黔东南平秋金矿成因研究:来自氢、氧、硫同位素的制约

黔东南地处江南造山带西南段雪峰隆起西南端,区内金矿床(点)广布,是湘黔金矿集中区的重要组成部分。平秋金矿是该区金矿床的典型代表,其矿体产于下江群番召组浅变质火山-沉积岩,严格受北东向断裂褶皱控制。为理清其成因,对平秋金矿床含矿石英脉中的石英包裹体进行了氢、氧同位素测试。结果显示,其δD为-51.3‰~-59‰,δ18OH2O-SMOW为4.46‰~8.16‰,表明平秋金矿成矿期流体以变质水为主。对成矿期黄铁矿的硫同位素分析结果表明,其δ34S值为-1.86‰~4.55‰,而围岩下江群浅变质岩中黄铁矿的δ34S值为9.63‰~13.56‰,二者相差巨大,表明矿床中硫不是直接来自于赋矿围岩。根据上述氢、氧、硫同位素测定结果并结合区域地质背景,本文认为平秋金矿的成矿流体和成矿物质源自下伏地层的变质脱水作用,成矿作用与加里东运动造成的变质变形有关。

新疆卡拉麦里地区金成矿流体和O、H、S同位素地球化学特征

卡拉麦里金矿带位于准噶尔北缘和阿尔曼太至北塔山以南地区,成矿带划分属卡拉麦里—达尔布特成矿带(Ⅲ级成矿带)的卡拉麦里—莫钦乌拉成矿带(Ⅳ级成矿带),是新疆重要的金多金属成矿带。对双泉、南明水、苏吉泉等金矿床流体包裹体,氢、氧同位素和硫同位素研究表明,主成矿期成矿温度一般在200～230℃,属中低温;盐度(质量分数)一般为3.55%～4.5%,属低盐度;成矿流体为C-O-H-N-S体系。除库布苏金矿床成矿流体主要为岩浆水外,其他金矿床的成矿流体以变质水为主,但也兼具有岩浆水、建造水和/或大气降水的特征。双泉、南明水金矿中的硫主要来自变质的围岩,可能有部分深源岩浆硫的混入;金山沟、柳树泉金矿床的硫同位素组成具有深源硫的特征,成矿可能与火山、次火山活动有关。

内蒙古白乃庙铜矿床稳定同位素地球化学特征及其地质意义

内蒙古白乃庙铜矿床位于中亚造山带温都尔庙加里东增生带铜多金属成矿带,矿床包括南、北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中,北矿带矿体主要产于加里东期花岗闪长斑岩体内。成矿作用大致分为早、中、晚3个阶段,分别以石英-黄铁矿,石英-黄铜矿、辉钼矿,石英、方解石-方铅矿、闪锌矿组合为标志。同位素测试结果显示:石英流体包裹体中的δ18OH2O值在-3.2‰~5.5‰之间,δD变化范围为-94.2‰^-69‰,随着成矿作用的进行,δD基本不变,δ18OH2O逐渐降低;热液方解石的δ13CPDB为-5.4‰^-2.4‰,δ18OSMOW为-3.1‰~10.9‰,随着成矿作用的进行,δ13CPDB基本不变,δ18OSMOW逐渐降低;硫化物的δ34S值变化范围为-0.6‰^-6‰,显示出幔源硫的特征。碳、氢、氧、硫同位素显示南、北矿带不同成矿阶段流体主要来自岩浆系统,且南、北矿带间没有明显差异,但南矿带流体显示有更多大气降水和壳源物质的加入。结合矿床地质特征分析,认为在加里东期古洋壳经俯冲作用发生部分熔融形成花岗闪长岩岩浆,并沿着裂隙上升到浅部,带来成矿物质,对原始矿源层的成矿物质进行活化富集,在白乃庙岛弧带形成白乃庙斑岩铜矿床。

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床H-O-S-Pb同位素组成及其示踪成矿物质来源

冬瓜山铜(金)矿床中主矿体成层状,受石炭系层位控制,对于其物质来源尚存在较大分歧。为了查明冬瓜山铜(金)矿床成矿物质来源,本文对冬瓜山铜(金)矿床不同类型矿体的氢、氧、硫、铅同位素进行了系统地测定。并将冬瓜山铜(金)矿床与铜陵矿集区内典型矽卡岩型矿床的硫、铅同位素组成进行了对比研究。结果表明:冬瓜山铜(金)矿床不同类型矿体之间具有相同的物质成分来源,不同类型矿体的成矿流体主要来源于岩浆水,硫源均为岩浆硫,且与区域上典型矽卡岩型矿床的硫同位素组成一致,铅同位素特征表明,不同类型矿体铅的来源主要为与岩浆作用有关的幔源铅。

