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Deciphering fluid origins in the Paleozoic Laoshankou Fe-Cu-Au deposit, East Junggar: Constraints from noble gases and halogens

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Geoscience Frontiers 2021年第5期12卷 69-80页

作者： Pei Liang Huayong Chen liandang zhao Chao Wu Yuling Xie Chun-Kit Lai Civil and Resource Engineering School University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny Guangzhou Institute of GeochemistryChinese Academy of SciencesGuangzhou 510640China Guangdong Provincial Key Laboratory of Mineral Physics and Materials Guangzhou 510640China School of Earth Science and Resource Chang'an UniversityXi'an 710064China Faculty of Science Universiti Brunei DarussalamGadong BE1410Brunei Darussalam

To constrain the ore-fluid source(s)of the Laoshankou Fe-Cu-Au deposit(Junggar orogen,NW China),we analyzed the fluid inclusion(FI)noble gas(Ar,Kr and Xe)and halogen(Cl,Br and I)compositions in the hydrothermal epidote and *** hypogene alteration/mineralization stages,including(I)pre-ore Ca-silicate,(II)early-ore amphibole-epidote-magnetite,(III)late-ore pyrite-chalcopyrite,and(IV)post-ore hydrothermal veining,have been identified at *** II FIs have salinity of 15.7 wt.%(NaCl eq.),I/Cl molar ratios of 75×10^(−6)-135×10^(−6),and Br/Cl molar ratios of 1.4×10^(−3)-2.1×10^(−3).The moderately-high seawatercorrected Br*/I ratios(0.5-1.5)and low 40ArE/Cl slope(-10−5)indicate the presence of sedimentary marine pore fluid,which was modified by seawater reacting with the Beitashan *** *** III fluid is more saline than their stage II and IV counterparts,reaching up to 23.3 wt.%(NaCl+CaCl2 eq.)close to halite saturation(-26 wt.%).The fluid has I/Cl ratios of 75×10^(−6)-90×10^(−6) and Br/Cl ratios of 1.5×10^(−3)-1.8×10^(−3).Considering the increasing 40ArE/Cl trend toward bittern brine and the higher 36Ar content than air-saturated water(ASW),a bittern fluid source is inferred from seawater evaporation,which was modified by interaction with organic-rich marine sedimentary *** IV FIs have lower temperature(110-228°C)and Br/Cl(0.90×10^(−3)-1.2×10^(−3)),but higher 36Ar content than ASW,indicative of dissolved evaporite or halite *** also the lowδDfluid(−114‰to−144‰)andδ18Ofluid(2.1‰-3.5‰)values,meteoric water(with minor dissolved evaporites)likely dominated the stage IV *** evaporites may have formed through continuous evaporation of the stage III surface-derived *** of non-magmatic fluids and different ore-fluid origins in stages II and III suggest that the ore-forming process was different from a typical magmatichydrothermal fluid-dominated skarn mineralization,which was previously proposed for Laosh

关键词： Halogen and noble gas Fluid inclusion Non-magmatic fluids Laoshankou Fe-Cu-Au deposit Central Asian Orogenic Belt(CAOB)

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新疆玉海-三岔口铜矿黑云母矿物化学特征及成岩成矿意义

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地球科学 2018年第9期43卷 2929-2942页

作者：龚林陈华勇王云峰赵联党肖兵中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

黑云母的化学成分对于揭示结晶条件、岩石成因、成矿演化以及含矿性评价等具有重要的指示意义.利用电子探针(EPMA)对新疆玉海和三岔口铜矿中的黑云母进行成分分析,结果表明与成矿相关岩体的黑云母具有富镁贫铁的特征,而无矿化岩体中的... 详细信息

黑云母的化学成分对于揭示结晶条件、岩石成因、成矿演化以及含矿性评价等具有重要的指示意义.利用电子探针(EPMA)对新疆玉海和三岔口铜矿中的黑云母进行成分分析,结果表明与成矿相关岩体的黑云母具有富镁贫铁的特征,而无矿化岩体中的黑云母则呈现富铁贫镁的特征.分析结果显示矿化岩体中黑云母为再平衡镁质黑云母,而无矿化岩体中黑云母为原生铁质黑云母;它们的寄主岩石均属于I型花岗岩,形成于与俯冲相关的构造背景,但是与矿化相关岩体的岩浆源区为壳幔混合来源,而无矿岩体的源区为地壳来源,形成过程中有新生地壳组分的混染;两类黑云母的结晶温度为529~677℃,寄主岩体的固结压力为1.1~2.8kbar,均形成于高氧逸度条件;此外,黑云母的Mg/Fe和Fe^(2+)/(Fe^(2+)+Mg^(2+))还可以区分斑岩型铜矿的含矿性.

