汐卡岩型和卡林型矿床.ppt

矽卡岩型和卡林型矿床,2006.4.25,Contents,,陈志广美洲中部洪都拉斯的MinasdeOro地区的铜金矽卡岩矿化,1,,宋国学SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,2,,阿根廷Neuqun地区Caicayn与斑岩型矿化有关的矽卡岩热液流体的成分和演化,3,,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石学、构造和蚀变的关系,4,5,,卡林型金矿岩浆成因的证据美国内华达Betze-Post-Screamer矿床的硫同位素组成,赵成海,张颖,陈伟军,1,3,铜和金矿化作用在MinasdeOro地区广泛分布在靠近MinasdeOro侵入体的石榴石矽卡岩中有从铜到金的原生金属分带。位于距侵入体接触带1-2Km，在SanAntonio的硅化灰岩中有含金、砷、铜的呈放射状的银、铅、锌脉体这种金属分带性是铜金矽卡岩典型特征,美洲中部洪都拉斯MinasdeOro地区的铜金矽卡岩矿化,1,陈志广中科院地质与地球物理研究所,矽卡岩成矿是这个区域最重要的矿床类型矿化作用发生在石灰质沉积岩（外矽卡岩）和较小范围的斑状侵入体（内矽卡岩）之中铜和金仅出现有潜在经济价值的富集，但是铜、金的比例却大不相同。其他金属如银、铅、锌和钼在局部地区大量出现。在大多数铜夕卡岩矿床中会发现不同类型的浅成铜富集侵染型铜砷矿化和大量不完全的金铜矿化出现在MinasdeSanAntonio村东部的钙质砂岩和砾岩中,美洲中部洪都拉斯MinasdeOro地区的铜金矽卡岩矿化,1,IA类夕卡岩形成于大量棕绿色钙铁榴石和少量的辉石及磁铁矿有交代发生的石灰岩和钙质粉砂岩地区。IA类夕卡岩一般都赋存在大理岩之上。石榴石夕卡岩含有工业品位的金、铜矿化，但只发生在被断层切断或者是发生逆向蚀变作用的地区。IA类夕卡岩矿化具有典型的侵染特征，一般与斑岩岩脉和岩床有密切联系IB类夕卡岩其包含的磁铁矿和赤铁矿超过石榴石而成为一个重要的富集相。这种磁铁矿-石榴石夕卡岩由磁铁矿和含量在10-50的石榴石或者是细小的块状磁铁矿组成。矿化矿物主要是侵染状的铜和铜的碳酸盐岩组成。铁氧化物载的铜占这些夕卡岩氧化部分铜总量的重要部分。在氧化物中，金以银金矿形式出现，金和铜的相关性指示金起初是在黄铜矿中。IB型夕卡岩沿着本地区大理岩和等粒状花岗闪长岩的接触带分布,MinasdeOro矿化作用,1,IC类夕卡岩由块状（50）的磁黄铁矿、黄铜矿和作为脉石的石榴石和辉石组成。这些夕卡岩出现在大理岩和硅质碎屑岩接触带，并且石英长石斑岩侵入到接触带中。氧化带形成大量的褐铁矿和赤铁矿铁帽。在横向上或者是纵向上很像是IC类夕卡岩向IB类夕卡岩过渡。在两种夕卡岩中一般都是出现Aug/tCu比是11II型SanAntonio侵染的和碳酸盐交代的金砷矿化作用发生在远离侵入体的部位，表现出是酸性低温成矿流体从高钙岩石中迁移出的结果。脱钙和晚期的破裂导致渗透性增加，导致流体流动和硅质、黄铁矿和少量铜硫化物在脉体中沉积或者是成为交代体。由于在该地区伴有其他金属矿床，推断出最终的金属和热液流体来源是本区的侵入体和伴随的灌入相,美洲中部洪都拉斯MinasdeOro地区的铜金矽卡岩矿化,1,MinasdeOro地区铜金矿床的分布和性质受四种因素控制（1）侵入活动（2）寄主岩石的组成（3）断裂和破裂（4）寄主碳酸盐岩的产状侵入岩在成矿作用过程中起到了很多作用矿床和侵入体有着紧密的空间联系。