小秦岭地区中深部含金石英脉的同位素地球化学特征及其意义

对小秦岭地区中深部含金石英脉的氢、氧、硫、氦和氩同位素地球化学研究表明,本区的成矿流体主要来源于深部,随着成矿过程的进行,表现出深源流体不断与浅部流体混合的演化趋势。结合前人的研究成果,根据成矿作用与区域伸展构造演化之间的耦合关系,指出小秦岭地区金的成矿作用主要发生于中生代晚期的后碰撞阶段,在由深部过程引发的伸展构造背景下,深部流体沿伸展构造系统向上运移,不断与浅部流体混合,与围岩发生水_岩相互作用,使流体系统中的成矿物质不断富集,最终在剪切扩容空间中富集成矿。

陕西陈家坝铜铅锌多金属矿床C、H、O、S、Sr同位素地球化学示踪

陈家坝铜铅锌多金属矿床为近年来在陕西勉(县)-略(阳)-宁(强)铜金镍矿化集中区新发现的铜铅锌多金属矿床。为了查明陈家坝矿床成矿物质来源,笔者开展了系统的C、H、O、S和Sr同位素地球化学研究。结果表明,陈家坝矿区的围岩的δ^(13)CPDB值范围-0.93‰～1.44‰,平均值为0.35‰,δ^(18)OV-SMOW值范围14.14‰～27.49‰,平均22.1‰,为沉积成因海相碳酸盐岩。脉石矿物白云石的δ^(13)CPDB范围在-0.53‰～-0.89‰,δ^(18)OV-SMOW值范围12.12‰～13.23‰,指示成矿流体中的CO_2主要来自岩浆水,少量CO_2来源于围岩海相碳酸盐岩的溶解作用。成矿流体中δD值范围-91‰～-72‰,δ^(18)OH矿流体以岩浆流体为主。成矿流体与围2岩的水-岩反应是导致该区铜铅锌2矿床中白云石和黄铜矿、闪锌矿和方铅矿矿物沉淀结晶的主要机制。矿石金属硫化物δ34S值范围4.88‰～8.90‰,平均值为7.37‰,介于岩浆硫与海水硫之间,且与矿集区内典型的徐家沟铜矿床矿石矿物δ34S变化区间重叠,表明硫主要来自于岩浆硫,部分硫来自海水硫酸盐。矿石中黄铁矿的初始锶同位素比值87Sr/86Sr比值为0.72,高于赋矿围岩锶同位素比值,接近大陆地壳的87Sr/86Sr比值(0.719),指示了成矿流体流经了雪花太坪组地层,并与其中具有高87Sr/86Sr比值的白云岩进行水岩反应及同位素交换。

雪峰山成矿带地质H-O-S-Pb同位素示踪

本文以雪峰山成矿带八克金矿、渣滓溪锑金矿、沃溪金锑钨矿等矿床为研究对象,从氢、氧、硫、铅同位素角度,着重探讨成矿流体的来源、演化及成矿物质来源,为矿床成因提供依据。

滇东南老君山南秧田钨矿床的成矿流体和成矿作用

南秧田钨矿床位于滇东南老君山钨锡多金属成矿区。矿体形态简单,主要呈层状和似层状,在空间上与矽卡岩密切相关。该矿床的形成经历了矽卡岩期和石英硫化物期,前者可分为矽卡岩阶段和退化蚀变阶段,后者可分为石英硫化物阶段和方解石硫化物阶段。白钨矿主要形成于退化蚀变阶段。文章对南秧田矽卡岩型钨矿床内不同成矿阶段的石榴子石、绿帘石、石英、萤石和方解石中的流体包裹体进行了岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱分析等研究。结果表明,该矿床内的流体包裹体主要有3种类型:富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物多相包裹体。流体包裹体的气相成分以H2O、CH4和N2为主,含少量CO2,液相成分以H2O为主。矽卡岩期流体包裹体的均一温度为260~420℃,盐度w(NaCleq)为6.45%~53.26%,流体密度为0.83~1.15 g/cm3。石英硫化物期流体包裹体的均一温度主要集中于160~300℃,w(NaCleq)为4%~8%,流体密度为0.67~0.96 g/cm3,与矽卡岩期相比,温度、盐度和密度明显降低。石榴子石、石英和方解石的δ18OSMOW值为3.78‰~16.23‰,δ18OH2O值为4.52‰~10.28‰,δD值为-83‰^-59‰,表明成矿流体主要是岩浆水。黄铁矿的δ34S值为4.2‰~8.1‰,反映出深部岩浆硫的来源特征。南秧田钨矿床的成矿时代为晚三叠世,其形成可能与印支期岩浆作用有关。

