硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪——以水银洞卡林型隐伏金矿体为例

在覆盖区寻找隐伏矿床是解决目前资源困境的重要途径之一。国内外所发展的深穿透地球化学方法对已知隐伏矿床开展了大量试验研究,取得了较好的效果。由于无法确定地表金属元素异常是否直接来自深部矿体,使上述方法未在未知覆盖区开展广泛的找矿工作,因此急需发展地表异常示踪技术。贵州水银洞金矿是我国超大型全隐伏的卡林型金矿床,成矿流体富含S、Au、As、Sb、Hg等元素。本文以该矿床为研究对象,采集地表微细粒土壤样品,分析5种微量元素(Au、As、Cu、Sb、Hg)的含量,以验证微细粒土壤全量测量技术在该矿床的找矿效果,并用S、Pb同位素识别地表土壤异常来源。研究发现:(1)微细粒土壤测量技术在该矿区的指示效果好,Au-As-Sb-Hg高异常区与隐伏矿体和断层的分布较为吻合,其中Hg对隐伏矿体的指示效果最好;(2)隐伏矿体及断层上方土壤中δ^(34)S值、放射成因的w(^(207)Pb)/w(^(204)Pb)和w(^(206)Pb)/w(^(204)Pb)显著高于围岩区土壤,可有效示踪地表微细粒土壤中的异常来自于深部的隐伏矿体。该研究为在同类型覆盖区用微细粒土壤全量测量技术寻找隐伏卡林型金矿提供了理论依据。

黔西南水银洞层控超大型卡林型金矿床成矿模式及成矿预测研究

贵州省贞丰县水银洞金矿是一个近年来发现的、具较高品位、资源量已达超大型的层控卡林型金矿床。矿床受灰家堡背斜核部构造和有利岩性组合控制。金矿床具有低温成矿特征,出现去碳酸盐化、硅化、黄铁矿化和粘土化等围岩蚀变,特征的Au-As-Hg-Tl元素组合。成矿流体具有低温低盐度和较高压力和富挥发份的特点,均一温度在220℃左右,盐度在6%NaCl左右,压力为160±40MPa。成矿物质主要来自深部。高压和富挥发份促使成矿流体从深部迁移至控矿背斜核部,并由于构造作用挥发份的快速逃逸,压力骤降,促使流体快速卸载,金快速沉淀,形成水银洞超大型层控卡林型金矿床。根据找矿标志及成矿和找矿模型,进行了成矿预测研究并取得很好效果,使水银洞金矿新增储量数十吨,并且预示该类型金矿找矿远景巨大,已经成为黔西南第一个超大型层控卡林型金矿床。

贵州水银洞金矿床成矿流体不混溶的包裹体证据

通过对水银洞金矿床中流体包裹体的观测和热力学参数计算,探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。研究结果表明,该矿床石英中的流体包裹体分为H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体三大类,并以富含CO_2-H_2O包裹体为特征,CO_2-H_2O包裹体可进一步划分为富H_2O相CO_2-H_2O包裹体和富CO_2相CO_2-H_2O包裹体。加热时富H_2O相CO_2-H_2O包裹体完全均一成H_2O相;而富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一成CO_2相,而且二者的完全均一温度和完全均一压力一致,说明它们是同时期捕获的CO_2-低盐水不混溶流体包裹体组合。它们形成时的热力学条件是:形成温度236℃,形成压力324 bar(1bar=10~5Pa);共存两相流体密度:低盐水相0.900 g/cm^3,CO_2相0.314 g/cm^3;共存两相中CO_2的摩尔分数:低盐水相0.0376,CO_2相0.7337;水溶液含盐度w(NaCl)约为1.3%。

