流体包裹体及石英LA-ICP-MS分析方法的建立及其在矿床学中的应用

流体包裹体LA-ICP-MS(激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪)分析具有高精度、低检测限、多元素同时微区原位检测的特点,因此在精细刻画成矿过程、深入揭示成矿机理方面具有传统方法无可比拟的优势。通过人工合成石英Na Cl-H2O-Rb-Cs和Na Cl-KCl-Ca Cl2-H2O-Rb-Cs流体包裹体,使用NIST610为外标、显微测温Na Cl等效盐度(电价平衡方法)为内标,建立了流体包裹体L A-ICP-MS分析方法。分析结果的相对误差在±16%以内,绝大部分在±10%以内,相对标准偏差(RSD)小于7%。同时结合国际上推荐的石英标样,使用NIST610为外标、无内标法,建立了石英微量元素LA-ICP-MS分析方法。分析结果表明,石英中主要元素Li、Al和Ti的相对误差在±10%以内,相对标准偏差小于5%。利用建立的方法对鲁西早白垩世王家庄Cu-Mo矿开展了应用研究,结果显示该矿富气相包裹体更富Cu,而含子矿物包裹体富Mo,暗示Cu和Mo可能具有不同的搬运机制,Cu更倾向于气相,Mo则倾向于进入液相,结合流体沸腾现象的存在,这可能是导致该矿上铜下钼分带沉淀的重要因素。此外,从早期岩浆成因石英到成矿期热液石英以及成矿期后石英,微量元素具有明显的Ti降低而Al升高的趋势,暗示成矿元素Cu、Mo的沉淀可能同时还受到温度和流体酸碱度变化的控制。     

U-Pb dating of scheelite,wolframite and apatite from the Woxi Au-Sb-W deposit,western Hunan Province and their geological significanceSCIEI北大核心CSCD

沃溪矿床位于湘西雪峰隆起区的转折部位,是该区金锑钨矿床的典型代表。该矿床成矿元素及成矿期次较为复杂,各成矿阶段的形成时代长期存在争议。本次研究在对沃溪矿床详细野外调查及岩相学观察的基础上,对深部中段矿体中的白钨矿、磷灰石及浅部中段矿体中的黑钨矿开展了U-Pb同位素分析。依据本次所获年龄数据,结合观察到的矿脉交切关系、矿物共生组合等特征,本文认为沃溪矿床除了加里东期成矿作用之外,还存在燕山期成矿作用。其中,白钨矿形成相对较早,成矿年龄为149.0±12Ma、144.8±1.7Ma、139.8±6.1Ma;黑钨矿与白钨矿同时生成(或稍晚),成矿年龄为137.8±3.9Ma、134.8±5.1Ma;自然金、辉锑矿主要在白钨矿、黑钨矿形成以后通过沉淀而成,且自然金在晚阶段(125.8±5.6Ma、123.8±4.6Ma)石英-碳酸盐脉中仍有少量产出。综合已有年代学资料推测,沃溪矿床可能在经历了加里东期陆内造山成矿作用之后,还经受了燕山期伸展构造背景下深部流体不同程度的叠加改造作用。而该矿床发现的矿脉原地破裂后被后期矿物胶结等现象,则指示其矿脉的形成与液压致裂作用有关,这种作用导致矿脉反复裂开-愈合,有利于成矿元素(尤其是金)的活化迁移和再富集沉淀。     

浙江安吉多金属矿床金银赋存状态及银矿物特征研究

安吉矿区是以热液型铅锌铜为主的多金属矿床,工程样化验结果显示,各类矿石均含有高品位的银,可以独立划分银矿体。岩矿显微鉴定、SEM/EDS及EPMA分析结果表明,矿区中的Pb、Zn和Cu主要以方铅矿、闪锌矿、黄铜矿形式存在,银与这些硫化物有密切的依存关系。对数十个典型矿石光薄片进行了研究,发现矿区多数铅锌铜矿石中金、银主要以类质同像形式存在于方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化物中,金、银含量分别达0.03%~0.57%和0.02%~3%。而热液脉型铅锌矿石中的银主要以两种独立银矿物(硫锑铜银矿和银锑黝铜矿)的形式,在方铅矿之中呈粒状、短柱状、叶片状、树枝状、不规则状发育,单颗粒粒度多在10~60μm之间,少数可达100μm,集合体粒度可达200μm。另外这两种独立银矿物之中还存在类质同像形式的金,据统计,金、银含量分别达0.14%~0.35%和10.98%~69.12%。因此,方铅矿为银独立矿物的主要载体之一,且富方铅矿的矿石中更容易发现独立银矿物。     

