多元稳定同位素组合示踪含膏盐地层参与湖北金山店矽卡岩型铁矿成矿作用

相比单一稳定同位素而言,多元稳定同位素组合的使用,能更有效地示踪成矿作用过程中流体的来源和演化。本文对已证明有含膏盐地层参与成矿作用的湖北金山店铁矿开展了碳-氧-硫等多元稳定同位素的研究。方解石碳氧同位素结果表明,金山店岩体与灰岩或白云岩之间发生了广泛的水岩反应,这些水岩作用是金山店铁矿蚀变矿化过程的一部分。与各阶段矿物平衡的流体氧同位素值变化范围较小,且表现出随温度降低具有规律性变化的特征:早期矽卡岩阶段氧同位素值在岩浆水范围内变化,磁铁矿阶段则明显富集重氧同位素,而成矿后的各阶段特别是石膏-方解石阶段,成矿流体明显富集轻氧同位素。这些特征暗示成矿之前流体以岩浆水为主,成矿作用发生时有一定含膏盐地层参与成矿,而成矿后大气水特征明显,即成矿流体具有多元混合的特征。硬石膏氧-硫同位素组合暗示成矿流体中具有明显富δ~(34)S-δ~(18)O流体成分的加入,这一流体可能为淋滤了地层中膏盐组分的岩浆水或循环的大气水。成矿阶段和成矿后的黄铁矿均富集重硫同位素,也暗示成矿流体中含膏盐地层组分的加入。多元稳定同位素组合的联合证据表明,金山店铁矿成矿流体具有多元混合的特点,成矿阶段含膏盐地层参与成矿作用特征明显,暗示含膏盐地层中的膏盐组分可能是被岩浆水或循环的大气水或二者的混合流体所淋滤而进入矽卡岩成矿体系的。     

膏盐在金顶铅锌矿成矿中的作用：硫和锶同位素证据

云南金顶铅锌、天青石、石膏和硫铁矿超大型复合矿床位于兰坪盆地的北缘,矿床中富含沥青和重油等有机质和膏盐类矿物。大部分硬石膏和石膏的δ34SV-CDT集中分布在+12‰~+16‰之间,与三叠纪末期海洋硫酸盐的δ34SV-CDT值+15‰相近;天青石的δ34SV-CDT较为离散,+6‰~+26‰,但在整体上围绕着硬石膏分布。除少部分早期成岩-矿化阶段形成的硫化物具有极低的生物成因特征的δ34SV-CDT以外,大部分金属硫化物的δ34SV-CDT呈现出“两段式”的分布特征,一组δ34SV-CDT集中在-12‰~-20‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约30‰;另一组δ34SV-CDT集中在-8‰~-2‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约20‰。在200℃的主成矿温度下,硫酸盐与硫化氢之间的硫同位素分馏刚好为30‰,在300℃为20‰,这与金顶矿床中石膏-硫化物之间硫同位素分布规律一致,表明矿床中的大部分硫源自有机质还原三叠纪膏盐所产生的硫化氢。当富含Pb2+、Zn2+、Sr2+等阳离子的成矿溶液与富含有机质、CO2、H2S和硫酸盐的热水溶液在推覆穹窿构造中汇合时,Pb2+、Zn2+与H2S结合生成方铅矿和闪锌矿,Sr2+与SO42-结合生成天青石。另外,矿区天青石、石膏、灰岩角砾和金属硫化物的锶同位素数据表明膏盐类矿床中的锶 (87Sr/86Sr=0.707765~0.710553)可能并非仅来自于三叠纪海相地层(87Sr/86Sr=0.70695~0.70845),而是成矿热液对各个流经地层和蒸发岩的萃取;受成矿热液中高锶同位素组成的混染,灰岩角砾岩的锶同位素组成相对于三叠纪的灰岩有明显增高。膏盐-有机质(油气)-金属硫化物矿床三位一体可能是普遍规律。     

