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.     

相山铀矿田成矿流体特征:来自微量、稀土元素地球化学证据

相山铀矿田的成矿流体性质和来源存在争议,为进一步探讨相山铀矿田成矿流体的性质和来源,本文对相山铀矿田西部的居隆庵铀矿床和北部的沙洲铀矿床中的新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的微量、稀土元素含量及其变化进行了研究。结果显示:在含较多热液成因萤石的居隆庵铀矿床中,从新鲜围岩到蚀变围岩到矿石,Zr、Hf含量先降低再升高;而在含少量热液萤石的沙洲铀矿床中,新鲜围岩、蚀变围岩和矿石的Zr、Hf含量基本一致。鉴于富F流体易汲取岩石中的Zr、Hf,因此,这两个矿床中不同类型样品Zr、Hf含量的不同变化趋势,可能与居隆庵铀矿床的成矿流体富F、而沙洲铀矿床的成矿流体相对贫F有关。这两个铀矿床中矿石的稀土配分曲线与其各自的新鲜及蚀变围岩的稀土配分曲线形态相似但又存在差异,说明每个矿床的新鲜围岩、蚀变围岩和矿石之间的稀土元素既具有继承性、又受到不同性质的流体的影响。居隆庵铀矿床中矿石显示Eu负异常,可能主要是继承了围岩的Eu负异常;沙洲铀矿床中矿石Eu显示弱负异常至弱正异常的特征,可能与围岩中斜长石因热液蚀变作用而释放出的Eu的进入流体有关。基于新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的U和REE研究,推断居隆庵铀矿床成矿流体中U和REE均以F的络合物形式迁移;但沙洲铀矿床中铀矿石品位较低,可能是与流体中相对贫F有关。     

内蒙狼山成矿带东升庙多金属硫化物矿床硫的来源及矿化过程

东升庙多金属硫化物矿床是狼山成矿带最大和最典型的铅锌多金属硫化物矿床,目前该矿床硫的来源及成矿过程仍存在争议。本文对矿区常见硫化物矿石和最重要的赋矿围岩——绢云石墨片岩中的硫化物分别进行硫同位素分析。结果显示东升庙矿床的硫化物普遍富集硫的重同位素,且矿石与围岩中的硫化物的硫同位素分布范围均较为集中。绢云石墨片岩中的黄铁矿的δ~(34)S值在+19.4‰~+23.4‰之间,具有和当时海水硫酸盐相似的硫同位素组成,指示围岩中的不规则黄铁矿是孔隙水(海水)中的硫酸盐被完全还原后形成的。矿石硫化物的δ~(34)S值在+28.3‰~+31.3‰之间,相比围岩中的黄铁矿明显富集硫的重同位素,指示两者具有不同的硫源。矿石中的硫可能源自基底地层中蒸发岩的溶解,由此形成的硫酸盐占主导的热液流体可萃取大量铅、锌等金属,当遇到狼山群地层中富含有机质的沉积岩时发生热化学还原反应,从而造成硫化物的大量卸载,形成金属硫化物矿床。     

江西相山矿田硫铅同位素地球化学特征

为查明江西相山矿田内铅锌矿和铀矿床的成矿物质来源,对与铅锌矿、铀矿有关的矿石矿物进行了S、Pb同位素研究,结果显示,与铅锌矿有关的金属矿物δ34S值为1.3‰~4.7‰,同铀矿伴生的黄铁矿δ34S值为7.9‰~14.9‰;赋矿围岩、基底变质岩、铀矿床黄铁矿和铅锌矿硫化物的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb及208Pb/204Pb比值整体上有逐渐降低的趋势,均表现出放射性成因铅的特征,不同岩石或矿石的样品铅同位素组成范围基本一致。结合前人研究,说明铅锌矿和铀矿并非来自同一次成矿事件;铅锌矿的成矿期次具有阶段性,硫源具有均一性,主要以深部硫源为主,在其向上迁移的过程中有少量基底变质岩中的硫加入,按照硫化物共生矿物对计算出铅锌矿的成矿温度:早阶段为424~382℃,晚阶段为331~290℃,属中高温热液矿床;铀矿的硫源具有地层硫特征,主要来自于基底变质沉积岩。铀矿床伴生的黄铁矿铅同位素组成比铅锌矿硫化矿的铅同位素组成更具放射性成因铅,铅锌矿的铅源主要与上地壳基底变质岩有关,铀矿的铅源主要以相山火山-侵入杂岩体为主,但是可能还具有少量幔源铅参与。     

