闪锌矿的吸收光谱和颜色的本质

本文采用电子吸收光谱和分子轨道（MO）－能带理论模型，系统地研究了不同颜色的闪锌矿呈色的机理和本质。闪锌矿由于其形成条件不同，所含杂质元素各异而颜色变化。黑色闪锌矿含Fe高，其颜色是由于以配位体硫为特征的非键轨道2e到Fe^2 的晶体场型轨道的电子转移在500nm产生吸收所致。只有闪锌矿含Fe低（＜1％）时，它才可具有其他颜色，黄色与受主能级Cu^ 到导带或价带到施主能级Ga^3 的电子跃迁在410nm产生吸收有关；绿色是Co^2 的晶体场跃迁^4A2→^4T2(P)在700nm附近产生的吸收峰所致；红色可能与受主能级Hg^ 到施主能级Ga^3 的电子跃迁在470nm产生宽吸收带有关。当闪锌矿的吸收光谱有其中两个吸收带叠加时，它具有过渡的颜色，如黄绿色或绿黄色、桔黄色或桔红色，主要色调取决于两个吸收带的相对强度。     

“异常闪锌矿”中一种铜铁硫新出溶相矿物的研究

在内蒙古大井锡石硫化物型铜银锡矿床的闪锌矿中发现了一种铜铁硫新出溶相矿物。作者研究了其光性、化学成分、晶体结构及出溶特征,提出了它作为闪锌矿中一种新的出溶相矿物的重要证据,并对其形成机理结合加热实验及已有的硫化物体系相平衡资料以及矿床地质特点进行了分析。     

广东河台金矿床矿物特征对成矿环境的制约

位于高要市境内的河台金矿床是目前广东省最大的金矿床,被普遍认为是韧性剪切带型金矿床。为了进一步认识金矿床的成矿环境,对采自河台矿区高村矿段的矿石进行了详细的研究,利用电子探针(EPMA)分析了矿石中毒砂、绿泥石和闪锌矿等矿物的成分。通过矿物温度计计算,毒砂的形成温度在330℃左右,绿泥石的形成温度集中在230~250℃之间,闪锌矿的形成温度在205~230℃之间,可能分别代表成矿早、中、晚期的温度;结合前人包裹体测试结果,推测河台金矿床成矿温度可能在205~250℃之间,属于中低温热液矿床。而糜棱岩的形成温度可能在300~500℃之间,明显高于金矿床的形成温度,因此,河台金矿床可能是动力变质期形成的糜棱岩带在热液期又发生脆性变形,并伴随含矿热液活动,最终导致成矿。在成矿过程中,绿泥石和闪锌矿是随着温度降低而相继连续产出的。在此过程中硫逸度也在不断降低,表现出比较宽泛的特征,lgf(S2)可能介于-20~-1,lgf(O2)可能介于-50~-30。     

扬子北缘马元铅锌矿床闪锌矿微量元素及S-Pb-He-Ar-C同位素地球化学研究

马元铅锌矿床是近年扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。矿体呈层状、似层状产于碑坝隆起翼部震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中,围岩蚀变很弱。矿石中硫化物以闪锌矿、方铅矿为主,中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾间。闪锌矿富集Cd、Ge、Ag,贫In、Tl、Se,Ga/In为6~132,Ge/In多1000,成矿温度以中-低温为主。金属硫化物ε~(34)S值相对集中,为12.9‰~19.4‰,平均为17.4‰,来自于海相硫酸盐的还原。铅同位素组成稳定,~(206)Pb/~(204)Pb为17.858~17.918:~(207)Pb/~(204)Pb为15.603~15.694;~(208)Pb/~(204)Pb为37.756~38.046,具有造山带和上地壳铅的特征,震旦系可能提供了金属成矿物质。闪锌矿中流体包裹体的~3He/~4He为0.03Ra~1.05Ra,~(40)Ar/~(36)Ar为326.1~765.1,~(38)Ar/~(36)Ar为0.183~0.204,表明成矿流体主要为地壳流体和饱和大气水(大气降水或海水)的混合。闪锌矿内流体包裹体挥发分δ~(13)C_(CH_4)值为-36.01‰~-28.80‰,δ~(13)C_(C_2H_6)值为-27.72‰~-22.44‰,δ~(13)C_(CO_2)值为-23.24‰~-9.68‰,表明有机流体参与了成矿作用。石英、方解石的H-O同位素结果表明具有海水和有机水混合的特征。可见,成矿流体具有两种流体混合的特征,一为蒸发海水与围岩反应所形成的盆地卤水,二为有机流体。推测矿区可能存在一个古油气藏,由于TSR生成一高硫气藏,为区内还原性有机流体的主要来源。当富含Pb、Zn等成矿物质的成矿流体运移至富含CH_4和H_2S的还原性流体的矿区角砾岩带时,两种流体混合,Pb、Zn等遇到H_2S发生反应而沉淀成矿,并伴生热液白云石等,形成了马元铅锌矿床。综上所述,我们认为马元矿床属MVT型铅锌矿床。     

