磁铁矿LA-ICP-MS原位微量元素分析方法研究

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术在矿物微量元素分析方面具有原位、高分辨率和高灵敏度等优势,近年来磁铁矿LA-ICP-MS原位微量元素研究进展迅速,并在地质领域得到了广泛应用。利用长安大学成矿作用及其动力学实验室Agilent 7700X四极杆等离子体质谱和Photo Machines Analyte Excite 193 nm激光,建立了LA-ICP-MS测定磁铁矿原位微量元素组成的分析方法。以美国地质调查局(USGS)玻璃标样BIR-1G、BHVO-2G、BCR-2G和GSE-1G为校正标准,采用无内标-多外标法对磁铁矿中微量元素进行了定量计算,并测定了NIST612和自然岩浆磁铁矿BC28的微量元素组成,以评估本实验室建立方法的可靠性。结果表明,NIST612所有微量元素的相对标准偏差(RSD,N=30)变化于1.31%~6.33%之间,多数元素的测定结果与推荐值及前人LA-ICP-MS方法测定值的相对误差小于10%;BC28大部分微量元素的相对标准偏差(RSD,N=30)小于10%,其中11个重要微量元素与前人LA-ICP-MS测定值的相对误差基本小于10%。以上结果表明本实验室建立的方法可以实现对磁铁矿原位微区微量元素的分析测定,分析数据结果准确可靠,具有良好的应用前景。

右江盆地金、锑成矿过程:来自晴隆锑矿床和泥堡金矿床萤石LA-ICP-MS微量元素研究的制约

位于“滇-黔-桂”接壤处的右江盆地中发育大量的金、锑矿床,金、锑相互伴生,具共生分异特征。然而,金、锑之间的成矿联系和成矿过程异同仍需要进一步的研究工作。萤石作为热液矿床中广泛出现的脉石矿物,前人已经对其开展了大量的研究用于揭示矿床的形成过程。右江盆地中的晴隆锑矿床和泥堡金矿床具有相似的成矿时代以及围岩蚀变特征,是研究金、锑共生分异的理想对象。因此,本文选择晴隆锑矿床和泥堡金矿床中与成矿相关的萤石展开原位LA-ICP-MS微量元素研究,旨在揭示金、锑矿床成矿过程的差异。萤石矿物化学及阴极发光(CL)研究显示,晴隆锑矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为三个阶段,第一阶段稀土元素呈LREE富集HREE亏损的右倾特征,第二阶段呈“中稀土(MREE)”富集,第三阶段沉淀的萤石基本继承了第二阶段的稀土元素的配分特征,但ΣREE更低。整体上,随着成矿过程进行,三个阶段萤石ΣREE随着成矿过程逐渐下降,且均伴随Ce的负异常。泥堡金矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为两个阶段,第一阶段萤石稀土元素也呈右倾特征,第二阶段萤石呈MREE富集特征,整体上与晴隆萤石大致相似。不同阶段萤石Y/Ho、La/Ho、Tb/Ca和Tb/La图解显示,锑、金矿床中成矿早阶段和晚阶段萤石具有不同成因特征。其中,成矿早阶段萤石主要为热液充填成因,成矿晚阶段与水/岩反应密切相关,随着水/岩反应加剧,大量围岩组分进入流体形成晚阶段萤石。同时,这一过程导致成矿流体pH的逐渐升高和稀土元素总量的逐渐降低。综合分析认为,锑成矿流体为酸性流体,强烈的水/岩反应促使碳酸盐岩围岩溶解形成大量的萤石;同时成矿环境p H的增高和成矿流体温度的降低可能是导致辉锑矿大量沉淀的原因之一;而金成矿流体呈弱酸-中性特征,去碳酸岩化作用不彻底,形成少量萤石并伴生大量白云石,有利于大量含金黄铁矿的形成。通过对已有的锑矿床中辉锑矿及成矿阶段脉石矿物稀土元素研究数据统计发现,成矿阶段脉石矿物稀土元素呈MREE富集特征可能是大量辉锑矿对轻稀土元素(La)的富集作用所导致的。

