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哈萨克斯坦科翁腊德矿集区贫矿和成矿岩体性质对比及其对成矿的启示

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岩石学报 2023年第11期39卷 3263-3283页

作者：李昌昊潘鸿迪索青宇楚翔凯 SEITMURATOVA Eleonora 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 长安大学地球科学与资源学院西安710054 沙特巴耶夫地质研究所地层实验室阿拉木图050010

中亚造山带发育众多大型-超大型斑岩型Cu矿床。尽管这些矿床通常发育时代相近的大规模岩浆作用,但只存在少数成矿岩浆。因此,如何区分矿区内的成矿和贫矿岩浆对于找矿勘查至关重要。为了探讨这一问题,本文对哈萨克斯坦科翁腊德矿集区石... 详细信息

中亚造山带发育众多大型-超大型斑岩型Cu矿床。尽管这些矿床通常发育时代相近的大规模岩浆作用,但只存在少数成矿岩浆。因此,如何区分矿区内的成矿和贫矿岩浆对于找矿勘查至关重要。为了探讨这一问题,本文对哈萨克斯坦科翁腊德矿集区石炭纪的贫矿岩浆岩和成矿花岗闪长斑岩中的磷灰石、角闪石、黑云母和斜长石进行结构和成分分析,对弱蚀变岩石开展全岩主量元素分析。测试结果显示,贫矿岩浆岩和成矿花岗闪长斑岩均为富H_(2)O的(>~4%)氧化性(>~ΔNNO+1.63)岩浆,属于中钾或高钾钙碱性系列岩石。贫矿岩浆岩中斜长石An值存在显著变化(ΔAn在26~34)并与FeO含量呈正相关,表明其经历了明显的岩浆混合作用,而该过程在成矿花岗闪长斑岩中不明显。磷灰石、角闪石和黑云母成分对比显示,成矿花岗闪长斑岩的氧逸度和H_(2)O含量与贫矿岩浆岩没有显著差别,但它具有更高的岩浆Cl和S含量。岩浆矿物结构和成分研究表明,在岩浆迁移至地壳浅部仍含有充足的Cl、S和成矿元素是科翁腊德矿集区斑岩型Cu矿床形成的关键。在科翁腊德矿集区,具有一定成矿潜力的岩浆(如合适的氧逸度、H_(2)O含量和存在基性岩浆补给)由于在深部过早的发生流体出溶造成Cl、S和成矿元素从岩浆中散失(如贫矿辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩),或者岩浆中Cl含量和Cu溶解度过低造成岩浆运移和富集成矿元素能力低(如贫矿花岗岩),最终不能形成斑岩型Cu矿床。本文研究结果表明,岩浆的Cl和S含量是区分科翁腊德矿集区成矿和贫矿岩体的有效标识,而岩浆的氧逸度、H_(2)O含量和F含量在两者间没有明显差异。

关键词：斑岩型Cu矿床磷灰石角闪石黑云母斜长石中亚造山带

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中亚成矿域锂矿床成矿规律及成矿模式

岩石学报 2023年第11期39卷 3185-3209页

作者：申萍潘鸿迪李昌昊冯浩轩马华东罗耀清中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 长安大学地球科学与资源学院西安710054 新疆自然资源与生态环境研究中心乌鲁木齐830000

中亚成矿域发育一系列锂矿床,这些矿床主要分布在西伯利亚克拉通南部的造山带中,矿床的形成具有多期性,包括前寒武纪(1.85~1.83Ga)、晚寒武世-早奥陶世(494~483Ma)、早二叠世(294~272Ma)、晚三叠世-早白垩世(220~180Ma)和早白垩世(139~1... 详细信息