云南会泽铅锌矿田硫同位素研究

为探讨会泽铅锌矿田成矿流体总硫同位素组成、成矿温度、硫源及还原硫的形成机制,在分析前人的硫同位素数据基础上对麒麟厂矿床上部原生矿体硫化物(黄铁矿、闪锌矿和方铅矿)及麒麟厂和矿山厂矿床外围新发现的硫酸盐矿物(重晶石)进行了硫同位素研究。结果显示,原生矿体中的硫化物的δ34S变化为8.0‰~17.68‰,成矿流体中硫同位素已达分馏平衡;矿床外围的硫酸盐δ34S变化为17.95‰~24.30‰。利用共生矿物对Pinckney法,估算获得成矿流体的δ34SΣS为14.44‰,与海相硫酸盐的δ34S相近;通过同位素地质温度计,估算获得成矿温度为134~388℃;包裹体测温发现,重晶石为热液成因,暗示成矿流体中的硫可能来自矿区及矿区外围各个地层的海相硫酸盐或是矿区发现的热液重晶石。硫酸盐的还原机制应为热化学还原作用(TSR)。     

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。     

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.      

诸广中部塘湾铀矿床黄铁矿成因及其对铀成矿作用的指示

为深入探讨塘湾铀矿床成因,本文以诸广山中部仁化县城口矿田塘湾铀矿床的黄铁矿为研究对象,基于详细的岩相学,将黄铁矿精细划分为成矿早期（pyⅠ）、成矿期（pyⅡa、pyⅡb）及成矿晚期（pyⅢ）三个时期四个阶段。采用EPMA和LA- ICP- MS）技术对各阶段的黄铁矿开展主、微量元素及硫同位素原位测试分析。结果显示：塘湾铀矿床黄铁矿Fe含量为45. 80%~46. 80%,S含量为51. 85%~53. 84%,n(S)/n(Fe)为1. 96~2. 03。黄铁矿中微量元素种类少且含量低,部分低于检出限,相对大陆地壳显著富集As、Se、Ag、Sb、Au、Bi、U元素,As含量最高,平均1587×10-6;Co/Ni值为1. 07~59. 1;各阶段稀土元素总量低且主成矿期相对高,配分模式一致,与花岗岩围岩高度相似,负铕异常明显（δEu为0. 12~0. 44）。黄铁矿的δ34SCDT为-3. 1‰～-19. 9‰,pyⅠ、pyⅡa、pyⅡb、pyⅢ明显呈先降低再升高的特征。综合上述地球化学特征,认为塘湾铀矿床黄铁矿均为富As亏S型黄铁矿,有利于铀成矿;其属中低温岩浆热液成因,物质来源于围岩花岗岩。结合不同阶段黄铁矿地球化学特征变化、矿床地质特征和铀成矿理论,认为塘湾矿床自成矿早期、主成矿期至成矿晚期成矿流体一致显示相对还原的环境,且经历了相对氧化还原相对氧化的演化,成矿温度逐渐降低。黄铁矿对于流体中铀的沉淀起到了重要还原剂作用。     

