矿床地质杂志

矿床地质杂志2023年第6期

• 还原性围岩在斑岩钼矿成矿中的作用

  郭东伟,李延河,段超,范昌福,万秋,孙鹏程

  斑岩钼（铜）矿是重要的钼矿资源类型，高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。但前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化，还原性围岩在斑岩成矿中的作用长期被忽视，是什么触发了高氧化性含矿岩浆热液的还原与成矿还存在不同的认识。文章在前人工作基础上，以中国秦岭-大别、华北克拉通北缘的南泥湖-三道庄-上房沟、沙坪沟、曹四夭等斑岩型钼矿和美国Climax-Henderson巨型斑岩钼矿带中Mt.Emmons等斑岩钼矿为例，重点研究了斑岩钼矿的区域分布与还原性围岩之间的空间关系及成因联系，探讨了斑岩成矿系统氧化还原状态在成矿过程中的变化及触发机制。笔者发现斑岩钼矿的区域分布明显受黑色含碳质地层和中基性火山岩控制，在成矿过程中黑色含碳质围岩普遍发生褪色蚀变；主成矿期矿物流体包裹体中普遍含有甲烷，蚀变围岩和矿床中热液方解石的δ13C值普遍较低。因此，笔者提出含碳质地层和中基性火山岩等围岩中还原性组分的加入是引发斑岩钼（铜）矿成矿系统氧化-还原状态转变和成矿金属沉淀的关键。碳质围岩中有机质热解/碳-水反应产生的甲烷是重要还原剂，CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统，无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中的SO2-4还原成S2-，促使Mo（Cu）等成矿元素沉淀富集，解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高，产生的甲烷浓度高，在斑岩体内即可将成矿热液中的SO2-4等全部还原，形成的Mo（Cu）矿体主要产在斑岩体及早阶段形成的杂岩体之中；围岩中碳质含量低，产生的甲烷数量少，不足以在岩体内将成矿溶液中SO2-4等全部还原，剩余的SO2-4等进入围岩后进一步被还原，钼（铜）矿体则主要赋存于岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分在热液阶段加入，有利于形成大矿富矿。以中基性火山岩为围岩的斑岩钼（铜）矿，还原剂主要为围岩中的Fe2+，成矿溶液中SO2-4被还原的同时，围岩普遍发生磁铁矿化，矿体主要产在岩体与围岩接触带。因此，“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/中基性火山岩”是高效评价斑岩能否形成大型Mo（Cu）矿的新指标。

• 湘东南东风岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及稀土矿床特征

  张锦煦,林碧海,廖凤初,孙骥,谭仕敏,何艳林,周超,朱继华,熊雄,李超,陈剑锋

  文章对湘东南地区的东风岩体进行了锆石LA-ICPMS U-Pb年龄、Hf同位素以及岩石地球化学分析，以研究岩石成因及形成构造背景，并对东风风化壳离子吸附型重稀土矿的成因进行了探讨。东风岩体2件二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为（433.5±2.6）Ma和（432.0±2.5）Ma，显示为加里东晚期。东风岩体锆石εHf (t)值介于-5.12~-7.45，计算得到二阶段地幔亏损模式年龄（TDM2）介于1714~1882 Ma，显示其成岩物质为壳源的特征。东风岩体的地球化学特征显示其为高钾钙碱性、强过铝质的花岗岩，在成因类型判别图解中显示为S型花岗岩，构造背景判别图解显示为后碰撞构造环境。综合东风岩体花岗岩的地球化学特征和Hf同位素特征，笔者认为，东风岩体形成于扬子板块与华夏板块陆内汇聚的后碰撞伸展环境，为增厚地壳减压熔融和软流圈地幔上涌诱发古老地壳物质重熔形成的S型花岗岩。东风稀土矿床为一个由富轻稀土元素的母岩经风化后形成的大型重稀土矿床，富含稀土元素的高Y型花岗岩母岩为矿床的形成提供了重要物质基础，气候及地形地貌条件为稀土元素发生淋滤迁移和吸附富集提供了重要保证。

