凤太矿集区八卦庙金矿区脉状铅锌矿化的物质来源研究:硫化物原位S-Pb同位素证据

秦岭造山带凤太矿集区内发育层状—似层状和脉状两种类型的铅锌矿化,部分脉状铅锌矿化伴生产于金矿床中,其成矿物质来源仍未得到较好的约束。论文以八卦庙金矿区的脉状铅锌矿体为主要研究对象,采用硫化物原位微区S-Pb同位素研究方法,探讨了脉状铅锌矿化的成矿物质来源。八卦庙金矿区的脉状铅锌矿化主要受NE和NW向断裂或裂隙控制,矿脉宽度通常为2~20 cm。矿石呈团块状或浸染状构造,其中矿石矿物以方铅矿和闪锌矿为主,另有少量黄铜矿和黄铁矿,脉石矿物有石英、白云母、绢云母和少量方解石、白云石等碳酸盐矿物。硫化物原位S-Pb同位素分析结果显示,矿石中闪锌矿的δ^(34)S值相对集中(15.03‰~17.11‰),而黄铜矿(14.76‰~19.91‰)和方铅矿(12.12‰~21.88‰)的δ^(34)S值则变化较大;方铅矿的铅同位素组成非常均一。通过与区内可能物质源区S-Pb同位素对比研究,认为八卦庙金矿区脉状铅锌矿化的成矿物质来自于围岩变质过程中释放的变质流体,并有印支期岩浆热液的贡献,总体具有与金矿化相似的成矿物质来源。金矿化和脉状铅锌矿化在八卦庙矿区共生富集但又独立产出,可能受铅锌和金元素在热液体系中明显不同的地球化学行为所控制。

北山成矿带老硐沟金多金属矿床S-Pb-C-O同位素特征及其对矿床成因的约束

老硐沟金多金属矿床是北山成矿带内蒙古段最为典型的金矿床之一,其矿床成因存在较多争议,矿床成矿物质来源方面的研究几近空白。文章基于详细的野外实地调查,选取不同成矿阶段的硫化物和方解石,开展原位S-Pb同位素和C-O同位素测试。研究结果表明,老硐沟金多金属矿床δ34S值为-0.56‰~5.54‰,^(206)Pb/^(204)Pb比值为18.326~18.390,207Pb/^(204)Pb比值为15.563~15.645,^(208)Pb/^(204)Pb比值为38.226~38.390,铅同位素μ值变化范围为9.40~9.55,ω值变化范围为35.77~36.85,方铅矿二阶段模式年龄为232~270 Ma,δ^(13)C值介于-0.04‰~2.93‰之间,表明老硐沟金多金属矿床成矿物质具有岩浆和地层混合来源性质,成矿流体以岩浆来源为主,成矿作用晚期流体中混入了地层变质水。文章从矿床稳定同位素研究方面,结合前人对北山造山带构造演化的认识,提出老硐沟金多金属矿床成因为岩浆热液型。

西秦岭八卦庙金矿床原位S-Pb同位素组成对成矿物质来源和成矿过程的指示意义

八卦庙金矿床位于西秦岭造山带凤太多金属矿田北部,已探明金储量约106 t(平均金品位1.56 g/t),属于特大型金矿。金矿体受脆韧性剪切带控制,总体走向NWW,倾向北,赋矿地层为上泥盆统星红铺组下段。文章在成矿期次研究基础上,采用硫化物原位S-Pb同位素分析方法,对八卦庙金矿成矿过程和成矿物质来源进行了约束。基于详细的野外观察和矿相学研究,矿区识别出了2个金成矿期:顺层磁黄铁矿-石英成矿期和NE向黄铁矿-石英成矿期。顺层磁黄铁矿-石英成矿期可划分为自形黄铁矿-石英(Ⅰ)、磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅱ)、白云母-绿泥石-绿帘石-石英(Ⅲ)3个阶段;NE向黄铁矿-石英成矿期由自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英(Ⅳ)、他形黄铁矿-细粒石英(Ⅴ)、他形磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅵ)和石英-黑云母(Ⅶ)4个阶段构成。顺层磁黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ34S值集中在1.60‰~5.89‰和14.07‰~16.87‰两个区间;NE向黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ34S值也集中在2.77‰~5.52‰和9.11‰~15.9‰两个区间,通过与围岩和区内岩浆岩对比,笔者认为2个成矿期成矿热液中硫的来源和演化具有相似之处,初始流体中的硫既有围岩硫的贡献,也有岩浆硫的加入,随着成矿作用和水-岩相互作用的进行,成矿流体中围岩硫的比例逐渐升高。顺层成矿期硫化物具有混合铅的铅同位素特征(206Pb/^(204)Pb=18.041~18.436,^(207)Pb/^(204)Pb=15.364~15.724,^(208)Pb/^(204)Pb=38.138~38.754),指示区内中酸性岩浆和赋矿地层来源铅的混合。NE向成矿期硫化物的铅同位素(206Pb/^(204)Pb=18.393~18.400,^(207)Pb/^(204)Pb=15.639~15.687,^(208)Pb/^(204)Pb=38.648~38.917)略低于围岩硫化物,指示成矿流体中的铅主要来源于地层,但有少量岩浆铅的混入。