中亚成矿域发育一系列锂矿床,这些矿床主要分布在西伯利亚克拉通南部的造山带中,矿床的形成具有多期性,包括前寒武纪(1.85~1.83Ga)、晚寒武世-早奥陶世(494~483Ma)、早二叠世(294~272Ma)、晚三叠世-早白垩世(220~180Ma)和早白垩世(139~121Ma)等5个成矿期,矿床类型主要为伟晶岩型和花岗岩型。基于成矿构造背景和锂成矿特征的研究,以重要构造线为界,将成矿域划分为2个成矿省和7个成矿带:(1)阿尔泰-东萨彦成矿省,位于成矿域的西部,包括阿尔泰、桑吉伦高地和东萨彦等3个成矿带,主要发育伟晶岩型锂矿床,成矿作用集中在上述前4个成矿期,矿床形成与西伯利亚克拉通和古亚洲洋2个构造体系有关。(2)蒙古-鄂霍茨克成矿省,位于成矿域的东部,包括东外贝加尔成矿带以及Gobi Ugtaal-Baruun Urt和大兴安岭等2个锂远景成矿带,主要发育早白垩世花岗岩型锂矿床,矿床形成主要与蒙古-鄂霍次克构造体系有关。此外,在中国东天山发育少量晚三叠世伟晶岩型锂矿床,构成东天山锂远景成矿带,矿床形成与哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块碰撞有关。中亚成矿域稀有金属花岗岩和大多数稀有金属伟晶岩为花岗质岩浆高分异结晶的产物,其结晶分异的驱动机制主要是热驱动。富含稀有金属的花岗岩和伟晶岩岩浆的形成温度偏低(~650℃),压力变化较大(500~170MPa);锂富集机理为岩浆结晶分异作用和流体不混溶作用。本次研究分别提出了阿尔泰伟晶岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部稀有金属花岗岩岩枝-伟晶岩岩脉”和东外贝加尔花岗岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部花岗岩-稀有金属花岗岩岩株”。

关键词：中亚成矿域稀有金属花岗岩伟晶岩岩浆成因成矿机理成矿模式

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中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志

岩石学报 2020年第4期36卷 967-994页

作者：申萍潘鸿迪中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 长安大学地球科学与资源学院西安710054

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO2>>CH4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含... 详细信息

世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO2>>CH4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH4、C2H6等还原性气体的来源,多数学者认为CH4、C2H6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH4还原气体密切相关,因此,富含CH4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。

关键词：还原性斑岩矿床还原流体 CH_(4)来源钛铁矿判别标志

新疆备战火山岩型铁矿床大哈拉军山组碳酸盐岩中铁矿体的发现及成因意义

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岩石学报 2022年第10期38卷 3104-3124页

作者：潘鸿迪申萍李昌昊冯浩轩马华东武阳郭新成张建收长安大学地球科学与资源学院西安710054 新疆自然资源与生态环境研究中心乌鲁木齐830000 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 新疆地质矿产开发局第十一地质大队昌吉831100

新疆西天山备战铁矿床出露下石炭统大哈拉军山组海相火山喷发-沉积碎屑岩夹碳酸盐岩建造,前人认为矿区铁矿体赋存在中-基性火山岩中,主要为岩浆-热液成因。本文作者对矿区进行了剖面测量和钻孔岩芯编录,发现在碳酸盐岩地层中也发育有铁... 详细信息

新疆西天山备战铁矿床出露下石炭统大哈拉军山组海相火山喷发-沉积碎屑岩夹碳酸盐岩建造,前人认为矿区铁矿体赋存在中-基性火山岩中,主要为岩浆-热液成因。本文作者对矿区进行了剖面测量和钻孔岩芯编录,发现在碳酸盐岩地层中也发育有铁矿体,该矿体由纹层状、浸染状、条带状和块状矿石组成,前三种矿石组成贫矿体,呈层状分布于碳酸盐岩中;块状矿石组成富矿体,呈脉状产出于不同围岩界面及裂隙中。对矿区的碳酸盐岩进行了岩相学、地球化学和同位素分析,认为区内碳酸盐岩包括灰岩、硅质灰岩、白云岩、钙质白云岩和大理岩等,含矿岩石主要是白云岩。碳酸盐岩的碳同位素δ^(13)C_(V-PDB)值(3.0‰~5.2‰)变化小,而氧同位素δ^(18)O_(V-PDB)值(-21.7‰~-12.3‰)变化大,与成岩作用及热液活动有关;灰岩和硅质灰岩的U/Th(15%)和Al_(2)O_(3)(>3%),其中还有硅质岩夹层,指示其沉积环境为受陆源碎屑混染作用影响的酸性、氧化环境。白云岩的U/Th(>0.5)、Ni/Co(6.01~-18.36)、V/Cr(2.06~5.38)比值适中,δCe(0.83~0.98)具有负异常,岩石含有硫化物和有机质,很少有陆源碎屑混染,指示白云岩沉积环境为碱性、还原环境,利于Fe^(2+)的溶解及铁胶体沉淀成矿。矿相学和矿物化学研究表明,碳酸盐岩中的纹层状和浸染状矿石的磁铁矿分别是铁胶体后期转化和黄铁矿被交代的产物,磁铁矿具有富镁低硅的特点,为沉积成因;而条带状和块状矿石中的磁铁矿是重结晶作用和热液交代及充填作用所致,磁铁矿具有富钙和铝的特点,为热液成因。因此,备战铁矿床的碳酸盐岩中发育的铁矿体为沉积成因,有后期热液成矿作用的叠加,可归为沉积-热液叠加成因。

