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    新疆东天山玉海铜矿蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究

    陈寿波 黄宝强 李琛 田庆磊 王超 吴见新 陈明霞 韩金生 冯雨周 王云峰

    陈寿波, 黄宝强, 李琛, 田庆磊, 王超, 吴见新, 陈明霞, 韩金生, 冯雨周, 王云峰, 2018. 新疆东天山玉海铜矿蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究. 地球科学, 43(9): 2911-2928. doi: 10.3799/dqkx.2018.156
    引用本文: 陈寿波, 黄宝强, 李琛, 田庆磊, 王超, 吴见新, 陈明霞, 韩金生, 冯雨周, 王云峰, 2018. 新疆东天山玉海铜矿蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究. 地球科学, 43(9): 2911-2928. doi: 10.3799/dqkx.2018.156
    Chen Shoubo, Huang Baoqiang, Li Chen, Tian Qinglei, Wang Chao, Wu Jianxin, Chen Mingxia, Han Jinsheng, Feng Yuzhou, Wang Yunfeng, 2018. Alteration and Mineralization of the Yuhai Cu Deposit in Eastern Tianshan, Xinjiang and Applications of Short Wavelength Infra-Red (SWIR) in Exploration. Earth Science, 43(9): 2911-2928. doi: 10.3799/dqkx.2018.156
    Citation: Chen Shoubo, Huang Baoqiang, Li Chen, Tian Qinglei, Wang Chao, Wu Jianxin, Chen Mingxia, Han Jinsheng, Feng Yuzhou, Wang Yunfeng, 2018. Alteration and Mineralization of the Yuhai Cu Deposit in Eastern Tianshan, Xinjiang and Applications of Short Wavelength Infra-Red (SWIR) in Exploration. Earth Science, 43(9): 2911-2928. doi: 10.3799/dqkx.2018.156

    新疆东天山玉海铜矿蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究

    doi: 10.3799/dqkx.2018.156
    基金项目: 

    新疆维吾尔自治区地质勘查基金项目 T13-3-XJ27

    详细信息
      作者简介:

      陈寿波(1987-), 男, 学士, 主要从事资源勘查工程方面的工作

      通讯作者: 王云峰
    • 中图分类号: P614

    Alteration and Mineralization of the Yuhai Cu Deposit in Eastern Tianshan, Xinjiang and Applications of Short Wavelength Infra-Red (SWIR) in Exploration

    • 摘要: 玉海铜矿位于东天山大南湖-头苏泉岛弧带的东段,是新疆有色地勘局704队近年来发现的一中型铜矿床,但人们对其蚀变和矿化分布特点、矿床成因类型依然知之甚少.基于详细的矿床地质、黑云母和绢云母Ar-Ar同位素定年及短波红外光谱(SWIR)研究,结果表明矿区蚀变主要有黑云母-磁铁矿化、绢英岩化及绿泥石化.其中,黑云母-磁铁矿化在矿区石英闪长岩中均有分布;绢英岩化出现在石英闪长岩中,呈带状分布;绿泥石化在石英闪长岩中均有分布,但在黑云母-磁铁矿化与绢英岩化接触部位,绿泥石化最强.黄铜矿化主要以黄铜矿-黄铁矿-磁铁矿、绿帘石-黄铜矿组合的形式出现,前者与黑云母-磁铁矿化关系密切,后者与绢英岩化关系密切.黑云母及绢云母40Ar/39Ar定年得到的年龄为324~314 Ma,与矿区出露的花岗岩年龄(325.4±2.5 Ma)在误差范围内相似,但地质条件表明矿区黑云母及绢云母Ar-Ar体系均可能被后期岩浆作用重置,结合前人研究成果,玉海铜矿化可能形成于360~350 Ma.此外,矿区绿泥石Fe-OH特征峰位值(Pos2250)的高值(>2 253 nm)主要分布在绢英岩化带及其附近,且与矿体位置相近,可作为玉海矿区找矿勘查的标志.
    • 图 1  中亚造山带(a)和新疆北部(b)构造简图,以及东天山地质特征及重要矿床分布(c)

      Figure 1.  Tectonic sketch of the Central Asian orogenic belt (a) and northern Xinjiang (b), and geological map of the eastern Tianshan belt and major mineral deposit distribution (c)

      图a据Şengör et al.(1993)修改;图b据Chen et al.(2012)修改;图c据王京彬等(2006)Deng et al.(2017)修改

      图 2  玉海矿集区(a)和玉海Cu矿区地质简图(b)

      Figure 2.  Geologic sketch of the Yuhai mineral camp (a), simplified geologic map of the Yuhai Cu deposit (b)

      图a据Wang et al.(2016)修改;图b据新疆有色地勘局704队,2015,新疆哈密市玉海西铜(钼)矿预查,哈密

      图 3  玉海铜矿A-A’勘探线剖面

      Figure 3.  Geological section of the A-A' exploration line across the Yuhai Cu deposit

      Wang et al.(2018)

      图 4  玉海铜矿手标本及镜下照片

      Figure 4.  Representative hand specimen photographs and microphotographs of the Yuhai Cu deposit

      a.黑云母-磁铁矿化蚀变;b.绢英岩化蚀变;c.石英闪长岩中绿泥石交代次生黑云母;d.钾长石化;e.磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿化与黑云母-磁铁矿化密切相关;f.细脉状绿帘石-黄铜矿化与绢英岩化密切相关;g.绢英岩化的绢云母-黄铜矿-绿帘石组合交代次生黑云母;h.辉钼矿与黄铜矿-绿帘石-绢云母组合密切相关.Mag.磁铁矿;Bt.黑云母;Qtz.石英;Kfs.钾长石;Ccp.黄铜矿;Py.黄铁矿;Ep.绿帘石;Ser.绢云母;Mo.辉钼矿;Chl.绿泥石

      图 5  玉海铜矿绢英岩化带中绢云母40Ar/39Ar坪年龄(a)和等时线年龄(b);黑云母-磁铁矿化中黑云母40Ar/39Ar坪年龄(c)及等时线年龄(d)

      Figure 5.  40Ar/39Ar plateau age (a) and isochron age (b) of sericite from phyllic alteration zone, and 40Ar/39Ar plateau age (c) and isochron age (d) of biotite from biotite-magnetite zone in Yuhai Cu deposit

      图 6  玉海铜矿床主要蚀变类型及其矿物组合特征

      Figure 6.  Alteration types and mineral assemblages of the Yuhai Cu deposit

      图 7  玉海铜矿Zk102-Zk101岩性(a)、矿体和蚀变(b)以及短波红外光谱测试结果分布(c)

      Figure 7.  The lithology (a), ore bodies and alteration (b) and distribution of SWIR alteration minerals (c) in the Zk102-Zk101 drill holes in Yuhai Cu deposit

      表 1  玉海铜矿床中绢云母40Ar-39Ar年龄分析结果

      Table 1.  40Ar/39Ar stepwise heating data of sericite in Yuhai Cu deposit

      序号 温度间隔(℃) (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 39Ar(10-14 mol) 40Ar*/39Ar(1σ) 39Ar(%) 年龄(Ma)
      1 62 17.831 9 0.000 3 0.015 4 0.011 5 2.23 2.089 1 47.64 318.7±4.1
      2 62 17.133 6 0.000 5 0.018 0 0.011 4 1.09 4.253 4 23.30 306.0±8.2
      3 62 19.812 9 0.001 4 -0.030 7 0.011 4 0.20 22.537 4 4.34 345.5±33.3
      4 62 17.391 0 0.005 6 -0.011 9 0.011 8 0.08 55.776 5 1.62 285.1±86.5
      5 62 17.383 8 0.002 7 0.074 2 0.012 9 0.09 51.088 7 1.87 299.6±83.1
      6 62 17.660 1 0.000 6 0.098 6 0.012 1 0.36 12.804 9 7.73 314.2±16.9
      7 63 16.912 7 -0.001 0 0.031 7 0.011 8 0.18 26.117 9 3.89 309.7±38.1
      8 63 17.088 1 0.002 3 0.036 2 0.016 3 0.13 34.771 3 2.76 296.7±51.3
      9 65 17.687 0 -0.000 6 -0.132 9 0.012 0 0.16 29.787 0 3.39 320.5±38.7
      10 68 18.197 1 0.004 7 0.060 8 0.008 5 0.16 26.711 4 3.46 303.0±48.0
      注:表中下标m者代表样品中测定的同位素比值;40Ar*代表放射性成因40Ar.
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      表 2  玉海铜矿床中黑云母40Ar-39Ar年龄分析结果

      Table 2.  40Ar/39Ar stepwise heating data of biotite in Yuhai Cu deposit

      序号 温度间隔(℃) (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 39Ar(10-14 mol) 40Ar*/39Ar(1σ) 39Ar(%) 年龄(Ma)
      1 61 16.218 6 0.002 5 0.041 2 0.012 5 1.11 8.485 5 11.23 279.2±8.0
      2 61 17.719 0 0.001 3 0.013 9 0.012 7 4.03 2.407 1 40.63 310.2±3.1
      3 61 17.856 0 0.000 3 0.004 7 0.012 4 1.93 5.096 8 19.51 317.3±5.2
      4 61 18.140 1 0.000 4 0.004 2 0.012 1 1.13 8.719 1 11.39 321.6±8.0
      5 62 18.191 5 -0.000 1 0.008 9 0.013 0 0.98 10.101 2 9.92 324.9±8.2
      6 62 18.127 9 -0.002 1 0.017 5 0.013 1 0.18 55.574 0 1.86 333.3±44.7
      7 62 17.768 0 0.000 6 0.033 5 0.012 2 0.43 22.769 4 4.35 314.3±19.4
      8 64 19.097 9 -0.006 0 0.135 2 0.018 4 0.11 99.371 5 1.10 367.9±67.8
      注:表中下标m者代表样品中测定的同位素比值;40Ar*代表放射性成因40Ar.
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      表 3  玉海铜矿床Zk101、Zk102号钻孔蚀变矿物(绿泥石)短波红外光谱测试结果

