地球化学找矿中的“元素成矿能量”方法试验研究

根据“元素成矿能量”理论和方法进行勘查找矿，是国外地球化学找矿领域研究的一种新理论和一种新方法。通过在新疆可可托海矿床进行该方法的试验研究，验证了该方法和已有的“原生晕”、“次生晕”等方法的一致性和对应性，并对该方法试验研究区的已知矿进行了成功、准确的异常圈闭验证，为进行多矿种、大区域的“元素成矿能量”法找矿打下了一定的理论和实践基础。

有机碳与微量元素成矿作用机理研究——以新疆511砂岩型铀矿床某号勘探线为例

为了探求有机碳与微量元素对成矿作用的影响,以新疆511砂岩型铀矿床某号勘探线为例对两者的关系进行了研究。511砂岩型铀矿床位于新疆伊犁盆地南缘,产于侏罗系水西沟群组含煤碎屑岩的沉积地层中。矿床受岩相、层间氧化带、水文地球化学等多种因素控制。在某勘探线的8个钻孔中采集到37个样品,并对样品进行了测定。利用相关系数对有机碳、微量元素和铀的富集规律做了分析。研究认为,矿化与有机碳密切相关,与成矿有关的有机碳主要是一种浅变质的植物碎屑。成矿元素铀、硒、铼等在层间氧化带各个亚带中的不均匀分布,主要与有机碳的氧化-还原程度有关。

云南金平地区Au、Cu、Pb、Zn、Ag成矿元素时空分布特征及找矿预测

云南金平地区是哀牢山南段重要的Au、Cu多金属矿集区,而Au、Cu为该区主成矿元素的论断和依据缺乏,Au、Cu等成矿元素时空富集配分规律、约束机制尚无论断,该区找矿方向及靶区需进一步明确。本文通过开展1∶5万金平县幅水系沉积物测量工作,统计分析全区及各主要地质单元元素含量平均值(X)和相对富集系数(K)等,结合金平地区的地球化学参数特征和元素间组合关系、元素异常与成矿相关性,确定了Au、Cu、Pb、Zn、Ag为金平地区主成矿元素。通过分析元素地球化学时空分布富集规律,可知金平地区元素地球化学富集配分受时间、空间限制,该地区Au、Cu、Pb、Zn、Ag主成矿元素富集峰期为两个阶段(300~400 Ma、470~485 Ma),进而确定了奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系为该地区最具找矿潜力的时代及地层。通过系统研究元素异常与构造、岩浆和成矿的关系,发现区内三家河断裂、马过河断裂、甜竹山断裂对元素富集有明显的影响和控制作用,金平地区元素异常与成矿具有密切相关性。结合金平地区成矿规律和控矿因素等,圈定了12处综合异常,划定了2个找矿预测区,对2个找矿预测区进行找矿潜力分析,指明了找矿方向,提出了进一步工作建议。

花岗岩成矿元素迁移富集的分析方法——以滇西南大同山稀土矿区矿化与风化过程为例

研究区位于滇西南临沧花岗岩中南段.为查证稀土矿体中有色金属、稀有金属的共伴生情况,在钻孔的稀土矿体中采集30件化学分析样品,分析元素为W、Sn、Nb、Ta、Rb、Cs.对花岗岩成矿元素迁移富集的研究,采用了如下方法步骤:1)将各元素的分析值由大到小顺序排列并划分为6个组,每组5个数据;进行观察后发现21件样品未发生矿化,4件样品发生过Sn矿化,4件样品发生过Rb矿化,1件样品发生过Sn、Rb矿化.2)在未发生矿化的样品中,将风化壳与未风化岩石的元素质量分数进行对比,定量评估岩石在风化过程中元素的迁移富集程度;与该地区基岩相比较,风化壳中W、Sn、Nb、Ta质量分数增高(元素富集),Rb、Cs质量分数下降(元素迁移).3)将Sn、Rb矿化样品的平均值与非矿化样品的平均值进行对比,定量评估岩石的矿化程度;发生矿化的样品平均值中,Sn矿化伴有较弱的W、Ta矿化,Rb矿化伴有明显的W、Ta、Cs矿化,Sn、Rb矿化伴生明显的W、Ta、Cs矿化.

