黑龙江省老柞山金矿床地质、碳-氢-氧和硫-铅多元同位素特征及矿床成因探讨

老柞山金矿床是中国东北地区的一座大型金矿床,产于兴蒙造山带东段佳木斯地块中部,是一个经历古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋俯冲叠加与转换的复合构造区。为了揭示成矿流体性质与组成,以及成矿物质来源,系统开展了成矿体系矿物流体包裹体的碳-氢-氧和矿石矿物硫-铅同位素研究。结果显示:δ^(13)C_(PDB)=3.932‰~5.390‰,δ^(18)O H_(2)O=2.17‰~5.60‰,δD=-90.569‰~-90.482‰,指示成矿流体主要来源于深部岩浆,成矿晚阶段伴随大气降水的混入,并与麻山群碳质岩系发生了一定程度的交换反应;矿体硫化物的δ^(34)S为3.3‰~5.1‰,矿化蚀变带硫化物的δ^(34)S为3.9‰~5.3‰,混合岩与花岗岩中硫化物的δ^(34)S为3.5‰~5.2‰,指示成矿流体性质为相对弱还原性;矿石矿物的^(206)Pb/^(204)Pb=18.165~18.571、^(207)Pb/^(204)Pb=15.452~15.613和^(208)Pb/^(204)Pb=37.764~38.396,岩浆岩的^(206)Pb/^(204)Pb=18.151~18.655、^(207)Pb/^(204)Pb=15.526~15.634、^(208)Pb/^(204)Pb=37.855~38.050。指示矿体和岩体具有同源性或成矿物质来自岩浆岩。根据与矿化密切相关的花岗闪长岩是下地壳部分熔融产物,可进一步推断成矿物质为壳源。结合矿床地质特征,认为老柞山金矿床为弱还原矽卡岩型金矿床。

江苏栖霞山铅锌多金属矿床成因探讨:流体包裹体及氢-氧-硫-铅同位素证据

江苏栖霞山铅锌多金属矿床位于长江中下游成矿带宁镇地区,是华东地区最大的铅锌矿之一,近年来在其深部取得重大找矿突破,但该矿床的成因仍存在争议。本文在详细的野外调查基础上,重点对深部样品进行了系统的观察和采集。通过对其各成矿阶段流体包裹体及H、O、S、Pb同位素系统测定及分析,并结合地质事实,最终确定其矿床成因,为该矿床及区域下一步找矿提供方向。流体包裹体研究表明,栖霞山矿床流体包裹体类型以纯液相包裹体(L)和气液两相包裹体(V+L)为主。显微测温结果显示:主成矿期(热液成矿期)第一阶段磁铁矿-石英阶段(Ⅰ)的包裹体均一温度集中变化于280~380℃,盐度变化于4.24%~9.86%Na Cleqv;第二阶段石英-硫化物阶段(Ⅱ)的包裹体均一温度集中变化于180~320℃,盐度变化于1.74%~8.00%Na Cleqv;第三阶段石英-碳酸盐岩阶段(Ⅲ)的包裹体均一温度变化于80~160℃,盐度变化于0.53%~6.74%Na Cleqv。从第一阶段到第三阶段,均一温度和盐度均有降低的趋势,显示流体混合的特征,可能是其矿质沉淀的重要机制。H-O同位素分析(δ^(18)OH2O值为-1.9‰~5.5‰,δD值为-80.3‰^-69.9‰)显示成矿流体主要为岩浆流体,后期有大气降水的加入。硫化物S同位素研究显示,δ^(34)S值总体变化范围-4.6‰~3.8‰,呈塔式分布,位于零值附近,暗示着栖霞山矿床硫化物的S主要来源于岩浆,且可能有部分赋矿地层S的混入。矿石硫化物的(206)~Pb/(204)~Pb为17.616~17.817,207Pb/(204)~Pb为15.513~15.718,(208)~Pb/(204)~Pb为37.907~38.585,说明Pb主要来源于岩浆,可能有部分震旦系基底地层Pb的加入。综合矿床地质、流体包裹体及H、O、S、Pb同位素特征可知,栖霞山矿床属于主要受石炭系黄龙组灰岩与高丽山组砂岩之间"硅钙面"控制的岩浆热液矿床,与本区早白垩世晚期岩浆活动密切相关。

