湖南沃溪W-Sb-Au矿床成因的流体包裹体证据

系统研究了沃溪W-Sb-Au矿床层状矿体的流体包裹体特征,均一温度集中在120～180℃,盐度变化于2.9%～8.9%NaCl之间,由包裹体均一温度与盐度计算得出的流体密度介于0.94～0.96g/cm^3。流体包裹体稀土元素地球化学组成表明,成矿流体为一种进化的海水,即海水在海底下沉积柱循环过程中萃取矿质,形成120～180℃温度的低密度成矿流体。当其回返上升到海底后,形成悬浮热液柱,并与冷海水逐渐掺和,发生化学和机械-化学沉积,在海底形成层状矿体。流体包裹体均一温度和盐度的变化范围与很多沉积喷流（SEDEX）矿床极为相似,暗示与这些矿床具有相似的成因机制。同一矿层、条带状矿石中同一条带的石英中包裹体均一温度和盐度的规律性变化,支持沃溪W-Sb-Au矿床的同生热水沉积成因观点。

湘西沃溪W-Sb-Au矿床白钨矿Nd-Sr-Pb同位素对成矿流体的示踪

本文对湘西沃溪W-Sb-Au矿床白钨矿进行了系统的Nd—Sr—Pb同位素分析。结果表明，白钨矿的Sm、Nd含量较低，^147Sm／^144Nd（0．64～1．27）值和Sm／Nd值（1．11～2．22）变化较大，其εNd（t=199Ma）值也很低，平均为-25．5（n=9）；白钨矿的^87Sr／ε84Sr值（0．7476～0．7504）高，平均为0．74961（n=11），代表白钨矿形成时的初始^87Sr／^86Sr（t=199Ma）值；逐级分离Pb同位素分析结果显示白钨矿的^206Pb／^204Pb、^207Pb／^204Pb、^208Pb／^204Pb值变化范围小，平均依次分别为18．11、15．61、38．6，与含金石英脉中黄铁矿、蚀变围岩及区域板溪群板岩等的相应Pb同位素比值基本一致。白钨矿Nd—Sr—Pb同位素组成和闪锌矿等其他矿物的Sr同位素特征指示成矿流体来自：板溪群下伏成熟陆壳、深部花岗质岩浆、浅部赋矿围岩等源区。成矿流体是这些来自不同源区的流体相作用而形成的混合流体。成矿作用则是这些不同源区的流体混合作用并演化的结果。且成矿流体演化早期是来自下伏成熟陆壳的流体与来自赋矿围岩的流体混合，导致早期W成矿；晚期是来自深部花岗质岩浆的流体与浅部赋矿围岩的流体混合作用，导致晚期Sb—Au成矿。W—Sb—Au成矿则是中生代陆内碰撞造山体制下不同期次的流体演化和叠加作用的结果。

湘西沃溪金锑钨矿床燕山期幕式成矿作用:来自原位白钨矿U-Pb定年与黄铁矿元素-同位素的约束

沃溪矿床位于江南造山带中段,是一座同时具有金、锑、钨大规模成矿的大型金矿,近年的研究揭示其主要形成于燕山期,但该矿的成矿物质源区及矿床成因尚存争议。基于此,本文利用SEM、EPMA、LA-MC-IF-ICP-MS等原位分析技术,对该矿床多世代黄铁矿的结构、成分及同位素组成和成矿期白钨矿的U-Pb年代学进行了研究。在沃溪矿床中,识别出3个世代5种类型黄铁矿(Py),即成矿前Py1,成矿第二阶段Py2和第三阶段的Py3a、Py3b和Py3c。黄铁矿微区成分及围岩蚀变特征指示,成矿期Au、As和Cu耦合,Au主要以固溶体(Au+)的形式存在于Py3b的晶格中;As-取代S-进入黄铁矿是促进晶格金富集的主要因素;而强烈的水-岩反应是导致成矿期热液黄铁矿Co/Ni<1的原因。黄铁矿的原位微量元素和S-Pb同位素组成(δ34 S V-CDT值:Py2为-4.33‰~-1.61‰,Py3a为-6.36‰~3.59‰,Py3b为-4.36‰~3.59‰,Py3c为-2.21‰~-0.65‰;206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb、208 Pb/204 Pb值:Py2分别为18.029、15.618和38.653,Py3a分别为18.047~18.341、15.594~15.698、38.781~39.394)及其在环带结构中的变化,指示第二及第三成矿阶段流体性质存在显著差异。成矿第三阶段白钨矿的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为132.7±7.9Ma(1σ,n=31,MSWD=0.43)。结合前人研究成果,我们认为沃溪金锑钨矿床主要形成于燕山期148~140Ma的黑钨矿(少量白钨矿、黄铁矿和金)和~130Ma的金-锑-白钨矿两阶段幕式成矿作用。早阶段成矿为下伏基底岩石重熔岩浆演化出的相对高温的还原性流体;晚阶段金-锑-白钨矿成矿以脉冲性幔源流体为主,金主要具地幔来源,而锑和钨可能来源于壳源与幔源流体混合演化出的富矿热液,成矿的脉动性可能与深部断层阀机制有关。金的主要沉淀机制为水岩反应和硫化作用,流体混合是辉锑矿与白钨矿的沉淀机制。富集交代的岩石圈地幔活化和古太平洋板块俯冲后撤、拆沉导致的岩石圈大规模伸展是江南造山带中段(湖南)燕山晚期金多金属大规模成矿的关键因素及构造背景,区域上具有进一步寻找陆内弧后伸展背景金多金属矿床的潜力。