伟晶岩结晶动力学和热力学及稀有金属超常富集成矿机制

本文综述了伟晶岩结晶动力学、热力学和伟晶岩熔体稀有金属元素实现超常富集成矿的机制。结晶动力学涉及成核动力学和晶体生长动力学两个方面。低成核速率和高晶体生长速率是伟晶岩结晶动力学的重要特征,在结晶过程受到水、助溶剂以及过冷条件三个因素共同制约。伟晶岩熔体的相态(超临界态)可能在伟晶岩形成和稀有金属元素超常富集中扮演重要角色。花岗伟晶岩稀有金属超常富集程度受到岩浆源区成分、岩浆结晶分异过程与熔体化学成分等因素的控制。花岗质岩浆高度分异结晶或者变质沉积岩部分熔融直接形成的成矿伟晶岩熔体均需要源岩中稀有金属元素预富集。深熔作用产生的低程度、小体积的伟晶岩熔体具有更高的稀有金属元素成矿潜力。在岩浆分异演化过程中,稀有金属元素的超常富集主要通过超临界熔体/流体、岩浆熔体作用、过冷作用实现。超临界熔体/流体发生熔体-流体不混溶作用使稀有金属元素在熔体相和流体相间再分配和富集;岩浆熔离作用使稀有金属元素选择性分配到富挥发分的熔体中,导致稀有金属元素再次富集;过冷作用降低稀有金属矿物结晶的饱和浓度,促进稀有金属矿物结晶。熔体的化学成分(如挥发分)直接影响熔体的物理、化学性质。例如,挥发分的富集能够降低熔体黏度,促进岩浆分异结晶过程。挥发分和稀有金属元素的亲和性也控制稀有金属元素在不同相熔体中的分配和富集,显著增加稀有金属元素的溶解度和迁移富集能力,有助于伟晶岩中稀有金属超常富集和成矿。

柴北缘青山造山型金-铅矿床成矿机制:矿石和黄铁矿组成约束

青山金铅矿床位于柴北缘滩间山矿集区内,是全球罕见的金-铅共/伴生的造山型矿床。矿体主要赋存于古元古代达肯大坂群片岩中,受到北西西向断裂控制,发育蚀变岩和石英脉两种矿石类型,矿石中硫化物较为发育,常见黄铁矿、褐铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等。黄铁矿作为该矿床的主要载金矿物,其地球化学特征可以指示金赋存状态,揭示成矿流体性质和矿床成因。为此,选取ZK2103和ZK3701钻孔中不同深度空间的矿石和围岩样品,分别进行成矿元素全岩测试和黄铁矿的电子探针分析工作。矿石和围岩稀土元素配分模式曲线都为右倾型,呈现明显的Eu负异常,未见Ce异常,说明成矿流体为变质流体且不含海水。矿石相对富集Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Co、Bi、Sb、W、Ni、Sr、Cd、V元素,而Sn、Mo、Cr元素含量则相对偏低。矿石和围岩中黄铁矿的S/Fe值小于2.0,表现出亏S和富Fe的特征;黄铁矿的Au/Ag值均大于0.5,Co-Ni图解结果指示黄铁矿为热液成因。金主要以纳米粒子形式赋存,少量以固溶体形式存在。金在流体中以Au(HS)-2的形式运移,流体混合作用破坏了Au(HS)-2的稳定性,致使金的沉淀。高硫的成矿流体可以运移部分的铜、铅、锌。在金沉淀后,成矿流体温度和压力降低,致使铅开始沉淀。但由于该流体运移铅、锌的能力有限,青山金铅矿床铅矿体的规模较小。硫-铅同位素结果显示成矿物质来源于围岩,区域上金龙沟矿区和青龙沟矿区围岩中铅锌含量较低,所以未形成铅矿体。

