川东北飞仙关组甲烷为主的TSR及其同位素分馏作用

川东北开江-梁平陆棚东北侧飞仙关组多孔鲕粒白云岩中发生了以甲烷为主的热化学硫酸盐还原作用(TSR),产生高达20%的H₂S;而西南侧鲕粒灰岩以低孔、低H₂S天然气为特征。东北侧白云岩主要发育白云石粒间溶孔或粒间扩大溶孔,这些溶孔可与方解石(δ¹³C=-10‰~-19‰)、储层沥青、元素硫、黄铁矿和石英紧密共生,可分布于片状储层沥青与白云石晶体之间,说明白云石溶解作用发生在沥青形成以后。白云石的溶解作用导致现今天然气以无机CO₂为主,δ¹³C_CO2主要介于-2‰~+2‰之间。这种溶解作用是在酸性条件下,硬石膏或天青石参与下发生的,可能先产生MgSO₄配对离子,而后MgSO₄又与甲烷反应产生H₂S,净增大了孔隙。研究还发现,普光气田及以东天然气的来源不同于河坝和元坝天然气;对普光气田及以东天然气分析显示,甲烷δ¹³C值与残余烃含量 之间存在对数相关关系。这表明TSR过程中,甲烷同位素分馏作用遵从封闭体系下瑞利分馏原理。据此计算显示,渡4井约有15%甲烷被氧化了。     

白云鄂博碳酸盐矿物的矿物化学成分标型特征

对白云鄂博地区不同产状的碳酸盐矿物进行了系统的电子探针分析,其结果表明白云鄂博ＲＥＥ－Ｎｂ－Ｆｅ矿床的赋矿白云岩中,无论是粗粒结构的,还是细粒结构的白云岩,其主要造岩矿物白云石或者铁白云石均具高锰（ＭｎＯ〉０．５ｗｔ％）和高锶（ＳｒＯ〉１．５ｗｔ％）的特征,与矿床北东方向０￣３．５ｋｍ范围内切割五台群花岗片麻岩－混合岩及白云鄂博群碎屑岩的火成碳酸岩岩墙中的碳酸盐矿物非常相似。它们完全不同于宽沟段裂以北典型沉积石灰岩厦白云质石灰岩中的方解石和白云(MnO<0.1wt％ ,SrO<0.1wt％ )。赋矿白云岩中自云石的锶和锰含量系统变他反映碳酸岩浆发生了分离结晶作用,其结果可以导致其余岩浆中REE高度富集．本文认为碳酸盐矿物的锶和锰含量可以作为识别其成囡的重要标型特征,其氧化物MnO>0.15wt％ 和Sr>0.15wt％为火成碳酸岩的标志。     

白云鄂博赋矿白云岩与微晶丘和碳酸岩墙的碳氧同位素对比研究

本文通过方解石和白云石的碳和氧同位素分析,对比研究了白云鄂博赋矿白云岩、黑脑包微晶丘、北京西山微晶丘、宽沟北正常沉积灰岩和白云鄂博碳酸岩墙,从而探讨了赋矿白云岩的成因及其与超大型Fe-Nb-REE矿床的成因关系。结果为:①黑脑包腮林忽洞群顶部微晶丘和北京西山寒武系顶部微晶丘碳酸盐的δ~(13)C值都在0±2‰左右,δ~(18)O值为18.3‰～25.1‰,均具有典型海相沉积碳酸盐岩的特点;②白云鄂博东矿采场δ~(13)C值为-7.9‰～-1.1‰,δ~(18)O值为9.1‰～20.9‰;矿区东西两端δ~(13)C值-7.9‰～-0.6‰,δ~(18)O值8.6‰～25.7‰;均介于地幔流体与典型沉积碳酸盐岩之间。部分赋矿白云岩样品中白云石与方解石之间的碳氧同位素分馏△~(13)C和△~(18)O值均小于0‰,表明其受到过次生蚀变作用,低δ~(18)O值白云石样品所对应的负△~(18)O值反映了地幔镁质流体对沉积碳酸盐岩的强烈交代作用;③矿区—富稀土碳酸岩墙的δ~(13)C值为-7.2‰～-4.7‰,δ~(18)O价值为11.9‰～16.4‰,表明其碳酸岩岩浆并非原始地幔来源,而可能与俯冲板块携带的沉积碳酸盐岩与地幔流体在深部的高温混合熔融有关。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于0‰,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,至少其中之一为     

