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李昌昊等-OGR&JAES:哈萨克斯坦阿克斗卡超大型斑岩铜矿浅部成矿过程及其指示作用
2019-01-24 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  斑岩型铜矿是世界重要矿床类型之一,为世界提供着巨量的Cu(~80%)、Au~20%)和其他伴生金属元素(如Re),并因其规模大、易开采、伴生元素丰富长期受到矿床学家们的关注。前人根据中-新生代斑岩铜矿的研究提出了较为成熟的斑岩铜矿浅部成矿过程理论,但对于古生代斑岩铜矿(如中亚成矿域)的浅部成矿过程研究相对较少,因此目前广泛应用的浅部流体成矿过程模式是否适用于古老斑岩铜矿尚存疑问。 

  针对上述问题,矿产资源研究院重点实验室博士研究生李昌昊在导师申萍研究员的指导下,选择位于中亚成矿域西段北巴尔喀什成矿带中的阿克斗卡矿集区(金属量12Mt Cu、>58t Au)作为研究对象,利用岩浆、热液矿物学与流体包裹体相结合的研究方式,探讨了阿克斗卡矿床的浅部成矿过程。研究发现: 

  1)成矿岩浆具有高氧逸度、高硫含量的特征,这种岩浆能够有效地携带巨量成矿物质到达地壳浅部(图1a、图1b)。磁铁矿结晶为金属沉淀提供必要的配位体(SO42-被还原成S2-),温度和压力的降低是导致金属沉淀的根本原因,氧逸度从岩浆阶段到成矿晚期经历了高氧逸度-低氧逸度-较高氧逸度的变化过程(图1c、图1d)。 

1 阿克斗卡矿床不同类型侵入体中(a)磷灰石SO3含量;(b)岩浆硫含量;(c)磷灰石、磁铁矿-钛铁矿对的温度-氧逸度图解;(d)绿泥石的温度-Fe3+/TFe图解 

  2)绿泥石成分变化与流体成分变化密切相关,绿泥石的元素比值和共生矿物组合可用于指导找矿。在阿克斗卡矿床形成过程中,成矿流体导致的水岩反应(热液蚀变)造成全岩元素的重新分配,铁镁质矿物蚀变为绿泥石时吸收流体中的FeMg(图2a)。绿泥石富Fe还是富Mg则主要取决于流体成分:随着流体温度和压力降低,络合物失稳造成大量的硫化物沉淀,使得成矿流体中的Fe急剧减少,导致主成矿期形成的绿泥石富Fe,而在成矿末期形成的绿泥石富Mg(图2b-d)。水岩反应比例的下降使得与绿泥石伴生的石英数量逐渐减少。 

2 阿克斗卡矿床(a)岩石及矿物成分Al2O3-SiO2-(MgO+FeO) (wt%)图解;(bFe-Al-Mg (a.p.f.u)图解;(c)绿泥石Fe/(Mg+Fe)-AlIV图解;(d)绿泥石Fe/(Mg+Fe)-AlVI图解    

  本研究为中亚成矿域古生代斑岩铜矿的研究提供一个参考实例,也为研究浅部成矿过程提供了蚀变矿物这样一个新的角度。研究成果发表于Ore Geology ReviewsJournal of Asian Earth Sciences 

  1Li C H, Shen P, Pan H D, Mineralogy of the Aktogai giant porphyry Cu deposit in Kazakhstan: Insights into the fluid composition and oxygen fugacity evolution[J]. Ore Geology Reviews, 2018, 95: 899-916.原文链接 

  2Li C H, Shen P, Pan H D, et al. Geology and ore-forming fluid evolution of the Aktogai porphyry Cu deposit, Kazakhstan[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, 165: 192-209.. 原文链接 

 
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