关键词：矿物成分黑云母成岩成矿作用新疆玉海-三岔口铜矿地球化学

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东天山地区多头山铁铜矿床磁铁矿化学成分及其对成矿流体演化的指示

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地球科学 2018年第9期43卷 2987-3000页

作者：张维峰陈华勇王云峰赵联党陆万俭中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640

多头山矿床位于阿齐山-雅满苏成矿带西段,是东天山地区海相火山岩型铁铜矿床的代表,但目前缺乏对其矿石矿物的直接研究.磁铁矿是一种常见的矿石矿物,其化学成分可以用于指示成矿演化过程.在详细划分磁铁矿形成期次的基础上,对东天山地... 详细信息

多头山矿床位于阿齐山-雅满苏成矿带西段,是东天山地区海相火山岩型铁铜矿床的代表,但目前缺乏对其矿石矿物的直接研究.磁铁矿是一种常见的矿石矿物,其化学成分可以用于指示成矿演化过程.在详细划分磁铁矿形成期次的基础上,对东天山地区的多头山矿床展开磁铁矿化学成分研究.结果表明按照磁铁矿的生成顺序和共生矿物组合的不同,多头山铁铜矿床中的磁铁矿从早期到晚期可以划分为M_(1a)、M_(1b)和M_2型.其中,M_(1a)型磁铁矿为粒状结构,与绿帘石-角闪石-黄铁矿共生;M1b型磁铁矿也为粒状结构,与石英-绿帘石-角闪石-黄铁矿共生;M2型磁铁矿则呈长条状产出,与角闪石共生.这3类磁铁矿都有较低含量的Ti(84×10^(-6)~1 117×10^(-6))、Al(417×10^(-6)~5 273×10^(-6))和高场强元素,属于热液型磁铁矿.与M_2型磁铁矿相比,前两类磁铁矿具有较高含量的Si、Ca、Al和Mn,可能受到微细包体的影响.从M1a型到M2型磁铁矿,Ti含量呈现逐渐降低的趋势,可能与结晶温度逐渐降低有关;V和Cr含量表现出先升高后降低的变化规律,暗示成矿流体的氧逸度先降低后升高.综合考虑区域地质特征及M_2型磁铁矿更加富Mg,表明有一定比例的海水参与到多头山矿床中磁铁矿形成的晚期阶段.

关键词：磁铁矿矿物化学流体演化多头山矿床东天山

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东准噶尔北缘早石炭世构造体制转变:来自碱性花岗岩年代学和地球化学制约

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大地构造与成矿学 2017年第1期41卷 202-221页

作者：梁培陈华勇韩金生吴超张维峰赵联党王云峰中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

新疆东准噶尔北缘位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块的结合部位,是中亚造山带的重要组成部分,也是新疆北部最重要的成矿带之一。老山口碱性花岗岩和乔夏哈拉碱性花岗岩即位于该区域,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示其结晶年龄分别为33... 详细信息

新疆东准噶尔北缘位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块的结合部位,是中亚造山带的重要组成部分,也是新疆北部最重要的成矿带之一。老山口碱性花岗岩和乔夏哈拉碱性花岗岩即位于该区域,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示其结晶年龄分别为330.5±3.5 Ma和331.1±3.1 Ma。结合区域内存在的多处近同时期的碱性花岗岩(布尔根碱性花岗岩、哈腊苏碱性花岗斑岩、乌图布拉克碱性花岗岩),指示东准噶尔北缘存在一期重要的早石炭世碱性花岗岩岩浆活动,并大致可分为东、中、西三段。这些早石炭世碱性花岗岩具有高硅(SiO_2=67.14%~83.02%)、富碱(Na_2O+K_2O=5.37%~10.73%)、低钛(TiO_2=0.04%~0.23%)、贫钙(CaO=0.04%~1.19%)的特征,与典型A型花岗岩特征相类似,成因类型上属A1型花岗岩,个别具有A2-A1型花岗岩过渡性质。微量元素组成具有富集大离子亲石元素K、Rb及高场强元素Nb、Zr、Hf、Th,亏损Ba、Sr、P、Eu、Ti的特征。轻稀土元素明显富集(LREE/HREE=3.42~8.11),具强烈的负Eu异常(δEu=0.03~0.74),稀土元素配分模式呈右倾海鸥型。岩石具有较高的ε_(Hf)(t)(7.6~12.4)和ε_(Nd)(t)值(5.4~6.9)。上述特征表明,这些碱性岩的母岩浆具有复杂的成因,推测为幔源岩浆底侵到下地壳,促使下地壳先存的富Nb玄武岩部分熔融,并发生岩浆混合,经过一定程度的分离结晶形成。综合本文数据及地质事实,我们认为东准噶尔北缘在358 Ma部分地区开始进入板内后造山伸展环境,即板内早期环境,但早石炭世(360~327 Ma)整体处于由后碰撞向板内后造山环境转化的过渡阶段。东准噶尔北缘东、中、西段进入板内环境的时间不尽相同,可能与其多俯冲岛弧系统拼贴增生时代的不均一性有关。

