安徽庐枞矿集区沙溪斑岩型铜金矿床中硒、碲的赋存状态及富集规律研究

硒和碲是重要的战略性关键金属,在现代工业和国防建设中有着广泛的应用。硒和碲通常很难形成独立矿床,目前全球大部分硒和碲来自斑岩型铜金矿床。长江中下游成矿带是我国东部重要的斑岩-矽卡岩型铜金矿床成矿带之一,前人虽然对成矿带内矽卡岩型矿床中伴生关键金属已开展了相关研究,但对成矿带内斑岩矿床中关键金属的赋存状态、分布和富集规律尚关注较少。本次工作以成矿带内沙溪斑岩型铜金矿床为研究对象,系统采集了矿床不同深度、不同类型的岩矿石样品,通过扫描电子显微镜、全岩化学分析、TIMA及矿物原位LA-ICP-MS微量成分测试等分析技术方法对矿床中硒和碲等关键金属开展了系统的研究。结果表明,沙溪矿床中硒和碲元素发生显著富集,与主成矿元素铜具有明显的正相关关系。估算矿床中伴生硒资源量约为1196t、碲资源量约为96.6t,其中硒达到大型规模,具有潜在利用价值。与成矿带内其他典型矽卡岩矿床(包括斑岩-矽卡岩矿床)相比,沙溪斑岩型矿床中硒和碲的含量明显偏低,这可能是深部成矿岩浆演化过程的差异导致的。矿床中有91.64%的硒、87.48%的碲是以独立矿物形式存在。沙溪矿床硒、碲与主成矿元素铜和金的富集规律一致,流体混合过程中氧逸度的变化可能是硒和碲的主要的沉淀机制。

安徽安庆铜铁矿床钴的赋存状态、分布与富集规律研究

长江中下游成矿带是我国东部最重要的成矿带之一,广泛发育矽卡岩型铜铁矿床且伴生Co资源,而成矿带内的矽卡岩型铜铁矿床中关键金属Co元素的赋存状态、分布以及富集规律研究尚未系统开展。本文以矽卡岩型铜铁矿床——安庆铜矿为研究对象,通过系统采样、显微观察、扫描电子显微镜、全岩化学分析及矿物原位LA-ICP MS微量成分测试手段,初步估算矿床中伴生Co的资源量约为8769t,达到中型规模,查明了伴生Co的平均含量为166×10^(-6),综合利用潜力较大。查明了铜矿石中Co含量(平均含量为166×10^(-6))明显高于铁矿石(平均含量为126×10^(-6)),尤其是含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素富集程度最高,且计算得出磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿分别赋存矿石Co含量的45.1%、52.8%、0.5%和1.6%。此外,矿床内不同类型矿化蚀变岩中Co含量与磁黄铁矿和黄铁矿总量具有较强的正相关性,Co主要以类质同像的形式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿内,黄铁矿中Co的含量变化范围较大,早石英硫化物阶段的黄铁矿(Py1)中Co含量为258×10^(-6)~25920×10^(-6),晚石英硫化物阶段的黄铁矿(Py2)中Co含量为0.3×10^(-6)~594×10^(-6),磁黄铁矿中Co含量变化范围较小,主要集中于311×10^(-6)~1181×10^(-6),Co主要富集于早石英硫化物阶段,晚石英硫化物阶段不富集。含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素变化范围大(85×10^(-6)~430×10^(-6))是由于矿石中黄铁矿和磁黄铁矿的含量以及黄铁矿Co含量极不均匀造成的。综合前人研究,本次工作认为大气降水混入引起的成矿流体冷却和稀释可能是导致安庆铜矿中Co元素沉淀富集在黄铁矿和磁黄铁矿内的主要因素。

安徽庐枞盆地西湾铅锌矿床闪锌矿中镉的赋存状态和富集机制研究

镉(Cd)是一种重要的关键金属元素,对国家安全和新兴产业发展具有重大意义。闪锌矿是最具经济意义的富镉矿物,查明闪锌矿中镉的赋存状态,对研究镉的富集机制具有重要的意义;但受限于研究手段,闪锌矿纳米尺度上镉的赋存状态研究仍相对薄弱。西湾矿床是长江中下游成矿带庐枞矿集区内新发现的大型铅锌矿床,矿床中产出富镉闪锌矿。本次研究使用LA-ICP-MS对闪锌矿进行原位微量元素含量和Mapping分析,查明闪锌矿微米尺度镉的分布规律;在此基础上使用扫描透射电镜(STEM)查明纳米级闪锌矿的微观形貌和高分辨原子像,明确纳米尺度镉的赋存状态。研究结果表明,西湾矿床闪锌矿中镉含量的变化范围为2186×10^(-6)~9859×10^(-6),镉在闪锌矿中分布不均匀,闪锌矿孔洞发育的区域相对富镉,而闪锌矿均质区域相对贫镉。通过高分辨原子像的晶面间距和原子线扫描结果,确定西湾矿床闪锌矿中Cd原子以原位替代Zn原子的形式赋存在闪锌矿晶格中,未发现纳米级镉的独立矿物。对比金顶和牛角塘等富镉铅锌矿床,长江中下游成矿带的铅锌矿床中平均镉含量不高,推测成矿带可能缺乏充足的镉物质来源。