安徽铜陵冬瓜山铜矿床主成矿元素及伴生金银的赋存状态研究

本文运用原位分析技术扫描电子显微镜(SEM)及其配套的背散射电子像功能,特征X射线线扫描、面扫描功能,研究冬瓜山铜矿主成矿元素赋存矿物及伴生金、银赋存矿物的形貌背散射电子像、能谱图,线、面分布图像及各元素的含量特征,初步查明了冬瓜山铜矿主成矿元素与伴生金、银的赋存状态。结果表明:主成矿元素铜、铁、硫以黄铜矿形式存在,另外铁、硫元素主要以黄铁矿形式存在。伴生金元素均独立金矿物自然金、银金矿、碲金银矿等三种金矿物形式存在,银元素以银金矿、碲银矿、硫银铋矿等三种独立矿物形式存在。黄铜矿以它形-它形粒状结构嵌布于非金属矿物或黄铁矿中,或以包裹体形式被黄铁矿包裹。独立金矿物多以包裹体提形式存在,被包裹在黄铁矿中,粒径8~40μm。银矿物主要为硫银铋矿和碲银矿:硫银铋矿呈不规则状镶嵌在黄铁矿中,粒径约10μm;碲银矿沿黄铁矿的晶间裂隙分布,为后期成矿作用的产物。上述伴生成矿元素赋存状态的研究成果,对冬瓜山矿床的成矿机制、矿山选矿、矿产资源综合利用与合理开发等方面起到了指导性作用。

分散元素矿床类型、成矿规律及找矿-综合利用方向

对我国86个大-中型矿床(铅锌矿床30处、铜矿29处、钼矿14处、金矿6处、铝矿2处、钨矿2处、锡、铁、煤矿各1处)内分散元素地质调查、分散元素查定基础上,着重从成矿地质条件、成矿物质来源、成矿机制、赋存状态划分了伴生分散元素金属矿床的类型和分散元素独立矿床的类型。对各类型矿床内8种分散元素(Cd,Ge,Ga,In,Tl,Se,Te,Fe)的存在形式,进行了单矿物提纯、岩矿鉴定、化学定量分析、X光衍射分析、电子探针分析、形成温度测定。总结了各类型矿床分散元素的成矿规律,指出了找矿-综合利用方向。

云南会泽超大型铅锌矿床成矿物质来源——来自矿区外围地层及玄武岩成矿元素含量的证据

本文测定了两条离会泽超大型铅锌矿床矿体1～3km、出露较全的地层剖面及西南大面积峨眉山玄武岩部分剖面成矿元素(Pb、Zn、Ag、Ge、Ga、Cd和In)的含量。结果表明,不同时代碳酸盐地层的各成矿元素含量范围相近,其中Pb、Zn、Ge、Ga和In均明显低于克拉克值和中国东部碳酸盐岩上述成矿元素的含量,成矿元素之间具有一定的相关性;峨眉山玄武岩Pb、Zn、Ge、Ga和In的含量相对稳定,明显高于矿区外围碳酸盐地层,但与克拉克值和中国东部玄武岩相似。结合矿床Pb同位素地球化学分析资料,本文认为会泽超大型铅锌矿床成矿物质具有"多来源"特征。

广西大厂96号矿体的成矿元素地球化学特征与成因

大厂96号矿体是近年来在我国危机矿山接替资源勘查项目中发现的最大单体锌多金属矿体,产于巴力—龙头山矿床与拉么矿床之间,埋深600～800m,在巴力区下部以锡多金属为主,往北东至黑水沟—大树脚区过渡为锌铜矿体,含锡甚低,具有明显的特殊性。锌和锡含量自西向东呈降低趋势,相反铜有富集趋势,锑与铅仅在浅部富集,往深部愈近岩体,银富集程度愈趋于降低。主要成矿元素随着深度的加大,其含量呈现波状起伏变化而不是截然变化。96号矿体北段锌铜矿体有较为明显的充填交代特征,不管是锡多金属矿段还是锌铜矿段都产于同一层位的层间破碎带中,其成因与长坡—铜坑、拉么矿床一样,属燕山晚期岩浆热液交代成矿作用的产物。

