收藏 分销(赏)

江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对铼差异性富集的制约.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:579545 上传时间:2024-01-02 格式:PDF 页数:17 大小:10.30MB
下载 相关 举报
江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对铼差异性富集的制约.pdf_第1页
第1页 / 共17页
江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对铼差异性富集的制约.pdf_第2页
第2页 / 共17页
江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对铼差异性富集的制约.pdf_第3页
第3页 / 共17页
亲,该文档总共17页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、un.2 0 2 32023年6 月质地ACTALOGICA SINICA报学Vol.97 No.6第6 期第9 7 卷江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对差异性富集的制约陈涛亮1.2),任志1,2),冷成彪彭*1.2),王安东1.2)1)东华理工大学核资源与环境国家重点实验室,江西南昌,330 0 13;2)东华理工大学地球科学学院,江西南昌,330 0 13内容提要:铜厂和富家坞矿床是德兴矿田中两个典型的斑岩铜矿床,二者成矿时代、成矿背景和致矿斑岩均较一致,但前者中辉钼矿的Re含量明显高于后者。为探究成矿流体演化过程对辉钼矿中Re含量差异的影响,本文对铜厂和富家坞不同成矿阶段的石英开展LA

2、-ICP-MS微区原位分析以及流体包裹体测温研究。结果显示,二者流体均具有由高温向低温,中低盐度高盐度共存向低盐度演化的趋势,且温度下降、流体沸腾以及pH值的变化可能是导致Cu、M o 沉淀的主要原因;但就同一成矿阶段而言,铜厂比富家坞成矿温度更低,并且在主成矿阶段,铜厂具有更高的流体盐度;因此,推测温度和盐度可能是导致二者中辉钼矿Re含量差异的主导因素。关键词:德兴铜矿田;成矿流体演化;辉钼矿;江西德兴铜矿田是中国东部最大的斑岩型铜矿产地,其矿产资源储量巨大,Cu、M o 储量分别达超大型、大型。同时还伴生有Au、A g、Re 和Co等有益组分(朱训等,198 3;周清,2 0 11;文鹏,

3、2 0 15),其中Re储量可达10 0 0 t,占全球储量的10%(龚益彬,2008)。该矿床自发现以来,前人在地质特征(朱训等,198 3)、成岩成矿时代(GuoShuoetal.,2 0 12;Zhou Qing et al.,2 0 12;Li Xi a o f e n g e t a l.,2013)、构造背景(Wang Qiang et al.,2 0 0 6;W a n gGuoguang et al.,2015;Li Li et al.,2017;ZhangChanchan etal.,2 0 17)、成矿物质来源(梁祥济,1995;钱鹏等,2 0 0 6)、伴生元素分布状态(

4、王传亮等,2014;夏瑜等,2 0 17;高知睿等,2 0 18)等方面做了大量研究并取得了众多成果。前人通过辉钼矿Re-Os定年以及微量元素方面的研究,发现德兴铜矿田铜厂和富家坞两个矿床的辉钼矿Re含量存在显著差异,铜厂辉钼矿平均Re含量可达12 6 8 X10-,而富家坞矿床平均Re含量为2 44X10-(朱训等,1983;Guo Shuoetal.,2 0 12),但对于差异的原因却少有研究。二者在地质背景、成矿时代、成矿岩体等方面均较一致,这意味着铜厂和富家坞辉钼矿Re含量的差异可能与成矿流体性质及演化过程有关。基于此,本文采用流体包裹体测温以及石英LA-ICP-MS微量元素分析等手段

5、,重点对比铜厂和富家坞矿床的流体性质及演化过程,并在此基础上探讨两个矿床辉钼矿Re含量差异的原因,深化对Re成矿理论的认识1区域地质特征德兴斑岩型铜矿田地处扬子板块东南缘的江南台隆上,江南造山带的东部,江绍断裂带的西侧(金章东等,2 0 0 2;周清,2 0 11;李利等,2 0 18;WangGuoguang etal.,2 0 2 0)。区内出露地层岩性相对简单,全区面积7 0%的地层为新元古界双桥山群浅变质岩(毛景文等,2 0 10)。北东向的赣东北深大断裂、乐安江深大断裂和泗州庙复式向斜组成了区内注:本文为国家自然科学基金项目(编号42 0 2 2 0 2 1,42 10 2 0 97

