1858 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(8) 山矿床属喷流沉积岩浆热液叠生成因的成矿模式 : 在晚石炭世, 海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床, 矿石成分以硫铁为主 ; 燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造, 致使其富集铜等成矿物质, 另一方面与

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敢邀韶
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1 /2008/024(08) ActaPetrologicaSinica 岩石学报安徽铜陵冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床成矿模式陆建军郭维民陈卫锋蒋少涌李娟颜晓蓉徐兆文 LUJianJun,GUOWeiMin,CHENWeiFeng,JIANGShaoYong,LIJuan,YANXiaoRongandXUZhaoWen 南京大学成矿作用国家重点实验室, 南京大学地球科学与工程学院, 南京 StateKeyLaboratoryofMineralDepositResearch,SchoolofEarthSciencesandEnginering,NanjingUniversity,Nanjing210093,China 收稿, 改回. LuJJ,GuoWM,ChenWF,JiangSY,LiJ,YanXR andxuzw.2008.a metalogenicmodelforthedongguashan Cu AudepositofTongling,AnhuiProvince.ActaPetrologicaSinica,24(8): Abstract TheMiddle LowerReachofYangtzeRiverisanimportantmetalogenicbeltforcopper,gold,ironandotherelements wherethereareanumberofmasivesulfidedepositsasociatedwithskarn andporphyry typedeposits.takingthedongguashancu Au depositoftonglinginanhuiprovinceasastudycase,thepaperdiscusesthemetalogenicmechanismofthesecu Audeposits.The Dongguashandepositincludestratiformsulfideorebodies,skarn andporphyry typeorebodies.thestratiformorebodieswithobvious strataboundfeatureoccuredbetweenthelatedevoniansandstonesandthelatecarboniferouscarbonates,havetypicalsedimentary structures,suchasmicrobeddingandyieldingstructure,andareasociatedwithsynchronoushydrothermalsedimentaryrocks.there areveinletandstockworksulfidemineralization,andsilicificationandsericitizationbelowthestratiformorebodies.thesestratiformore bodiesareconsideredasmasivesulfidedeposit.thelatejurasicmagmaticactivitieshydrothermalysuperimposedthestratiformore bodiesandalteredtheirtextures,structuresandcompositions.chalcopyritereplacedpyritemetacryst,whichformedringtextureand veinletreplacementtexture,andkepttheshapeofpyrhotiteafterreplacingit.theδ 65 Cuvaluesofchalcopyritefrom theskarnores varyfrom0 09 to0 83,withaconcentratedrangeof0 23 ~0 83.Chalcopyritefromthestratiformoreshastheδ 65 Cuvalues of0 45 ~0 78,compatiblewiththoseofchalcopyritefromtheskarnoresandfromhightemperaturehydrothermaldeposits,which indicatesthatthecopperofboththestratiformorebodiesandskarnoreshasthesamesourceandmaycomedominantlyfrommagmatic rocks.thehydrogenandoxygenisotopecompositionsindicatetheore formingfluidsasociatedwithcoppermineralizationwere originatedfrommagmaticfluids.asubmarineexhalativesedimentary