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Mantle contributions to granitoids associated with Sn mineralization:Geochemical and isotopic evidence from the giant Dachang deposit,South China

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Geoscience Frontiers 2024年第1期15卷 187-208页

作者： Tingyi Wang qihai shu Xiaoping Xia Chao Li Yanning Wang Jiahao Chen Xiang Sun M.Santosh Qingfei Wang State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources China University of GeosciencesBeijing 100083China Frontiers Science Center for Deep-time Digital Earth China University of Geosciences(Beijing)Beijing 100083China State Key Laboratory of Isotope Geochemistry Guangzhou Institute of GeochemistryChinese Academy of SciencesGuangzhou 510640China National Research Center for Geoanalysis Chinese Academy of Geological SciencesBeijing 100037China Department of Earth Science University of AdelaideAdelaideSouth Australia 5005Australia State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment East China University of TechnologyNanchang 330013China

Major Sn deposits are commonly linked to crust-derived and highly evolved granites,with magma generation aided by mantle ***,whether and how the mantle components contribute to Sn polymetallic mineralization remains *** this study,in combination with a compilation of equivalent data in the region,we provide new constraints on this issue based on detailed investigations on the petrogenesis and metallogenic significance of granitoids including the causative batholith and later granodiorite porphyry dike in the giant Dachang Sn deposit from South *** former has zircon U-Pb ages of 93-91 Ma and belongs to highly evolved S-type biotite granite,which experienced fractionation of massive *** latter shows zircon U-Pb ages of 90 Ma and displays I-type granite *** batholith was mainly derived from the dehydration melting of biotite in the metasedimentary sources,as revealed by the relatively low whole-rock Pb contents(850℃),whole-rock Mg#(52 to 58),apatiteεNd(t)(-9.2 to-6.5)and zirconεHf(t)(-7.6 to 2.5)values but lower zirconδ18O values(6.33 to 8.30‰)of the later granodiorite porphyry dike than those of the batholith also suggest that mantle material was involved in the generation of the dikes,which is evident by the variational features of zircon and apatite trace *** addition,at the zircon Hf0.05,the higher zirconΔFMQ values(mostly from-1.8 to 2.0)and H2O contents(100-1100 ppm)of the Dachang

关键词： Highly evolved S-type biotite granite I-type granodiorite porphyry dike Crust-mantle mixing Mantle contributions Dachang Sn mineralization

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岩浆热液系统氟的富集与成矿

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岩石学报 2024年第6期40卷 1943-1958页

作者：刘金宇舒启海张为张方方张玉光陈福川吴华英王庆飞邓军国家自然博物馆北京100050 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550025 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 中国冶金地质总局矿产资源研究院北京101300 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013

氟元素具有中等不相容性、强流体迁移性和挥发性,在岩浆作用和热液成矿等地质过程中扮演着重要角色。萤石(CaF 2)是自然界中最重要的含氟矿物之一,广泛应用于化工、航天、医药等重点领域,对国家战略安全、国民经济和社会发展有着深远影... 详细信息

氟元素具有中等不相容性、强流体迁移性和挥发性,在岩浆作用和热液成矿等地质过程中扮演着重要角色。萤石(CaF 2)是自然界中最重要的含氟矿物之一,广泛应用于化工、航天、医药等重点领域,对国家战略安全、国民经济和社会发展有着深远影响。本文系统总结了氟的地球化学性质、在地球上不同储库中的含量及其在岩浆和热液系统中的富集成矿机制,同时探讨了全球主要萤石成矿带的大地构造背景以及萤石矿床的成因分类等问题,得出如下认识:(1)地壳和地幔是氟主要的储库,全硅酸盐地球地幔和亏损地幔中氟含量较低,而交代地幔和陆壳(包括中酸性上地壳和下地壳镁铁质麻粒岩)相对富氟,其部分熔融形成的富氟岩浆为萤石成矿提供主要物质来源;(2)国内外对萤石矿床的分类存在不同。国外学者划分了三类萤石矿床:即与碳酸岩、碱性岩或高硅花岗岩相关的岩浆萤石矿床,由断裂控制的角砾状、脉状和与地层不整合相关的构造萤石矿床,以及层控沉积萤石矿床;而国内学者则依据主要控矿要素进行类型划分,包括沉积改造型和热液充填型等类型;(3)全球大规模的萤石成矿带通常呈线性或带状分布,其成因与大洋板块俯冲作用或大陆裂谷作用密切相关;(4)热液的pH值、温度、组成、含氟矿物在其中溶解度等因素显著影响热液中氟的富集和沉淀过程。由于氟在地质样品中含量相对较低,未来研究亟需提高测试分析能力;萤石矿床的定年具有挑战性,提高萤石定年的精度与准确性亦是未来研究的重点。