湖北金山店矽卡岩型铁矿田硫同位素特征及其地质意义

矿集区或矿田尺度硫同位素的空间分布特征研究不仅具有重要的理论意义,而且对找矿实践具有重要的指示作用。本文对金山店矿田范围内的矽卡岩型铁矿床开展了系统的硫同位素研究工作,发现该矿田内矽卡岩型铁矿床中的黄铁矿(+15. 1‰~+25. 6‰)、硬石膏(+24. 9‰~+31. 5‰)和石膏(+27. 5‰~+30. 4‰)均具有富集重硫同位素的特征,明显不同于岩浆热液矿床中这些矿物的δ~(34)S值组成特征,且硬石膏和石膏的δ~(34)S值与三叠系嘉陵江组地层中沉积石膏的δ34S值较为接近,暗示金山店矿田内矽卡岩型铁矿中的硫可能主要来自于含膏盐地层。含膏盐地层广泛参与了金山店矿田中矽卡岩型铁矿的成矿作用,对成矿作用产生了重要的影响:大量硫酸根(SO_4~(2-))的还原过程可以将成矿体系中的Fe~(2+)氧化成Fe~(3+),导致大量磁铁矿的形成;含膏盐地层与流体作用形成大量的盐溶角砾岩,有利于加速成矿流体与围岩之间的水岩作用,并提供容矿空间。系统的对比研究发现,大冶地区的矽卡岩型铁矿和矽卡岩型铁铜矿的赋矿地层、热液硬石膏/石膏规模和硫同位素值组成均存在明显的差异,暗示这些矿床的成矿围岩存在显著的差异。鄂东矿集区尺度的硫同位素等值线所揭示的空间变化规律具有重要的找矿指示作用:在天青石矿区(如狮子立山)或附近可能具有寻找大冶式矽卡岩型铁矿床或铁铜矿床的潜力,而在硬石膏/石膏发育的矽卡岩型铁矿区(如金山店铁矿田和程潮铁矿)或附近则具有寻找狮子立山式热液天青石矿床的潜力。     

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。     

中国铀矿资源特征及成矿规律概要

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,作为26个重要矿种之一完成了全国铀矿资源潜力评价。在项目开展过程中,通过对中国铀矿资源特征、铀矿床类型(成因类型和预测类型)、时空分布及成矿系列研究,总结了中国铀矿的成矿规律。本文梳理了中国铀资源勘查现状与最近铀矿勘查工作进展,建立了4大类9类21亚类铀矿床类型,划分了50个铀矿预测类型;总结了中国铀矿时空分布特征及铀成矿规律,进而划分了29个铀成矿区带和20个铀成矿远景区带,建立了20个铀~多金属成矿系列。上述研究成果与进展有利于综合分析区域铀成矿规律,以期为未来的铀矿找矿工作提供指导。     

中国铀矿资源成矿地质特征与资源潜力分析

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,为摸清其资源潜力,科学规划资源勘探、开发与利用,铀矿与其他25个重要矿种一同开展了全国性的资源潜力评价工作。在项目开展过程中,通过对中国铀矿资源特征、铀矿床类型（成因类型和预测类型）、时空分布研究,总结了中国铀矿的成矿规律。评估工作全面梳理了中国铀资源勘查成果与最近铀矿勘查工作进展,总结了中国铀矿时空分布特征及规律,划分了29个铀成矿区带和20个铀成矿远景区带;建立了4大类9类21亚类铀矿床类型划分方案,划分了50个铀矿预测类型;采用矿床模型综合地质信息法完成了共49个铀成矿（远景）区带的资源潜力评价工作;并对各区带潜力评价成果进行了全面的统计与分析。上述研究成果综合分析、评价了我国铀资源潜力,为未来的铀矿找矿工作和核能发展规划提供了依据。     

全国铀矿资源潜力评价工作进展与主要成果

全国铀矿资源潜力评价属于国情调查的一项重要内容,是在集成核地质系统几十年成果资料的基础上,充分借鉴国内外相关的地质研究成果,全过程使用GIS技术,全国范围内圈定铀矿预测区329个,预测铀资源量200余万t。在铀矿床类型、成矿区带划分、地物化遥综合信息及铀成矿规律研究等方面取得了创新性成果,首次实现了铀矿资源潜力的数字化和信息化评价,为制定铀矿地质勘查中长期规划提供了重要依据,为我国铀矿资源的常态化动态评价奠定了很好的基础。     

Outline of Uranium Resources Characteristics and Metallogenetic Regularity in China