湘中矿集区钨与锑-金成因联系探讨:来自曹家坝钨矿床和龙山锑金矿床Sr-Nd-H-O同位素的制约

湘中是全球最大的锑金矿集区,近年来又陆续探明了一批钨矿床,但这些钨矿和锑金矿之间的关系目前尚不明确。曹家坝钨矿床是目前该矿集区内规模最大的钨矿床(19.03Mt@0.37%WO3),矿体与矽卡岩密切共生,成矿作用划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英-白钨矿-硫化物阶段。不同阶段白钨矿δ18OV-SMOW变化范围为6.0‰-7.9‰,δDV-SMOW变化范围为-79.1‰--68.9‰,对应的δ18OH2O变化范围为3.3‰-5.2‰。白钨矿(87Sr/86Sr)t变化范围为0.72215-0.73049,εNd(t)变化范围为-12.8--10.6。龙山锑金矿床是矿集区内发育的大型脉状锑金矿床(4.2Mt@3.4%Sb和3.7g/t Au),矿体赋存在震旦系江口组板岩中,发育两个世代的白钨矿与辉锑矿共生。白钨矿δ18OV-SMOW变化范围为5.4‰-9.0‰,δDV-SMOW变化范围为-72.9‰--60.2‰,对应的δ18OH2O变化范围为3.1‰-6.7‰。Sr-Nd-H-O多元同位素特征显示,曹家坝钨矿床的成矿物质和成矿流体以岩浆来源为主,龙山锑金矿床有岩浆流体参与成矿,两者均有少量板溪群基底地层和大气降水的加入。综合本次及前人研究成果,曹家坝钨矿床和龙山锑金矿床具有成因联系,二者均是湘中矿集区晚三叠世岩浆热液W-Sb-Au成矿系统的重要组成部分。

湖南沃溪金锑钨矿床的金矿化作用研究:基于元素地球化学特征和自然金的热力学模拟分析

湖南沃溪金锑钨矿床是江南造山带中金、锑、钨、均达到大型规模的典型矿床,其自然金的金成色值极高(>998)。本文聚焦湖南沃溪金锑钨矿床中金矿化作用,通过ICP-MS测试和包裹体显微测温实验查明不同矿物与围岩的元素地球化学特征和成矿流体特征,并通过热力学模拟分析自然金的成矿条件,探讨金成色值及金银比值对金矿化的指示作用和研究价值。ICP-MS测试结果显示,金银比值在白钨矿(103~520)和黄铁矿(69~673)中相对较高,在辉锑矿(6~65)和围岩(0.3~35)中相对较低,在石英(6~199)中则变化较大。基于包裹体显微测温结果(200~350℃),本文建立了自然金成矿流体的热力学模型,分析并查明在黄铁矿与绢云母共生的自然金成矿流体中,硫离子浓度比温度更容易影响金溶解度,且金成色值主要与温度呈正相关,与硫离子浓度呈负相关。通过对比研究和讨论,认为沃溪矿床大量金矿化可能形成于温度较高和硫离子浓度较低的白钨矿成矿流体中,而极高成色值的自然金可能与高金银比值的白钨矿和黄铁矿共生。上述方法和结论可为其他金矿床的研究提供新思路。

湖南沃溪钨锑金建造矿床同生成因的微量元素和硫同位素证据

对岩矿石和矿物的微量元素、稀土元素和硫同位素地球化学的研究表明 ,湖南沃溪钨 锑 金建造矿床系海底同生热水沉积作用的产物。矿石与围岩中微量元素和稀土元素含量的变化关系 ,反映了一种复杂的热液、海水以及陆源碎屑的联合影响。矿石及其中矿物 (石英 )的稀土元素配分模式可与许多沉积喷流型 (sedex型 )块状硫化物矿石及其共生的喷流岩相对比 ,暗示了两者具有相似的形成机理。矿石的硫同位素资料显示 ,生物成因硫与热液成因硫 (下伏沉积柱中硫化物的溶解和 /或部分海水硫酸盐的还原 )