关键词：氟萤石矿床岩浆热液系统富集机制

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Crucial control on magmatic-hydrothermal Sn deposit in the Tengchong block,SW China:Evidence from magma differentiation and zircon geochemistry

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Geoscience Frontiers 2022年第4期13卷 129-143页

作者： Qiwei Zhang Qingfei Wang Gongjian Li Xiang Sun qihai shu Jun Deng State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources China University of GeosciencesBeijing 100083China Department of Earth and Atmospheric Sciences University of AlbertaEdmontonAlberta T6G 2R3Canada

Magmatic-hydrothermal Sn deposits are commonly associated with high silica magmas,but why most global high silica granites do not bear economic Sn ore grades remains *** crucial factors controlling magmatic-hydrothermal Sn mineralization,including advanced fractionation and depressurization-induced rapid cooling,were revealed in the case study of the Guyong granitic pluton linked with the Xiaolonghe Sn deposit,in the Tengchong block,SW *** Guyong granitic pluton comprises three petrological facies:less evolved biotite syenogranite,evolved alkali granite and leucogranite,and highly evolved facies(the protolith of greisenized granite).Similar crystallization ages(~77 Ma)and gradual contact between different petrological facies indicate the Guyong granitic pluton records a continuous fractionation *** Carlo-revised Rayleigh fractionation model suggests the fractionation degree of the Guyong pluton is markedly high(>87 wt.%)that can only be achieved by a high initial water(≥4 wt.%)content in the parent granitic magma revealed by rhyolite-MELTS *** degree fractionation causes the first Sn enrichment but it also significantly increases the viscosity of evolved magmas,suppressing the exsolution and transport of hydrothermal ***,it must be compensated by the second critical factor:depressurization-induced rapid cooling,reflected by the occurrence of highly metamict zircons in the greisenized *** highly metamict feature,indicated by the large full width at half maximum(FWHM)values of zirconν3(SiO_(4)) peak(>19.5 cm^(-1)),suggests these zircons do not experience thermal annealing but rapidly ascend into a shallow cooling ***-induced rapid cooling facilitates exsolution and transport of hydrothermal fluids,interacting with wall rocks and resulting in Sn mineralization.

关键词： Magmatic-hydrothermal Sn deposits Metamict zircons Fractionation Raman spectra Thermodynamic modeling

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Timing of the formation of the Baiyinnuo'er skarn Zn–Pb deposit,NE China:evidence from sulfide Rb–Sr dating

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Acta Geochimica 2022年第2期41卷 185-196页

作者： Yixin Li qihai shu Xudong Niu Fan Yu Qingwen Zeng Liangmin Wei Yang Xiao Xianglin Dai State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources School of Earth Sciences and ResourcesChina University of GeosciencesBeijing 100083China Chifeng Hongling Nonferrous Mining Co.Ltd.(Shandong Gold Group) Chifeng 025420Inner MongoliaChina

The Baiyinnuo’er deposit in northern China is located in the south section of the Great Xing’an Range,and it is the largest skarn Zn–Pb deposit in the *** and Zn–Pb orebodies mainly occur between the different units of the Permian Huanggangliang Formation,or within the contact zone between the intrusive rocks and the *** Baiyinnuo’er has been well investigated previously,the timing of the Zn–Pb mineralization is still controversial,largely due to the lack of appropriate ore or alteration minerals that could be directly used for isotopic *** this study,we report the results of Rb–Sr isotopic analysis for sphalerite and pyrite samples from the Baiyinnuo’er orebodies,which yielded two isochron ages of 137.4±3.4 and 140.0±7.8 Ma,respectively,constraining the Zn–Pb mineralization time of the deposit as the Early *** data are also consistent with the age of the granitoids in the mining area,indicating a potential genetic relationship between the Early Cretaceous magmatism and *** other intrusion-related hydrothermal deposits(including the two typical skarns,Huanggang and Haobugao)in the southern Great Xing’an Range also share similar mineralization ages(i.e.,140–130 Ma).Together,these data suggest an Early Cretaceous mineralization event in this region,and this largescale mineralization could be related to the regional tectonic regime transition from compression to extension as a result of the rollback of the subducted Paleo-Pacific *** initial87 Sr/86 Sr ratios of the sphalerite and pyrite samples are 0.70569 and 0.70616,respectively,implying that the ore-forming material could have a significant contribution from the mantle *** current study shows that sulfide Rb–Sr dating could be used in deciphering the timing of skarn deposit formation.