安徽铜陵矿集区新桥矿床中钴-硒-碲等关键金属的分布规律、赋存状态和富集机制研究

新桥矿床是长江中下游成矿带铜陵矿集区内典型的大型层控矽卡岩型铜金硫多金属矿床。矿床成矿过程中除了铜、金、铁、硫等主要成矿元素富集成矿以外,钴、硒、碲等关键金属元素也以伴生形式产生了不同程度的富集。前人对新桥矿床开展了大量研究工作,但对矿床中关键金属钴、硒、碲的分布规律、赋存状态和富集机制等方面系统研究尚未开展。本次研究在新桥矿床系统采集距离成矿岩体不同位置的两条代表性剖面(3804、E601)的岩矿石样品,通过光学显微镜观察、扫描电子显微镜、全岩主微量元素化学分析和矿物原位LA-ICP-MS微量成分测试等分析技术方法,查明了矿床中钴、硒、碲等关键金属的空间分布规律和赋存状态,初步探讨了钴、硒、碲的富集机制。新桥矿床中估算伴生Co、Se、Te资源量分别为:2326t、2590t、1463t,达到大-中型规模。近成矿(热)中心3804剖面Co、Se含量自矿体底板→顶板呈逐渐降低的趋势,Te含量变化没有明显规律,Co、Se、Te均主要在黄铁矿矿石中产生富集;远成矿(热)中心E601剖面上Co、Se、Te含量自矿体底板→顶板均呈逐渐降低的趋势,且主要富集高品位黄铁矿矿石中。矿体走向上自成矿(热)中心→远端,Co含量明显降低,Se、Te含量相对增高。矿床中Co、Se主要以类质同象置换的形式赋存于黄铁矿中,Te的赋存状态以独立碲矿物为主,包括辉碲铋矿和碲银矿。Co主要在石英-硫化物阶段产生富集,成矿流体温度较高,流体中Co大部分随黄铁矿沉淀富集于近成矿(热)中心的黄铁矿矿石中,至碳酸盐-硫化物阶段,成矿流体温度降低,流体中Se、Te大部分沉淀富集于远成矿(热)中心的高品位黄铁矿矿石中,其中Se主要随黄铁矿大量沉淀富集,Te较少进入黄铁矿等硫化物中,主要以独立矿物的形式产出。

矿石中关键金属钴赋存状态研究方法流程的建立:以庐枞盆地龙桥富钴矽卡岩铁矿床为例

关键金属钴的赋存状态是研究关键金属成矿作用的核心问题之一。由于含钴矿物粒度较小,难以在矿床尺度查明关键金属矿物的种类、含量、粒度、分布特征以及与其他矿石矿物和脉石矿物的共生关系,因此亟需建立一套成本低且效率高的钴赋存状态研究流程。本次工作以龙桥铁矿床为例,建立了新的采样与制样流程,提高了样品的代表性,并大幅缩短了样品前处理与制样的时间。通过综合矿物分析技术(TIMA)分析,查明了不同钴含量的三类矿石样品中矿物的含量,在6个实验矿石样品中寻找到了辉砷钴矿、铁硫砷钴矿和硫铜钴矿三种钴矿物共753颗,并使用扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)对钴矿物进行了核验与半定量分析。最后,在同一个树脂靶上利用激光剥蚀-等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对磁铁矿和黄铁矿进行了原位点分析,进一步查明了样品中钴的赋存状态。本次研究建立了关键金属钴在矿石中赋存状态的研究方法和技术流程,具有制样简单便捷、分析时间短、分析费用低和分析精度高等诸多优点,为矿床尺度上关键金属空间分布规律和赋存状态研究提供了可靠的技术支撑。