白云鄂博矿床成因的Mg同位素制约

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界著名的巨型多金属矿床,它的成因一直是个激烈争论的问题。近年来Mg同位素研究快速发展,在示踪幔源火成碳酸岩和沉积碳酸盐岩方面显示出一定的潜力,为白云鄂博矿床成因问题的究提供了新的途径。对白云鄂博矿床H8白云岩、碳酸岩墙白云岩,以及中元古代沉积白云岩,腮林忽洞微晶丘白云岩的Mg同位素进行了对比研究。研究结果表明:碳酸岩墙样品的δ26Mg-DSM3变化范围为-0.34‰～-0.14‰,平均值-0.24‰,落在地幔岩端元;中元古代沉积白云岩的δ26MgDSM3为-1.81‰～-1.53‰;H8白云岩的δ26MgDSM3变化范围为-1.13‰～-0.10‰,平均值-0.53‰,部分落在地幔岩范围,部分落在地幔岩和沉积白云岩之间;而腮林忽洞微晶丘白云岩的δ26MgDSM3最轻,为-1.99‰～-1.93‰。白云鄂博矿床赋矿白云岩的Mg同位素组成特征不支持正常白云岩沉积成因和微晶丘成因观点,更倾向于火成碳酸浆成因观点。     

河北武安西石门铁矿床Fe同位素特征及其成矿指示意义

发育于太行山造山带南段的西石门铁矿矿体和岩体、碳酸盐岩地层之间有非常明显的接触界线,且具有明显的侵入关系.矿石矿物主要以自形磁铁矿为主,矿石发育气孔构造,显示了充填-贯入的特征.全岩地球化学分析结果表明,闪长岩与钠长岩的FeO、MgO与TiO₂呈明显的线性正相关,Na₂O与SiO₂呈微弱线性正相关,而Na₂O与CaO呈线性负相关.闪长岩Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=-0.048‰~0.223‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.070‰±0.197(2SD,n=6);钠长岩Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=0.033‰~0.101‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.063‰±0.070(2SD,n=4);磁铁矿矿石Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=0.008‰~0.115‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.065‰±0.089(2SD,n=12);两个矽卡岩Fe同位素分别为-0.085‰和0.025‰;大理岩样品的δ⁵⁶Fe为-0.320‰.磁铁矿矿石Fe同位素组成和平均火成岩接近,且较为均一,铁的来源很可能来自于高温"矿浆".本文提出西石门铁矿床为岩浆通道-"矿浆"贯入式成矿.矿体下部相比上部更偏富集Fe的重同位素,判断"矿浆"运移方向是从下部往上部运移.     

青海玉树东莫扎抓铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd同位素组成:对成矿物质来源的指示

青海玉树地区东莫扎抓铅锌矿床位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表。在野外地质观察基础上,本文对矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析,对矿石矿物、脉石矿物和区域地层进行了Pb同位素组成分析,对脉石矿物进行了Sr-Nd同位素组成分析。结果表明,硫化物δ³⁴S值为-29‰~6‰,峰值为-8‰~-6‰,反映了总体富轻硫的特征,而重晶石δ³⁴S值为18.3‰~+22.8‰,来自于第三纪陆相盆地。宽的δ³⁴S变化可以解释为流体在盆地内活动期间与不同地层单元发生相互作用,从而继承了不同物质单元的S同位素特点,还原硫应主要来自于硫酸盐的细菌还原或者含硫有机质的热还原,反映硫来自沉积盆地。矿石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.387~18.703、15.391~15.768、38.372~38.809,而脉石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.423~18.612、15.491~15.701、38.497~38.612。矿石矿物和脉石矿物的Pb同位素组成介于区域上地壳Pb组成范围内,总体类似于MVT矿床,显示Pb等金属元素来源于上地壳岩石。脉石矿物的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_ⅰ、ε_Sr(t)、(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_ⅰ和ε_Nd(t)分别为0.70855~0.70928、58.0~68.4、0.512273~0.512353、-6.2~-4.7。Sr-Nd同位素特征亦显示脉石矿物的物质来源于上地壳岩石。     