广西佛子冲铅锌矿田闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征及指示意义

广西佛子冲铅锌矿田所在的钦杭成矿带西段是广西重要的多金属矿集区,矿田范围内发现的铅锌矿有条带状、浸染状、热液脉状3种类型矿石。3种类型矿石中的闪锌矿均具有Fe元素最为富集,Cd元素富集,Co元素较富集,In元素亏损,Ge、As、Mo、Tl元素含量低且含量变化不大的特征,但三者Fe元素含量存在一定差异,条带状闪锌矿w(Fe)<浸染状闪锌矿w(Fe)<热液脉状闪锌矿w(Fe)。3种闪锌矿的Mn、Fe、Co、Cd、In元素以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中,Cu、Pb、Bi元素则以独立矿物(黄铜矿、方铅矿、辉铋矿)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中,但3种闪锌矿的Ag元素的赋存形式却存在一定差异。其中,条带状与热液脉状闪锌矿的Ag元素主要以独立矿物(自然银)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿之中,而浸染状闪锌矿的Ag元素则可能以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中。3种闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代所起到的作用存在一定差异,其中条带状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn)与Zn的替代可能起一定促进作用,对Co(或In)与Zn的替代机制所起作用不明。浸染状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代均起促进作用。而热液脉状闪锌矿中Fe对Mn与Zn的替代起促进作用,对Cd(或In)与Zn的替代可能也起到一定促进作用,但却对Co与Zn的替代起到了抑制进作用。3种闪锌矿的形成与岩浆活动密切相关,但沉积改造作用在条带状闪锌矿的形成过程中也发挥了重要作用。条带状闪锌矿可能形成于中-低温环境,浸染状和热液脉状闪锌矿则可能形成于中-高温环境,但热液脉状闪锌矿形成温度可能高于浸染状闪锌矿。结合Ga/Ge-Zn/Cd和Zn/Cd-Mn投影及前人的研究成果综合分析认为佛子冲铅锌矿田存在喷流沉积型、矽卡岩型、岩浆热液型3种矿床成因类型。

小秦岭金矿田杨砦峪-樊岔矿段黄铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其指示意义

小秦岭金矿田位于华北克拉通南缘,目前探明金储量611 t。前人对该区金矿床做了大量科研工作,但区内金矿的成矿地质背景与成矿物质来源仍存在较大的争议。笔者以小秦岭金矿田南中矿带杨砦峪、樊岔金矿床S60矿脉中黄铁矿为研究对象,通过细致的野外观察与镜下鉴定,将黄铁矿从早到晚分为3个世代,并对不同世代的黄铁矿进行LA-ICP-MS微量元素分析,取得认识如下:不同世代黄铁矿中Au、Ag、Te、As、Co、Ni等微量元素的含量及其分布特征具有较显著的差异性,各个世代黄铁矿中As的含量均很低,暗示该区金矿床的形成与As无关;第2世代黄铁矿中Au与Te尤为富集且两者存在显著和稳定的线性正相关关系,指示该世代为金矿床形成重要阶段,并且Te元素在成矿过程中对Au的搬运、富集、沉淀等过程具有重要作用;S60矿脉中普遍发育Te-Au-Ag矿物,并且黄铁矿中呈现低As、高Te特征,暗示小秦岭金矿床的成矿流体、成矿物质可能来自深部岩浆的脱挥发分或地幔脱气作用,小秦岭地区成矿地质背景与早白垩世华北克拉通破坏有关。