magmatichydrothermaldiplogeneticmodelforthedongguashan depositisproposed.themodelcanbedescribedas:duringthelatecarboniferousperiodsubmarineexhalativesedimentationresulted intheformationofthestratiformmasivesulfideorebodies,thecompositionsofwhichweredominantlyfeands;inthelatejurasic magmatichydrothermalfluidsoverprintedtheearlierstratiformorebodiesandleadtoenrichmentoflargeamountsofcopperinthem, andformednewskarn andporphyry typeorebodies. Keywords Cuisotope;Submarineexhalation sedimentarymetalogenesis;magmatichydrothermalmetalogenesis;metalogenic model;dongguashancu Audeposit 摘要长江中下游断裂坳陷带是我国重要的铜金铁硫成矿带, 存在一系列块状硫化物矿床及与其伴生的矽卡岩型和斑岩型矿床本文以铜陵矿集区冬瓜山铜金矿床为例, 探讨了这类矿床的成矿模式冬瓜山矿床主要由层状硫化物矿体组成, 伴有矽卡岩型和斑岩型矿体层状硫化物矿体产于晚泥盆世砂岩和晚石炭世碳酸盐岩之间, 具明显的层控特征, 矿体下盘发育细脉网脉状硫化物矿化以及硅化和绢云母化, 矿体中伴有热水沉积岩, 矿石具典型的沉积构造燕山期岩浆热液对层状矿体进行了叠加和改造, 改变了矿石的结构构造和矿石成分黄铜矿交代黄铁矿变斑晶呈环斑结构或脉状交代结构, 交代磁黄铁矿呈交代假象结构或交代残留结构矽卡岩型矿体中黄铜矿的 δ 65 Cu 值为 0 09 ~0 83, 集中在 0 23 ~ 0 83 层状矿体中黄铜矿的 δ 65 Cu 值为 0 45 ~0 78, 与矽卡岩矿体中黄铜矿的 65 Cu 值大致相当, 这说明两类矿体中的铜具有相同的来源铜氢和氧同位素研究表明, 冬瓜山矿床铜来自岩浆岩, 叠加的成矿流体主要为岩浆流体提出了冬瓜国家自然科学基金 ( ) 和高等学校博士学科点专项科研基金 ( ) 资助项目. 第一作者简介 : 陆建军, 男,1962 年生, 教授, 博士生导师, 主要从事地球化学和成岩成矿作用研究,E mail:luj@nju.edu.cn

2 1858 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(8) 山矿床属喷流沉积岩浆热液叠生成因的成矿模式 : 在晚石炭世, 海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床, 矿石成分以硫铁为主 ; 燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造, 致使其富集铜等成矿物质, 另一方面与围岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型矿体关键词铜同位素 ; 海底喷流沉积成矿作用 ; 岩浆热液成矿作用 ; 成矿模式 ; 冬瓜山铜金矿床中图法分类号 P597.2;P618.41;P 长江中下游地区存在一系列受石炭系地层控制的层状含铜硫化物矿床及与其伴生的矽卡岩型和斑岩型矿床对该类矿床的成因已有较长的研究历史, 取得了许多成果总结起来主要有以下几种观点 : 同生沉积成因 ( 孟宪民, 1963); 海底喷流沉积成因 ( 阎学义和袁成祥,1977; 王道华等,1986); 沉积叠加改造成因, 此观点认为该类矿床属于海底喷流形成的块状硫化物矿床, 受到了燕山期岩浆热液的叠加和改造 ( 徐克勤和朱金初,1978; 徐克勤等,1980; 顾连兴和徐克勤,1986a;Guetal.,1993,2000; 李文达,1989; 李文达等,1997; 翟裕生等,1992; 刘裕庆和刘兆廉,1991; 王文斌等,1994; 蒙义峰等,2004;Zhouetal.,2000; 杨竹森等, 2004; 曾普胜等,2004; 徐文艺等,2004; 徐兆文等,2007); 层控矽卡岩型 ( 周涛发等,2008; 常印佛和刘学圭,1983; 常印佛等,1991; 唐永成等,1998;PanandDong,1999); 矽卡岩型 ( 毛景文等,2004) 笔者近几年对该类矿床的地质和地球化学特征进行了研究, 提出了新的认识, 认为层状矿体属晚石炭世块状硫化物矿床, 成分以硫和铁为主, 而层状矿体中的铜及与层状矿体伴生的矽卡岩型和斑岩型铜 ( 金 ) 矿体是由燕山期岩浆热液作用形成的 (Luetal.,2003; 陆建军等, 2003) 本文以安徽铜陵冬瓜山铜( 金 ) 矿床为例, 在总结前人研究成果基础上, 通过矿床地质和矿床地球化学的进一步研究, 特别是铜同位素研究, 提出了该类矿床的成因模式 1 海底喷流成矿作用持有海底喷流沉积成因或沉积叠加改造观点的研究者从不同侧面对长江中下游地区上石炭统底部的层状硫化物矿体的海底喷流沉积成因进行了探讨支持冬瓜山层状矿体海底喷流沉积成因的主要依据 :1) 矿体的形态特征冬瓜山层状矿体受地层控制明显, 呈层状似层状产于晚泥盆世砂岩与晚石炭世黄龙组碳酸盐岩之间 ( 图 1);2) 矿石具标志沉积特征的结构构造典型的为层纹状构造和由此褶皱而成的揉皱状构造 ( 图 2A,B), 它主要有硫化物矿物层与含硫化物的石英碳酸盐或与蛇纹石滑石等脉石矿物层相 1 图 1 冬瓜山矿床 52 线矿体剖面图 ( 据 321 地质队修改 ) 1 