      Table 3.  SWIR results of the alteration minerals (chlorite) in the drill holes of Zk101 and Zk102, Yuhai Cu deposit

      钻孔编号 样品编号 样品深度(m) 识别矿物1 识别矿物2 识别矿物3 Pos2250(nm) Dep2250 Pos2350(nm) Dep2350 数据点个数
      Zk101 YH15-1 -44.5 白云母 2 242.4 0.10 2 341.7 0.13 2
      Zk101 YH15-2 -49.0 白云母 2 242.5 0.09 2 342.6 0.11 2
      Zk101 YH15-3 -55.4 铁绿泥石 白云母 2 252.7 0.15 2 340.8 0.26 2
      Zk101 YH15-4 -57.7 铁镁绿泥石 伊利石 2 255.2 0.18 2 323.1 0.18 1
      Zk101 YH15-5 -60.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.15 2 338.6 0.27 2
      Zk101 YH15-6 -64.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.5 0.09 2 340.4 0.16 2
      Zk101 YH15-7 -65.6 铁镁绿泥石 2 254.6 0.08 2 340.9 0.10 2
      Zk101 YH15-8 -73.8 铁镁绿泥石 伊利石 镁铝皮石 2 242.0 0.11 2 345.6 0.12 2
      Zk101 YH15-9 -85.8 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 248.0 0.10 2 340.8 0.11 2
      Zk101 YH15-10 -100.0 白云母 伊利石 铁镁绿泥石 2 250.8 0.07 2 343.9 0.09 4
      Zk101 YH15-12 -109.0 伊利石 铁镁绿泥石 2 247.2 0.09 2 343.7 0.11 2
      Zk101 YH15-13 -113.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.5 0.08 2 339.0 0.08 2
      Zk101 YH15-14 -115.4 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.7 0.06 2 340.9 0.08 2
      Zk101 YH15-15 -119.8 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.1 0.14 2 341.9 0.19 2
      Zk101 YH15-16 -122.6 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.1 0.11 2 340.0 0.11 2
      Zk101 YH15-17 -127.0 白云母 2 242.5 0.11 2 344.0 0.13 2
      Zk101 YH15-18 -128.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 246.2 0.12 2 343.5 0.13 2
      Zk101 YH15-19 -133.5 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.18 2 337.4 0.30 2
      Zk101 YH15-20 -137.8 铁镁绿泥石 白云母 2 249.5 0.15 2 340.9 0.17 2
      Zk101 YH15-21 -148.0 铁镁绿泥石 镁绿泥石 白云母 2 247.0 0.10 2 342.8 0.11 2
      Zk101 YH15-22 -156.0 铁镁绿泥石 伊利石 白云母 2 250.7 0.14 2 341.5 0.17 2
      Zk101 YH15-23 -171.0 绿帘石 2 255.8 0.13 2 340.1 0.20 2
      Zk101 YH15-24 -182.6 蒙脱石 2 246.6 0.01 2 345.5 0.09 2
      Zk101 YH15-26 -184.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.7 0.10 2 340.5 0.12 2
      Zk101 YH15-27 -187.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.6 0.14 2 341.2 0.18 2
      Zk101 YH15-28 -188.8 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.0 0.18 2 338.9 0.27 4
      Zk101 YH15-29 -194.3 伊利石 铁镁绿泥石 2 248.5 0.07 2 339.3 0.08 2
      Zk101 YH15-30 -200.6 铁镁绿泥石 白云母 2 245.1 0.17 2 345.0 0.17 2
      Zk101 YH15-31 -206.0 铁镁绿泥石 白云母 2 249.4 0.14 2 341.5 0.14 2
      Zk101 YH15-32 -216.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 250.8 0.09 2 338.1 0.10 2
      Zk101 YH15-33 -221.3 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 249.6 0.06 2 337.1 0.06 2
      Zk101 YH15-34 -228.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 镁铝皮石 2 250.7 0.07 2 334.6 0.08 2
      Zk101 YH15-35 -238.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.9 0.06 2 338.0 0.08 3
      Zk101 YH15-36 -247.0 阳起石 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.2 0.06 2 318.0 0.12 2
      Zk101 YH15-37 -256.3 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.0 0.16 2 336.4 0.17 2
      Zk101 YH15-38 -260.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.8 0.10 2 341.0 0.12 2
      Zk101 YH15-39 -264.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.9 0.12 2 341.3 0.15 2
      Zk101 YH15-40 -276.8 铁镁绿泥石 白云母 2 251.8 0.09 2 344.1 0.10 2
      Zk101 YH15-41 -298.0 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 251.9 0.10 2 336.3 0.14 3
      Zk101 YH15-42 -304.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.3 0.12 2 338.2 0.14 2
      Zk101 YH15-43 -324.5 铁镁绿泥石 白云母 2 249.8 0.06 2 335.5 0.06 3
      Zk101 YH15-44 -331.5 铁镁绿泥石 绿帘石 2 254.6 0.09 2 337.8 0.16 1
      Zk101 YH15-45 -333.5 铁镁绿泥石 2 255.3 0.16 2 340.0 0.27 2
      Zk101 YH15-46 -333.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.0 0.08 2 340.4 0.11 2
      Zk101 YH15-47 -360.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.0 0.19 2 339.7 0.31 2
      Zk101 YH15-48 -374.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.1 0.14 2 339.1 0.23 3
      Zk101 YH15-49 -388.5 铁镁绿泥石 绿帘石 白云母 2 252.0 0.20 2 341.6 0.32 2
      Zk101 YH15-50 -418.8 铁镁绿泥石 绿帘石 伊利石 2 254.2 0.17 2 341.5 0.30 5
      Zk101 YH15-51 -425.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.9 0.09 2 336.2 0.15 2
      Zk101 YH15-52 -435.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.7 0.09 2 343.1 0.12 2
      Zk101 YH15-53 -442.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.4 0.13 2 340.3 0.21 4
      Zk101 YH15-54 -467.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 250.8 0.05 2 339.9 0.06 2
      Zk101 YH15-55 -478.0 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 249.4 0.15 2 341.9 0.22 2
      Zk101 YH15-57 -511.5 铁镁绿泥石 多硅白云母 绿帘石 2 247.3 0.23 2 342.8 0.31 6
      Zk101 YH15-58 -518.5 铁镁绿泥石 多硅白云母 绿帘石 2 250.3 0.13 2 342.7 0.21 2
      Zk101 YH15-59 -540.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.4 0.23 2 341.3 0.27 4
      Zk101 YH15-60 -564.2 镁铝皮石 绿帘石 2 251.7 0.02 2 341.1 0.08 2
      Zk101 YH15-61 -569.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.6 0.09 2 339.5 0.14 2
      Zk101 YH15-62 -574.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.2 0.11 2 340.7 0.15 3
      Zk101 YH15-63 -589.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.0 0.13 2 342.4 0.16 2
      Zk101 YH15-64 -594.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.3 0.07 2 335.8 0.08 2
      Zk101 YH15-65 -606.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.0 0.15 2 341.4 0.25 2
      Zk101 YH15-67 -610.0 绿帘石 2 254.3 0.25 2 339.7 0.49 2
      Zk101 YH15-68 -619.5 绿帘石 铁镁绿泥石 2 253.1 0.10 2 342.4 0.13 1
      Zk101 YH15-69 -624.0 绿帘石 镁铝皮石 2 253.6 0.08 2 341.9 0.15 4
      Zk101 YH15-70 -627.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.0 0.14 2 339.5 0.18 2
      Zk101 YH15-71 -648.5 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.5 0.11 2 342.0 0.18 2
      Zk101 YH15-72 -683.5 绿帘石 伊利石 2 253.2 0.29 2 343.0 0.46 4
      Zk101 YH15-73 -799.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.0 0.16 2 339.5 0.25 4
      Zk102 S102-1 -63.6 伊利石 铁镁绿泥石 2 245.2 0.06 2 339.0 0.07 2
      Zk102 S102-2 -73.0 伊利石 铁镁绿泥石 2 250.0 0.10 2 333.9 0.11 2
      Zk102 S102-3 -105.2 伊利石 铁镁绿泥石 2 251.0 0.08 2 327.2 0.09 2
      Zk102 S102-4 -106.6 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.1 0.16 2 335.7 0.17 2
      Zk102 S102-5 -139.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.2 0.13 2 334.3 0.15 2
      Zk102 S102-7 -185.0 铁镁绿泥石 2 250.2 0.10 2 336.5 0.09 2
      Zk102 S102-8 -196.7 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.2 0.19 2 337.6 0.24 2
      Zk102 S102-9 -209.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 247.9 0.08 2 340.6 0.09 2
      Zk102 S102-10 -225.0 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 249.7 0.07 2 326.6 0.07 2
      Zk102 S102-12 -237.8 镁绿泥石 白云母 2 251.5 0.14 2 323.3 0.16 3
      Zk102 S102-13 -251.0 镁绿泥石 蒙脱石 2 248.8 0.10 2 331.5 0.11 4
      Zk102 S102-14 -266.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.14 2 339.5 0.24 4
      Zk102 S102-15 -339.5 铁镁绿泥石 2 252.8 0.06 2 323.3 0.10 2
      Zk102 S102-16 -344.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.8 0.17 2 341.2 0.28 4
      Zk102 S102-17 -360.0 伊利石 2 246.8 0.02 2 334.9 0.01 2
      Zk102 S102-18 -369.0 镁绿泥石 伊利石 2 254.6 0.04 2 330.6 0.06 2
      Zk102 S102-19 -386.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.7 0.10 2 330.5 0.18 2
      Zk102 S102-20 -405.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.5 0.05 2 332.1 0.08 2
      Zk102 S102-21 -428.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.8 0.06 2 330.9 0.09 2
      Zk102 S102-22 -440.0 铁镁绿泥石 白云母 2 253.2 0.10 2 339.5 0.14 2
      Zk102 S102-23 -451.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.9 0.09 2 341.0 0.14 2
      Zk102 S102-24 -458.0 绿帘石 伊利石 2 253.2 0.18 2 341.0 0.34 2
      Zk102 S102-25 -474.8 铁镁绿泥石 白云母 2 252.0 0.11 2 332.6 0.15 4
      Zk102 S102-26 -487.5 镁绿泥石 伊利石 2 250.0 0.07 2 321.3 0.08 2
      Zk102 S102-27 -493.5 铁镁绿泥石 白云母 2 253.2 0.09 2 338.2 0.13 2
      Zk102 S102-28 -513.5 铁镁绿泥石 白云母 2 250.2 0.08 2 336.9 0.10 2
      Zk102 S102-29 -526.6 铁镁绿泥石 白云母 镁铝皮石 2 251.2 0.06 2 328.0 0.10 2
      Zk102 S102-30 -530.0 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.2 0.07 2 336.9 0.14 4
      Zk102 S102-31 -557.7 铁镁绿泥石 多硅白云母 2 250.9 0.17 2 340.8 0.24 4
      Zk102 S102-32 -587.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.7 0.07 2 335.3 0.10 2
      Zk102 S102-33 -623.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.0 0.11 2 338.7 0.14 2
      Zk102 S102-34 -643.0 镁绿泥石 伊利石 2 250.4 0.06 2 323.4 0.06 2
      Zk102 S102-35 -661.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.8 0.10 2 342.3 0.16 2
      Zk102 S102-36 -678.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.8 0.06 2 332.4 0.08 2
      Zk102 S102-37 -711.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.6 0.12 2 341.0 0.15 2
      Zk102 S102-38 -728.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.6 0.08 2 336.5 0.14 2
      Zk102 S102-39 -734.7 镁绿泥石 伊利石 2 251.9 0.06 2 319.7 0.07 4
      Zk102 S102-40 -749.5 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 251.0 0.07 2 333.5 0.09 3
      Zk102 S102-41 -772.0 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 252.0 0.07 2 340.2 0.11 2
      Zk102 S102-42 -795.0 镁绿泥石 伊利石 白云母 2 250.1 0.11 2 342.3 0.15 4
      Zk102 S102-43 -804.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.6 0.12 2 341.1 0.16 2
      Zk102 S102-44 -880.0 铁镁绿泥石 伊利石 白云母 2 252.9 0.09 2 333.3 0.16 6
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      表 4  玉海-三岔口矿集区中各矿床(点)地质特征