四川乌斯河铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自原位S-Pb同位素证据

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和方解石化为主。矿石类型主要包括块状、条带状、角砾状、脉状和浸染状等,其中矿物组成相对简单,以闪锌矿、方铅矿、白云石和方解石为主,含少量沥青和黄铁矿。该矿床地质地球化学研究程度相对较低,其成矿物质来源不清,致使该矿床存在热水沉积成因、喷流沉积-后期热液叠加改造以及MVT型等多种成因争议,难以建立统一成矿模式。本文对乌斯河铅锌矿床不同成矿阶段的硫化物(包括黄铁矿、闪锌矿和方铅矿),开展原位硫和铅同位素地球化学研究,以查明该矿床的成矿物质来源、还原硫的形成机制和示踪成矿过程,为认识该类矿床铅锌成矿作用提供新地球化学依据。原位S同位素分析结果显示,乌斯河铅锌矿床硫化物的还原硫存在不同硫来源,成矿早阶段硫化物δ34S值较低,介于+1.3‰^+14.2‰之间,暗示可能有来自于赋矿地层圈闭古油气系统中的H2S;主成矿阶段硫化物相对富集重硫同位素,δ34S值在+11.0‰^+23.3‰之间,表明其为赋矿地层的蒸发岩的热化学还原作用的产物。此外,硫化物的LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成分析显示,该矿床成矿金属元素主要来源于变质基底地层,水岩反应可能使赋矿地层贡献少量的成矿物质。综合矿区地质特征和已有的地球化学研究成果,本文认为乌斯河铅锌矿床属于MVT铅锌矿床,富Pb、Zn等成矿元素的流体与富H2S的流体混合是该矿床金属硫化物沉淀的主要机制。

长石中Pb同位素的LA-MC-ICPMS测定

单矿物的微区原位Pb同位素分析是微区原位分析技术一个重要的研究方向,能够得到矿物晶体间甚至晶体本身不同区域同位素组成的变化信息。本文采用LA-MC-ICPMS对三件标准样品和两件长石样品进行了微区原位测试,标准样品结果在误差范围内与推荐值一致,两件长石样品测试结果在误差范围内与溶液法测试结果一致,测试精度达到1‰以内。