藏南中成明赛和浅成马扎拉金矿床成矿异同:来自地质和硫化物原位微量元素、硫同位素约束

特提斯喜马拉雅带地处青藏高原南部,是产于青藏高原大陆碰撞背景的新生代金成矿省,然而其赋存的造山型金矿床分布零散,且不同构造层次造山型金矿床(如中成、浅成)的蚀变矿化、流体组成和成矿过程缺乏系统对比。本文通过详细对比特提斯喜马拉雅东段中成明赛金矿和浅成马扎拉金(锑)矿床蚀变矿化、硫化物结构、原位微量元素和硫同位素组成,探讨其成矿过程、成矿流体组成及控制因素。两矿床均赋存于侏罗系板岩和凝灰岩夹层中,板岩中蚀变弱,沿层理发育浸染状黄铁矿-铁白云石-绢云母-石英;而凝灰岩夹层蚀变强,长石和黑云母等矿物已蚀变为铁白云石、绿泥石和绢云母等,并发育大量浸染状自形-半自形黄铁矿和毒砂。板岩中黄铁矿(明赛:Py sa;马扎拉:Py sb)结构均较为均一,且Au(平均为0.33×10^(-6))等微量元素含量低,δ^(34)S值变化较大(Py sa:8.12‰~15.6‰;Py sb:-24.3‰~3.36‰)且与侏罗系地层δ^(34)S值相吻合。明赛凝灰岩中黄铁矿(Py va)发育富砷同心环带,具较高的Au(平均含量为14.3×10-6)、As含量,而马扎拉凝灰岩中黄铁矿(Py vb)发育不规则核-边结构且富Au(平均含量为3.8×10-6)、Cu、Pb、Sb。两矿床凝灰岩中黄铁矿和毒砂的δ^(34)S值相似(Py va平均值为2.7‰、毒砂为2.4‰;Py vb平均值为3.2‰、毒砂为3.2‰),与藏南造山型金矿中黄铁矿δ^(34)S值一致。上述两个矿床板岩中黄铁矿贫金且硫同位素组成差异较大,可能为成矿流体与含不同沉积黄铁矿围岩反应所致;而凝灰岩中的黄铁矿富金且与毒砂具有相似的硫同位素组成,可归因于同源流体与相同围岩发生均一化水岩反应。本次研究表明藏南地区广泛分布的凝灰岩是形成造山型金矿的有利岩性,研究区不同构造层次的造山型金矿具相似物质源区,成矿系统差异性受控于不同水岩反应过程。

江西北武夷地区老虎洞铅锌矿床成因研究——硫化物原位微量元素及硫同位素证据

江西北武夷地区处于钦杭成矿带上的萍乡-广丰结合带南侧,多期构造事件和岩浆活动在该区形成了复杂的地质构造格局,铜铅锌多金属矿床成矿潜力巨大。但由于江西北武夷地区铅锌矿床普遍规模较小,研究程度不足,缺乏物质来源、成矿条件、矿床成因等问题的深入认识。本文以铅山老虎洞铅锌矿床为研究对象,通过原位主量、微量元素和硫同位素分析技术,揭示主要硫化物的主量、微量元素和硫同位素组成特征,以此探讨成矿温度、物质来源和矿床成因。EPMA测试显示闪锌矿内Fe含量(质量分数)在7.58%~8.27%之间,结合LA-ICP-MS微量元素测试结果,闪锌矿富集Fe、Mn、Cu、Cd元素,Co、Ni、Ag、In、Pb元素含量次之,Ga、Ge、As、Se、Sn、Bi元素含量相对较低。其中,Mn、Fe、Cd、In、Co主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,Cu、Ag、Pb以类质同象和显微包体两种形式赋存于闪锌矿中。闪锌矿的Fe元素含量、Ga/In值(0.001~0.129)、Zn/Cd值(262~312)及相关公式计算结果均指示闪锌矿形成于中高温条件(327~337℃)。闪锌矿和黄铁矿的δ34S值分别集中在2.07‰~4.16‰和0.82‰~3.19‰之间,指示矿床硫源为岩浆硫。与国内多个典型矿床相比,老虎洞铅锌矿床内闪锌矿微量元素组成与典型矽卡岩型矿床的闪锌矿相吻合。老虎洞铅锌矿床与葛仙山花岗岩杂岩体具有密切的成因联系,矿区附近黑云母花岗斑岩和二长花岗岩的成岩时代(153.9±2.7 Ma和162.8±1.2 Ma)可代表成矿时间的下限,与北武夷地区主要多金属铅锌矿床成矿时代范围一致。

