福建紫金山斑岩-浅成热液型Cu-Au多金属矿床Cu同位素地球化学研究

Cu isotope is a new non-traditional stable isotope method developed in recent years. Unlike uncertainties of Pb isotopic tracing, Cu isotopic compositions of Cu-bearing minerals can be used to trace Cu sources and the mineralization processes directly. Zijinshan Cu-Au polymetallic ore field in Fujian province develops complete mineralization types of porphyric-epithermal metallogenic system, which is rare worldwide. The representative deposits include Zijinshan high sulfidation epithermal Cu-Au deposit, Luoboling porphyric Cu-Mo deposit, Wuziqilong porphyric-epithermal transition type Cu deposit, and Yueyang low sulfidation epithermal Ag-Cu-Au deposit, etc. Despite of many geological and geochemical studies carried out by predecessors, direct evidences are still lack on Cu sources and metallogenic mechanism. In this project, we will trace Cu sources directly by systematic Cu isotopic study. Cu isotopic compositions of Cu minerals from these four deposits of different mineralization type, different mineralization stages, together with the basic mineralization characteristics, fluid inclusions and Pb-S-H-O isotopes by previous studies can provide the information about Cu source and mineralization processes. Furthermore, we can provide new constraints for the genesis of the Zijinshan ore field and guidance for the prospecting work of deep porphyric Cu deposit.

Cu同位素是近年来发展起来的一种新的非传统稳定同位素方法。已有研究表明，利用含铜硫化物的Cu同位素组成可以直接指示金属矿床的成矿物质来源，为成矿金属的聚集、运移、沉淀及成矿过程提供一种全新的地球化学示踪方法。福建紫金山Cu-Au多金属矿田是国内外罕见的各类矿化发育齐全的大型-超大型斑岩-浅成热液成矿系统，尽管前人已开展过大量的地质-地球化学研究，但对该矿田内不同类型矿床中Cu的来源及成矿机理仍缺乏直接的证据，为此，本项目拟通过系统的Cu同位素研究来直接示踪该矿田各矿床中Cu的来源。选取紫金山、罗卜岭、五子骑龙和悦洋四个不同矿化类型的代表性矿床为研究对象，通过对这四个矿床不同矿化阶段、不同含铜矿物的Cu同位素综合对比研究，并结合前人在矿床地质、流体包裹体研究以及Pb-S-H-O等同位素的研究成果，来示踪金属铜的来源以及成矿过程，并为矿床成因及该区深部斑岩型铜矿的找矿工作提供新的制约和指导

福建紫金山Cu-Au多金属矿田是国内外罕见的各类矿化发育齐全的大型-超大型斑岩-浅成热液成矿系统，对其中含铜矿物的铜同位素研究能了解不同类型矿床的成因以及不同含铜矿物间的铜同位素分馏。本项目选取了紫金山、五子骑龙两个不同矿化类型的代表性矿床为研究对象，通过对蓝辉铜矿和铜蓝的Cu同位素对比研究发现，五子骑龙坑道中的铜蓝铜同位素组成为0.16 ~ 0.43‰，可能代表了浅成热液成矿系统中原生铜矿物的铜同位素组成，而紫金山露采坑中的样品由于可能经受了淋滤风化作用，使得铜同位素变化范围变大。共生的铜蓝和蓝辉铜矿之间的分馏值大于0，可能是因为铜蓝的氧化状态高于蓝辉铜矿，使得两者沉淀时发生分馏。对矿集区外围的中晚侏罗世及白垩世岩浆活动研究发现，中晚侏罗世华夏地块存在安第斯型俯冲和软流圈上升，140–123 Ma的岩浆活动代表着弧后伸展环境中板片俯冲导致的软流圈减压部分熔融以及岩石圈地幔减薄，约123Ma以后，构造环境变为挤压，在111–104 Ma时期, 板片俯冲的前锋到达华夏陆内地区，岩石圈的伸展伴随地幔交代作用，形成岩浆活动以及一系列的成矿作用，从99Ma开始，高角度的俯冲及板片后撤造成华夏地块发育大规模的伸展活动，导致软流圈上涌形成沿海带线性分布的岩浆活动。