铜同位素的分馏机制及其在矿床学研究中的应用

作为一种重要的成矿元素,铜广泛分布于不同地质体中,并广泛参与成岩成矿作用。近年来,由于同位素分析方法的改进和新一代多接收等离子质谱仪(MC-ICPMS)的应用,使得铜同位素的高精度测试成为现实,并已成为国际地学领域的一个前沿研究方向。铜同位素在自然界中具有较大的变化范围,δ65Cu值介于-3.03‰～5.74‰之间。本文介绍和评述了铜同位素的分析方法和可能的分馏机制,并根据已发表数据,重点讨论了铜同位素组成与成矿温度、矿化阶段和成矿物质来源的关系。认为铜同位素有可能作为一种灵敏的地球化学示踪剂,对指示成矿物质来源、成矿作用过程和矿床形成机理具有重要作用。     

拉拉铜矿区变质原岩的确定

拉拉铜矿床位于四川省南部的会理县境内,大地构造位置处于康滇地轴中段西缘.矿区出露地层以古元古界河口群为主,其次为新元古界昆阳群、上三叠统白果湾组及第四系,工业矿体主要赋存在河口群落凼组中部和下部[1].该矿床经历了与晋宁运动相伴生的大规模区域变质作用,变质程度达到高绿片岩相[2],形成了以钠长岩类和云母片岩类为主的岩石类型,但其变质原岩的研究较少,且存在较大的争议[1,3].     

四川拉拉铜矿床赋矿层位变质沉积岩地球化学特征

拉拉铜矿区赋矿层位变质沉积岩的主量元素(ICV(av)=3.04,K2O/Al2O3(av)=0.22,CIA(av)=53.1)及Cs、Rb显著亏损特征,表明其物源区岩石只含有较少的粘土矿物和碱性长石,为中—低化学风化程度,且处于较不稳定的构造环境;多数样品的微量元素表现为显著富集高场强元素、亏损过渡族元素及Cr/Zr(av)=0.15、Th/Sc(av)=0.58,且具轻稀土富集、重稀土平坦((La/Yb)n(av)=25.7)的稀土元素配分模式,表明物源区以长英质组分为主;Sm、Nd同位素组成特征也显示其物源区以长英质组分为主,且沉积于大陆岛弧的弧后拉张环境。同时,结合矿区赋矿层位变钠质火山岩的构造判别结果,认为拉拉铜矿床也形成于该构造背景下。     

幔源挥发性组分参与302铀矿床成矿作用的氦同位素证据

对取自302铀矿床井下与沥青铀矿矿石共生的9件紫黑色萤石、肉红色方解石样品进行了流体包裹体的He同位素测定,3He／4He测定值为0．03～0．57Ra（绝大部分在0．11～0．25Ra之间）,位于地幔与地壳的氦同位素值范围之间,显示成矿流体中的氦同位素具有壳、幔两个端元混合的特点,表明有大量幔源挥发性组分参与铀成矿作用。该矿床碳同位素值与流体包裹体证据均表明,地幔挥发性组分确实大规模参与了铀成矿作用。研究显示,几乎华南所有的热液铀矿床都形成于白垩纪-古近纪,且这些矿床的碳同位素组成均显示成矿流体中的矿化剂CO2来自地幔．暗示它们成矿时具有相似的成矿动力学背景：可能均与华南中,新生代岩石圈伸展作用所控制的幔源挥发性组分具有密切的关系。     

川西冷水箐Cu-Ni硫化物矿床的PGE和Re-Os同位素地球化学特征及成矿意义

采用ICP-MS分析方法对冷水箐铜镍硫化物矿床矿石的PGE和Re-Os同位素地球化学研究表明,矿石的∑PGE较低,其值变化在7.91×10-9～56.9×10-9之间。矿石的Cu/Pd比值(9460～318040)远大于原始地幔的Cu/Pd比值,表明其原始岩浆在早期结晶过程中已经历了硫化物的熔离。矿石的Pd/Ir比值(2.57～112)变化较小,指示其大多数矿石属于岩浆型。(187Os/188Os)i比值和γOs(t)值变化较大,其值分别变化在0.1758～0.3620之间以及+44.0～+197之间,显示在成矿过程和岩浆侵位期间有较多地壳物质加入到成矿成岩系统。     

云南中甸地区浪都高钾中酸性侵入岩的地球化学特征

中甸地区浪都中酸性侵入岩在空间上与浪都夕卡岩型铜矿床共生,主要由石英二长斑岩、石英闪长斑岩和花岗闪长斑岩组成。这些侵入岩大多表现出高钾(K2O大于3%)的特征,在K2O-SiO2图上所有样品均落入高钾钙碱性和钾玄岩区域。在稀土元素球粒陨石标准化图上表现为轻稀土富集、重稀土亏损(LaN/YbN=14.3～21.2)、铕弱负异常至无异常(δEu=0.77～1.00);在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,K、Rb、Sr、Ba等元素表现出正异常,而Nb、Ta和Ti等元素表现出负异常的特征。浪都侵入岩的87Sr/86Sr初始值为0.7044～0.7069,εNd(t)值为-2.8～-2.2。结合主量、微量元素及Sr-Nd同位素组成,本研究认为浪都岩浆来源于交代地幔,很可能受到了俯冲带流体交代和地壳物质混染的影响,表明浪都中酸性侵入岩的形成与甘孜-理塘洋的俯冲有关。     