赣中古塘地区锡石LA-ICP-MS U-Pb年代学及微量元素地球化学特征

江西中部相山矿田及其周边铀多金属成矿作用复杂。近些年,在其南部古塘地区地表新发现了一处锡石矿化带,赋存于加里东期花岗岩中。通过对该矿点锡石开展原位LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析,获得其207Pb/206Pb-238U/206Pb谐和年龄为150.44±2.78 Ma、下交点年龄为150.64±2.78 Ma,两者相近,可以代表该锡石矿的成矿年龄,与矿化带周边的燕山期山心单元花岗岩成岩年龄(152.4±1.1 Ma)相近。微量元素中,高场强元素Ti、Nb、Ta富集明显。与Sn容易发生类质同象的Mn、Nb、Hf、Ta等4种元素彼此正相关性明显,Fe和Mo呈正相关关系,却与Nb、Mn、Hf、Ta均呈现负相关性。在W-Fe图解中,处于花岗岩岩浆热液型锡矿床的右侧,说明研究区成矿物质应该主要来自岩浆热液,而且成矿温度较高。古塘地区锡石矿与山心单元花岗岩虽然具有相近的成矿、成岩年龄,但由于后者具有极高的氧逸度,不利于Sn元素的富集,而与Mo成矿有关;与山心单元花岗岩中可见辉钼矿矿囊而未发现锡矿化的地质现象保持一致。

豫西熊耳山蒿坪沟Ag-Au-Pb-Zn多金属矿床闪锌矿矿物学和微量元素组成特征及其成矿启示

蒿坪沟银金铅锌多金属矿床是豫西熊耳山地区重要的铅锌多金属矿床之一,矿体主要赋存在蚀变破碎带和断裂带内,成矿与区内岩浆活动关系密切。目前该矿床的研究集中于同位素地球化学、成矿时代和成矿物质来源等方面,但从矿物角度示踪成矿过程的报道较少。本文以矿石中不同世代闪锌矿为研究对象,开展电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素分析,查明不同世代闪锌矿的矿物学和微量元素组成特征,以反演矿床成矿物理化学条件进而约束矿床成因类型。结果表明,该矿床中闪锌矿主要存在两个世代:第一世代闪锌矿(Sp1)呈黑褐色或浅褐色,常与黄铁矿和黄铜矿共生,相对富集Fe、Mn、Cd、Cu和In;第二世代闪锌矿(Sp2)呈黄褐色或暗褐色,与大量方铅矿共生,裂隙被它形黄铁矿和碳酸盐充填,相对富集Co、Ge、Sn和Pb。闪锌矿中主要富集的元素为Fe、Co和In,其中Fe、Mn、Cd、Co和In等元素基本是以类质同象的形式赋存在闪锌矿的矿物晶格中,而Ag、Sb、Cu和Pb可能是以子矿物或显微包裹体的形式赋存。此外,Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值以及Fe温度计指示闪锌矿形成于中低温(沉淀时流体温度为229~259℃)和低硫逸度(lgƒ(S_(2))=-12.0~-10.1)的环境下,由成矿阶段II(Sp1到成矿阶段Ⅲ(Sp2其成矿温度可能发生了显著变化,结合面扫描分析结果,指示闪锌矿从核部到边缘温度逐渐降低。通过与国内外典型铅锌矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合本矿床闪锌矿中低的Ga/In和Ge/In比值及Ge含量的特征,指示蒿坪沟银金铅锌多金属矿床成矿过程有岩浆活动的参与。综合认为蒿坪沟银金铅锌多金属矿床可能属于岩浆期后热液蚀变岩型和脉型矿床。

内蒙古二道河子矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素地球化学特征及成因意义

额尔古纳地块是我国东部重要的铅锌银矿集区之一,本文以该地块中的代表性矿床——二道河子铅锌多金属矿床为例,用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)和电子探针测试了该矿床三个世代闪锌矿(sph1、sph2、sph3)的主、微量元素组成,以期揭示闪锌矿中元素的赋存状态和富集规律,制约成矿物理化学条件,并为判定矿床成因提供更多依据。结果表明,闪锌矿相对富集Fe、Mn、Cd和In,亏损Ga、Ni、Ge、Tl和Se等元素;随着成矿作用从早到晚的演化,Fe、Mn含量逐渐降低,Hg含量逐渐升高;与其他两个世代闪锌矿相比,sph2中的Cu、Pb、Bi、Sn和Ag等元素含量相对高,In含量相对低。通过时间分辨率剖面曲线及相关性分析,表明Mn、Cd、In、Hg和Sn等元素主要以类质同象形式进入到闪锌矿中,Pb和Cu多以微小矿物包裹体的形式存在,而Fe和Ag则两种形式均有。闪锌矿的微量元素组成和Zn/Cd、Ga/In值表明早中期闪锌矿形成于中高温、还原环境,至成矿晚期,温度下降,还原性减弱。根据闪锌矿微量元素的特征,并结合前人研究,本文认为二道河子矿床属于与晚期次火山岩(或隐伏侵入岩)有关的浅成热液型铅锌银多金属矿床。