6、)、江西省双千计划 项目(编号DHSQT22021006)、江西省自然科学基金项目(编号2 0 2 0 BAB203017)、核资源与环境国家重点实验室项目(编号2 0 2 0 Z02,2 0 2 0 Z15)和东华理工大学研究生创新专项资金项目(校级项目)(编号DHYC-202129)联合资助的成果。收稿日期:2 0 2 2-0 3-2 9;改回日期:2 0 2 2-0 5-18;网络发表日期:2 0 2 3-0 5-30;责任编委:范宏瑞;责任编辑:袁璐璐。作者简介:陈涛亮,男,1998 年生。硕士生,矿床学专业。E-mail:c t l 6 8 10 932 0 16 3.c o m。*

7、通讯作者:冷成彪,男,198 2 年生。教授,主要从事矿床学方面的研究和教学工作。E-mail:。引用本文:陈涛亮,任志,冷成彪,王安东2 0 2 3.江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对差异性富集的制约地质学报,97(6):19001916,doi:10.19762/ki.dizhixuebao.2023351.Chen Taoliang,Ren Zhi,Leng Chengbiao,Wang Andong.2023.The evolution of metallogenic hydrothermal fluid and itseffect on the heterogeneous enri

8、chment of rhenium in the Dexing copper ore field.Jiangxi Province.Acta Geologica Sinica,97(6):19 0 0 19 16.陈涛亮等:江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对差异性富集的制约1901第6 期主要构造框架(图1)。该区域从晋宁期到喜马拉雅期,共经历了七次较大的构造-岩浆活动,其中以晋宁期及燕山期的岩浆活动最为强烈,前者主要形成火山碎屑岩、角斑岩、玄武岩等,后者以酸性喷出岩及侵入岩为主,岩性主要为火山碎屑岩、花岗斑岩、石英斑岩、花岗闪长斑岩等(朱训等,19 8 3)。矿田资源储量巨大,铜储量超9

9、万t,金138 t(朱训等,1983)。2矿床地质特征德兴矿田由铜厂、富家坞、朱砂红三个大型斑岩铜矿床组成,三者呈北西向展布(图2)。在矿田范围内,仅出露新元古界双桥山群的浅变质千枚岩,这一地层也是矿田的赋矿围岩。矿田内的泗州庙复式向斜及次级褶皱西源岭背斜、官帽山向斜为主要的褶皱构造。矿田主要发育东西向、北东向、北北东向的三组压扭性断裂,同时还存在与之相配套的三组张性断裂组合(朱训等,19 8 3)。三个矿床的成矿与矿田内的NW向展布的三个小型花岗闪长斑岩体关系密切,斑岩体呈北西向倾伏,三个斑岩体石U-Pb年龄集中在17 2 17 0 Ma(王强等,2 0 0 4;LiuXuan et al.

10、,2 0 12;Zh o u Q in g e t a l.,2 0 12;LiXiaofengetal.,2 0 13)。矿体主要赋存于斑岩体浅部的内外接触带,空间分布集中,形态完整,规模巨大,呈现上铜下钼的特征(朱训等,19 8 3)。从朱砂红矿床到富家坞矿床,矿石铜钼品位逐渐增加,矿床剥泗州庙乐安江深大断裂朱砂红K图2富家坞蛤蟆石金矿铜厂金山银山多金属矿床花桥八十源02km2A5681011121314151617图1江西德兴铜矿田区域地质图(据王翠云等,2 0 12 修)Fig.1Regional geological map of the Dexing copper ore fiel

11、d,Jiangxi Province,South China(modified after Wang Cuiyun et al.,2012)1一白垩系石溪组;2 一侏罗系鹅湖岭组;3一侏罗系林山组;4一寒武系河塘组;5一震旦系志堂组;6 一新元古界登山群;7 一新元古界双桥山群;8一中侏罗世花岗岩;9 一中侏罗世花岗闪长斑岩;10 早侏罗世潜火山岩;11一古元古代辉石角闪岩;12 一新元古代细碧角斑岩;13一剪切带;14一断裂;15一复式向斜;16 一金矿脉;17 一矿床1Cretaceous Shixi Group;2Jurassic Ehuling Group;3Jurassic Lins