      Table 4.  Geological features of deposits (mineral occurrences) in Yuhai-Sanchakou ore field

      矿床(点)名称 矿化类型 矿化组合 矿石构造 赋矿围岩 主要蚀变 参考文献
      玉海西 Mo 绿帘石-辉钼矿-黄铜矿 细脉浸染状 片麻状花岗岩 绿泥石化、绿帘石化 待发表
      玉海 Cu 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、绿帘石-黄铜矿-绢云母 浸染状、细脉浸染状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化、绢云母化 Wang et al., 2018
      三岔口西 Cu 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、绿帘石-黄铜矿-绢云母 浸染状、细脉浸染状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化 待发表
      三岔口 Cu、Mo 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、黄铜矿-绿帘石-黄铁矿 浸染状、细脉浸染状、脉状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化、绿帘石化和沸石化 待发表
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    出版历程
    • 收稿日期:  2018-03-17
    • 刊出日期:  2018-09-01

    新疆东天山玉海铜矿蚀变矿化特征及SWIR勘查应用研究

      通讯作者: 王云峰, wangyunnfeng@163.com
      作者简介: 陈寿波(1987-), 男, 学士, 主要从事资源勘查工程方面的工作
    • 1. 新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇四队, 新疆哈密 839000
    • 2. 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室, 广东广州 510640
    • 3. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目:  新疆维吾尔自治区地质勘查基金项目 T13-3-XJ27

    摘要: 玉海铜矿位于东天山大南湖-头苏泉岛弧带的东段,是新疆有色地勘局704队近年来发现的一中型铜矿床,但人们对其蚀变和矿化分布特点、矿床成因类型依然知之甚少.基于详细的矿床地质、黑云母和绢云母Ar-Ar同位素定年及短波红外光谱(SWIR)研究,结果表明矿区蚀变主要有黑云母-磁铁矿化、绢英岩化及绿泥石化.其中,黑云母-磁铁矿化在矿区石英闪长岩中均有分布;绢英岩化出现在石英闪长岩中,呈带状分布;绿泥石化在石英闪长岩中均有分布,但在黑云母-磁铁矿化与绢英岩化接触部位,绿泥石化最强.黄铜矿化主要以黄铜矿-黄铁矿-磁铁矿、绿帘石-黄铜矿组合的形式出现,前者与黑云母-磁铁矿化关系密切,后者与绢英岩化关系密切.黑云母及绢云母40Ar/39Ar定年得到的年龄为324~314 Ma,与矿区出露的花岗岩年龄(325.4±2.5 Ma)在误差范围内相似,但地质条件表明矿区黑云母及绢云母Ar-Ar体系均可能被后期岩浆作用重置,结合前人研究成果,玉海铜矿化可能形成于360~350 Ma.此外,矿区绿泥石Fe-OH特征峰位值(Pos2250)的高值(>2 253 nm)主要分布在绢英岩化带及其附近,且与矿体位置相近,可作为玉海矿区找矿勘查的标志.

    English Abstract

      • 玉海铜矿(98.6 Mt@0.4%)是新疆有色地勘局704队于2011年发现的一处中型铜矿床,位于新疆东天山大南湖-头苏泉岛弧带东段(张照伟等,2016Wang et al., 2018).该段构造-岩浆作用复杂,出露有早古生代到晚古生代多期岩浆岩(李华芹等,2004Wang et al., 2018);成矿类型多样,已发现有三岔口Cu-Mo矿、玉海Cu矿及玉海西Mo矿,使得该区成为东天山地区的重要找矿靶区.玉海铜矿发现后立即引起了国内学者的关注,并进行了一系列研究,主要集中在矿区岩浆岩地球化学特征(王超等,2015张照伟等,2016Wang and Zhang, 2016Wang et al., 2018)、成岩年龄(王超等,2015张照伟等,2016Wang and Zhang, 2016Wang et al., 2018)、成矿年龄(Wang and Zhang, 2016)、矿区构造演化特征(Wang et al., 2018)等方面.然而,由于矿区受多期构造-岩浆作用的影响,蚀变与矿化特征复杂,加之地表大面积被中-新生代地层覆盖,不但增加了勘查难度,也使得玉海矿区蚀变分布特征及其与成矿的关系至今不清.此外,自发现以来,玉海铜矿一直被认为是早古生代斑岩铜矿,而Wang et al.(2016)研究发现,玉海辉钼矿成矿年龄为356~352 Ma,与矿区出露的石英闪长岩(444~422 Ma;王超等,2015张照伟等,2016Wang and Zhang, 2016Wang et al., 2018)、花岗岩(325.4 ± 2.5 Ma;Wang et al., 2018)、辉石闪长岩(291.0 ± 3.0 Ma;Wang et al., 2018)的年龄均相差甚远.因此,玉海铜矿的成因也有待进一步确定.

        近年来,短波红外光谱(short wavelength infrared,简称SWIR)技术逐渐成为矿产勘查领域不可或缺的新方法,已在斑岩-浅成低温矿床、块状硫化物矿床及矽卡岩型矿床中得到了很好的找矿应用(Yang et al., 2005Chang et al., 2011杨志明等,2012Huang et al., 2017张世涛等,2017).该技术可有效、快速地识别出含羟基、硫酸根、碳酸根的矿物,系统地进行蚀变矿物填图,并建立矿床蚀变分带模型及SWIR找矿模型(Chang et al., 2011杨志明等,2012许超等,2017张世涛等,2017).此外,该方法还可利用一些矿物反射光谱特征(如伊利石结晶度和伊利石吸收峰位值)的系统变化,来确定热液中心位置(杨志明等,2012).Yang et al.(2005)已证明短波红外技术在土屋矿床有较好的应用效果.玉海铜矿与土屋铜矿均位于大南湖-头苏泉岛弧带上,矿区地质条件相似,因此短波红外技术在玉海铜矿的应用同样值得尝试.