四川西部呷村银多金属矿床稀土地球化学研究

呷村矿床是我国典型的含金富银多金属海相火山岩型块状硫化物矿床。通过对该矿床岩石及矿石的稀土地球化学研究，结合硫铅同位素的工作，提出成矿热液为高温酸性、富C1溶液，其稀土特征为富轻稀土，具明显正铕异常。在蚀变过程中，流体／岩石比值相对较主，稀土元素在成矿流体－围岩间具有明显的带进或带出。正铕异常产生最可能的来源是该区深部火山岩富含长石，热水溶液与火山岩发生水岩反应使长石释放出铕，使热水溶液具正Eu异常，这方面也反映该矿床成矿物质与深部火山岩有密切关系。弱负铈异常是成矿流体继承海水Ce亏损的结果。层状矿石中Eu异常变化较大，且其中LREE的含量变化大于HREE。主要原因可能是矿石中矿物组成和形成条件的变化。呷村矿床的成矿模式可以认为是火山喷发过程中产生了岩浆热液，并带出了硫和金属元素，并在海底附近快速沉淀形成。成矿后为正常深海沉积岩覆盖。     

Large and superlarge silver deposits associated with volcanic rocks in China

This paper deals with the geology and geochemistry of the Gacun and Laochang large-sized marine volcanic rock-type Ag deposits in the Sanjiang (Tri-River) area of southwestern China and of the continental volcanic-subvolcanic rock-type Ag deposits in the Tianshan area of Xinjiang, and in the East area, China. It is considered that the marine volcanic rock-type Ag deposits occur mainly in the second-ordered volcano-sedimentary basins developed in island-arc and rift tectonic environments. The Ag deposits show an obvious zonation, with vein-network mineralization in the lower parts and hot water sedimentary rock-hosted stratified mineralization in the upper parts. From the Earth's surface downwards the ore-forming elements follows the order of As(Au))→Ag, Pb, Zn→Cu. The whole rock Rb-Sr isotopic isochron age of layered orebodies in the Gacun deposit is 204±14 Ma, indicating that the main stage of mineralization is Late Triassic in age. The continental volcanic-subvolcanic (porphyry) rock-type Ag deposits were formed later than the country rocks. The ores exhibit disseminated, veinlet disseminated, network and lumped structures. In addition, this study also deals with the geochemical characteristics of the continental volcanic-subvolcanic rock-type Ag deposits and the relations between Ag deposits or silver itself and fluorite, halogen-family elements and manganese.     

红格层状岩体岩浆混合与结晶分异对钒钛磁铁矿成矿的指示意义

红格镁铁-超镁铁层状侵入体位于峨眉山大火成岩省中部,赋存的超大型钒钛磁铁矿矿床是仅次于攀枝花矿床的我国第二大岩浆型钒钛磁铁矿矿床.该矿床主要的含矿层位为下部超镁铁岩带部分,与世界其他典型的含磁铁矿层状岩体如Skaergaard侵入体和Bushveld杂岩体存在明显的区别(磁铁矿矿层位于岩体上部辉长岩带).     

云南大红山层状铜矿床成矿流体研究

云南大红山层状铜矿是大红山铁铜矿床的一部分。其成矿主要分为两个阶段：早期火山喷流作用形成了层状铜矿矿胚。而后期热液对原先的矿胚进行了改造和富集。本文选取大红山层状铜矿中石英脉型铜矿石石英样品系统地进行了流体包裹体的研究,主要发现了富液相（L＋V）、舍子晶多相（L＋S±V）和纯CO2三类主要包裹体。显微测温结果表明,其均一温度在103-456℃之间;盐度范围为0．53％～59．76％NaCl equiv．,密度为0．80～1．45g/cm^3;纯CO2包裹体均一温度为-34．3-20．8℃,对应密度为0．77-1．09g／cm^3。稳定同位素测定结果表明,硫化物δ^34S分布范围为-0．6‰～＋10．9‰,表明岩浆硫和海水硫酸盐还原成因硫参与了早期成矿过程。方解石δ^13 CPDB值范围为-5．6‰～-3．1‰,与地幔碳同位素值（-5．0±2‰）完全吻合,暗示了热液中碳质有地幔来源。根据氧同位素方解石-水及石英-水之间的分馏方程,计算得到成矿流体中水的δ^18 OSMOW值在-1．9‰-13．7‰之间,与火成岩δ^18O范围（5‰～15‰）基本一致。根据矿体地质特征、岩相学、流体包裹体以及稳定同位素等方面的综合研究,本文认为在喷流沉积之后的挤压环境下,从地幔分异出来的高温、中-高盐度并富含CO2的流体和海水一起改造了原岩,形成了变质火山-沉积岩,并使原先的铜矿矿胚活化富集。