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矿床地质 2023年第6期42卷 1214-1228页

作者：王续文李宇轩安芳大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ^(56)Fe值变化较大(-2.07‰~+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过... 详细信息

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ^(56)Fe值变化较大(-2.07‰~+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中均存在明显的分馏,因此,在约束岩浆-热液成矿系统中成矿金属的迁移-富集-沉淀过程和示踪成矿物质来源方面具有巨大的应用潜力。通过整理和分析前人研究资料,文章总结了岩浆-热液成矿系统岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素地球化学行为的研究现状。岩浆演化过程中铁同位素会发生显著分馏,如部分熔融过程中,熔体相比残余固相富集重铁同位素;矿物分离结晶会引起残余熔体铁同位素组成的变化,主要受含Fe2+或Fe3+矿物结晶的影响,如磁铁矿分离结晶会导致残余熔体铁同位素组成变轻,总体反映岩浆氧化还原状态对铁同位素分馏的主要控制作用,因此,含矿岩体铁同位素组成及其变化可用于确定岩浆的氧化还原状态。流体出溶是含矿岩浆演化成为岩浆热液矿床的关键过程,出溶流体相对于母岩富集轻铁同位素,但实验研究表明出溶流体铁同位素组成可能受其中铁的迁移形式、与流体平衡的含Fe2+或Fe3+矿物的比例、相分离和流体混合等多种因素影响。热液演化过程中,含铁热液矿物沉淀会引起流体铁同位素组成的变化,磁铁矿沉淀会导致流体富集轻铁同位素,而含铁硫化物(如磁黄铁矿)沉淀则会使得流体逐渐富集重铁同位素,显示热液流体氧化还原状态对铁同位素分馏的控制作用。由于黄铜矿被认为可以有效记录流体的铁同位素组成,其铁同位素值被用于区分热液流体氧化还原状态。铁元素作为岩浆-热液成矿系统中直接参与成矿的元素,为直接示踪成矿物质来源提供了可能性,然而,岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素的明显分馏,导致利用铁同位素示踪成矿物质来源的特殊性。进一步明确流体出溶、热液演化等地质过程中的分馏规律,是利用铁同位素示踪成矿物质来源的关键。

关键词： Fe同位素岩浆-热液成矿系统地球化学行为应用研究现状

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华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统

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地球科学 2019年第2期44卷 52-68页

作者：赵新福李占轲赵少瑞毕诗健李建威中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

华北克拉通南缘在中生代发生了大规模的成矿作用,主要的矿床类型有脉状金矿床(石英脉型、构造蚀变岩型)、斑岩型钼矿床、脉状银铅锌矿床.对于这些矿床的成因和成矿动力学背景,目前还存在不少争议.但近年来越来越多的成矿年代学证据表明... 详细信息

华北克拉通南缘在中生代发生了大规模的成矿作用,主要的矿床类型有脉状金矿床(石英脉型、构造蚀变岩型)、斑岩型钼矿床、脉状银铅锌矿床.对于这些矿床的成因和成矿动力学背景,目前还存在不少争议.但近年来越来越多的成矿年代学证据表明,这些矿床均主要形成于早白垩世,且与区域上广泛发育的岩浆活动具有高度的时空一致性.在归纳总结华北克拉通南缘主要矿床类型地质特征和时空分布的基础上,简述各类矿床的成矿物质来源以及它们之间的成因联系,指出这些不同类型的矿床组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统.华北克拉通南缘成矿作用与其邻近的东秦岭-大别成矿带的成矿作用具有一致性,均受中国东部早白垩世大规模伸展作用控制,是统一的地球动力学背景下的产物.结合地球物理的资料认为,早白垩世岩石圈伸展及其导致的岩浆作用最可能与晚中生代古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲作用有关.上涌的岩浆热液在合适的构造体制下,与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终在浅部形成大规模的岩浆-热液成矿系统.

关键词：华北克拉通南缘中生代成矿作用岩浆-热液成矿系统成矿构造体制矿床学

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东昆仑东段中-晚三叠世区域岩浆-热液成矿系统

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地质科技通报 2023年第1期42卷 89-111页

作者：井国正王晓云张志强何俊江张里斌王凤林刘颜石文杰谭俊青海省有色第三地质勘查院西宁810012 青海省环境地质勘查局西宁810001 长江大学资源与环境学院武汉430100 中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074

东昆仑成矿带在早中生代发生了大规模的成矿作用,形成了一系列脉状金矿床、脉状银铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁多金属矿床,但这些矿床之间的成因联系尚不清楚。东昆仑东段以其多样的矿床类型为这一科学问题的研究提供了理想场... 详细信息