五通组 ;2 上石炭统黄龙组船山组 ;3 二叠系下三叠统 ;4 石英闪长岩 ;5 矿化石英闪长岩 ;6 含铜磁黄铁矿矿体 ;7 含铜蛇纹石矿体 ;8 矽卡岩矿体 ;9 含铜磁铁矿矿体 ;10 实测或推测地质界线 Fig.1 GeologicalsectionalongNo.52prospectinglineoftheDongguashandeposit(afterGeologicalTeamNo.321) 1 WutongFormation;2 UpperCarboniferousChuanshan Formation HuanglongFormation;3 Permian LowerTriasicSystem;4 Quartzdiorite; 5 Mineralisationquartzdiorite;6 Pyrhotite typecopperore;7 Serpentine typecopperore;8 Skarn typecopperore;9 Magnetite typecopperore; 10 Measuredandinferedgeologicalboundary 1 安徽省地矿局 321 地质队冬瓜山铜矿床详查地质报告

3 陆建军等 : 安徽铜陵冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床成矿模式 1859 互交替构成块状矿石中黄铁矿具有胶状结构 ( 陆建军等, 2003; 杨竹森等,2004) 在块状硫化物矿体中存在明显的矿石结构和矿石矿物的垂直分带特征 ( 李红阳等,2004);3) 层状矿体下盘发育矿化和蚀变李红阳等 (2004) 详细研究了铜陵矿集区层状矿体的下盘矿化特征, 发现冬瓜山新桥水竹岭马山峙门口等矿床层状矿体下盘均存在浸染状细脉状和网脉状硫化物矿体, 在桃园新桥等矿区层状矿体之下还发育角砾岩筒这些细脉网脉状矿化带和角砾岩筒代表了深部流体上升的通道层状矿体与下盘细脉网脉状矿化共生是块状硫化物矿床的标志性特征 (Franklinetal., 1981;Lyndon,1988; 顾连兴和杨浩,1989) 层状矿体下盘蚀变以硅化为主, 绢云母化次之 ;4) 在层状矿体中发育热水沉积岩从图 1 中可以看出, 冬瓜山层状矿体与含铜蛇纹石层伴生曾普胜等 (2004) 研究指出层状含铜蛇纹石层可能是由含硅镁的热水沉积岩在燕山期岩浆作用下转变而来 5) 矿物组合特征冬瓜山层状矿体块状矿石主要有黄铁矿胶黄铁矿磁黄铁矿黄铜矿和磁铁矿组成, 与块状硫化物矿床相似矿体有时与石膏或硬石膏伴生研究表明, 矿体中硬石膏的 δ 34 S 值 (14 8 ~20 5 ) 与含矿围岩中硬石膏的 δ 34 S 值 (20 5 ~21 6 ) 相近, 且均与晚古生代海底硫酸盐的 δ 34 S 值 (Claypooletal.,1980;Sangster,1976) 接近这说明矿体和围岩中的硬石膏均为海底沉积形成的 ( 陆建军等, 2003), 显示出矿床的沉积特征 ;6) 独特的矿物生成顺序陆建军等 (2003) 在研究冬瓜山矿床时得出, 矿物生成顺序不是热液矿床中从高温到低温的沉淀顺序, 而是从低温到高温的变质反应顺序这是华南块状硫化物矿床中普遍存在的现象 ( 顾连兴和徐克勤,1986b) 以上简要讨论和总结表明, 冬瓜山矿床中层状硫化物矿体与 SEDEX 型矿床 (Mooreetal.,1986;lydon,2000) 特征相似, 具有典型的喷流沉积特征蒙义峰等 (2004) 研究得出, 峙门口矿床黄铁矿 Re Os 同位素等时线年龄为 303Ma; 谢华光等 (1995) 得出新桥块状黄铁矿的 Rb Sr 等时线年龄为 313 2Ma 从冬瓜山矿床附近的块状硫化物矿床成矿年龄研究可以推测, 冬瓜山层状矿体也可能形成于晚石炭世许多研究者 ( 王文斌等,1994; 李文达等,1997;Zhouetal.,2000; 蒙义峰等,2004; 杨竹森等,2004; 李红阳等,2004; 曾普胜等,2004; 徐文艺等,2004) 通过矿床地质热水沉积岩以及同位素地球化学等研究后, 均将冬瓜山层状硫化物矿体归属于海底喷流沉积形成的块状硫化物矿床 2 岩浆热液成矿作用陆建军等 (2003) 曾从矿石结构构造矿物生成顺序矿物组合和矿物相转变围岩蚀变硫同位素等方面讨论过燕山期岩浆热液对冬瓜山矿床的叠加改造成矿作用特征本文将主要从矿石结构构造以及铜和氢氧同位素等方面的进一步研究论证岩浆热液对成矿作用的贡献图 2 冬瓜山层状矿体中典型矿石结构构造 A 磁黄铁矿与脉石矿物互层构成层纹状构造, 可见黄铁矿变斑晶和环斑结构 ;B 揉皱状构造 ;C 黄铜矿沿黄铁矿变斑晶周边交代形成环斑结构 ;D 磁黄铁矿被黄铜矿交代后呈不规则状残留 ;E 黄铜矿交代磁黄铁矿后保留磁黄铁矿骸形形态 ;F 黄铜矿呈脉状交代黄铁矿变斑晶 :Cp 黄铜矿,Py 黄铁矿,Pyr 磁黄铁矿 Fig.2 Sometypicaltexturesand structuresin bedded orebodiesofthedongguashandeposit A Microbedding structure composed of pyrhotite and gangue minerals,pyriteporphyroblastandringtexture(polishedsurface); B Yieldingstructure(Polishedsurface);C Theringtextureformed bychalcopyritereplacedalongtheboundaryofpyriteporphyroblast (Polished surface); D Pyrhotite replaced by the chalcopyrite occuredasiregularresidues(plane reflected