含膏盐地层与矽卡岩铁矿的关系：以湖北金山店铁矿为例

含膏盐地层对金属矿床的形成起到了重要的作用.本文对金山店铁矿中的方柱石和硬石膏、石膏、黄铁矿开展研究,结果表明方柱石中Cl含量高达4％,硬石膏、石膏、黄铁矿δ34S值分别为24.9‰～27.9‰(n=10)、27.5‰～28.4‰(n=2)和16.2‰～19.4‰(n=9),硬石膏和石膏δ34S值总体上接近中三叠世地层沉积硬石膏的δ34S值,而黄铁矿δ34S值则明显偏离0值,暗示金山店铁矿成矿体系中的S主要来自于含膏盐地层.根据共生的硬石膏和黄铁矿矿物对S同位素组成平衡分馏方程计算出其“平衡温度”范围为563～728℃(n=6),高于硬石膏中流体包裹体均一温度.已有资料暗示在高温岩浆热液阶段或是更早的岩浆阶段,含膏盐地层中的膏盐矿物就已经大量加入金山店铁矿成矿体系之中.根据方柱石中Cl的含量估算出平衡流体中的盐度超过70％,高盐度流体具有萃取和搬运巨量铁质的能力,同时提高了硬石膏的溶解度.大量硬石膏加入成矿体系,提高了该体系的氧化性,为后期磁铁矿的形成提供了良好的条件.     

安徽安庆铁铜矿床物质来源与演化——地质和硫、碳、氧同位素制约

安庆铁铜矿床是安徽沿江地区具代表性的大型铁铜矿床之一,其形成机制一直存在较大争议。本文在分析成矿地质特征的基础上,研究了矿石和围岩的硫、碳、氧同位素组成特征,探讨了该矿床的成矿物质来源与成矿过程。研究结果表明,矿床具有显著的水平分带特征。矿石硫化物δ~(34)S值范围为-6.5‰～10.6‰,变化大,闪长岩浆为成矿提供了大部分硫,前三叠纪碎屑地层和三叠纪围岩提供了部分硫;从闪长岩体到围岩,δ~(34)S值呈V字型变化,是不同来源硫混合的结果。碳酸盐矿物δ~(13)C范围为-5.5‰～2.0‰,从外带到内带呈下降趋势,表明碳主要源自岩浆热液,混入了部分地层碳。近矿围岩中δ~(13)C和δ~(18)O值相对地层偏低,是流体改造作用的结果。外接触带致密块状磁铁矿体具有最低的δ~(18)O值和部分贯入成因地质特征,可能为高温流体沿接触带和断层贯入充填的产物。综合研究认为,该矿床可能存在流体贯入充填与热液交代两种成矿形式。高温富铁流体贯入接触带形成了外带块状磁铁矿体,其分异热液与闪长岩体的交代作用、地层流体混入等综合作用形成了矽卡岩型铜矿体和含铜蚀变闪长岩,二者在空间上的叠加构成了矽卡岩型铁铜矿床,不同成矿方式的叠加导致了矿床分带及元素迁移特征有别于典型矽卡岩矿床。     

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。     

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)。     

贵州赫章蟒硐铅锌矿床地球化学特征与地质意义

蟒硐铅锌矿床位于黔西北铅锌成矿区垭都-蟒硐构造成矿亚带南东部,紧邻筲箕湾铅锌矿床,为一小型矿床。对该矿床主要原生矿体主成矿期块状硫化物矿石中的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿进行了S、Pb同位素组成分析。结果表明该矿床S同位素组成变化不大,介于+10.7‰~+13.7‰(均值+12.2‰,n=12),与筲箕湾矿床δ34S CDT值相近(+8.4‰~+11.6‰,均值10.5‰,n=11),不同于δ34SCDT值在0±3‰的幔源硫,而与地层蒸发岩中所含的石膏(+15‰)和重晶石(+22‰~+28‰)以及泥盆纪至三叠纪海水(+20‰~+35‰)的S同位素组成相近。因此,推测成矿流体中的S是地层膏盐层中海相蒸发硫酸盐热化学还原的产物。蟒硐矿床Pb同位素组成变化较小,其206Pb/204Pb为18.582~18.668(均值18.635,n=6),207Pb/204Pb为15.706~15.811(均值15.739,n=6)和208Pb/204Pb为39.075~39.341(均值39.176,n=6)。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图上位于上地壳铅平均演化线之上,主要与上泥盆统至下二叠统沉积岩投影区域重叠,部分与基底岩石投影区域重叠,与峨眉山玄武岩投影区域明显不同。因此,蟒硐矿床成矿流体中的金属主要来自赋矿沉积岩,但不能排除基底岩石的贡献。综合分析认为,蟒硐铅锌矿床成矿流体和物质均主要来自赋矿地层沉积岩,部分来自基底岩石,峨眉山玄武岩没有明显贡献,矿床成因属于与盆地卤水有关的后生热液矿床。     

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.      