        在前人研究基础上,本文通过详细的野外地质调查、钻孔岩心编录及室内岩相学观察,划分了矿物蚀变分带,并探讨了蚀变与矿化关系;利用绢云母和黑云母Ar-Ar定年并结合前人对于该矿床的研究成果,讨论矿物蚀变与矿化的年龄.另外,通过对玉海铜矿典型地质剖面进行短波红外光谱分析,初步建立了SWIR找矿勘查的新标志,为玉海矿区的下一步找矿及东天山地区类似矿床的勘探提供科学依据.

      • 中亚造山带是全球最大的显生宙增生造山带和大陆成矿域,在大陆地壳增生和改造过程中,伴随着多期次、多类型的成矿作用,形成了Cu-Au-Fe-Mo-Ni等多种矿产(图 1Wu et al., 2011).东天山位于中亚造山带的南缘,其北部为吐哈盆地,南部为塔里木盆地(图 1bZhang et al., 2008Xiao et al., 2013Zhu et al., 2016石煜等,2017).构造上,东天山从北向南可划分为博格达-哈尔里克岛弧带、觉罗塔格构造带及中天山地块3部分(图 1cChen et al., 2012Xiao et al., 2013马星华等,2015).其中,博格达-哈尔里克岛弧带主要由古生代火山沉积岩组成,并有少量的中生代到新生代的沉积岩、火山岩及火山碎屑岩夹层(马星华等,2015).该区分布有古生代的花岗质及镁铁-超镁铁质岩石,并且该区还发现有少量的Cu-Au矿(Deng et al., 2017).中天山地块主要是由前寒武系基底构成,在该区已发现有大量的Pb-Zn-(Ag)、Fe、Cu-Ni及Fe-(Ti-V)矿床(王京彬等,2006).

        图  1  中亚造山带(a)和新疆北部(b)构造简图,以及东天山地质特征及重要矿床分布(c)

        Figure 1.  Tectonic sketch of the Central Asian orogenic belt (a) and northern Xinjiang (b), and geological map of the eastern Tianshan belt and major mineral deposit distribution (c)

        觉罗塔格带可进一步划分为3个构造带:北部的大南湖-头苏泉岛弧带、中部的康古尔韧性剪切带及南部的阿齐山-雅满苏带(图 1c秦克章等,2002).大南湖-头苏泉岛弧带中出露的主要地层有:泥盆系大南湖组玄武质、安山质火山岩,石炭系干墩组火山沉积岩,石炭系企鹅山群中-基性火山岩、火山碎屑岩及沉积岩,侏罗系沉积岩(刘敏等,2009).东天山地区主要的斑岩Cu-Mo矿床均分布在该带之中,如土屋-延东、福兴、赤湖及灵龙.康古尔韧性剪切带出露的地层主要为石炭系干墩组及梧桐窝子组火山沉积岩,石炭系雅满苏组火山岩及火山碎屑岩(Zhang et al., 2008),该带中的岩石大部分发生了绿片岩相变质及塑性变形(Shen et al., 2014).该带中分布有大量的Au矿(如石英滩等)、Cu-Ni矿(如黄山、黄山东等).阿齐山-雅满苏带出露的地层主要为:石炭系雅满苏组双峰式火山岩,石炭系土古土布拉克组碎屑岩、安山质火山灰及碳酸盐岩夹层,二叠系库莱组海相及陆相碎屑沉积岩(Hou et al., 2014).

        东天山地区出露有大量的石炭纪到二叠纪酸性到超基性侵入岩,这些岩体与该区的Cu、Ni、Mo、Fe、Au矿化有着密切的时空关系(Mao et al., 2008Chen et al., 2012).近些年,大量早古生代(马星华等,2015肖兵等,2015Wang et al., 2018)及三叠纪岩体(Wu et al., 2017)被相继发现,表明东天山地区的构造-岩浆作用从早古生代到三叠纪从未停止.此外,东天山地区分布有大量的近东西向断裂,如大草滩断裂、康古尔断裂、雅满苏及阿奇克库都克-沙泉子断裂(Zhang et al., 2008).

      • 玉海铜矿位于新疆哈密市东南约120 km处,距东侧的三岔口铜矿约7 km,距南侧的康古尔韧性剪切带3~5 km(图 2a).在玉海矿区的北部,出露的岩石主要为第三系葡萄沟组红色砂砾岩,并有少量第三系桃树沟组粉砂岩和砂砾岩.在玉海矿区的南部,出露的主要为酸性-基性侵入岩,包括石英闪长岩、花岗岩和辉石闪长岩.其中,石英闪长岩和花岗岩主要呈岩基状产出,花岗岩体侵入了石英闪长岩中;而辉石闪长岩主要呈岩脉状产出,侵入到石英闪长岩及花岗岩中(图 2b).Wang et al.(2018)测得石英闪长岩、花岗岩及辉石闪长岩的年龄分别为443.1±4.1 Ma、325.4±2.5 Ma和291.0±3.0 Ma,并认为它们分别形成于古亚洲洋的向北俯冲、双向俯冲及碰撞后伸展的构造背景下.在矿区的南部,出露有少量的石炭系盐池组斜长角闪片岩、变砂岩和板岩.矿区分布有NE和EW向断裂,可能为康古尔韧性剪切带的次级断裂(图 2b).

        图  2  玉海矿集区(a)和玉海Cu矿区地质简图(b)

        Figure 2.  Geologic sketch of the Yuhai mineral camp (a), simplified geologic map of the Yuhai Cu deposit (b)

        玉海铜矿床已圈出11个隐伏铜矿体,且均分布在石英闪长岩中.矿区发现的矿石矿物有黄铜矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、自然铜、磁黄铁矿及孔雀石;脉石矿物主要有石英、绿泥石、黄铁矿、绢云母、绿帘石、黑云母,及少量的沸石、方解石、硬石膏.矿区的蚀变主要有黑云母-磁铁矿化、绢英岩化及绿泥石化(图 3).其中,黑云母-磁铁矿化主要分布在石英闪长岩中,在玉海、三岔口矿区所发现的石英闪长岩中均有或强或弱的黑云母-磁铁矿化.蚀变形成的黑云母通常呈片状、板状分布,自形,长100~ 300 μm,单偏光镜下为浅棕色;磁铁矿多为粒状,半自形到他形,粒径多为200~500 μm(图 4a).绢英岩化主要呈带状分布在石英闪长岩中,从矿区东侧到西侧,绢英岩化逐渐变弱.发生绢英岩化的石英闪长岩中,暗色矿物已被完全交代,形成绿泥石、黄铁矿等矿物;长石被交代形成绢云母、石英等矿物(图 3图 4b).绢云母通常呈片状,自形,长100~200 μm;石英通常呈他形粒状,粒径小于200 μm;黄铁矿通常呈半自形-自形粒状,粒径为0.5~2.0 mm.绿泥石化在整个矿区岩体内均有分布,但通常蚀变较弱,强绿泥石化主要分布在绢英岩化与黑云母化的过渡带上,形状不规则(图 4c).此外,矿区还有少量的钾长石化(图 4d)、角闪石化及绿帘石化.其中,钾长石化主要在弱的绢英岩化石英闪长岩中出现,但总体蚀变较弱,仅个别手标本清晰可见钾长石化,主要以浸染状分布;角闪石化主要分布在辉石闪长岩及其附近的花岗岩和石英闪长岩中;绿帘石化分布范围不规则,主要分布在石英闪长岩中,以浸染状为主,并有少量的绿帘石脉.黄铜矿化主要分布在绢英岩化及其附近的黑云母-磁铁矿蚀变带中.黄铜矿化主要以两种形式出现:(1)浸染状磁铁矿-黄铁矿-黄铜矿组合(图 4e);(2)浸染状、细脉浸染状黄铜矿-绿帘石组合(图 4f).前者与黑云母-磁铁矿蚀变密切相关(图 4e);后者则主要与绢英岩化关系密切.部分脉体两侧可见浸染状的绢云母、硬石膏等矿物(图 4f),在镜下可见到该矿化组合及绢云母化叠加黑云母化的现象(图 4g),说明其形成晚于黑云母-磁铁矿化.此外,还有少量的黄铜矿以石英-黄铜矿-黄铁矿脉、沸石-黄铜矿脉、石英-黄铜矿-磁黄铁矿-黄铁矿脉等形式出现.矿区辉钼矿主要以浸染状与黄铜矿、绿帘石、绢云母等矿物伴生出现(图 4h).

        图  3  玉海铜矿A-A’勘探线剖面

        Figure 3.  Geological section of the A-A' exploration line across the Yuhai Cu deposit

        图  4  玉海铜矿手标本及镜下照片

        Figure 4.  Representative hand specimen photographs and microphotographs of the Yuhai Cu deposit

      • 本次研究中选取绢英岩化的石英闪长岩样品,进行绢云母的挑选工作;选取黑云母-磁铁矿化的石英闪长岩样品,进行黑云母的挑选工作.绢云母和黑云母的分选工作在河北廊坊诚信地质服务有限公司完成.样品经过破碎、筛选至60~80目,在双目镜下挑选使绢云母、黑云母的纯度大于99%,用超声波清洗.清洗过的样品被放置在一个小型铝质圆盘中(直径1.9 cm,深0.3 cm),外部加上Cd保护层,并置于美国地质调查局核反应堆中照射40 h.40Ar/39Ar测试是在Curtin大学西澳Ar-Ar同位素测试中心完成.测试过程中,用110 W的激光器(Spectron)对样品进行逐步加热,样品之上放置有Nd-YAG(IR;1 064 nm)型光栅,确保加热过程中样品受热均匀.加热过程中释放的Ar气要经过一个不锈钢抽气管,抽气管另一端连接3个SAES AP10型接收器及一个液氮冷凝阱,通过该装置对释放的Ar气进行纯化处理.Ar同位素分析是在MAP 215-50型质谱仪(分辨率约500;灵敏度4×1014)上进行.实验过程中用FCs作为标样,其年龄为28.294±0.037 Ma.具体实验流程及实验参数参见Jourdan and Renne(2007).实验数据在ISOPLOT程序中计算其坪年龄及等时线年龄.坪年龄以2σ给出.

