中亚造山带岩浆铜镍硫化物矿床深部找矿：以红旗岭铜镍矿床为例

为了对中亚造山成矿带东段南缘红旗岭岩浆型铜镍硫化物矿床深部（500～1 000 m）隐伏矿体进行成矿预测,采用高精度重力和2.5维人机交互式反演方法,对含矿性较好的镁铁质—超镁铁质岩体（如#1、#3及新#3岩体）进行底部含矿性研究。结果表明：高精度重力异常开展不同高度上延并结合垂向一阶导数等数据处理,可有效地厘定深部隐伏岩体空间展布;2.5维人机交互式反演方法可以识别深部微弱的矿致异常,推测研究区#3岩体埋深700～1 100 m存在5个脉状盲矿体。经钻探验证,成功发现32 259 t]镍矿（矿石平均品位达0.36%）,其中②号矿体为最厚矿体,见矿深度为700～1 100 m,镍矿平均品位为0.39%,储量达27 433 t。     

造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源:以东天山黄山南铜镍矿床为例

位于中亚造山带南缘的新疆东天山地区因其出露大量的二叠纪镁铁质-超镁铁质岩体并产出一系列铜镍硫化物矿床而成为近年来地质学界关注的焦点.选择新疆东天山地区黄山南含铜镍矿镁铁质-超镁铁质岩体为研究对象,对其开展了系统的岩石学、矿物学和地球化学研究,以探讨造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源与性质.黄山南岩体主要由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、(橄榄)辉长苏长岩和闪长岩组成.各岩相显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、强烈亏损Nb-Ta、Ti,类似于典型岛弧火山岩特征.黄山南镁铁质-超镁铁质岩具有较大变化范围的ε_Nd(t=282.5 Ma)值(-1.31～4.22)和(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i比值(0.703 2～0.706 9)以及高的(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)i比值(17.67～18.90),暗示其来源于一个适度富集的亏损地幔并经历了5%～20%新生地壳物质混染和～5%上地壳物质混染.根据橄榄石最高Fo牌号(摩尔含量为86.6%)计算的黄山南母岩浆为苦橄质岩浆(MgO=12.11%、F...     

东天山岩浆铜镍硫化物矿床的多期次岩浆侵位与成矿作用——以黄山铜镍矿床为例

位于黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带西段的黄山铜镍矿田（包括黄山、黄山东、香山、黄山南矿床）,是北疆最重要的镍矿产地。矿田内各岩体都是多期岩浆侵位形成的杂岩体,且黄山东和香山铜镍矿床存在多期成矿作用。本文选取黄山大型隐伏铜镍矿床进行详细解剖,在此基础上探讨东天山地区多期成岩成矿作用及其勘查意义。黄山矿山开采揭露最新地质现象系统观察,不同岩相中橄榄石、辉石（粒径、成分）的垂向和平面剖面变化表明黄山铜镍矿床由多期岩浆侵位形成,且第三期次为主要成矿期。第三期次岩相主要由角闪二辉橄辉岩、角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩组成。角闪二辉橄辉岩底部的橄榄石核部和边部具有明显的成分差异,其橄榄石的边部相对于核部Fo值和Ni含量升高,由于橄榄石结晶过程中与晶间硫化物发生Fe-Ni的交换反应所致。第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩岩相中橄榄石的Fo值与角闪二辉橄辉岩中橄榄石Fo值相近,但Ni含量（500×10^-6~2050×10^-6）高于第二侵入期次角闪二辉橄辉岩中的Ni含量（160×10^-6~1000×10^-6）,橄榄石和硫化物熔体的Fe-Ni交换反应或者不同的母岩浆性质是橄榄石Ni含量不同的主要原因。黄山岩体的斜方辉石都为古铜辉石,第三期次岩体角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中含有粗粒的古铜辉石,其最大粒径（4~8mm）大于角闪二辉橄辉岩中古铜辉石（2~4mm）。单颗粒古铜辉石的Mg^#值、CaO及Cr₂O₃含量从核部到边部有多次重复变化,反映岩浆成分存在多次变化。第三期次单斜辉石包裹的橄榄石的边部比核部具有更高的Ni含量（Fo值相似）,结合Cu、Ni、Co等元素的垂直剖面变化,本文提出新鲜岩浆补给是黄山主矿体（30号矿体）硫化物富集的重要控制因素。多次岩浆的补给暗示黄山为岩浆通道成矿系统。岩体变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是硫化物有利的聚集部位。东天山黄山-镜儿泉地区铜镍矿床勘查过程中往往以超基性岩相为主要评价对象,根据黄山矿田其他岩体的岩石组合与矿化岩相分析,本文认为该区铜镍矿勘查过程中也要重视基性岩相（辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等）的成矿潜力,对多期次岩浆作用及相对应的成矿作用应给予重视。     

