矿床地质杂志

矿床地质杂志2022年第1期

• 造山带岩浆铜镍硫化物矿床的混染模式——以天山-北山二叠纪铜镍矿为例

  薛胜超,王庆飞,唐冬梅,毛亚晶,姚卓森

  造山带铜镍矿床的地幔源区均经历过不同程度的俯冲交代作用和复杂的源区混染历史,造山带铜镍矿带内大量个体差异的矿床为源区和壳内混染的多样性提供了研究实例。中亚造山带天山-北山地区是中国众多造山带内铜镍矿数量最多、分布最广、总体储量最大的地域,这些矿化岩体普遍体现Nb-Ta亏损、高18O和锆石O-Hf同位素离散的特征,该宏大现象主要源自地幔源区不同比例的俯冲沉积物熔体和低温蚀变洋壳流体的交代改造;造山带铜镍矿床的初始岩浆在地壳尺度内上侵过程中,发生的分离结晶和硅铝质物质混染（AFC过程）,可以造成母岩浆发生硫化物饱和,然而AFC过程触发的硫化物饱和在时间上通常较晚,外源硫加入对岩浆早阶段大规模硫化物熔离是必要的;岩浆演化至晚阶段时,低比例的残余熔体可能经历壳源熔体加入,导致晚阶段矿物（如锆石）同位素组成与全岩成分明显不同。更为重要的是,造山带铜镍矿床的地幔源区具有潜在的高氧逸度特征,碳同位素和氧逸度研究显示还原性碳质物加入导致的岩浆还原作用,可能是造山带有别于板内环境铜镍矿床硫化物饱和的重要机制。总体来说,造山带铜镍矿床不同空间位置和尺度的混染模式和识别特征为:（1）源区混染,以Nb-Ta亏损、氧同位素不均一、O-Hf同位素离散为特征;（2）地壳尺度大规模混染,以多类别元素-同位素体系壳幔差异为特征,其中硅铝质混染以全岩混染为主,外源硫和还原性物质以选择性混染为主;（3）岩浆晚阶段粒间熔体混染,以同一岩相中不同矿物的同位素组成显著差异为特征。这3种模式中仅壳内大规模混染导致的成矿岩浆组分、硫含量以及氧逸度变化,有利于岩浆硫饱和形成不混溶的硫化物熔体;而晚阶段粒间熔体混染记录的地壳信息,不能反映与成矿密切相关的壳源混染事件。混染模式的精细识别为造山带广泛发育的镁铁-超镁铁岩体成矿潜力评价提供了重要的理论依据。

• 滇西南云岭锡矿床地质特征与花岗岩锆石U-Pb年代学

  萧珂,孙祥,李强,司晓博,郑旭,路雷雷,赵泽缘

  滇西南是中国重要的锡矿带之一,前人研究主要集中在白垩纪和新生代花岗岩中的锡矿床,而对印支期花岗岩中的锡矿关注较少。云岭锡矿位于保山地块的东缘,矿体主要以脉状产在黑云母二长花岗岩中,发育云英岩化和电气石化蚀变。矿石矿物为锡石,脉石矿物为石英、白云母、电气石、萤石、方解石,以及黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿等硫化物。根据矿物共生组合以及脉体与蚀变的早晚关系,笔者厘定出4个热液成矿阶段,由早到晚分别为石英-电气石、石英-锡石-白云母-电气石、石英-钾长石±方解石、硫化物±石英阶段。云英岩化黑云母二长花岗岩中的锆石U-Pb年龄为(215.6±1.3)Ma,可近似代表云岭锡成矿时代。三叠纪锡成矿作用也发生在昌宁-孟连造山带的临沧岩基及东南亚锡矿带东部,该期成矿作用与古特提斯洋的演化有关。因此,中国滇西南三叠纪锡成矿作用与矿床保存的研究工作还需加强。