福建紫金山矿田悦洋银多金属矿床银的赋存状态和沉淀机制

浅成低温热液矿床是世界上银矿的重要矿床类型,伴生有金铜铅锌等多种金属。银的赋存状态研究可以为矿床资源禀赋、选冶成本以及经济价值的综合评价提供重要的依据。近年来,矿物自动定量分析系统越来越多地应用到贵金属的赋存状态研究中,相比传统方法而言其能提供精确定量的矿物学信息。悦洋银多金属矿床位于福建省紫金山矿田,是典型的浅成低温热液矿床,是研究银赋存状态的理想选区。通过野外地质调查研究发现,矿体主要受控于岩性边界和断裂构造,主要矿石类型为热液角砾岩型和石英脉型。成矿作用可以分为石英-黄铁矿、石英-黄铁矿-黄铜矿、石英-银多金属、石英-碳酸盐等四个阶段,其中银在石英-银多金属阶段沉淀,可以进一步划分为石英伊利石硫化物亚阶段和石英冰长石硫化物亚阶段。本文在野外地质调查的基础上,针对不同的矿石类型使用TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)自动矿物分析系统,结合显微镜下观察、扫描电镜和电子探针分析手段,对银的赋存形式和分布情况进行了定量化研究,根据矿物共生组合对银沉淀机制及成矿过程进行了探讨。研究结果显示,悦洋矿床中的银90%以上以独立矿物的形式存在,主要是硫化银和自然银,且粒径大多在10~50μm之间;少部分银以次显微包裹体形式存在于黄铜矿中,或以显微包裹体和类质同相形式存在于黄铁矿和闪锌矿中。成矿热液中银主要以硫氢络合物形式运移,主成矿期大量的冰长石与银矿物共生表明沸腾作用是主要的沉淀机制。

大别山地区沙坪沟斑岩型钼矿床蚀变及矿化特征研究

沙坪沟钼矿床是大别山地区新近发现的、世界第二大的斑岩型钼矿床。本文在前期以及前人的工作基础上,通过详细的野外地质观察和系统的岩相学、矿相学以及探针测试分析工作,详细研究了沙坪沟钼矿床的蚀变与矿化特征。结果表明,沙坪沟钼矿床的围岩蚀变类型主要有钾硅酸盐化、青磐岩化和绢英岩化,绢英岩化又可细分为以石英为主和以绢云母为主。矿床中产出16种脉体类型,根据矿床的脉体类型划分了4个成矿阶段:(1)石英-钾长石阶段;(2)石英-硫化物阶段;(3)石英-绢云母阶段;(4)石英-萤石-石膏阶段。蚀变及矿化特征显示,沙坪沟钼矿床的钼矿化开始于石英-钾长石阶段晚期,结束于石英-绢云母阶段早期,石英-硫化物阶段是辉钼矿主要的形成阶段。沙坪沟钼矿床经历了多期次脉动式成矿流体的蚀变与矿化过程,在不同蚀变-矿化阶段中,成矿流体的物化条件和组分的变化是控制各阶段蚀变类型和脉体中矿物组合的主要因素。产于以伸展为主的板内环境的沙坪沟钼矿床与其他构造环境下的斑岩钼矿床在与成矿关系密切的岩石、蚀变分带等方面相似,但由于围岩性质的差异,矿体赋存位置及产状不同;而在矿物种类、矿化产出位置及产状、与矿化关系最为紧密的蚀变类型等方面存在差异。斑岩型钼矿床的构造背景可能控制了其岩浆的形成、演化以及含矿性,而岩浆岩最终定位的深度、围岩等条件也是控制蚀变和矿化特征的重要因素。

江南隆起带(安徽段)西坞口铷矿床岩浆岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征研究

江南隆起带(安徽段)是中国东部重要的钨钼多金属产地之一,钨钼多金属矿床成矿作用与燕山期中酸性岩浆活动关系密切,钨钼成矿岩体的相关研究已经广泛开展。安徽省地质矿产勘查局322地质队在江南隆起带(安徽省)新发现了西坞口花岗岩型铷矿床。铷成矿岩浆岩的时代、成因和性质仍不清楚。本次工作在详细矿床地质研究的基础上,通过对西坞口花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、锆石微量元素和原位Hf同位素分析,厘定了岩体形成时代为141.7±1.0Ma,属于江南隆起带(安徽段)燕山期早阶段岩浆活动的产物。西坞口岩体具有高硅(SiO2=74.29%~76.25%)、富碱(ALK=7.85%~8.62%)、贫钙(CaO=0.14%~0.73%)的特征,∑REE的变化范围为140.1×10^–6~235.9×10^–6,LREE/HREE为1.42~5.44、(La/Yb)N为0.89~4.49、δEu为0.02~0.28,富集Rb、Th、U而亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,属于A2型花岗岩。西坞口岩体的εHf(t)的变化范围为-6.7^-1.3(平均值为-4.2),tDM1=870~1173Ma(平均值为1025Ma),tDM2=1273~1613Ma(平均值为1457Ma),显示其来源于上溪群浅变质岩的部分熔融。西坞口花岗斑岩具有较高的分异指数(DI=91.87~95.57)、锆石的Zr/Hf比值为25.0,强烈的富集U(5436×10^–6)和Th(1900×10^–6),形成温度为735.4℃,稀土元素具有明显的四分组效应,以及高Rb背景值,岩体中还发育有绿柱石和锂白云母,具有典型高分异花岗岩特征,这明显不同于江南隆起带(安徽段)内同时期(150~134Ma)的与钨钼矿床形成有关的岩浆岩。通过对比分析,提出江南隆起带(安徽段)仍有同类型高分异花岗岩,具有铷等稀有金属元素矿床成矿潜力。

