南大西洋中脊26°S热液区成矿物质来源探讨

南大西洋中脊的26°S热液区广泛发育多金属硫化物、底泥、枕状熔岩、非活动性烟囱体和活动性烟囱体。为了有效探索硫、铜等成矿物质的来源以及成矿作用过程,分别以玄武岩、烟囱体残片及块状多金属硫化物为研究对象,开展了熔融包裹体、硫同位素和铜同位素研究。结果显示：区内玄武岩新鲜未蚀变且斑晶中产出大量熔融包裹体;熔融包裹体气泡壁附着黄铜矿、黄铁矿及磁铁矿等子矿物,说明在岩浆作用过程中可从熔浆中分离出成矿所需的金属元素和硫,这些成矿元素随着岩浆去气作用进入挥发分中,并随着脱气作用迁移出来。通过对烟囱体残片及块状多金属硫化物中黄铁矿的硫同位素组成进行比对分析,发现26°S热液区内硫化物的硫同位素与大西洋各热液区硫化物的硫同位素变化范围相一致,但δ³⁴S_V-CDT值略低（3.0‰~3.9‰）。低的δ³⁴S_V-CDT值指示硫以岩浆硫源为主,海水硫酸盐还原硫占比低。黄铜矿呈现略微富铜重同位素特征且分馏程度较低,其δ⁶⁵Cu值（0.171‰~0.477‰）趋近于大洋中脊玄武岩的铜同位素值（0）。综合硫同位素及铜同位素特征,表明热液流体经历了岩浆和海水的混合过程,成矿物质主要来自于岩浆热液,成矿作用过程中可能有少量海水混入。     

扬子地块西南缘红泥坡铜矿床成矿流体特征与铜矿化机制——来自流体包裹体和原位S同位素的证据

扬子地块西南缘红泥坡矿床是近年来新发现的大型铜矿床。本文通过流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼成分分析和硫化物原位S同位素分析,揭示了红泥坡铜矿床的成矿物质来源、成矿流体来源及矿质沉淀机制。该矿床成矿过程分为火山-沉积期和热液成矿期。热液成矿期石英+方解石+硫化物阶段(Ⅰ)的石英中发育纯CO₂包裹体、水溶液-CO₂包裹体、含固相的水溶液-CO₂包裹体、含固相的水溶液包裹体以及富液相两相水溶液包裹体。各类包裹体成群分布,均一温度(106～500℃)和盐度(8.8%～59.8%)变化大。激光拉曼分析表明成矿流体中挥发分成分为H₂O、CO₂和少量CH₄。火山-沉积期黄铁矿原位δ³⁴S值为9.18‰～9.34‰,为海水硫和岩浆硫的混合硫;热液成矿期硫化物的原位δ³⁴S值为4.42‰～5.26‰,为岩浆硫和少量地层硫的混合硫。综合矿床成矿时代、流体包裹体及S同位素组成特征,认为古元古代火山-沉积作用形成含Fe和Cu的矿源...     

西藏扎西康矿集区夏隆岗铅锌矿床地质特征及其成矿物质来源研究:硫化物原位S同位素制约

夏隆岗铅锌矿床是扎西康矿集区内新近发现的铅锌矿床。矿床已发现的铅锌矿体受控于北东向、近南北向断裂构造。通过系统的钻孔编录,结合脉体穿插关系及矿物共生组合特征,可将矿床热液成矿期分为3个阶段。分别为:铁锰碳酸盐—多金属硫化物阶段(S1);石英—方解石—多金属硫化物阶段(S2);石英—硫盐矿物阶段(S3)。本次研究系统测试了该矿床热液成矿期不同阶段硫化物的原位硫同位素组成,发现了明显的差别。结果表明,S1阶段金属硫化物的δ~(34)S_V-CDT值介于-1.92‰~3.77‰之间,平均值为0.86‰,指示热液成矿早期S来源于岩浆。而S2阶段及S3阶段硫化物则具有不同的S同位素值,其中S2阶段金属硫化物的δ~(34)S_V-CDT=4.42‰~9.09‰,平均值为7.25‰。S3阶段脆硫锑铅矿δ~(34)S_V-CDT=5.27‰~5.54‰,平均值为5.41‰。S2成矿阶段、S3成矿阶段硫化物δ~(34)S_V-CDT值与区域上围岩地层S同位素较为相似,表明矿床热液成矿晚期有地层硫的加入。综合研究表明,夏隆岗铅锌矿床为与岩浆热液活动相关的热液脉型矿床。     

