科学研究

孙祥:斑岩铜矿金属沉淀阶段与沉淀机制【EG,2024】
2024-04-19 阅读:55

斑岩铜矿是最主要的铜矿床类型,为全球提供了最主要的铜资源,其成因机制与成矿过程一直是矿床学的研究热点。斑岩铜矿热液演化过程中金属沉淀阶段与沉淀机制存在广泛争议。我国学者多认为铜等金属沉淀在绢英岩化阶段,与岩浆流体和大气降水混合有关。然而,斑岩矿床领域的很多西方知名学者认为铜沉淀在钾化阶段,岩浆流体降温是金属沉淀的主要机制,而大气降水多在成矿后进入流体系统促发了绢英岩化蚀变。

针对上述科学问题,57365z线路检测中心“岩浆-热液演化与金属成矿”群体孙祥教授、邓军教授等合作,以西藏冈底斯碰撞斑岩铜矿带西段的朱诺大型铜矿为研究对象,通过详细的野外地质观察和钻孔岩心编录,结合矿相学、流体包裹体原位成分、石英原位氧同位素分析,取得主要进展如下:

1、钾化阶段的石英A脉和B脉由大量的早世代石英(QAQB)构成,与黑云母、钾长石等矿物共生;含量较少的晚世代石英(QA-crackQB-crack)呈细网脉状切割早世代石英、或呈港湾状出现在早世代石英边部,与之共生的矿物有黄铜矿、绿泥石、白云母等,其中黄铜矿切割早世代石英,绿泥石交代黑云母。绢英岩化阶段的石英D脉由大量的石英(QD)、黄铁矿、绢云母构成。

2QAQB中包裹体类型主要有单相中密度包裹体和丰富的高盐度相和富气相包裹体,高盐度相包裹体Cu/(Na+K)比值高且变化范围窄。QA-crackQB-crack中的包裹体主要为水溶液包裹体,Cu/(Na+K) 比值变化大,在400°C-340°C随温度降低急剧下降。QD中包裹体主要为水溶液包裹体,Cu/(Na+K)低。原位氧同位素显示QAQBδ18O值为7.6%~11.4‰QA-crackQB-crackδ18O值为-7.2%~6.7‰,而QDδ18O值为-1.8%~6.7‰

3、斑岩铜矿金属沉淀发生在钾化阶段之后的绢英岩化早阶段(绿泥石±白云母蚀变为主),岩浆流体相分离产生的富铜的高盐度卤水与富硫的气相再均一过程以及与大气降水的混合是斑岩铜矿金属沉淀的主要机制。

本研究为查明斑岩铜矿金属沉淀阶段和沉淀机制提供了关键证据和重要见解,丰富了碰撞环境斑岩铜矿成矿理论



图1 西藏冈底斯朱诺大型铜矿钾化阶段石英A脉特征

 


图2 热液演化不同阶段脉脉石英原位O同位素特征



图3 脉石英流体包裹体LA-ICP-MS成分

 

本研究得到家自然科学基金(92155305, 41973040等项目的联合资助。相关成果发表于矿床学权威期刊《Economic Geology: Sun, X.*, Li, R.Y., Si, X.B., Xiao, K., Deng, J.*, 2024. Timing and mechanism of ore precipitation in porphyry Cu systems: Insight from LA-ICP-MS analysis of fluid inclusions and in-situ oxygen isotope analysis of hydrothermal quartz at Zhunuo porphyry Cu deposit, China. Economic Geology.

原文链接:https://doi.org/10.5382/econgeo.5064