• 新疆东天山照壁山金铅锌多金属矿床地质特征及矿床成因

  张雪琴,徐登峰,赵云,薛春纪,刘一浩,李旭广,陈波,游延祥

  照壁山金铅锌多金属矿床位于东天山博格达岛弧带中部，是近年来新发现的矿床。矿体赋存于柳树沟组第三岩性段火山岩-火山碎屑岩中，以脉状、浸染状矿化为主，发育硅化、明矾石化蚀变，其成矿过程可分为3个阶段：①石英-黄铁矿-毒砂阶段（Ⅰ）；②石英-金-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿阶段（Ⅱ）；③石英-黄铁矿-黄铜矿阶段（Ⅲ）。赋矿围岩为双峰式火山岩组合，玄武岩高Mg（Mg#=36.25%~58.77%）、富钠贫钾（w (Na2O/K2O)=1.95~27.35），铝饱和指数（A/CNK）在1.25~1.69之间，属过铝质拉斑玄武岩系列，较高的La/Nb（2.49~3.83）、Ba/Nb（41.00~315.38）、Ba/La（14.50~92.45）比值，反映了玄武质岩浆受到了一定的地壳物质混染，Rb、Ba、K等元素相对富集，Th、Nb、Ta等元素相对亏损，具有板内玄武岩的特征；流纹岩具有较高的全碱含量（w (Na2O+K2O)=9.50~12.45），属钾玄岩系列，轻微富集轻稀土，富集Rb、U、K等元素，亏损Nb、Ta、Sr、Ti等元素，反映了流纹岩来源于地壳物质的部分熔融；石英脉中的流体包裹体主要为气液两相，均一温度为194.2~253.5℃（Ⅱ）、156.7~201.6℃（Ⅲ），盐度为7.9%~13.2%（Ⅱ）、7.3%~12.4%（Ⅲ），成矿流体表现为中温、中低盐度、低氧逸度、低pH值特征；δDv-SMOW变化范围为-115.7‰~-95.4‰，δOv-SMOW变化范围为-0.51‰~7.19‰，表明成矿流体为岩浆热液与大气降水的混合热液。结合系统的地质、地球化学对比，文章推测照壁山金铅锌多金属矿床为中硫型浅成低温热液矿床。

• 江西武山铜矿区新发现钨矿（化）体特征和其成因——来自矿相学、白钨矿原位U-Pb年代学和元素地球化学的约束

  高任,谢桂青,冯道水,纪云昊,钟浩,张磊

  钨和铜有明显不同的地球化学性质，但钨、铜在矿床中可以共伴生，原因还不清楚。长江中下游成矿带发育典型的斑岩-矽卡岩-层状铜（钨）多金属成矿系统，其中层状铜（钨）矿体成矿时代数据相对较少。作者以该带九瑞矿集区武山铜矿区新发现的钨矿（化）体为研究对象，开展了矿相学、白钨矿原位U-Pb年代学和元素地球化学的研究。研究发现，武山矿床具有层状、矽卡岩型、斑岩型3类铜矿体均有白钨矿矿化，矿床整体由浅至深存在Cu→Cu-W的分带规律。3类矿石中的白钨矿产状类似，充填在粗粒黄铁矿晶体间隙，或呈浸染状分布，被黄铜矿、闪锌矿等交代，产于退化蚀变阶段；其中斑岩中还存在少量晚世代白钨矿，与石英、黄铁矿共生,形成细脉并穿切花岗闪长斑岩，为石英-硫化物阶段产物。通过对退化蚀变阶段白钨矿进行测年和地球化学研究，作者获得了层状矿体含钨黄铜矿矿石中的白钨矿原位LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为（140.6±1.5）Ma，代表层状铜钨矿体成矿时代，在误差范围内与前人获得的斑岩、矽卡岩型矿体的成矿时代基本一致。层状矿体中白钨矿的稀土元素特征和Sr/Mo值符合岩浆热液矿床特征，相比矽卡岩型、花岗岩型白钨矿，层状矿体中白钨矿具有明显较低Mo含量，反映了形成于相对低氧逸度条件；另外，层状矿体中白钨矿具有正Eu异常和与围岩相近的高Y/Ho值的特征，推测其是流体充分交代了含碳围岩地层导致流体性质的明显改变，并且有利于白钨矿和黄铁矿的沉淀，可从深部黄龙组层间部位形成钨品位更富的黄铁矿矿石得到佐证。文章从白钨矿角度证实层状矿体是斑岩-矽卡岩成矿系统的重要组成部分，提出在九瑞矿集区已知铜矿床的深部，尤其是燕山期中酸性侵入岩与含碳质碳酸盐岩的接触带及黄龙组层位，是寻找富钨矿体的新找矿方向。白钨矿的U-Pb同位素定年为长江中下游成矿带层状矿体的成矿时代提供了新的可靠依据。