12、han Group;4Cambrian Hetang Group;5Sinian System ZhitangGroup;6Neoproterozoic Dengshan Group;7-Neoproterzoic Shuangqiaoshan Group;8Middle Jurassic granite;9-Middle Jurassicgranodiorite porphyry;10Early Jurassic subvolcanic rock;11-Paleoproterozoic pyroxenite diorite;12-Neoproterozoic metaspilitekerat

13、ophyre;13shear zone;14fault;15synclinorium;16gold ore bodies;17ore depositshttp:/urnalscn/dzxb/ch/index.aspx190220233年质地报学中元古界双桥山群变质千枚岩Pt,SHMesoproterozoic ShuangqiaoshanGroupphyllite中侏罗世花岗闪长斑岩MiddleJurassicgranodioriteporphyry背斜AnticlineSh向斜000%Syncline断层Fault朱砂红钾化蚀变Potassicalteration黄铁绢英岩化蚀变Quartz

14、-sericite-pyritealteration0001Pt,Sh青磐岩化蚀变Propyliticalalteration8铜厂富家坞0000Pt,Sh0000001km680007000072000974000图2德兴铜矿田构造分布及蚀变分带简图(据朱训等,19 8 3修改)Fig.2Simplified structures and alteration zoning map of the Dexing copper ore field(modified after Zhu Xun et al.,1983)蚀深度逐渐增大(王国光等,2 0 19)。金属矿物有黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、磁铁

15、矿及赤铁矿,还有少量或微量的方铅矿、磁黄铁矿等。脉石矿物包括钾长石、石英、斜长石、绿泥石、绿帘石和方解石,少量黑云母、白云母、石膏、硬石膏、金红石,以及微量的萤石等。矿石的常见构造主要有块状构造、浸染状构造、脉状构造等。三个矿床围岩蚀变种类、蚀变分带特征也极为相似,主要发育有钾长石化、绢云母化、绿泥石化、白云石化、青磐岩化等蚀变,同时自接触带向外呈现典型的斑岩矿床蚀变分带特征(即,钾化一黄铁绢英岩化一青磐岩化)(图3;HeWenwu etal.,1999;Wang Qiang et al.,2006;Sillitoe,2010;王翠云等,2 0 12;王国光等,2 0 19)。根据蚀变矿物相互

16、交代以及脉体之间的穿插关系可划分三个蚀变矿化阶段:早期钾长石化阶段、中期的石英-绢云母-绿泥石化阶段以及晚期的碳酸盐-硫酸盐化阶段(朱训等,19 8 3;周清,2 0 13)。(1)早期钾长石化阶段:该阶段蚀变产物主要为钾长石、石英、黑云母等,偶见电气石、磷灰石,蚀变范围主要集中在岩体内部。此阶段矿化相对微弱,主要为稀疏浸染状产出的磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿及少量的辉钼矿。(2)中期石英-绢云母-绿泥石化阶段:这一阶段主要形成石英、绢云母、绿泥石、伊利石等蚀变矿物,蚀变范围宽广,发育在岩体内外接触带。矿化强烈,主要为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿等矿物,是Cu、M o矿化的主要阶段。(3)晚期碳酸盐-硫酸

17、盐化阶段:由于晚期大气降水开始占据主导地位,流体氧逸度上升,温度大幅下降,形成的蚀变矿物主要为方解石、白云石、硬石膏,蚀变范围最广。这一阶段矿化微弱,主要为少量的黄铜矿、黄铁矿,偶见辉钼矿产出。3样品及实验方法3.1样品采集及特征描述由于朱砂红矿区尚未开采,难以获得实验所需样品,本次测试样品采自富家坞和铜厂矿区的露天采场,对应标高分别为133.14m、2 0 4.2 9 m 以及-47.20m、一7 2.50 m。用于实验的样品主要为弱蚀变花岗闪长斑岩的石英斑晶及含矿石英脉。花岗闪长斑岩表面呈现青灰色,具有斑状结构,块状构造。斑晶总含量约为30%6 0%,成分主要为斜长石(15%35%)、钾长

