膏盐层氧化障在长江中下游玢岩铁矿成矿中的作用

长江中下游是我国著名的铁铜金等多金属成矿带，其中宁芜和庐枞盆地产出一系列与白垩纪中基性火山-次火山岩有关的玢岩铁矿床。前人根据玢岩铁矿的地质特征、空间分布规律及其与火山-次火山岩的关系建立了著名玢岩铁矿成矿模式，发展了成矿理论，有效指导了玢岩铁矿找矿工作。但三叠系膏盐层在成矿中的作用没有引起应有的重视，深部矿化基本没有涉及。最新研究和勘查结果揭示中下三叠统周冲村组顶部膏盐层与矿化关系密切，但膏盐层的控矿机理还不清楚，“膏盐层氧化障”在玢岩铁矿成矿中的作用鲜有报道，宁芜-庐枞盆地深部矿化类型和矿体赋存部位知之甚少。本文研究了长江中下游玢岩铁矿的硫同位素组成，探讨了膏盐层氧化障在玢岩铁矿成矿中的作用。宁芜和庐枞盆地玢岩铁矿、硫铁矿中普遍含有石膏，玢岩铁矿、硫铁矿和石膏矿三者密切共生。玢岩铁矿及伴生硫铁矿中黄铁矿的δ^34 Sv-CDT值异常高，平均值均在5‰以上，石膏的δ^34SV-CDT，值大部分位于20％。左右，与海相硫酸盐的值相似，指示矿床中硫主要来自三叠纪膏盐层。矿床中黄铁矿的硫同位素组成与矿床成因类型密切相关。宁芜盆地姑山矿田的δ^34 SV-CDT值最高，为10．8‰，梅山矿田次之，为7．85‰，凹山矿田最低，为5．01‰；矿床成因类型也发生相应变化，矿浆型→矿浆→热液型→热液型。矿床中黄铁矿的硫同位素变化主要由硫酸盐的还原温度和原始岩浆硫所占比例不同引起，还原温度越高，δ^34S值越高；原始岩浆硫所占比例越高，δ^34S值越低。计算结果表明矿床中约60％-80％的硫来自膏盐层硫酸盐的还原，还原温度多在450℃以上，但硫化物的沉淀温度相对较低，就位时间稍晚。提出膏盐层（富含碳酸盐、石膏和石盐等）不仅可以为成矿提供大量Na＋、Cl-、CO3^2-等矿化剂，使围岩发生钠长石化、方柱石化（氯化）和矽卡岩化等蚀变，使Fe^2＋以NaFeCl3等络合物形式搬运，膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障，能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋,富集形成铁矿床，是玢岩铁矿成矿的关键因素。当炽热的岩浆与膏盐层（CaSO4）发生同化混染时，SO4^2-将硅酸盐熔体中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋，Fe^3＋无法进入硅酸盐矿物晶格之中，而形成铁氧化物Fe2O4／Fe2O3和贫铁的硅酸盐矿物透辉石／阳起石、透闪石等。铁氧化物在磷、水和氯化钠等盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生液态不混熔，熔离形成铁矿浆。铁矿浆粘滞性强，迁移距离不远，在岩体与膏盐层的接触带附近，沿构造有利部位贯入，形成姑山、梅山等矿浆型铁矿床。以铁的络合物形式搬运的成矿热液流动性强，迁移距离远，可以在远离岩体与膏盐层接触带部位、在上部白垩纪火山岩中富集沉淀。长江中下游玢岩铁矿中矿浆充填型和热液交代-充填型矿体同时存在，二者在空间上具有明显的分带，具“双层成矿结构”。在盆地深部岩体与膏盐层的接触部位产出“大冶式”矿浆充填一接触交代型富铁矿床，规模可能超过了赋存于浅部火山-次火山中的狭义“玢岩铁矿”。位于宁芜盆地南北两端的娃山和梅山矿田是找寻“大，台式”矿浆充填-接触交代型富铁矿的有利地段。在SO4^2-氧化Fe^2＋的同时自身被还原为S^2-，S^2-与Fe^2＋结合形成硫铁矿，在铁矿的上部或边部富集形成硫铁矿矿床；这是石膏矿、铁矿和硫铁矿密切共生的根本原因。

氧化还原障在热液铀矿成矿中的作用

铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U^(6+)形式存在,在还原条件下则以U^(4+)形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集沉淀成矿。热液铀矿的形成需要一对空间上密切共生的氧化障/氧化剂和还原障/还原剂,二者缺一不可。首先,氧化障中氧化剂将富铀岩石中的铀大量氧化形成U^(6+),溶解进入水溶液迁移;第二,高氧化性富铀溶液遇到还原障,U^(6+)还原成U^(4+)沉淀下来,富集形成铀矿。前人虽然对铀的地球化学性质及氧化还原反应在铀成矿中作用已比较了解,但如何在实际铀矿成矿系统中准确识别氧化还原障,有效利用氧化还原障的控矿机理指导找矿,还存在一些模糊认识,制约了铀成矿理论的发展和找矿方法的提升。本文以我国最重要的砂岩型铀矿、火山岩型铀矿、花岗岩型铀矿和变质型铀矿为例,总结了与铀矿化有关的氧化还原障的主要类型,探讨了红层等蒸发盐地层(氧化障),有机质、煌斑岩等中基性岩脉(还原障)与铀矿之间的关系及控矿机制,揭示了成矿盆地中铀-煤、铀-气(油)共生的机制,阐明了翁泉沟硼、铁、铀矿共生原因,建立了不同类型铀矿成矿模型。