• 赣北阳储岭斑岩型钨钼矿床成矿岩体副矿物U-Pb年龄精确厘定

  范楚涵,倪培,王国光,张凯涵,王广琳,李文生,崔健铭,贺佳峰

  赣北阳储岭大型斑岩型钨钼矿床地处江南造山带东部九岭-障公山隆起带,是江南钨矿带典型的斑岩型白钨矿矿床。钨钼矿体主要发育于二长花岗斑岩内,少量发育于花岗闪长岩和爆破角砾岩中。矿体以脉状、网脉状、似层状、透镜状、星点状产出。前人针对阳储岭矿床已开展全岩Rb-Sr法、全岩K-Ar法、锆石U-Pb法、辉钼矿Re-Os法等诸多定年工作,但因“过剩Ar”的存在、后期热事件扰动和高U花岗岩中锆石发生蜕晶化等原因,导致成岩年龄结果及解释仍存在争议。文章选取与成矿相关的二长花岗斑岩开展了独居石和金红石原位LA-ICPMS U-Pb同位素定年分析,以精确厘定成矿岩体的侵位年龄。研究表明,独居石年龄为(146.06±0.61)Ma(MSWD=10.2),金红石年龄为(150.20±2.60)Ma(MSWD=1.13)。此外,独居石是开展高U成钨岩体定年的有力对象,独居石年龄与前人发表的高精度辉钼矿Re-Os年龄在误差范围内相一致,独居石年龄可更准确地代表矿床的成矿岩体年龄。阳储岭矿床所处的江南钨矿带内的矿床形成时代主要可分为中侏罗世(约162 Ma)、晚侏罗世(150~135 Ma)和早白垩世(135~125 Ma)3个阶段。其中,阳储岭钨钼矿床属区内第二成矿阶段,该阶段古太平洋板块俯冲角度变缓,江南钨矿带处于弧后环境。

• 松潘-甘孜地块南缘燕山早期矽卡岩型钨钼矿床——来自大牛场成岩成矿年代学及锆石Hf同位素证据

  谭洪旗,朱志敏,周家云,周雄,胡军亮,刘应冬

  矽卡岩型矿床是钨、钼、锡等矿产的重要来源之一,中国的矽卡岩型矿床绝大多数分布于中国东部,成矿时代主要为燕山期。川西九龙大牛场是在松潘-甘孜地块新发现的矽卡岩型钨钼矿床,其成岩成矿时代尚未得到精确限定。大牛场地区铁厂河花岗岩体以二长花岗岩为主,少量正长花岗岩,而钨钼矿体主要产于矽卡岩中。文章对该矿床开展锆石U-Pb定年、Hf同位素和辉钼矿Re-Os定年,结果显示铁厂河花岗岩中锆石LA-ICP-MS UPb年龄为(166.0±0.9)Ma(MSWD=0.27),与矿石中辉钼矿Re-Os加权平均年龄((166.8±1.7)Ma,MSWD=0.90)在误差范围内基本一致,成岩成矿时代是燕山早期;锆石εHf(t)为-10.69~4.37(平均0.82),模式年龄TDM2为1229~931Ma(平均1099 Ma)和1884 Ma,表明该花岗岩为扬子地块基底古元古代与中元古代地壳重熔形成的。结合前人在该区获得的成岩成矿年龄,反映研究区内166 Ma左右存在一期与花岗岩浆有关的钨钼成岩成矿事件,这一发现为川西九龙地区及其周缘矿产勘探拓宽了思路。