18、石(5%15%)、黑云母(5%)及少量石英(30-:1线(.01x)d1:80-6020-40102000050100150200250300350050100150200250300350051015A1(10)Al(10)A1*(10)10000901000铜厂(g)(h)(i)80Tongchang70100060-100(.0 1)IV9.01x)!T(.01)!750-4010030-1020-1010002040608010012002040608010012010100100010000Ti(106)Ti(10)A1(10)1000501000(k)9.01x)*$+*9?+*+

19、*N+*!145-40-10035-1:1线100(.01)(.0 1)d30251020101510500.110100100010000101001000100000.1101001000Al(10)A1(10)A1*(106)图8 行德兴铜矿田富家坞及铜厂矿床石英微量元素图解Fig.8 Diagrams of trace elements in quartz from Fujiawu and Tongchang deposits in the Dexing copper ore field(a)(f)一富家坞;(g)(1)一铜厂;其中*为元素的摩尔含量(a)(f)一Fujiawu;(g)

20、(l)一Tongchang;represents molecularweighthttp:/WWW/ch/index.aspx19102023年地质报学Li、B、Na、M g、A l、P、Cl、K、Ca、T i、M n、R b、Cs 等元素在LA-ICP-MS时间分辨率剖面图中均呈现较为平缓的直线(图9 a),表明这些元素主要以类质同象的形式赋存在石英晶格中。尽管我们在测试过程中已尽可能避开流体包裹体,但部分样品中Na、Ca、A1、K 等元素时间-分辨信号图呈现为波动起伏的不规则曲线,表明仍然存在含Na、Ca、A l、K 的包裹体赋存在石英颗粒内(图9 bd)。A l 作为石英中含量最高的微量

21、元素,其进人石英晶格主要有两种形式:离子团替换:与P5+结合替代Si4+,形成A IPO 4;电价补偿替换:与碱金属等一价阳离子进行电荷补偿替换石英中的Si4+(G o t z e e t a l.,2004;Ja c a mo n a n d La r s e n,2 0 0 9;陈剑锋和张辉,2011)。铜厂和富家坞矿床的绝大多数石英中的P含量低于检出限,且P与Al之间的相关性微弱(图8e、i),表明在铜厂和富家坞矿床中,AIPO4不是Al在石英中的主要存在形式,而两个矿床石英中Al含量与碱金属含量之间均具有良好的相关性(图8f、1),表明A1主要以与碱金属电荷补偿的形式进入石英晶格当中。

22、假设Al全部以与一价阳离子配位的形式赋存,碱金属与Al的含量比应该为1:1,而图8 f中,富家坞斑晶中二者比值大于1,表明测试结果可能受到了斑晶中上述含碱金属的流体包裹体影响。这可能也是富家坞与铜厂矿床斑晶至V1脉中Ti含量未呈现一致变化趋势的原因。5.2流体特征及演化过程5.2.1流体性质(1)压力:两个矿床V1脉中LVH相包裹体全部以石盐子晶的消失达到均一,表明V1脉形成于较高的压力条件(潘小菲等,2 0 0 9)。假设所测定V1脉中的LVH相包裹体均为高压环境下石英捕获石盐的不饱和溶液,依据ClineandBodnar(1994)给出的压力估算图(图10),可以得出富家坞V1脉的压力介于

23、1152 0 0 MPa之间,铜厂V,脉的介于10 010000001000000(a)(b)NaLi100000100000BNaMgMAI10000-10000MWPCIK10001000-CaTiMnGe100100RbCs1010-020406080100020406080100时间(s)时间(s)10000001000000(c)(d)Al+K+Na100000100000Ca1000010000卡M10001000100-100-10-10-020406080100020406080100时间(s)时间(s)图9德兴铜矿田富家坞及铜厂矿床石英LA-ICP-MS时间分辨率剖面图Fig