杂多酸络合物及其与热液成矿元素组合的关系

杂多酸是一种含多种金属－非金属阳离子的多元络合物，在适当条件下可能成为成矿元素热液迁移的重要形式。杂多酸络合物作为某些成矿组合的共同载体能使它们共同进入地球化学迁移并生成一定的元素共生组合，本文以川西北低温热液的Ａｕ－Ｓｂ－Ｗ－Ａｓ建造矿床为例，初步讨论了钨的杂多酸对元素热液迁移的重要意义，并以此解释了钨这一高温热液成矿元素常常在许多中－低温热液矿床中与锑、砷等低温成矿元素稳定共生的地球化学机制。

甘肃寨上金矿床中白钨矿矿体的发现及其特征

位于西秦岭礼(县)—岷(县)成矿带西段的寨上金矿床,是近年发现的一个大型微细浸染型金矿。在研究甘肃寨上金矿床物质组分的过程中,笔者通过对岩矿石的等离子质谱分析和对矿物的反光显微镜下观察、电子探针分析,发现寨上金矿床存在白钨矿的富集体。根据化学成分圈定出了独立的白钨矿矿体,确认该矿床为金-钨-锑(自然金-白钨矿-辉锑矿)建造矿床。其与四川西北部马脑壳金-钨-锑矿床在地质背景、含矿岩石、矿化形式、矿物组合、元素组合和成矿过程相似。鉴于在川甘陕三角地带泥盆系—三叠系中类似寨上的金矿床、矿点众多,注意在此类金矿中分析和评价钨等有用组分,对提高金矿的综合利用价值是十分重要的。

伸展型脆-韧性剪切带对沃溪钨锑金矿床的构造控制

湘西沃溪钨锑金矿床受控于一条伸展型顺层脆—韧性剪切带。带内岩石在非共轴顺层剪切构造动力作用下发生变形分解 ,形成泥质构造板岩强变形带和砂质构造板岩弱变形域。泵吸中心—弱变形域中的承压矿液沿砂质构造板岩的ab面发生水力压裂而产生“D”型张剪裂隙。构造—流体双重动力系统的周期性振荡使主裂隙系统发生周期性的破裂—愈合作用而形成条带状复脉。矿液是通过隐蔽的低角度正断层、强变形带内的构造面理及弱变形域中的微裂隙系统运移的 ,说明在靠近滑脱面的弱变形域中水力压裂作用会增强 ,其矿化类型将以蚀变岩型为主、脉型为辅。

湘西沃溪金锑钨矿床中白钨矿的稀土元素地球化学

对湘西沃溪金锑钨矿床进行了研究,结果表明,该矿床中白钨矿的稀土元素(REE)含量相对较高,为40.5～123.6μg/g;且有明显的空间变化趋势,随矿区标高的增加而减少,这可能与流体运移过程中流体的REE浓度不断降低有关。不同产状的白钨矿均以轻稀土元素(LREE)亏损、中稀土元素(MREE)和重稀土元素(HREE)富集为特征;白钨矿样品的REE分布模式均存在着明显的M型四分组效应,暗示白钨矿的形成与流体作用或水/岩反应有关。进一步的研究表明,在沃溪白钨矿的沉淀过程中,成矿流体中的REE发生了明显分异,白钨矿对HREE,特别是MREE,具有明显的优先选择性;REE这种分配行为主要是受晶体化学因素的控制,与白钨矿晶体中Ca位置的大小密切相关,而与成矿流体中REE相对浓度、REE络合物的稳定性关系不大。

湖南沃溪金-锑-钨矿床成因的稀土元素地球化学证据

沃溪金-锑-钨矿床的稀土元素地球化学组成良好地反映了成矿作用的条件和过程,并为示踪矿床成因提供了有用的信息。以流体包裹体为代表的成矿溶液,以较高的稀土总量、显著的轻稀土富集和缺乏明显的铕异常为特征,代表了一种通过在碎屑沉积物柱中循环而萃取矿质的演化的海水热液。矿石相对于成矿流体(母液)富集重稀土而轻微亏损铕,反映了矿石沉淀过程中来自于海水的稀土元素掺合。同一矿层内由下往上,重稀土相对富集的程度逐渐增大而稀土总量则逐渐降低,表明随着热液化学沉淀作用的进行,海水掺合的影响逐渐增强。矿石的稀土元素组成,无论在分布模式还是在轻重稀土之间的分馏程度上,均与其他许多Sedex型多金属矿床十分相似,暗示了这些矿床具有相似的成因机制。稀土元素地球化学特征支持矿床同生沉积成因的观点。