关键词： Rb-Sr dating Sphalerite and pyrite Skarn Zn-Pb deposit Baiyinnuo’er Southern Great Xing’an Range

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磷灰石在矿床学研究中的应用

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矿床地质 2021年第2期40卷 189-205页

作者：邢凯舒启海中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

磷灰石是一种常见的岩浆岩副矿物和热液矿物,不易受风化和氧化等表生作用影响,能较好记录和保存岩浆和热液活动的原始信息,因而是研究岩浆和/或热液过程的一种常见示踪矿物。在矿床学领域,磷灰石常被用来为探究多种科学问题。文章回顾... 详细信息

磷灰石是一种常见的岩浆岩副矿物和热液矿物,不易受风化和氧化等表生作用影响,能较好记录和保存岩浆和热液活动的原始信息,因而是研究岩浆和/或热液过程的一种常见示踪矿物。在矿床学领域,磷灰石常被用来为探究多种科学问题。文章回顾了近年来磷灰石在矿床学研究中的主要应用方向,总结了磷灰石在实际研究中的争议问题,并较系统地阐释了磷灰石的地球化学特征对矿床成因、热液矿床成矿流体来源与演化、指导矿床勘探以及甄别矿床类型等方面的具体指示意义。通过文章的综述,希望能够为深化磷灰石矿物学和地球化学研究、加强磷灰石助力找矿工作、广泛开展与磷灰石有关的地质问题的探讨等提供较全面的基础性认识。

关键词：地质学磷灰石地球化学组成同位素特征矿床学

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内蒙古大苏计斑岩型钼矿赋矿岩体的锆石U-Pb年龄与地球化学特征研究

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北京大学学报（自然科学版） 2018年第4期54卷 763-780页

作者：廖曼琪赖勇周弋涛舒启海造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

为研究内蒙古大苏计斑岩型钼矿床赋矿岩体的形成年龄、地球化学特征及构造背景,对3种岩体(石英斑岩、花岗斑岩和正长花岗岩)的样品进行锆石U-Pb定年和主量元素、微量元素分析。结果显示,石英斑岩、正长花岗岩和花岗斑岩分别形成于231,22... 详细信息

为研究内蒙古大苏计斑岩型钼矿床赋矿岩体的形成年龄、地球化学特征及构造背景,对3种岩体(石英斑岩、花岗斑岩和正长花岗岩)的样品进行锆石U-Pb定年和主量元素、微量元素分析。结果显示,石英斑岩、正长花岗岩和花岗斑岩分别形成于231,227和225 Ma,为印支期产物。3种岩体属于高钾钙碱性-钾玄质系列,为高分异的I型花岗岩。岩石组合特征与区域地质背景揭示,大苏计地区在印支期处于伸展环境,软流圈上涌导致不同深度的地壳发生部分熔融作用,产生与大苏计斑岩型钼矿成矿相关的母岩浆。这些母岩浆向上运移过程中萃取前中生代形成的矿源层中的成矿元素,并在结晶分异过程中不断地富集钼元素,当岩浆挥发分达到过饱和时发生流体相与熔体相的分离,钼进入流体相。岩浆热液沿裂隙充填,在演化过程中发生沸腾作用,导致大量钼和石英沉淀,形成大苏计钼矿床。

关键词：大苏计斑岩型钼矿锆石U-Pb定年岩石地球化学

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滇西普朗斑岩铜矿床中磷灰石的地球化学特征及其地质意义

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岩石学报 2018年第5期34卷 1427-1440页

作者：邢凯舒启海赵鹤森徐浩楠中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083

滇西普朗斑岩铜矿床位于三江特提斯构造带义敦岛弧南端,是晚三叠世甘孜-理塘洋壳俯冲背景下的成矿作用产物。本文选取普朗矿床含矿石英闪长玢岩和石英二长斑岩中蚀变和未蚀变磷灰石进行研究,以探讨其对成岩、成矿作用的指示意义。结果显... 详细信息