黔西北地区铅锌矿床流体包裹体与硫同位素地球化学研究

黔西北铅锌成矿区位于扬子地块西南缘,矿床产于不同时代的碳酸盐岩建造中,其矿物组合和热液蚀变特征类似于MVT型铅锌矿床。本文通过对该区部分铅锌矿床的矿石显微岩相学结构、矿物学与地球化学、脉石矿物和闪锌矿中流体包裹体岩相学与显微测温学以及硫同位素地球化学等研究,确定了该类型矿床成矿流体的性质及其成矿过程。结果表明,黔西北地区不同赋矿层位铅锌矿床具有相似的成矿流体特征,为中低温(160~260℃)、较高盐度(10%~22%NaCleqv)、含有低密度的CO_2、CH_4和N_2的卤水,不同于MVT型铅锌矿床成矿流体特征;硫同位素地球化学研究揭示,这些铅锌矿床硫化物的δ~(34)S范围均落在对应赋矿地层时代蒸发岩中的硫酸盐和生物成因硫化物的δ~(34)S演化曲线上或其附近,表明这些铅锌矿床硫化物中的S可能主要来源于对应地层本身。结合地球化学热力学分析,认为Pb、Zn等成矿元素的Cl络合物是成矿元素的主要搬运形式,富含Pb、Zn的成矿流体与赋矿地层中富含H_2S还原性流体的混合是铅锌富集成矿的重要机制之一。     

四川天宝山铅锌矿床的锌-硫同位素组成及成矿物质来源

四川天宝山铅锌矿床位于扬子板块西南缘,赋矿地层为上震旦统灯影组白云岩。尽管这个地区已有大量的科研工作,但其成矿物质来源仍然存在争议。本文主要测定了闪锌矿微区样品的锌和硫同位素组成,以及三个中段的闪锌矿单矿物、上震旦统灯影组白云岩和会理群天宝山组砂岩的锌同位素组成。闪锌矿微区样品的δ~(66)Zn值介于0.39‰~0.52‰之间,平均值为0.46‰,δ~(34)SCDT值介于4.24‰~4.87‰之间,平均值为4.59‰。同一块手标本上闪锌矿微区样品具有均一的锌同位素组成表明小尺度上(10×10cm~2)热液流体具有均一的锌同位素组成。在大尺度上(矿体),三个中段的闪锌矿的锌同位素组成范围变化较大,其δ~(66)Zn值介于0.15‰~0.73‰之间。同一块手标本上早期阶段的闪锌矿具有更重的锌同位素组成表明早期阶段的成矿流体可能具有更重的锌同位素组成。三个中段闪锌矿的锌同位素组成变化主要受成矿流体中锌同位素组成和成矿流体的迁移就位途径控制。上震旦统灯影组白云岩的δ~(66)Zn值介于0.06‰~0.35‰之间,平均值为0.21‰,暗示热液淋滤控制了灯影组白云岩的锌同位素组成。会理群天宝山组砂岩的δ~(66)Zn值为0.62‰,可能代表了未经热液淋滤的沉积端元的锌同位素组成。本次研究表明天宝山铅锌矿床的锌主要来源于上震旦统灯影组白云岩,但不能排除白云岩之上的沉积盖层、基底和更深物质的贡献;硫主要来源于上震旦统灯影组地层中的蒸发岩(主要通过热化学还原作用形成还原硫)。     