• 长江中下游成矿带龙角山矽卡岩钨矿床成矿作用过程——来自白钨矿和石榴子石主微量元素的证据

  聂利青,周涛发,蔡国军,孙孝峰,宋玉龙,蔡毅,殷帅,王凤云

  白钨矿和石榴子石的原位微量元素特征能提供成矿流体的演化信息。长江中下游成矿带鄂东南矿集区龙角山矿床是近年发现的大型矽卡岩钨矿床,为区域找矿勘查和成科学研究提供了新的方向。龙角山矿床的流体演化和矿床成因亟待开展系统研究。文章在详细的野外工作和前人研究基础上,通过对矿床中矽卡岩阶段、退蚀变阶段和石英硫化物阶段的白钨矿和石榴子石进行原位主、微量分析,厘定了矿床成矿过程的环境和矿质沉淀机制。龙角山矿床矽卡岩阶段的红棕色石榴子石(Grt-1)矽卡岩、黄绿色石榴子石(Grt-2)-辉石矽卡岩和脉状石榴子石(Grt-3)-硅灰石矽卡岩中石榴子石成分分别为Adr30.6-84.1Gro13.9-50.7Pyr1.5-30.3、Adr38.3-100Gro0.0-39.4Pyr0.0-22.4和Adr75.3-100.0Gro0.0-13.9Pyr0.0-12.7,且富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、铕正异常的特征。龙角山矿床矽卡岩阶段石榴子石U含量逐渐降低,且与钙铁榴石的成分变化吻合,表明在矽卡岩阶段成矿流体氧逸度逐渐升高;退蚀变阶段到石英-硫化物阶段白钨矿Mo元素含量先升高后降低,对应的氧逸度先增加后降低,显示了成矿过程复杂的脉冲式的氧逸度变化特征。龙角山矿床退蚀变阶段和石英-硫化物阶段的白钨矿显示铕负异常减弱、正异常增加的变化特征,表明成矿流体的pH值逐渐增加,而非在退蚀变阶段(主成矿阶段)达到峰值。因此,pH值不是影响白钨矿沉淀的主要因素。龙角山矿床矽卡岩阶段Grt-1稀土元素总量与Y存在正相关关系,Grt-2和Grt-3稀土元素总量与Y无正相关关系,且Grt-3富Fe元素,表明随着石榴子石的结晶由热液平衡状态向非平衡条件转变,水岩反应程度逐渐增加;退蚀变阶段(主成矿阶段)Sch-1的不规则生长环带比石英硫化物阶段Sch-2更发育,表明主成矿阶段水岩反应程度达到峰值,水岩反应是控制该矿床矿质沉淀的重要因素。流体混合和水岩反应是控制龙角山矿床钨沉淀的主要机制,二者协同控制白钨矿沉淀成矿,龙角山矿区具有成大矿、富矿的潜质。

• 山东大张矽卡岩型铁矿床中铁的富集机制——来自流体包裹体和氢、氧同位素的证据

  张兆年,曹毅,朱裕振,庞振山,沈立军,管继云,郭晨芳

  大张铁矿是鲁西地区近年来新发现的一个重要的矽卡岩型矿床。矿体主要赋存于石英二长闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩接触带及其附近。根据脉体穿插关系和交代蚀变特征,将大张矽卡岩型铁矿床成矿过程划分为矽卡岩阶段、氧化物阶段、硫化物阶段和碳酸盐阶段。通过对透辉石、绿帘石、石英和方解石等透明矿物显微观察发现,大张铁矿中流体包裹体类型主要有含子矿物三相包裹体、富气两相包裹体和富液两相包裹体。显微测温结果表明,从矽卡岩阶段到碳酸盐阶段,成矿流体经历了从高温(494.1~550℃)、高盐度(w(Na Cleq)=18.07%~56.42%)向低温(156.4~225.1℃)、低盐度(w(Na Cleq)=1.23%~6.16%)的持续演化过程。流体包裹体资料,结合氢、氧同位素数据(δ18Ofluid=-1.8‰~11.4‰,δDfluid=-101.1‰~-93.40‰)表明,成矿早期流体主要为岩浆水,晚期有大气水混入,流体演化过程中发生了流体沸腾、流体-碳酸盐岩相互作用和流体混合等地质过程。综合分析发现,大气降水与岩浆热液的混合作用以及温度降低是导致大张铁矿中铁沉淀富集形成富铁矿的主要机制。