安徽铜陵新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的制约

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种固体微区分析新技术。用该技术来分析矿床中硫化物的微量元素组成可以为研究成矿流体特征、矿床成因及找矿勘探提供有关的科学信息。文中以安徽铜陵矿集区内新桥Cu-Au-S矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为具有沉积特征的胶状黄铁矿(PyⅠ)、具有变形重结晶和热液叠加作用特征的细粒他形黄铁矿(PyⅡ)和具热液成因特征的中—粗粒自形黄铁矿(PyⅢ)3种类型。LA-ICP-MS原位微量元素测定结果显示,PyⅠ中相对富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te;PyⅡ继承了PyⅠ中富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te、Bi的特征,同时还含有不均匀分布的少量成矿元素(Cu、Pb、Zn、Au、Ag);PyⅢ中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au以及Bi元素的含量较高,Co、Ni、As的含量较低。在元素赋存状态方面,Co、Ni、As、Se和Te均以类质同象的形式进入到了黄铁矿的晶格中;Bi在PyⅡ中主要以含Bi矿物的微细包裹体形式存在,而在PyⅢ中的Bi还部分取代了Fe而占据了晶格;Cu、Pb、Zn、Au、Ag这些成矿元素中,Cu和Zn分别以黄铜矿和闪锌矿的矿物包裹体存在于黄铁矿中;PyⅡ中所含的少量Au、Ag,可能分别以自然金和自然银的形式存在,而在PyⅢ中Au可能主要以银金矿的形式存在,Ag除了以银金矿的形式存在以外还可能赋存于黄铁矿中含铋的矿物包裹体内;Pb主要赋存于黄铁矿中的方铅矿或含铋矿物的包裹体中。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上认为,PyⅠ型黄铁矿可能形成于前人提出的晚古生代海底沉积或喷流沉积环境,PyⅡ和PyⅢ型黄铁矿分别形成于中生代区域构造变形-热液叠加改造的过渡环境和热液环境,PyⅡ和PyⅢ的形成时间相近。新桥矿床的形成可能经历了晚古生代海底沉积或喷流沉积期和燕山期热液期,胶黄铁矿主要形成于沉积成矿期,而矿床中成矿物质Cu、Pb、Zn、Au、Ag等主要来自燕山期岩浆侵入作用形成的热液成矿系统。

锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定

利用配有的New Wave213nm激光和ThermoFisher X Series2四极杆等离子体质谱,对年龄在158～1065Ma之间的5个标准锆石进行了U-Pb同位素和微量元素的同时测定。测定结果显示,在激光频率为10Hz,斑束直径为30μm下,91500、GJ-1、TEMORA-1、Pleovice和Qinghu标准锆石所获得的加权平均年龄分别为(1059±11)Ma(2σ,n=21),(604.4±4.7)Ma(2σ,n=25),(419.3±3.4)Ma(2σ,n=14),(338.7±2.4)Ma(2σ,n=23)和(158.9±1.7)Ma(2σ,n=18),年龄分析测定的单点相对偏差(2σ)均小于5.6%,加权平均年龄的相对偏差(2σ)均小于1.08%。5个标准锆石定年结果在误差范围内与前人报道的年龄值完全一致。在相同的测试条件下,以NIST610为外标,对上述标准锆石的微量元素进行了同时测定,Pleovice除了Nb比文献给定的值偏高外,其余微量元素和91500微量元素的测定结果都落在文献报道的范围之内,GJ-1中的Pb、Th和U落在TIMS测定值的范围之内,TEMORA-1中的Th和U落在SHRIMP测定的值之内,Qinghu中的Th和U落在SIMS测定的值之内。从5个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可看出,所获得的稀土元素的相对含量也准确。