造山带背景铜镍矿床蚀变过程与水的来源——东天山黄山南矿床氢氧同位素的指示

造山带背景铜镍矿床以富水为主要特征, 但水(流体)在成矿中的作用以及其对岩石的改造过程仍不明确。本文以黄山南铜镍矿床为例, 通过辉橄岩和橄辉岩等超镁铁岩的蚀变矿物组合和H-O同位素变化规律, 限定蚀变过程与流体性质及来源。黄山南超镁铁岩原生矿物主要有尖晶石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和少量填隙状角闪石、云母, 蚀变矿物有角闪石(浅闪石、阳起石、透闪石、普通角闪石以及镁闪石)、滑石、绿泥石和蛇纹石等。根据岩石结构与蚀变矿物比例, 将超镁铁岩分为弱蚀变、中等蚀变和强蚀变3类。蚀变矿物组合与角闪石成分指示超镁铁岩经历了高温蚀变阶段(>700℃), 形成了镁质闪石+滑石+绿泥石; 中温蚀变阶段(700~550℃)和低温蚀变阶段(< 550℃), 分别形成了钙质闪石+滑石+绿泥石+蛇纹石与滑石+碳酸盐+蛇纹石的矿物组合。蚀变岩石普遍以中低温蚀变为主, 可能与中低温阶段的叠加-改造作用相关。岩石随蚀变程度增加, Si、Na、K、Mn等主量元素和Rb、Ba等微量元素呈现明显降低趋势, 表明大多数元素在流体改造过程中从岩石中迁出, 说明蚀变过程为开放体系。中-强蚀变岩石中, 硫化物矿物边部的形态呈锯齿状, 但主体仍为磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿的矿物组合, 指示蚀变过程可能造成了部分Ni、Cu、S元素的溶解与迁移, 但是改造程度相对有限。不同蚀变程度超镁铁岩均富集轻H同位素(δD: -86.6‰~-128.6‰)且O同位素变化较大(δ18O: 1.7‰~10.8‰)。虽然部分样品的H-O同位素接近岩浆水与大气降水的混合趋势线, 但是大多数强蚀变样品则呈现截然不同的趋势, 即δ18O值相似但δD值变化较大, 指示蚀变过程以岩浆水主导且经历了不同程度的去气作用。不同程度的岩浆去气作用可能与岩浆的结晶分异过程密切相关。因此, 本文认为黄山南矿床蚀变岩石为岩浆阶段"自蚀变"作用的产物。不同构造背景铜镍矿床的H-O同位素对比指示, 岩浆"自蚀变"作用在超镁铁侵入岩中普遍发生, 而造山带背景铜镍矿床的蚀变程度可能相对更高。     

花岗岩类与大陆地壳生长初探——以中国典型造山带花岗岩类岩石的形成为例

本文主要基于东昆仑造山带、秦岭造山带、兴蒙造山带、阿尔泰造山带、燕山造山带以及华南过铝花岗岩带等花岗岩类形成的研究成果,讨论中国大陆内几个造山带的花岗岩类形成与大陆地壳生长方式和过程,我们的初步认识是:软流圈(对流地幔)的热和物质向大陆的输入(input)是大陆地壳生长和再改造的根本.大陆地壳的形成演化和再改造(reworking)主要通过岩浆作用完成,岩浆的形成、运移和定位是大陆地壳生长的基本过程.幔源玄武质岩浆底侵(underplating)于大陆地壳底部和内侵(intraplating)于地壳内部,是软流圈注入大陆的基本形式.造山带镁铁质下地壳的拆沉作用是致使陆壳总组成为中性火成岩(安山岩和闪长岩,或粗面安山岩和二长岩质的)的主要原因.收缩挤压构造作用使陆壳加厚达≥50 km,是诱发镁铁质下地壳拆沉作用的必需条件.火成岩构造组合及其时间序列是识别大陆地壳从软流圈地幔中分出,直至最终形成的过程的关键记录.     