      • 短波红外光是介于近红外光与中红外的电磁波,其波长范围为1 300~2 500 nm(Chang et al., 2011杨志明等,2012).在地质研究方面,由于不同的矿物所含不同基团具有不同的能级;不同的基团或不同物理化学环境中形成的同一基团,对短波红外光的吸收波长有明显的差别.因此,短波红外光谱可作为获取矿物基团信息的一种有效载体.用短波红外光照射样品,通过仪器记录样品对不同波长红外光的选择吸收性,来识别矿物成分和结构(杨志明等,2012).目前,该技术已经能够有效地识别含羟基矿物(硅酸盐和黏土矿物)、硫酸盐矿物和碳酸盐矿物(杨志明等,2012).

        用于样品短波红外光谱分析的仪器为Terra Spec,该仪器为美国Analytical Spectral Devices, Inc.(ASD)公司所生产.该仪器光谱分辨率为6~7 nm,光谱取样间距为2 nm,测试窗口为直径2.5 cm的圆形区域,测试样品所用时间可由用户自行设置,淡色岩石完成一个测点需4~6 s,深色岩石样品完成一个测点需6~10 s.关于仪器详细的参数、测试方法及注意事项参考Chang et al.(2011)杨志明等(2012).

        用于测试的样品来自于1号勘探线剖面的Zk101和Zk102两个钻孔,共采集钻孔样品111件,采样规格大概为15 m/样,在蚀变矿化比较集中的区域,采取加密采样措施.在测试前,先将样品洗干净,然后晾干.为了测试数据的可靠性,每块样品一般测试2~3个点,并对每一个测试点的位置进行标记.在测试之前,对仪器进行校准,仪器参数光谱平均设置为200,基准白设置为400,进行优化操作,然后进行基准白操作.此后仪器光谱线很平直,几乎无噪音干扰即可进行样品的测试工作.测试时,为保证测试数据的质量,每隔15 min对仪器进行优化和基准白测量一次.相关的仪器设置和测试方法参考Chang et al.(2011).测试数据先用“The Spectral Geologist(TSG)V.3”软件进行自动解译,然后通过人工进行逐条核对、审查、再解译并最终确定矿物的种类.伊利石(1 900 nm和2 200 nm)和绿泥石(2 250 nm和2 335 nm)的吸收峰位(Position)、吸收峰位深度(Deep)等参数都可以通过TSG V.3的标量(scalar)直接获取;伊利石结晶度(IC card)也可以通过TSG V.3的标量(scalar)功能直接求出,具体参数设置参考杨志明(2012)Chang et al.(2011).每个样品的2~3个分析结果,取其平均值作为最终结果.

      • 玉海矿区石英闪长岩样品中绢云母及黑云母40Ar/39Ar定年结果分别列于表 1表 2中.绢云母经过10个阶段的分步加热,采用加权平均计算其坪年龄为316.1±4.3 Ma(2σ)(图 5a);线性回归计算等时线年龄为316.9±4.1 Ma(MSWD=1.4)(图 5b),两者基本一致.黑云母经过8个阶段的分步加热,其中第2到第7个阶段采用加权平均计算得到其坪年龄为314.0±7.5 Ma(2σ)(图 5c);线性回归计算等时线年龄为323.5±4.0 Ma(MSWD=0.37)(图 5d),两者在误差范围内一致.

        序号 温度间隔(℃) (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 39Ar(10-14 mol) 40Ar*/39Ar(1σ) 39Ar(%) 年龄(Ma)
        1 62 17.831 9 0.000 3 0.015 4 0.011 5 2.23 2.089 1 47.64 318.7±4.1
        2 62 17.133 6 0.000 5 0.018 0 0.011 4 1.09 4.253 4 23.30 306.0±8.2
        3 62 19.812 9 0.001 4 -0.030 7 0.011 4 0.20 22.537 4 4.34 345.5±33.3
        4 62 17.391 0 0.005 6 -0.011 9 0.011 8 0.08 55.776 5 1.62 285.1±86.5
        5 62 17.383 8 0.002 7 0.074 2 0.012 9 0.09 51.088 7 1.87 299.6±83.1
        6 62 17.660 1 0.000 6 0.098 6 0.012 1 0.36 12.804 9 7.73 314.2±16.9
        7 63 16.912 7 -0.001 0 0.031 7 0.011 8 0.18 26.117 9 3.89 309.7±38.1
        8 63 17.088 1 0.002 3 0.036 2 0.016 3 0.13 34.771 3 2.76 296.7±51.3
        9 65 17.687 0 -0.000 6 -0.132 9 0.012 0 0.16 29.787 0 3.39 320.5±38.7
        10 68 18.197 1 0.004 7 0.060 8 0.008 5 0.16 26.711 4 3.46 303.0±48.0
        注:表中下标m者代表样品中测定的同位素比值;40Ar*代表放射性成因40Ar.

        表 1  玉海铜矿床中绢云母40Ar-39Ar年龄分析结果

        Table 1.  40Ar/39Ar stepwise heating data of sericite in Yuhai Cu deposit

        序号 温度间隔(℃) (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 39Ar(10-14 mol) 40Ar*/39Ar(1σ) 39Ar(%) 年龄(Ma)
        1 61 16.218 6 0.002 5 0.041 2 0.012 5 1.11 8.485 5 11.23 279.2±8.0
        2 61 17.719 0 0.001 3 0.013 9 0.012 7 4.03 2.407 1 40.63 310.2±3.1
        3 61 17.856 0 0.000 3 0.004 7 0.012 4 1.93 5.096 8 19.51 317.3±5.2
        4 61 18.140 1 0.000 4 0.004 2 0.012 1 1.13 8.719 1 11.39 321.6±8.0
        5 62 18.191 5 -0.000 1 0.008 9 0.013 0 0.98 10.101 2 9.92 324.9±8.2
        6 62 18.127 9 -0.002 1 0.017 5 0.013 1 0.18 55.574 0 1.86 333.3±44.7
        7 62 17.768 0 0.000 6 0.033 5 0.012 2 0.43 22.769 4 4.35 314.3±19.4
        8 64 19.097 9 -0.006 0 0.135 2 0.018 4 0.11 99.371 5 1.10 367.9±67.8
        注:表中下标m者代表样品中测定的同位素比值;40Ar*代表放射性成因40Ar.

        表 2  玉海铜矿床中黑云母40Ar-39Ar年龄分析结果

        Table 2.  40Ar/39Ar stepwise heating data of biotite in Yuhai Cu deposit

        图  5  玉海铜矿绢英岩化带中绢云母40Ar/39Ar坪年龄(a)和等时线年龄(b);黑云母-磁铁矿化中黑云母40Ar/39Ar坪年龄(c)及等时线年龄(d)

        Figure 5.  40Ar/39Ar plateau age (a) and isochron age (b) of sericite from phyllic alteration zone, and 40Ar/39Ar plateau age (c) and isochron age (d) of biotite from biotite-magnetite zone in Yuhai Cu deposit

      • 通过短波红外光谱(SWIR)的测试结果,共识别出来7种含水矿物,分别是伊利石、绿泥石(包括镁绿泥石、铁绿泥石和铁镁绿泥石)、白云母(包括白云母和多硅白云母)、绿帘石、蒙脱石、阳起石、镁铝皮石,其中伊利石、绿泥石和白云母较为发育(图 6).伊利石、绿泥石、白云母在钻孔中广泛分布.绿帘石主要分布在辉石闪长岩内部及附近、矿体附近;镁铝皮石主要分布在钾长石蚀变的岩体中;蒙脱石主要分布在绢英岩化带的外围;阳起石偶有出现,分布很少,没有明显的规律.

        图  6  玉海铜矿床主要蚀变类型及其矿物组合特征

        Figure 6.  Alteration types and mineral assemblages of the Yuhai Cu deposit

        绿泥石是一种含水层状硅酸盐矿物,分子式为(R2+, R3+)6[(Si, Al)4O10](OH)8,式中R2+可以是Mg2+、Fe2+、Mn2+等离子,R3+可以是Al3+、Fe3+、Mn3+、Cr3+等离子;其结构中包含Fe-OH和Mg-OH两个离子团(Xiao et al., 2017).当红外光谱照射时,在2 250 nm附近出现特征吸收峰,该吸收峰的位值称作“绿泥石2 250 nm吸收峰位值(Pos2250)”,其吸收深度为“绿泥石2 250 nm吸收峰位深度(Dep2250)”.Mg-OH在2 335 nm附近形成特征吸收峰,称为“绿泥石2 335 nm吸收峰位值(Pos2335)”,其吸收深度为“绿泥石2 335 nm吸收峰位深度(Dep2335)”.