黔东柏松铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成特征及其地质意义

黔东柏松铅锌矿床位于扬子板块东南缘的湘西–黔东成矿带。与该成矿带内其他铅锌矿床相比,柏松铅锌矿床地质地球化学研究程度较低,矿床成因类型以及Cd、Ge、Ga等关键金属元素在闪锌矿中的赋存状态尚不清楚。本文通过LA-ICP-MS对该矿床闪锌矿微量元素组成进行分析,结果显示:柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Cd、Fe、Ge、Pb,亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi等元素。结合闪锌矿微量元素含量和Zn/Cd、Zn/Fe值特征,认为该矿床形成温度较低,根据Fe、Ga、Ge、Mn和In估算其成矿温度在75~135℃之间。闪锌矿中Fe与Cd具有较明显的负相关性,表明它们主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,替代机制为:Zn^(2+)↔Fe^(2+)、Zn^(2+)↔Cd^(2+),而Ge主要的替代机制为2Zn^(2+)↔Ge^(4+)+□(□为晶体空位),Ga与Cu替代机制为2Zn^(2+)↔Ga3++Cu+,In与Cu可能存在(Cu++In^(3+))↔2Zn^(2+)的替代机制,In与Ga可能存在3Zn^(2+)↔In^(3+)+Ga3+的替代机制,In与Sn可能存在3Zn^(2+)↔In^(3+)+Sn^(2+)+□、3Zn^(2+)↔In^(3+)+Sn^(2+)+(Cu,Ag)^(+)或3Zn^(2+)↔In^(3+)+Sn^(2+)+Sn^(4+)+(Cu,Ag)^(+)+□的替代机制。综合其宏观地质特征及微量元素特征认为该矿床与美国密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床相似。

西天山阿希金矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测试及其指示意义

阿希金矿床是新疆西天山地区典型的低硫型浅成低温热液矿床。以阿希金矿床中的黄铁矿作为研究对象,在黄铁矿显微结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS对黄铁矿的微量元素进行原位分析。研究结果表明:阿希金矿床的黄铁矿从早到晚依次划分为4个世代,分别是中粗粒压碎状黄铁矿(PyⅠ)、中细粒自形黄铁矿(PyⅡ)、中粗粒锯齿状黄铁矿(PyⅢ)和细粒黄铁矿(PyⅣ);该矿床黄铁矿具富As,Sb和Ni,贫Te和Se的特点,Co与Ni的质量分数之比即w(Co)/w(Ni)绝大多数小于1,反映出矿床的成矿温度较低;黄铁矿中As,Sb,Co和Ni多以类质同象的形式存在;Au和Ag在PyⅡ中多以银金矿包裹体的形式存在,PyⅢ中则多以自然金和自然银的形式存在;Pb,Cu和Zn则多以包裹体的形式存在。推测PyⅠ可能形成于早期火山热液与大气降水流体叠加改造的热液环境,而PyⅡ和PyⅢ形成于以大气降水为主的热液环境。

中天山狼牙泉铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征对矿床成因的指示意义

中天山铅锌成矿带东部地块位于中亚造山带南缘,铅锌金银成矿条件优越,狼牙泉铅锌矿床是该区近年来找矿勘查所发现的重要的铅锌多金属矿床之一。本文采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对该矿床闪锌矿开展了原位微区微量元素分析,分析结果表明:闪锌矿以富集Fe、Cd、Mn、Co和In而亏损Ga、Cu、Ag、Sn和Pb为特征。其中Fe、Cd、Mn、Co和In等元素以类质同象形式存在,而Cu、Pb、Sb和Ag则以类质同象和包裹体形式赋存。根据不同微量元素间的相关关系,认为闪锌矿中存在Fe^(2+)(Cd^(2+)/Mn^(2+))←→Zn^(2+)、In^(3+)+Cu^(+)←→2Zn^(2+)、Ga^(3+)+In^(3+)←→3Zn^(2+)和Sb^(3+)+Ag+←→2Zn^(2+)等简单和复杂替代关系。此外,闪锌矿In/Ga比值(155.7~656.7)较高,暗示其较高的形成温度。闪锌矿的微量元素组成以及Cd/Fe-Co、Cd/Fe-Mn、Cu-Sn以及Mn-In相关性图解均显示其与矽卡岩型铅锌矿床中的闪锌矿类似,明显有别于MVT、SEDEX、VMS等类型的铅锌矿床。此外,该矿床的形成与华里西期构造岩浆活动有关,矿体主要呈脉状和透镜状产出,矿物共生组合比较复杂(闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂、黄铜矿和磁黄铁矿),铅和锌的品位偏低(<4%),矿床的形成温度为中低温,可见典型的矽卡岩化蚀变,上述特征表明狼牙泉铅锌矿床属于矽卡岩型铅锌矿床。