青海玉树莫海拉亨铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd同位素组成: 对成矿物质来源的指示——兼与东莫扎抓铅锌矿床的对比

青海玉树地区莫海拉亨铅锌矿床和东莫扎抓铅锌矿床均位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是"三江"北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的2个典型代表。笔者曾通过对东莫扎抓铅锌矿床的S-Pb-Sr-Nd同位素组成特征研究,认为其成矿物质来源于沉积地层。本文在野外地质观察基础上,亦对莫海拉亨铅锌矿床的矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析,对矿石矿物、脉石矿物和区域地层进行了Pb同位素组成分析,对脉石矿物进行了Sr-Nd同位素组成分析。分析结果表明,硫化物δ³⁴S值为-30.0‰~7.4‰,峰值为-18‰~-2‰,反映了总体富轻硫的特征,而重晶石δ³⁴S值为20.2‰~+24.2‰,来自于第三纪陆相盆地。宽的δ³⁴S变化可以解释为流体在盆地内活动期间与不同地层单元发生相互作用,从而继承了不同物质单元的S同位素特点,还原硫应主要来自于硫酸盐的细菌还原或者含硫有机质的热还原,反映硫来自沉积盆地。矿石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.298~18.694、15.298~15.721、38.169~38.894,而脉石矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.418~18.672、15.418~15.719、38.403~38.845。矿石矿物和脉石矿物的Pb同位素组成介于区域上地壳Pb组成范围内,总体类似于MVT矿床,显示Pb等金属元素来源于上地壳岩石。脉石矿物的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i、ε_Sr(t)、(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i和ε_Nd(t)分别为0.70851~0.70906、57.4~65.2、0.512265~0.512361、-6.5~-4.6。Sr-Nd同位素特征亦显示脉石矿物的物质来源于上地壳岩石。总体来说,莫海拉亨铅锌矿床的S-Pb-Sr-Nd同位素特征均与东莫扎抓铅锌矿床的一样,显示均来自沉积地层。并结合矿床地质特征和地球化学特征,讨论了莫海拉亨铅锌矿床和东莫扎抓铅锌矿床形成的动力学背景。     

湖南黄沙坪W-Mo-Bi-Pb-Zn多金属矿床硫铅同位素地球化学研究

湖南黄沙坪W-Mo-Bi-Pb-Zn多金属矿床规模大、矿种多、范围小、分带明显,是南岭有色金属成矿带的代表性矿床之一。成矿地质体为碱长花岗斑岩,与下石炭统灰岩接触带发生大规模矽卡岩化,形成大型钨、钼、铋、萤石以及铁的共生矿床。围绕矽卡岩向外,分布铜锌、铅锌、铅锌银的分带,对应的矿化组合分别为粗粒磁黄铁矿-闪锌矿-黄铜矿、中粗粒磁黄铁矿-闪锌矿-方铅矿、胶状黄铁矿-闪锌矿-方铅矿。围绕花岗斑岩,硫化物矿物的δ³⁴S值呈带状分布,其δ³⁴S总体变化为2.3‰~17.5‰,花岗斑岩中浸染状辉钼矿δ³⁴S为17.1‰,矽卡岩中硫化物δ³⁴S>15‰,矽卡岩附近及外侧的铅锌矿体10‰<δ³⁴S<15‰,外围的铅锌银矿体δ³⁴S<10‰。下石炭统中代表沉积特点的细粒浸染状黄铁矿δ³⁴S为-3.1‰~-22.6‰。铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.525~18.603,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.706~15.792,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.889~39.178。综合研究表明,黄沙坪矿床成矿物质硫和铅主要来自花岗斑岩。经硫同位素热力学平衡计算,引起δ³⁴S值围绕花岗斑岩体分带的主要原因是随温度下降以及物理化学条件变化导致的热力学分馏作用,其次是沉积岩围岩中低δ³⁴S值硫的加入。对南岭地区花岗岩、古生代地层等的δ³⁴S值对比研究发现,引起花岗斑岩岩浆高δ³⁴S值的主要原因是深部富含硫化物(δ³⁴S值高)地层对富含挥发份(Li-F)的碱长花岗岩岩浆的混染作用,其次是成矿作用过程中地层与岩浆的相互作用(包括同化混染)。围绕黄沙坪矿床,湘南地区矽卡岩型钨多金属矿存在一个较高的δ³⁴S值分布区。宝山矽卡岩型Cu-Mo-Pb-Zn矿床矿石硫化物δ³⁴S为-1‰~3.6‰,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.602~18.672,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.693~15.780,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.901~39.186。因此,宝山矿床与黄沙坪矿床的物质来源和成矿机制不同,宝山矿床硫、铅同位素组成集中,分布范围不同于黄沙坪,成矿物质来自岩浆岩。黄沙坪、宝山矿床代表了南岭地区燕山早期存在两类不同性质的岩浆活动与成矿组合。     

