湖南金船塘锡铋矿床石榴子石原位LA-ICP-MS稀土元素分析及其意义

金船塘锡铋矿床是东坡矿田内一以锡铋为主的大型矽卡岩型多金属矿床。本文在详细野外地质考察、镜下观察以及电子探针分析的基础上,利用高精度LA-ICP-MS对该矿床的矽卡岩内石榴子石原位的微量元素进行了系统的分析。结果表明,金船塘锡铋矿床的钙铝榴石(Gro)大体上具重稀土(HREE)富集、轻稀土(LREE)亏损,负Eu异常的特征;而钙铁榴石(And)不同样品之间存在一定差异性,有的样品显示HREE富集、LREE亏损的特征,有的则轻重稀土分异不明显,除了多数呈Eu负异常外,还有部分表现为弱的正Eu异常,这可能是受钙铝-钙铁榴石混合物中的静电作用所导致。并且,上述不同石榴子石REE分配的差异还进一步指示,钙铝榴石(Gro)矿物生长速率较低,与孔隙流体之间基本保持动态平衡,水/岩(W/R)比值较低,其REE的化学行为主要受到晶体化学等机制的影响;钙铁榴石(And)矿物生长速率较高,具有较高的水/岩(W/R)比值,吸附作用在REE配分模式中起到重要作用。总体上,矽卡岩内的石榴子石的REE的分配呈HREE富集、LREE亏损,负Eu异常的特征,与千里山花岗岩REE分配模式一致,指示了金船塘锡铋矿床的成矿作用可能与千里山花岗岩体具有密切的成因联系。

湘南尖峰岭岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

香花岭锡多金属矿田处于南岭西段中_晚侏罗世形成的花山_西山_香花岭_骑田岭NE向的富碱侵入岩带上,是湘南地区矿化类型最为完整的锡矿区。尖峰岭岩体为矿田内主要的成矿母岩之一。为了进一步明确尖峰岭黑云母花岗岩的岩石成因及成岩年龄,笔者对尖峰岭黑云母花岗岩开展了LA_ICP_MS锆石U_Pb测年及岩石地球化学特征分析。锆石LA_ICP_MS U_Pb测年获得206Pb/238U年龄介于(158.6±2.3)Ma^(164.8±4.5)Ma之间,加权平均年龄为(160.7±2.2)Ma(MSWD=0.8),这与香花岭锡多金属矿田的成矿时限(154~161 Ma)相吻合,表明岩体的侵位与区内多金属成矿作用均发生于中_晚侏罗世。尖峰岭岩体的主量、微量元素研究显示,尖峰岭黑云母花岗岩具有富硅、富碱及成矿元素,富LILE及Zr、Ga等部分高场强元素(HFSE),贫Ca、Mg、P、Eu特征,指示尖峰岭黑云母花岗岩属于过铝质A型花岗岩(A2型)。综合研究表明,尖峰岭黑云母花岗岩体与其周缘钨锡多金属矿床在时间、空间及成因上有密切关系。结合区域上已有的同位素年代学数据,香花岭矿区的成岩成矿作用与南岭西段同时代的其他钨锡多金属矿床形成于同一岩石圈伸展的地球动力学背景下。

湖南宝山铜多金属矿床流体包裹体特征及氢氧同位素地球化学的初步研究

宝山矿床处于NE向钦杭成矿带与EW向南岭成矿带的结合部位,是湘南地区最大的铜多金属矿床,成矿斑岩主要为花岗闪长斑岩,其中铜钼矿体主要分布于花岗质岩体与碳酸盐岩接触带的矽卡岩中,铅锌矿体则分布于断裂破碎带和石炭系的层间裂隙带中。本文以宝山铜多金属矿床为研究对象,在详细野外调查的基础上,系统开展了镜下观察、流体包裹体显微测温、激光拉曼分析以及H-O同位素分析,进而对宝山矿床的成矿流体演化进行了初步研究,获得了如下认识:(1)该矿床成矿演化过程可分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、金属硫化物阶段及萤石-方解石脉阶段;(2)包裹体类型以富液相包裹体为主,成矿流体主要为H_2O-NaCl体系,含少量的CO_2,偶见含子晶包裹体;(3)矽卡岩阶段流体包裹体均一温度分布在430~>550℃,主要集中在550℃以上,盐度范围为13.4%~21.98%NaC leqv;退化蚀变阶段的均一温度范围为211.8~395℃,在260~320℃和360~395℃出现两个峰值,盐度范围为3.71%~19.53%NaCleqv,该阶段围压由静岩压力向静水压力转变;金属硫化物阶段均一温度分布于156.7~323.1℃,主要为190~240℃,盐度范围为3.71%~19.84%NaC leqv;萤石-方解石脉阶段中的包裹体均一温度为100~266.5℃,主要集中于145~180℃,盐度分布在0.71%~18.3%NaC leqv。宝山矿床成矿压力介于23.8~169.9Mpa之间,利用静岩压力-静水压力梯度可得宝山矿床成矿深度约为2.25~6.29km,主要为4~6km;(4)退化蚀变阶段流体的37‰~7.47‰之间,δD_(H_2O)值介于3. 64‰;金属硫化物阶段和萤石-方解石脉阶段的δ^(18)O_(H_2O)值为-70‰^-δ^(18)O_(H_2O)值介于0.33‰~5.28‰之间,表明有大量的大气降水混入。因此,成矿流体从早阶段到晚阶段,由岩浆热液演变为大气降水,流体混合作用可能是矿质沉淀的主要机制。宝山铜多金属矿床是早期高温中高盐度流体向低温低盐度流体演化过程中形成的。