24、.9Representative single-spot LA-ICP-MS spectra for selected elements in quartz fromFujiawu and Tongchang deposits in the Dexing copper ore field陈涛亮等:江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对差异性富集的制约1911第6 期300300富家坞液线铜厂液相线等容线等容线FujiawuTongchangL+HLL+H2502501200200(edW)d(edW)d150150111LVL100/100/57.3%NaCleq156.7%NaCleq5016

25、8.8%NaCleqL+V5067.1%NaCleqL+V1V+HL-V-HV+HL-V-H0200300400 5006007000200300400500600700T()T()图10德兴铜矿田富家坞、铜厂矿床早期V,脉中LVH相包裹体的均一温度-形成压力相图(含阴影区域为德兴铜厂斑岩矿床V,脉石英中LVH相包裹体的最小P-T区域)(据ClineandBodnar,19 9 4)Fig.1o Diagrams for pressure with temperature(the shadow district represents the smallestrange of P-T condi

26、tion of LVH fluid inclusions hosted in quartz of Vi from Fujiawu and Tongchangdeposits in the Dexing copper ore field)(after Cline and Bodnar,1994)L一液相稳定区;V一气相稳定区;H一固相稳定区Lstable liquid area;V-stable vapor area;H-stable halite area17 5 M Pa 之间,而自地表每增加1km,岩压增大27MPa(金章东,19 9 9),富家坞V1脉形成的深度4.267.41km,铜厂

27、为3.7 0 6.48 km。V V 4脉压力的估算依据Bodnar etal.(19 8 5)的NaCl-H,O体系P-X图解(图11)。可以得出富家坞V脉形成的压力约为1530 MPa,铜厂V脉介于102 2 M Pa,而富家坞V:脉、V脉形成压力普遍低于16 MPa,铜厂V,脉低于12 MPa。(2)密度:铜厂高温阶段V脉相分离形成的低盐度流体和高盐度流体密度范围分别为0.40 30.504g/cm和1.1351.2 6 0 g/cm,中高温阶段V脉相分离形成的低盐度流体和高盐度流体密度范围分别为0.7 0 0 0.8 8 8 g/cm和1.0 6 41.0 7 2g/cm;中低温阶段V

28、:脉密度范围为0.8 9 40.9 6 5g/cm;富家坞高温阶段V,脉相分离产生的低盐度和高盐度流体密度范围分别为0.439 0.56 8 g/cm和1.138 1.2 56 g/cm,中高温阶段V脉相分离形成的低盐度和高盐度流体密度范围分别为0.6 570.9 0 1g/c m 和1.0 7 6 g/cm;中低温阶段Vs脉密度范围为0.7 17 0.9 2 9 g/cm;中低温阶段V4脉密度为0.9 18 0.9 6 8 g/cm。(3)pH值:Al在石英中含量反映了Al在热液中的溶解度,而Al的溶解度受成矿流体pH值的影响(Rusketal.,2 0 0 8),p H 值越高,Al的溶解

29、度越低,石英中AI含量也就越低。铜厂矿床V,V;石140临界曲线富家坞Fujiawu130V,脉VeinV,口V,脉、V,脉120Vein V,VeinV,铜厂Tongchang一110V,脉Vein V,yV,脉Vein V,100VL70090(ed)80600fC7055060500504045030400LV20350FYNaCV+NaCl103000151050100盐度(%NaCleq)图11德兴铜矿田富家坞V3脉、V.脉,铜厂矿床V:脉包裹体NaCl-H,O体系P-X相图(据Bodnaretal.,19 8 5修改)Fig.1l Pressure-composition phas

30、e diagram for NaCl-H,Osystem inclusions of Vein Vs,Vein V,from Fujiawu andVein V,from Tongchang deposits in the Dexing copperore field(modified after Bodnar et al.,1985)L一液相稳定区;V一气相稳定区Lstable liquid area;V-stable vapor area英脉,石英中A1含量呈先降低后升高的趋势,表明铜厂矿床自高温阶段转变为中低温阶段过程中,pH1912http:/WWWurnalscn/dzxb/ch/i