滇东北松梁铅锌矿床成矿物质来源：来自S、Pb、Zn同位素的证据

川滇黔铅锌多金属成矿域内,碳酸盐岩容矿的热液铅锌矿床多达400个。松梁铅锌矿床地处滇东北与川东南的交接处,位于川滇黔铅锌多金属成矿域的核心部位;铅锌矿体赋存于震旦系灯影组白云岩内,矿体产出明显受断裂控制;矿石矿物组成简单,主要由闪锌矿、方铅矿和黄铁矿组成。文章重点研究了松梁铅锌矿床硫化物的S、Pb、Zn同位素组成,进而探讨了其成矿物质来源及矿床成因。研究表明,松梁铅锌矿床的硫化物δ³⁴S_CDT值在+4.6‰~+13.7‰之间,平均值为+10.5‰,显示硫来源于赋矿围岩,为震旦系灯影组硫酸盐经TSR的产物;硫化物的Pb同位素比值为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.158~18.513、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.633~15.895、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.096~38.786,反映成矿物质为壳源铅,源自震旦系灯影组白云岩与结晶基底的混合;闪锌矿的δ⁶⁶Zn为-0.126‰~+0.082‰,揭示成矿物质可能源自震旦系灯影组碳酸盐岩和结晶基底的混合。松梁铅锌矿床为后生碳酸盐岩容矿型铅锌矿床。     

白云鄂博地区相关地质单元的铁同位素特征及其对白云鄂博矿床成因的制约

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界著名的巨型多金属矿床,它的成因一直是个激烈争论的问题,观点主要集中在沉积成因和岩浆成因上,而铁的物质来源问题是争论的焦点之一。近年来Fe同位素的快速发展为解决白云鄂博铁矿的成因提供了新思路。对白云鄂博地区发育的白云鄂博群尖山组铁质板岩、宽沟北沉积型铁矿、腮林忽洞微晶丘、灰绿岩墙这些相关地质单元的Fe同位素组成特征进行了研究,为白云鄂博矿床成因研究提供了最直接的参考。结果表明,尖山组铁质板岩的δ56Fe值为-0.49‰～0.48‰,平均值为-0.03‰±0.84‰,2SD,n=5;宽沟北沉积型铁矿的δ56Fe值为-0.68‰～0.23‰,平均值为-0.10‰±0.78‰,2SD,n=5;腮林忽洞微晶丘δ56Fe值为-0.64‰～0.12‰,平均值为-0.28‰±0.57‰,2SD,n=6;辉绿岩的Fe同位素组成δ56Fe值集中在0.11‰～0.16‰。腮林忽洞微晶丘总体上比白云鄂博赋矿白云岩富集Fe的轻同位素,Fe同位素组成变化也相对更大,表明两者可能有不同的成因。白云鄂博地区尖山组铁质板岩、宽沟北沉积型铁矿与世界其他地区含铁沉积建造的Fe同位素组成类似,其共同特征是,Fe同位素变化较大,总体上δ56Fe大于0‰。这一特征与白云鄂博铁矿的Fe同位素组成差别较大。白云鄂博矿床的δ56Fe集中在0‰附近,与白云鄂博地区灰绿岩、世界不同地区火成岩和岩浆型铁矿的Fe同位素组成特征一致。表明白云鄂博铁矿可能不是沉积成因的,更有可能与岩浆作用有关。     