light); E After replacingpyrhotite,chalcopyritepreserved skeleton shapeofthe pyrhotite(planereflectedlight);f Chalcopyriteveinsreplace pyriteporphyroblast(planereflectedlight) 2 1 矿石结构在冬瓜山层状矿体中存在大量标志热液成矿的典型结构图 2A,C 清楚地表明, 黄铜矿沿黄铁矿变斑晶周边交代形成环斑结构黄铜矿强烈交代磁黄铁矿后使磁黄铁矿呈不规则形态残留而呈交代残留结构 ( 图 2D) 黄铜矿交代磁黄铁矿后保留磁黄铁矿骸形态特征而呈现交代假象结构 ( 图 2E) 在块状矿石中还可见到黄铜矿呈脉状交代黄铁矿变斑晶 ( 图 2F), 或呈粒状充填于矿物颗粒之间这些特征清楚地说明层状矿体中的黄铜矿可能是含铜的成矿流体交代块状硫化物矿石形成的

4 1860 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(8) 表 1 冬瓜山铜矿铜同位素组成 Table1 ThecompositionsofcopperisotopeoftheDongguashan deposit 样品号测定矿物样品特征 δ 65 Cu( ) DGS 1 浸染状黄铜矿化矽卡岩 0 09 DGS 4 浸染状黄铜矿化矽卡岩 0 83 DGS 6 浸染状黄铜矿化矽卡岩 0 23 K7 黄铜矿大理岩中脉状黄铜矿 0 38 DGS 2 矽卡岩中黄铜矿石英脉 0 36 M917 层状矿体中黄铁矿周边环斑状黄铜矿 0 78 DGS 3 层状矿体中块状黄铜矿磁黄铁矿矿石铜同位素铜同位素地球化学是国际上近十年才发展起来的用于示踪成矿物质来源的新同位素方法 (Zhuetal.,2000;Jiang etal.,2002;larsonetal.,2003) 多接收等离子体质谱仪 (MC ICPMS) 的诞生实现了对难以用传统的热电离质谱仪测量的 Cu Zn 等同位素进行精确测定 (Maréchaletal.,1999) 为了探讨层状矿体中铜的来源, 对冬瓜山矿床不同类型矿石和不同产出形式的黄铜矿进行了铜同位素分析样品包括矽卡岩矿体中浸染状和脉状黄铜矿大理岩中脉状黄铜矿以及层状矿体块状矿石中的黄铜矿和黄铁矿周边环斑状黄铜矿铜同位素分析在澳大利亚墨尔本大学同位素实验室完成, 分析仪器为 NuInstrument 型多接收等离子体质谱仪样品分析测试精度优于 0 05 采用 NIST976Cu 同位素标样图 3 冬瓜山矿床铜同位素 ( 其他数据引自 Zhuetal., 2000) Fig.3 DistributionofcopperisotopeoftheDongguashan deposit(otherdatafromzhuetal.,2000) 表 2 冬瓜山矿床氢氧同位素分析结果 Table2 TheCompositionsofhydrogenandoxygenisotopeof thedongguashandeposit 样号测定形成温度 δ 18 O 石英 δ 18 OH 2 O δdh 2 O 矿物 ( ) ( ) ( ) ( ) K K K K K S10 1 石英 S S S S S 注 : 由成矿作用国家重点实验室 ( 南京大学 ) 完成测试 ; 形成温度为包裹体均一法温度 ; 氢氧同位素值相对 SMOW 给出图 4 冬瓜山矿床 71 线深部斑岩铜矿蚀变分带 ( 引自唐永成等,1998) 1 和龙山组 ;2 殷坑组 ;3 大隆组 ;4 龙潭组 ;5 孤峰组 ;6 栖霞组 ;7 上石炭统黄组龙船山组 ;8 五通组 ;9 石英二长闪长斑岩 ;10 层状铜矿体 ;11 斑岩铜矿体 ;12 地层界线 ;13 蚀变带界线 ;14 岩体与围岩界线 ;15 矽卡岩 ;16 青磐岩化带 ;17 石英绢云母化带 ;18 石英钾长石化带 ;19 石英核 Fig.4 ProfileofNo.71 prospectinglineshowingthe alteration zonation ofthe Dongguashan porphyry copper deposit 1 Helongshan Formation; 2 Yinkeng Formation; 3 Dalong Formation; 4 Longtan Formation; 5 Gufeng Formation; 6 Qixia Formation;7 UpperCarboniferousChuanshanFormation Huanglong Formation;8 WutongFormation;9 Quartzmonzodioriteporphyry; 10 Stratiform copper ore; 11 Porphyry type copper ore; 12 Stratigraphicboundary;13 Alterationzoneboundary;14 Boundaries betweenthehostrocksandmonzodioritebodies;15 Skarn;16 Propylitization zone; 17 Quartz sericitization zone; 18 Quartz potasicfeldsparizationzone;19 Quartzcore