东昆仑成矿带在早中生代发生了大规模的成矿作用,形成了一系列脉状金矿床、脉状银铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁多金属矿床,但这些矿床之间的成因联系尚不清楚。东昆仑东段以其多样的矿床类型为这一科学问题的研究提供了理想场所。在总结归纳东昆仑东段主要类型矿床时空分布和地质特征的基础上,通过系统分析各类矿床的成矿时代、成矿构造背景及成矿流体与物质来源,探讨它们之间的成因联系。研究结果显示,东昆仑东段各类矿床主要形成于中-晚三叠世(240~220 Ma),均是东昆仑古特提斯陆陆碰撞及后碰撞伸展作用的产物。此外,区内及外围东昆北地体中的各类矿床均具有相似的成矿流体与成矿物质来源,且与该时期广泛发育的深部岩浆作用密切相关,共同组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统,不同类型的矿化可能是该岩浆-热液系统不同演化阶段的产物。巴颜喀拉板块深俯冲及板块断离诱发软流圈地幔的上涌及随后的大规模岩浆-流体活动,富含金属挥发分的岩浆热液与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终形成区内巨型的岩浆-热液成矿系统。基于该成矿系统,东昆仑东段具有寻找多类型共生矿床的潜力。

关键词：金矿床斑岩-矽卡岩型成因联系岩浆-热液成矿系统找矿方向东昆仑东段

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锡钨锂矿化与外围脉状铅锌银铜矿化的内在成因关系和形成机制——以内蒙古维拉斯托锡钨锂多金属矿床为例

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矿床地质 2019年第5期38卷 1004-1022页

作者：周振华高旭欧阳荷根刘军赵家齐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

大兴安岭南段维拉斯托锡钨锂多金属矿是近年来新发现的大型矿床,具有"上脉下体"的垂向矿化分带特征,矿集区范围内表现出以花岗岩体为中心的高温锡钨钼矿化、中温铜锌矿化、外围低温铅锌银矿化的水平分带。目前,对锡钨锂多金属矿化与外... 详细信息

大兴安岭南段维拉斯托锡钨锂多金属矿是近年来新发现的大型矿床,具有"上脉下体"的垂向矿化分带特征,矿集区范围内表现出以花岗岩体为中心的高温锡钨钼矿化、中温铜锌矿化、外围低温铅锌银矿化的水平分带。目前,对锡钨锂多金属矿化与外围脉状铅锌银铜矿化的内在成因关系和形成机制及深部地质背景还缺乏足够的认识。Ar-Ar年代学研究结果表明,维拉斯托锡钨锂矿区石英脉型矿石中白云母的Ar-Ar坪年龄为(131.7±1.4)Ma,显示其与外围维拉斯托铜锌矿床和拜仁达坝银铅锌矿床的成矿时代基本一致,属同一构造-岩浆活动产物。石英斑岩中铁锂云母的Ar-Ar坪年龄为(121.9±1.3)Ma,可能代表了最晚期的岩浆活动时限,暗示维拉斯托矿区存在多期次岩浆-热液活动。本次研究还获得了维拉斯托矿床东南侧磨盘山岩体边部黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(141.6±1.5)Ma(MSWD=0.75),该年龄不仅与含矿岩体石英斑岩体的年龄一致,也与北大山高分异杂岩体的形成年龄相近,揭示了维拉斯托外围高分异花岗杂岩体深边部及其与地层接触带部位还有寻找锡多金属矿的巨大潜力。综合本次工作和大量前人工作的基础上,笔者认为大兴安岭南段稀有金属矿床都形成于大陆边缘弧后伸展和软流圈上涌的构造背景,维拉斯托锡钨锂矿化与外围脉状铅锌银铜矿化属同一岩浆-热液成矿系统,不同金属元素在不同的矿化空间内的选择性沉淀是造成元素分带性的直接原因,其成矿特征上可类比南美玻利维亚锡银成矿带。值得提出的是,维拉斯托矿区岩石组合与松潘-甘孜造山带与锂矿化有关的片麻岩穹窿群类似,锡林郭勒杂岩可能为成矿提供了部分物质来源,对于岩浆-变形-变质-深熔作用过程及对稀有金属成矿的制约还需要进一步研究。

关键词：地球化学岩石圈伸展岩浆-热液成矿系统岩浆-变形-变质-深熔作用维拉斯托锡钨锂多金属矿床

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西藏甲玛铜多金属矿床成因矿物学与找矿矿物学初步研究

西藏甲玛铜多金属矿床成因矿物学与找矿矿物学初步研究

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作者：彭惠娟成都理工大学

学位级别：硕士

西藏甲玛铜多金属矿床位于冈底斯-火山岩浆弧东段,是冈底斯成矿带的重要组成部分。甲玛矿床为最具代表性的产于后碰撞伸展环境中的超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜多金属矿床。矿床主要出露下白垩统林布宗组沙板岩和上侏罗统多底沟组... 详细信息