白云鄂博Fe-REE-Nb建造地球化学特征及成因：元素及同位素新证据

通过野外地质观察和室内镜下研究,利用XRF和ICP-MS对白云岩及其周围的板岩的主、微量元素进行分析,同时对硫化矿化的样品开展硫同位素测试。元素测试结果显示白云鄂博Fe-REE-Nb建造白云岩既具有部分火成碳酸岩的地球化学特征,也具有部分沉积碳酸岩的地球化学特征,表明白云鄂博Fe-REE-Nb建造赋矿白云岩不是典型的火成碳酸岩或沉积碳酸盐岩。硫同位素的测试结果表明,全岩的硫同位素组成不呈塔式模型分布,出现两个比较明显的峰值,一个在0‰左右,具有深源特征;另一个在+8‰左右,明显高于幔源硫,这个结果说明其来源可能有两个:地幔和海水。赋矿白云岩中Nb随着稀土的富集也发生富集作用,但是Ta的富集作用却十分微弱,显示了成矿热液强烈富REE和Nb及贫Ta的元素地球化学特征。据元素和硫同位素结果,我们认为白云鄂博赋矿白云岩是沉积碳酸盐受地幔碳酸岩岩浆及派生的流体交代的产物,而非直接源于火山碳酸岩喷发成因。地幔深部碳酸岩岩浆及其派生的富稀土流体沿区域性深大断裂上涌与沉积碳酸盐岩进行交代作用,形成了白云鄂博独特巨大的Fe-REE-Nb矿床及区域性的稀土矿床。     

石碌钴-铜矿床流体包裹体和稳定同位素特征及成因

海南石碌钴-铜矿体赋存于石碌群第六层的下段,即介于铁矿体与石碌群第五层片岩之间的含钴-铜层位中,容矿岩石主要为白云岩、透辉石透闪石化白云岩。钴-铜矿床的形成经历了海底喷溢沉积期、石英-硫化物期(热液期)和表生期。海底喷溢沉积期石英包裹体均一温度变化于112~205℃,多集中在130~205℃;盐度w(NaCl_eq)为1.74%~6.59%;密度变化于0.88~0.95 g/cm³。温度范围与很多古代沉积喷流矿床及正在活动的海底热液成矿作用的温度相似,盐度低于曾报道的多数沉积喷流矿床的流体包裹体盐度值, 但与那些同为低密度成矿流体的喷流沉积矿床极为相近。海底喷溢沉积期形成的硬石膏δ³⁴S值为+21.4‰~+21.8‰,平均值为+21.6‰,强烈富集重硫,硬石膏δ³⁴S值代表着新元古代石碌群沉积时海水的δ³⁴S值。石英-硫化物期石英、白云石和方解石均一温度多集中在170~270℃;盐度w(NaCl_eq)为1%~7%;密度变化于0.88~0.95 g/cm³。成矿流体属于中温低盐度流体。石英-硫化物期成矿流体δD值为-63‰~-83‰,成矿流体δ¹⁸O_水值变化于1.3‰~6.8‰之间,指示成矿流体来源于岩浆,成矿后期有大气降水的加入。石英-硫化物期硫化物δ³⁴S值为+8.1‰~+21.2‰,硫源来源于石碌群中蒸发岩的溶解作用。石碌钴-铜矿床属中温热液充填交代矿床,与矿床周围花岗质岩浆活动有关。     