湘西沃溪Au-Sb-W矿床中富放射成因锶的成矿流体及其指示意义

研究表明 ,湘西沃溪Au Sb W矿床白钨矿的Sr含量很高 ,为 14 5 5～ 6 810 μg g ;87Sr/ 86 Sr为 0 .74 6 75～0 .75 0 0 3,明显不同于国外金矿中的白钨矿 ,表现出显著富放射成因锶。沃溪矿床的成矿流体为一种显著富放射成因锶的热水溶液 ,暗示成矿流体不可能是类似于现代大洋中脊喷出的热液或古海水 ,其矿床成因并非前人所认为的“海底热泉 (卤水 )沉积成因”或“海底喷流沉积成因”。矿床中这种显著富放射成因锶的成矿流体 ,很可能是热水溶液对下伏古老基底淋滤或是对元古界赋矿地层中的碎屑岩选择性优先淋滤所致。

构造-流体-成矿体系的反应-输运-力学耦合模型和动力学模拟

建立了一个综合的构造流体成矿体系的反应输运力学耦合动力学模型。利用有限元方法求解岩石变形、断裂作用和断裂网络统计动力学、流体流动、有机和无机地球化学反应及成岩成矿作用、压力溶液和其它压实力学、热迁移的方程组 ,可以对构造流体成矿体系的动力学演化过程进行 1～ 3维数值模拟。模拟的主要内容是在各种过程耦合作用下描述构造流体成矿体系的主要变量的时空演化 :( 1)与成矿流体的形成和性质有关的变量 ,如地层中矿物 (包括成矿物质 )的溶解速率、流体中各组分的浓度与饱和度、流体温度、压力、离子强度等 ;( 2 )与构造变形和流体运移有关的各变量 ,如应力与变形速率、岩石孔隙度、构造 (断裂 )渗透率等 ;( 3 )与沉淀成矿有关的变量 ,如矿物 (金属矿物和脉石矿物 )的成核速率、各矿物的沉淀量等 ;( 4 )上述各有关变量间的时空耦合关系 ,如断裂渗透率时空演化与流体流动、汇聚和成矿的耦合关系等。以湖南沃溪金锑钨矿床为例 ,应用该模型和方法对成矿动力学过程和动力学机制进行了初步的模拟与分析。

湘西沃溪金锑钨矿床流体包裹体特征及矿床成因

对沃溪金锑钨矿床含金石英脉流体包裹体温度、成分进行研究，并结合井下矿体特征对流体来源及矿床成因进行了探讨。结果表明，沃溪矿区含金石英脉中的流体包裹体均为LV型富液相原生包裹体，并具有中低温（均一温度集中在170～220℃之间）、低盐度（3％～6％，质量分数）及低密度（0．88～0．92g／cm^3）的特征。从包裹体成分上看，流体包裹体同时具有变质流体（中温、低盐度、高CO2含量）与大气降水w（Na＋）／w（K＋）〉2，w（F-）／w（Cl-）≥1，明显地富集Ca＋（w（Ca＋）〉w（Na＋）〉w（K＋））或Ca＋含量较高（w（Na＋）〉w（Ca＋）〉w（K＋））的成分特征，显示可能为混合流体；从矿脉地质特征来看，沃溪矿区矿脉既发育顺层脉体，又发育切层脉体，亦显示变质分异与热液充填的特征。

沃溪钨锑金多金属矿床成矿特征及深部构造与垂向矿化变化研究

沃溪矿床产于红岩溪-唐浒坪反"S"型构造的西半部,赋存于沃溪拆离断层(F1)下盘、新元古界青白口系板溪群马底驿组层间剪切构造带内。矿化类型主要为层状(或层脉),其次为脉状-网脉状。层脉矿化主要赋存于层间断裂中,由多个含钨锑金石英脉的扁豆体组成;脉状-网脉状矿化依附于层脉,多出现在层脉的下盘,并与蚀变围岩一起,主要构成脉带含金或含钨金矿体。成矿具有独特的沿倾向发育很深、侧伏成矿和柱状富集特点。随着近年来开采深度的加大,发现深部构造和矿化有明显变化。本文在该矿床成矿特征研究的基础上,探讨了沃溪矿床深部构造与矿化富集规律以及垂向变化趋向,指出了找矿意义。