31、ndex.aspx2023年质地报学值先升高后降低。富家坞矿床V,V:脉(高温阶段一中低温阶段)的pH值变化趋势与铜厂矿床一致,而V4脉Al含量下降,表明在成矿晚期流体pH值再次升高。5.2.2流体演化过程浅析根据上述不同类型石英脉流体包裹体的温度盐度数据及石英LA-ICP-MS数据,铜厂和富家坞矿床不同成矿阶段的温度、盐度及成分略有差异,但变化趋势基本一致。铜厂高温阶段流体温度集中在452552,压力10 0 17 5MPa;富家坞高温阶段流体温度集中在42 8 56 3,压力1152 0 0 MPa。两个矿床均存在均一温度相近的富气相低盐度包裹体与含石盐子晶高盐度包裹体共存的现象,表明该阶

32、段流体发生了沸腾(金章东,19 9 9;潘小菲等,2009;姚静等,2 0 12)。这使得早期中低盐度(9%)的初始出溶流体(潘小菲等,2 0 0 9)分离成低盐度的富气相流体以及与残余熔体相平衡的高温高盐度流体,两矿床LVH型石盐子晶溶解温度远大于气相消失温度,表明捕获的流体是过饱和的(冷成彪等,2008),此阶段铜厂和富家坞流体密度分别为0.40 30.536 g/c m 和1.135 1.2 6 0 g/cm以及0.4390.56 8 g/c m 和1.140 1.2 56 g/cm。这一阶段蚀变类型以钾长石化为主,并形成钾长石、磁铁矿、黑云母等高温蚀变矿物组合。高温阶段矿物组合的生成以

33、及富气相低盐度流体持续向上运移,使得流体温度压力持续降低。铜厂中高温阶段时流体温度集中在2 42 36 8,压力为10 2 2 MPa,富家坞中高温阶段时流体温度集中在32 9 412,压力为1430 MPa,该阶段同样存在均一温度相近的低盐度富气相包裹体与石盐包裹体共存现象,表明该阶段发生了流体的二次沸腾,流体再次发生相分离,铜厂和富家坞矿床发生沸腾作用的温度分别在32 0 38 0 和32 0 40 0。该阶段铜厂成矿流体的密度经过计算为0.7 0 0 0.8 8 8g/cm和1.0 6 41.0 7 2 g/cm,富家坞流体密度为0.6570.9 0 1g/c m 和1.0 7 6 g/

34、cm,相比高温阶段成矿流体密度均略有上升,这可能是由于流体二次沸腾使得挥发分逸出导致的。该阶段发育的绢云母化蚀变以及高温阶段的钾长石化,使得流体中H+被消耗,A1在流体中的溶解度下降,相比于高温阶段流体pH值升高,Al含量下降。之后中低温中低盐度流体继续向上运移,温度压力再次降低。铜厂温度集中在1532 16,压力小于12 MPa,富家坞温度集中在2 2 132 1,压力小于15MPa,包裹体类型为富液相包裹体。脉体可见方解石、硬石膏等,主要发育碳酸盐化及硫酸盐化。高温阶段及中高温阶段对流体中金属元素及硅酸盐类物质的消耗,使得这一阶段相比于中高温阶段,矿化相对微弱,流体黏度降低,渗透性更强,蚀

35、变范围更广。而大面积的硫酸盐化,致使成矿流体pH值降低。铜厂这一阶段成矿流体密度为0.8 9 40.965g/cm,富家坞密度为0.7 17 0.9 2 9 g/cm,相比上一阶段略有升高,表明挥发分持续逸出或大气降水已开始加入成矿流体。最后,大气降水开始在成矿流体中占主导地位,流体演化成低温低盐度流体,流体包裹体类型为富液相包裹体。富家坞流体密度经过计算为0.9 18 0.968g/cm,接近于大气降水密度。由于成矿流体被大幅度稀释,相比于中低温阶段H+浓度下降,pH值升高。此后,温度继续降低直至流体完全凝结成贫矿、无矿的石英脉、方解石脉,最终结束整个流体演化。5.3金属沉淀机制以往研究表明