广东凡口铅锌矿床赋矿地层稳定同位素研究

广东凡口铅锌矿床是中国著名的大型铅锌矿床。在凡口矿区新发现有类似奥陶系岩性的地层,与寒武系一起构成矿区的浅变质基底,其δ¹³C_V-PDB值为-6.5‰、δ¹⁸O_V-SMOW值为14.9‰,在矿区各地层中最小,受热液作用影响最弱,主要受岩性影响。由深至浅,泥盆系地层的δ¹³C_V-PDB、δ¹⁸O_V-SMOW值逐渐增高、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值逐渐减小,该段岩层的主赋矿层位（D₂d和D₃t）δ¹³C_V-PDB接近零,δ¹⁸O_V-SMOW在18‰左右,稳定同位素的变化除受岩性影响外,主要受后期热液蚀变作用的影响,为成矿提供了一定的前提条件。石炭系（C₂ht）白云岩的δ¹³C平均值为2.17‰,δ¹⁸O平均值为21.9‰,与其他层位性质明显不同,为矿区的盖层。     

黔西北乐开铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自硫、铅同位素的证据

赋存于泥盆系望城坡组白云岩中的乐开铅锌矿床位于扬子地块西南缘川滇黔接壤铅锌矿集区,主要发育似层状矿体,具有典型的“逆(逆断裂)导-张(张断裂)运-岩(受断裂影响的碳酸盐岩破碎空间被碳质黏土岩圈闭形成的有利岩性组合)储”构造控矿模式。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿,发育(网)脉状、角砾状、浸染状等构造与交代、充填、共边等结构,后生成矿特征明显。硫化物δ³⁴S值为11.1‰~18.1‰(均值约14.7‰),明显高于幔源岩浆硫的δ³⁴S值,与泥盆纪同期海水硫酸盐的δ³⁴S值相近,显示硫化物中的还原硫可能是赋矿地层中的高溶解度硫酸盐热化学反应(TSR)的产物。硫化物铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为18.400‰~18.767‰(均值为18.565‰);²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.660‰~16.058‰(均值为15.791‰);²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为38.580‰~39.432‰(均值为39.059‰),变化范围相对较大。铅同位素的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb图解与△γ-△β图解显示明显的壳源特征,同时暗示沉积岩石与基底岩石共同提供了成矿物质。综合矿床地质、硫化物硫、铅同位素特征,笔者认为乐开铅锌矿床的成矿过程为盆地流体循环萃取沉积岩石与基底岩石的金属元素后形成含矿流体,含矿流体被深大断裂导入上覆沉积地层的特殊构造部位(被碳质黏土岩圈闭的碳酸盐岩破碎空间)时,富含的热量导致沉积盖层中硫酸盐发生热化学反应(TSR),生成大量的S^2-,与含矿流体中的Pb²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺等金属阳离子结合成矿。乐开铅锌矿床的地质地球化学特征与MVT型矿床类似,因此,乐开铅锌矿床属于MVT型铅锌矿床。成矿物质来源与矿床类型的确定有利于川滇黔接壤铅锌矿集区同类型铅锌矿床的勘查与开发。     

白云鄂博矿床成矿构造环境分析

白云鄂博矿床是世界著名的超大型铁铌稀土矿床,很多学者对之进行了长期的研究,积累了十分丰富的资料。但由于证据的多样和复杂,研究者们对其赋矿白云岩成因、成矿时代及赋矿地层白云鄂博群的年代有多种不同认识。刘淑春等(1999)、章雨旭等(2009)曾对已有的赋矿白云岩成因进行了综合评述,归纳起来主要可分为     