准噶尔北缘老山口铁铜金矿床成矿流体及成矿机制

老山口铁铜金矿床位于准噶尔北缘,铁铜金矿化主要呈块状、团块状、脉状、角砾状、细脉浸染状产于闪长(玢)岩和玄武质火山岩的接触带中。矽卡岩阶段石榴子石以发育熔融包裹体和流体包裹体为特征,退化蚀变阶段绿帘石主要发育液相包裹体,石英-硫化物-碳酸盐阶段的方解石主要发育液相包裹体、含子矿物包裹体和含CO2三相包裹体。早期矽卡岩阶段流体包裹体均一温度变化于205~550℃及大于550℃,主要集中在220~470℃和大于550℃,盐度w(NaCleq)介于7.02%~17.96%,峰值为7.5%和16%,密度为0.60~1.00 g/cm3。退化蚀变阶段,均一温度变化于212~510℃,峰值为220℃,盐度w(NaCleq)介于6.16%~21.04%,密度为0.60~0.95 g/cm3。石英-硫化物-碳酸盐阶段,均一温度变化于150~380℃,在160℃和220℃出现峰值,盐度w(NaCleq)介于13.4%~18.47%,密度为0.75~1.10 g/cm3。石榴子石和方解石的δ18OSMOW值为5.2‰~17.8‰,δ18O水值为-2.4‰~3.5‰,δDSMOW值变化于-144.0‰^-84.0‰,表明成矿流体主要为混合的岩浆水和大气降水。方解石的δ13CPDB值变化于-6.8‰^-3.5‰,δ18OSMOW值为11.6‰~17.8‰,暗示成矿流体中碳主要来自闪长质岩浆,少量来自碳酸盐岩。黄铁矿δ34S值集中在0~3‰,结合稀土元素特征,表明硫主要来自于与矿体空间关系密切的闪长质岩浆。结合野外地质特征,认为铁矿成矿作用与矽卡岩的退化变质作用有关。

宁芜地区梅山金矿床的成矿流体特征及矿床成因

梅山铁矿位于江苏省南京市雨花台区,铁矿主矿体的顶部和外围蚀变带中新发现了中型规模的金矿床,金矿体赋存于辉长闪长玢岩和下白垩统大王山组安山质凝灰岩、辉石安山岩的外接触带,矿石主要由黄铁矿、磁铁矿、少量的黄铜矿和方铅矿以及脉石矿物组成。金成矿阶段的石英、方解石和白云石中发育富液相包裹体、富气相包裹体、气体包裹体及含子晶三相包裹体。流体包裹体的均一温度主要集中在150~230℃之间,盐度w(Na Cleq)主要集中在2%~8%之间,指示金矿化阶段成矿流体具中低温、低盐度的特点。金矿石中脉石矿物石英、方解石和白云石的δDV-SMOW值介于-154.0‰^-110.9‰之间,计算得到的δ18O水值为-1.3‰~6.8‰,表明成矿流体为岩浆水和雨水的混合流体。金矿石中黄铁矿的δ34S值介于-0.2‰~9.3‰之间,均值为5.8‰,与梅山铁矿辉长闪长玢岩中浸染状黄铁矿的δ34S值相近。白垩纪岩浆活动是梅山铁金矿床形成的必要条件,金矿与铁矿形成于同一成矿系统,均与辉长闪长玢岩具有密切的时空和成因上的联系,金矿床为成矿末期的产物。

北祁连干沙鄂博稀土元素矿床地质和矿床地球化学特征

干沙鄂博稀土元素矿床位于北祁连造山带中段,是该地区唯一大型稀土元素矿床。矿体产于早泥盆世碱性岩体及其接触带中,围岩蚀变表现为霓长岩化、碳酸岩化和萤石化,矿石类型主要为霓辉正长岩型和霓辉正长斑岩型,矿物组合为氟碳钙铈矿+黄铜矿+霓辉石+钠长石+钠闪石+萤石+方解石。通过详细的岩相学和矿相学观察,划分出4个成矿期,包括岩浆成矿期(Ⅰ)、早期热液成矿期(Ⅱ)、晚期热液成矿期(Ⅲ)和表生成矿期(Ⅳ)。其中,早期热液成矿期为主成矿期,包括3个成矿阶段:霓石-钠长石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_1)、钠闪石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_2)、霓石-方解石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_3)。脉石矿物石英的δ^(18)O值为7.3‰～11.3‰,δD值为-89.4‰～-68.8‰,δ^(13)C_(V-PDB)值为-10.5‰～-7.9‰,表明成矿流体以岩浆热液为主,有大气降水的参与。矿石中硫化物δ^(34)S_(V-CDT)值介于-7.1‰～-1.3‰之间,平均-4.4‰,总硫同位素δ^(34)S_(ΣS)为-3.9‰;矿石硫化物铅同位素组成基本一致,^(206)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Pb/^(204)Pb比值分别为18.417～18.524、15.637～15.769和38.425～38.863,与矿区早泥盆世含矿碱性岩体岩石铅同位素组成十分相似,推测成矿物质主要来源于该碱性岩体。