胶东辽上金矿床的流体包裹体、氢-氧-碳-硫-铅同位素特征及矿床成因

辽上金矿床位于胶莱盆地东北缘,是胶东东部唯一的超大型金矿床。通过流体包裹体和氢-氧-碳-硫-铅同位素地球化学特征研究,探讨辽上金矿的成因。主成矿阶段流体包裹体完全均一温度变化范围为125~345℃,主成矿温度集中于260~320℃,盐度为2.22%~13.87%NaCl_(eqv),流体密度为0.68~1.02 g/cm^(3),成矿流体属于中—低温度、中—低盐度、低密度,为富含CO_(2)的还原性质热液体系。氢、氧同位素(δD=-82.6‰~-68.9‰,δ^(18) O_(W-SMOW)=-0.24‰~+3.33‰)和流体包裹体成分指示,成矿流体为地幔初生水热液及岩浆热液+大气降水的混合流体。碳、氧同位素组成(δ^(13) C PDB=-2.9‰~-4.7‰,δ^(18) O_(SMOW)=6.9‰~9.6‰,)指示成矿流体中碳来源于花岗岩源区。矿石δ^(34) S介于7.6‰~12.6‰之间,206 Pb/204 Pb值为17.202~17.955,^(207)Pb/^(204)Pb值为15.457~15.577,^(208)Pb/^(204)Pb值为37.729~38.341,指示铅源主要来自下地壳的早前寒武纪变质岩系,可能有少量幔源铅的贡献。研究认为,辽上金矿床是与早白垩世伟德山型花岗岩有关的岩浆热液金矿,与壳幔混合花岗岩浆活动有关的岩浆热液、地幔流体在热隆-伸展构造作用下与大气降水混合产生流体不混溶而成矿。

北秦岭柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床流体包裹体和氢-氧-硫同位素研究

河南省柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床位于北秦岭东段,含矿伟晶岩受灰池子岩体与秦岭岩群的接触带控制。通过对研究区的地质特征、流体包裹体以及氢-氧-硫同位素的研究,探讨柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床的成矿物质、流体来源。伟晶岩型铀矿成矿流体温度为513.5~567.4℃,H同位素为-107.9‰~-89.6‰,O同位素为11‰~13.2‰,S同位素为3.5‰~5.8‰。结果表明:柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床成矿流体主要为深部岩浆水,成矿物质主要来自深部岩浆。

南秦岭旬阳盆地志留纪黑色岩系与Pb-Zn矿床成矿的关系

南秦岭旬阳盆地中赋存了大量热水沉积型铅锌矿床,矿体主要呈层状、透镜状赋存在志留系梅子垭组和双河镇组中。富有机质的黑色岩系在区内广泛发育,为了探讨志留纪黑色岩系与该区铅锌矿成矿的关系,本文选择南沙沟和关子沟典型铅锌矿床开展研究。与矿石矿物共生的石英δD_(V-SMOW)值分别介于-139‰~-94‰和-129‰~-103‰之间,明显低于矿区内硅质岩的δD_(V-SMOW)值,反映了海水在被加热形成盆地热卤水的过程中很大程度受到了地层中有机质的影响。闪锌矿和方铅矿样品δ34S值分别介于4.5‰~10.7‰(平均7.2‰)和2.7‰~9.5‰(平均6.1‰)之间,硫主要为硫酸盐还原而成,细菌硫酸盐还原作用和热化学硫酸盐还原作用共同影响了硫同位素组成。铅同位素组成具有高放射性铅的特点,与地层铅一致,并且显著区别于结晶基底的铅同位素,反映了铅主要来源于赋矿围岩而不是结晶基底。志留纪南秦岭古海洋中热水沉积成矿作用强烈,盆地热驱动造成海水对流循环并萃取黑色岩系中的成矿物质形成成矿流体,在减压环境下于海底形成层状矿体,在成矿的过程中,富有机质的志留纪黑色岩系对于金属的来源和硫的来源均扮演了至关重要的角色。