杂多酸络合物及其与热液成矿元素组合的关系

杂多酸是一种含多种金属－非金属阳离子的多元络合物，在适当条件下可能成为成矿元素热液迁移的重要形式。杂多酸络合物作为某些成矿组合的共同载体能使它们共同进入地球化学迁移并生成一定的元素共生组合，本文以川西北低温热液的Ａｕ－Ｓｂ－Ｗ－Ａｓ建造矿床为例，初步讨论了钨的杂多酸对元素热液迁移的重要意义，并以此解释了钨这一高温热液成矿元素常常在许多中－低温热液矿床中与锑、砷等低温成矿元素稳定共生的地球化学机制。

长江中下游及邻区基底和花岗岩成矿元素丰度背景的研究

本文系统地研究了长江中下游及邻区的结晶基底、褶皱基底及花岗岩岩基成矿元素丰度背景,从而为区域Cu、Au、W、Sn等成矿作用提供了一套完整的基础地球化学数据,用此来作为窥视地壳组成及成矿作用时空演变的窗口。研究表明:扬子陆块东部上部地壳的沉积作用、变质作用及壳熔花岗岩浆作用过程中Cu等成矿元素富集微弱,而深源岩浆(火山)作用应是研究区Cu等成矿元素富集的主导机制。

华南陆块成矿元素巨量聚集与分布

以中国的区域化探全国扫面计划1﹕20万水系沉积物数据为基础,系统制作了华南陆块6个主要成矿元素(W、Sn、Au、Cu、Pb、Zn)1﹕250万地球化学空间分布图,并研究了这些元素巨量聚集的空间分布及其产出的地质背景。研究发现,华南三大成矿域成矿元素的聚集各有特色,高温成矿元素W、Sn主要分布于华夏地块,与中生代大花岗岩省成矿系统密切相关,两元素有很好的套合关系,异常的核心部分包含全球最主要的南岭W、Sn金属成矿省;巨量Au主要分布于扬子地块周边,有6处大规模聚集区,分别位于西秦岭、松潘、长江中下游、滇黔桂交界区、湘东-湘西、粤桂交界区;巨量Cu聚集区共5处,主要分布于长江中下游、西秦岭、三江、扬子陆块西南缘(以峨眉山玄武岩地幔柱区域为主体)和湘粤桂交界区;巨量Pb主要分布于华南陆块西南缘和华夏地块中东部(粤桂湘交界区和东南沿海成矿带);巨量Zn主要分布于华南陆块西南缘和粤桂湘交界区。这些成矿物质的最基本单元——元素的空间分布对于了解地质作用过程产生的巨量成矿物质聚集和就位机制,厘定分布范围和边界,聚焦找矿靶区具有重要意义。

