粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA- ICP- MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明：①黄铁矿主量元素w（Fe）=41.64% ~ 49.39%,平均值为45.83%;w（S）=50.56% ~ 57.62%,平均值为53.73%,w（Fe）/w（S）=0.73 ~ 0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;②黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;③绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;④成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;⑤黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀矿含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

相山铀矿田黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省境内的相山火山盆地中,是中国目前最大的火山岩型铀矿田。文章利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS)技术对矿田内几个典型铀矿床(居隆庵、河元背和沙洲矿床)中矿前期热液蚀变阶段形成的黄铁矿分别进行了微量元素及S同位素组成特征研究。研究结果表明,矿田内铀矿床中黄铁矿的Co/Ni比值主要介于2.00～6.00,支持其为热液成因。黄铁矿的δ34S值总体变化于+0.1‰～+16.2‰,但西部与北部铀矿床之间黄铁矿δ34S值存在显著差异:西部铀矿床(居隆庵、河元背)中黄铁矿δ34S值为+0.1‰～+8.4‰,介于矿田内新元古代基底变质沉积岩δ34S值(+7.9‰～+9.4‰)与壳源岩浆δ34S值(-5.0‰～+5.0‰)之间,暗示S可能来自基底变质沉积岩硫与围岩(流纹英安岩和碎斑熔岩)中硫化物的硫的混合;北部沙洲铀矿床中黄铁矿的δ34S值为+7.5‰～+16.2‰,与蒸发硫酸盐δ34S值相接近,表明硫的来源可能主要与矿田西北侧红盆内硫酸盐的热化学还原(TSR)相关,围岩(花岗斑岩)中的Fe2+在还原过程中发挥了重要作用。同时,热化学还原产生的H2S与围岩中的Fe2+进一步结合形成黄铁矿。铀成矿期含铀热液中的六价U(Ⅵ)与铀成矿前期形成的上述黄铁矿发生氧化还原反应,导致铀沉淀成矿。     

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床黄铁矿成因特征及其对铀成矿作用的指示

蒙其古尔铀矿床是近年伊犁盆地内发现的规模最大的砂岩型铀矿床,为了研究该矿床成矿物质来源、成矿流体性质及成矿环境等问题,本文以该矿床中与矿石矿物沥青铀矿、铀石等密切共生的脉石矿物黄铁矿为研究对象,分别对该矿床中西山窑组和八道湾组砂岩中黄铁矿微量元素、稀土元素及硫同位素地球化学特征进行了系统分析。结果表明:黄铁矿的稀土元素表现为相似的特征,即LREE明显较HREE富集(La_N/Yb_N=4.27～9.82)、明显负铕异常(δEu=0.50～0.71)和基本无铈异常(δCe=0.93～1.04)的特征;微量元素中Co含量为2.1×10~(-6)～26.7×10~(-6),Ni含量为19.5×10~(-6)～79.30×10~(-6),Co/Ni比值为0.07～0.88,As含量为8.90×10~(-6)～95.60×10~(-6),相对于大陆地壳As平均含量富集;硫同位素组成具有相对宽泛的变化范围,δ~(34)SCDT为-17.30‰～3.90‰,极差为21.20‰。综合蒙其古尔铀矿床黄铁矿的稀土元素、微量元素和硫同位素组成特征,结合区内成矿地质背景,认为蒙其古尔铀矿床中的黄铁矿为沉积成因且形成于低温还原环境;黄铁矿中的硫主要源于具微生物成因特征的煤和沉积硫化物;在铀成矿作用过程中,黄铁矿和炭屑等有机质为铀成矿作用提供了发生氧化还原反应所需的还原剂。     

