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李昌昊等-OGR&JAES:哈薩克斯坦阿克斗卡超大型斑巖銅礦淺部成礦過程及其指示作用
2019-01-24 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  斑巖型銅礦是世界重要礦床類型之一,為世界提供著巨量的Cu(~80%)、Au~20%)和其他伴生金屬元素(如Re),并因其規模大、易開采、伴生元素豐富長期受到礦床學家們的關注。前人根據中-新生代斑巖銅礦的研究提出了較為成熟的斑巖銅礦淺部成礦過程理論,但對于古生代斑巖銅礦(如中亞成礦域)的淺部成礦過程研究相對較少,因此目前廣泛應用的淺部流體成礦過程模式是否適用于古老斑巖銅礦尚存疑問。 

  針對上述問題,礦產資源研究院重點實驗室博士研究生李昌昊在導師申萍研究員的指導下,選擇位于中亞成礦域西段北巴爾喀什成礦帶中的阿克斗卡礦集區(金屬量12Mt Cu、>58t Au)作為研究對象,利用巖漿、熱液礦物學與流體包裹體相結合的研究方式,探討了阿克斗卡礦床的淺部成礦過程。研究發現: 

  1)成礦巖漿具有高氧逸度、高硫含量的特征,這種巖漿能夠有效地攜帶巨量成礦物質到達地殼淺部(圖1a、圖1b)。磁鐵礦結晶為金屬沉淀提供必要的配位體(SO42-被還原成S2-),溫度和壓力的降低是導致金屬沉淀的根本原因,氧逸度從巖漿階段到成礦晚期經歷了高氧逸度-低氧逸度-較高氧逸度的變化過程(圖1c、圖1d)。 

1 阿克斗卡礦床不同類型侵入體中(a)磷灰石SO3含量;(b)巖漿硫含量;(c)磷灰石、磁鐵礦-鈦鐵礦對的溫度-氧逸度圖解;(d)綠泥石的溫度-Fe3+/TFe圖解 

  2)綠泥石成分變化與流體成分變化密切相關,綠泥石的元素比值和共生礦物組合可用于指導找礦。在阿克斗卡礦床形成過程中,成礦流體導致的水巖反應(熱液蝕變)造成全巖元素的重新分配,鐵鎂質礦物蝕變為綠泥石時吸收流體中的FeMg(圖2a)。綠泥石富Fe還是富Mg則主要取決于流體成分:隨著流體溫度和壓力降低,絡合物失穩造成大量的硫化物沉淀,使得成礦流體中的Fe急劇減少,導致主成礦期形成的綠泥石富Fe,而在成礦末期形成的綠泥石富Mg(圖2b-d)。水巖反應比例的下降使得與綠泥石伴生的石英數量逐漸減少。 

2 阿克斗卡礦床(a)巖石及礦物成分Al2O3-SiO2-(MgO+FeO) (wt%)圖解;(bFe-Al-Mg (a.p.f.u)圖解;(c)綠泥石Fe/(Mg+Fe)-AlIV圖解;(d)綠泥石Fe/(Mg+Fe)-AlVI圖解    

  本研究為中亞成礦域古生代斑巖銅礦的研究提供一個參考實例,也為研究淺部成礦過程提供了蝕變礦物這樣一個新的角度。研究成果發表于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.原文鏈接 

  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.. 原文鏈接 

 
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