关键词：含矿白云岩沉积环境沉积成因铁矿火山岩型铁矿 LA-ICP-MS 备战铁矿床

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中亚成矿域斑岩铜矿床基本特征

岩石学报 2015年第2期31卷 315-332页

作者：申萍潘鸿迪 SEITMURATOVA Eleonora 中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 长安大学地球科学与资源学院西安710052 沙特巴耶夫地质研究所、地层实验室阿拉木图050010

中亚成矿域发育许多大型和超大型斑岩铜矿床,是世界上重要的斑岩铜矿成矿域。我们对9个大型和超大型斑岩铜矿床进行了研究,包括地质特征、含矿岩体地球化学、SIMS锆石U-Pb定年和成矿流体成分等,结合前人成果,我们认为中亚成矿域斑岩铜... 详细信息

中亚成矿域发育许多大型和超大型斑岩铜矿床,是世界上重要的斑岩铜矿成矿域。我们对9个大型和超大型斑岩铜矿床进行了研究,包括地质特征、含矿岩体地球化学、SIMS锆石U-Pb定年和成矿流体成分等,结合前人成果,我们认为中亚成矿域斑岩铜矿床具有如下特点:(1)成矿时代为古生代和中生代,成矿高峰期为泥盆纪和石炭纪;(2)含矿岩浆为钙碱性中酸性岩浆和少量的碱性岩浆,含矿岩体为花岗闪长岩、闪长岩、英云闪长岩和少量的二长岩;(3)含矿岩浆大多数源于新生的洋壳,少量有古老的基底物质和围岩物质参与;(4)成矿构造背景主要为岛弧,少量为陆缘弧和岛弧向陆缘弧过渡的环境;(5)矿床可分为三类,包括斑岩型Cu-Au、Cu(Au,Mo)和Cu-Mo矿床;(6)成矿流体可分为两类,包括氧化性H2O-Na Cl-CO2-SO2体系和少量的还原性H2O-Na Cl-CH4-CO2体系;(7)成矿系统可分为三类,包括简单的斑岩系统和少量的斑岩-矽卡岩成矿系统和斑岩-浅成低温热液成矿系统。

关键词：斑岩铜矿床锆石SIMS U-Pb年龄氧化和还原流体含矿岩浆成矿构造背景中亚成矿域

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陕西蓝田花岗岩体地质特征及成因分析

西北地质 1997年第2期18卷 17-21,T001页

作者：潘鸿迪西安地质学院地质系西安710054

本文通过蓝田花岗岩地质特征及岩石学研究，结合岩石化学及微量元素的分析，认为蓝田花岗岩是上地壳岩石经花岗岩化──交代作用（局部重熔）形成的原地型花岗岩。

关键词：地质特征交代作用岩石学花岗岩岩石成因

新疆可可托海稀有金属矿床成因和南部地区隐伏矿预测——来自地质、遥感和地球物理的证据

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地质学报 2023年第11期97卷 3651-3672页

作者：申萍何兰芳荆林海潘鸿迪冯浩轩罗耀清李昌昊马华东曹冲白应雄中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院遥感与数字地球研究所北京100094 长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 新疆自然资源与生态环境研究中心新疆乌鲁木齐830000

新疆可可托海是世界著名的伟晶岩型稀有金属矿床,该矿床的成因长期存在争议,资源已枯竭多年,其成矿理论及找矿工作均亟待突破。我们对矿区中—上奥陶统哈巴河群变质岩和三叠纪稀有金属花岗岩进行了地质和地球化学研究,并开展了矿区遥感... 详细信息