• 新疆西天山阔库确科铁铜矿区成矿岩体锆石微量元素地球化学特征及其地质意义

  顾枫华,章永梅,彭义伟,王佳琳

  新疆西天山北缘的博罗科努晚古生代岛弧带出露大量中酸性侵入体，并发育一系列斑岩-矽卡岩型铁铜多金属矿床。文章对该岛弧带中部阔库确科矽卡岩型铁铜矿床成矿岩体中的锆石开展了微量元素地球化学研究，查明了锆石成因、形成物理化学条件及其对成矿的启示意义等。数据显示，与成矿密切相关的正长花岗岩和闪长岩中锆石均表现为重稀土元素富集、轻稀土元素亏损，正长花岗岩中锆石的∑REE介于（627~1625）×10-6，闪长岩中锆石的∑REE介于（345~1439）×10-6。锆石Ti温度计显示正长花岗岩锆石的结晶温度集中在598~810℃；闪长岩锆石结晶温度为651~932℃，正长花岗岩的氧逸度（ΔFMQ+4.25）高于闪长岩（ΔFMQ-1.01）。成矿岩体锆石均形成于封闭的岩浆体系中，主要为岩浆锆石，少量闪长岩中的锆石可能在岩浆晚期遭受了富集轻稀土元素的热液改造。锆石形成构造背景属于大陆岛弧环境。成矿岩体锆石的Ce4+/Ce3+值明显高于区域内不成矿岩体的Ce4+/Ce3+值，其中正长花岗岩锆石中更高的Ce4+/Ce3+值表明，阔库确科矿区内志留系与正长花岗岩发生接触交代形成的矽卡岩中可能有更大的Cu成矿潜力。

• 内蒙古复兴屯超大型银铅锌矿床地质特征及找矿标志

  李海军,张善明,梁新强,胡二红,郝智慧,王亚楠,武斌,康建飞,白涛,周立军

  复兴屯银铅锌矿床位于大兴安岭南段中生代宝石火山沉积盆地内，是内蒙古近年来地质找矿的一大突破。文章通过分析复兴屯区域地质背景及矿床地质特征，详细介绍了地球物理及地球化学在该矿床找矿过程中的应用，最后总结了矿床的找矿标志。复兴屯银铅锌矿体产于晚侏罗世—早白垩世陆相火山碎屑岩内，其形态、规模、产状受火山机构-网格状断裂构造体系控制，呈“拱形”产出。矿床以独立银矿体、银铅锌共生矿体为主，其次为锌矿体、铅矿体、锌铅矿体，均为隐伏矿体。矿体形态为似层状、透镜状，主要矿化蚀变有叶腊石化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化、菱锰矿化、闪锌矿化、方铅矿、黄铁矿化，局部见黄铜矿化。该矿床推断Ag金属资源量5258 t，平均品位198.21 g/t；Zn金属推断资源量17.6万t，平均品位1.61%；Pb金属推断资源量3.3万t，平均品位1.36%，达超大型规模。文章初步总结出复兴屯矿床找矿标志：晚侏罗世—早白垩世陆相火山碎屑岩、网格状断裂构造体系、破火山口和火山盆地、矿化蚀变（铁锰碳酸盐化、硅化、叶腊石化、黄铁矿化、铅锌矿化）、平面及垂向Ag-Pb-Zn-CuAu元素异常组合、环状平稳负磁异常和低阻高极化激电异常。复兴屯超大型银铅锌矿床地质特征及找矿标志的研究为大兴安岭地区类似矿床提供找矿思路，同时也为该区寻找隐伏矿体提供一种有效的勘查模型。