浙江安吉港口多金属矿床铅物质来源初探——铅同位素证据

位于浙西北安吉港口的铅锌银(钼)多金属矿床,是新近在钦杭成矿带东北缘发现的一个产于大陆环境且具较好前景的矿床.文章通过对矿区坞山关杂岩体三套岩性单元、细粒花岗岩和方铅矿铅同位素的全面对比研究,探讨了矿床的铅物源岩浆岩.矿区中的方铅矿为含较高放射性成因铅的J-型铅,在铅同位素的V1-V2和△γ-Δβ图解中,本次研究的样品分别落入华南和岩浆作用上地壳混合地幔铅范围,显示出方铅矿与华南地球化学省壳幔混合岩浆作用的密切关系.矿区铅锌矿体的方铅矿铅同位素比值显示其具有共同的物质来源,并基本保持了细粒花岗岩206Pb/204Pb值的特征,而207Pb/204Pb值具有坞山关杂岩体和细粒花岗岩混合的特征,208Pb/204Pb和208Pb/206Pb值则仅显示出与细粒花岗岩最相近.方铅矿铅同位素比值特征和比值等值线分布形式显示,铅主要来源于细粒花岗岩,杂岩体对铅成矿贡献了少量的206Pb和207Pb,矿区地层对铅成矿贡献了一定的208Pb.安吉矿区进一步针对铅的找矿工作围绕细粒花岗岩展开,取得成果的可能性更大.     

浙江安吉铅锌多金属矿区细粒花岗岩的岩石化学、年代学及成矿意义探讨

文章在详细的野外地质调查、岩石学、岩石化学和锆石U-Pb定年结果基础上,对浙江安吉矿区细粒花岗岩的岩浆起源、侵位时代与成矿的关系及找矿指示意义等进行了较为深入的探讨.细粒花岗岩侵位时代日于矿区的黑云母二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩,侵位时代约在134 Ma左右,为中国东部东侏罗世一早白垩世岩石圈活化及大规模成岩成矿作用的产物.岩石化学研究结果表明,细粒花岗岩属高钾钙碱性钾玄岩、过铝质岩石系列,轻稀士元素相对富集,重稀土元素相对亏损,富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K、轻稀土元素和Pb,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P,显示较高的分异程度.据根锆饱和温度,计算其母岩浆结晶温度约在834.6 ～ 870.6℃.结合矿区已知的矿化和蚀变与细粒花岗岩的空间关系、细粒花岗岩岩石化学特征以及细粒花岗岩与矿石铅同位素研究结果,笔者认为,安吉铅锌多金属矿区铅锌钼矿化与细粒花岗岩具有密切的成因联系,细粒花岗岩与寒武系灰岩接触部位控制了矽卡岩型铅锌矿化的产出,这一成果对该区的进一步找矿勘查具有重要的指导意义.     

浙江安吉多金属矿区石英二长斑岩岩石化学特征和锆石U-Pb年龄及其地质意义

为了解浙江安吉多金属矿区岩浆作用的性质及其与成矿作用的关系,对区内石英二长斑岩的地球化学和年代学展开研究。地球化学结果表明,该岩脉高硅(w(SiO2)=65.91%～66.72%)、富碱(w(K2O+Na2O)=7.82%～8.26%)、高钾(w(K2O)/w(Na2O)=1.58～1.82),铝饱和指数A/CNK=0.86～0.91,轻稀土元素和大离子亲石元素Rb、Th、K相对富集,铕弱负异常,Ba、Sr和高场强元素Nb、Ti、P相对亏损,属准铝质―钾玄岩系列。铝饱和指数及结晶分异指数显示,该岩脉属I型花岗岩系列。年代学结果表明,该岩脉锆石U-Pb年龄为(137.3±1.6)Ma,与区内杂岩体同期。据野外证据,该岩脉的侵位时代指示北东向湖州―学川大断裂在(137.3±1.6)Ma左右再次活动,且该时间也为北西向孝丰―三门湾大断裂再度活跃的最早年龄。区内岩浆作用、成矿作用基本同期,岩体与矿化又具有密切的空间关系,表明区内成矿作用和岩浆活动密切相关。     

安徽天井山金矿成矿流体特征及成矿过程初探

本文在矿床地质调研的基础上,通过主要矿石和蚀变岩石的岩矿相、SEM/EDS、流体包裹体岩相学、显微测温和成分分析,对天井山金矿成矿流体特征、流体来源及成矿过程进行了研究.结果表明,金矿化主要发育于石英脉中,少数产于蚀变围岩中,矿区蚀变以硅化、绢云母化最为发育,另发育含铁碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化等.金矿化发生于石英脉形成后的脆性变形阶段,与之相关的蚀变以绢云母化为主,其次为含铁碳酸盐化和硫化物矿化.金主要以自然金的形式与绢云母共生于石英脉的裂隙中或蚀变围岩中.通过与绢云母同期的流体包裹体研究表明,与金矿化有关的成矿流体为富水、含CO2的中高温(286～380℃)、低盐度流体(3.0％～5.1％,NaCleq,质量分数),单个流体包裹体的LA-ICP-MS成分分析表明,成矿流体中富含Pb、Zn、Cu、Bi、Mo、Sb等金属元素.综合流体包裹体中水的H同位素组成和流体成分特征,成矿流体主要为岩浆水的贡献.含CO2的岩浆流体沿活化的先期断裂上升并发生流体沸腾,在流体沸腾过程中CO2进入气相而改变了流体的pH值,造成金和其它金属硫化物的沉淀,同时形成石英裂隙中和围岩中的绢云母化、含铁碳酸盐化等蚀变.     