Uranium,as one of twenty-six kinds of important minerals in China,is strategic resource and energy mineral,which has been thoroughly investigated in the project of National Potential Evaluation of Uranium Resource.During the implementation of this project,the authors summarized the metallogenic regularity of uranium resource in China systematically,through the researches of geological characteristics of uranium resource,uranium deposits type(genetic and prediction type),temporal and spatial distribution,and metallogenic series.Based on the investigation of present situation and progress in uranium exploration,this paper proposes the uranium deposits in China should be divided into 4 classes,9 types,21 subtypes in genetic,and 50 types in prediction;suggests to divide China into 29 uranium metallogenic belts and 20 uranium prospective area,and constructs 20uranium-polymetallic metallogenic series,through summarizing temporal and spatial distribution characteristics and metallogenic regularity of uranium deposits in China.The above research is beneficial to the comprehensive understanding of regional uranium metallogenic regularity,and will direct the uranium exploration in the future.     

中、美两国铀矿钻探工作量的对比分析

钻探进尺、数量、终孔深度、单位进尺的费用等参数是铀矿勘探中的重要实物工作量和可量化指标。以＂红皮书＂和美国能源信息署等公布的数据为依据,对比分析了中、美两国近两年铀矿钻探统计参数,以及与铀矿勘查之间的关系。     

浙江衢州铀资源基地勘查工作重点、找矿方向和目标任务

赣杭火山岩铀成矿带东段的浙江省寿昌梅城盆地西段和大洲盆地铀成矿条件优越,是浙江最有利的铀成矿区段,衢州地区已探明多个铀矿床,提交了数量可观的铀资源储量。研究认为,衢州铀资源勘查基地的670矿床深部及近外围、大桥坞地区、王贵寺南东侧铀矿勘查工作程度相对较低,无论是扩大老矿区,还是开辟新基地,都有较大的找矿潜力。文章提出了这些地段今后铀矿勘查工作重点、找矿方向和目标任务。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

江西相山邹家山-石洞断裂带及其控矿作用

邹家山石洞断裂构造带(又称邹石构造带)由几组大致平行的断裂组成,总体走向为30°~40°,倾向NW或SE,倾角65°~85°,深切基底达10 km,属区域性NE向走滑断层。根据断裂构造的发育程度、构造联合控矿作用等特点,自北向南将邹石构造带分为石马山段、邹家山段、书塘段和石洞段。研究构造带的铀矿化蚀变特征及构造控矿规律发现,邹石构造带在不同地段控矿形式不同,按容矿位置可分为两类,即主断裂容矿和旁侧次级断裂容矿。邹石构造带的铀矿化作用明显分为两期,邹石构造带附近的铀矿床均存在铀赤铁矿型矿化蚀变,表明邹石构造带对成矿的重要作用。相山矿田各矿床内矿带的展布表明,主要矿带走向的法线方向总是指向相山盆地的特定区域。在总结已知矿床规律的基础上,笔者认为邹石构造带仍然是相山盆地最具找矿潜力的地区之一,书塘地区是邹石构造带的首选找矿靶区。     

世界核电发展及铀供需态势展望

以权威机构发布的最新资料数据为基础,介绍了世界核电近期至中长期的发展态势,归纳了当前世界铀生产的主要特点,初步分析了至2030年铀的供需关系。认为从世界层面看,铀资源对于近期和中长期的世界铀生产和核电铀需求是有充分保障的,世界铀生产可以满足近期的核电铀需求,但至2015年以后核电的快速发展时期又会出现较大的供需缺口。如果世界新铀矿山的投产和老铀矿山的扩产计划都能如期悉数实现,铀生产满足长期核电铀需求是完全可能的。     

开鲁坳陷钱家店铀矿床铀的赋存状态及铀矿形成时代研究

本文对开鲁坳陷钱家店铀矿床铀的存在形式及铀矿成矿作用进行了研究。钱家店铀矿床矿石中铀的存在形式有铀矿物、吸附铀及含铀矿物,其中以铀矿物和吸附铀形式为主。U6 /U4 比值为0.266～1.116,平均为0.761。铀矿石中铀在各种粒级碎屑中均有分布,但集中分布在0.1～0.25mm粒级中,铀分布率27.89%～76.98%,平均为46.55%。钱家店砂岩型铀矿床UPb等时线年龄为53±3Ma和7±0Ma。