5 陆建军等 : 安徽铜陵冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床成矿模式 1861 图 5 冬瓜山矿床成矿模式 A 晚石炭世海底喷流沉积成矿作用, 形成块状硫化物矿床 ;B 燕山期岩浆热液成矿作用, 使块状硫化物矿体富铜, 并形成矽卡岩型和斑岩型矿体 ;1 细脉网脉状矿化 ;2 块状硫化物矿床 ;3 含铜块状硫化物矿体 ;4 矽卡岩矿体 ;5 斑岩型矿体 ;6 石英二长闪长 ( 斑 ) 岩 ;7 石英核 ; 8 钾长石化带 ;9 绢英岩化带 ;10 青磐岩化带 Fig.5 MetalogenicmodelfortheDongguashandeposit A LateCarboniferoussubmarineexhalativesedimentationresultedintheformationofmasivesulfidedeposit;B LateJurasicmagmatichydrothermal fluidsoverprintedthemasivesulfidedepositandledtoenrichmentoflargeamountsofcopperinit,andformednewskarnandporphyrytypeore bodies;1 Stringervein stockworkmineralization;2 Masivesulfidedeposit;3 Masivecopperore;4 Skarn typecopperore;5 Porphyry typecopper ore;6 Quartzmonzodioriteporphyry;7 Quartzcore;8 Potasicfeldsparizationzone;9 Sericitizationzone;10 Propylitizationzone 作为标准冬瓜山典型岩浆热液形成的矽卡岩型矿体中黄铜矿的 δ 65 Cu 值为 0 09 ~0 83 ( 表 1), 变化较大, 主要集中在 0 23 ~0 83, 与秘鲁 Coroccohuayco 和 Tintaya 矽卡岩中浸染状黄铜矿的 δ 65 Cu 值 (0 0 ~0 6,Maherand Larson,2007) 相似 MaherandLarson(2007) 研究得出在高温热液矿床中也存在铜同位素分馏铜同位素变化可能与黄铜矿形成温度有关 (Jiangetal.,2002), 温度较高的早期成矿阶段形成的黄铜矿具较高的 δ 65 Cu 值, 随着成矿温度降低, 从热液中沉淀出的黄铜矿的 δ 65 Cu 值可能会降低层状矿体中黄铜矿的 δ 65 Cu 值为 0 45 ~0 78, 与矽卡岩矿体中黄铜矿的 65 Cu 值大致相当, 这说明两类矿体中的铜具有相同的来源矿床中铜同位素研究成果较少 Zhuetal. (2000) 研究了太平洋黑烟囱南非 Bushveld 英国 Cornwal 等矿床中黄铜矿的铜同位素特征, 得出不同成因黄铜矿铜同位素组成有一定的差异从图 3 可以看出, 冬瓜山矿床中黄铜矿的 δ 65 Cu 值与岩浆热液形成的黄铜矿的 δ 65 Cu 值相似, 而与黑烟囱黄铜矿的 δ 65 Cu 值有较大的差别, 这说明冬瓜山矿床中的铜可能来自岩浆岩, 黄铜矿是从岩浆热液中沉淀出来的 2.3 氢氧同位素表 2 列出了叠加于层状矿体中脉状石英的氧同位素及其包裹体中氢同位素分析结果成矿流体氧同位素值据石英水同位素平衡方程 1000lnα 石英水 = T (Claytonetal.,1972) 算出由表可知, 石英的 δ 18 O 值为 ~14 10, 计算获得的成矿流体的 δ 18 O H2 O 为 4 16 ~7 86, 包裹体水的 δd H2 O 值为 72 9 ~-55 0 成矿流体的 δd H2 O 值和 δ 18 O H2 O 值与岩浆流体的 δd 值和 δ 18 O 值 (Ohmoto,1986) 相一致, 说明叠加于层状矿体之上的成矿流体来源于岩浆流体 3 冬瓜山矿床成矿模式长江中下游地区绝大多数块状硫化物矿床受到燕山期岩浆流体的改造和叠加, 这已成为我国这类矿床的重要成矿特色成矿作用的复杂性致使对该类矿床的成因研究众说纷纭, 特别是岩浆热液成矿作用对块状硫化物矿床中铜等成矿物质的贡献还缺乏深入研究翟裕生等 (1992) 李文达 (1989) 温春齐等 (1996) 通过铜品位和矿石组构研究曾提出层状矿体中铜可能主要是后期热液叠加形成的 ; 曾普胜等 (2002) 认为冬瓜山层状硫化物矿床是叠加了矽卡岩化的块状硫化物矿床 ; 常印佛等 (1991) 黄许陈和储国正 (1992, 1993) 唐永成等 (1998) 提出石炭纪沉积作用仅形成了有利于热液叠加改造的层状黄铁矿矿坯, 燕山期岩浆热液对其改造形成层控矽卡岩型矿床 ; 徐克勤和朱金初 (1978) 顾连兴和徐克勤 (1986a) 王文斌等 (1994) Zhouetal.(2000) 徐兆文等 (2007) 认为层状矿体属块状硫化物矿床, 燕山期岩浆作用使其成矿物质变富 ; 毛景文等 (2004) 认为层状矿体是交代而不是海底喷流作用形成的冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床主要由层状块状硫化物矿体组成, 伴有矽卡岩型和斑岩型矿体 ( 图 1 和图 4), 后两类矿体为典型的岩浆热液成因, 这说明在同一矿床中存在两类不同的成矿

6 1862 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(8) 系统蒙义峰等 (2004) 通过定年研究得出铜陵地区存在海西期喷流沉积流体系统和燕山期岩浆流体系统徐九华等 (2004) 通过包裹体微量元素研究也得出, 冬瓜山新桥峙门口铜官山等矿床存在喷流沉积和岩浆热液两类不同的热液体系 Xuetal.