滇西普朗斑岩铜矿床位于三江特提斯构造带义敦岛弧南端,是晚三叠世甘孜-理塘洋壳俯冲背景下的成矿作用产物。本文选取普朗矿床含矿石英闪长玢岩和石英二长斑岩中蚀变和未蚀变磷灰石进行研究,以探讨其对成岩、成矿作用的指示意义。结果显示,相比于未蚀变磷灰石,蚀变磷灰石的Na、S、Mn、Ca、Y及REE等元素含量均有不同程度的降低。总体而言,普朗矿床中磷灰石均具有高Sr、δEu,低Y的特征,指示了其母岩浆具似埃达克质特点。本次研究表明磷灰石的卤素、Sr和REE可以用来追踪成矿母岩浆成分、氧化状态和结晶演化过程。与三叠纪不成矿的休瓦促岩体相比,普朗矿床成矿岩体的磷灰石具高δEu、低Mn和δCe的特点,且δEu和δCe总体呈负相关趋势,表明普朗矿床成矿岩体氧逸度相对较高。此外,磷灰石中(La/Sm)_N、(La/Yb)_N和(Sm/Yb)_N比值降低可能是岩浆中独居石结晶或含Cl热液出溶的结果。与邻区的春都矿床、白垩纪休瓦促成矿岩体对比研究表明,普朗斑岩成矿岩浆具有高Cl/F特征,可能形成于典型的大洋俯冲环境。

关键词：磷灰石普朗斑岩铜矿床主微量元素成分成岩成矿作用

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大兴安岭南段白音诺尔铅锌矿床流体包裹体研究

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岩石学报 2011年第5期27卷 1467-1482页

作者：舒启海赖勇魏良民孙艺王潮造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 赤峰中色白音诺尔矿业有限公司赤峰025473

白音诺尔铅锌矿床是我国长江以北最大的铅锌矿床,矿区出露二叠纪地层和中生代岩浆岩。流体作用过程可大致分为3个阶段,即前成矿阶段(P阶段)、同成矿阶段(S阶段)以及后成矿阶段(L阶段)。P阶段以发育钙质石榴石、辉石等典型的矽卡岩矿物为... 详细信息

白音诺尔铅锌矿床是我国长江以北最大的铅锌矿床,矿区出露二叠纪地层和中生代岩浆岩。流体作用过程可大致分为3个阶段,即前成矿阶段(P阶段)、同成矿阶段(S阶段)以及后成矿阶段(L阶段)。P阶段以发育钙质石榴石、辉石等典型的矽卡岩矿物为主,辉石中普遍发育含石盐子晶包裹体(～44%NaCleqv)和富气相包裹体的共生组合,且具有相同的均一温度(～470℃),显示了流体不混溶作用的发生。该阶段流体捕获压力～400bars,对应形成深度～1.5km。这一阶段还发育以石盐子晶消失而达到均一的高盐度流体包裹体,其均一温度为～390℃,盐度为～46%NaCleqv,估计的最小压力分布范围较大(150～3000bars,平均～1200bars)。S阶段发育含水矽卡岩矿物(如绿帘石),并伴随闪锌矿等大量硫化物的沉淀。闪锌矿以及与之共生的石英、方解石中均发育富气相和富液相包裹体的共生组合,显示了流体沸腾特征。其中富液相包裹体盐度为6.6±3.0%NaCleqv,与其共生的富气相包裹体盐度为1.3±0.6%NaCleqv,二者均一温度皆在350℃左右,平均捕获压力为～150bars,以静水压力估计深度也为1.5km。L阶段矿化已经基本结束,发育大量的方解石(-石英-萤石)脉体。这一阶段发育特征的CaCl2-NaCl-H2O体系流体,均一温度<250℃,且随着均一温度降低,流体中Ca/Na比值有上升的趋势。流体包裹体研究显示了白音诺尔铅锌矿的成矿流体来自于深部岩浆,跟围岩地层无关。早期流体不混溶作用是矽卡岩矿物结晶的主要机制,随后的流体沸腾作用与大规模成矿作用密切相关。两期流体来自深部岩浆房不同时期的出溶,并经历了不同的温压演化过程。