云南毛坪大型铅锌矿床成矿物质来源:原位S和Pb同位素制约

位于扬子板块西缘的川滇黔铅锌集区是我国重要的贱金属生产基地之一。矿集区中部的毛坪大型铅锌矿床,累计探明铅锌金属储量超过300万吨,Pb+Zn平均品位12%~30%,局部达45%,是矿集区内第二大铅锌矿床。矿体呈似层状、透镜状或脉状集中分布于猫猫山背斜NW倒转翼及其倾伏端NE向层间断裂带内。主要发育3个矿体(群),其中I号矿体(群)赋存于上泥盆统宰格组白云岩中,II号矿体(群)赋存于下石炭统摆佐组白云岩中,III号矿体(群)赋存于上石炭统威宁组白云岩中。矿石主要由闪锌矿、方铅矿和黄铁矿等矿石矿物及白云石和方解石(少量石英和重晶石)等脉石矿物组成,具有块状、浸染状或脉状构造及粒状、交代、共边、胶状、集合体或碎裂结构。可见,该矿床后生成矿特征明显。纳米离子探针(Nano SIMS)原位S同位素组成分析结果显示,细粒草莓集合体状黄铁矿和胶状闪锌矿明显亏损34S,其δ34S值变化范围为-20. 4‰^-8. 7‰之间,具有典型生物成因S特征,暗示经历了海相硫酸盐细菌还原过程(BSR);而自形粒状黄铁矿和他形粒状闪锌矿的δ34S值变化范围为22. 1‰~25. 6‰之间,明显富集重S同位素,表明经历了海相硫酸盐热化学还原过程(TSR)。由于BSR和TSR过程主要受温度控制,因此,还原态硫离子的形成最可能是原地还原的,并先经历了相对低温的BSR过程,再经历了相对高温的TSR过程。飞秒激光剥蚀多接收器等离子体质谱(fs LA-MC-ICPMS)原位Pb同位素组成分析结果显示,方铅矿的Pb同位素组成相当均一,暗示其来源单一或混合均匀,对比显示其成矿金属主要由赋矿沉积岩提供,受到一定程度的下伏基底岩石影响。此外,方铅矿的原位Pb同位素组成有随着标高增加而升高的趋势,暗示成矿流体的运移方向很可能是向上的,且随着成矿流体的演化,富放射性成因Pb的赋矿沉积岩贡献了更多的成矿金属。综上,本文认为毛坪大型铅锌矿床是流体混合作用的产物,其深部可能具有良好的找矿潜力,这是因为富含金属元素的基底岩石对深部贡献更多。

甘肃花牛山铅锌银矿床成因:来自原位S、Pb同位素及微量元素的约束

甘肃花牛山铅锌银矿床位于中亚造山带中段的甘肃北山地区。本文在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将花牛山铅锌银矿床成矿阶段划分为石英-毒砂-黄铁矿(第Ⅰ成矿阶段)和石英-多金属硫化物(第Ⅱ成矿阶段)两个阶段;进一步将黄铁矿划分为三种类型,分别为第一种类型的胶状黄铁矿(Py0)、第二种类型的热液叠加交代特征的黄铁矿(PyⅠ)及第三种类型的热液黄铁矿(PyⅡ)。黄铁矿、磁黄铁矿的原位硫同位素研究表明,成矿从早到晚硫化物δ^(34)S值呈递增的规律,具有逐渐向岩浆硫演化的趋势;胶状黄铁矿δ^(34)S值为-9.37‰~-8.10‰,具有沉积(生物成因)硫的特征;成矿第Ⅰ阶段硫化物δ^(34)S值为-9.03‰~-7.03‰,成矿第Ⅱ阶段硫化物δ^(34)S值为-5.77‰~-4.88‰,成矿阶段具有沉积硫与岩浆硫混合来源的特征。黄铁矿、磁黄铁矿的原位铅同位素研究表明,成矿期硫化物的206Pb/^(204)Pb值、^(207)Pb/^(204)Pb值、^(208)Pb/^(204)Pb值以及μ、ω等铅同位素特征值组成范围较窄,铅源为与岩浆作用有关的壳幔混合来源,且与壳幔混合来源的晚三叠世花岗岩中长石铅及其控制的矽卡岩型金矿硫化物铅同位素组成类似。黄铁矿原位微量元素研究表明,胶状黄铁矿(Py0)Co/Ni和S/Se比值分别为0.004~0.34和3.43×10^(4)~34.84×10^(4),Se含量为1.558×10^(-6)~15.82×10^(-6),表现为沉积成因黄铁矿的特征。具有热液叠加交代特征PyⅠ的Co/Ni和S/Se比值分别为0.05~3.38、0.05×10^(4)~5.38×10^(4),Se含量为10.09×10^(-6)~1070×10^(-6),数值分布范围广,总体上有别于沉积成因黄铁矿,类似于热液成因黄铁矿的特征。热液黄铁矿(PyⅡ)的Co/Ni和S/Se比值分别为0.60-68.88、1.46×10^(4)~9.15×10^(4),Se含量为5.938×10^(-6)-35.91×10^(-6),表现为热液成因的特征。综上研究,认为花牛山矿床经历了南华纪-震旦纪沉积胶状黄铁矿形成期和晚三叠世岩浆热液成矿期,胶状黄铁矿在成矿过程中提供了部分硫,成矿金属物质主要来自晚三叠世岩浆成矿热液,并认为矿床成因为岩浆热液型矿床。