热液矿床成矿作用研究新途径:数值模拟

热液矿床是最具有工业价值的矿床类型之一,传统矿床学研究在成岩成矿作用、成矿机制和成矿规律等方面已有丰硕成果.但仍存在一些尚无法有效回答的科学问题。近年来,数值模拟方法逐步应用于热液矿床的研究,已成为成矿过程定量研究的新手段。本文系统总结了近年来热液矿床成矿过程数值模拟研究的成果和进展,并对存在问题和发展趋势进行了分析和展望,以期进一步推动这一交叉学科领域的研究.

江南隆起带安徽宁国西坞口矿床铷的赋存状态及其成矿机制研究

西坞口矿床是江南隆起带安徽宁国市近年来发现的首个关键金属铷(Rb)矿床,与成矿有关的岩浆岩为花岗斑岩。矿床中发育两类铷矿体:矿体I赋存于花岗斑岩体内,矿体II产于花岗斑岩体顶部。两类矿体的矿物组合均为多硅白云母+石英。矿体I呈透镜体状产于花岗斑岩体顶部,多硅白云母含量可达70%,品位为0.25%;矿体II产于花岗斑岩体和地层接触带,品位为0.21%。前人对西坞口矿床的矿化特征、岩浆岩年代学、岩浆岩成因开展了研究,但关于铷的赋存状态及成矿机制尚不明确。本次工作分别对成矿岩体和两类矿体中的主要矿物开展了电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)研究,分析结果显示花岗斑岩中斜长石、钾长石和黑云母中Rb的平均含量分别为3.10×10^(-6)、872×10^(-6)和1328×10^(-6),矿体I和II中多硅白云母的Rb平均含量分别为2544×10^(-6)和2686×10^(-6)。多硅白云母晶体化学计算表明,铷以Rb^(+)→K^(+)/Na^(+)置换的方式进入多硅白云母晶格,在多硅白云母中以类质同象的形式赋存。结合矿床地质特征和区域岩浆岩对比分析,本文提出西坞口矿床成矿岩浆具有较高的Rb背景值以及氟(F)含量,矿物结晶作用使得Rb在残余岩浆含量升高,岩浆向热液过渡阶段的富F特征导致原先岩浆体系的架状硅酸盐结构变成层状,进而有利于结晶出大量富Rb的多硅白云母,并富集形成铷矿体。

安徽龙桥铁矿床辉长闪长岩的发现及其岩石学和年代学研究

龙桥铁矿床是长江中下游成矿带内的大型铁矿床,主矿体呈似层状赋存于三叠系东马鞍山组泥灰岩、角砾状灰岩和泥质粉砂岩中,单个矿体铁矿石资源量大于1亿吨,具有鲜明的成矿特色。前人研究认为,矿区内正长岩类侵入岩与成矿关系密切,龙桥矿床是成矿带内唯一与正长岩有关的大型铁矿床。随着生产勘探,在矿床中部井下巷道中发现辉长闪长岩侵入体,为矿床成因以及成矿模式提供了新的线索。文章在详细的野外地质工作基础上,开展了辉长闪长岩的岩石学、地球化学和年代学研究。辉长闪长岩岩体呈岩株状产出,被正长岩体穿切破坏,靠近矿体部位发育透辉石矽卡岩化蚀变。辉长闪长岩主要由拉长石(60%)、钾长石(10%)、普通辉石(10%)和角闪石(5%)组成;与正长岩相比,辉长闪长岩明显具有低硅、低钾、高镁铁特征。锆石LA ICP-MS定年结果表明其成岩时代为(133.5±0.8)Ma。在前人对龙桥矿床研究的基础上,笔者认为龙桥铁矿床辉长闪长岩与铁成矿作用关系更为密切,成岩成矿作用几乎同时发生,而正长岩为成矿期后破矿岩体。通过与庐枞矿集区和长江中下游成矿带内铁矿床对比表明,庐枞矿集区内大型铁矿床与正长岩无成因联系,而闪长质侵入岩则是庐枞矿集区内重要的成矿母岩。龙桥铁矿床与长江中下游成矿带庐枞、宁芜矿集区内玢岩型铁矿床以及鄂东南矿集区内矽卡岩型铁矿床在成岩成矿时代方面相近,属长江中下游第二期成岩成矿作用的产物。闪长质侵入岩是成矿带内矽卡岩型及玢岩型铁矿成矿的必要条件,而正长岩类侵入岩的形成大多晚于闪长岩,与铁成矿作用无直接关系。