数字地质调查中多源地学数据在造山带构造单元 划分和大地构造演化研究方面的应用 ——以青海民和地区为例

多源地学数据包括遥感、地球化学和地球物理数据,介绍了利用多源地学数据进行造山带构造单元划分的方法。遥感数据在确定区域构造边界及活动断层方面的应用非常广泛,遥感影像在解译线形构造即断层方面有非常明显的效果,可以根据不同构造单元的影像差异,区分不同的地质体、线性构造及活动断层,同时用遥感数据叠加三维地形数据分析线性构造可以更加直观地解译线性构造。地球化学数据在确定大的构造边界方面具有一定的指示意义,可以根据水系沉积物的地球化学特点,运用因子分析方法确定大的构造边界。地球物理数据提供的是地质体及构造边界在深部的延伸情况,可以为研究断裂的运动学和动力学特征提供证据。     

中国岩浆铜镍矿床的形成特点与找矿方向

与幔源镁铁-超镁铁质岩浆密切相关的铜镍硫化物矿床,因深部地幔动力学机制不同在地球表壳的分布极不均衡。中国岩浆铜镍硫化物矿床分布不均匀,主要产出于板块内部或其边缘。为认识中国铜镍矿床的形成特点,进一步明确找矿方向,通过综合分析已有典型岩浆铜镍硫化物矿床,发现该类矿床基本形成于新元古代晚期、早古生代晚期及晚古生代晚期,且均无一例外地就位于板块内部或其边缘的造山带中,是硫化物熔离后的岩浆多期侵位的结果。通过系统研究岩浆铜镍矿床深部过程及地质、物探、化探、遥感有利成矿信息,结合找矿突破的最新勘查进展,指出中国西北部是岩浆铜镍硫化物矿床的重要成矿潜力地区,稳定地块边缘仍是主要的找矿方向。     

塔里木陆块周缘岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床形成的探讨

因新发现的夏日哈木超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床成岩成矿研究存在争议,对岩浆铜镍钴硫化物矿床的成因机制又引发新一轮的关注。中国造山带中铜镍钴硫化物矿床具有鲜明的分布特点,20世纪80年代东天山黄山东等一批岩浆铜镍钴硫化物矿床的发现,曾经提出蛇绿岩形成铜镍钴硫化物矿床的观点,而后出现了洋壳削减闭合陆-陆碰撞后新生陆壳裂陷槽环境形成铜镍钴矿的主流认识;进入21世纪后,随着塔里木早二叠世大火成岩省的提出,开始将东天山和新疆北山的岩浆铜镍钴硫化物矿床与塔里木大火成岩省的形成关联起来,并认为是地幔柱作用的结果。但随着研究的深入,由于含铜镍钴镁铁-超镁铁岩地球化学具有典型的岛弧特征,又将东天山铜镍钴矿床的形成与俯冲削减的板片再次联系了起来,导致岩浆型铜镍钴硫化物矿床形成背景还存在较大争议。我们认为岩石微量元素显示岛弧信息,是俯冲交代及地壳混染引起的地球化学屏蔽效应;铬尖晶石成分及所反映的氧逸度环境指示为张性环境,而非岛弧。塔里木陆块周缘3期岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿代表了中国最重要的3期成镍事件,实际反映了塔里木陆块在全球大陆聚散演化中与超大陆之间关键的聚散事件:(1)新元古代金川Cu-Ni-PGE矿成矿代表了由于地幔柱作用以塔里木、扬子和西澳大利亚陆块之间的裂解为起点的罗迪尼亚超大陆裂解事件,直至早古生代形成原特提斯洋-古亚洲洋;(2)早古生代末夏日哈木Ni-Co矿则是代表冈瓦纳大陆南部裂解从而形成古特提斯洋的标志性事件;(3)晚古生代早二叠世坡一Cu-Ni矿应是地幔柱作用潘吉亚超大陆生长大火成岩省的深成相组成。本文系统总结了3个矿床的成矿特征,并对比了3个矿床的区别。尽管坡一在3个矿床中有基性程度最高的母岩浆,但坡一相对于夏日哈木、金川显示出低的地壳混染程度,特别是地壳硫混染程度,这可能是坡一成矿相对差的主要原因。此外坡一不仅地壳混染程度低,且其混染了较多的钙质,抑制了硫化物饱和。     