后期侵位的斑岩相当于热源，造成了脱碳作用，并使临近地区产出石榴石和辉石夕卡岩侵入体和寄主岩石之间的温差产生的热液对流迫使流体向外运移实验证据显示金、铜、铁主要来源于侵入体岩脉的密度与铜金矿化程度有直接的关系花岗闪长岩是该区最大的侵入体，但是几乎没有矿床与它有密切的联系,讨论和结论,1,石灰质原岩是形成夕卡岩矿床所必需的。这些不同的石灰质原岩可能控制了最终的矿物组合，提供了金属阳离子和铝硫化物或者在ValledeAngeles与富有机质的硅质碎屑岩起还原剂作用多数矿床显示出与断层的密切关系。断层被认为是在创造透入性方面起到了关键作用，可以作为后期热液流体通过寄主岩石的运移通道碳酸盐岩的产状控制着夕卡岩矿床,1,SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,宋国学中科院地质与地球物理研究所,2,萨兰夫钨金砷矽卡岩矿床在高变质作用时开始形成，导致本地变质花岗岩和片麻岩深部熔融，形成过铝质石榴石花岗岩。317Ma时，在温度为650-700摄氏度，压力大于0.45Gpa具有右行挤压作用条件下发生高度变质作用。萨兰夫矽卡岩呈层状具有块状构造，部分已经取代先前存在的薄层大理岩，形成条带状构造第二期矽卡岩阶段主要发生在副片麻岩中，同期矽卡岩是矿化程度最好的矿石，它包含铁钙辉石，斜长石，石英，部分褐帘石榍石和不定量的硫化物和白钨矿。白钨矿是与同期贫铁铁钙辉石相关的形成最早的矿物，随后析出的毒砂和斜方砷铁矿，与富铁的铁钙辉石相关。最初形成的金与共生的毒砂磁黄铁矿相关。大量硫化物形成于600度和450度之间,SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,2,矽卡岩主岩体演化可划分为三个部分变质作用阶段，同期形成阶段，和退化阶段,3.倒退阶段辉石被磁铁矿、赤铁矿-方解石-石英取代趋向大理岩，被绿帘石绿泥石取代趋向副片麻岩。在后退阶段析出很少量的二期金和白钨矿。后退时期的岩石痕迹是不均匀且被约束，这可能反映夕卡岩阶段深变质的环境,SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,2,铅同位素同从上地壳来源的铅相一致氧同位素说明和母岩花岗岩一致的流体对矽卡岩的形成有积极作用，且混合增长的大量的二氧化碳使之逐渐靠向大理岩硫同位素也指示两种来源的混合。对斜方辉石和褐帘石的分析说明同期矽卡岩的成矿流体随时间变化，向富铁锰的轻稀土元素混合物演化矿物和绿帘石绿泥石的氢氧同位素合成物，说明氧化的非岩浆流体已经参与了矽卡岩后退阶段。现在的数据说明大量的萨兰夫矽卡岩形成于深部地壳，流体来自深部熔融的花岗岩，或者在区域大规模挤压变形时沿早期的地壳通道运移综上所述，萨兰夫矽卡岩可能是305Ma时下地壳麻粒岩化结果，是浅部金钨矿化的深部表现,SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,2,因此，萨兰夫矽卡岩形成在深部地壳浅色花岗岩的熔融流体条件下，可能形成浸透性的片麻岩。在区域性的断层转换时，发生在305-310Ma欧洲板块华力西构造带，是普遍的钨金热液成矿的最佳解释,SalanfeW-Au-As矽卡岩矿的形成与演化进程,2,阿根廷Neuqun地区Caicayn与斑岩型矿化有关的矽卡岩热液流体的成分和演化,1变质和矿化作用都是I-型，磁铁矿系列，角砾岩化，表明是一个相对较浅的变质环境-500bar；2夕卡岩都经历了主要由石榴子石、单斜辉石、绿帘石和赤铁矿-磁铁矿占主导的氧化矿化；3夕卡岩含有高达15的硫化物，部分是与远离的大规模磁铁矿和赤铁矿有关；,陈伟军中科院地质与地球物理研究所,3,研究区的矿床类型与南美、中美和北美洲、亚洲和南太平洋地区的同类的矿床有着共同的特征,（4）大量硅化的黄铁矿体代替了外围的夕卡岩和大理岩；（5）辉石-夕卡岩和硅化的黄铁矿变质带远离钾化的核变得各自富集铁和锌；（6）矿化的火成岩表现出早期的粒状的钾化安山岩和晚期的绿泥石化的特征，夕卡岩中这种晚期的变质作用分别与外带的石榴子石-辉石和内带的硅化-黄铁矿化有关；（7）Cu-Au异常带位于钾化和绿泥石化的晕带上。