• 青海东昆仑阿斯哈金矿床含金黄铁矿微量元素地球化学特征及其地质意义

  岳维好,周家喜

  阿斯哈金矿床是青海东昆仑造山带东段金矿床的典型代表。金矿体主要赋存于闪长岩和花岗闪长岩体的构造破碎带内,受NNE向和NNW向-NW向断裂构造控制。与金矿化密切相关的蚀变类型为黄铁矿化、硅化、绢云母化和黄铜矿化。矿石矿物主要为黄铁矿,其次是黄铜矿、方铅矿、毒砂、自然金和银金矿。据矿脉穿插关系、矿石矿物共生组合和结构构造特征,将成矿期划分为3个阶段:石英-黄铁矿-毒砂阶段(Ⅰ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅱ)、和石英-碳酸盐阶段(Ⅲ),其中Ⅱ阶段为主成矿阶段。前人研究表明黄铁矿的微量(含稀土)元素含量可以反映成矿流体与成矿物质来源的特征,本次采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)技术对阿斯哈金矿主成矿期的主要载金矿物黄铁矿进行研究。ICP-MS测试结果显示:黄铁矿相对富集少量高场强元素(如Y、U、Zr、Hf)外,其他元素均有不同程度的亏损,其Hf/Sm、Th/La和Nb/La比值(除个别样品外)普遍<1,表明矿床成矿流体可能是以富Cl的成矿热液为主。黄铁矿Co/Ni比值(1.39~6.61,平均为2.57)显示矿床为热液成因。黄铁矿Y/Ho比值(26.10~35.76,平均为30.57)与现代海水及海底热液明显不同,略较赋矿围岩闪长岩和花岗斑岩的Y/Ho比值(26.97~29.25,平均为28.12)范围宽,暗示除赋矿围岩外,可能还有其它源区。阿斯哈金矿床含金黄铁矿稀土元素总量较低(ΣREE=4.83×10-6~64.30×10-6,平均为19.60×10-6),LREE/HREE比值平均为6.62,(La/Yb)N值平均为8.11,为轻稀土元素富集型,其配分与赋矿围岩闪长岩和花岗斑岩相似,而与矿区地层金水口群变质岩不同,暗示该矿床成矿物质来自赋矿围岩。Eu负异常明显(δEu=0.49~0.92,平均为0.68),Ce异常不显著(δCe=0.73~1.00,平均为1.02),与赋矿围岩相似,进一步表明该矿床与中酸性围岩的内在成因关系。综合研究认为,阿斯哈金矿床属于与中酸性岩浆作用有关的浅成热液脉状型金矿床,并可能受到造山作用影响。

• 川滇黔矿集区天宝山铅锌矿床硫化物原位硫同位素特征

  余亚莉,倪培,王国光,戴宝章,杨涛,张鑫,赵连庆

  川滇黔铅锌矿集区是中国最重要的铅锌矿产地之一,文章以该矿集区内四川天宝山大型铅锌矿床为例,开展了LA-MC-ICP-MS硫化物原位硫同位素与LA-ICP-MS闪锌矿原位微量元素分析,为认识该类矿床硫源和矿床成因提供地质地球化学依据。微量元素数据计算所得成矿温度在130~170℃之间,是典型MVT型矿床的成矿温度。LA-MC-ICP-MS硫化物原位硫同位素分析得到的该矿床硫化物的δ34S值在+3.3‰~+12.0‰,在样品尺度上测量值之间的δ34S值变化可达4.5‰,远高于分析方法的精度(±1.2‰),此次测量值比前人用全岩粉末测得的δ34S值(+3.3‰~+4.8‰)偏大,成矿物质硫应为赋矿地层中的硫酸盐通过热化学还原作用生成,且是在原位还原的。此外,纵观不同产出位置硫化物的δ34S值发现,从矿床深部到浅部(海拔1900~2300 m),矿体产状没有显著变化,硫化物的δ34S值逐渐变大,反映了从低到高逐渐靠近成矿热液中心的趋势。综上所述,天宝山铅锌矿床属于MVT型铅锌矿。