相山西部牛头山铅锌矿化体成矿物质来源:原位硫同位素的制约

近年来,在相山铀矿田的西部牛头山地区深部发现了铅锌矿化体,其成因机制不明.为探讨牛头山铅锌矿化体物质来源,开展了硫化物原位硫同位素分析研究.根据硫化物矿物之间的充填和包裹关系判断,铅锌矿化体金属硫化物形成的先后顺序是:黄铁矿形成最早,方铅矿和闪锌矿次之,细脉状黄铜矿形成最晚.利用LA-MC-ICP-MS技术对矿化体中几种金属硫化物分别进行了系统的原位硫同位素分析.结果显示:黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、细脉状黄铜矿的δ34S值介于-4.8‰~+5.4‰之间,各硫化物矿物之间硫同位素未达到完全平衡分馏,利用黄铁矿δ34S值得到的矿化流体δ34S_ΣS值（总硫同位素组成）近似为+3.7‰,与共生矿物对（闪锌矿-方铅矿）图解法得到的闪锌矿和方铅矿沉淀时矿化流体的δ34S_ΣS值（+3.2‰）相近,表明形成牛头山铅锌矿化体的矿化流体δ34S_ΣS值大约为+3.7‰,为岩浆硫.结合前人的岩浆岩年龄数据,我们判断该铅锌矿化体金属硫化物的硫可能主要来自次火山岩相花岗斑岩岩浆热液.同一薄片中闪锌矿δ34S值高于共生的方铅矿,表明两者硫同位素基本平衡,利用共生矿物对（闪锌矿-方铅矿）硫同位素温度计计算得出平衡温度为197~476℃,与前人通过脉石矿物流体包裹体得到的铅锌矿化流体温度基本一致.相山火山盆地与相邻的北武夷黄岗山、梨子坑等产铅锌矿的火山盆地具有相似的成矿条件及成矿物质来源,使相山火山盆地具有良好的铅锌多金属找矿前景.      

内蒙古东升庙和炭窑口多金属硫化物矿床铁同位素地球化学特征及其成矿指示意义

本文报道了内蒙古狼山成矿带内两个最大的铅锌多金属硫化物矿床——东升庙矿床和炭窑口矿床中黄铁矿、黄铜矿单矿物的铁同位素研究结果。东升庙矿床绢云石墨片岩中不规则状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值在+0.04‰~+1.11‰之间,呈现铁的重同位素富集,指示了海水中的铁以氧化态沉淀并在成岩期转化成黄铁矿的矿化过程。东升庙和炭窑口矿床富硫化物矿石中黄铁矿和黄铜矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-1.33‰~+0.08‰,具有热液成矿特征,指示金属成矿物质来源于热液流体。另外,绢云石墨片岩中脉状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-0.39‰~-0.04‰,处于矿石黄铁矿和围岩不规则状黄铁矿之间,指示脉状黄铁矿是热液矿化的产物,并在成矿过程中混入了围岩中早先形成的富集铁的重同位素的黄铁矿。绢云石墨片岩中广泛发育的不规则状黄铁矿与赋存在绢云石墨片岩中的富硫化物矿体具有完全不同的铁同位素组成,指示热液活动对不规则状黄铁矿没有明显成矿物质贡献,因此同沉积热液活动成矿的可能性不大。结合赋存在白云石大理岩中硫化物矿体的顶、底部常见硅化的白云石大理岩角砾,本文提出后生矿化是东升庙多金属硫化物矿体的主要成矿方式。另外,东升庙矿床和炭窑口矿床的矿石硫化物具有相似的铁同位素组成特征,指示两者的成矿物质来源具有相似性。     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