        本次研究中,绿泥石的Pos2250、Dep2250、Pos2335和Dep2335特征见表 3.玉海样品的绿泥石Pos2250值变化范围为2 242.0~2 255.8 nm,其平均值为2 251.1 nm;Dep2250值变化范围为0.01~ 0.29,平均值为0.11.Pos2335的变化范围为2 318.0~2 345.6 nm,平均值为2 337.9 nm;Dep2335的变化范围为0.01~0.49,平均值为0.15.空间上,Pos2250具有明显的变化规律,从绢英岩化带向外,Pos2250的值逐渐变小.Pos2250的高值(>2 253 nm)主要分布在钻孔Zk101的-130~-160 m,-330~-420 m,-610~-680 m中段;钻孔Zk102的-370~-460 m,-490~-530 m中段,主要集中在绢英岩化带的内部及其附近,与矿体分布范围较为一致(图 7).而绿泥石Dep2250、Pos2335和Dep2335值在空间上变化规律不明显,对矿体及蚀变的指示作用不强.

        钻孔编号 样品编号 样品深度(m) 识别矿物1 识别矿物2 识别矿物3 Pos2250(nm) Dep2250 Pos2350(nm) Dep2350 数据点个数
        Zk101 YH15-1 -44.5 白云母 2 242.4 0.10 2 341.7 0.13 2
        Zk101 YH15-2 -49.0 白云母 2 242.5 0.09 2 342.6 0.11 2
        Zk101 YH15-3 -55.4 铁绿泥石 白云母 2 252.7 0.15 2 340.8 0.26 2
        Zk101 YH15-4 -57.7 铁镁绿泥石 伊利石 2 255.2 0.18 2 323.1 0.18 1
        Zk101 YH15-5 -60.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.15 2 338.6 0.27 2
        Zk101 YH15-6 -64.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.5 0.09 2 340.4 0.16 2
        Zk101 YH15-7 -65.6 铁镁绿泥石 2 254.6 0.08 2 340.9 0.10 2
        Zk101 YH15-8 -73.8 铁镁绿泥石 伊利石 镁铝皮石 2 242.0 0.11 2 345.6 0.12 2
        Zk101 YH15-9 -85.8 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 248.0 0.10 2 340.8 0.11 2
        Zk101 YH15-10 -100.0 白云母 伊利石 铁镁绿泥石 2 250.8 0.07 2 343.9 0.09 4
        Zk101 YH15-12 -109.0 伊利石 铁镁绿泥石 2 247.2 0.09 2 343.7 0.11 2
        Zk101 YH15-13 -113.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.5 0.08 2 339.0 0.08 2
        Zk101 YH15-14 -115.4 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.7 0.06 2 340.9 0.08 2
        Zk101 YH15-15 -119.8 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.1 0.14 2 341.9 0.19 2
        Zk101 YH15-16 -122.6 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.1 0.11 2 340.0 0.11 2
        Zk101 YH15-17 -127.0 白云母 2 242.5 0.11 2 344.0 0.13 2
        Zk101 YH15-18 -128.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 246.2 0.12 2 343.5 0.13 2
        Zk101 YH15-19 -133.5 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.18 2 337.4 0.30 2
        Zk101 YH15-20 -137.8 铁镁绿泥石 白云母 2 249.5 0.15 2 340.9 0.17 2
        Zk101 YH15-21 -148.0 铁镁绿泥石 镁绿泥石 白云母 2 247.0 0.10 2 342.8 0.11 2
        Zk101 YH15-22 -156.0 铁镁绿泥石 伊利石 白云母 2 250.7 0.14 2 341.5 0.17 2
        Zk101 YH15-23 -171.0 绿帘石 2 255.8 0.13 2 340.1 0.20 2
        Zk101 YH15-24 -182.6 蒙脱石 2 246.6 0.01 2 345.5 0.09 2
        Zk101 YH15-26 -184.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 248.7 0.10 2 340.5 0.12 2
        Zk101 YH15-27 -187.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.6 0.14 2 341.2 0.18 2
        Zk101 YH15-28 -188.8 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.0 0.18 2 338.9 0.27 4
        Zk101 YH15-29 -194.3 伊利石 铁镁绿泥石 2 248.5 0.07 2 339.3 0.08 2
        Zk101 YH15-30 -200.6 铁镁绿泥石 白云母 2 245.1 0.17 2 345.0 0.17 2
        Zk101 YH15-31 -206.0 铁镁绿泥石 白云母 2 249.4 0.14 2 341.5 0.14 2
        Zk101 YH15-32 -216.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 250.8 0.09 2 338.1 0.10 2
        Zk101 YH15-33 -221.3 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 249.6 0.06 2 337.1 0.06 2
        Zk101 YH15-34 -228.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 镁铝皮石 2 250.7 0.07 2 334.6 0.08 2
        Zk101 YH15-35 -238.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.9 0.06 2 338.0 0.08 3
        Zk101 YH15-36 -247.0 阳起石 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.2 0.06 2 318.0 0.12 2
        Zk101 YH15-37 -256.3 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.0 0.16 2 336.4 0.17 2
        Zk101 YH15-38 -260.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.8 0.10 2 341.0 0.12 2
        Zk101 YH15-39 -264.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.9 0.12 2 341.3 0.15 2
        Zk101 YH15-40 -276.8 铁镁绿泥石 白云母 2 251.8 0.09 2 344.1 0.10 2
        Zk101 YH15-41 -298.0 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 251.9 0.10 2 336.3 0.14 3
        Zk101 YH15-42 -304.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.3 0.12 2 338.2 0.14 2
        Zk101 YH15-43 -324.5 铁镁绿泥石 白云母 2 249.8 0.06 2 335.5 0.06 3
        Zk101 YH15-44 -331.5 铁镁绿泥石 绿帘石 2 254.6 0.09 2 337.8 0.16 1
        Zk101 YH15-45 -333.5 铁镁绿泥石 2 255.3 0.16 2 340.0 0.27 2
        Zk101 YH15-46 -333.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.0 0.08 2 340.4 0.11 2
        Zk101 YH15-47 -360.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.0 0.19 2 339.7 0.31 2
        Zk101 YH15-48 -374.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.1 0.14 2 339.1 0.23 3
        Zk101 YH15-49 -388.5 铁镁绿泥石 绿帘石 白云母 2 252.0 0.20 2 341.6 0.32 2
        Zk101 YH15-50 -418.8 铁镁绿泥石 绿帘石 伊利石 2 254.2 0.17 2 341.5 0.30 5
        Zk101 YH15-51 -425.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.9 0.09 2 336.2 0.15 2
        Zk101 YH15-52 -435.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.7 0.09 2 343.1 0.12 2
        Zk101 YH15-53 -442.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.4 0.13 2 340.3 0.21 4
        Zk101 YH15-54 -467.5 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 250.8 0.05 2 339.9 0.06 2
        Zk101 YH15-55 -478.0 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 249.4 0.15 2 341.9 0.22 2
        Zk101 YH15-57 -511.5 铁镁绿泥石 多硅白云母 绿帘石 2 247.3 0.23 2 342.8 0.31 6
        Zk101 YH15-58 -518.5 铁镁绿泥石 多硅白云母 绿帘石 2 250.3 0.13 2 342.7 0.21 2
        Zk101 YH15-59 -540.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.4 0.23 2 341.3 0.27 4
        Zk101 YH15-60 -564.2 镁铝皮石 绿帘石 2 251.7 0.02 2 341.1 0.08 2
        Zk101 YH15-61 -569.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.6 0.09 2 339.5 0.14 2
        Zk101 YH15-62 -574.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.2 0.11 2 340.7 0.15 3
        Zk101 YH15-63 -589.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.0 0.13 2 342.4 0.16 2
        Zk101 YH15-64 -594.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.3 0.07 2 335.8 0.08 2
        Zk101 YH15-65 -606.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.0 0.15 2 341.4 0.25 2
        Zk101 YH15-67 -610.0 绿帘石 2 254.3 0.25 2 339.7 0.49 2
        Zk101 YH15-68 -619.5 绿帘石 铁镁绿泥石 2 253.1 0.10 2 342.4 0.13 1
        Zk101 YH15-69 -624.0 绿帘石 镁铝皮石 2 253.6 0.08 2 341.9 0.15 4
        Zk101 YH15-70 -627.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.0 0.14 2 339.5 0.18 2
        Zk101 YH15-71 -648.5 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.5 0.11 2 342.0 0.18 2
        Zk101 YH15-72 -683.5 绿帘石 伊利石 2 253.2 0.29 2 343.0 0.46 4
        Zk101 YH15-73 -799.0 铁镁绿泥石 伊利石 绿帘石 2 252.0 0.16 2 339.5 0.25 4
        Zk102 S102-1 -63.6 伊利石 铁镁绿泥石 2 245.2 0.06 2 339.0 0.07 2
        Zk102 S102-2 -73.0 伊利石 铁镁绿泥石 2 250.0 0.10 2 333.9 0.11 2
        Zk102 S102-3 -105.2 伊利石 铁镁绿泥石 2 251.0 0.08 2 327.2 0.09 2
        Zk102 S102-4 -106.6 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.1 0.16 2 335.7 0.17 2
        Zk102 S102-5 -139.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.2 0.13 2 334.3 0.15 2
        Zk102 S102-7 -185.0 铁镁绿泥石 2 250.2 0.10 2 336.5 0.09 2
        Zk102 S102-8 -196.7 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.2 0.19 2 337.6 0.24 2
        Zk102 S102-9 -209.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 247.9 0.08 2 340.6 0.09 2
        Zk102 S102-10 -225.0 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 249.7 0.07 2 326.6 0.07 2
        Zk102 S102-12 -237.8 镁绿泥石 白云母 2 251.5 0.14 2 323.3 0.16 3
        Zk102 S102-13 -251.0 镁绿泥石 蒙脱石 2 248.8 0.10 2 331.5 0.11 4
        Zk102 S102-14 -266.0 铁镁绿泥石 绿帘石 2 255.2 0.14 2 339.5 0.24 4
        Zk102 S102-15 -339.5 铁镁绿泥石 2 252.8 0.06 2 323.3 0.10 2
        Zk102 S102-16 -344.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.8 0.17 2 341.2 0.28 4
        Zk102 S102-17 -360.0 伊利石 2 246.8 0.02 2 334.9 0.01 2
        Zk102 S102-18 -369.0 镁绿泥石 伊利石 2 254.6 0.04 2 330.6 0.06 2
        Zk102 S102-19 -386.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.7 0.10 2 330.5 0.18 2
        Zk102 S102-20 -405.5 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.5 0.05 2 332.1 0.08 2
        Zk102 S102-21 -428.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.8 0.06 2 330.9 0.09 2
        Zk102 S102-22 -440.0 铁镁绿泥石 白云母 2 253.2 0.10 2 339.5 0.14 2
        Zk102 S102-23 -451.0 铁镁绿泥石 白云母 2 251.9 0.09 2 341.0 0.14 2
        Zk102 S102-24 -458.0 绿帘石 伊利石 2 253.2 0.18 2 341.0 0.34 2
        Zk102 S102-25 -474.8 铁镁绿泥石 白云母 2 252.0 0.11 2 332.6 0.15 4
        Zk102 S102-26 -487.5 镁绿泥石 伊利石 2 250.0 0.07 2 321.3 0.08 2
        Zk102 S102-27 -493.5 铁镁绿泥石 白云母 2 253.2 0.09 2 338.2 0.13 2
        Zk102 S102-28 -513.5 铁镁绿泥石 白云母 2 250.2 0.08 2 336.9 0.10 2
        Zk102 S102-29 -526.6 铁镁绿泥石 白云母 镁铝皮石 2 251.2 0.06 2 328.0 0.10 2
        Zk102 S102-30 -530.0 铁镁绿泥石 白云母 绿帘石 2 253.2 0.07 2 336.9 0.14 4
        Zk102 S102-31 -557.7 铁镁绿泥石 多硅白云母 2 250.9 0.17 2 340.8 0.24 4
        Zk102 S102-32 -587.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 251.7 0.07 2 335.3 0.10 2
        Zk102 S102-33 -623.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.0 0.11 2 338.7 0.14 2
        Zk102 S102-34 -643.0 镁绿泥石 伊利石 2 250.4 0.06 2 323.4 0.06 2
        Zk102 S102-35 -661.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.8 0.10 2 342.3 0.16 2
        Zk102 S102-36 -678.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 252.8 0.06 2 332.4 0.08 2
        Zk102 S102-37 -711.0 铁镁绿泥石 白云母 2 252.6 0.12 2 341.0 0.15 2
        Zk102 S102-38 -728.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 253.6 0.08 2 336.5 0.14 2
        Zk102 S102-39 -734.7 镁绿泥石 伊利石 2 251.9 0.06 2 319.7 0.07 4
        Zk102 S102-40 -749.5 铁镁绿泥石 伊利石 蒙脱石 2 251.0 0.07 2 333.5 0.09 3
        Zk102 S102-41 -772.0 铁镁绿泥石 蒙脱石 2 252.0 0.07 2 340.2 0.11 2
        Zk102 S102-42 -795.0 镁绿泥石 伊利石 白云母 2 250.1 0.11 2 342.3 0.15 4
        Zk102 S102-43 -804.0 铁镁绿泥石 伊利石 2 250.6 0.12 2 341.1 0.16 2
        Zk102 S102-44 -880.0 铁镁绿泥石 伊利石 白云母 2 252.9 0.09 2 333.3 0.16 6