造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪：夹皮沟金矿带例析

在详细的矿床地质研究和成矿阶段划分基础上,系统采集了距夹皮沟断裂带100~3622m的6个金矿床不同成矿阶段的20件矿石样品,进行了氢、氧同位素测试。距夹皮沟断裂带由近及远,各金矿床的氢、氧同位素组成分别为:北沟(100~172m,δD=-97‰~-90‰,δ18O_w=-3.26‰~5.49‰)、二道沟(820~830m,δD=-95‰~-94‰,δ18O_w=-4.58‰~-0.50‰)、三道岔(1385~1412m,δD=-97‰~-91‰,δ18O_w=-3.58‰~-1.39‰)、四道岔(2776~2802m,δD=-99‰~-80‰,δ18O_w=0.75‰~4.69‰)、八家子(3400m,δD=-102‰,δ18O_w=0.22‰)、夹皮沟本区(3595~3622m,δD=-108‰~-92‰,δ18O_w=2.91‰~5.39‰)。成矿早、主、晚阶段δD、δ18O_w和W/R值分别为-97‰~-80‰、3.99‰~5.49‰和约0.1;-108‰~-90‰、-3.26‰~4.71‰和0.1~0.5;-97‰~-91‰、-4.58‰~-2.68‰和0.01~0.1。反映金矿早阶段成矿流体以变质水为主体,混入有少量岩浆水,W/R值较小;主阶段成矿流体为变质水和大气降水的混合,W/R值显著增大,氢、氧同位素和W/R值具有明显的空间不均一特征(成矿流体隧道式流动):前者与距夹皮沟断裂带的距离正相关、后两者负相关,而它们与各金矿床已探明资源量的相关性相反,可能表征了成矿系统有效流体压力对W/R值和金沉淀成矿的控制作用;晚阶段大气降水大量加入,成矿流体弥散式的流动机制引起大面积同位素均一化,W/R值最小。据此推断,氧同位素低值区与氢同位素和W/R高值区(尤其是它们的显著变化区)的套合部位是金大规模沉淀聚集的最有利地段暨找矿勘查的重要选区。     

白云鄂博矿床成矿构造环境分析

白云鄂博矿床是世界著名的超大型铁铌稀土矿床,但因为其成因和形成时代的证据复杂多样,其成因、形成时代及其形成的大地构造环境均有多种不同认识。笔者等曾对赋矿白云岩成因、成矿时代及赋矿地层白云鄂博群的年代这两个关键问题进行了系统的地质、地球化学研究,获得了一系列关键证据,并对前人资料进行了系统地梳理,论证了白云鄂博矿床赋矿白云岩为一大型微晶丘,而微晶丘是热水沉积形成;确定其成矿时代及白云鄂博群的年代均为早古生代。本文进一步报道了在与白云鄂博群下部相当的腮林忽洞群中发现了宏体化石海绵和腹足类,在白云鄂博群中发现了与腮林忽洞群中相同的振动液化脉和振动液化角砾岩。从而笔者等认为,白云鄂博矿床成矿和白云鄂博群的沉积环境是早古生代被动大陆边缘。     

四川乌斯河铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自原位S-Pb同位素证据

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和方解石化为主。矿石类型主要包括块状、条带状、角砾状、脉状和浸染状等,其中矿物组成相对简单,以闪锌矿、方铅矿、白云石和方解石为主,含少量沥青和黄铁矿。该矿床地质地球化学研究程度相对较低,其成矿物质来源不清,致使该矿床存在热水沉积成因、喷流沉积-后期热液叠加改造以及MVT型等多种成因争议,难以建立统一成矿模式。本文对乌斯河铅锌矿床不同成矿阶段的硫化物（包括黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）,开展原位硫和铅同位素地球化学研究,以查明该矿床的成矿物质来源、还原硫的形成机制和示踪成矿过程,为认识该类矿床铅锌成矿作用提供新地球化学依据。原位S同位素分析结果显示,乌斯河铅锌矿床硫化物的还原硫存在不同硫来源,成矿早阶段硫化物δ³⁴S值较低,介于+1.3‰~+14.2‰之间,暗示可能有来自于赋矿地层圈闭古油气系统中的H₂S;主成矿阶段硫化物相对富集重硫同位素,δ³⁴S值在+11.0‰~+23.3‰之间,表明其为赋矿地层的蒸发岩的热化学还原作用的产物。此外,硫化物的LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成分析显示,该矿床成矿金属元素主要来源于变质基底地层,水岩反应可能使赋矿地层贡献少量的成矿物质。综合矿区地质特征和已有的地球化学研究成果,本文认为乌斯河铅锌矿床属于MVT铅锌矿床,富Pb、Zn等成矿元素的流体与富H₂S的流体混合是该矿床金属硫化物沉淀的主要机制。     