东昆仑夏日哈木岩浆铜镍硫化物矿床成矿时代的厘定及其找矿意义

青海省夏日哈木岩浆硫化物矿床是近两年于东昆仑造山带新发现的超大型镍矿床,其赋矿岩性与形成时的地球动力学机制和构造环境认识是制约找矿更大突破的关键控制因素。本文拟通过成岩成矿时代的确定来探讨其形成时的构造背景,进而指出东昆仑地区该类矿床的找矿意义和潜力。野外钻孔岩心详细编录,发现岩浆硫化物绝大多数都富集于橄榄岩相、辉石岩相等的超镁铁质岩类,与矿化较弱的辉长岩非同期的产物。对采集到的矿体顶底板无矿化的橄辉岩钻孔岩心样品挑选锆石进行U-Pb年代学测定,获得了(412.9±1.8)Ma(MSWD=1.2)和(410.9±1.6)Ma(MSWD=3.1)的谐和年龄。同样方法获得的辉长岩的年龄则老20 Ma,进一步说明含矿超镁铁质岩与无矿辉长岩非同期产物。系统的橄榄石成分及Fo值研究,初步揭示了岛弧岩浆特点的信息。综合区域内榴辉岩的厘定及年龄测试,初步认为夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床岩浆源区表现了东昆仑弧的特点,随着部分熔融发生的岩浆上涌,深部和浅部均产生了硫化物的不混溶作用,分异的岩浆于柴达木克拉通南缘东昆仑造山带碰撞后的构造薄弱部位成岩成矿,地壳浅部围岩S的混入对镍矿体的形成具有重要贡献。这一认识对于东昆仑其他镁铁-超镁铁质侵入岩体的含矿性评价和拓展区域找矿潜力具有重要的找矿指示意义和研究价值。     

柴北缘西端盐场北山铜镍硫化物矿床镁铁-超镁铁质岩体岩浆演化过程及含矿性分析

盐场北山岩体位于柴北缘造山带西段,是区内近年来新发现的具有良好铜镍矿化的镁铁-超镁铁质岩体,由橄榄岩相、辉石岩相和辉长岩相岩石组成。锆石U-Pb年代学研究表明,岩体形成时代为258.5±1.6Ma,为晚二叠世岩浆作用的产物。岩石中橄榄石Fo分子为82.8~86.7,均为贵橄榄石,辉石由斜方辉石和单斜辉石组成,斜方辉石种属为古铜辉石,单斜辉石为透辉石、普通辉石和顽透辉石。岩石地球化学特征显示,岩石属于亚碱性岩系列,主要氧化物SiO_2、Al_2O_3、CaO、Ti O_2、Na_2O+K_2O等与MgO呈规律性变化趋势,显示不同岩相岩石为同源岩浆演化的产物;岩石相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),而强烈亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),具有岛弧岩浆岩特征;锆石Hf同位素显示εHf(t)均为正值,变化范围为0.1～6.7之间,具有幔源岩浆成因特征;岩石原生岩浆为MgO含量略大于13.21%的高镁拉斑玄武质岩浆,岩浆源区为受俯冲洋壳析出流体交代地幔楔而成的富集地幔。岩石结晶过程中发生了强烈的结晶分异作用和同化混染作用,结晶分异作用在岩浆演化的初期使岩浆中硫发生初步富集,地壳混染作用是岩浆中硫化物达到饱和并发生熔离的主要因素。     

全球典型大陆造山带中榴辉岩的折返机制:来自变质岩和地球物理的限制

大陆岩石圈深俯冲作用是地球科学领域的前沿热点,榴辉岩的折返机制是板块构造及动力学的关键科学问题。全球著名的大陆造山带中榴辉岩的p-T轨迹呈现差异性折返特征,为了揭示榴辉岩的折返机制,本文结合变质岩石学和地球物理学研究,选取3个典型大陆造山带——中生代—新生代的阿尔卑斯造山带、中生代的苏鲁—大别造山带和新生代的喜马拉雅造山带中的榴辉岩进行阐述。在阿尔卑斯造山带地区,地球物理研究结果发现,欧洲板块的俯冲造成了Adria地区下方的岩石圈存在明显厚度差异。同时,阿尔卑斯造山带Doria Maria和Pohorje地区以及Pohorje地区内部,榴辉岩折返历史也不尽相同,原因可能是亚德里亚大洋岩石圈断离后不同期次的逆冲推覆作用使其差异性斜向挤出。苏鲁—大别造山带中榴辉岩的快速折返,原因可能是华南板块与华北板块碰撞后岩石圈的拆沉或断离作用。在喜马拉雅造山带,西构造结和中喜马拉雅榴辉岩的折返存在差异性。在西构造结,那让和卡甘榴辉岩呈现不同的p-T轨迹和折返速率,变质岩石学和地球物理研究结果都表明它们的差异性折返很可能与印度-欧亚大陆碰撞过程中的构造挤压作用以及印度大陆岩石圈的断离作用有关。喜马拉雅造山带是年轻的正在进行造山活动的造山带,相较于古老的苏鲁-大别造山带,它更适合变质岩石学和地球物理学的综合研究。因此西构造结高压/超高压榴辉岩的折返机制——构造挤压和俯冲板块断离可应用于全球造山带。     

