区域矿床成矿谱系的概念、内涵及其应用

谱系学是一种方法论,原义是指分析关于家族世系、血统关系和重要人物事迹的方法,它有助于辨明人物的身份、认识事物的特征和理解事物的起源及其演变过程。研究者将其应用到自然科学领域,提出了区域矿床成矿谱系（简称“区域成矿谱系”）的概念,揭示出一定区域内地质历史发展过程中成矿作用的演化轨迹及其时空结构。地质历史跟人类历史一样是连续演化的,尽管有时缺失记录,但每一个特定空间范围内,成矿作用也是必然在发生的,只是其成矿的效果带有极大的偶然性,究竟形成的是什么矿种、什么类型、多大规模的矿床等,都取决于该空间范围内不同历史时期的成矿作用及其发育程度。区域成矿谱系相当于成矿作用的“家谱”,即以图谱的方式记录一定时空范围内的成矿作用及其演化轨迹。此概念是在区域成矿规律研究的基础上结合矿床的成矿系列理论新进展而提出来的,不仅充实了矿床的成矿系列理论,并且更形象地表达了矿床成矿系列的时间顺序和空间定位规律,有助于阐述区域成矿作用与地质构造环境之间的关系及其发生、发展的过程。由区域成矿谱系进一步提出“全位成矿,缺位找矿”的理念,至今已经20年了,其已在实践中得到了检验和发展,并在指导找矿的过程中发挥了积极作用。     

新疆斑岩型铜矿床分布、时代及成矿特点

新疆地跨中亚和特提斯两大构造域,构造-岩浆活动强烈,形成了许多斑岩型铜矿床,这些矿床具集中分布、分段集中特点.在新疆北部围绕准噶尔盆地呈面状环状分布,在新疆南部沿康西瓦断裂附近呈带状分布.新疆斑岩铜矿床形成时代漫长,从奥陶纪到三叠纪,集中在泥盆—二叠纪.成矿环境包括板块俯冲形成的岛弧、陆缘弧及后碰撞板内环境.含矿岩浆为幔源岩浆,发育高氧逸度的中酸性钙碱性岩浆和低氧逸度的中性钙碱性岩浆,含矿岩体定位受区域褶皱、断裂和火山机构的控制.金属元素组合主要为Cu-Au、Cu-Mo和Mo-Cu等,发育斑岩型-浅成低温热液型和斑岩型-矽卡岩型成矿系统.金属元素在中低温条件下富集成矿.     

新疆南天山塔什库尔干泥盆—早石炭世洋岛型火山岩的确定及地质意义

南天山黑英山-库勒湖洋壳残片内发育一套具洋岛特征的火山岩,岩石组合为碱性中基性火山碎屑岩和熔岩,形成时代为泥盆纪—早石炭世,其中基性熔岩岩石化学特征具高钾和高钛特征,稀土元素具轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土分布型式,微量元素除Y、Yb外,其它元素具富集的大陆隆起洋岛碱性玄武岩特征,说明泥盆纪—早石炭世南天山洋盆形成新生洋壳,洋盆具一定规模.     

新疆玉勒肯哈腊苏铜矿床地质特征及找矿方向

玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿床位于新疆卡拉先格尔斑岩铜矿带.矿床主要赋存于花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩及中泥盆统北塔山组辉斑玄武岩等火山岩中.矿区韧性剪切变形强烈,岩体和矿体糜棱岩化发育.矿区发育多种蚀变,由矿化岩体向外总体具钾长石化-黑云母化-硅化、绢云母化-青磐岩化蚀变分带特征.矿化主要分布于钾长石化-黑云母化-硅化蚀变带中.矿体呈脉状、透镜状、不规则状.矿化呈浸染状、团块状、团斑状、细脉浸染状和细脉状.成矿元素以铜为主,伴生金、钼、银.化探、磁法、激电测量及频谱激电测深等对矿区勘查工作具较好指示作用.矿区处于1∶5万物探激电异常和Au,Cu,Ag,Mo,Cr,Ni,Co等元素组成的化探异常中.从矿体不同勘探线剖面及水平标高的矿体形态及变化趋势分析,矿区南东深部有见矿可能,推断矿区北部频谱激电测深异常及1∶5万激电异常部位有矿体、矿化体存在.     