关键词：流体包裹体流体来源与演化矽卡岩白音诺尔铅锌矿

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内蒙古道伦达坝铜多金属矿床成矿流体特征及其演化

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岩石学报 2009年第11期25卷 2957-2972页

作者：徐佳佳赖勇崔栋常勇蒋林舒启海李文博北京大学造山带与地壳演化重点实验室北京100871 内蒙古赤峰第十地质矿产勘查开发院赤峰024005

内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌旗道伦达坝中型铜多金属矿床位于大兴安岭南段西坡,矿体主要产于粉砂质板岩与黑云母花岗岩的接触带。本文通过系统的岩相学、矿相学、流体包裹体和氢、氧同位素研究表明,道伦达坝铜多金属矿床属岩浆期后气化... 详细信息

内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌旗道伦达坝中型铜多金属矿床位于大兴安岭南段西坡,矿体主要产于粉砂质板岩与黑云母花岗岩的接触带。本文通过系统的岩相学、矿相学、流体包裹体和氢、氧同位素研究表明,道伦达坝铜多金属矿床属岩浆期后气化热液矿床,成矿过程包括早、中、晚3个阶段,温度区间分别为388～>500℃、302～463℃、179～359℃。钨-锡矿化主要发生在中阶段、铜矿化主要发生在晚阶段。初始成矿流体为CH_4-CO_2-H_2O-NaCl体系,随着温压降低,CO_2、CH_4大量逸失,而演化为H_2O-NaCl体系。流体盐度变化范围大,但从早到晚逐步降低。流体临界分离导致钨、锡矿化;流体CH_4、CO_2逃逸和大气降水热液混入导致铜矿化。黑云母花岗岩的侵入活动导致了成矿流体的聚集,而粉砂质板岩有利于成矿流体封闭,致使二者接触带成为有利的成矿和找矿部位。

关键词：流体包裹体氢氧同位素成矿流体道伦达坝铜多金属矿内蒙古

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湘南新田岭矽卡岩型钨矿床石榴子石成分特征及其地质意义

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岩石学报 2022年第1期38卷 78-90页

作者：郁凡舒启海曾庆文马星华牛旭东马绍龙李一昕邢凯中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中国地质调查局国际矿业研究中心北京100037 中国矿业报社北京100037

新田岭矿床是南岭钨锡成矿带中的一个大型矽卡岩型钨矿床,产于骑田岭岩体东北部与石炭系碳酸盐地层的接触带位置。本文运用LA-ICP-MS技术对该矿床矽卡岩中的石榴子石进行了系统的成分分析,获得了其主量、微量和稀土元素含量。结果显示,... 详细信息

新田岭矿床是南岭钨锡成矿带中的一个大型矽卡岩型钨矿床,产于骑田岭岩体东北部与石炭系碳酸盐地层的接触带位置。本文运用LA-ICP-MS技术对该矿床矽卡岩中的石榴子石进行了系统的成分分析,获得了其主量、微量和稀土元素含量。结果显示,新田岭矿床中的石榴子石属于钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列(And;Gro;-And;Gro;),石榴子石的端元成分在富钙铝榴石和富钙铁榴石之间变化。稀土元素的配分模式也同时出现了左倾、Eu负异常和右倾、Eu正异常两种类型,暗示新田岭矿床石榴子石结晶过程中热液流体存在不同的氧化还原环境和水/岩比条件,这也与其晶体中是否出现振荡环带相对应。将不同矽卡岩型矿床中石榴子石的W、Sn含量进行对比显示,含W矿化的矽卡岩型矿床中石榴子石的W、Sn含量整体上显著高于不含W矿化的矿床,指示石榴子石中的W、Sn含量在一定程度上具有预测矽卡岩型矿床成W矿潜力的作用。此外,石榴子石中Fe、Eu、U等元素的含量还可以进一步区分矽卡岩W矿床中的伴生金属元素类型(包括W-Mo、W-Sn、W-Cu-Fe和W-Mo-Cu-Fe等)。本文研究表明,石榴子石的成分特征不仅可以指示矽卡岩的成矿环境,还可用于评估矽卡岩中金属(尤其是W)的成矿潜力,具有一定的理论意义和应用价值。

关键词：石榴子石矽卡岩 LA-ICP-MS 新田岭钨矿床湘南

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