金川铜镍矿床硫同位素地球化学

本文利用硫同位素作为地球化学指示剂对金川硫化铜镍矿床的成矿作用和硫源进行分析,获得结论性的认识主要有:(1)交代型矿石中大多数黄铜矿与黄铁矿不属于同一成矿阶段的产物,且二者也没有在新的条件下建立硫同位素交换平衡;(2)在早期超基性岩型矿石到晚期贯入型矿石的漫长成矿作用过程中,硫同位素分馏不显著,表明成矿物质是均一化程度很高的高温浓硫化物熔融体;(3)硫来源于地幔。     

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(Py Ⅰ)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~(206)Pb/~(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Py Ⅰ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(Py Ⅱ)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。     

勉略宁矿集区铜厂铜-铁矿床成因:黄铜矿Re-Os定年和硫化物原位硫同位素制约

铜厂铜-铁矿床在成矿时代、成矿物质来源及矿床成因等方面存在较大争议,限制了其成矿模式的建立以及进一步的找矿实践. 利用黄铜矿Re-Os同位素对该矿床进行定年,并利用LA-MC-ICP-MS技术对黄铜矿、黄铁矿及磁黄铁矿等硫化物开展原位硫同位素研究. 分析结果显示,5件黄铜矿Re-Os同位素等时线年龄为484±34 Ma（MSWD=8.7）,表明铜厂铜-铁矿床形成于早古生代加里东期. 铜厂铜-铁矿床上部铜矿床中黄铜矿（+9.75‰~+13.1‰）和黄铁矿（+9.22‰~+13.9‰）的δ34S值略高于下部铁矿床中黄铜矿（+8.66‰~+10.9‰）、黄铁矿（+8.85‰~+11.0‰）和磁黄铁矿（+7.93‰~+9.28‰）. 计算得到早期成矿热液的δ34S_∑S值约为+10.6‰,晚期成矿热液的δ34S_∑S值约为+12.3‰,说明矿床硫是地幔硫混染海水硫形成的,热化学还原在海水硫酸盐还原过程中起到关键作用. 铜厂铜-铁矿床的形成可分为两期:新元古代晋宁期,Rodinia超大陆裂解导致勉略宁地区发生海底火山喷发形成富含Fe、Cu的初始矿源层;早古生代加里东期,大陆边缘持续的裂解和裂陷形成勉略海槽并导致强烈的岩浆活动,富含挥发分及硫的岩浆热液混合海水硫,并从细碧岩中萃取Fe、Cu等成矿物质,早期成矿热液在铜厂地区深部形成铁矿床,随着磁铁矿和硫化物的沉淀,成矿热液演化到晚期阶段并沿断裂构造带向上运移,在铜厂地区浅部形成铜矿床.      

碳酸盐岩系TSR系统中铁的硫化物生成模拟实验研究

TSR反应的发生可能是造成地质体中天然气耗竭的主要原因之一,其中金属硫化物的生成是TSR反应系统中碳硫氧循环的重要连接体。对H₂S-Fe₂O₃反应体系进行了模拟实验研究,通过X-射线衍射分析手段确定了反应的途径,考察了反应的热力学和动力学特征,计算了反应过程的动力学参数,并初步探讨了反应机理。结果表明,该反应在热力学上是可行的,能够自发进行,生成以FeS₂为主的含铁多硫混合物,水介质的存在有利于反应的进行。     