西藏冈底斯-念靑唐古拉成矿带典型矿床硫化物Pb同位素特征--对成矿元素组合分带性的指示

冈底斯-念青唐古拉成矿带矿床成矿元素组合由南向北存在着Cu-Au、Cu-Mo向Pb-Zn-Cu-Fe、Pb-Zn过渡的变化规律,但引起该变化规律的原因目前少研究。本文通过对成矿带典型矿床Pb同位素特征较为系统的总结,并结合成矿年代学和区域构造演化研究成果,从成矿物质来源的角度对该分带性进行了初步探讨。研究表明成矿带由南到北成矿物质来源存在着差异:最南端Cu-Au矿床Pb同位素组成具幔源特征(207Pb/204Pb和208Pb/204Pb平均值分别为15.490和38.016),反映成矿物质来自于俯冲过程中的交代地幔楔;最北端的Pb-Zn矿床Pb同位素组成与念青唐古拉群基底片麻岩相近(207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别变化于15.641～15.738和38.976～39.362),反映成矿物质来自于基底片麻岩。Pb-Zn-Cu-Fe矿床Pb同位素组成介于幔源Pb和上地壳Pb之间,且具混合线特征,反映了同碰撞期成矿物质同时从俯冲板片和念青唐古拉基底片麻岩活化的混源模式;而Cu-Mo矿床不具混合线特征的造山带Pb同位素组成,反映了成矿物质来源于俯冲阶段楔形地幔部分熔融并底侵到地壳底部与地壳发生物质交换后所形成的新生下地壳源区。甲马Cu多金属矿床Pb同位素组成具幔源和造山带两个端元,推测除新生下地壳源区提供成矿物质外,叶巴组火山岩也提供了部分成矿物质。由南向北成矿物质来源的差异很大程度上与板片俯冲的"距离效应"有关,正是由于成矿物质来源的差异导致成矿带成矿元素分带性的形成。

西藏sedex型矿床赋矿盆地性质对成矿元素的制约作用

“青藏高原热”的掀起 ,极大地提高了西藏境内基础地学的研究水平和认识程度 ,为正确把握西藏喷流型及其它类型矿产资源的战略地位奠定了良好的基础。在此基础上 ,通过对甲马、沙拉岗矿区的矿床学研究 ,笔者认为它们都受“盆、相、位”的严格控制 ,具有喷流沉积的一般特征 ,属sedex型矿床的范畴。但二者之间却又存在元素组分、矿物成分、结构构造等方面的明显差异。产生这种差异的根本原因在于其形成的大地构造背景和盆地性质不同。

基于XEPOS型X射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因

江西朱溪铜钨矿是近年新发现的一个以钨铜为主的多金属大型至超大型矿床,成矿潜力巨大,但目前仅对矿床地质特征等有所研究,研究程度较低,因此急需对矿床成因类型、地球化学特征等进行深入研究。本文对铜钨矿体钻孔岩芯样品进行直接粉末制样,应用XEPOS型偏振激发能量色散X射线荧光光谱仪分析主量元素(SiO2、CaO、MgO),微量元素(Cu、W、Zn、Ag)的含量,研究朱溪矿区成矿元素的地球化学特征。结果表明,主量元素SiO2、CaO、MgO交代作用显著,SiO2和CaO呈"对顶"之势;微量元素Cu、W、Zn、Ag等含量随深度增加呈波状起伏是受构造控制的岩层交代的明显特征,且Cu、W在空间上有中间高、两边低的分布特征。这些元素的变化趋势均表明该矿体属于交代成因,而元素的变化反映到矿物组合也说明成矿物质来源与花岗岩、花岗斑岩、花岗岩闪长岩等有关。本文的研究成果可为进一步勘探工作与成矿预测提供理论依据。