安徽庐枞矿集区东顾山钨矿床成矿流体来源与演化:来自H、O、S同位素和流体包裹体的证据

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜金等金属成矿带,庐枞矿集区中新勘探发现的东顾山矿床与成矿带内燕山期铁、铜大规模成矿作用不同,矿化以钨为主,且已达大型规模。前人已对该矿床开展了基础地质特征和成岩成矿年代学工作,但该矿床的成矿流体和来源特征仍不清楚,矿床成因的确定需要开展相关研究。本文在详细的野外调查基础上,对各成矿阶段流体包裹体及H、O、S同位素进行了系统测定及分析,并结合地质事实,确定了成矿流体特征和来源,为成矿带内钨矿床的成因认识和下一步找矿提供理论依据。流体包裹体研究表明,东顾山矿床流体包裹体类型以纯液相包裹体(L)和气液两相包裹体(V+L)为主,矽卡岩阶段(Ⅰ)的包裹体均一温度集中变化于351~397℃,盐度变化于10. 87%~13. 60%NaCleqv;氧化物阶段(Ⅱ)的包裹体均一温度集中变化于283~367℃,盐度变化于7. 73%~10. 62%NaCleqv;第三阶段石英-硫化物阶段(Ⅲ)的包裹体均一温度变化于180~284℃,盐度变化于4. 08%~7. 57%NaCleqv。从Ⅰ阶段到Ⅲ阶段,均一温度和盐度均有降低的趋势,显示流体混合的特征,可能是其矿质沉淀的重要机制。H-O同位素分析结果(δ18OH2O值为-0. 37‰~2. 79‰,δD值为-60. 56‰^-46. 16‰)显示成矿流体主要为岩浆流体,并有约40%大气降水的加入。硫化物S同位素研究显示,黄铁矿δ34S值范围为4. 39‰~6. 00‰,高于幔源硫,略低于赋矿地层硫值(7. 60‰~8. 13‰),指示东顾山钨矿床硫源为地层硫和岩浆硫混合,地层硫的贡献不容忽视。综合矿床地质、流体包裹体及H、O、S同位素特征可知,东顾山矿床热液成矿过程中发生了显著的流体混合作用,破坏了钨络合物的稳定性,使得大量钨等金属离子从络合物载体中脱离出来并与Ca2+相结合,最终钨酸钙沉淀成矿。通过与成矿带铜铁矿床的成矿流体对比可知,长江中下游成矿带内钨矿床与铜(金)、铁矿床的成矿流体温度和盐度特征相似(中高温、中高盐度向中低温、中低盐度演化),但是由于围岩性质不同导致硫来源不同,且沉淀机制各不相同,根本原因是不同矿种的成矿岩体性质和搬运金属元素的方式存在差异。

江南钨矿带香炉山钨矿床稳定同位素地球化学示踪

赣北香炉山矿床是江南世界级钨矿带北缘的特大型钨矿床,包含香炉山—形坪、大岩下和张天罗等3个相邻矿段。香炉山—形坪矿段主要由沿寒武系杨柳岗组泥质灰岩与黑云母花岗岩的接触带分布的透镜状和层状钨矿体组成,以矽卡岩型矿化为主;大岩下、张天罗矿段则主要由沿震旦系陡山沱组含炭质页(泥)岩与灯影组含炭含泥硅质岩顺层展布的钨矿体组成,矿化类型为角岩型。采自大岩下矿段含石英脉钨矿石中的石英H、O同位素结果显示,氧化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-67.9‰~-78.0‰、δ^(18)O_(H2O)值为-3.3‰~0.7‰;石英硫化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-64.6‰~-66.4‰、δ^(18)O_(H2O)值为-7.5‰~-0.3‰,指示了香炉山钨矿床成矿流体为岩浆水与大气水的混合流体,在氧化物阶段就发生了大气降水的加入,在石英硫化物阶段大气水混合比例接近40%。采集自香炉山各矿段不同硫化物样品中的S同位素结果相近,δ^(34)S值主要为1.2‰~5.4‰,均符合矿床硫源以岩浆硫为主的特征。综合区域地质背景和已有研究提出,在早白垩世的区域伸展背景下,新元古代地层熔融形成的富含钨的岩浆上涌,形成的岩浆热液与不断加入的大气降水在近地表发生混合形成成矿流体并持续演化,与不同层位的含钙围岩发生交代,最终沉淀形成香炉山白钨矿床。

黑青和田玉宝石矿物学及地球化学特征研究

近年国内市场出现了一种含有黄铁矿的黑青色玉石,主要产自新疆,属于和田玉中的稀少品种。本文利用常规宝石学仪器、偏光显微镜、红外光谱、拉曼光谱、X射线粉晶衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、激光电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)以及同位素质谱仪(MC-ICP-MS)对7块黑青和田玉样品的宝石矿物学和地球化学特征进行了系统分析,结果显示,样品颜色为墨绿-黑色,折射率点测1.61,相对密度3.08~3.17,摩氏硬度6.0~6.5,主要组成矿物为透闪石,次要矿物以黄铁矿为主,同时还含有少量绿泥石、绿帘石、榍石、锆石、石墨等,具有典型的纤维交织状结构;红外与拉曼光谱特征峰显示与和田玉标准谱峰一致;样品中透闪石的主要化学成分为SiO_(2)、MgO、CaO和FeO,Mg/(Mg+Fe^(2+))值显示部分透闪石已过渡为阳起石;根据微量元素Cr-Ni投图判别样品为白云石大理岩型成因,稀土元素含量较少,呈左倾模式;推测成矿热液主要为岩浆水,含少量变质水;样品中黄铁矿Co/Ni>1且含少量As、Se、Cu、Zn、Pb等元素,δ^(34)S介于8.87‰~20.92‰之间,推断为岩浆热液成因且硫来源于岩浆与地层硫的混合。