西藏甲玛铜多金属矿床位于冈底斯-火山岩浆弧东段,是冈底斯成矿带的重要组成部分。甲玛矿床为最具代表性的产于后碰撞伸展环境中的超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜多金属矿床。矿床主要出露下白垩统林布宗组沙板岩和上侏罗统多底沟组灰岩,矿化发生于岩体与上侏罗统多底沟组接触带附近,以及和岩浆热液导通的多底沟组和林布宗组界线的层间破碎带。矿床中酸性斑岩的类型主要有花岗斑岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、(石英)闪长玢岩。本文通过对甲玛铜多金属矿床矿物学特征的精细解剖,厘定了岩浆演化过程,查明了岩浆的温压变化,提出了岩浆混合作用的地球动力学背景,建立了岩浆混合模式;发现了斑岩岩浆-热液过渡阶段的证据,约束了初始出溶流体的性质及出溶时的物理化学条件;详细识别了热液演化过程中的地质记录,再塑了成矿流体演化过程;讨论了成矿物质来源、金属分离作用以及成矿物质沉淀的机制。研究表明,阴极发光是研究石英显微结构的有效技术方法。根据石英在阴极射线下所显示的生长结构差异,矿区斑岩体划分出3个世代,6种类型的石英斑晶。石英斑晶指示了两种主要的“不平衡”反应结构:石英斑晶重熔表面和石英钾长石外壳。石英斑晶显微生长结构表明原始岩浆经历过两次铁镁质岩浆混合作用。根据石英斑晶中Ti含量变化,得出在两次溶蚀前后,石英结晶温度分别增加了约110℃和80℃。此外斜长石斑晶反环带及其Ba、Sr、Fe等元素的浓度梯度、具镶边的眼球状石英斑晶、钾长石巨晶环斑结构、黑云母筛状结构等都有效的证明了铁镁质岩浆与长英质岩浆混合作用的存在。根据这些研究结果,初步构建了矿区岩浆混合作用模型并推测了岩浆混合过程。16Ma左右,岩石圈地幔拆沉,软流圈物质上涌导致正常下地壳部分熔融,产生含Mo的钾质岩浆。原始岩浆房内形成第I世代自形的高温石英晶体核。软流圈上涌,诱发含大量地幔组分的新生镁铁质下地壳部分熔融,产生含Cu、富水、高fO的埃达克质岩浆熔体,并与含Mo的长英质岩浆发生了第一次岩浆混合作用。在此过程中,早期石英核部溶蚀,形成高Ti的溶蚀表面。这些高fO的混合岩浆在浅部地壳发育大型岩浆房,并排泄出含Cu、Mo岩浆流体。在岩浆房中,石英晶体形成了均匀的生长环带和第II世代的石英斑晶核。地幔减薄和岩石圈拆沉直接引起地壳强烈伸展,形成垂直碰撞带的正断层系统和裂谷,使岩浆房内部压力急剧减小,岩浆快速侵位。由于岩浆房的突然腾空,诱发地幔物质上涌,造成了第二次基性岩浆的混入,造成第I世代和第II世代的石英斑晶边缘溶蚀。正是由于两次基性岩浆的加入,为成矿提供了大量的Cu、S。它们是形成甲玛超大型铜多金属矿床不可或缺的因素。矿床斑岩体矿物显微结构保存了许多岩浆-热液过渡阶段的信息,指示了成矿岩浆曾分离出大量岩浆流体。这些信息包括:石英斑晶具有强烈的溶蚀结构,蠕虫状石英斑晶中溶蚀湾切断石英第一阶段的生长环带;显微空腔将豆荚状或糖状结构石英与破布状黑云母(较少磷灰石,磁铁矿),长石等相连接;斑岩中伴生萤石的存在,黑云母和角闪石中的高含量F,与矿化有关的岩浆含水约8wt.%,含氟1 wt.%。;斑岩体中流体包裹体与富挥发份熔融包裹体共存。岩浆挥发份作为主要的流体相被挤出岩浆并以气泡的形式聚集在岩浆房外壳顶部,并使已固结的矿物发生自交代。随着易挥发组分的增多,使气体压力大于束缚压力,导致岩浆外壳和邻近围岩突然破裂。岩浆流体沿着围岩裂隙流出并以热液的形式交代围岩。同时,由于减压造成岩浆热液的二次沸腾,使成矿元素沉淀。通过对甲玛岩体样品中脉体特征,石英显微结构以及微量元素含量的研究,划分出3种大类,5个期次的岩浆-热液流体。其中JMi无矿石英脉为岩浆-热液过渡阶段形成的P脉。金属硫化物主要沉淀于JMii和JMiv阶段。成矿流体生命周期长达5.2Ma,开始于岩浆房中的岩浆-热液流体的出溶,一直演化至成矿作用结束。含矿流体具有多期多阶段性,贯穿于整个岩浆-热液成矿系统。流体温度范围跨度极大,从823℃到130℃,即从斑岩型高温岩浆流体演化为浅成低温热液型流体。脉体石英中Al,Fe,K含量的变化指示了流体pH值的变化以及与钾化有关的蚀变特征。综上所述,甲玛矿床成矿流体中的金属元素和S来源于岩浆混合作用的幔源铁镁质岩浆;金属元素的分离得益于岩浆-热液过渡阶段富F流体的出溶。这一过程反复发生于岩浆房内部,并形成大量含矿流体。含矿流体中金属元素沉淀得益于岩浆流体的二次沸腾和酸性流体的中和作用。

关键词：甲玛铜多金属矿床矿物学岩浆-热液成矿系统西藏

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