黔西北猫榨厂铅锌矿床原位Pb同位素地球化学

猫榨厂（猫猫厂—榨子厂）铅锌矿床是近年来黔西北地区深部找矿的一个成功实例,该矿床位于扬子陆块西南缘川滇黔铅锌成矿域的中东部贵州省赫章县境内,毗邻福来厂、天桥和板板桥等铅锌矿床。以往,该矿床以采地表砂矿和氧化矿为主,近年新发现的硫化矿体赋存于石炭系碳酸盐岩中,呈似层状、透镜状或脉状产出,层控特征明显。本次工作以新发现硫化矿体为研究对象,在系统矿物学观察的基础上,借助飞秒激光剥蚀多接收器等离子体质谱仪（fs LA-MC-ICP MS）,开展方铅矿原位Pb同位素地球化学研究。结果显示,方铅矿原位Pb同位素组成变化范围较窄,206Pb/204Pb比值为18.755～18.775,207Pb/204Pb比值为15.780～15.799和208Pb/204Pb比值为39.413～39.477,暗示成矿金属来源单一或混合流体均一化程度较高。通过与潜在源区岩石Pb同位素组成特征对比,发现猫榨厂铅锌矿床的Pb金属主要由基底变质岩和盖层沉积岩共同提供,但地层沉积岩的贡献程度较基底岩石高。此外,猫榨厂与福来厂、天桥和板板桥硫化物的Pb同位素组成对比,显示自猫榨厂至板板桥,硫化物的Pb同位素组成逐渐降低,暗示随着成矿流体的演化或运移,高Pb同位素比值地层沉积岩的贡献比例逐渐减少。由于基底富含丰富的成矿金属,其贡献程度与矿床规模正相关关系明显。因此,综合分析认为,猫榨厂矿区深部和北东至板板桥一带仍有很大找矿潜力。

贵州半边街铅锌矿床C-O-S-Pb同位素地球化学特征

半边街铅锌矿床位于贵定县黄丝背斜西翼,产于泥盆系碳酸盐岩中,是研究区近年来找矿取得重要突破的典型代表,但其成矿作用研究相对薄弱。本文在野外实地调研基础上,通过C-O和原位S-Pb同位素分析,揭示半边街铅锌矿床成矿物质来源,为认识该矿床成因提供新的地球化学信息。结果表明,热液白云石δ^(13)C和δ^(18)O值范围分别为−1.08‰~−0.22‰和19.57‰~22.47‰,暗示水/岩相互作用引起的碳酸盐岩溶解作用在热液白云石形成过程中扮演了重要角色;硫化物原位δ^(34)S值范围为−18.33‰~−0.40‰,集中于−10.5‰~-5.5‰,具有贫重硫特征,与邻区其他典型铅锌矿床具有富重硫特征(如牛角塘等,δ^(34)S>10‰)差异明显,暗示该矿床还原硫的来源或形成机制与邻区铅锌矿床可能不同。结合区域成矿地质背景和矿床地质特征,本文认为半边街铅锌矿床中的硫来源和形成机制与赋矿地层中海相硫酸盐的细菌还原作用(BSR)有关。方铅矿原位Pb同位素组成显示:^(206)Pb/^(204)Pb=18.36~18.37,^(207)Pb/^(204)Pb=15.71~15.73和^(208)Pb/^(204)Pb=38.27~38.29,μ=9.70~9.72,壳源铅特征明显,与邻区典型铅锌矿床Pb同位素组成相似,表明半边街铅锌矿床成矿金属来源于上地壳岩石,但不排除基底岩石的贡献。综上,本文认为下伏寒武系和深部基底浅变质岩是半边街铅锌矿床成矿物质来源的潜在源区,该矿床与牛角塘等邻区铅锌矿床成因相似,均为MVT铅锌矿床。

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。