,3,火成岩中的流体包裹体反映了多期流体事件,（1）在355C和400C之间均一化的高盐度的包裹体群说明圈闭的是大约500bar压力的岩层下的流体；（２）第二群在215C-385C通过气泡消失达到均一的包裹体，可能圈闭的是与第一群包裹体具有相似的温度但压力较低的流体；（３）一群共存的具有相似的均一温度326C-360CNacl包裹体和富气包裹体可能是在120-170bar的静水压力下低盐度流体的沸腾作用形成的。,3,夕卡岩矿化也记录了高盐度流体的信息靠近夕卡岩的灰岩中的包裹体，与夕卡岩及火成岩具有相似的均一温度和盐度由绿泥石带的沸腾包裹体和硅化-黄铁矿带的超临界包裹体证据可以看出，在夕卡岩和斑岩变质中静水体系占主导地位靠近夕卡岩体的火成岩中的沸腾流体，形成包含一个气体柱的气相包裹体，这一气体柱可能与内带的变质作用有关，同时也与夕卡岩前面的大量多孔性碳酸岩有关,3,结论,Caicayn与全世界的层位较浅的夕卡岩铜矿体系相似，但是它缺少了多期侵入相和后期流体的多期脉冲侵入作用；所以，与其他夕卡岩型的铜矿相比具有较低的品位,3,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石、构造和蚀变的关系,张颖中科院地球化学研究所,地质背景和Bteze-post矿床特征,在世界最大的卡林型金矿Bteze-Post金矿的Screamer带形成于Bteze-Post矿床的西部末端，是一个几乎完全以Popovich组中的帚纹段为主的层状矿带。帚纹段在同组的面状段之下而在RobertMountains组之上,4,,,Betze-Post-Screamer矿区示意图,,,金品位同构造的关系,金的品位与断裂之间的关系并不明显，但是在一些包含垂直断裂的或与高岭石有关的断裂的样品中金品位是稍高的，特别是那些与北东走向有关的断裂中在Screamer中，大多数早期矿脉是水平的，多数晚期矿脉是垂直的，表明该地区长期的流体压力趋势已经从静岩的趋势转变成了静水的趋势,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石、构造和蚀变的关系,4,金品位与蚀变的关系,金的品位同硫化作用和脱碳作用的关系并不明显，尽管一些似乎与含高岭石的岩石有关，但在大多数岩石中并非如此显示与金品位有直接关系的岩石学特征是黄铁矿。一些黄铁矿是通过早期岩石的硅化作用形成的，但是多数是通过黄铁矿加入到岩石中形成的,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石、构造和蚀变的关系,4,结论和讨论,矿床中最重要的早期事件是帚纹段的硫化作用和平直断裂的形成，后者很可能发生在静岩压力下。平直断裂中缺乏黄铁矿说明硫化作用是先发生的，可能是作为一种成岩事件发生的。要求发生平直断裂的条件是接近于静岩压力，这在晚古生代或早中生代期间普遍发生，那时Screamer带的覆盖是最厚的。,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石、构造和蚀变的关系,4,最重要的晚期事件是Screamer带中的黄铁矿矿化和北东走向断裂的形成。