江南钨矿带桂林郑钼钨矿床钼的赋存状态、时空分布及其研究意义

安徽桂林郑钼钨矿床位于江南钨矿带北部,是目前区内唯一钼储量达到大型的钼钨矿床。本文在对该矿床地质特征和已有成果总结基础上,详细观察了各代表性矿化蚀变样品的岩相学特征,提出该矿床具镁质矽卡岩矿床特征,是桂林郑花岗斑岩熔体与奥陶系白云质灰岩地层交代的产物。矿石类型可分为靠近岩体(<100m)浸染状矿石和远离岩体(> 100m)的条带状矿石,分别赋存在接触交代矽卡岩和层控矽卡岩中。桂林郑矿床的矿石矿物为富钼白钨矿(钼钙矿-白钨矿系列),可分为三个世代,分别形成于无水矽卡岩阶段(Sch-Ⅰ)和含水矽卡岩-氧化物阶段(Sch-Ⅱ和Sch-Ⅲ),辉钼矿仅在浸染状矿石富钼白钨矿(Sch-Ⅲ)边部少量发育。不同矿石类型、不同世代富钼白钨矿的电子探针成分分析显示,富钼白钨矿的钼含量(MoO3%)在5.75%~71.02%之间,均值为46.00%(n=224),总体具有超常富钼的特点;从无水矽卡岩阶段到含水矽卡岩-氧化物阶段(早→晚)、从浅部的条带状矿石到深部的浸染状矿石(浅→深),富钼白钨矿MoO3含量有降低趋势。桂林郑钼钨矿床是首个以富钼白钨矿为主要矿石矿物的钼-多金属矿床,这一特殊钼钨矿床的发现深化了矽卡岩钼钨矿床的成因认识,同时对江南钨矿带内区域成矿规律与找矿勘探工作的推进提供了依据。

安徽泾县湛岭斑岩型钼矿床中铼的赋存状态研究

铼(Re)作为关键金属之一,是国家安全和军事战略必不可少的关键矿产,近年来受到世界各国的广泛关注。目前全球90%的Re产出于斑岩型矿床中,由于Re和Mo(钼)的元素性质相近,辉钼矿是Re的主要富集矿物。目前,前人的研究主要集中于含Re辉钼矿多型、辉钼矿中Re的含量、以及微米尺度上Re在辉钼矿中的赋存规律等方面,但纳米尺度上,Re在辉钼矿中的赋存状态研究仍十分薄弱。本次工作以安徽省泾县新发现的湛岭斑岩型钼矿床中的辉钼矿为研究对象,查明矿床中的辉钼矿主要有两种类型:粗粒叶片状辉钼矿(Ⅰ型)和细粒集合体辉钼矿(Ⅱ型)。通过电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)确定了微米尺度上辉钼矿中的Re含量呈较大的不均一性。粗粒叶片状辉钼矿核部的Re含量(90.2×10^(-6))高于边部(37.6×10^(-6)),细粒集合体辉钼矿中的Re平均含量(89.4×10^(-6))明显高于粗粒叶片状辉钼矿(50.0×10^(-6)),其中可见多个无规律的局部Re富集区域。在此基础上,对细粒集合体辉钼矿中富Re区域进行聚焦离子束(FIB)原位取样,并运用透射电镜(TEM)分析发现,在纳米尺度上,辉钼矿Re含量也有较大不均一性。在ADF-TEM照片中识别出辉钼矿具有a、b两种不同的表征。表征a的辉钼矿Re含量较高,晶格受到明显干扰,除类质同象替换外,还存在以Re-S吸附的方式赋存的Re;而表征b中的辉钼矿Re含量较低,晶格并未受到明显的干扰,Re主要是以类质同象替换的形式存在。以上研究结果表明,湛岭斑岩型钼矿床中的Re除了类质同象替代Mo进入辉钼矿晶格外,还以Re-S的形式吸附在辉钼矿晶格表面,Re的两种赋存状态是辉钼矿中Re含量不均一性的主要原因。