关键词：东准噶尔北缘碱性花岗岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄岩石地球化学板内环境

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甘肃龙首山地区古生代岩浆核杂岩隆起:来自金川矿区脉岩年龄与地球化学的证据

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地质通报 2023年第2期42卷 343-362页

作者：张钶焦建刚刘琦马一嘉段俊赵联党贾力刘健长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西安市关键金属成矿与高效利用重点实验室陕西西安710054 陕西省地质矿产实验研究所有限公司陕西西安710054 西北大学地质学系陕西西安710069

新元古代形成的金川铜镍硫化物矿床位于华北板块西南缘龙首山中部,由于古生代造山过程中的构造挤压作用及变质热液叠加,矿床中铜铂得到再次富集。矿区及周边出露大量古生代基性—中酸性脉岩与岩基,暗示龙首山地区古生代发生了岩浆核杂... 详细信息

新元古代形成的金川铜镍硫化物矿床位于华北板块西南缘龙首山中部,由于古生代造山过程中的构造挤压作用及变质热液叠加,矿床中铜铂得到再次富集。矿区及周边出露大量古生代基性—中酸性脉岩与岩基,暗示龙首山地区古生代发生了岩浆核杂岩隆起作用。综合研究了矿区切穿赋矿岩体的辉绿岩脉、煌斑岩脉和花岗斑岩脉,通过锆石U-Pb定年,获得侵入金川铜镍矿床的花岗斑岩锆石U-Pb年龄为367.1±2.0 Ma;煌斑岩锆石U-Pb年龄为400.6~425.3 Ma;前期工作获得辉绿岩中锆石的U-Pb年龄为423.5±1.4 Ma。初步认定矿区各类脉岩的形成时代为古生代。岩石地球化学及同位素地球化学分析结果显示,辉绿岩样品的ε_(Nd)(t)值为-4.59~-1.58,(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.7056~0.7077;煌斑岩样品的ε_(Nd)(t)值为-2.97~-2.03,(^(87)Sr/^(86)Sr)i变化范围为0.7083~0.7085;证明基性脉岩的源区为富集型岩石圈地幔;获得花岗斑岩锆石的εHf(t)值介于5.11~12.84之间,指示其为新生地壳部分熔融的产物。结合区域古生代岩浆活动背景,提出了龙首山地区构造-岩浆演化模型。

关键词：脉岩锆石U-Pb年龄岩石成因构造背景铜镍硫化物矿床甘肃

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北秦岭桃官坪和火燎沟小岩体年代学、地球化学及岩浆性质

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地球化学 2023年第4期52卷 496-516页

作者：郑晓通赵联党王猛焦建刚周斌贾力范鹏长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西安市关键金属成矿与高效利用重点实验室陕西西安710054 中国冶金地质总局西北局陕西西安710119 陕西省地质调查规划研究中心(陕西省地质勘查基金中心) 陕西西安710068

对桃官坪和火燎沟小岩体开展岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素等研究,明确它们的形成时代、岩石成因、岩浆来源和性质。锆石U-Pb定年结果显示,桃官坪二长花岗岩和火燎沟花岗斑岩分别形成于148.1±0.9 Ma和152.2±1.2 Ma... 详细信息

对桃官坪和火燎沟小岩体开展岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素等研究,明确它们的形成时代、岩石成因、岩浆来源和性质。锆石U-Pb定年结果显示,桃官坪二长花岗岩和火燎沟花岗斑岩分别形成于148.1±0.9 Ma和152.2±1.2 Ma,二者均属于高钾钙碱性–钾玄岩系列,显示准铝质–过铝质的特征,相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb和Ba),亏损高场强元素(如Nb和Ta)。对比两种岩体:①桃官坪二长花岗岩具有比火燎沟花岗斑岩更高的分异性,显示分异的I型花岗岩特征;②桃官坪二长花岗岩和火燎沟花岗斑岩以古老的壳源岩浆为主,均形成于碰撞后的挤压–伸展转换背景;③桃官坪二长花岗岩的形成温度与火燎沟花岗斑岩的形成温度相近,但前者具有相对较高的氧逸度。结合前人在华北克拉通南缘的研究成果,认为北秦岭地区与成矿相关的桃官坪二长花岗岩是具有分异特征和高氧逸度特征的I型花岗岩,是该地区形成斑岩型Mo矿床的有利因素,可作为本地区的找矿标志之一。