(2005) 通过冬瓜山层状矿体中脉状石英包裹体 Rb Sr 定年得出, 岩浆热液成矿作用的时代为 135Ma, 与青山角岩体的 Rb Sr 年龄 136 5Ma 相一致本文对冬瓜山矿床矿石结构构造及铜同位素的进一步研究揭示, 层状矿体中的铜等成矿物质来自岩浆热液, 而不是海底喷流沉积作用形成的氢氧同位素研究表明叠加于块状硫化物矿体之上的热液流体来源于岩浆世界上 SEDEX 型矿床主要是铅锌矿床 (Pirajno,1992; Laznicka,2006), 例如 MoutIsa 和 Sulivan, 含铜很少 (Robb,2005) 冬瓜山矿床矿石成分以铜金为主, 与世界上 SEDEX 型矿床有巨大的差异, 这也可从一个侧面说明冬瓜山矿床层状矿体中铜可能不是海底喷流沉积形成的, 而是与岩浆热液作用有关, 喷流沉积仅仅形成了铁的硫化物铜陵矿集区的峙门口块状硫化物矿床黄铁矿的 Re Os 年龄为 303Ma( 蒙义峰等,2004), 其矿石主要成分为铁的硫化物 ( 主要是黄铁矿 ), 受岩浆热液的影响较小这个矿例证明铜陵地区, 乃至整个长江中下游地区, 晚石炭世海底喷流沉积成矿作用可能仅形成了铁的硫化物矿床晚石炭世块状硫化物矿层可能是燕山期岩浆热液成矿的有利地球化学障蒙义峰等 (2004) 得出金口岭矿床黄铁矿 Re Os 年龄为 137Ma, 毛景文等 (2004) 梅燕雄等 (2005) 得出大团山矿床辉钼矿 Re Os 年龄为 139 1Ma 这些研究结果表明, 在铜陵矿集区的确存在与燕山期岩浆热液有关的铜金矿化作用综合前述研究和讨论, 笔者提出了冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床的喷流沉积岩浆热液叠生成因的成矿模式 ( 图 5): 在晚石炭世, 海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床, 矿石成分以硫铁为主 ; 燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造, 致使其富集铜等成矿物质, 另一方面与围岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型矿体 References ChangYFandLiuXG.1983.Onstrata boundskarndeposits.mineral Deposits,2(1):11-20(inChinesewithEnglish ChangYF,LiuXPandWuYC.1991.TheCopper IronBeltofthe Lowerand Middle Reachesofthe Changjiang River. Beijing: GeologicalpublishingHouse,1-379(inChinesewithEnglish Abstract) ClaypoolDE,MulinsHT,SakaiIR etal.1980.theagecurvesfor sulfurand oxygen isotopesin marine sulfate and theirmutual interpretation.chemicalgeology,8: ClaytonRN,O NeilJRandMayedaTK.1972.Oxygenisotopeexchange betweenquartzandwater.journalofgeophysicsresearch,77: FranklinJM,LydonJW andsansterdf.1981,volcanogenicmasive sulphidedeposits.enco.geol.75 th Anniv.Vol.: GuLX,HuWX,HeJXetal.1993.GeologyandgenesisoftheUpper PalaeozoicmasivesulphidedepositsinsouthChina.Transactionsof theinstitutionofminingandmetalurgeny.sectionb:appliedearth Science,83-96 GuLX, Hu WX, HeJX etal Regionalvariationsin ore compositionandfluidfeaturesofmasivesulphidedepositsinsouth China:Implicationsforgeneticmodeling.Episodes,23: GuLX andxukq.1986a.onthecarboniferoussubmarinemasive sulphidedepositsinthelowerreachesofthechangjiang(yangzi) River.ActaGeologicaSinica,2: (inchinesewith English GuLXandXuKQ.1986b.OntheSouthChina typemasivesulphide depositsformedonmarinefaultdepresiontroughsonthecontinental crust.mineraldeposits,5(2):1-13(inchinesewithenglish GuLXandYangH.1989.FootwalmineralizationofthesouthChina typemasivesulphidedeposits.geologicalreview,35(4): (inchinesewithenglish HuangXC andchugz.1992.typesoforedeposits,metalogenetic seriesandcharacteristics,tongling.geologyofanhui,2(4):53-61(inchinesewithenglish HuangXC andchugz.1993.multistorymetalogenicmodelofthe ShizishanorefieldinTongling,AnhuiProvince.MineralDeposits, 12(3): (inChinesewithEnglish JiangSY,WoodheadJ,YuJM etal.2002.a