• 玻利维亚Laurani斑岩-浅成低温热液矿床地质特征及控矿因素

  刘飞,韩润生,李文尧,王加昇,雷丽,曹继锋

  Laurani矿床是玻利维亚Altiplano盆地内典型的高硫化浅成低温热液矿床,发现和开采历史悠久,但研究程度低,控矿因素和找矿潜力不清。通过矿床地质特征精细解剖,文章查明了该矿床控矿因素,分析了深部找矿潜力。研究表明,构造-岩浆作用为其主导性控矿因素。火山穹窿构造与环状断裂约束了矿床的定位,侵入接触构造、爆破角砾岩筒和NE向断裂裂隙控制了矿体(脉)的形成和展布。岩浆岩为二长花岗斑岩、英安岩/英安斑岩和凝灰岩组合,属于高钾钙碱性、钾玄岩系列,具有较一致的锆石U-Pb年龄(约7.5 Ma),反映它们为晚中新世同期岩浆活动的产物。该矿床发育斑岩型Au-Cu、爆破角砾岩型Au-Cu、接触带型Cu-Au-Ag和热液脉型Au-Ag-Cu-Pb-Zn四类不同产出特征的矿(化)体。成矿元素组合分带显著,平面上Huari Humana断裂上盘为Au-Ag-Cu-Pb-Zn组合,下盘为Ag-Pb-Zn组合;垂向上深部为Au-Cu元素组合,浅部为Au-Ag-Cu-Pb-Zn元素组合。热液蚀变强且分带明显,平面上以英安斑岩为中心,从内至外依次为黄铁绢英岩化带→青磐岩化带→碳酸盐化带,泥化带不同程度地叠加在黄铁绢英岩化带和青磐岩化带内,石英-明矾石化-重晶石化主要沿热液脉型矿体及其旁侧分布;垂向上从深至浅依次为黄铁绢英岩化带→青磐岩化带→泥化带;钾硅酸盐化带目前尚未揭露,可能产在深部。成矿后弱构造作用使矿床得以较好保存,结合钻孔揭露深部存在斑岩型、爆破角砾岩型矿化,笔者认为Laurani矿床深部具有寻找斑岩型矿体的较大潜力。

• 湘南界牌岭锡多金属矿床萤石LA-ICP-MS微量元素地球化学特征及意义

  许若潮,龙训荣,刘飚,刘玉国,吴堑虹,罗心雨,蒋华

  湘南界牌岭矿床不仅是南岭地区发育的一个晚白垩世超大型锡多金属矿床,同时也是该区乃至中国重要的萤石产地,锡多金属矿及萤石的找矿勘查均具有重要前景。通过野外地质调查与岩石学研究,文章识别出多种类型的锡多金属与萤石矿化,并针对不同类型萤石开展原位LA-ICP-MS微量元素分析,研究表明:(1)矿体分为锡多金属矿体与萤石矿体2类,矿石类型主要有热液交代型、细脉型、云英岩型、角砾岩型;(2)锡多金属矿体分布在浅部花岗斑岩脉与深部铁锂云母花岗岩体的内外接触带,矿石矿物组合为锡石+黄铜矿+闪锌矿±方铅矿+石英±萤石;(3)萤石矿体分布范围更广,至少存在3期成矿:第一期为角砾状紫色萤石,粒径0.3~2.0 mm,w(ΣREE+Y)为(2.05~60.40)×10-6,稀土元素配分型式为平坦型,形成深部被花岗斑岩捕获携带至浅部,且花岗斑岩对萤石角砾进行了热液交代;第二期为皮壳状萤石,以无色与浅紫色为主,粒径0.05~0.50 mm,伴随有强烈的黄玉化,w(ΣREE+Y)为(26.9~93.8)×10-6,稀土元素配分型式更加富集HREE,为岩浆热液交代石磴子组灰岩形成;第三期为细脉状无色萤石,穿切第二期萤石,粒径0.5~2.0 mm,w(ΣREE+Y)为(3.94~37.5)×10-6,稀土元素配分型式为左倾型。从早期到晚期,萤石w(ΣREE+Y)呈先升高后降低的趋势,轻、重稀土元素分馏程度不断增高,稀土元素配分型式由平坦型变为左倾型,但是Y/Ho比值变化较小,显示了同源特征。此外,前2期萤石稀土元素配分型式与浅部花岗斑岩的全岩稀土元素配分型式相似,指示二者具有成因关系。综合研究认为,界牌岭多期次锡多金属与萤石成矿均与晚白垩世岩浆活动有关,且深部铁锂云母花岗岩内外接触带可能存在更多的隐伏矿体,未来的找矿勘查工作应重点关注此区域。

