华北克拉通南缘康山金多金属矿床成矿时代及流体演化——来自独居石U-Pb年龄、黄铁矿微量元素和原位S同位素制约

小秦岭-熊耳山金矿集区位于华北克拉通南缘,发育众多伴生铅锌银等金属的金矿,成为揭示克拉通破坏型金矿成因的天然实验室。产于小秦岭-熊耳山金矿集区内的康山金多金属矿床受控于北东向的中生代脆性断裂,赋存于新太古代变质岩和中元古代火山岩中。成矿过程可分为4个热液阶段:石英±黄铁矿阶段、石英-黄铁矿-黄铜矿-自然金阶段、多金属硫化物-自然金-石英-铁白云石阶段、石英-方解石±萤石阶段。本文获得康山金多金属矿床金成矿阶段热液独居石LA-ICP-MS U-Pb年龄为131.7±4.6Ma,与晚中生代华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用时代一致。本次研究开展的各阶段黄铁矿原位微量元素单点和扫面分析,发现第2阶段Au与Co、Ni、As呈正相关关系,且有明显的振荡环带,Cu、Ag、Sb、Pb、Bi这几种元素从黄铁矿颗粒的核部向边缘含量逐渐降低,且黄铁矿颗粒中出现富含这些元素的矿物包裹体,说明该阶段发生流体沸腾作用;而第3阶段黄铁矿中各微量元素含量为所有阶段中最低,黄铁矿无振荡环带且裂隙中有富含各微量元素的硫化物充填,说明各种元素在该阶段均得到充分卸载,且成矿流体的化学性质较稳定。结合前人关于该矿床各阶段流体包裹体分析结果,表明流体沸腾是Au的主要沉淀机制,而流体混合是Pb、Zn、Ag的主要沉淀机制。黄铁矿中微量元素含量指示,从第1阶段到第3阶段流体温度依次降低;第2和第3阶段流体fO2比第1阶段高且后两者相差不大。根据黄铁矿Co、Ni含量及比值的计算,认为第1和第2阶段黄铁矿为岩浆热液成因,第3阶段黄铁矿受围岩物质影响。黄铁矿原位S同位素分析得到第1至第3阶段黄铁矿δ34S分别为+6.6‰-+8.9‰、+5.0‰-+7.2‰和+6.0‰-+8.7‰,均与区域花岗岩类的S同位素值类似。综上所述,本文得出康山金多金属矿床形成于早白垩世与华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用。

新疆小红山铜矿黄铁矿微量和稀土元素地球化学特征

小红山铜矿位于阿勒泰塔拉特-大东沟-莫尤勒特金属成矿带中,是与英安质-流纹质火山活动相关的铜矿床。文章利用黄铁矿中的稀土元素、微量元素组成示踪了该矿床成矿物质及成矿流体的来源和性质。研究结果表明小红山铜矿黄铁矿和霏细岩稀土元素总量较高,黄铁矿ΣREE总量均值为168.81×10^(-6),霏细岩略低,ΣREE总量均值为154.10×10^(-6);黄铁矿和霏细岩样品稀土配分模式均为明显右倾的轻稀土富集模式,轻稀土分异较强、而重稀土元素分异较弱;黄铁矿具明显δEu负异常、而δCe无明显异常,表明该矿床产出于具还原性的活动大陆边缘环境,并在后期遭受变质热液的叠加改造。矿床黄铁矿富集LREE,亏损HFSE,Hf/Sm、Nb/La和Th/La比值小于1,推断小红山铜矿床成矿流体为富Cl流体。黄铁矿杂质元素Co/Ni比值表明,矿床成因以变质热液为主,矿床形成于中温。Y/Ho比值示踪成矿流体表明,矿床成矿流体与弧后盆地的成矿热液相似,黄铁矿与霏细岩Y/Ho比值的高度相似性也为围岩(霏细岩)提供了部分成矿物质或两者都受到了相同成矿热液的影响提供了新的证据。