黔西南水银洞金矿床载金黄铁矿标型特征

水银洞金矿床为近年来在黔西南地区所发现的又一重要卡林型金矿床,黄铁矿为矿床的重要载金矿物。通过系统采样和光片鉴定,区分出具有不同标型特征的四种黄铁矿,即草莓状黄铁矿、生物碎屑状黄铁矿、粗粒自形黄铁矿和细粒自形黄铁矿。四种黄铁矿的含金性存在着显著差异,以生物碎屑状黄铁矿和细粒自形黄铁矿的含金性为优,而草莓状黄铁矿和粗粒自形黄铁矿的含金性较差。各种黄铁矿的主成分及微量组分也显示出一定的变化规律。本文初步分析了四种黄铁矿的形成条件及金的差异性富集机理。

贵州水银洞卡林型金矿床金的赋存状态初步研究

采用电子探针背散射电子图像、波谱和能谱分析技术，对贵州水银洞卡林型金矿床原生富矿石中的含砷黄铁矿Au、As等元素含量及其分布规律进行了系统研究。结果发现有两种金的赋存形式：①不可见金，主要赋存在含砷黄铁矿之中，Au与As之间呈楔形分布关系，推测金以化学结合态金（Au^＋）的形式进入含砷黄铁矿的结构；②显微-次显微自然金颗粒（0．1～6μm），分布在含砷黄铁矿的边缘。提出含金-砷黄铁矿的形成可能与含Au热液-岩石相互作用过程中含Fe碳酸盐矿物溶解释放Fe有关，含Fe碳酸盐赋矿围岩是形成高品位、大型卡林型金矿床最重要的控制因素之一，与去碳酸盐化有关的碳酸盐脉可能是寻找深部隐伏卡林型金矿体的重要标志。

CO_2-H_2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分(fCO2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO2=0.80MPa、fO2=2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。

贵州水银洞超大型卡林型金矿同位素地球化学特征

贵州水银洞金矿是黔西南地区一个重要的超大型卡林型金矿,也是国内外少见的一个"高品位、大吨位"卡林型金矿。为了探讨矿床的物质来源问题,在前人研究资料的基础上,对矿床各个中段不同矿体的硫化物、碳酸盐矿物进行了系统采样,进行了S、C、O同位素的测试分析。同时对前人所作的放射性同位素Pb研究成果进行了整理分析。研究表明,水银洞金矿的成矿物质来源具有多源性。结合区域成矿地质背景,认为区域上卡林型金矿的物质来源具有壳幔结合的特点。

黔西南水银洞金矿床流体包裹体研究

水银洞金矿床是黔西南典型的特大型卡林型金矿床之一。但其成矿流体来源尚有争议。通过对水银洞金矿床脉石英和方解石中流体包裹体的温度与压力、盐度与密度、包裹体成分和包裹体H和O同位素等方面的研究,指出水银洞卡林型金矿床成矿流体属中低温（96.7220℃）、低盐度（NaCl）0.635%9.861%,平均值为4.282%±2.260%、中等密度（0.7250.977 g/cm3,平均值为0.910±0.061 g/cm3）;脉石英阶段流体水化学类型属Cl--Na＋型或SO42--Cl-Na＋型,方解石阶段属SO42--Cl--Ca2＋型。成矿流体压力可能为高-超高压（160±40 MPa）;成矿流体主要是大气降水形成的地下热水,可能有部分岩浆热液的掺入。

贵州水银洞卡林型金矿床首次发现大量次显微-显微可见自然金颗粒

在贵州水银洞卡林型金矿床原生富矿石的一条含砷黄铁矿细脉中发现有100余粒次显微-显微自然金颗粒（0．1～6μm），并具有清晰的显微岩相学结构。提出了该类型金矿次显微-显微可见自然金颗粒的形成过程可能与含Au热液-岩石相互作用过程中含Fe碳酸盐矿物溶解释放Fe的大量硫化物化而导致热液中Au的过饱和有关，含Fe碳酸盐赋矿围岩是形成高品位大型卡林型金矿床最重要的控制因素之一。