陕西旬阳地区小河金矿硫铅同位素组成及地质意义

小河金矿是近年来在南秦岭中带发现的中型金矿床,矿石类型为微细浸染型,矿床受地层和构造双重控制。在野外工作基础上,根据矿物组合及穿插关系划分了4个成矿阶段:Ⅰ,成矿早期少硫化物石英脉成矿阶段;Ⅱ,石英脉、黄铁矿、毒砂成矿主阶段;Ⅲ,石英脉-多金属硫化物成矿主阶段;Ⅳ,方解石、石英脉成矿晚阶段。其中Ⅱ、Ⅲ阶段是主要金矿化阶段。不同阶段样品的原位硫同位素结果显示:成矿早阶段石英脉期的黄铁矿δ³⁴S值为20.80‰~25.77‰,均值为23.59‰;主成矿期II阶段中黄铁矿、毒砂δ³⁴S值为15.46‰~19.12‰,均值为17.5‰;主成矿期Ⅲ阶段中方铅矿、闪锌矿δ³⁴S值为11.35‰~16.78‰,均值为13.88‰。硫同位素特征指示硫以沉积硫为主,成矿过程可能存在低δ³⁴S值热液的持续加入。金属硫化物Pb同位素测试结果显示²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.882 1~18.367 4,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.614 0~15.674 1,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.016 3~38.934 2,指示小河金矿铅主要源于地壳,同时伴随幔源铅的混入。综合矿床地质特征及硫、铅同位素地球化学特征,认为小河金矿成矿过程可能存在流体混合作用。     

内蒙古大井铜锡多金属矿床矿石中Cu-S同位素特征及成矿预测

内蒙古大井铜锡多金属矿床是大兴安岭成矿带代表性矿床之一,矿区位于内蒙古东部林西县境内,成矿地质条件良好。矿床矿石中同位素特征及与成矿的关系研究薄弱。本文通过对矿体中黄铜矿Cu同位素,黄铜矿、黄铁矿S同位素和Pb同位素的研究表明:黄铜矿δ⁶⁵Cu 值总体范围为 -0.46‰+0.32‰,平均值为0 ‰,2σ误差平均值约为0.03‰;黄铜矿、黄铁矿δ³⁴S值总体范围为 +0.076 ‰+3.00‰,平均值为+1.83‰,且δ³⁴S值分散程度也较小,整体较均一,属于岩浆硫的同位素特征;Pb同位素数据整体变化很小,具体为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.29118.353,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb =15.50115.574,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb =38.05138.265。结合区域前人的研究表明,大井矿Cu同位素的变化是由于硫化物-岩浆分异过程导致,大井矿矿石黄铜矿δ⁶⁵Cu的变化可能指示了矿化阶段成矿硫化物的演化方向,δ⁶⁵Cu逐渐降低的方向可能存在隐伏矿体,研究区域东部生产区域与外围预测未生产区域具有一致的Cu同位素特征,Cu同位素证据表明大井矿外围预测区可能存在深部隐伏矿体。     

山西梨园金矿黄铁矿微量元素及S-Pb-He-Ar同位素地球化学特征及其地质意义

山西梨园金矿是近年华北克拉通内部金矿找矿的新进展,其矿化样式多,具有较高的研究价值。梨园金矿赋存于太古宙阜平群片麻岩和混合岩化花岗岩中,受区内北北东向断裂控制,主要由爆破角砾岩型的1号矿体和石英脉型的2号矿体组成。矿石矿物主要为黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等,脉石矿物主要为石英、绢云母、钾长石等,蚀变类型主要为硅化、钾长石化、绢云母化、绿泥石化等。黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿δ³⁴S值为0.9‰~4.3‰,平均值为3.0‰,说明硫源主要来自岩浆;方铅矿δ³⁴S值为-12.8‰~1.4‰,平均值为-4.2‰,pH值升高可能是造成方铅矿高负δ³⁴S值的原因。金属硫化物Pb同位素变化范围较小,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为16.697~16.890,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.239~15.267,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为42.186~45.334,均落入下地壳演化线附近,表明成矿流体运移过程中可能淋滤了富Th的下地壳物质。黄铁矿的³He/⁴He为0.27~1.04 R_a,⁴⁰Ar/³⁶Ar为1 194.61~5 488.80,³⁸Ar/³⁶Ar为0.204~0.218,表明成矿流体主要来源于地壳,部分来源于地幔流体,具有壳幔混合的岩浆流体特点。微量元素特征显示黄铁矿具有岩浆热液型黄铁矿的特点,辉绿岩脉和石英斑岩的部分物质可能加入了成矿过程。文章认为梨园金矿为与浅成岩浆侵入作用相关的岩浆热液型金矿床,爆破角砾岩型和石英脉型矿体不同的沉淀机制和矿物结晶过程是导致二者REE含量、S-Pb-He-Ar同位素等方面存在差异的主要原因。梨园金矿深部具有寻找细脉浸染型矿体的可能,其成矿作用是太行山中部地区燕山期构造岩浆活动的又一具体表现。     