河北大白阳金矿床黄铁矿微量元素及S-Pb同位素地球化学特征

大白阳金矿床位于华北克拉通北缘张家口地区,为一中型金矿床。矿床产于太古宇桑干群化家营组和涧沟河组变质地层中,受区内断裂和褶皱控制,金矿脉总体走向北北西。矿石类型为含金石英脉型和蚀变岩型,矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿、自然金、银金矿及少量碲化物。矿床的成矿期可划分为4个成矿阶段,分别为石英-钾长石阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-多硫化物阶段和石英-碳酸盐-硫酸盐阶段。矿床硫化物的δ^34SV-CDT为-16.2‰^-10.5‰,为高氧逸度成矿流体所致;Pb同位素组成^206Pb/^204Pb=16.762~17.293、^207Pb/^204Pb=15.350~15.463、208Pb/^204Pb=36.777~37.328,与区内岩浆岩Pb同位素组成一致。黄铁矿微量元素低,主要赋存于黄铁矿晶格中。黄铁矿中低的Co、Ni质量分数表明,黄铁矿从岩浆流体中沉淀。桑干群斜长角闪岩在蚀变过程中为流体提供部分成矿物质,为矿源层之一。大白阳金矿床属于与岩浆有关的热液矿床,其形成经历了泥盆纪金的初始矿化和侏罗纪—白垩纪的叠加成矿,由此也导致了张宣地区大量金矿床的出现。

小秦岭金矿田桐沟金矿床黄铁矿微量元素组成及其成因意义

位于华北克拉通南缘的小秦岭金矿田是中国第二大黄金产地,其矿化类型以石英脉型为主。桐沟金矿床是小秦岭金矿田内典型石英脉型金矿床,其成矿过程可分为4个阶段:黄铁矿-石英阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、自然金。此外,还发育碲铋矿、碲铅矿等与金共生的碲化物。主要的矿石矿物黄铁矿可分为3个世代(Py1、Py2和Py3),分别对应前3个成矿阶段。黄铁矿原位微区LA-ICP-MS微量元素分析结果显示:各世代黄铁矿中普遍贫As,Py1中Au、Ag、Te和Bi含量较低且常低于检出限,Py2和Py3中Au、Ag、Te和Bi含量则显著升高且含量差异较大。碲化物特征及黄铁矿微量元素组成表明:Ⅱ、Ⅲ成矿阶段是主要矿化阶段,Py2和Py3中Au与Te、Bi存在显著的正相关关系,指示金矿化与Te、Bi关系密切。Te、Bi的异常富集,指示了成矿流体可能来自深部岩浆的脱挥发分或地幔脱气作用。

江南造山带中段正冲金矿矿床成因:来自流体包裹体和黄铁矿微量元素的证据

江南造山带上产出有大量金矿,但其成因存在争议,为厘清其成因,对该造山带上的正冲金矿床中的黄铁矿进行了LA-ICP-MS微量元素分析和流体包裹体研究。结果显示,正冲金矿的流体包裹体有含CO2包裹体、富CO2包裹体和水溶液包裹体,其中富CO2包裹体与水溶液包裹体共存,具有相似的均一温度,但盐度不同,说明流体不混溶可能导致了金的沉淀;正冲金矿不同阶段黄铁矿中的Au与As、Ag、Zn等有协同变化趋势,而Co/Ni<1,说明含金黄铁矿来源于沉积岩。将正冲金矿黄铁矿的微量元素特征与沉积、变质、浅成低温热液环境中形成的黄铁矿的微量元素特征进行对比,发现其与变质低温热液形成的黄铁矿相似,认为其为变质热液成因。研究认为,正冲金矿是一个典型的造山型金矿,其成矿流体为变质流体。

梁河锡矿黄铁矿微量元素特征研究

梁河锡矿床位于印度板块与欧亚板块碰撞带前缘的腾冲—梁河弧形构造的转折部位,是滇西成矿带中的重要成矿类型。通过对该矿床的野外地质观察和室内矿石中黄铁矿微量元素特征的研究,不难发现该矿床中锡的富集与黄铁矿微量元素具有密切的关系。