成矿元素巨量聚集的混沌机制——斑岩型和构造蚀变岩型矿床例析

成矿元素含量的变化受控于成矿系统内部的动力学过程,具有较强的随机性与混沌特征,对其变化特征的定量刻画有助于深入理解成矿过程,并为找矿预测提供理论依据。本文以三江普朗斑岩型铜矿的Cu元素与胶东大尹格庄构造蚀变岩型金矿的Au元素品位序列为研究对象,运用混沌时间序列分析法中的相空间重构技术、吸引子的关联维及最大Lyapunov指数解析了Cu与Au元素品位序列的分布特征。结果显示:斑岩型铜矿强矿化和中矿化Cu元素品位的饱和关联维介于4.42与9.69之间,饱和嵌入维介于25与28之间,最大Lyapunov指数介于0.0021与0.0661之间,弱矿化勘探线Cu元素关联维没有出现饱和现象,最大Lyapunov指数随着嵌入维的增大,由正数变为负数;构造蚀变岩型金矿的强矿化勘探线Au元素的关联维为3.18,饱和嵌入维为23,最大Lyapunov指数为0.0082,而中矿化和弱矿化勘探线Au元素的关联维没有出现饱和现象,且随着嵌入维的增大,最大Lyapunov指数由正数变为负数,表明斑岩型中-强矿化地区的Cu元素和构造蚀变岩型强矿化区域的Au元素品位序列具有混沌动力学特征,而弱矿化地区的Cu元素及中弱矿化地区的Au元素品位序列则具有更强的随机性特征;同时,具有混沌特征的斑岩型铜矿的饱和嵌入维和关联维及最大Lyapunov指数的均值都大于蚀变岩型矿床,说明斑岩型铜矿比蚀变岩型矿床的元素具有更强混沌特性与更复杂的控制因素,如温度、硫化作用、流体不混溶、蚀变叠加等。

黔西南铊矿床(点)赋矿地层中成矿元素的若干地球化学问题研究

本文以地球化学过程基本定律为指导，根据区域和矿区外围八条剖面169件样品的分析数据，采用柯尔莫各洛夫非参数正态检验法，对黔西南铊矿床（点）赋矿地层中成矿元素Tl、An、Hg、Sb、As、Pb、Zn的丰度值进行了研究。在此基础上，通过簇群分析探讨了各赋矿地层中的元素组合规律；引入后期作用叠加强度系数，对各地层的含矿性进行了评价，指出本区的峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴-大隆组以及夜郎组第一段，不仅是本区键（包括部分重要金汞锑砷）矿床的主要赋矿地层，而且也是这些矿床（点）成矿物质的重要来源。

额尔古纳成矿带成矿元素地球化学场特征及其与成矿的关系

额尔古纳成矿带是我国东北部重要的有色金属、贵金属成矿带,位于西伯利亚板块东南缘蒙古—兴安造山带内。区域上大面积出露中生代火山岩及沉积碎屑岩,而元古宙和古生界则零星出露。岩浆活动较为强烈,有海西期、燕山早期和晚期。研究表明,前中生代地层中富含Cu、Pb、Zn、Ag、Mo,其中,上元古界碳质板岩含Ag高达27×10-6。这为燕山期成矿作用奠定了部分物质基础。燕山期构造—岩浆活动,使这些成矿元素在一些岩石中进一步富集。燕山早期形成的超浅成斑岩富含Cu、Mo,是斑岩型Cu、Mo矿的成矿母岩,其围岩主要是富含Mo的燕山早期黑云母花岗岩;晚期形成的超浅成侵入岩富含Ag、Pb、Zn,是银铅锌矿的成矿母岩,其围岩为富含Ag、Zn的南平组(J2)或富含Ag、Pb、Cu的塔木兰沟组(J3)。

富钴结壳中成矿元素的微区分布特征及其地质意义

采用X射线荧光光谱仪,对CCLLD27站位富钴结壳中8个主要成矿元素(Mn、Fe、Co、Cu、Si、Al、Ca和Ti元素)含量的分布特征进行了微区扫描和人工分层样品方法的分析,结果表明:(1)成矿元素Mn、Fe、Co和Cu的微区变化很大:Mn与Co元素的微区分布特征相似,而Fe和Cu元素的微区分布特征则相反。主要造岩元素Si和Al的微区分布特征基本类似;Ca元素的微区变化较大,在近底部的基岩层其含量达到最高峰值。Ti元素的微区分布特征与Mn、Co元素微区分布特征接近。(2)微区扫描与人工分层样品两种不同测试方法所得的结果基本一致,说明微区扫描方法具有一定的可靠性,能反映富钴结壳在不同生长时代各成矿元素含量的变化特征。(3)富钴结壳微区元素分布特征的研究,有助于对结壳不同成矿阶段各种不同成矿作用的定性评估。