陕西旬阳泗人沟铅锌矿床地质及S、Pb同位素地球化学特征

陕西旬阳泗人沟铅锌矿床位于南秦岭褶皱系之大羊山复向斜南翼,赋存在上志留统水洞沟组第二岩性段的粉砂质千枚岩中。矿体受控于层间破碎带和劈理带,呈层状、似层状、透镜状产出。矿石矿物以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿为主;矿石结构主要为它形-半自形粒状集合体结构、交代结构和固溶体分离结构;矿石构造主要为块状、条带状、浸染状和细脉状。激光剥蚀多接收等离子体质谱原位S同位素组成分析结果显示,矿石硫化物的硫同位素组成比较稳定,样品的δ³⁴S值主要介于0.17‰~2.03‰之间,具有塔式分布特征,反映硫主要源于地幔和深部地壳,也有少量地层硫参与。9件矿石硫化物样品的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.198~18.213,平均17.845;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.564~15.627,平均15.610; ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.982~38.471,平均38.206;反映铅同位素总体较稳定,变化范围较小,铅同位素主要源于上地壳,也有少量地幔铅参与。综合矿床地质、地球化学特征,认为泗人沟铅锌矿床成因类型属于后生热液充填交代型。     

南秦岭柞水—山阳矿集区夏家店金矿床黄铁矿微量元素和氢、氧、硫同位素对矿床成因的制约

为了研究柞水—山阳矿集区夏家店金矿床成因,采用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS技术分析夏家店金矿床矿体及围岩样品中黄铁矿原位微量元素及氢、氧、硫同位素组成特征。结果表明,该矿床黄铁矿的Co/Ni 比值为0.11~0.76,说明其与沉积作用有关。矿石中黄铁矿的δ³⁴S值(-9.40‰~7.16‰)与围岩碳质板岩的δ³⁴S值(-8.84‰~10.64‰)接近,黄铁矿的δ³⁴S均值(2.47‰)基本落在岩浆硫的范围内,指示矿石硫可能由地层硫和岩浆硫混合而成。氢、氧同位素测试结果表明,夏家店矿床成矿流体可能主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水的加入。综合矿床地质特征、成矿温度、金赋存状态等特征和黄铁矿微量元素、硫同位素组成可知,夏家店金矿床属于卡林型金矿,其成矿流体主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水加入;其成矿物质是由深部岩浆与地层混合而成。     

内蒙古阿扎哈达铜铋矿床流体包裹体和碳-氧-硫-铅同位素地球化学研究

阿扎哈达石英脉型铜铋矿床位于二连—东乌旗多金属成矿带中段。铜铋热液矿化过程从早到晚可以分为3个阶段,分别为石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-黄铜矿-辉铜矿-辉铋矿-自然铋-萤石阶段(Ⅱ)和晚期石英-方解石阶段(Ⅲ)。铜铋矿化主要产于Ⅱ阶段石英脉中。流体包裹体类型主要为气液两相包裹体。测温结果显示Ⅰ阶段富气相包裹体均一温度变化范围为224~427 ℃,盐度(w(NaCl_eq)为16.0%~22.4%;富液相包裹体均一温度为229~410 ℃,盐度为9.2%~22.2%。Ⅱ阶段富气相包裹体均一温度为245~343 ℃,盐度为17.8%~20.5%;富液相包裹体均一温度为180~361 ℃,盐度为10.5%~21.3%。Ⅲ阶段富液相包裹体均一温度为132~262 ℃,盐度为3.4%~19.4%。成矿热液整体上属于中温、中等盐度流体。单个包裹体激光拉曼分析表明气液相成分主要是H₂O,含少量CH₄,指示成矿流体属于NaCl-H₂O±CH₄体系。C-O同位素数据(δ¹³C_V-PDB值范围为-6.7‰~-1.4‰,δ¹⁸O_V-SMOW值为-2.4‰~+11.5‰)表明成矿流体主要来源于岩浆水,晚阶段有大气降水的混入。黄铁矿S同位素组成(1.3‰~9.5‰)指示成矿物质主要来源于岩浆热液,并有部分地层物质加入。黄铁矿Pb同位素组成²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值变化范围分别为38.081~38.229、15.561~15.602和18.270~18.383,所有数据点均落在造山带铅范围内,表明成矿物质主要来源于侵位的花岗岩,同时地层提供了部分成矿物质。结合流体包裹体和同位素地球化学研究,文章认为温度下降及水岩反应是导致矿质沉淀的重要机制。     

黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带科洛金矿床成因:来自黄铁矿化学成分及He-Ar、S、Pb同位素证据

科洛金矿床位于黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带中,为一正在勘查的中型金矿床。前人研究认为该矿床为一中温、富水、低盐度的韧性剪切带型金矿床。但随着勘查工作的持续开展,新发现了大量含多金属硫化物的石英脉型矿石。为进一步明确该矿床成因,对科洛金矿床内韧性变形和浸染状-团块状两种不同产状黄铁矿进行了系统的成分标型及稳定同位素特征研究。结果表明:韧性变形黄铁矿较浸染-团块状黄铁矿的S/Fe值低,Au、Ag、Co含量高,As含量低,总体显示韧性变形黄铁矿相对贫硫;黄铁矿微量元素显示两类黄铁矿REE具有相似的地球化学特征,整体呈轻稀土富集、重稀土亏损的“右倾”式稀土配分模式。稀土元素总量为17.00×10^-6~66.95×10^-6,韧性变形黄铁矿含量明显偏低,LREE/HREE值为5.25~12.50,相对较稳定。Y/Ho值与地幔和地壳重合范围较多,Zr/Hf值、Nb/Ta值变化范围较大,显示成矿环境不稳定;黄铁矿³He含量为2.405×10^-13~10.811×10^-13,⁴He含量为3.35×10^-7~4.99×10^-7,³He-⁴He图和R/R_a-⁴⁰Ar/³⁶Ar图显示成矿流体有以地幔为主的壳幔混源特征,成矿过程应有大气降水的参与;黄铁矿δ³⁴S变化范围小,集中在+2.3‰~+7.6‰(韧性变形黄铁矿δ³⁴S平均值偏低),稍正向偏离陨石硫特征;黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.157~18.211;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.542~15.594;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.032~38.218(韧性变形黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb平均值偏低),均显示与造山作用关系密切。利用黄铁矿化学成分特征元素Co/Ni值及Co-Ni成因判别图解认为科洛金矿有热液成因矿床特征;利用w(Fe+S)-w(As)图解和Co-Ni-As含量图解显示石英脉型矿石反映浅成低温热液型金矿特征。综合区域变质变形事件、典型矿床特征及矿区内已取得的年龄、流体包裹体等相关数据认为,科洛金矿床应存在两期矿化:三叠纪形成的韧性剪切带型金矿床和白垩纪形成的浅成低温热液型金矿床。建议在今后的矿产勘查中注意寻找真正的韧性剪切带型金矿。     