LA-ICP-MS标准锆石原位微区U-Pb定年及微量元素的分析测定

利用长安大学成矿作用及其动力学实验室Agilent7700X四极杆等离子体质谱(ICP-MS)和Photo Machines AnalyteExcite 193nm激光,在激光频率为5Hz,束斑直径为35μm条件下,对91500、GJ-1、Ple ovice和Qinghu4个标准锆石进行了原位微区U-Pb同位素和微量元素测定。结果显示,91500标准锆石20个测试点的206Pb/238U年龄范围为1059~1070Ma,206Pb/238U年龄加权平均值为1063.8±6.6Ma;GJ-1标准锆石28个测试点的206Pb/238U年龄范围为601~610Ma,206Pb/238U年龄加权平均值为605.4±3.0Ma;Ple ovice标准锆石28个测试点的206Pb/238U年龄范围为336~341Ma,206Pb/238U年龄加权平均值为338.8±1.4Ma;Qinghu标准锆石40个测试点的206Pb/238U年龄范围为158~165Ma,206Pb/238U年龄加权平均值为159.9±0.7Ma。上述结果表明,91500、GJ-1、Ple ovice和Qinghu4个标准锆石的206Pb/238U年龄都在误差范围内,且年龄加权平均值与前人报道的年龄在误差范围内一致。同时,4个标准锆石的微量元素结果基本落在前人文献报道的范围内。从4个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可以看出,稀土元素的相对含量较准确。以上结果表明,建立的测试方法实现了对锆石原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定,分析数据结果准确、可靠。

黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素分析在金矿床中应用

运用LA-ICP-MS对金属硫化物、氧化物进行原位微区微量元素分析具有灵敏度高、检出限低、多元素同时检测的优势,应用前景广阔.本文综述了黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素分析在金矿研究方面的应用,指出在详细的岩相学观察基础上,将LA-ICP-MS分析与电子探针背散射分析、X射线面扫描分析、原位S/Fe同位素分析技术等连用,可用于判断黄铁矿中微量元素的赋存状态,约束变质变形过程中微量元素的活化—迁移行为,反演成矿流体性质及演化规律,示踪成矿物质来源,精细刻画成矿过程,有效约束矿床成因。

黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位微区分析方法及其在金矿床研究中的应用

LA-ICP-MS原位微区分析技术具有空间分辨率高、检出限低等突出优点,可以有效地获得矿床不同成矿阶段矿物的微量元素组成信息。黄铁矿广泛分布在不同类型的金矿床中,是认识矿床成因的一个重要载体矿物。文章总结了近些年来LA-ICP-MS分析技术的发展趋势和其在分析黄铁矿微量元素指示金矿床成因方面的研究进展。研究提出了在详细的岩相学工作基础之上,利用LA-ICP-MS原位微区分析技术准确测定黄铁矿微量元素并结合元素面扫描可以有效限定微量元素在黄铁矿中的分布赋存状态,探讨了元素进入黄铁矿机理和富集过程;利用典型元素含量(组合或比值)可以有效地反演成矿流体性质、指示成矿物质来源,进而约束金矿床的成因。此外,文章还总结了近些年来黄铁矿微量元素在找矿勘查领域取得的系列成果,认为其在成矿潜力评价以及指导选矿加工等领域具有巨大的应用前景。总之,LA-ICP-MS分析技术是建立矿床学从宏观到微观研究的重要桥梁,与BSE、SEM、TEM以及同位素分析等技术结合,可以有效刻画金矿床形成的精细过程,对于约束成矿金属来源以及金富集沉淀机制等方面研究具有重要意义。