36、,Cu在富S岩浆热液中优先进人蒸汽相,以硫氢络合物的形式运移,在富Cl贫S的热液中优先进人卤水相,主要以铜氯络合物的形式运移,而Mo主要以羟基络合物的形式迁移(Klemm etal.,2 0 0 8;冷成彪等,2 0 0 8,2 0 0 9;RenZhietal.,2 0 18)。当温度降低、pH值变化、大气降水的混人或流体沸腾时,流体中络合物的稳定性会被破坏并使得成矿物质发生沉淀(HemleyandHunt,19 9 2;G r u e n e t a l.,2 0 10;孙嘉等,2 0 12;康永建等,2 0 16)。上文提到高温阶段LVH型包裹体捕获的流体盐度是过饱和的,且在该类包裹体中

37、还曾发现硫化物的存在(潘小菲等,2 0 12),因此,在铜厂和富家坞矿床,Cu可能主要是在卤水相中以铜氯络合物的形式运移。铜氯络合物的活度受pH值影响很大,在黄铜矿与黄铁矿平衡时,pH值每升高1个单位,活度下降10 0 倍。此外,pH值的上升还会促进铜氯络合物、Mo羟基络合物解离(朱训等,19 8 3;黄朋等,2 0 0 0;周雄,2 0 17),这意味着pH值相对更高的中高温阶段流体有利于黄铜矿与辉钼矿的沉淀。温度下降是金属沉淀的最重要机制(Ulrichetal.,2 0 0 2;R e d m o n d e t a l.,2 0 0 4)。温度下降能导致铜氯络合物的活度和稳定性的急剧下降

38、,促进黄铜矿的沉淀(朱训等,19 8 3;朱金初等,2 0 0 2)。对于辉钼矿而言,流体中9 9%的辉钼矿会在相分离后温陈涛亮等:江西德兴铜矿田成矿热液演化过程及其对差异性富集的制约1913第6 期度下降10 0 内沉淀出来(Klemmetal.,2 0 0 8),这意味着绝大部分辉钼矿会在中高温阶段沉淀。相比于无辉钼矿V,脉所处的高温阶段,两个矿床流体温度下降幅度均 110,表明温度对辉钼矿沉淀也有很大影响。流体沸腾作用是矿床成矿物质沉淀的常见原因(金章东,19 9 9;康永建等,2 0 16)。铜厂和富家坞流体包裹体测温结果及镜下特征已经表明德兴矿田存在流体沸腾现象(图5f、1)。在流体

39、沸腾过程中,流体中挥发分会快速散失,致使流体中金属元素浓度升高,造成流体中大量Cu、M o 的过饱和进而沉淀。上文已表明黄铜矿与辉钼矿主要在中高温阶段沉淀,而H-O同位素分析(潘小菲等,2 0 12;刘德伟,2018)结果表明,在主成矿阶段(中高温阶段)晚期两矿床中仅有少量大气水的加人,故认为大气降水的混人对Cu、M o 沉淀影响较小。因此流体温度下降、流体沸腾作用、pH值的变化是导致Cu、M o 沉淀的主要原因5.4Re的差异性富集与流体演化过程的关系德兴矿田不同矿床之间辉钼矿Re平均含量的差异可能与质量平衡效应有关(Steinetal.,2001),即当矿田中伴生Re总量一定时,若辉钼矿的

40、体量越大,则辉钼矿中的相对含量越低。由于铜厂矿区辉钼矿的体量小于富家坞矿区(朱训等,1983),因此铜厂矿区的辉钼矿相对更富Re。除此之外两个矿床的Re含量差异还可能与成矿流体性质及其演化过程相关。尽管铜厂与富家坞属于同一矿田,但其成矿热液演化过程仍然略有差异。石英的LA-ICP-MS的分析结果显示,同一成矿阶段铜厂的石英具有更低的Ti含量,而石英中Ti含量与温度呈正相关(Rusketal.,2 0 0 8),这意味着在同一成矿阶段,铜厂矿床的成矿温度略低于富家坞矿床,这与上述流体包裹体测温结果一致。ReS2在40050 0,随温度升高,溶解度略微升高,意味着在较高温度时会有更多的ReS溶解(