湘南黄沙坪矿区花岗岩的硫同位素特征及其地质意义

黄沙坪矿床是湘南地区最大的铅锌多金属矿床。矿区内发育的花岗岩出露面积最大仅为0.6km2,却导致铅、锌等金属巨量堆积,因此明确其成矿物质来源是理解矿床成因的关键。为探究矿床内硫的来源,本次研究在已有工作的基础上,对黄沙坪矿区石英斑岩和花岗斑岩进行了系统的全岩硫同位素分析,并与已有硫化物硫同位素数据进行了对比研究。结果显示,矿区石英斑岩和花岗斑岩的δ34 S范围分别为+4.1‰^+7.5‰和+4.9‰^+11.4‰,与典型的S型花岗岩硫同位素组成基本一致,而明显低于区内矿石δ34S值(+2.3‰^+17.5‰)。综合上述,我们认为矿区岩浆硫的同位素组成应接近或略低于花岗质岩石全岩硫同位素组成,成矿物质硫除部分来自岩浆外,很大程度上有地层或膏盐层硫的加入,这可能是黄沙坪成为区域上最大铅锌多金属矿床的重要原因。

砂岩型铀矿蚀变矿物研究中的岩心光谱扫描技术

以松辽盆地典型砂岩型铀矿钻孔岩心归档资料为基础,系统总结了岩心光谱扫描技术在砂岩型铀矿中的应用流程,并在前人光谱强度与矿物含量研究的基础上,补充开展了不同时间域的矿物扫描结果对比。研究结果表明,岩心光谱扫描技术能快速、有效地提取岩心中的蚀变矿物空间分布信息,开展蚀变矿物填图,包括常见的粘土矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物和Fe^(3+)氧化物等;沉积岩长期放置带来的风化作用对光谱数据的影响主要反映在蚀变矿物的整体含量变化上,对蚀变矿物种类未产生明显变化;利用岩心光谱扫描技术完成的蚀变矿物填图,获取的宏观蚀变矿物及其组合变化对砂岩型铀矿地层划分、氧化还原分带、成矿流体特征反演和矿床勘查等具有重要意义,应用前景广阔。

湖南宝山-大坊矿区成矿花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素及微量元素组成对区域成矿作用的指示

钦-杭成矿带是华南地区新近识别出的一条重要的中生代斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿带。宝山矿床处于铜山岭-宝山-水口山矿区的中部,是湘南地区最大的铜多金属矿床,而大坊金矿床与宝山Cu-Mo-Pb-Zn矿相邻,在空间上亦与花岗闪长斑岩密切相关。矿区内岩浆活动复杂,矿化类型齐全,成矿元素多样。我们对宝山成矿花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊成矿花岗闪长斑岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年,结果表明宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩的侵位年龄分别为156. 3±0. 9Ma、157. 1±1. 8Ma和154. 5±1. 0Ma,三者在误差范围内一致,均为晚侏罗世岩浆活动的产物;锆石Hf同位素研究表明,宝山和大坊矿床的成矿岩体均主要为古元古代地壳物质部分熔融的产物,并有幔源组分的加入;锆石微量元素分析结果显示,上述三类岩石的锆石具有相似的稀土元素配分模式,显示它们可能是同一期岩浆作用的产物。宝山矿区花岗闪长斑岩中锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)比值平均为355,与全球典型的含铜斑岩的Ce^(4+)/Ce^(3+)比值(> 300)相似。而大坊矿区花岗闪长斑岩中锆石的δEu平均为0. 48,与宝山岩体δEu平均值(0. 42)相近,指示二者具有相对较高的氧逸度,均为与铜金多金属矿化有关的斑岩体。锆石U-Pb年龄、Hf同位素及微量元素特征表明,大坊金矿和宝山铜多金属矿床均与矿区花岗闪长斑岩具有时空及成因联系,共同构成钦杭成矿带中段一套与花岗闪长斑岩有关的Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag成矿系统。

湘南宝山矿床花岗闪长斑岩中黑云母的矿物学特征及其指示意义

湖南宝山矿床处于坪宝矿带的北端,是湘南地区最大的铜多金属矿床。为了进一步探讨矿区内花岗质岩石的形成条件及成矿潜力,文章在详细的野外地质和岩相学观察的基础上,对与成矿密切相关的花岗闪长斑岩中的黑云母进行了详细的矿物化学分析。电子探针分析结果表明:宝山花岗闪长斑岩中的黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母,其中,Ti介于0.18~0.30,且Mg/(Mg+Fe2+)值介于0.42~0.58,属于典型的岩浆成因黑云母;黑云母的氧化系数为0.16~0.26,w(Mg O)为8.17%~11.72%,平均9.3%,MF值范围为0.38~0.50,指示其岩体属于壳幔混源型的I型花岗岩;岩体中以黑云母的全铝含量计算的结晶压力为97~174 MPa,相应的结晶深度为3.67~6.57 km,平均深度为5.12 km。其log f(O2)变化范围为-14.5^-12.8,表明黑云母是在较高氧逸度条件下结晶形成的,有利于铜矿的形成。