南秦岭柞水-山阳矿集区龙头沟金矿床硫化物微量元素和硫同位素地球化学特征

龙头沟矿床是南秦岭柞水-山阳矿集区内新发现的中型金矿床。本文以矿床中的黄铁矿及黄铜矿为研究对象,在详细的室内、外研究的基础上,采用LA-ICPMS和LA-MC-ICPMS测试方法对成矿期不同阶段的硫化物进行微量元素及硫同位素成分研究。结果表明,黄铁矿Co含量为(0.33～183.93)×10~(-6),Co/Ni比值介于0.035～1.9之间,且Co/Ni比值多小于1,表明黄铁矿可能形成于中低温环境,多具有沉积成因和沉积改造成因微量元素特征,黄铁矿中Au的富集可能与中低温多期岩浆热液活动有关。第Ⅰ阶段硫化物的δ~(34)S值变化范围为0.1‰～3.74‰,均值为1.71‰,显示出幔源硫特征;而第Ⅱ阶段的δ~(34)S=-13.99‰～13.35‰,均值为2.17‰,介于0±3‰之间,显示该阶段可能是幔源与赋矿围岩发生水岩反应;第Ⅲ阶段δ~(34)S=7.44‰～14.72‰,低于围岩(δ~(34)S=18.14‰～20.54‰),显示该阶段可能有地层硫参与,是上升的成矿流体与赋矿围岩发生水岩反应,硫同位素特征指示硫可能由幔源和赋矿围岩混合而成。     

陕西八卦庙金矿床NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制探讨:原位硫同位素证据

八卦庙金矿床位于秦岭造山带凤太铅锌多金属矿田北部,是陕西省规模较大的金矿床之一,已探明金储量约106 t.赋矿围岩是上泥盆统星红铺组浅变质泥质碎屑岩和碳酸盐岩,其成矿过程可划分为3期,分别是①顺层磁黄铁矿-石英成矿期;②NE向黄铁矿-石英成矿期;③裂隙硫化物-方解石成矿期.目前关于NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制仍存在争议.本文通过矿相学观察,将NE向黄铁矿-石英成矿期划分为自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英阶段(Ⅰ)、他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(Ⅱ)、他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(Ⅲ)和黑云母阶段(IV),并在此基础上采用激光剥蚀-多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)分析方法对千枚岩围岩中以及不同阶段形成的硫化物进行了原位S同位素测试,结果显示围岩中原生磁黄铁矿的δ34 S值集中于11.6‰～13.0‰之间,介于前人报道的原生黄铁矿δ34 S值变化范围(3.3‰～16.0‰);阶段I形成的黄铁矿的δ34 S值为8.4‰～10.1‰,磁黄铁矿为7.6‰～8.0‰;阶段II黄铁矿的δ34 S值相对较高,为14.0‰～15.9‰;阶段Ⅲ磁黄铁矿的δ34 S值介于6.4‰～8.3‰之间.八卦庙金矿NE向黄铁矿-石英成矿期总体相对富集重硫同位素、离散程度较大,各阶段硫化物的硫同位素值介于矿集区花岗岩和围岩硫之间,显示其具有岩浆硫与地层硫混合的特征.结合阶段I到阶段Ⅲ矿物组合的变化(黄铁矿+磁黄铁矿→黄铁矿→磁黄铁矿),推断阶段IIδ34 S值增高是水岩反应引起的硫化作用所致,而阶段Ⅲ硫同位素值降低可能与岩浆水的加入密切相关.结合成矿物理化学条件,推断该成矿期成矿热液中金主要以Au(HS)2-的形式迁移,阶段I到阶段Ⅱ由水岩反应引起的硫化作用是导致他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(Ⅱ)金矿化的主要原因,而岩浆水的混入可能是导致他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(Ⅲ)金沉淀的主要机理.     

甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义

老金厂金矿床是北山成矿南带最具代表性的中低温岩浆热液型金矿床之一,其规模为中型。依据脉体穿插、矿物共生组合和矿石结构构造等特征,将矿床矿化作用过程划分为石英-黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英-含砷黄铁矿-毒砂阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-方解石阶段（Ⅳ）。利用电子探针研究了不同成矿阶段载金矿物的元素组成及其分布规律。Ⅰ阶段：黄铁矿以粗粒自形立方体为主,粒度为0.50~1.50 mm,贫As、Au;毒砂含量极少,呈细粒他形。Ⅱ阶段：含砷黄铁矿周围常有大量毒砂产出,含砷黄铁矿多为立方体、五角十二面体,粒度为0.30~1.00 mm,富As、Au;该阶段矿化最为强烈,毒砂主要形成于此时期,多呈棱柱状、柱状、放射状集合体,显示富S亏As特征。Ⅲ阶段：多以黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿共生组合脉的形式产出,黄铁矿多呈长条状,以富S、Cu、Zn、Au和贫Fe、As为特征。Ⅳ阶段：矿化作用极弱,毒砂、黄铁矿含量极少,为细粒他形。原位硫同位素组成显示：Ⅰ阶段黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值为-3.8‰~-2.9‰,均值为-3.3‰;Ⅱ阶段黄铁矿和毒砂δ³⁴S_V-CDT值为-4.7‰~2.6‰,均值为-3.3‰;Ⅲ阶段黄铁矿和闪锌矿δ³⁴S_V-CDT值主要分布于-1.9‰~1.0‰之间,均值为0.1‰。此3个阶段硫同位素组成反映了成矿期硫主要来源于幔源岩浆,混入了部分地层硫。综合前人研究成果,认为成矿早期至晚期,成矿流体总体上由富S贫As向富As贫S演化。Ⅰ阶段体系处于中性稳定的环境,硫源充足;Ⅱ阶段为贫S富As的高氧逸度环境,由于大气降水对地层的淋滤渗透,混入富As流体,Au可能与As结合形成Au-As络合物,在成矿有利部位富集沉淀;Ⅲ阶段成矿元素种类丰富,体系为富S贫As的弱还原环境,Au很可能与HS^-、S^-形成络合物进入黄铁矿晶格。     

粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA-ICP-MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明:(1)黄铁矿主量元素w(Fe)=41.64%～49.39%,平均值为45.83%;w(S)=50.56%～57.62%,平均值为53.73%,w(Fe)/w(S)=0.73～0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;(2)黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;(3)绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;(4)成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;(5)黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

诸广岩体南部铀矿区稳定同位素组成及矿床成因分析

诸广岩体南部产出多个大中型铀矿床,笔者通过测定各主要矿床的硫、氢、氧同位素组成,探讨成矿流体和成矿物质来源。研究发现,富矿石中黄铁矿的δ34SCDT值为-17.4‰~-17.9‰,与新鲜辉绿岩中黄铁矿的δ34SCDT值(-0.5‰~-0.2‰)明显不同,表明成矿流体来自幔源的可能性很小。在δD-δ18 OH2O图中,所有氢、氧同位素组成特征值均落于地幔水、岩浆水、变质水与大气降水线之间,进一步表明成矿流体来自大气降水。δ13 CPDB值为-9.8‰~-4.3‰,显示碳很可能来自花岗岩。上述同位素特征表明,区内与花岗岩有关的脉型铀矿床可能主要由大气降水沿深大断裂循环并萃取围岩(包括花岗岩)中各种成矿元素而形成。     

粤北东坑铀矿床黄铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其意义

东坑铀矿床是粤北地区代表型花岗岩型铀矿床之一,复杂的成矿过程制约了人们对其成因的理解。文章依据成矿期次,将其中黄铁矿划分为4类:矿前期粗晶萤石-梳状石英中的黄铁矿(Py Ⅰ)、成矿期早阶段红色微晶石英中的自形-半自形黄铁矿(Py Ⅱ)、主成矿阶段沥青铀矿中的胶状-他形黄铁矿(Py Ⅲ)以及晚成矿阶段自形-半自形细粒黄铁矿(Py Ⅳ)。微量元素分析结果表明,黄铁矿中Co、Ni、As、Se主要以类质同象的形式存在,而U、Pb、Cu、Zn、Bi等元素则以矿物包裹体的形式存在。Py Ⅰ和Py Ⅱ具有相对较高的As、Tl含量和较低的Co、Ni以及U、W、Mo、V、Ti含量,表明其形成温度较低;Py Ⅲ具有最低的As、Tl含量和最高的Co、Ni、Ti、V、Mn、U、Mo含量,暗示流体温度相对较高,且辉绿岩或深源流体可能提供了部分物质;Py Ⅳ的As、Tl、Sb略微升高,Co、Ni及Se、U、Mo、W、Ti、V、Mn、Cu、Zn则降低,且其Co/Ni值变化较大,结合结构特征认为其形成于流体快速降温过程。不同矿床黄铁矿微量元素的对比结果表明,东坑铀矿床主成矿期黄铁矿与竹山下“交点型”和辉绿岩中黄铁矿类...     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。