东昆仑那更银矿黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素及S-Pb同位素特征

那更康切尔沟银矿床(以下简称那更银矿)是东昆仑造山带乃至青海省内唯一的独立银矿,该矿床的勘查和研究具有非常重要的工业价值和科学意义。本次研究在较为详细的野外观察基础上,对那更康切尔沟独立银矿进行了黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素、硫同位素以及鄂拉山组流纹岩的铅同位素研究。PyⅠ世代黄铁矿自形程度较好,微量元素组成以富Co,Ni,Cu,贫As,Sb,Ag为特征,PyⅡ世代黄铁矿自形程度差,与毒砂共生,为低温热液的产物,As和Ag含量显著增加说明其处于主要成矿阶段,该世代黄铁矿Co/Ni平均值为1.20,暗示其类型为热液脉型。硫同位素分析显示,矿区内硫化物总体δ^(34)S值变化范围为-6.1‰~3.9‰,平均-1.79‰,表明还原硫主要来自岩浆作用;鄂拉山组流纹岩全岩铅同位素^(206)Pb/^(204)Pb,^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Pb/^(204)Pb平均值分别为18.30,15.63和38.52,与矿石铅三者平均值(18.34,15.65和38.60)非常相似,表明那更银矿铅源可能来自鄂拉山组火山岩。结合那更银矿床整体表现出构造控矿、脉状矿化、中低温流体的成矿特点,说明矿床成因为(中)低温热液脉型。

LA-ICP-MS原位测定硫化物矿物微量元素的方法研究

利用New-Wave 193ss型193 nm激光器与Agilent 7500a型四级杆等离子体质谱仪联用的LA-ICP-MS系统,建立了一套原位硫化物矿物微量元素的测试方法。本实验采用单点剥蚀连续自动采集模式,采用美国国家调查局的玻璃标准物质NIST610为主标,对硫化物校准物质MASS-1进行测试,Si为外标物质的内标元素,分别选取Fe、Cu、Zn为盲样内标元素的双内标组方法进行数据处理,处理软件采用Glitter4.4.4。结果表明:综合选取两组内标Si-Fe和Si-Zn或Si-Cu和Si-Zn进行数据处理,硫化物校准物质MASS-1中已有推荐值的所有元素测试值与推荐值相对误差都在&#177;20%以内,所有元素测试值相对标准偏差都优于10%,大部分元素优于5%。

柿竹园和香炉山W多金属矿床中硫化物微量元素特征:来自原位LA-ICP-MS分析

华南包括两个世界级的W矿带,分别是南岭和江南造山带W成矿带。柿竹园W多金属矿床位于南岭地区,香炉山W矿床位于江南造山带东北部。两个矽卡岩W矿床都发育硫化物成矿阶段。但硫化物和成矿元素组成存在显著的差异。前者由含Pb、Zn、Ag硫化物和黝铜矿、银黝铜矿、含Ag斜方辉铅铋矿和铁硫锡铜矿硫盐组成;后者主要为磁黄铁矿。柿竹园远接触带Pb-Zn-Ag矿脉中硫化物(闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和磁黄铁矿)较富集B、Mn、Cr、Sb、Sn和Hg,香炉山似层状矽卡岩和硫化物-白钨矿矿体中硫化物(磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿)较富集W、Se和Bi。两个矿床中黄铜矿、闪锌矿和方铅矿较富集Ag,黄铜矿、闪锌矿富集In和Sn,闪锌矿还富集Cd。两个矿床中的硫化物微量元素分析表明与矽卡岩W矿成矿相关的硫化物可载有多种微量元素。这些元素参与到硫化物中程度由多种因素控制。具体如下,硫化物中B含量高低与成矿相关岩体中B含量相关;在相对高温和还原条件下,硫化物中W含量较高;闪锌矿中Mn和Cd与Zn发生取代作用;Cr可以一定程度进入到硫化物中,并受成矿流体中Cr含量影响;Se与S发生了一定程度的取代进入硫化物,并受流体中它的含量控制;Bi在闪锌矿与黄铜矿易形成固溶体;硫化物中Sb含量受初始流体中它的含量影响,方铅矿中易包裹一定的辉锑矿(Sb2S3)或含Sb的硫盐矿物;Ag是否形成独立的矿物相和进入哪些硫化物中,取决于流体中Ag的初始含量和硫化物的沉淀次序;硫化物中Hg的含量受温度影响。