老挝班康姆铜金矿成矿流体及成矿物质来源：H- O- He- Ar- C- S- Pb同位素证据

老挝班康姆矿床是近年来在琅勃拉邦-黎府成矿带新发现的一个大型铜金矿床。该矿床矽卡岩与矿体主要赋存在安山岩中且缺乏矽卡岩分带,与典型矽卡岩矿床的地质特征存在一定的差别。因此,厘清班康姆铜金矿床的成矿流体、成矿物质来源及矿床成因机制是后续开展琅勃拉邦-黎府成矿带大型铜金矿床找矿勘探的基础。该矿床矿化阶段石英流体包裹体δD分布于-110‰~-90‰,δ¹⁸O分布于-1.5‰~7.1‰,其中低δD的样品具有相对高的δ¹⁸O值;黄铁矿流体包裹体的3He/4He为0.41~3.43Ra(大部分<1Ra),⁴⁰Ar/³⁶Ar为314.8~362.4。H-O及He-Ar同位素结果表明,班康姆矿床成矿流体来源于岩浆流体(至少部分来自地幔)与低δD的大气雨水的混合,雨水占更大的比例,且某些矿化流体的雨水端元在混合前经历了明显的水岩作用。除一件样品(BK64)的黄铁矿具有高的δ³⁴S(8.1‰)外,其余硫化物的δ³⁴S分布于-0.9‰~1.5‰,位于地幔硫的范围。共生硫化物对的硫同位素平衡分馏计算以及动力学分馏不支持高δ³⁴S(8.1‰)黄铁矿的硫来自从热液流体,可能来自围岩。热液方解石的δ¹³C范围为-3.1‰~2.5‰,δ¹⁸O变化于26.0‰~28.4‰,指示其碳来自矿区灰岩,而灰岩的溶解为热液摄取围岩的重硫提供了可能。矿石黄铁矿Pb同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb:17.9284~18.7756;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb:15.5336~15.6651;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb:37.9125~38.8090)位于黎府褶皱带和长山褶皱带晚二叠世—中三叠世大陆弧岩浆岩的Pb同位素范围,介于印支地块玄武岩和泰国-老挝S-型花岗岩及相关矿床的Pb同位素组成之间,指示班康姆矿床的Pb来自壳幔混合源。本文S-Pb-He-Ar同位素结果及区域Cu-Au成矿过程的岩石地化研究,表明班康姆矿床Cu、Au主要来自地幔。与典型矽卡岩Cu-Au矿床的S-Pb-H-O同位素及矽卡岩矿物流体包裹体盐度特征的对比,结合前人的火山气热液交代火山岩形成矽卡岩的实验结果,认为班康姆矽卡岩型Cu-Au矿床的形成机制为深部出溶的气相为主的含矿岩浆流体沿断裂上升到浅部交代安山岩或大理岩并经历了流体混合、沸腾及矿石沉淀等过程。     

中非赞比亚成矿带谦比希铜钴矿床钴的赋存状态与成矿规律

谦比希铜钴矿床是中非赞比亚成矿带重要的超大型铜钴矿床之一,由主矿体、西矿体和东南矿体3部分组成,赋矿层位主要为下罗安亚群敏多拉组和基特韦组,岩性包括泥质板岩、泥质石英岩、板岩、石英砂岩等。现有资料对于矿床中钴的赋存状态和含钴矿物成因的研究较为薄弱,这也直接制约了对钴矿的成因认识及今后找矿方向。本次研究聚焦谦比希矿床中的富钴矿物,对该类矿物进行电子探针、微区X射线荧光光谱分析和S同位素研究,通过查明谦比希矿床中钴的赋存状态及成因机制,为今后区域上钴资源的找矿勘查提供理论依据。分析结果表明谦比希矿床中钴以独立矿物和类质同象形式存在,其中独立矿物主要为硫铜钴矿和硫钴矿。在热液黄铁矿(Py2)和磁黄铁矿中,钴含量最高分别可达4.9%和1.5%,Co与Fe含量成反比关系且Co富集区域较为均匀地分布在硫化物中,说明Co取代Fe以类质同象方式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿中。此外,谦比希矿床热液期黄铁矿-磁黄铁矿的Co-Ni范围不同于夕卡岩型及其他几种成矿类型的黄铁矿和磁黄铁矿,结合前人对热液矿化期流体包裹体的H-O同位素研究,暗示富钴的成矿流体可能并非岩浆热液流体,而是中-高温的变质热液流体。西矿体斑铜矿和东南矿体磁黄铁矿δ³⁴S值分别为6‰~6.9‰和7.2‰~12.6‰,表明热化学硫酸盐还原作用是谦比希矿床还原性硫形成的主要机制,硫化物在经历了变质作用后δ³⁴S值具有均一化。综合本文和前人已有研究,我们认为钴的主成矿期与卢菲利安造山作用密切相关,造山期中-高温变质热液使得钴、铜等金属元素再富集。NE-SW向挤压形成的褶皱枢纽及特定走向断层的交汇处等构造发育部位可以作为钴矿体的有利找矿地段,而热液脉中的黄铁矿-磁黄铁矿组合可作为区域上寻找钴矿体的矿物标志。