论内蒙古白云鄂博群和白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床成矿的年代

白云鄂博稀土铌铁矿床具十分独特的地质、地球化学特征.所以多时代成矿是难以置信的.白云鄂博矿床成矿时间势必晚于赋矿白云岩及其下伏地层.而较多的地层古生物证据表明白云鄂博群形成于震旦纪至奥陶纪之间.基于赋矿白云岩是热水沉积形成,碳酸盐脉是同源热液交代变质岩或砂岩等形成的认识,笔者等认为,碳酸盐脉中的锆石可能是变质岩或砂岩中的锆石,它们虽被热液改造,其U-Pb年龄仍可能老于成矿年龄.已报道的白云鄂博矿床Sm-Nd等时线年龄虽然主要集中在1.2～1.6 Ga.但也有多个分别为0.4～O.5 Ga、0.8～0.9 Ga和1.O～1.1 Ga的年龄值.笔者等收集了所有已发表的98件白云鄂博矿床矿石、矿物及碳酸岩墙和上覆板岩的Sm-Nd年龄分析数据,用Isoplot程序计算,发现这些数据,除两件异常外,可以拟合成一条直线,相关系数R=0.96325,求得等时线年龄t=1125.8±32.5 Ma,εNd=-3.02.这一结果表明在1125.8±32.5 Ma白云鄂博Sm-Nd同位素时钟启动,且未再受后来的地质作用扰动,指示成矿作用应晚于或等于1.1 Ga,但地质意义尚待研究.若假定Sm-Nd同位素时钟不易被一般地质作用重置,则可以采信白云鄂博矿床辉钼矿的R.e-Os模式年龄(439±8 Ma)或黄铁矿Re-Os等时线年龄(439±86Ma)为白云鄂博的成矿年龄.这与赋矿地层的古生物化石年代相符.     

三江中段青海玉树吉龙沉积岩容矿脉状铜矿成矿作用研究

吉龙铜矿位于青藏高原东、北缘三江造山带中段青海玉树地区,其矿化特征和三江南段兰坪盆地内沉积岩容矿脉状铜矿特征相似,对该矿床矿化特征和矿床成因的详细研究有助于理解区域沉积岩容矿脉状铜矿成矿规律,对区域找矿具有重要意义。详细的野外地质考察及室内显微镜下观察发现,吉龙矿床铜矿化以石英-碳酸盐-硫化物脉的形式发育在石炭系杂多群上段灰岩与碎屑岩的岩性分界面上,矿石矿物主要为黄铜矿+斑铜矿+黝铜矿+辉铜矿,脉石矿物以石英+方解石为主。方解石Sm-Nd同位素等时线年代学研究表明,吉龙铜矿形成于34Ma,在大地构造背景下和区域逆冲推覆构造活动间歇期的走滑断裂活动以及相伴随的钾质岩浆活动同期。主成矿阶段成矿流体仅发育富液相LÜ流体包裹体,流体表现出中温度(230~250℃)、低盐度(3%~6% NaCleqv)性质;δD_V-SMOW值分馏较大(-154‰~-80‰),δ¹⁸O_V-SMOW值分馏较小(7.72‰~10.30‰),反映了开放体系发生去气作用后的残余岩浆热液来源。硫化物沉淀阶段成矿热液S同位素组成一致(3.4‰~11.6‰),较岩浆来源硫分馏大,推测成矿还原硫主要来自赋矿灰岩地层封存硫酸盐的有机质热还原作用;铅同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为18.668~18.707、15.657~15.792和38.645~38.873)同区域新生代钾质岩浆岩一致,推测成矿金属物质可能来自区域钾质岩浆作用。吉龙铜矿成矿模式可简要归纳为:走滑断裂→钾质岩浆活动,岩浆去气→富金属热液形成,热液运移→与富硫酸盐地层相遇,硫酸盐有机质热还原→还原硫产生,还原硫与金属物质结合→硫化物沉淀。综合对比吉龙铜矿与三江南段兰坪盆地内沉积岩容矿脉状铜矿发现,二者在成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体性质及来源、成矿物质来源上都具有极大相似性,推测吉龙铜矿为三江南段沉积岩容矿脉状铜矿在区域上向中北段的延伸,三江带上有望发现一条上千千米的沉积岩容矿脉状铜矿带。