氧化还原障在热液铀矿成矿中的作用

文章以热液铀矿成矿研究的意义为出发点,接着分析了热液矿床的概述,进而根据实际情况对进行了探究。

云南金平长安金矿地球化学障及找矿意义

通过对V5矿体群地球化学障分析探索有效的找矿思路,认为导致V5矿体群富集沉淀的地球化学障主要为构造障、碳酸岩障及氧化/还原障。寻找类似的地球化学障寻求找矿的突破。

膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用

矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的重要类型,约占全国富铁矿总储量的60%。虽然膏盐层与矽卡岩型铁矿的关系已引起部分矿床学家的关注,但膏盐层的控矿机制尚不清楚。本文以我国最重要的大冶式和邯邢式矽卡岩型铁矿为例,探讨了膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用。膏盐层富含碳酸盐、石膏和石盐等,不仅可以为成矿提供大量Na^+、Cl^-、CO3^(2+)等矿化剂,使围岩发生钠长石化、方柱石化(氯化)和矽卡岩化等蚀变,使Fe^(2+)以NaFe-Cl等络合物形式搬运,膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障,能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe^(2+)氧化成Fe^(3+),富集形成铁矿床,是矽卡岩型铁矿成矿的关键因素。大冶地区的膏盐层属于中三叠统下部的嘉陵江组,邯邢地区的膏盐层属于中奥陶统马家沟组—峰峰组。大冶和邯邢式矽卡岩型铁矿中硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值异常高,计算结果表明矿床中约80%的硫来自膏盐层硫酸盐的还原,还原温度多在500℃以上,但硫化物的沉淀温度相对较低,就位时间稍晚;硫酸盐的δ^(34)S_(V-CDT)值和还原温度越高,硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值越高,原始岩浆硫所占比例越高,硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值越低。当炽热的岩浆与膏盐层(CaSO_4)发生同化混染时,SO_4^(2-)将硅酸盐熔体中的Fe^(2+)氧化成Fe^(3+),Fe^(3+)无法进入硅酸盐矿物晶格,而形成Fe_3O_4/Fe_2O_3进入熔体,铁氧化物在磷、氯化钠、水等挥发分和盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生不混熔,形成铁矿浆,沿构造有利部位贯入,形成矿浆型铁矿床。在矽卡岩型铁矿床中,矿浆充填型和热液交代型矿体同时存在,二者在空间上具有一定的分带性,有时渐变过渡,矿浆充填型铁矿体通常位于深部靠近成矿岩体的部位,而热液交代型铁矿体位于成矿流体运移的前方。在SO_4^(2-)氧化Fe^(2+)的同时自身被还原为S^(2-),与Fe^(2+)结合形成硫铁矿,分布在铁矿的上部或边部。

膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿中的作用——以俄罗斯诺里尔斯克矿床为例

与基性-超基性侵入体有关的Ni-Cu-PGE硫化物矿床是镍-铜-铂族元素矿床的最重要类型。传统观点认为,Ni-Cu-PGE硫化物矿床是由成矿岩浆分异演化、熔离形成的,与围岩性质关系不大。实际上,大部分基性-超基性岩浆是硫化物不饱和的,在岩浆自身演化过程中难以聚集大量硫化物而形成有经济价值的大型高品位Ni-Cu-PGE硫化物矿床。因此,壳源硫的加入是基性-超基性岩浆中硫化物浓度达到过饱和,熔离形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的关键。膏盐层是富含石膏等硫酸盐(SO4^2-)的蒸发沉积建造,除SO4^2-外,还富含Cl^-、CO3^2-、Na^+、K+等盐类物质,在自然界分布广、面积大,是地壳中重要的硫源层和氧化障。但膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床中的作用长期被忽视,制约了Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿找矿理论的发展。文章以世界最大的俄罗斯诺里尔斯克Ni-Cu-PGE硫化物矿床为例,介绍了膏盐层与矿床分布的空间关系、石膏等硫酸盐矿物在矿床和蚀变围岩中的分布、成矿元素和硫同位素组成特征及变化规律,阐明了膏盐层在成矿中的作用和控矿机理。膏盐(SO4^2-)的加入,可以大幅度提高成矿系统的氧逸度,将成矿岩浆中Fe^2+氧化成Fe^3+,形成铁氧化物,SO4^2-自身被还原,向成矿系统提供还原硫S^2-,与Cu^+、Ni^2+等结合,形成铜镍硫化物等,使基性-超基性成矿岩浆由硫化物不饱和变为过饱和,形成硫化物小液滴,在岩浆房经聚集-熔离-富集,形成岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿床。除膏盐层外,富含硫化物的地层也是形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的重要硫源层。