贵州水银洞金矿构造蚀变体稀土元素地球化学特征

水银洞金矿构造蚀变体(SBT)为产出于茅口租(P2m)和龙潭组(P3l)之间不整合面上的一套强硅化灰岩、灰岩角砾岩、硅化粘土岩组合。采用ICP-MS测定钻孔岩芯中构造蚀变体样品稀土元素组成,对比研究SBT围岩、区域岩浆岩及现代海底热水系统流体稀土元素组成。结果显示,SBT的轻重稀土分馏明显[LREE/HREE=4.92～17.51,(La/Yb)N=5.94～38.37],曲线右倾型;轻稀土分异明显,曲线右倾程度大;重稀土分异不明显,曲线平坦;负Eu(0.61～0.94)、Ce(0.52～1.07)异常明显;SBT及围岩均具有明显W型稀土元素四分组效应,而不同于区域岩浆岩和现代海底热水系统流体,表明热液流体来源以壳源为主。

黔西南水银洞层控卡林型金矿床成矿机理初探

贵州省贞丰县水银洞金矿是一个近年来发现的、具较高品位、资源量已达特大型的层控卡林型金矿床.矿床受灰家堡背斜核部构造和有利岩性组合控制.金矿床具有低温成矿特征,主成矿期流体包裹体均一温度为220℃±.出现硅化、白云石化、黄铁矿化和粘土化等围岩蚀变,特征的Au-As-Hg-Tl元素组合.成矿物质主要来自深部.成矿流体具有低温、低盐度、较高压力和富挥发份的特点,均一温度在220℃±,盐度在6%±(NaCl,wt),压力为160±40 MPa,在VcH4+N2+CO2包裹体中CH4含量高达63%mole、N2为18%mole、CO2为19%mole.高压和富挥发分促使成矿流体从深部迁移至控矿背斜核部,并由于断层的作用导致挥发分的快速逃逸,压力骤降,促使流体快速卸载,形成金的快速沉淀,形成微细浸染状原生金矿石.

贵州水银洞金矿的几点新认识

水银洞金矿是滇黔桂"金三角"已知最富的、特大型卡林型金矿床,矿体赋存于二叠统龙潭组的大孔隙度生物碎屑灰岩中。镜下观察发现水银洞金矿含有五种不同类型的黄铁矿:草莓状黄铁矿、细粒黄铁矿、粗粒黄铁矿、生物状黄铁矿和长条状黄铁矿。草莓状黄铁矿为沉积成因,与金矿化关系不大;细粒黄铁矿、生物状黄铁矿和条带状黄铁矿为热液型黄铁矿;而粗粒黄铁矿由沉积型和热液型黄铁矿共同组成,内核为沉积型黄铁矿(Py1),被外带的热液型黄铁矿包裹(Py2),成环带构造。电子探针波谱分析发现,该矿床中Au主要赋存于热液黄铁矿(含砷黄铁矿)中。本研究从新的视角分析了黄铁矿的形成和含金硫化物分解的相互制约,吸附作用、电化学作用可能是卡林型金矿床中金沉淀的主要机制。

贵州水银洞超大型金矿床金的赋存状态再研究

本文研究了水银洞金矿床碳酸盐岩型矿石，表明含金黄铁矿具“三层式”结构特点，金赋存于沿自形半自形沉积型黄铁矿内核生长成的含砷黄铁矿环带中，含砷黄铁矿环带中金的含量达600×10^-6～1800×10^-6，高金含量与砷含量3％～6％、锑含量0．025％～0．075％、铜含量0．025％～0．075％、硫含量48％～53％相对应。Tl含量低于检出限，看不出Au成矿与Tl之间有何关系。

卡林型金矿不可见金与超压流体（Overpressured fluid）关系探讨——以贵州贞丰水银洞金矿为例

贵州水银洞(岩上)微细浸染型金矿产于贵州省贞丰县境内，是目前我国第一个成功地从原生硫化物矿石中商业性生产出金的微细浸染型金矿矿山。该矿床的矿体产于灰家堡背斜东段核部的上二叠统龙潭组地层中及其与中二叠统茅口组灰岩的接触带，呈几层基本平行排布的似层状和透镜状产出。金矿化主要赋存于硅化白云石化生物碎屑灰岩和泥灰岩(85％)和强硅化角砾状粘土岩(14％)中，