湘南粤北铅锌矿床闪锌矿的标型特征及指示意义

湘南粤北位于南岭成矿带中段,是我国最重要的铅锌矿集区之一。本文选取湘南粤北地区MVT和岩浆热液型两类铅锌矿床的闪锌矿样品,对闪锌矿的形态、结构、化学成分、硫同位素组成、流体包裹体成分等进行系统研究,分析其成矿温度、硫的来源和成矿流体特征,为揭示成矿作用提供可靠依据。研究结果表明:MVT铅锌矿床成矿作用发生在中低温、氧化-弱还原、较低压力环境,硫主要来源于容矿地层,成矿流体主要来自于热卤水和沉积物变质脱水;岩浆热液型铅锌矿床成矿作用发生在中高温、弱还原、较高压力条件下,硫源主要以岩浆硫为主,成矿流体早期以岩浆热液为主,晚期为混合流体。结合矿体与岩体的形成时间、空间分布、大地构造背景,认为岩浆热液型铅锌矿床由燕山早期(180~150 Ma)古太平洋向大陆俯冲、岩石圈加厚,爆发大规模花岗质岩浆岩侵位,导致铅锌成矿;MVT铅锌矿床由燕山晚期(130~90 Ma)欧亚大陆岩石圈伸展减薄产生的岩浆热液叠加改造泥盆系的原始矿源层形成。     

Study on indium occurrence state and enrichment patterns in the Xianghualing Sn-Pb-Zn orefield in southern HunanSCIEI北大核心CSCD

In作为一种分散元素,通常极难形成独立矿床,而主要以伴生组分的形式赋存在锡多金属矿床中。香花岭矿田蕴藏着丰富的Sn、Pb、Zn等矿产资源,是我国潜在的In资源基地,但目前该矿田中In的赋存状态、分布规律及成矿潜力尚不清楚。鉴于此,本文以香花岭矿田3个典型锡多金属矿床(新风、铁砂坪、茶山)为研究对象,在野外地质及矿相学观察的基础上,采用ICP-MS、EPMA和LA-ICP-MS开展了全岩地球化学和闪锌矿元素地球化学研究。结果表明,In主要以类质同象的形式富集在闪锌矿中,可能的替代方式为In^(3+)+Cu^(+)2←→Zn^(2+)。不同矿床中In的富集程度明显不同,其中,新风最富In(平均品位213.7g/t),其次为茶山,而铁砂坪最贫In。发现当闪锌矿中Cd含量介于5000×10^(-6)~7000×10^(-6)区间时,对应的In含量最高(>1000×10^(-6))。3个矿床的闪锌矿均富集Fe、Mn、In等高温元素,显著亏损Ga和Ge等低温元素。通过对比发现,这些闪锌矿与典型中高温岩浆-热液矿床(如远端矽卡岩型矿床)中闪锌矿的元素地球化学特征相似,应用闪锌矿地质温度计估算的结晶温度为345~372℃,且新风闪锌矿温度略高。闪锌矿中In的含量主要受温度控制,越靠近岩体、温度越高的闪锌矿越富In。结合前人资料,估算香花岭矿田伴生In资源量超过15000t,潜在经济价值巨大,应予以回收利用。     