• 内蒙古复兴屯超大型银铅锌矿床成因：闪锌矿微量元素组成的制约

  陆泽芊,陈公正,段海龙,杨艳霞,刘洪岩,李敏,钱军,李海军,梁新强,武广

  复兴屯矿床位于大兴安岭南段，是一个以银为主，伴生铅锌的超大型矿床。矿体产于早白垩世火山岩及火山碎屑岩中，发育贫铁闪锌矿+方铅矿+黄铜矿+（银）黝铜矿的矿物组合，围岩蚀变以碳酸盐化、高岭土化和叶腊石化为主。其成矿可以划分为以下3个阶段：铜锌硫化物阶段（阶段Ⅰ）、铅锌硫化物阶段（阶段Ⅱ）和银锌硫化物阶段（阶段Ⅲ）。文章对复兴屯矿床闪锌矿开展了LA-ICP-MS微量元素分析，矿床中闪锌矿以富集Cu、Ag、Pb，贫Fe、Cd、Ga、Ge为特征。矿床闪锌矿均为贫铁闪锌矿，暗示复兴屯矿床形成于中低温环境。由阶段Ⅰ至阶段Ⅲ，闪锌矿中的Fe、Mn、In含量逐渐降低，Ga、Ge、Sb含量略有增加，暗示成矿流体温度逐渐下降。复兴屯闪锌矿中Ag可与Cu联合置换Zn进入闪锌矿晶格，这可能是复兴屯矿床闪锌矿中Ag含量高的重要因素。此外，闪锌矿中常见韵律环带，反映了闪锌矿形成过程中成矿流体有多次压力波动，成矿流体多次压力波动引发的流体相分离是矿质沉淀的主要机制之一。闪锌矿微量元素含量与中低温岩浆热液矿床基本一致，明显区别于MVT型矿床、块状硫化物矿床、矽卡岩型矿床和中高温岩浆热液矿床，结合矿床地质特征，认为复兴屯银铅锌矿床属于浅成低温热液矿床。

• 岩浆-热液成矿系统中铁同位素地球化学研究现状

  王续文,李宇轩,安芳

  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δ56Fe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。

• 海南岛抱伦金矿床双峰式侵入杂岩地球化学特征及对金成矿作用的启示

  林弟,宛胜,胡在龙,吕常艳,单强,梁晓,魏昌欣,袁勤敏,高鹏

  位于海南岛西南部的抱伦金矿产于尖峰岩体外接触带，与辉绿岩脉密切伴生，这些侵入岩蕴含了金矿成矿作用与岩浆活动-构造演化-成矿体系关系的重要信息。文章报道了对抱伦尖峰花岗岩和辉绿岩开展岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sm-Nd同位素地球化学研究的成果。本次工作获得了尖峰花岗岩的LA-ICP-MS方法锆石U-Pb年龄为(234.9±2.8) Ma，与辉绿岩构成双峰式侵入杂岩组合。辉绿岩属亚碱性玄武岩系列，相对富集Th、Nb、Ta等强不相容元素，无Nb、Ta、Ti亏损，显示与富集洋中脊玄武岩（E-MORB）相似的地球化学特征，其εNd (t)值为4.11，指示了亏损的源区性质；尖峰花岗岩属高钾钙碱性岩系的铝质A型花岗岩，相对富集K、Rb、Th、Ce等元素，相对亏损Sr、Ba、Nb、Ta、P、Ti等元素，其εNd (t)值为-7.61~-7.80，指示了再循环地壳源区。抱伦辉绿岩为交代型地幔降压熔融的产物，而尖峰花岗岩起源于中元古界泥质和杂砂岩地壳源岩于低压、高温环境下的部分熔融，该双峰式侵入杂岩与金成矿作用形成于造山后伸展-减薄构造背景。双峰式侵入杂岩的侵位分别提供了壳源、幔源成矿物质和运移载体，壳-幔源含矿岩浆热液沿白沙断裂上升，运移过程中不断萃取围岩成矿物质，导致成矿流体变为变质热液主导，最终在NNW向拉张性断层破碎带就位。导致金沉淀成矿的主要因素是含矿热液发生降压，归因于造山后伸展-减薄构造环境。区域牵引构造发育的部位是含矿热液运输通道和主要的成矿空间，应是深部找矿的主要勘查方向。