关键词：年代学地球化学小岩体桃官坪和火燎沟北秦岭

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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

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地学前缘 2020年第3期27卷 239-253页

作者：梁培陈华勇赵联党 Kendrick MARK 江宏君张维峰吴超谢玉玲北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 长安大学地球科学与资源学院陕西西安710064 Research School of Earth Sciences Australian National UniversityActon 2601Australia 中国科学院大学北京100049 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205

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... 详细信息

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/^(36) Ar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。

关键词：流体演化铁氧化物-铜-金矿床卤族元素稀有气体同位素新疆北部

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新疆黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床氢氧同位素特征及其地质意义

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矿床地质 2017年第1期36卷 38-56页

作者：赵联党陈华勇张莉张增杰李登峰张维峰陆万俭杨骏弢闫学录中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点开发实验室北京100037 新疆地质矿产开发局第一地质大队新疆昌吉831100

黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床位于新疆东天山阿齐山-雅满苏岛弧带。黑尖山矿体赋存于上石炭统马头滩组火山岩和火山碎屑岩中。根据脉体穿切关系和矿物共生组合类型,可将黑尖山的矿物生成顺序划分为7个阶段,分别为铬铁矿阶段(Ⅰ)、绿帘石蚀变阶... 详细信息

黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床位于新疆东天山阿齐山-雅满苏岛弧带。黑尖山矿体赋存于上石炭统马头滩组火山岩和火山碎屑岩中。根据脉体穿切关系和矿物共生组合类型,可将黑尖山的矿物生成顺序划分为7个阶段,分别为铬铁矿阶段(Ⅰ)、绿帘石蚀变阶段(Ⅱ)、磁铁矿阶段(Ⅲ)、黄铁矿阶段(Ⅳ)、铜(金)阶段(Ⅴ)、后期脉阶段(Ⅵ)和表生蚀变阶段(Ⅶ)。阶段Ⅰ以在磁铁矿的核部出现铬铁矿为特征;阶段Ⅱ主要为绿帘石化;阶段Ⅲ为Fe矿化,以磁铁矿与角闪石共生为主,伴有少量钾长石化;阶段Ⅳ以石英-黄铁矿-磁黄铁矿±黄铜矿为共生矿物组合;阶段Ⅴ为Cu(-Au)矿化,以石英-黄铜矿-赤铁矿和黄铜矿-银金矿-绿泥石脉为特征;阶段Ⅵ主要为后期的热液脉体;阶段Ⅶ主要出现一些铜的表生矿物。磁铁矿阶段(Ⅲ)和铜(金)阶段(Ⅴ)分别为黑尖山的Fe和Cu(-Au)矿化阶段。H、O同位素研究结果显示:黑尖山在Fe矿化之前,大量晚石炭世海水与黑尖山矿区围岩在基性岩浆所产生的区域热作用下发生反应,形成大面积的绿帘石蚀变(阶段Ⅱ:δ18Ofluid=6.3‰~7.8‰,δDfluid=-12.3‰^-7.3‰);Fe矿化主要受高温(约590℃)的岩浆热液控制(阶段Ⅲ磁铁矿、石英和阳起石的δ^(18)Ofluid分别为8.8‰,9.5‰~9.7‰和8.9‰~9.3‰;阳起石的δD_(fluid)=-102.5‰^-87.6‰),并受其他因素(围岩及围岩中残留海水和有机质)的影响;外来的低温盆地卤水可能是形成硫化物和Cu(-Au)矿化的主要控制因素;后期大气降水的加入与大量后期热液脉体的形成相关(阶段Ⅵ:δ18Ofluid=1.4‰~3.5‰;δD_(fluid)=-76.1‰^-57.2‰)。黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床在蚀变、矿化共生组合和成矿流体来源等方面与安第斯中生代IOCG型矿床相似,且黑尖山矿床Fe和Cu(-Au)矿化阶段成矿流体的显著不同可能是东天山阿齐山-雅满苏岛弧带其他Fe-Cu矿床的普遍特征,从而区别于典型矽卡岩型和海相火山岩型矿床。

关键词：地球化学成矿期次同位素地球化学阿齐山-雅满苏岛弧带 IOCG矿床新疆

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