黄铁矿标型特征对胶东三山岛金矿深部矿化的启示

黄铁矿成因矿物学研究能够为深部成矿潜力评价提供重要信息。三山岛金矿超深钻孔(ZK96-6,2735.70m)揭露该矿床的矿化现象沿着三山岛断裂仍然可以延伸到深部(-2613^-2684m)。为此,针对三山岛金矿深部钻孔岩芯矿化体(-2613^-2684m)开展了黄铁矿成因矿物学研究,以探讨深部黄铁矿标型特征及其对深部成矿的指示意义。对不同阶段黄铁矿的形态标型进行细致观察,利用电子探针和等离子质谱仪对其进行主量和微量元素分析,利用热电仪对其进行热电性分析。研究结果表明:深部矿化体中石英—黄铁矿阶段脉体中的黄铁矿粒度相比其他阶段的黄铁矿更加粗大,指示成矿流体沉淀黄铁矿时处于强过饱和条件,成矿流体中的还原性硫在形成黄铁矿的过程中大量消耗并导致金硫络合物失稳而沉淀。深部金矿体(-2613^-2684m)黄铁矿微量元素含量在(Au+Bi+Cu+Pb+Zn)-(As+Sb+Ba+Ag+Hg)-(Ti+Cr+Co+Ni)三角投图中的位置指示该处矿体属于矿化中部,暗示深部仍有矿化潜力。黄铁矿热电性分析结果显示,P型黄铁矿出现率(P%)与金品位呈正相关关系,指示金和P型黄铁矿共生,该特征可作为深部金矿找矿的依据,同时也暗示着三山岛金矿的深部仍有巨大的找矿潜力。

深水页岩黄铁矿特征、形成及意义

作为地球化学硫循环重要的金属载体,深水页岩黄铁矿的形态及地球化学特征记录了沉积环境的变迁.本文将深水页岩黄铁矿分为三大类(自形黄铁矿、草莓状黄铁矿和交代型黄铁矿)和六个亚类.一方面,在微观尺度上,不同类型的黄铁矿指示不同的形成过程及环境:在成矿物质分布均匀的环境中,草莓状黄铁矿通过爆发式成核形成;而自形黄铁矿通常在非均质系统中依附预先存在的“支点”形成;交代型黄铁矿则源于成矿物质对环境中先存矿物的交代.另一方面,深水页岩黄铁矿的同位素特征为追踪其成矿物质的来源、反演地球硫和铁汇的变动提供了依据.深水页岩黄铁矿微量元素含量可以作为沉积水体(以古海洋为主)微量元素丰度的指标,反演大气含氧量的变化.此外,在烃类生成、储集及对页岩储层的预测方面黄铁矿也发挥着重要的作用.

胶东乳山金矿床成矿过程:周期性压力波动诱发的流体不混溶

位于胶东东部苏鲁地体内的乳山金矿曾是我国单脉金储量最大的矿床,其主矿脉为一具有复杂内部结构的富金石英脉,形成于包含周期性流体活动的增量增长过程。该矿床成矿流体演化、精细成矿过程和金沉淀机制仍缺乏有效制约。本研究在详细结构构造观察基础上,在代表单次成矿流体活动的同一石英层内识别出分别代表三个连续成矿阶段的三类黄铁矿,开展激光剥蚀-电感耦合等离子质谱原位微量元素测试。结果显示不同阶段黄铁矿微量元素成分基本一致,Co、Ni、As等元素因成矿流体间歇性压力波动而周期性地以不同含量进入黄铁矿,形成这些元素的韵律成分环带。Au等其他微量元素在不同阶段黄铁矿内均匀分布,其分布行为受压力波动影响较小。间歇性压力波动和由此引发的周期性流体不混溶使乳白色粗粒石英和黄铁矿、烟灰色中细粒他形石英和黄铁矿依次大规模沉淀,金银碲化物、银金矿、自然金和方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化物随后在愈加富Au、Ag、Te、Pb、Zn和Cu等的流体中近于同时沉淀。在此过程中成矿流体虽整体表现为还原性,但其还原性随着压力波动而不断递减氧化性持续增加;流体碲逸度早期保持稳定,后期则大幅上升。金以可见金形式充填先成黄铁矿裂隙或沿黄铁矿边缘分布,周期性流体压力波动引发的间歇性流体不混溶导致H2S、CO2和CH4等气体大规模逸出,金硫络合物失稳分解,金被吸附至黄铁矿内水力致裂形成的裂隙面发生沉淀。排除了先成黄铁矿内不可见金再活化为可见金的可能性,认为周期性流体压力波动引起的流体不混溶是引发乳山金矿床可见金高效沉淀的关键机制。

撤稿声明

根据作者申请,本刊决定撤销2019年(第43卷)第3期发表的稿件《小秦岭大湖矿床石英脉组构和黄铁矿微量元素地球化学对金钼独立成矿作用及其成脉构造环境的制约》(作者:杨梅珍,李建威,赵新福,周杨杨),并向读者致歉!