蒙西斑岩型铜钼矿地质地球化学特征及其对东准噶尔琼河坝岩浆岛弧构造属性的制约

蒙西铜钼矿床位于东准噶尔北塔山-琼河坝岛弧带东段琼河坝大花岗岩基北接触带,具有矿化蚀变类型多样、构造应力破裂-充填脉体发育、及不同组分脉体垂向分带等特征,为形成于断裂构造背景下的斑岩型铜钼矿床,闪长玢岩与二长花岗斑岩为成矿斑岩。琼河坝地区以花岗岩为主体的岩体均为钙碱性系列岩石,富Pb、K、Sr、U、Th和Zr,贫Rb、Nb、Y、Ta、Yb与Ti,轻稀土富集,(La/Yb)_N值介于3.1与15.5之间,在Rb-Y+Nb、Nb-Y、Rb-Ta+Yb与Ta-Yb图中位于VAG（火山岛弧花岗岩）区,与安第斯山火山岩具相似的微量稀土元素分配结构,为形成于大陆地壳构造背景下的岛弧型岩浆岩,其原始岩浆成分包含大陆下、中与上地壳的组分、并与安第斯山岛弧火山岩平均成分相当。蒙西铜钼矿床形成年龄为411Ma,蒙西矿区的闪长玢岩与二长花岗斑岩形成于晚志留纪-早泥盆纪。这意味着北塔山-琼河坝斑岩铜矿带可能是南蒙古欧玉陶拉盖（Oyu Tolgoi）斑岩铜矿带的西延。琼河坝地区以花岗岩基为代表的岩浆岩带为古生代大陆岛弧岩浆岩带,是形成与寻找斑岩铜矿的有利地区。     

新疆东准噶尔绿源金矿床地质特征与金成矿物质来源分析

绿源浅成低温热液型金矿床位于野马泉-琼河坝古生代岛弧带东段的琼河坝矿集区。赋矿地层为一套中酸性火山熔岩夹火山碎屑岩建造。矿体呈似层状、条带状、透镜状,多受断裂构造控制。其热液成矿作用可分为4个阶段:石英-黄铁矿阶段(S1)、石英(玉髓)-金-黄铁矿阶段(S2)、石英-金-多金属硫化物阶段(S3)、石英-碳酸盐阶段(S4)。金主要赋存于S2和S3阶段。本文对该矿床开展S、Pb同位素及硫化物稀土元素研究,拟揭示其成矿物质来源。结果表明,绿源金矿床金属硫化物的硫同位素组成比较稳定,δ34S集中于+0.2‰~+2.8‰,均值为+1.35‰,显示出岩浆硫的组成特征。矿石与围岩中硫化物的硫同位素δ34S值一致,表明硫可能来源于矿区巴塔玛依内山组火山岩地层。S2和S3阶段硫化物的铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb=16.457~18.084、~(207)Pb/~(204)Pb=15.267~15.635、208Pb/~(204)Pb=36.472~38.379,另一件长石的Pb铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb=18.546、~(207)Pb/~(204)Pb=15.509、208Pb/~(204)Pb=38.183,μ值介于9.11~9.58之间,ω值介于33.97~38.61之间。上述各铅同位素比值变化范围较大,远远大于正常铅同位素组成的变化范围。结合同位素组成特征及特征参数法认为绿源金矿床矿石Pb为异常Pb,铅源为混合来源,一部分来源于上地壳物质,一部分来源于地幔物质。硫化物稀土元素特征与火山岩类似,暗示成矿物质可能来源于火山岩地层。H、O同位素特征显示,绿源金矿成矿流体以大气降水为主,有少量岩浆水的加入。综合S、Pb同位素、稀土元素等分析,本文认为绿源矿区岩浆活动和成矿作用具有壳幔混合源特征,成矿物质具深源特征,主要直接来自赋矿火山岩。     

西天山乔霍特铜矿成矿背景与矿床成因探讨

本文对西天山乔霍特铜矿的围岩火山岩、矿化火山岩和矿石的主、微量元素、Sr-Nd同位素地球化学特征进行了详细研究,并对呈小岩株状侵入到火山岩地层中的辉绿岩进行了单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb精确定年.研究表明,围岩火山岩为形成于岛弧区弧后拉张环境中的钙碱性火山岩,系受俯冲带中流体交代的地幔源区通过岩浆结晶分异而来,乔霍特铜矿成矿物质与围岩火山岩具有相同的物质来源.辉绿岩单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得281.0±1.9Ma年龄,结合前人研究成果,我们认为:奥陶纪或更早时期,南天山洋向北侧中天山地体下俯冲,在乔霍特地区形成岛弧带,奥陶纪晚期(约450Ma)具Ⅰ型花岗岩性质的岩浆侵位,形成了出露于矿区南侧的花岗闪长岩体;中-晚志留世(约430Ma),在浅海相岛弧区弧后盆地中火山喷发形成了巴音布鲁克组火山岩,与火山岩同期的火山喷流-沉积作用形成了乔霍特铜矿初始矿源层;志留纪后,南天山洋持续向北俯冲,于石炭纪末最终闭合,大洋岛弧火山与中天山古老陆块碰撞拼接,281Ma的辉绿岩呈小岩株状侵入到围岩火山岩地层中,初始矿体伴随南天山洋的持续俯冲及西天山增生造山作用受到了强烈的构造叠加改造,最终形成了空间上呈近东西向成群、成带与主控矿断裂近平行展布的矿体.乔霍特铜矿系发育于造山带中的VMS型矿床,应属火山喷流沉积+后期构造热液叠加改造型铜矿,是南天山洋俯冲、闭合及西天山增生造山综合作用的结果.     