东天山寨北山热液脉状铜矿地质特征、成矿时代及矿床成因初探

寨北山铜矿位于东天山阿奇山-雅满苏成矿带的东段。矿体主要赋存于早石炭世玄武安山玢岩中,受断裂构造控制明显。矿石以脉状、浸染状构造为主,矿石矿物主要为黄铜矿,黄铁矿较少。围岩蚀变较弱,分带性不明显。获得矿区黄铁矿Re-Os同位素模式年龄为337. 9±5. 7 Ma,表明该矿床形成于早石炭世。矿区硫化物硫同位素δ^(34)S值介于-1. 4‰～-7. 2‰之间,接近于幔源硫值;矿石石英中δD值为-105. 6‰～-96. 4‰,δ^(18)O值为0. 3‰～3. 2‰,反映成矿流体主要来自岩浆。综合研究认为寨北山铜矿可能为一火山-次火山热液型矿床。

内蒙古黄岗锡铁矿床流体包裹体特征及成矿机制研究

黄岗锡铁矿床是大兴安岭南段多金属成矿带内的一个重要的矽卡岩型矿床。下二叠统大石寨组及黄岗梁组是矿区的主体含矿层位,矿体总体顺层分布,空间上与矽卡岩密切相关。矿床的形成经历了矽卡盐阶段、退化蚀变阶段、石英硫化物阶段和碳酸盐阶段。对不同成矿阶段的石榴子石、绿帘石、角闪石、石英、方解石和萤石中流体包裹体所进行的岩相学和显微测温研究表明,与成矿有关的包裹体类型主要有硅酸盐熔融包裹体、H2O-NaCl型包裹体、CO2-H2O±CH4型包裹体和CO2-H2O-NaCl型包裹体。成矿早阶段以硅酸盐熔融包裹体和H2O-NaCl型包裹体为主,晚阶段出现少量CO2-H2O±CH4型包裹体和CO2-H2O-NaCl型包裹体。从早期到晚期4个阶段的均一温度分别为(257~432℃、>550℃)、322~403℃、202~304℃、153~221℃;盐度w(NaCleq)为(12.13%~19.88%、>66.8%)、16.43%~22.34%、1.74%~14.77%、1.74%~11.9%。成矿流体的均一温度和盐度w(NaCleq)主要为220~432℃和1.74%~22.34%,属于高-中温、中-低盐度流体。流体包裹体的气相成分以CO2和H2O为主,其次为N2、O2和CH4,有少量C2H2、C2H4和C2H6;液相成分中,阳离子以Na+、K+为主,其次为Ca2+、Mg2+,阴离子以Cl-、SO24-为主,其次为F-,还含有少量Br-、NO-3。氢、氧同位素特征显示,前3个成矿阶段成矿流体的δ18OH2O值为-6.0‰~9.8‰,δDV-SMOW值为-116‰^-73‰,表明成矿流体主要为岩浆水;碳酸盐阶段成矿流体的δ18OH2O值为-10.9‰^-1.6‰,δDV-SMOW值为-104‰^-101‰,表明在成矿后期混入有部分大气降水。方解石的δ13CPDB值为-11.706‰~1.1‰,表明流体中的碳主要由岩浆-地幔经溶解作用所提供,且受到低温蚀变作用和大气降水的影响。硫化物的δ34SV-CDT值为-4.3‰~2.7‰,表明成矿物质主要来源于深部,可能受到后期成矿作用的叠加和改造。流体的降压沸腾和相分离,以及流体混合作用可能是成矿的主要原因。

河南省崤山地区典型金矿床的成矿流体特征及其对进一步找矿工作的启示

崤山地区位于豫西小秦岭―崤山―熊耳山―外方山金银钼多金属成矿带的中西部,但其金矿探明储量远低于西部的小秦岭和东部的熊耳山地区。因此,崤山地区的进一步找矿潜力成为产业部门关注的重点。综合前人的研究资料,本文提出区内金矿主要以破碎带蚀变岩型和石英脉型为主。通过对典型矿床的分析,认为该区的金成矿作用从早到晚可划分为（1）石英-黄铁矿（毒砂）阶段,（2）黄铁矿-石英阶段,（3）石英-多金属硫化物阶段,（4）石英-碳酸盐阶段。其中（2）和（3）为主成矿阶段。对各成矿阶段石英晶体中流体包裹体的成分、均一化温度及硫、氢、氧、铅同位素组成进行分析,发现流体成分为富含CO2的水流体,且溶解了数量较多的Na＋和Ca2＋离子。流体包裹体均一温度为243℃~285℃,表明崤山地区的金矿床属以中温为主的热液矿床,缺少高温阶段的流体包裹体。金属硫化物δ34S值为-0.5‰~5.4‰,具深源硫特点;δ18 OH2O值变化为0.1‰~9.4‰,δ18 D值变化为-134.9‰~24.3‰,表明成矿流体以岩浆水为主,混有大气降水和变质水。结合崤山和小秦岭地区花岗质侵入岩出露面积对比,崤山地区找矿不理想的主要原因是剥蚀程度较低,因而深部仍有较大的找矿潜力。