湘西沃溪金锑钨矿床含金石英脉的分形生长动力学

笔者等对湘西沃溪金锑钨矿床石英脉长度与厚度的分形关系及其厚度的分形分布进行了分析 ,探讨了石英脉分形生长的可能动力学机理。分析结果表明 ,石英脉长度厚度关系的分维值 Dr 在 0 .4 0 70到 1.0 784之间 ,Dr 值与相应石英脉的平均厚度呈明显正相关关系 ,相关系数为 0 .6 6 36。石英脉厚度分布的分维值 DT 在 0 .342 0到1.4 6 6 1之间 ,与相应石英脉平均厚度呈负相关关系 ,相关系数为 - 0 .5 70 6 ,说明厚度分布的分维值 DT 越小 ,脉体连通性越好。研究表明 ,石英脉体生长早期 ,以横向膨胀为主 ,其长度厚度关系分维值 Dr<1.0 ;脉体生长达到一定规模时 ,相邻脉体会通过相互连通而迅速增长 ,总体表现为纵向延长 ,从而导致 Dr>1,Dr随着石英脉的连通生长而增大。模拟结果表明 ,具有稳定的脉体成核率 α和生长速率 β的脉体生长模式将导致脉体厚度的分形分布 ,且厚度分布的分维值 DT 值将随着脉体成核率 α的增大而增大、随着脉体生长速率 β的增大而减小。

四川马脑壳金矿床中白钨矿矿体的发现及其意义

作者在四川西北部马脑壳层控金矿床及其外围地区从事研究时,发现了白钨矿的富集体。根据化学分析数据圈定出了独立的白钨矿矿体,确认该矿床为金-钨-锑-砷(自然金-白钨矿-辉锑矿-雄黄)建造矿床。鉴干川甘陕三角地带(俗称“金三角”)中、上三叠统中类似马脑壳矿床的矿点和矿化点众多,注意在此类金矿中分析和评价钨等有用组分,对提高金矿的综合利用价值是至关重要的。

湘西沃溪钨锑金矿床黄铁矿中发现Au-Sb矿物相

利用扫描电镜和电子探针等方法,对沃溪钨锑金矿床中产于(块状白钨矿-石英脉中的)黄铁矿微裂隙中的自然金和Au-Sb矿物相进行了较详细的观察和研究。结果表明,黄铁矿中Au-Sb矿物相除了有前人已经鉴定出的方锑金矿(AuSb2.13)外,还新发现有锑金矿(Au1.02Sb)矿物相。二者以显微颗粒的形式存在于黄铁矿显微裂隙中。黄铁矿微裂隙中Au-Sb矿物相的存在,指示矿床成矿在黄铁矿形成之后存在Au-Sb混溶的成矿流体。自然金、方锑金矿、锑金矿等矿物的沉淀析出可能是Au-Sb混溶流体从高温(高于350℃)向低温(250℃)演变的结果。此外,Au-Sb矿物相的发现对改进矿石冶炼中Au、Sb的分离技术有参考价值。

湘西沃溪矿床中黑钨矿的地质特征及微量元素地球化学

沃溪矿床位于湖南雪峰山金锑（钨）成矿带中段,是该带最大的、也是惟一发育Au-Sb-W成矿元素组合的矿床。尽管该矿的研究程度较高,但人们对该矿中重要的含钨矿物--黑钨矿的研究很少。在详细的野外地质调研基础上,对该矿黑钨矿的地质特征和微量元素进行了研究,以期揭示其矿床成因、成矿流体性质及物质来源等信息。沃溪矿床黑钨矿矿脉以顺层的含矿石英脉为主,同时发育各种节理脉；节理脉常相互交错,表现出多阶段成矿特征。矿脉中黑钨矿常与石英、碳酸盐及硫化物共生,形成具有热液充填特征的矿石构造。该矿黑钨矿的REE含量很低（1.62～4.58μg/g）,明显低于南岭与花岗岩有关的黑钨矿；其HREE相对富集,并具有 Eu、Sm、Gd、Tb 异常及 MW 复合型四分组效应等特征,这可能与成矿流体的氧逸度及络合物的稳定性有关。同时,该矿黑钨矿的 Y/Ho 值均小于28,指示其成矿流体中以 CO2-3（HCO-3）络合物为主。与南岭地区黑钨矿相比,该矿黑钨矿中S c含量高而N b和Ta含量很低,这可能与该区黑钨矿形成时的物理化学条件以及成矿流体对深部岩石的淋滤作用有关。沃溪矿床中黑钨矿的地质特征、化学成分及微量元素组成明显有别于南岭石英脉型黑钨矿,为其成矿作用与岩浆活动无直接成因关系提供了新的证据。