        表 3  玉海铜矿床Zk101、Zk102号钻孔蚀变矿物(绿泥石)短波红外光谱测试结果

        Table 3.  SWIR results of the alteration minerals (chlorite) in the drill holes of Zk101 and Zk102, Yuhai Cu deposit

        图  7  玉海铜矿Zk102-Zk101岩性(a)、矿体和蚀变(b)以及短波红外光谱测试结果分布(c)

        Figure 7.  The lithology (a), ore bodies and alteration (b) and distribution of SWIR alteration minerals (c) in the Zk102-Zk101 drill holes in Yuhai Cu deposit

      • 斑岩铜矿通常具有典型的蚀变分带特征,从内向外分别为钾化带(包括钾长石化、黑云母化)、绢英岩化带和青磐岩化带(Sillitoe,2010).玉海铜矿黑云母-磁铁矿化发育,且有弱的钾长石化;黄铁绢英岩化发育,空间上呈带状分布;浸染状的绿帘石-黄铜矿组合常与绿泥石化相伴产出.由此,不少学者认为其为斑岩铜矿床,并认为其致矿岩体为石英闪长岩(张照伟等,2016Wang and Zhang, 2016Wang et al., 2018).然而,玉海铜矿的一些地质特征并不支持该结论.首先,在国内外典型斑岩铜矿中往往有多期岩浆作用,斑岩矿化与蚀变通常与晚期岩浆作用相关,而晚期岩浆多呈岩脉状产出,岩体出露面积较小(Yang et al., 2009Sillitoe,2010).如驱龙斑岩铜矿致矿岩体出露面积为0.2 km2(Yang et al., 2009),德兴铜矿中铜厂、富家坞、朱砂红斑岩铜矿致矿岩体出露面积分别为0.7 km2、0.2 km2、0.06 km2 (王强等,2004),土屋-延东斑岩铜矿致矿岩体面积约为0.2 km2(张连昌等,2004).玉海铜矿区的石英闪长岩在玉海、三岔口西(位于三岔口和玉海铜矿之间)及三岔口矿区均有出露,面积超过10 km2,且所有出露岩体中均发现有黑云母-磁铁矿化.如此之大的致矿岩体较为罕见.其次,前人研究表明,在低氧逸度岩浆房中,Cu常赋存于源区残余硫化物中,当氧逸度升高时,S主要以SO42-和SO2的形式存在,从而使得岩浆中Cu的含量增加(Sun et al., 2015).因此,高氧化性岩浆有助于形成斑岩铜矿(Sillitoe,2010陈华勇和韩金生,2015).上述研究表明,锆石中Ce4+/Ce3+可以作为判断岩浆氧逸度和成矿性的有效手段,其值越大表明岩浆氧逸度越高、对成矿越有利.胥磊落等(2012)指出,在金沙江-红河成矿带中,成矿斑岩Ce4+/Ce3+的值主要集中在210~340,而不成矿岩体中Ce4+/Ce3+的值小于120;Shen et al.(2015)同样指出在中亚造山带中,成矿斑岩Ce4+/Ce3+的值通常大于120.玉海石英闪长岩Ce4+/Ce3+值为18~456,主要集中在100以下,表明其不利于形成斑岩铜矿(Wang et al., 2018).再次,与典型斑岩铜矿绢英岩化主要分布在致矿岩体上部及其附近围岩中不同(郑有业等,2017),玉海黄铁绢英岩化带主要呈带状分布在石英闪长岩中,与区域构造线方向基本一致,且绢英岩化岩石具有明显的韧性变形特征.最后,典型斑岩矿床中在致矿岩体内通常会出现大量的石英-硫化物网脉,而在石英闪长岩中未见石英-硫化物网脉,黄铜矿主要以浸染状、细脉浸染状绿帘石-黄铜矿组合出现,与土屋铜矿青磐岩化阶段围岩中的矿化特征相似.这些特征表明玉海矿区石英闪长岩可能为斑岩成矿的围岩,而非致矿岩体,因此需要探讨新的成矿模式.