41、Xiong andWood,2 0 0 2),这表明在较低温度下形成的辉钼矿具有较高的Re含量。此外,流体包裹体测温结果还显示中高温辉钼矿主成矿阶段铜厂矿床具有相对更高的盐度。Re在流体中主要以含Cl络合物的形式迁移(XiongandWood,2 0 0 2),这意味着流体盐度越高,在成矿过程中能够提供更多的CI-,越有利于Re的运移;且流体中较高的Cl含量降低了流体中的羟基含量,这可能减少了以羟基络合物形式输送的Mo含量,从而使得流体中的Re/Mo比值升高,有利于高Re辉钼矿的形成(SelbyandCreaser,2001)。因此具有更高成矿流体盐度、更低成矿温度的铜厂辉钼矿便具有更高的Re

42、含量。6结论(1)铜厂和富家坞矿床中,Al主要以与碱金属电荷补偿的形式进人石英晶格中。(2)温度下降、流体沸腾以及pH值的变化是导致成矿流体中Cu、M o 沉淀的主要原因。(3)温度和盐度差异可能是导致铜厂和富家坞辉钼矿Re含量显著不同的控制因素。附件:本文附件(附表12)详见http:/w w R J.1983.A method of calculating fluid inclusion volumesbased on vapor bubble diameters and P-V-T-X properties ofinclusion fluids.Economic Geology,78:5

43、35542.Bodnar R J,Burnham C W,Sterner S M.1985.Synthetic fluidinclusions in natural quartz.III.Determination of phaseequilibrium properties in the system H,O-NaCl to 100oC and1500 bars.Geochimica et Cosmochimica Acta,49 (9):18611873.Breiter K,Ackerman L,Svojtka M,Muller A.2013.Behavior oftrace elemen

44、ts in quartz from plutons of different geochemicalsignature:A case study from the Bohemian Massif,CzechRepublic.Lithos,17 5-17 6:54 6 7.Chen Jianfeng,Zhang Hui.2oll.Trace elements in quartz latticeand their implications for petrogenesis and mineralization.Geological Journal of China Universities,17(

45、1):125135(inChinese with English abstract).Chen Taoliang,Ren Zhi,Li Kaixuan,Liu Fei,Duan Fenghao,LengChengbiao.2021.Distribution characteristics and influencingfactors of rhenium concentrations in molybdenite from theporphyry Cu-systems:A review.Acta Petrologica Sinica,37(9):26772690(in Chinese with

46、 English abstract).Cline J S,Bodnar R J.1994.Direct evolution of brine from acrystallizing silicic melt at the questa,Ne w M e x i c o,molybdenum deposit.Economic Geology,89:17801802.Gao Zhirui,Chang Yuhu,Zhao Yuanyi,Wang Yuxian,Sun Yiwei.2018.Process mineralogy in ore flotation of the Dexing copper

47、deposit.Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry,37(3):539554(in Chinesewith English abstract).Gong Yibin.2008.Description of Mo concentrate production anddeveloping strategy of JCC Dexing new technology company.Copper Engineering,(4):18 2 0 (i n Ch i n e s e w i t h En g l i s habstract).G

48、otze J,Plotze M,Graupner T,Hallbauer D K,Bray C J.2004.Trace element incorporation into quartz:A combined study byICP-MS,e l e c t r o n s p i n r e s o n a n c e,c a t h o d o l u m i n e s c e n c e,capillary ion analysis,and gas chromatography.Geochimica etCosmochimica Acta,68(18):37413759.Gruen

49、G,Heinrich C A,Schroeder K.201o.The Bingham canyonporphyry Cu-Mo-Au deposit.II.Vein geometry andore shellformation by pressure-driven rock extension.EconomicGeology,105(1):6990.Guo Shuo,Zhao Yuanyi,Qu Huanchun,Wu Dexin,Xu Hong,LiChao,Liu Yan,Zhu Xiaoyun,Wang Zengke.2012.Geologicalcharacteristics and

50、 ore-forming time of Dexing porphyry copper1914http:/www.ch/index.aspx20233年质地报学ore mine in Jiangxi Province.Acta Geologica Sinica(En g l i s hEdition),8 6(3):6 9 1 6 9 9.Hall D L,Sterner S M Bodnar R J.1988.Freezing pointdepression of NaCl-KCI-H,O solutions.Economic Geology.83:197202.He Wenwu,Bao Z

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服