闪锌矿中单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析及其指示意义：以南岭新田岭钨矿床为例

单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在精准示踪成矿物质来源和精细刻画成矿过程方面具有独特优势,但已有研究主要聚焦于透明的脉石矿物中的流体包裹体,对用于矿石矿物较少,二者之间有何异同特别是谁更能代表成矿流体组成目前研究薄弱。闪锌矿是岩浆热液矿床和MVT型矿床中常见的矿石矿物,其通常发育流体包裹体并在透射光下具有透明-半透明特征,是研究流体包裹体较为理想的矿石矿物。文章选择南岭新田岭钨矿硫化物阶段的闪锌矿及共生石英为研究对象,开展流体包裹体成分LA-ICP-MS对比分析。分析结果显示,闪锌矿和石英中的流体包裹体组成存在较大差异,前者异常富Cu、Ag和Sn等金属元素,后者富Li、B、Na、K、Rb、Sr、Cs和Pb等元素。结合闪锌矿本身微量元素特征,文章认为元素Cu、Ag和Sn的超常富集与其从寄主矿物扩散进入流体包裹体有关。在基于大离子亲石元素的流体成因类型判别图中,闪锌矿和石英中的流体包裹体组成均能有效示踪成矿流体来源,但后者示踪效果更好。总体而言,共生石英中流体包裹体组成可能更能代表成矿流体组成,闪锌矿因其莫氏硬度较低、金属元素含量高等原因,元素易发生后期扩散/改变,流体包裹体组成可能不能代表真实流体信息。在研究矿石矿物流体包裹体时,需谨慎对待某些元素的超常富集。综合研究脉石矿物流体包裹体和矿石矿物本身元素组成是成矿流体研究更准确的手段。     

滇东南官房钨矿床石榴子石原位LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及地质意义

官房矽卡岩型钨矿床位于滇东南薄竹山W多金属矿集区,大地构造上处于扬子地块、华夏地块、印支地块三大构造单元的接合部位。白钨矿呈浸染状赋存于石榴子石-辉石矽卡岩中。矽卡岩一般不直接与岩体接触,呈脉状或透镜状产于围岩中。精确的成岩成矿年龄的测定对于研究滇东南W-Sn矿床成岩成矿地质背景、矿床成因、成矿预测均具有重要意义。根据电子探针分析结果,石榴子石属钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列。石榴子石原位LA-SF-ICP-MS U-Pb年代学研究获得T-W图下交点年龄分别为101.3±5.4Ma(MSWD=2.0)、87.6±2.3Ma(MSWD=1.5),暗示该区可能存在早白垩世和晚白垩世两期矽卡岩成岩事件。综合研究表明,石榴子石原位U-Pb定年对于限定矽卡岩型W矿床的成矿时代是可行的。结合区域燕山晚期成岩成矿事件,认为～88Ma为该区W-Sn多金属矿主要成矿期,成矿作用与同期花岗岩密切相关;～101Ma可能为另外一期矽卡岩成岩事件,这一认识和发现对于区域找矿部署有很强的实践意义。     

浙江安吉坞山关杂岩体岩相学和岩石地球化学特征及岩石成因

位于钦—杭成矿带东段北缘的浙江安吉多金属矿区发育侵位序列复杂的坞山关杂岩体及与其有关的蚀变和矿化.为了探讨区内岩浆岩与成矿的关系,在野外调查的基础上,文章对该杂岩体的岩相学、岩石地球化学开展了研究,并籍此对其成因类型、源区特征进行了探讨.坞山关杂岩体由黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩和正长花岗岩组成,前者具富碱、高钾特征,属准铝质-钾玄岩系列,花岗闪长岩具高钾特征,属准铝质-高钾钙碱性系列,正长花岗岩具高硅、低钙、贫镁、高FeO/MgO值、富碱特征,属准铝-弱过铝质钾玄岩系列.该杂岩体的∑REE为(123.5～216.47)×10-6,稀土元素配分型式呈明显的右倾轻稀土元素富集型,Eu呈不同程度的负异常.微量元素蛛网图中,各岩石单元大离子亲石元素(尤其是Rb、Th、K)明显富集,Ba、Sr负异常明显,相对亏损高场强元素Nb、Ti、P.该杂岩体成矿元素ω(Mo)、ω(W)明显高于克拉克值,暗示其具有提供成矿物质的潜力.黑云母二长花岗岩为分异Ⅰ型花岗岩,花岗闪长岩属Ⅰ型花岗岩,正长花岗岩具有A型花岗岩的多数特征,但从杂岩体各岩石单元的成岩年龄相差不大、具地球化学亲缘性以及A型花岗岩不具高分异特征来考虑,将其归为高分异Ⅰ型花岗岩更理.La/Sm-La图解显示出,该杂岩体为平衡部分熔融作用所形成,其轻稀土元素富集、Ta-Nb、Ti、Eu、Sr、Ba负异常可能是源区为含角闪石族、金红石、斜长石作为难熔相遗留在残留物中所致.