基于pXRF的荞麦山铜多金属矿床元素富集规律研究

大数据技术在地学领域的应用越来越广泛,大数据思维为地学研究开辟了新的思路。从数据出发,以数据驱动模式去分析地质问题,在元素分布特征分析、矿床地化异常识别等方面较传统地学分析方法有着明显的优势。文章基于便携式X荧光分析仪(pXRF)测试的原位、无损、快捷、多元素分析等优点,对宣城矿集区内的荞麦山铜多金属矿床岩芯进行高密度的全数据原位采集,使用主成分分析(PCA)、多元逐步线性回归等方法进行量化分析。2种方法均表明,荞麦山铜多金属矿床中元素Mg、Ca、Mn、Co、As、Se、Ag、Hg、U和成矿元素Cu、Fe、S、W存在正相关关系;钻孔矿化和蚀变特征、铜硫矿石、钨矿石、石英砂岩均表现出不同的元素组合,特别是主成分综合得分(PCA)和第一主成分(PC1)元素对钻孔成矿区具有较好的指示效果;逐步多元线性回归分析进一步量化了元素富集规律,对成矿元素的拟合能够较好地与钻孔信息形成对应。因此,pXRF高密度的原位测量能够快速获取全面、准确的元素数据,分析结果能够直观反映荞麦山铜多金属矿床各元素的深度空间分布情况及量化相关关系,对深部地球化学特征的恢复和找矿提供帮助。

长江中下游成矿带城门山斑岩-矽卡岩型铜金矿床碲元素赋存状态及沉淀机制初步研究

碲是一种重要的战略性关键金属,主要以共伴生形式产出多个类型矿床中,斑岩-矽卡岩型矿床是碲资源重要的来源之一。城门山铜金矿床是长江中下游成矿带中一典型斑岩-矽卡岩型矿床,也是该区目前已报道的最大的共伴生碲矿床,然而碲在该矿床的赋存状态、碲的沉淀机制等尚不清楚。本文在详细划分成矿阶段基础上,对该矿床不同类型矿石中的矿物开展电子探针测试、LA-ICP-MS微量元素分析以及面扫描研究工作。测试结果表明碲元素主要以碲银矿、碲铋银矿等碲化物和辉碲铋矿、硫楚碲铋矿、碲黝铜矿等碲的硫化物形式存在,少量呈类质同象赋存在黄铁矿和黄铜矿中。黄铜矿中Te含量在矽卡岩型矿石中变化范围(0.15×10^(-6)~20.50×10^(-6))大于碳酸盐岩交代型矿石(0~3.44×10^(-6))。黄铁矿中Te含量在碳酸盐岩交代型矿石中最高,可达173×10^(-6);黄铁矿mapping显示在同一颗矿物中Te含量分布也不均匀。通过300℃logf_(Te2)-logf_(S2)相图分析,硫逸度介于-6.8~-11.4,碲逸度介于-7.8~-14.8;自花岗闪长斑岩向碳酸盐岩地层围岩,从成矿早阶段到晚阶段,硫逸度和温度逐渐降低,碲逸度升高,这是城门山矿床碲矿物沉淀的主要机制。城门山矿床中无论是单颗粒黄铁矿硫同位素还是原位硫同位素均显示岩浆来源特征,结合岩相学碲矿物与黄铁矿等硫化物密切共生,具有成因联系,表明碲的成矿物质来源也应为岩浆来源,与花岗闪长斑岩岩浆热液作用有关。