• 浙江外岗银多金属矿床热液蚀变短波红外光谱分析及找矿指示

  王旭辉,段士刚,孙鹏,翟世达,张炎

  中国东南沿海浙闽交界地区发现大量银多金属矿床,这些矿床以石英脉状矿化为主,并伴有明显的热液蚀变作用,关于其成因和控矿因素尚不清楚。文章以其中的外岗银多金属矿床为研究对象,开展了短波红外光谱测量(SWIR),提取蚀变矿物种类、组合信息,划分蚀变矿物分带,分析矿化强度与蚀变矿物组合及分带的关系。短波红外光谱测量识别出的蚀变矿物主要有多硅白云母、伊利石、白云母、高岭石、铁绿泥石、铁镁绿泥石,这些矿物及其组合在水平方向上,自矿体由内而外形成了硅化带→青磐岩化带→泥化带的分带。通过对伊利石反射光谱特征参数的计算发现,伊利石结晶度(Illite crystallinity value,简称“IC值”)和Al-OH 2200 nm特征峰吸收峰位值(Pos2200)在矿区内出现系统性的变化规律,即越靠近热液/矿化中心,IC值逐渐增大(>1.5),Al-OH 2200 nm吸收峰位值有减小的趋势(Pos2200≈2208 nm),将二者叠加的区域即可作为外岗地区勘查该类矿床的找矿重点区域。作者认为短波红外光谱技术可以有效地指导矿产勘查评价、降低勘查成本,在未来同类矿床找矿方面有良好的应用前景。

• 浙江泰顺龟湖叶腊石矿床热液蚀变短波红外光谱分析

  翟世达,段士刚,孙鹏,王旭辉,张炎,梅世勇

  蚀变岩帽与斑岩体关系密切,具有形成斑岩-浅成低温热液型矿床的潜力。位于浙闽交界的龟湖地区发育规模巨大的蚀变岩帽(>30 km2),形成了龟湖超大型叶腊石矿床,矿体属于岩帽的一个分带。矿床及其围岩蚀变主要由粒度微小或隐晶质的层状硅酸盐蚀变矿物组成,矿物之间差别极为细微,仅凭肉眼难以区分。短波红外光谱技术可以有效识别这些蚀变矿物的组成。因此,文章以龟湖超大型叶腊石矿床为例,通过短波红外光谱测量,对蚀变矿物进行了精细研究,通过对矿区网格化采样及短波红外光谱分析,识别出以叶腊石、钠云母、白云母、高岭石为主的17种含羟基官能团蚀变矿物,并将矿区地表蚀变划分为硅化带、高级泥化带和泥化带3个相带。在矿区范围,绢云母光谱特征参数Pos2200低值区与IC高值区主要分布在硅化和高级泥化带中,指示了较高的蚀变温度;叶腊石光谱特征参数Pos1400与Pos2160半高宽低值区与绢云母特征参数异常值区域一致。以上指标异常值区域在矿区仰天湖东南约300 m处重合,可能存在热液中心。龟湖蚀变岩帽与福建紫金山高硫型浅成低温热液矿床具有高度相似的蚀变分带特征,文章认为该蚀变岩帽具有形成斑岩-浅成低温热液矿床的潜力。

• 白云鄂博矿区深边部铁矿床勘查突破及启示

  李以科,柯昌辉,王登红,赵永岗,佘宏全,李瑞萍,郝美珍,王安建,邓震,高玉璞,张强,张丽,李进文,胡古月,刘云,郭宾,苑星宇

  围绕白云鄂博矿山寻找铁矿接替资源的急迫需求,聚焦构造对深部矿体控制作用,开展复杂地形及强干扰地区重力-磁法-电法-高精度反射地震综合勘查示范研究。通过一系列专题地质填图和综合研究,笔者构建了白云鄂博矿床成矿模式和新的勘查模型,提出矿区近东西向逆-平移断层(F2)导致了主矿、东矿深部矿体向东平移的新认识,明确指出深部存在受构造控制的铁矿体,并圈定了找矿靶区3处。通过钻探验证实现了铁矿找矿突破,目前在2号靶区已施工的15个钻孔全部见矿,钻孔控制最大铁矿层累计视厚度达327.2 m。靶区深部厚大铁矿体的发现,是科研指导勘查,降低勘查风险,提高找矿效率的典型实践,大幅度提升了白云鄂博资源保障能力,有效促进了科研成果的及时转化。