闽中梅仙丁家山铅锌矿床硫化物微量元素地球化学特征及其成矿意义

梅仙丁家山铅锌矿床是闽中新元古代马面山群中多个大中型铅锌多金属矿床的典型代表.本文以丁家山铅锌矿床两类矿石(含磁黄铁矿矿石和含磁铁矿矿石)内的闪锌矿和黄铁矿为研究对象,通过电子探针及LA-ICP-MS微量元素分析技术,揭示二者的微量元素组成和赋存状态,探讨成矿温度及矿床成因方面的重要信息.分析结果显示:闪锌矿内Fe、Mn、Cd、Cu、In、Pb、Bi元素较为富集,两类矿石内的闪锌矿除Fe元素含量相差较大以外(平均值分别为9.3％和1.7％),其他元素含量并无明显差异;电子探针面扫描和LA-ICP-MS剥蚀图像显示元素Mn、Cd、In以类质同象形式存在,而Fe、Cu、Pb、Bi则有类质同象和显微包体2种存在形式.黄铁矿微量元素含量整体较低,元素Co、Ni、Pb、Bi相对富集,Ni、Mn主要以类质同象形式存在,Cu、Co有类质同象替换和显微包体2种形式,Pb、Bi主要以方铅矿包体形式存在.两类矿石中的闪锌矿Zn/Cd比值分别在120～150之间和93～210之间,均指示中温成矿条件.两类闪锌矿内Fe、Cd、Mn元素含量特征与典型矽卡岩型矿床内的闪锌矿相吻合;矿床内硫化物硫同位素组成揭示成矿物质来自于岩浆岩.上述证据共同支持梅仙丁家山铅锌矿矿床属矽卡岩型矿床.     

矿物学填图在福建丁家山铅锌矿成因研究中的应用

应用典型矿物富集型异常填图,揭示了福建丁家山铅锌矿区各种矿物的带状切层分布特征,指出矿区接触交代变质热源(燕山期花岗岩)自矿区北西方向侵入,在矿区范围内的侵入中心位于北西向和北东向断层交汇处(Ⅲ-2矿体中部和Ⅲ-1矿体之间)。花岗岩在侵入过程中与中新元古代马面山岩群龙北溪组上段经区域变质的富钙质岩发生接触交代作用,在不同阶段形成石榴石、绿帘石、磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等典型矿物。矿区成矿流体自北东向南西运移。再次证实矿物场填图在变质类型研究方面的重要意义,希望引起高度重视。     

闽中丁家山铅锌矿床同位素地球化学及其地质意义

通过铅、硫、铷、锶同位素地球化学特征的系统分析,对闽中丁家山铅锌矿床的成矿物质来源、成矿时代及矿床成因进行了深入研究。围岩全岩及矿石内方铅矿的Pb同位素变化范围较宽,方铅矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值在18.182~18.605之间, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值在15.010~15.932之间,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值在38.331~39.666之间,具有明显的壳-幔混合来源特征,可能由龙北溪组地层和燕山期重熔型花岗岩共同提供。黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的δ³⁴S组成为-1.7‰~5.6‰,平均值为2.7‰,具有向正值偏移的塔式分布特征;系统δ³⁴S初始值为3.97‰,深源硫特征明显,说明硫由燕山期重熔型花岗岩提供。成矿期的石英铷-锶等时线年龄为(146.15±3.95) Ma,成矿时间属燕山早期第三阶段。以上结果进一步证实,丁家山铅锌矿床为马面山群龙北溪组上段经区域变质的富钙质沉积岩与燕山期重熔型花岗岩发生接触交代作用,形成的矽卡岩型矿床。     

福建丁家山铅锌矿区磁黄铁矿成因矿物学特征研究

通过野外观察、光学显微镜、矿物场填图、X射线衍射、微区成分分析等手段,针对福建丁家山铅锌矿区磁黄铁矿的成因矿物学特征进行研究。结果表明,丁家山铅锌矿区磁黄铁矿具沿北东向断层串珠状排布,揭示明显的热液成矿特征;矿区内有4类产出形态各异的磁黄铁矿,多为单斜、六方混合相磁黄铁矿,其中单斜磁黄铁矿为六方磁黄铁矿的固溶体分离产物,指示矿区成矿为缓慢的降温过程;六方磁黄铁矿结晶温度在322℃～304℃之间,与同成矿期石英包裹体均一测温结果完全符合。六方磁黄铁矿-黄铁矿-闪锌矿成矿压力计计算结果集中在0.2GPa～0.3GPa之间,与该区燕山期花岗岩成岩压力完全一致。由此认为丁家山铅锌矿为燕山期花岗岩与中-新元古代马面山岩群龙北溪组上段经区域变质的富钙质岩发生接触交代作用而形成的矽卡岩型矿床。     

福建丁家山铅锌矿床石榴子石特征及成矿意义

为查明丁家山铅锌矿床石榴子石的分布、形貌、成分和环带等特征及其与成矿的关系,采用矿物富集型异常填图、显微镜鉴定、X射线粉末衍射和扫描电镜分析等方法对研究区2类石榴子石进行深入研究。研究区石榴子石富集中心自北东向南西展布,第一类石榴子石的X射线衍射曲线出现了与钙铁榴石和钙铝榴石相符合的分裂峰;第二类石榴子石内钙铁榴石和钙铝榴石含量之和均在90%左右,且自核心向边部出现了Fe和Al、钙铁榴石和钙铝榴石含量的消长变化,表明两类石榴子石均属钙铁-钙铝榴石固溶体系列,证实丁家山铅锌矿床的接触交代成因,也说明石榴子石结晶过程中系统内部酸碱度及氧化还原条件发生了波动。石榴子石内的裂隙为金属硫化物沉淀提供了空间。     

闽中丁家山铅锌多金属矿区闪锌矿中Fe、Cd、Mn元素赋存特征及其地质意义

闪锌矿内Fe、Cd、Mn等元素含量不但影响闪锌矿的晶胞参数,而且蕴藏着丰富的矿床成因信息。闽中梅仙矿田丁家山铅锌矿区存在磁铁矿型和磁黄铁矿型两类矿石。本文通过X射线原位衍射和电子探针分析分别对两类矿石中闪锌矿的晶胞参数和Zn、Fe、Cd、Mn元素含量进行了测试,结果表明,闪锌矿晶胞参数具有磁黄铁矿型矿石磁铁矿型矿石理论值的特征,引起晶胞参数差异的主要原因是闪锌矿内Fe、Mn元素的含量。此外,两类矿石闪锌矿内Fe元素含量差距悬殊,Zn、Fe、Cd元素之间的替代关系和替代强度差异明显,结合研究区地质特征,认为这两类矿石可能是两次不同成矿作用的产物。