯东部斑岩铜矿带的埃达克质岩相近,但稀土和微量元素组成与东部斑岩明显不同,为地幔物质上涌并诱发角闪岩相下地壳熔融的产物,岩体侵位深度大(>7 km)、剥蚀程度高.早期岩浆出溶的流体为高温、高压、高盐度流体,其中富含Fe、Pb、Zn、Cu等成矿金属,与世界其他斑岩铜矿床相比,相对富铁、铅而贫铜.流体的沸腾作用发生于钾硅化阶段,形成了一套富气、高盐、高固相和气液包裹体组合,不同于早期出溶流体的包裹体组合.从岩浆起源和出溶流体性质可以看出,该斑岩具有形成与斑岩有关的铁铅多金属矿床的成矿潜力,但从该矿区地表出露的蚀变和包裹体测压结果可以看出,该斑岩体目前剥蚀深度较大,对斑岩型矿床保存不利,对该斑岩体及与成矿关系的认识对理解该区内的矿床成因和指导区域找矿具有重要的指示意义.     

阿尔泰山南缘赛都金矿床的构造-成矿流体及其演化

赛都金矿床位于新疆额尔齐斯构造带北西段,矿体受韧性剪切构造带的控制,赋存于玛尔卡库里巨型剪切带内的蚀变糜棱岩带内.构造-成矿流体早期以中高温、富CO2-N2等挥发分为特征,包裹体均一温度252.0～408.0℃;中期以CO2-H2O流体为主,包裹体均一温度203.0～325.8℃,反映了中温热液特征;中晚期演化为中低温、中低盐度的盐水溶液体系,包裹体均一温度120.0～221.0℃.矿石中黄铁矿的δ34S变化范围在3.53‰～5.88‰之间;铅同位素组成的206Pb/204Pb变化于18.099 7～18.358 5,207Pb/204Pb变化于15.487 7～15.579 0,208Pb/204Pb变化于38.111 6～38.355 1.硫铅同位素研究表明成矿物质是从深部富集的,在造山作用过程中从深部岩石通过热液萃取获得.主要的金矿化与后碰撞造山的伸展构造环境有关,构造-成矿流体的演化特征与剪切带演化过程相吻合.     

内蒙古拜仁达坝银多金属矿矿床地质及成矿流体特征

内蒙古拜仁达坝矿区位于大兴安岭西坡银多金属成矿带,矿体产于元古宇宝音图组下岩段黑云斜长片麻岩和华力西期石英闪长岩中.根据野外脉体穿插关系和矿石结构构造特征可以将成矿分为3个阶段:石英多金属硫化物阶段、萤石-水白云母阶段、方解石-硫化物阶段.岩矿相、扫描电镜和能谱分析表明,矿区主要金属矿物有黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、黄铜矿、硫锑铅矿等;脉石矿物以石英、方解石和萤石为主.在野外调研基础上,对主要脉石矿物石英、萤石中流体包裹体进行了包裹体岩相学、显微测温分析和包裹体中气液相成分的LRM分析.结果表明,第1阶段石英中包裹体以富CH4包裹体和纯CH4包裹体为主,第2阶段萤石中以富水包裹体为主,流体包裹体均一温度分别为187～343℃(石英)和152～306℃(萤石),据冰点估算的盐度分别为1.4%～9.34% NaCleq(质量分数,下同)和2.9%～9.2% NaCleq.包裹体气液相成分的LRM分析表明,石英中纯CH4包裹体显示较强的CH4峰(2 913～2 917 cm-1),部分样品中检出含一定量的CO2,富CH4包裹体气泡相中也显示了CH4峰的存在.萤石中富H2O包裹体气液相中均只检出H2O.结合矿床地质、区域矿床分布特征和包裹体显微测温结果,认为该矿床为一与燕山期岩浆活动有关的中低温热液矿床,成矿物质以深源为主.