天山-兴蒙造山带主要钼矿床Re-Os定年和地质意义

天山-兴蒙钼矿带是中亚成矿域的重要组成部分,该成矿带主要呈近东西向分布;本文通过对天山-兴蒙钼矿带4个典型矿床Re-Os同位素精确定年,结合前人区域动力学背景的研究,揭示天山-兴蒙造山带钼矿床的成矿作用主要与岩浆侵入形成的花岗岩热液作用有关,并识别出兴蒙造山带3期岩浆活动、钼成矿作用和构造热事件;Re-Os定年结果揭示出晚古生代铜-钼矿床与俯冲-增生作用有关,三叠纪钼的成矿形成于西伯利亚板块与塔里木-华北克拉通碰撞背景下,而侏罗纪-早白垩世的钼成矿作用与古太平洋板块西向俯冲作用有关。     

稀有气体同位素对岩浆侵入方向的制约:以夏日哈木镍铜硫化物矿床为例

我国东昆仑造山带新发现的夏日哈木镍铜硫化物矿床是造山带环境产出全球镍资源最大的岩浆镍铜矿床。含矿岩体不同类型岩石中橄榄石和辉石的He、Ne和Ar同位素组成表明:~3He/~4He(0.39~0.03Ra)和~(40)Ar/~(36)Ar比值(292.0~316.9)较低,~(20)Ne/~(22)Ne和~(21)Ne/~(22)Ne沿放射性成因Ne及大陆地壳线分布,表明岩浆起源演化过程中有大陆地壳组分和大气饱和流体在橄榄石结晶前加入。He和Ar同位素混合模型计算表明岩浆中有7.8%再循环洋壳组分和87.7%大气饱和流体的加入,再循环洋壳可能带入了大气及地壳组分。~3He/~4He和~(40)Ar/~(36)Ar比值的自西向东系统性降低,以及微量元素、成矿元素和稀有气体同位素的空间协同变化特征表明地壳物质的逐步加入,即岩浆可能自西向东方向侵入,侵位过程中地壳流体的加入促使硫饱和及硫化物的熔离成矿。     

冈底斯斑岩铜矿与南部青藏高原隆升之关系――来自含矿斑岩中多阶段锆石的证据

文章通过阴极发光研究结合SHRIMPU_Pb法精确定年,发现青藏高原南部冈底斯斑岩铜矿带含矿斑岩中的锆石由残留、变质、岩浆3种类型组成,其年龄分别为(51.1±4.8)Ma、(21.1±2.6)Ma和(14.47±0.5)Ma。LA_ICP_MS分析表明残留锆石的特点是Y(1121×10-6)、HREE(641×10-6)和MREE(182×10-6)含量高,U(207×10-6)、Th(171×10-6)和Hf(0.96%)含量低。与残留锆石和岩浆锆石相比,变质锆石Th/U比值明显降低(0.54)。在3种类型的锆石中都具有明显的负Eu异常和正Ce异常,但岩浆锆石以Ce异常变化大为特征。冈底斯铜矿带含矿斑岩中识别出的这3个锆石阶段与冈底斯碰撞造山带演化中的3个重要构造事件相对应。作为印度与亚洲大陆碰撞拼贴的主缝合带,这种一致性允许我们提出这样一个构造模式:50～60Ma之前印度与亚洲大陆碰撞期间发生地幔镁铁质岩浆底侵,形成了含矿斑岩的源区;约21Ma前,由于软流圈物质上涌,同时造成了底侵镁铁质岩石部分熔融形成含矿岩浆和地壳快速隆升;约15Ma前,伴随着高原南部地壳隆升后的伸展塌陷,含矿岩浆侵位,形成了冈底斯斑岩铜矿带。     

北祁连黑矿型和塞浦路斯型硫化物矿床容矿火山岩的物质来源与形成环境

文章以白银厂石英角斑岩和石居里富钠玄武岩为代表,对产于北祁连造山带的"黑矿型"和"塞浦路斯型"铜多金属块状硫化物矿床的容矿火山岩做了系统的常量元素、微量元素、稀土元素及锶、钕、铅同位素分析。结果表明,这2种火山岩均表现出俯冲带岩浆作用的特征。所不同的是,白银厂"黑矿型"块状硫化物矿床容矿火山岩形成于活动大陆边缘的陆缘弧环境;石居里"塞浦路斯型"硫化物铜矿床形成于大洋板块内部的洋生弧环境。与各自的形成环境相对应,白银厂的石英角斑岩来源于原生地幔在俯冲板片流体参与下的部分熔融,岩浆在上升侵位过程中有部分大陆地壳物质混入。石居里的富钠玄武岩同样也是产生于原生地幔在板片流体作用下的部分熔融,但没有遭受陆壳物质混染。