这些断裂有可能与大致发生于奥陶到始新世时的在卡林地区广泛发育的北东走向断层有关，并且已经表明这些断裂对矿化起到了重要的控制作用,4,内华达Bteze-post矿床Screamer带中卡林型金矿成矿与岩石、构造和蚀变的关系,卡林型矿床岩浆成因的证据美国内华达Betze-Post-Screamer矿床硫同位素组成,研究背景卡林型矿床的成因模式目前已经提出包括大气、岩浆、变质和盆地热液系统等多种成因模型。但是，这些模型在应用的过程中却受到了限制，因为缺少证据来证实矿床中富集的元素的来源以前的研究认为大多数卡林型矿床形成于以沉积作用为主生成的硫化物,赵成海中科院地球化学研究所,5,实验方案,,,旧方案将黄铁矿进行分选，得到1.成矿前成岩作用生成的黄铁矿2.其他原因生成的具有和成矿相关的次生加大的含砷黄铁矿3.质谱分析,,,,,对比,新方案对富含金的样品中的黄铁矿进行离子探针硫同位素微区分析,5,离子探针（SIMS）方法的优势,,1.空间分辨本领最小可达1微米,2.深度分辨极限主要与二次离子刻蚀速度和分析检测灵敏度有关,3.测量的相对灵敏度和绝对灵敏度通常分别为10-610-19克,离子探针硫同位素微区分析,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,含砷黄铁矿的扫描电镜图像富含砷区域呈浅灰色表1中离子探针微区分析的点位,5,实验结果,成矿流体中的硫同位素组成,Screamer与成矿相关的黄铁矿δ34S值-1‰3‰Post1.矿脉和侵染体中与岩株相关的黄铁矿δ34S值高达15.6‰2.沉积岩中的黄铁矿2‰20‰δ34S值对高δ34S值的解释卡林型矿床矿化过程中对1侏罗纪Goldstrike岩株或来自2沉积岩成岩作用和3sedex硫化物中硫的重熔作用Screamer矿区与成矿相关黄铁矿的δ34S值在-1‰到3‰之间的分析结果，是对Betze-Post-Screamer成矿流体同位素组成的最佳的预测,5,,,Betze-Post-Screamer矿区示意图,,,5,成矿流体中的硫同位素来源,首先，可以估计析出黄铁矿流体具有大约0‰的δ34S平均值第二，我们估计析出砷硫化物的流体中δ34S值为9‰到14‰，与早期研究预计的类似，但与上文中预计的，生成黄铁矿的流体中为0‰大大不同结合Fe-As-S体系相平衡规律可知与成矿相关的流体应该是有不同的硫同位素组成的两种流体，第二种高于第一种流体可以总结为第一种流体的δ34S值为0‰，而第二种为10‰,5,成矿流体中的硫同位素来源,成矿流体中硫同位素组成随时间的变化，可能反映了卡林型矿床的硫从早期的岩浆来源到后期的沉积岩来源的变化类似斑岩铜矿矿化的侵入作用可能是卡林型矿床早期成矿流体的来源，因为它们都有0‰的δ34S值晚期具有高δ34S值的流体，可能来自受到古生代含矿沉积岩中的硫化物混染的侵入体，岩浆也沿该侵入体上升第二种来源的硫，并不可能是仅仅由沉积岩和其他非火成岩衍生的。证据是高含量的砷、汞、锑，该成分是岩浆岩系统的典型产物,5,卡林型矿床岩浆成因的其他证据,与高硫化作用低温热液矿床的主量元素对比,卡林型和高硫化作用贵金属矿床主元素对比,5,结论,卡林型矿床中的硫元素主要是岩浆来源该岩浆受到了古生代沉积岩中不同量的硫元素的混染影响。沉积型的硫可能是由建造水运输，但更可能是来自上升过程中吸收了围岩中硫元素的岩浆，或者是从围岩中淋滤了硫元素的区域性的热水溶液混染过程中产生的变化，可能导致了在卡林型矿床中观察到的硫同位素组成的变化范围,5,,,,,,,,,,,,张颖,陈伟军,宋国学,陈志广,赵成海,矽卡岩型和卡林型矿床小组,ThankYou,,