新疆可可托海是世界著名的伟晶岩型稀有金属矿床,该矿床的成因长期存在争议,资源已枯竭多年,其成矿理论及找矿工作均亟待突破。我们对矿区中—上奥陶统哈巴河群变质岩和三叠纪稀有金属花岗岩进行了地质和地球化学研究,并开展了矿区遥感数据解译和地球物理测量工作。结果表明,哈巴河群变质岩以云母片岩为主,与大陆上地壳微量元素含量相似,若以此作为花岗质岩浆的源岩,很难通过部分熔融直接形成含矿熔体;三叠纪稀有金属花岗岩由白云母钠长花岗岩和少量钠长花岗岩组成,其岩浆源于地下深处,在向上运移过程中,经过结晶和流动分异作用,形成富挥发分的含矿岩浆,异地侵位形成稀有金属花岗岩岩枝,矿区存在花岗岩-伟晶岩成矿系统。遥感数据解译显示,矿区发育多个环形影像,这些影像是深部环形构造在浅部的反映,已知的伟晶岩脉及稀有金属花岗岩均赋存其中,指示矿区含矿岩浆活动可能与深部环形构造有关。大地电磁测深显示,在矿区15km以下深处发育低电阻率异常体,反映深部可能存在残余的岩浆房或局部熔融带,矿区花岗质岩浆源于此处;音频大地电磁测深显示,在矿区南北环形构造的深部均存在低电阻率异常。基于上述地质-遥感-地球物理的研究结果,我们预测在矿区之南的环形构造深部有断裂构造及含矿岩浆活动,其中可能有隐伏稀有金属矿体的存在。

关键词：哈巴河群片岩稀有金属花岗岩花岗岩-伟晶岩成矿系统环形构造遥感异常地球物理异常隐伏矿

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陕西户县大石沟碳酸岩成因分析

西北地质 1997年第2期18卷 21-27页

作者：潘鸿迪西安地质学院西安710054

通过岩体地质及岩石学研究，结合微量元素、岩石化学、稀土元素、碳氧同位素分析，认为户县大石沟碳酸岩属构造-热液成因，即在特定的构造部位，热液交代结晶片岩，强烈碳酸盐化而形成的。

关键词：碳酸岩地质特征岩石矿物特征微量元素

哈萨克斯坦麦卡因矿床火山岩地球化学、U-Pb年代学和Lu-Hf同位素及意义

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岩石学报 2015年第2期31卷 401-414页

作者：潘鸿迪申萍张林浩 SEITMURATOVA Eleonora JAKUPOVA Sholpan 长安大学地球科学与资源学院西安710052 中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国黄金集团资产管理有限公司北京100011 沙特巴耶夫地质研究所、地层实验室阿拉木图050010

麦卡因大型VMS型Au-Ag-Cu-Zn-Pb矿床位于中哈萨克斯坦西北部的Baidaulet-Akbastau地区。地质剖面测量和岩石薄片研究表明,麦卡因矿区发育中基性火山岩(玄武岩和安山岩)和次火山岩(辉绿-辉长岩和辉绿岩),矿化主要与安山岩有关。对矿区火... 详细信息

麦卡因大型VMS型Au-Ag-Cu-Zn-Pb矿床位于中哈萨克斯坦西北部的Baidaulet-Akbastau地区。地质剖面测量和岩石薄片研究表明,麦卡因矿区发育中基性火山岩(玄武岩和安山岩)和次火山岩(辉绿-辉长岩和辉绿岩),矿化主要与安山岩有关。对矿区火山岩地球化学分析表明,矿区岩石分为两种类型:类型Ⅰ为拉斑-钙碱性系列中基性火山岩(玄武岩和安山岩)和次火山岩(辉绿-辉长岩和辉绿岩),岩石具平坦的稀土配分模式,亏损Nb和富集Th/Yb,显示俯冲特点;类型Ⅱ为钙碱性系列安山岩,具典型的右倾型稀土配分模式,亏损Nb和富集Th/Yb,指示其形成于岛弧环境。含矿岩石为类型Ⅱ安山岩。对类型Ⅱ安山岩进行了锆石Lu-Hf同位素和SIMS U-Pb年龄分析,结果表明,锆石εHf(t)为较高的正值(+4.28^+14.84),指示其是地幔物质部分熔融的产物,锆石SIMS U-Pb年龄为459.1±4.8Ma,指示其成岩年龄属于晚奥陶世。因此,哈萨克斯坦麦卡因大型VMS型矿床含矿火山岩为钙碱性系列安山岩,形成于晚奥陶世岛弧环境。对比研究认为,哈萨克斯坦早古生代波谢库尔-成吉思斑岩型-VMS型成矿带向东延伸到我国西准噶尔沙尔布提山,沙尔布提山具有形成VMS型矿床的岩浆条件和构造环境。

关键词：岩石地球化学锆石U-Pb年龄锆石Lu-Hf同位素 VMS型矿床麦卡因哈萨克斯坦