西昆仑赞坎铁矿床地质特征、形成时代及高品位矿石的成因

新疆赞坎铁矿床位于西昆仑塔什库尔干地块西段,是近年新发现的一个大型沉积变质型磁铁矿床。赋矿岩系布伦阔勒群主要由黑云母石英片岩、斜长角闪片岩、变粒岩、硅质岩及磁铁石英岩等组成。目前探明工业矿体4条,单个矿体长度大于2.5km,矿体厚10~70m;局部见高品位铁矿段(mFe50%),长度达900m,厚度40m左右。矿石类型主要为2种,一种为原生的条纹-条带状磁铁矿(为主);另一种为热液改造形成的块状(高品位铁矿石)及浸染状磁铁矿。矿石稀土元素配分(PAAS)表明,原生条纹-条带状铁矿石Ce和Y元素异常不明显(~1.15、~0.94),Eu具正异常(~1.69),Y/Ho平均值为25,稀土配分模式与沉积变质型铁矿相似。而受改造的矿石中,浸染状矿石具有较高的稀土总量,明显富集轻稀土,La和Ce显示正异常(~1.46、~1.17),Y显示负异常(=0.66~0.72),Eu表现为强烈的正异常(~4.37),稀土配分模式明显不同于原生条纹-条带状铁矿石。矿体围岩斜长角闪片岩(变沉积岩)中的碎屑锆石U-Pb年龄为591±1Ma,结合前人对矿区内侵入体的年代学研究(霏细斑岩,533Ma),大致反映沉积铁矿的形成时代为新元古代至早寒武世。电子探针显示,条带状磁铁矿中的TiO_2、AL_2O_3、MgO、MnO含量较低,标型组分含量与沉积变质型磁铁矿颇为接近,在磁铁矿单矿物成因图解中,条带状磁铁矿整体显示磁铁矿为沉积变质型铁矿;浸染状矿石和块状矿石的组成与典型沉积变质型铁矿的偏离反映了后期岩浆-构造热事件对条带状铁矿石的改造;上述结果显示赞坎铁矿整体属于沉积变质型铁矿(BIF)。调查发现赞坎高品位铁矿体与早寒武世侵入的霏细斑岩联系密切,高品位矿石及其围岩发育一定程度的矽卡岩化,如阳起石化、碳酸盐化和黄铁矿化。本文推测高品位铁矿石的成因可能为霏细斑岩的岩浆热液溶解并运移早期沉积变质铁矿中的含铁物质,在构造发育处充填交代形成块状磁铁富矿石。在早寒武世侵入到矿区中部的霏细斑岩体中,同时发育有角砾状磁铁矿和脉状磁铁矿,因此,岩浆热液改造原生条带状铁矿石形成高品位铁矿石的时代应为早寒武世。     

红柳峡韧性剪切带形成时代及其对准噶尔洋盆闭合时限的约束

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带是新疆一条重要的蛇绿岩带,地质学家对其所代表的准噶尔洋的闭合时限一直存在不同看法.我们在开展东准噶尔区域构造研究的过程中,发现红柳峡地区近东西向的片理带为韧性剪切带、且截切卡拉麦里蛇绿岩带.宏微观构造特征显示其为右旋韧性剪切带,形成于野马泉弧与准噶尔地块的碰撞过程.对韧性剪切带中的博尔羌吉糜棱岩化花岗岩和花岗质超糜棱岩开展了锆石SIMS U-Pb定年研究,结果显示糜棱岩化花岗岩锆石的谐和年龄为348.1±2.8Ma、206Pb/238U年龄的权平均年龄为348.2±2.7Ma,花岗质超糜棱岩锆石谐和年龄为343.2±2.6Ma、206Pb/238U年龄的加权平均年龄为为343.5±2.6Ma.超糜棱岩中的锆石多为新生锆石,其年龄可代表韧性剪切带的形成时间,即该韧性剪切带形成于343.2Ma.这意味着以卡拉麦里蛇绿岩带为代表的准噶尔洋在343Ma前已关闭、东准噶尔地区在早石炭世末期已进入碰撞造山阶段.     

新疆中天山白石泉含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体地球化学特征与岩石成因

白石泉含Cu-Ni硫化物镁铁-超镁铁侵入体位于中天山地块,其主要岩石类型有辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、橄长岩、辉长岩及角闪辉长岩等,具有明显的堆晶结构.对岩体的主要、微量及稀土元素地球化学特征研究表明,岩体属铁质镁铁-超镁铁岩,具有拉斑玄武质岩浆的分异趋势;并相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),以及具有LREE富集((La/Yb)n=1.27～9.95)的右倾型稀土元素分布模式.Pb同位特征表明母岩浆与软流圈地幔和EM Ⅱ地幔物质有关.综合地球化学特征表明,母岩浆为来源于受早期俯冲物质混染的软流圈地幔的高镟拉斑玄武岩浆.岩浆在上升过程中,没有受到上地壳及围岩的混染.原生岩浆形成后,经过了橄榄石、辉石、斜长石及铬铁矿的分离结晶作用和硫化物的熔离作用.目前出露的岩体为富含橄榄石及硫化物的"晶粥"在高位岩浆房中演化的产物.