reconnaisanceofcu isotopic compositionsofhydrothermalvein type copperdeposit, Jinman,Yunnan,China.ChineseScienceBuletin,47(3): LarsonPB,MaherK,RamosFCetal.2003.Copperisotoperatiosin magmaticand hydrothermalore forming environments. Chemical Geology,201: LaznickaP GiantMetalic Deposits. Springer Verlag Berlin Heidelberg,1-732 LiHY,YangZS,MengYFetal.2004.Geologicalcharacteristicsof masivesulfidedepositsintonglingoreconcentrationarea,anhui Province.MineralDeposits,23(3): (inChinesewith English LiWD.1989.OntheYangtzetypecopperoredepositsanditsorigin. BuletinoftheNanjingInstituteofGeologyandMineralResources, ChineseAcademyofGeologicalSciences,10(2):1-14 (in ChinesewithEnglish LiWD,WangWB,FanHYetal.1997.Theconditionstoformcopper (gold) ore depositconcentrated areasand the posibilitiesto discoversupergiganticcopper(gold)oredepositinmiddle Lower Yangtzearea.VocanologyandMineralResources,20(Supp.):1-131(inChinesewithEnglish LiuYQ andliuzl.1991.isotopegeochemistryandgenesisofthe stratiform copper(iron sulfur)depositsintonglingarea,anhui Province.BuletinoftheInstituteofMineralDeposits, Chinese AcademyofGeologicalSciences,1:47-114(inChinesewith EnglishAbstract) Lu J,HuaRMandJiangSY.2003a.Copperisotopestudyofcopperand golddepositofdongguashan,china.geochimicaetcosmochimica Acta,SpecialSupplement:A260 Lu J,HuaRM,XuZW etal.2003b.atwo stagemodelforformationof the Dongguashan Cu Au deposit. GeologicalJournalofChina Universities,9(4): (inChinesewithEnglishAbstract) Lydon JW Volcanogenic masive sulphide deposits. Part2: Geneticmodels.GeoscienceCanada,15:43-65 LydonJW A synopsisofthe curentunderstanding ofthe geologicalenvironmentofthesulivandeposit.in:lydonjw,h?y THandSlackJFetal.(eds.).TheGeologicalEnvironmentofthe Sulivan Deposit, British Columbia. GeologicalAsociation of Canada,MineralDepositsDivision,SpecialPublication,No.1:12-31 MaherKCandLarsonP.2007.Variationincopperisotoperatiosand

7 陆建军等 : 安徽铜陵冬瓜山铜 ( 金 ) 矿床成矿模式 1863 controls on fractionation in hypogene skarn mineralization at CoroccohuaycoandTintaya,Peru.Econ.Geol.,102: MaoJW, Stein H, Du AD etal Re Osprecisedatingfor molybdenitefromcu Au ModepositsintheMiddle LowerReachesof YangtzeRiverbeltand itsimplicationsformineralization. Acta GeologicaSinica,78(1): (inChinesewithEnglish MaréchalCN,TéloukPandAlbarèdeF.1999.Preciseanalysisofcopper andzincisotopiccompositionsbyplasma sourcemasspectrometry. ChemicalGeology,156: MeiYX,MaoJW,LiJW etal.2005.re Osdatingofmolybdenitefrom stratiform skarn orebodies in the Datuanshan copper deposit, Tongling,AnhuiProvince, anditsgeologicalsignificance. Acta GeoscienticaSinica,26(4): (inChinesewithEnglish MengXM.1963.Clasificationresearchoforedeposits.In:Colectionof PapersforMineralResourcesResearch.Beijing:SciencePres,1-72(inChineses) MengYF,YangZS,ZengPSetal.2004.Tentativetemporalconstraints ofore formingfluid systemsin Tongling metalogenic province. 