• 松辽盆地开鲁坳陷西部四方台组铀成矿条件及找矿方向

  佟术敏,封志兵,张婷婷,宁君,姜山,杨文达,柳东良,臧亚辉

  开鲁坳陷位于松辽盆地西南部，通过系统地分析开鲁坳陷西部铀源、构造、岩性-岩相、砂体氧化-还原、水文地质和铀矿化特征，笔者认为区内四方台组具备砂岩型铀矿成矿的基本地质条件。经统计蚀源区和地层本身砂体铀含量，数据显示该区具备丰富的内外双重铀源。深部还原流体可沿主干断层直接进入四方台组，这些断层也为地下水排泄提供通道。四方台组发育冲积扇、辫状河沉积体系，泥-砂-泥结构稳定，具备良好的地下水补-径-排和水中铀水文地质条件。文章从氧化带、砂体Th/U值变化规律、Fe2+/Fe3+值及有机碳含量分布特征等方面阐述其与铀成矿的关系。铀成矿主要受铀源、构造、岩性岩相及砂体氧化-还原等关键因素控制，各种成矿要素匹配良好，具备形成中型及以上砂岩型铀成矿潜力。

• 塞尔维亚Mali Krivelj斑岩型铜矿床热液蚀变作用及元素迁移规律

  谭威,曾育龙,林明钟,曾兴宝,林荣添,郭红乐

  位于特提斯成矿域西段塞尔维亚Bor成矿带内的Mali Krivelj铜矿床是一大型斑岩型矿床。为揭示该矿床热液蚀变作用过程及元素迁移规律，文章对新鲜安山岩及不同蚀变带典型样品进行了微量元素分析及元素迁移质量平衡计算。研究结果表明，绢英岩化带及绿泥石-绢云母化带显示类似元素迁移规律，REE、Sr、Ba、Zr、Th、U、Ti、Co、Ni等元素显示一定程度迁出，而Rb、Cs等元素显示一定程度迁入，绿泥石-绢云母化带发育大量磁铁矿，而绢英岩化带则大量出现石英+绢云母+黄铁矿组合，这表明随着流体的持续演化，流体的还原性逐渐增强。青磐岩化带蚀变较弱，其元素迁移程度较低。研究区Cu与Cr、Rb、Ti/Sr、Rb/Ba、Cr/Zn比值等具较好的正相关性，Cu与REE、Ba、Zn、Mn、Sr等元素具有一定的负相关性，表明该矿床全岩元素迁移规律在一定程度上也能作为地球化学勘查指标为寻找斑岩矿化中心提供依据。

• 1982~2022年《矿床地质》载文分析与趋势展望

  贾敬伍,赵海杰,秦思婷,尹淑苹,孟秋熠

  《矿床地质》是中国报道矿产资源最新研究成果的代表性刊物，同时也是汇集矿床学领域重要研究进展及成果的学术交流平台，对其载文热点追踪及期刊量化评价有助于梳理国内矿床学领域的研究进展，探究未来发展趋势，并为学科相关研究人员提供借鉴和参考。文章基于文献计量学研究、借助大数据和机器学习等手段，分析了1982~2022年《矿床地质》刊载论文的内容与信息，揭示矿床学40年的研究热点及主题演化情况，并通过与国际同领域知名期刊的对比，系统性地总结和讨论其展现的研究领域的进展和发展趋势。该刊主要聚焦于地球科学领域，热点关键词主要包括：流体包裹体、成矿作用、矿床成因、成矿流体和地质特征等。历年刊文可归纳为5个研究主题，包括区域成矿规律、成矿背景与构造环境、成矿流体和矿化特征、成岩成矿年龄和岩浆热液成矿作用以及元素富集成矿。热门地区主要是内蒙古、新疆和西藏等中西部省区。未来矿床学研究将会更加注重新技术和新方法的宏观和微观应用、多学科交叉融合对矿床成因机制和成矿规律的揭示，以及矿产勘查的综合指导等方面。

• 赣粤界山发现花岗伟晶岩型铍多金属矿

  赵如意,王登红

  花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要产出于后碰撞到非造山构造背景，同期多阶段复式岩体中，侧向侵位的晚阶段高分异花岗岩是有利的成矿母岩。南岭成矿带发育稀有金属矿化的花岗岩很多，花岗伟晶岩型稀有金属矿床却较罕见。贵东岩体具备花岗伟晶岩型稀有金属的成矿条件，“界山”有利于矿体保存。笔者通过野外查证，在贵东岩体赣粤界山附近的龟尾山和牛牯石地段均发现含绿柱石花岗伟晶岩，该花岗伟晶岩脉铍矿化强烈，脉体规模和矿物分带性特征表明其找矿潜力大，综合利用价值高。此发现不仅补充了南岭成矿带的稀有金属成矿类型，还表明二（白）云母花岗岩的小岩体周边也有可能发现花岗伟晶岩型铍多金属矿床。