蚌埠五河地区金矿床成矿物质来源及其年代学研究——以河口和荣渡金矿床为例

安徽省蚌埠五河地区河口和荣渡金矿床是华北地台东南缘蚌埠台隆和五河台坳邻接区域的两个金矿床。本文通过对比研究河口和荣渡金矿床的地质特征、流体包裹体地球化学、Re-Os同位素以及H-O-S同位素特征,来厘定其形成时代、探讨其成矿物质来源和成矿过程。河口及荣渡金矿床矿体主要呈细脉浸染状、脉状和网脉状赋存于古太古代西堌堆地层中,成矿过程可划分为4个阶段:(1)石英脉阶段(早阶段);(2)石英-黄铁矿阶段(早阶段);(3)石英-多金属硫化物阶段(中阶段);(4)碳酸盐阶段(晚阶段);其中,中阶段为金的主要矿化时期。河口和荣渡金矿床早阶段(石英脉和石英-黄铁矿阶段)的石英内发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG)以及少量的含子晶的气液固三相包裹体(S型),均一温度为322~412℃,盐度介于5. 56%~15. 67%NaCleqv之间,属于高温中低盐度流体体系;中阶段(石英-多金属硫化物脉阶段)石英内发育有富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG),均一温度为257~357℃,盐度介于3. 06%~7. 45%NaCleqv之间,属于中高温低盐度流体体系。从成矿早阶段到主成矿阶段流体的盐度和温度都发生了较大程度的降低,推测矿化过程可能是由流体温度和盐度的降低引起的。成矿阶段石英中流体水的δ18O值介于5. 01‰~7. 90‰之间,δDV-SMOW值介于-89‰^-65‰之间,表明两个矿床的成矿流体为主要为岩浆水。河口金矿床矿石中的黄铁矿δ34S值介于3. 89‰~9. 65‰之间,荣渡金矿床方铅矿δ34S值为0. 76‰,表明河口及荣渡金矿床δ34S值具有岩浆硫的特征,后期由于岩浆去气作用或地层硫的参与使矿石中的δ34S值升高。因此,这两个金矿床可能是与岩浆热液有关的热液石英脉型金矿床。对荣渡金矿床矿石的黄铁矿进行Re-Os同位素定年,确定金矿床形成于134±19Ma,结合前人对该地区所做的岩浆岩定年工作,推测荣渡金矿床的成矿可能与区内130Ma左右的岩浆活动密切相关。

安徽宣城荞麦山矿床成矿岩体及其暗色包体成因与成矿意义:锆石U-Pb年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf-O同位素制约

宣城矿集区是长江中下游成矿带内新提出的矿集区,近年来取得了重大的找矿突破,尤其是大型斑岩型铜金矿的发现使宣城矿集区逐渐成为研究热点。宣城矿集区一系列的斑岩-矽卡岩矿床均与早白垩世侵入体密切相关。荞麦山铜钨矿床是区内典型的矽卡岩矿床,矿床形成与花岗闪长斑岩密切相关,且花岗闪长斑岩发育较多的暗色包体。确定暗色包体的成因有助于深入理解含矿岩体的岩浆演化过程及成矿意义。本次工作以荞麦山矿床花岗闪长斑岩和暗色包体作为研究对象进行U-Pb同位素年代学、岩石及矿物地球化学、全岩Sr-Nd、锆石Hf-O同位素地球化学分析,探讨暗色包体及成矿岩体的源区、岩浆演化过程及其对成矿的意义。暗色包体的形成时代为141Ma(MSWD=0.8),(87Sr/86Sr)i值为0.7059~0.7069,εNd(t)值为-6.0^-9.2,εHf(t)值为-12.7^-5.8,δ18O值为5.8‰~7.7‰;寄主岩石形成时代为140Ma(MSWD=0.3),(87Sr/86Sr)i值为0.7061~0.7064,εNd(t)值为-8.7^-7.7,εHf(t)值为-12.1^-8.1,δ18O值为5.6‰~7.4‰。此外,暗色包体与寄主岩石主要氧化物含量与SiO2含量呈线性负相关趋势、微量元素特征相似和寄主岩石斜长石斑晶的不平衡结构及捕掳晶的发现指示荞麦山暗色包体为岩浆混合成因,花岗闪长斑岩为起源于富集地幔的岩浆与壳源岩浆混合成的母岩浆侵位而来,同时幔源岩浆和壳源岩浆的混合也分别提供了成矿金属元素铜和钨,最终形成了铜钨共生的荞麦山矿床。

华南花岗岩型铀矿床主要特征与成矿作用研究进展

花岗岩型铀矿床是我国最重要的铀矿床类型之一,且主要分布在华南地区。本文在简要介绍华南花岗岩型铀矿床主要地质特征的基础上,重点总结了华南花岗岩型铀矿床的产铀花岗岩、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面的研究进展。华南花岗岩型铀矿床主要分布在华夏地块,以桃山-诸广铀成矿带最为重要。矿床以中小型(300~3000t U)和中低品位(0.05%~0.2%U)为主。产铀花岗岩主要形成于三叠纪(240~205Ma)和侏罗纪(165~150Ma)两个时期,属于S型花岗岩,源区以泥质沉积岩为主。三叠纪过铝质淡色花岗岩是有利的铀源岩,其中铀主要赋存于晶质铀矿。黑云母、晶质铀矿、磷灰石和锆石成分特征是评价花岗岩产铀潜力的有效工具。华南大多数花岗岩型铀矿床形成于白垩纪-古近纪(110~50Ma),以后生热液成因为主,其形成主要与区域白垩纪-古近纪岩石圈伸展作用和幔源基性岩浆活动有关。成矿流体以大气降水为主,成矿温度集中在120~260℃、盐度一般小于10%NaCleqv,铀在流体中主要以铀酰碳酸络合物和铀酰氟化物形式迁移,物理化学条件变化和CO 2去气导致铀在有利部位沉淀。文章指出应加强花岗岩中铀活化机制、铀成矿时代、以及下庄铀矿田侏罗纪(175~145Ma)铀成矿作用研究。