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8 1864 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(8) 顾连兴, 杨浩华南型块状硫化物矿床的下盘矿化. 地质论评,35(4): 黄许陈, 储国正铜陵地区矿床类型成矿系列与成矿特征. 安徽地质,2(4):53-61 黄许陈, 储国正铜陵狮子山矿田多位一体 ( 多层楼 ) 模式. 矿床地质,12(3): 李红阳, 杨竹森, 蒙义峰等铜陵矿集区块状硫化物矿床地质特征. 矿床地质,23(3): 李文达论扬子型铜矿床及其成因. 中国地质科学院南京地质矿产研究所所刊,10(2):1-14 李文达, 王文斌, 范洪源等长江中下游铜 ( 金 ) 矿床密集区形成条件和超大型矿床存在的可能性. 火山地质与矿产,20( 增刊 ):1-131 刘裕庆, 刘兆廉铜陵地区层状铜 ( 铁硫 ) 矿床同位素地球化学和矿床成因研究. 中国地质科学院矿床地质研究所所刊,1: 陆建军, 华仁民, 徐兆文等安徽铜陵冬瓜山铜金矿床两阶段成矿模式. 高校地质学报,9(4): 毛景文,HolyS, 杜安道等长江中下游地区铜金 ( 钼 ) 矿 Re Os 年龄测定及其对成矿作用的指示. 地质学报,78(1): 梅燕雄, 毛景文, 李进文等安徽铜陵大团山铜矿床层状矽卡岩矿体中辉钼矿 Re Os 年龄测定及其地质意义. 地球学报,26 (4): 孟宪民矿床分类与找矿方向. 矿床学论文集. 北京 : 科学出版社,1-72 蒙义峰, 杨竹森, 曾普胜等铜陵矿集区成矿流体系统时限的初步厘定. 矿床地质,23(3): 唐永成, 吴言昌, 储国正等安徽沿江地区铜金多金属矿床地质. 北京 : 地质出版社,1-351 王道华, 傅德鑫, 吴履秀等下扬子区中石炭世沉积海底喷出沉积层状铜 ( 多金属 ) 矿床稳定同位素的特征. 中国地质科学院南京地质矿产研究所所刊,7(2):1-25 王文斌, 李文达, 董平等论长江中下游地区含铜黄铁矿型矿床成因. 火山地质与矿产,15(2):25-34 温春齐, 黄华盛, 刘兆廉铜陵地区石炭系铁铜矿床的矿石组构组分特征. 成都理工学院学报,23(2):7-15 谢华光, 王文斌, 李文达安徽新桥铜硫矿床成矿时代及成矿物质来源. 火山地质与矿产,16(2): 徐克勤, 朱金初我国东南部几个断裂拗陷带中沉积 ( 或火山沉积 ) 热液叠加类铁铜矿床成因探讨. 福建地质科技情报, (4):1-68 徐克勤, 朱金初, 任启江论中国东南部几个断裂拗陷带中某些铁铜矿床的成因问题. 国际交流地质学术论文集, 第二集, 北京 : 地质出版社,49-58 徐九华, 谢玉玲, 杨竹森等安徽铜陵矿集区海底喷流沉积体系的流体包裹体微量元素对比. 矿床地质,23(3): 徐文艺, 杨竹森, 蒙义峰等安徽铜陵矿集区块状硫化物矿床成因模型与成矿流体动力学迁移. 矿床地质,23(3): 徐兆文, 陆现彩, 高庚等铜陵冬瓜山层状铜矿同位素地球化学及成矿机制研究. 地质论评,53(1):44-51 阎学义, 袁成祥长江中下游成矿带中石炭纪海底火山喷发沉积黄铁矿型铜矿地质特征. 南京大学学报 ( 自然科学版 ), (1):43-67 杨竹森, 侯增谦, 蒙义峰等安徽铜陵矿集区海西期喷流沉积流体系统时空结构. 矿床地质,23(3): 曾普胜, 裴荣富, 侯增谦等安徽铜陵地块沉积喷流块状硫化物矿床. 矿床地质,21( 增刊 ): 曾普胜, 杨竹森, 蒙义峰等安徽铜陵矿集区燕山期岩浆流体系统时空结构及成矿. 矿床地质,23(3): 翟裕生, 姚书振, 林新多等长江中下游地区铁铜 ( 金 ) 成矿规律. 北京 : 地质出版社,1-235 周涛发, 范裕, 袁峰长江中下游成矿带成岩成矿作用研究进展. 岩石学报,24(8):

5 : ( [6] ) Fig.1 GeologicalmapofXitieshanPb-Znminingarea ( ); - 2 [6] - - (Mλπ) ( a-1 b ) (a-2 ) - - ( 2-A) (d ) - ( ) [1123] ; c ( 2-B) [6] [2

5 : ( [6] ) Fig.1 GeologicalmapofXitieshanPb-Znminingarea ( ); - 2 [6] - - (Mλπ) ( a-1 b ) (a-2 ) - - ( 2-A) (d ) - ( ) [1123] ; c ( 2-B) [6] [2 37 5 2018 9 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.37 No.5 Sep. 2018 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2018.0521. [J]. 201837(5):154-161. 1 2 3 1 2 2 1 (1. 810001;2. ( ) 430074;3. 350013) : 3 ( ) 3 SE SE