西藏帮布勒矽卡岩型铅锌矿床闪锌矿化学成分特征及其地质意义

帮布勒矿床是近年来在西藏冈底斯—念青唐古拉多金属成矿带西段新发现的大型矽卡岩型Pb-Zn矿床。闪锌矿作为该矿床的主要矿石矿物之一,其矿相学特征及化学组分对于揭示成矿物理化学条件和流体演化过程具有重要意义。本文选取帮布勒矿床近端及远端矽卡岩中不同世代闪锌矿开展详细的显微结构观察和电子探针成分研究。结果表明,帮布勒矿床闪锌矿可划分为2个世代:第Ⅰ世代闪锌矿主要产于近端矽卡岩,呈暗红色-棕红色,常与乳滴状黄铜矿共生,并交代他形磁铁矿、磁黄铁矿,Fe元素含量较高(部分闪锌矿Fe含量>10%),Zn/Fe值<10;第Ⅱ世代闪锌矿可进一步分为两类:第一类(Ⅱa)闪锌矿在近端及远端矽卡岩中均有发育,呈棕黄色,充填于辉石、石榴子石等矽卡岩矿物间及其裂隙中;第二类(Ⅱb)闪锌矿主要产于远端矽卡岩中,呈黄色-浅黄色,与方铅矿和石英共生,第Ⅱ世代闪锌矿相比于第Ⅰ世代闪锌矿Fe、Mn含量明显偏低,Zn含量较高。闪锌矿Fe元素温度计估算结果显示,从第Ⅰ世代至第Ⅱ世代成矿温度逐渐降低,分别为160～314℃、138～157℃,与闪锌矿Zn/Fe比值指示结果一致。综上证据,本文认为帮布勒矿床早期成矿流体...     

四川乌斯河大型锗铅锌矿床锗超常富集特征及其地质意义

锗(Ge)是我国的一种优势战略性关键矿产,闪锌矿是其主要载体和重要工业来源之一。尽管前人对闪锌矿富锗有了较为深刻的认识,但是对其中锗的替代方式和超常富集机制仍缺乏深入理解。位于扬子地块西南缘的川滇黔铅锌矿集区是我国最重要的锗和铅锌资源基地之一,区内的乌斯河大型铅锌矿床(5.4Mt@8.6%Zn,2.0%Pb)显著超常富锗(铅锌矿石中Ge平均品位为72.3×10~(-6),闪锌矿中Ge含量高达1934×10~(-6))。何种因素制约该矿床中锗的超常富集亟待解密。乌斯河矿床发育两期闪锌矿,早期闪锌矿(Sp1)单偏光下呈白色-棕黑色,发育半自形细粒结构,浸染状构造;晚期闪锌矿(Sp2)单偏光下呈白色-红色或灰色-棕黑色,发育自形-半自形细-粗粒结构,块状或脉状构造。激光剥蚀耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)闪锌矿原位微量元素含量分析结果显示,闪锌矿中Ge含量为3.17×10~(-6)～1934×10~(-6),平均563×10~(-6),相对Ge的地壳丰度(1.5×10~(-6))具有显著超常富集特征(高达1000倍)。闪锌矿中Ge与Fe、Cu、Ag、Pb具有正相关关系,而与Cd呈负相关性。元素面扫描(Mapping)结果显示,闪锌矿中Ge主要以类质同象形式存在,且Ge与Fe、Cu、Ag、Pb、Cd等元素相关关系与含量分析结果一致。结构相似度计算结果进一步显示,Sp1中Ge与Ag相关程度最高,而Sp2中Ge与Cu相关系数最大,暗示结构相似度计算在比较元素相关关系中有较大的应用潜力。然而,乌斯河矿床闪锌矿中Cu、Ag含量常低于Ge含量,且(Ge/Cu) mol和(Ge/Ag) mol比值变化范围大,所以单一的元素相关程度分析并不能完全解决Ge替代方式问题。综合研究认为,该矿床闪锌矿中Ge替代方式与Cu、Ag等元素关系不大,而是直接替代Zn(Ge(4+)■2Zn~(2+)或Ge~(2+)■Zn~(2+))。另外,乌斯河矿床同一闪锌矿颗粒不同部位(如扇形分区和振荡环带) Ge含量变化显著,暗示Ge的超常富集很可能受闪锌矿的沉淀速率和结晶过程控制,而Sp1与Sp2中Ge含量的明显差异,则很可能与成矿流体演化过程流体成分和成矿物理化学条件改变有关。因此,乌斯河大型锗铅锌矿床锗的超常富集是流体成分、物化条件、沉淀速率和结晶过程等多要素耦合作用特殊地球化学过程的结果,并受到矿物和矿床等不同尺度苛刻成矿条件的影响。