徐宿弧安徽北段地区矽卡岩型Au-Fe-Cu矿床以及有关的中酸性侵入岩年代学研究

徐宿弧安徽北段地区中酸性岩体由多期次岩浆活动形成,部分岩体中发育一系列矽卡岩型(Fe)-Au-Cu-(Mo)和Fe矿床.对该区域内王场矽卡岩型铁矿床成矿岩体(闪长玢岩)和区内最大的矽卡岩型金矿床(杨桥孜Au-Cu矿床)中的辉钼矿进行了测年研究,获得王场闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为132.1±1.9 Ma,杨桥孜矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为130.0±3.2 Ma.系统分析了区内成岩年代、矿化类型及成矿规律,认为区内的岩浆岩可分为4期,矿床分为4种类型,具体为:第1期岩浆岩为新元古代早期的浅成基性侵入岩(辉绿岩),与原生金刚石矿床有关;第2期岩浆岩为侏罗纪早期的中酸性侵入岩;第3期岩浆岩为早白垩世早期的中酸性侵入岩,与矽卡岩型Fe矿床和矽卡岩型(Fe)-Au-Cu-(Mo)矿床有关;第4期为早白垩世晚期的酸性侵入岩.研究区还发现了与深成基性侵入岩有关的岩浆熔离型Cu-Ni矿床,但尚无年代学研究报道.矿化以与中酸性侵入岩有关的Fe、Au-Cu矿化为主,与基性侵入岩有关的Cu-Ni及金刚石矿化较少.研究区各期次岩浆岩都形成于华北克拉通伸展的构造环境,但受不同的地质事件控制.区内大规模的成岩成矿时代集中分布在早白垩世,可能与同时期华北克拉通岩石圈破坏有关.成岩成矿年代学与地球化学数据表明,徐宿弧地区深部可能存在与胶东地区相类似的热液金多金属矿床,为该区今后的找矿方向提供了参考.

徐宿弧安徽北段杨桥孜金铜矿床岩浆岩成因:年代学、地球化学和Hf同位素证据

徐宿弧安徽北段地区是华北克拉通南缘重要的金属资源产区,其中三铺复式岩体北部接触带中段杨桥孜金铜矿床是安徽北部已探明的最大金矿床。本次工作针对杨桥孜矿区含矿的石英二长闪长岩与不含矿的石英二长闪长玢岩展开工作,两者的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为128±1.1 Ma、119.9±4.3 Ma,两者都形成于早白垩世早期华北克拉通构造活动与岩浆活动峰期。岩石地球化学分析表明,杨桥孜矿区两种岩石都具有高硅、富碱、富集LREE、富Sr、贫Th和Yb的特征,属高钾钙碱性准铝质I型花岗岩;高Sr/Y、低HREE和Y、无明显Eu异常表明其具有埃达克岩的特征。石英二长闪长岩的锆石ε_(Hf)(t)为-16.3~-5.3,二阶段模式年龄(t_(DM2))为2202~1515 Ma,与石英二长闪长岩和石英二长闪长玢岩锆石核部得到的年龄范围一致,表明华北克拉通下地壳是岩浆源区的重要端元,较大的εHf(t)变化范围指示源区混合了幔源岩浆。中生代古太平洋斜向俯冲,导致华北克拉通下地壳拆沉并发生部分熔融,俯冲的洋壳板片扰动软流圈导致岩石圈地幔部分熔融,幔源岩浆与古老下地壳相互作用形成了石英二长闪长岩和石英二长闪长玢岩的母岩浆。这一成因模式与岩石中高Mg^(#)、高La/Ta、低Th/Ce、低Sr/Y、低(La/Yb)N的特征相吻合。两种岩石锆石结晶温度平均分别为742℃、708℃,氧逸度ΔFMQ平均分别为+1.79和+1.48,石英二长闪长岩具有相对较高氧逸度是其成矿的重要因素。