        从玉海铜矿到东侧的三岔口铜矿,石英闪长岩中的黑云母-磁铁矿蚀变特征没有明显的不同,表明两处黑云母-磁铁矿化可能是在同一期热事件中形成,并伴随形成了浸染状的黄铜矿-黄铁矿-磁铁矿组合(表 4Wang and Zhang, 2016).玉海矿区绢英岩化较为发育,且与绿帘石-黄铜矿±辉钼矿化关系密切;而绢英岩化与黑云母-磁铁矿化的叠加关系不明显,只在局部地区可以看到绢英岩化叠加黑云母-磁铁矿化的现象(图 4e).由此可以推断,黑云母-磁铁矿化形成可能稍早于绢英岩化,而绢云母化与辉钼矿化近乎同时形成.Wang et al.(2016)得到玉海矿区辉钼矿等时线年龄为351.7±2.9 Ma,加权平均年龄为355.7±2.4 Ma;且三岔口Cu-Mo矿辉钼矿年龄同样集中在360~350 Ma(待发表),表明玉海-三岔口矿区绿帘石-黄铜矿±辉钼矿组合形成于360~350 Ma.然而,玉海矿区所得的黑云母40Ar/39Ar年龄为324~314 Ma,绢云母40Ar/39Ar年龄为316.1±4.3 Ma~316.9±4.1 Ma,均明显较辉钼矿Re-Os年龄年轻,这些云母的Ar-Ar年龄与玉海矿区所发现的花岗岩年龄(325.4±2.5 Ma; Wang et al., 2018)在误差范围内一致.在三岔口选取远离后期侵入岩体且未受绢英岩化影响的黑云母-磁铁矿化石英闪长岩,挑选次生黑云母进行40Ar/39Ar定年,其年龄显示三岔口矿区黑云母-磁铁矿化形成于约350 Ma(待发表),与辉钼矿Re-Os年龄基本一致.前人研究表明黑云母、绢云母Ar-Ar体系封闭温度约为350±50 ℃(杨富全等,2013),远低于玉海花岗岩形成温度(700~860 ℃;Wang et al., 2018).当玉海花岗岩侵入时,由于其侵入位置非常接近笔者定年样品的采集位置(图 3)很可能对玉海黑云母、绢云母Ar-Ar体系进行重置,使其代表花岗岩的结晶年龄.而辉钼矿Re-Os年龄体系的封闭温度为500±50 ℃(Selby and Greaser, 2001),远高于黑云母、绢云母Ar-Ar体系,不容易被重置,因此其年龄测试结果更可靠.由此,笔者认为玉海地区黑云母化、绢云母化蚀变形成年龄与辉钼矿Re-Os年龄一致,可能均在360~350 Ma内.

        矿床(点)名称 矿化类型 矿化组合 矿石构造 赋矿围岩 主要蚀变 参考文献
        玉海西 Mo 绿帘石-辉钼矿-黄铜矿 细脉浸染状 片麻状花岗岩 绿泥石化、绿帘石化 待发表
        玉海 Cu 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、绿帘石-黄铜矿-绢云母 浸染状、细脉浸染状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化、绢云母化 Wang et al., 2018
        三岔口西 Cu 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、绿帘石-黄铜矿-绢云母 浸染状、细脉浸染状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化 待发表
        三岔口 Cu、Mo 黑云母-磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿、黄铜矿-绿帘石-黄铁矿 浸染状、细脉浸染状、脉状 石英闪长岩 黑云母-磁铁矿化、绿帘石化和沸石化 待发表

        表 4  玉海-三岔口矿集区中各矿床(点)地质特征

        Table 4.  Geological features of deposits (mineral occurrences) in Yuhai-Sanchakou ore field

        在玉海-三岔口矿集区(包括玉海西Mo矿、玉海Cu矿、三岔口Cu-Mo矿及三岔口西Cu矿点;表 4),笔者只在玉海西矿区发现有360~350 Ma的岩体(片麻状花岗岩:364.2±5.0 Ma;待发表),表明在玉海-三岔口矿集区存在360~350 Ma的岩浆事件,该事件导致了该矿集区的矿化作用.然而,虽然该岩体中含有浸染状的辉钼矿-绿帘石±黄铜矿组合,但其位于玉海铜矿西南约15 km处,距离三岔口铜矿距离超过20 km,且与两个矿区没有直接的联系.其与两个矿区Cu-Mo矿化的关系,仍有待进一步研究.

        综合以上信息,笔者认为玉海矿区石英闪长岩在440~420 Ma侵位之后,可能并没有形成明显的Cu-Mo矿化现象;在360~350 Ma,片麻状花岗岩(及同时代其他岩体)侵入石英闪长岩中,在早期石英闪长岩中产生了黑云母-磁铁矿化蚀变,并伴随着弱的Cu矿化;此后,酸性岩浆热液交代石英闪长岩产生绢英岩化蚀变,形成玉海矿区Cu-Mo矿化.在325 Ma左右,玉海花岗岩的侵入对早期形成的黑云母、绢云母Ar-Ar体系进行了重置,使其记录了玉海花岗岩形成年龄,而该过程对辉钼矿Re-Os体系影响较小,因此其依然记录辉钼矿结晶年龄,玉海花岗岩的侵入未形成明显矿化.

      • 短波红外光谱技术已经成为近些年来国际矿产勘查领域的研究热点之一,该技术能够对埋藏较深的矿化中心起到指示作用.自诞生以来,该技术在斑岩矿床的勘查中已经取得了良好的应用效果,并已建立起一系列的科学、有效的找矿新标志.如Yang et al.(2005)发现,在新疆东天山土屋铜矿,远离矿化中心,伊利石2 200 nm吸收峰位值(Pos2200)会变大(>2 206 nm);杨志明等(2012)在研究西藏念村浅剥蚀区铜矿时发现,离矿化中心越近,伊利石2 200 nm吸收峰值越小(Pos2200<2 203 nm),伊利石结晶度值越大(IC>1.6);许超等(2017)在研究紫金山矿田时发现,靠近矿化中心,IC会明显变大,IC>2.1在该区具有明显的找矿指示作用.此外,一些学者尝试着将短波红外光谱技术应用于其他类型的矿床勘查中,同样建立起了适用于各自矿床特征的有效标志体系.Huang et al.(2017)将短波红外技术应用于新疆东天山卡拉塔格红海VMS型Cu-Zn矿时发现,靠近矿体绿泥石Fe-OH吸收峰值(Pos2250)会逐渐变大;张世涛等(2017)在研究鄂东南铜绿山矽卡岩型Cu-Fe-Au矿床时提出,绿泥石的高Fe-OH特征吸收峰位值(Pos2250>2 253 nm)可以指示矿化中心位置.这些研究表明,短波红外光谱技术在寻找不同的矿床热液/矿化中心均有一定的指示作用.但对于不同类型的矿床,其SWIR指示标志不同;对于同一类型的矿床,不同矿床间SWIR指示标志也有可能不同.因此有必要建立针对玉海矿区的SWIR指示标志,为下一步勘查提供帮助.

        虽然钻孔及地表研究资料已经表明玉海矿区存在大量的绢英岩化蚀变,然而SWIR研究结果表明玉海矿区绢云母族矿物(伊利石、白云母及蒙脱石)的伊利石IC值及Pos2200峰值在空间上变化规律并不明显,不能很好地指示矿化中心位置,因此本文重点研究了玉海矿区的绿泥石的特征吸收峰位值(Fe-OH:2 250 nm;Mg-OH:2 350 nm),发现绿泥石Fe-OH特征峰位值(Pos2250)能够很好地指示绢英岩化带的位置.在钻孔Zk101和Zk102中,绿泥石Pos2250峰位值大于2 253 nm的样品主要集中在绢英岩化带及其附近;远离绢英岩化带的黑云母-磁铁矿化带中的绿泥石Pos2250峰位值明显较小(图 7).由于玉海矿区铜矿体主要分布在绢英岩化带及其附近,因此绿泥石Pos2250峰位值对铜矿体的位置具有较好的指示作用.

        Jones et al.(2005)指出,绿泥石Fe的含量与Fe-OH和Mg-OH特征吸收峰位值呈正相关关系,但在实际应用中Mg-OH特征吸收峰位值容易受到样品中含镁矿物的影响,因此常用Fe-OH特征吸收峰位值来判断绿泥石中Fe含量的高低.因此,可以认为在绢英岩化带及其附近的绿泥石更富Fe,而黑云母-磁铁矿化带中的绿泥石更富Mg.在360~350 Ma时,片麻状花岗岩(及同时代其他岩体)侵入玉海-三岔口矿田,导致石英闪长岩中暗色矿物(黑云母、角闪石等)发生蚀变,形成了黑云母化,并析出磁铁矿.与岩石中原生暗色矿物相比,蚀变产生的次生黑云母贫Fe、富Mg.黑云母化学成分特征也表明,玉海-三岔口地区次生黑云母富镁贫铁(待发表).在~325 Ma时,玉海花岗岩侵入石英闪长岩中.由于早期形成的绢英岩化带为构造薄弱带,来自玉海花岗岩的富铁流体可能沿着绢英岩化带进行交代,并在其内部及边部形成大量的富铁绿泥石.而在远离绢英岩化带的石英闪长岩中,随着交代作用的进行,流体温度降低、Fe消耗殆尽,热液交代流体中富Mg的次生黑云母形成富Mg的绿泥石.黑云母化学成分特征也显示,玉海花岗岩中黑云母富铁贫镁(待发表).

        综上所述,绿泥石SWIR特征在玉海矿区有一定的指示作用,Pos2250特征峰位值的高值(>2 253 nm)主要分布在绢英岩化带内及其附近,对于铜矿体具有良好的指示作用,可以作为玉海矿区勘查的新标志.

      • (1)玉海矿区蚀变主要有黑云母-磁铁矿化、绢英岩化及绿泥石化;黄铜矿化主要以黄铜矿-绿帘石组合的形式出现,与绢英岩化关系密切.黄铜矿化主要分布在绢英岩化带内及其附近.

        (2)黑云母-磁铁矿化及绢英岩化可能是由玉海-三岔口矿田中片麻状花岗岩(及其他同时代岩体)侵入而引起(360~350 Ma).玉海花岗岩在325 Ma时侵入,对黑云母、绢云母Ar-Ar体系进行重置,使其反映了玉海花岗岩结晶年龄,而非成矿年龄.

        (3)玉海矿区SWIR勘查应用研究表明,绿泥石Fe-OH特征吸收峰位值的高值(>2 253 nm)主要分布在绢英岩化带及其附近,与铜矿体位置较为一致,具有一定的找矿勘查指示意义.

    参考文献 (61)

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