层控卡林型金矿床矿床模型——贵州水银洞超大型金矿

位于滇黔桂"金三角"灰家堡矿集区东段的水银洞超大型金矿床,是成矿预测的成功范例,二度空间找矿取得了重大突破。我们从成矿构造背景、矿床产出地质环境、地质特征、同位素组成、包裹体特征、矿石矿物组合、热液蚀变、矿床(体)空间分带等方面建立了水银洞层控卡林型金矿矿床模型,总结了找矿标志,对于此类金矿找矿有一定的借鉴意义。

贵州水银洞金矿床成矿物理化学条件及金的迁移和沉淀

对水银洞金矿床流体包裹体开展了研究和热力学计算,解析了该矿床成矿物理化学条件及金的迁移形式和沉淀机制。研究表明:金的主成矿温度为215℃～267℃,压力28.5MPa～37.2MPa;成矿流体具弱酸性(pH=4.312)、还原性(fO2﹤10-35.315×105 Pa)。金在成矿溶液中主要以AuHS0等络合物形式进行迁移,HS-活度和氧逸度降低以及pH值升高是促使金沉淀的主要机制。

贵州水银洞含金黄铁矿中金的赋存形式探讨

采用扫描电子显微镜和电子探针等手段,对贵州水银洞金矿中黄铁矿进行形貌观察和成分测定,结果表明,黄铁矿具有草莓状、立方体、五角十二面体及胶状等多种形态,其中,五角十二面体和胶状黄铁矿含金,且金与砷含量存在一定的关系。从量子化学计算和最紧密堆积原理探讨金进入黄铁矿晶格中的情况:金以Au+进入晶格中,替代S位比替代Fe位更容易,而且当黄铁矿中含砷时,有利于金进入晶格,但并非含砷越高,含金就越高。当含砷量在一定范围内,含砷高,含金也高;当含砷量超过某一值,反而不利于金进入晶格。

贵州水银洞Sbt研究及区域找矿意义探讨

通过对水银洞金矿床Ⅰa矿体的研究,提出Sbt的概念。研究发现:与Sbt有关的水银洞、老万场、豹子洞3个主要金矿床稀土元素特征,都表现为轻稀土含量大大高于重稀土、微弱右倾型,表明物质组分的一致性。初步得出,黔西南地区金矿是区域成矿作用的产物,矿质主要来源于深部,区内广布的Sbt为隐伏盲金矿床找寻的依据,通过开展深入工作,贵州西南部将会发现更多的盲金(锑)矿床。

贵州水银洞金矿床黄铁矿标型特征

通过光学显微镜、SEMI、CP-MS等方法对水银洞金矿床黄铁矿的形貌学、地球化学等标型进行研究,发现黄铁矿具有草莓状、粗粒、细粒、生物碎屑状、胶状等5种类型,且热液型的细粒、生物碎屑状、胶状黄铁矿具有较好的含金性;黄铁矿成矿时矿物成分具有不均匀性,成矿环境动荡变化,导致热液型黄铁矿发育有多层性质各异的环带,进一步证实了黄铁矿具有"三层式"特征;各类型黄铁矿的微量元素具有一定差异。在结合前人研究工作的基础上,通过对黄铁矿的Co/Ni,S/Se和Au/Ag等成分标型数据进行分析,认为成矿热液与深源流体有关。

贵州水银洞超大型金矿勘查实践及灰家堡矿集区勘查新进展

水银洞金矿为滇黔桂"金三角"最重要的金矿床之一,矿床勘查实践表明,地、物、化、遥等综合信息研究和成矿预测是矿床发现的关键因素,区域成矿模式的建立指明了下步工作方向并为新的成矿预测提供了理论的依据。理论指导下的灰家堡矿集区勘查取得长足的进展,贵州二度空间找矿取得了突破,展望灰家堡矿集区最终有望获得300 t以上金资源量,黔西南台地相区有望获得金资源量1 000 t以上。