安徽铜陵马山金硫矿床稀土元素和稳定同位素地球化学研究

安徽铜陵铜官山铜矿田是中国长江中、下游铁、铜、硫、金成矿带中著名的矽卡岩型矿床。马山金硫矿床位于安徽铜陵铜官山矿田,侵入岩体为天鹅抱蛋山石英闪长岩。文章通过对马山金硫矿床的氢、氧、碳、硫、硅同位素组成和稀土元素地球化学特征研究,探讨成矿溶液中水、碳、硅和硫的来源以及成矿溶液的演化问题。研究表明,稀土元素球粒陨石标准化组成模式为右倾型,矿石的稀土配分曲线类似于天鹅抱蛋山石英闪长岩,认为形成该矿床的热液流体主要来源于闪长质熔体。马山金硫矿床矿石中石英的δ18OH2OV-SMOW变化范围为6.9‰~10.7‰,平均为8.7‰,与岩体的δ18OV-SMOW值(9.3‰~11.1‰,平均为10.0‰)比较接近,而矿石中石英的δDV-SMOW变化范围为-69‰~-62‰,表明矿石成矿流体主要来自岩浆。矿石中方解石的碳、氧同位素组成与矿区围岩的碳、氧同位素组成明显不同,其δ13CV-PDB、δ18OV-SMOW值分别为-5.2‰~-3.6‰和12.2‰~12.9‰,与岩浆作用形成的CO2的碳、氧同位素组成一致,表明矿石中方解石的碳、氧来源于岩浆作用。硅和硫具深部岩浆或岩浆热液水来源的特点。     

硫同位素地质特征及其在湖南省铜矿床成矿物质来源示踪中的应用

硫是铜矿床的重要成矿物质,硫同位素特征可用于示踪含硫矿物或流体来源,从而为矿床成因和成矿预测研究提供支持。本文简述了硫同位素特征在地质勘查中的应用进展,并将湖南省以铜为主要矿种的铜矿床分为岩浆热液型和砂页岩型两大类,对矿床的基本地质特征和硫同位素特征进行了分析,总结了硫同位素的分布特征:矽卡岩型铜矿床矿石矿物中硫化物δ34S分布较为集中,峰值通常位于3~5‰之间,热液交代型铜矿床含硫矿物中δ34S的分布范围和峰值与矽卡岩型铜矿床有明显区别;砂岩型铜矿床中δ34S分布范围一般较广,峰值通常为较大的负值。硫同位素特征在湖南省铜矿床成矿作用研究中可以发挥更大的作用。     

银矿自然重砂矿物组合规律及其找矿意义

根据20世纪60年代全国范围内展开的自然重砂测量工作所累积的自然重砂数据资料,统计了全国各省72个典型银矿床的自然重砂情况,通过计算和分析各自然重砂矿物在所对应的类型的矿床中的报出频率,得出火山沉积型、沉积型、变质型、侵入岩型4种类型的银矿所对应的自然重砂矿物组合。展现这4种类型矿床的重砂矿物组合的相似之处及不同之处。按照这种方式建立的不同矿床类型的自然重砂矿物组合,对于建立自然重砂找矿模型具有重要的意义。     

蒙库铁矿床与镜铁山铁矿床的对比研究

蒙库铁矿床被认为是与海底喷流沉积作用有关的铁矿床,但存在很大的争议.文章将其与典型的喷流沉积型铁矿--镜铁山铁矿床对比,并结合野外的第一手资料,发现蒙库铁矿床的喷流沉积特征并不明显,而热液成矿作用比较明显,但是热液的性质和来源、成矿时间等尚不明了,蒙库铁矿的成因机理仍有待深入研究.     

联生矿床——第四种矿床成因类型

联生矿床是指在内生和外生因素共同作用下,在地表或地下一定深度所形成的矿床.根据成矿要素的配置关系,联生矿床可以分为内源外成和外源内成两种类型;根据宏观地质环境可分为海相和陆相两类.海底火山喷气(喷流)沉积矿床(热水沉积矿床)是典型的海相联生矿床,陆相油气资源和地热资源属于陆相联生矿床,而陆相火山-次火山高度开放型的容矿构造中通过流体的沸腾浓缩形成的浅成高温热液矿床也具有联生矿床的属性.联生矿床概念的提出有助于对成矿物质运动时空结构的全面理解.     

长坑矿田金,银矿床地球化学特征及形成差异分析

长坑矿田金、银矿体主要产于下石炭统与上三叠统不整合面之下的硅质岩中,金、银矿体分离。金矿体主要为浸染状,富集As、Sb、Hg;银矿体主要为脉状,富集Cu、Pb、Zn。金矿体铅同位素组成与寒武纪—石炭纪地层及硅质岩的相同,银矿体铅同位素组成与金矿体的不同。金、银矿体的氢、氧、碳同位素组成也明显不同。银矿体Rb-Sr等时线年龄为70.4Ma。据上述特征,笔者认为长坑金、银矿床是不同成矿作用形成的,金矿主要是热水沉积形成,银矿主要是燕山期晚期改造形成。     

赤峰地区中生代火山岩中非金属成矿系列研究

研究表明,满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组和义县组中酸性火山岩是赤峰地区珍珠岩、沸石、膨润土、叶腊石、高岭石等非金属矿床的重要赋矿层位,并形成珍珠岩—沸石—膨润土成矿系列和叶腊石—高岭石成矿系列.在矿床特征和成因研究后认为,矿床的时空分布主要受控于区域性NNE向断裂和中生代火山岩建造,成矿作用对矿床成因类型及组合关系...     

云南白牛厂银多金属矿床成因

对云南白牛厂超大型银多金属矿床的地质、地球化学特征及矿床形成的长期性及多阶段性的研究认为:白牛厂银多金属矿床是热水沉积—叠生成因矿床,早期呈现寒武纪的热水同生沉积成矿作用,晚期为燕山期花岗岩浆热液成矿作用。该矿床是热水沉积成矿作用与岩浆热液成矿作用叠加成矿的产物。     

贵州低温热液型汞、锑、金矿床成矿谱系——以晴隆大厂、兴仁紫木凼和铜仁乱岩塘为例

贵州是我国低温热液型汞、锑、金矿的重要产区,但对其成矿时代一直存在不同看法.本次研究采用Sm-Nd同位素等时线法对晴隆大厂锑矿、兴仁紫木凼金矿和铜仁乱岩塘汞矿区的萤石、方解石分别进行了同位素年代学的研究,结果表明晴隆大厂锑矿中的方解石(Sm-Nd等时线年龄为148±13 Ma,钕初始值为0.512256)和萤石(Sm-...     

河南嵩县石门铷矿地质特征及成因浅析

嵩县石门铷矿赋存于印支期碱性正长岩体中,岩体中主要成分为钾长石,印支期是本区岩浆活动的重要时期,岩浆活动为本区铷矿、稀土元素的形成提供了丰富的物质来源。后经构造岩浆热液活动使岩体中的铷部分活化、富集,而形成本区铷矿床。通过对本区岩体成分、矿体矿物成分等基本特征的研究,认为在本区周边及河南省的方城和安阳等地存在类似的岩体,找矿潜力较大,应加强对碱性岩体的研究及找矿。     

河北洞子沟银(铜金)矿床成矿地质特征及成因探讨

论述了洞子沟银（铜、金）矿床成矿地质背景和地质特征,成矿地质时代及矿床成因,并从硫同位素、氢氧同位素及包体成分、稀土元素等探讨了成矿物质来源,矿床硫同位素变化范围窄,δ３４Ｓ＝（－０．４９～＋２．８）×１０－３,硫同位素组成以重硫型为主,接近陨石硫同位素组成。δ１８ＯＨ２Ｏ＝１２．９×１０－３,δＤＨ２Ｏ＝－７３×１０－３流体包裹体成分反映出成矿热液以岩浆来源为主,并混合了部分大气降水及雨水。提出本矿床是地洼区内的多因复成矿床。     

中国铂族元素矿床特征及资源潜力分析

铂族元素是我国紧缺的战略性矿产资源.我国的铂族元素矿床主要分为岩浆、岩浆热液及沉积3种成因和9个类型,文章分析了典型铂族元素矿床的基本特征,并对不同类型矿床的资源潜力进行了探讨,认为岩浆成因铂族元素矿床依然是找矿重点,黑色岩系型铂族元素矿床具有重大找矿潜力,对现有金属矿床的含铂(族)潜力再评价是发现共(伴)生铂矿的一个有效途径,此外,还要重视对热液型矿体的识别和追踪.