甘肃阳山金矿载金黄铁矿硫同位素Nano-SIMS原位分析

硫同位素示踪是矿床研究的重要手段之一,它在示踪成矿物质来源方面具有极其重要的作用。由于阳山金矿床的载金黄铁矿普遍发育环带结构,显示多期热液活动的特点,而前人研究往往得到整颗粒黄铁矿硫同位素的混和值,因而无法将不同阶段的硫同位素来源区分清楚。本次研究采用纳米二次离子质谱分析技术(NanoSIMS)对不同阶段的黄铁矿的不同部位进行了原位硫同位素分析。结果表明,斜长花岗斑岩脉中载金黄铁矿的硫同位素分布基本表现为核部高、环带低的特点,其中,黄铁矿核部的δ34S值为0~1.3‰,显示硫来自于深源岩浆,而环带的δ34S值为-4.5‰~-1.3‰,表明成矿过程中的硫主要来源于岩浆硫,同时可能还有部分沉积硫的混入;千枚岩中草莓状黄铁矿和自形黄铁矿核部的δ34S值均较低(平均值分别为-22.2‰和-26.5‰),显示细菌还原海水硫酸盐过程所产生的硫同位素特征,而自形黄铁矿环带的δ34S值为-5.1‰~1.3‰,同样显示硫来源于岩浆硫与一定程度沉积硫的混合。笔者综合研究区内岩浆活动与成矿的关系后认为,岩浆活动与成矿关系密切,岩浆活动的频发不仅为流体运移提供了足够的热源,同时还带来了丰富的成矿物质。     

贵州太平洞金矿床载金黄铁矿的矿物学特征及原位微区硫同位素分析

太平洞金矿床是我国黔西南地区典型的卡林型金矿床之一。然而,由于发现时间短,其勘探和研究程度较低,对矿床成因模式和成矿机制的认识有待深入。本文在野外调查的基础上,详细分析了太平洞金矿床矿石的显微组构特征,对主要载金矿物——黄铁矿进行了岩相学鉴定、电子探针成分分析(EPMA)以及Nano-SIMS微量元素面扫描(Mapping)和原位微区硫同位素分析。显微镜下观察发现,矿石中的黄铁矿按形态分为草莓状黄铁矿、半自形?自形黄铁矿以及不规则状黄铁矿。电子探针成分分析表明黄铁矿中含有As(0～8.482%)、Au(0～0.092%)、Co(0.059%～0.195%)、Cu(0～0.407%)、Cr(0～0.083%)、Zn(0～0.016%)等多种微量元素。元素相关性分析证实As与S呈负相关关系。背散射电子图像(BSE)显示载金黄铁矿普遍发育环带结构,根据As元素的分布特征将环带黄铁矿细分可为PyⅠ(核部贫As的黄铁矿)和PyⅡ(核部富As的黄铁矿)两类。载金环带黄铁矿的元素面扫描及原位微区硫同位素分析表明:PyⅠ核部富Zn、Cr、Ni元素,贫As,δ³⁴S值多分布在1.1‰～5.9‰,环带则相对富集As、Au、Cu、Mn等元素,δ³⁴S值为–0.7‰～4.7‰;PyⅡ包括成矿期形成的富As核部(δ³⁴S值分别为0.6‰、4.7‰)和宽度不等的增生环带(δ³⁴S值为–1.6‰、3.7‰)。通过对比国内外卡林型金矿载金黄铁矿原位硫同位素特征,推断贵州太平洞金矿床中的硫来源于深部岩浆硫。同时,Nano-SIMS元素面扫描分析对BSE图像显示的黄铁矿环带中元素的分布进行了高分辨率的呈现,揭示了环带尺度的元素分带性——成矿过程中流体活动的"脉冲"效应,即增生环带往往是由更次一级的生长环带所组成的。高分辨率的元素面扫描结合原位微区硫同位素分析表明,黔西南地区的卡林型金矿的形成可能源于深部就位的岩浆分异出的载金气?液流体沿断裂系统经长距离运移到达地表,并充填?交代围岩成矿。     

贵州贞丰水银洞金矿矿床成因与成矿模式:来自载金黄铁矿NanoSIMS多元素Mapping及原位微区硫同位素的证据

贵州贞丰水银洞金矿是中国"滇黔桂"金三角地区最具代表性的超大型卡林型金矿床之一。黄铁矿和毒砂是水银洞金矿的主要载金矿物。背散射电子图像和NanoSIMS高分辨率元素面扫描分析显示载金黄铁矿普遍发育环带结构,不同环带的微量元素种类和含量有显著差别。如增生环带富集Au、Cu、As元素,而核部则相对贫这些元素,富Se。同时,即使在富Au环带中,Au和微量元素也并非均匀分布,环带之中又发育次一级环带。这表明热液来源呈现阶段性和"脉冲式"特征。在元素面扫描分析(Mapping)基础上,本次研究对载金黄铁矿中不同成分特征的核部和环带分别进行了原位硫同位素分析。结果表明:黄铁矿核部的δ34S值变化范围为1.3‰~6.5‰,而富金环带的δ34S值为-3.5‰~7.4‰。与国内外同类矿床的硫同位素特征比较之后发现,这些硫同位素显示岩浆硫特征,暗示载金黄铁矿的硫主要来源于深源岩浆。计算表明,有部分沉积硫混入了成矿流体。最终,我们为水银洞金矿建立了岩浆-热液模式:从深源岩浆分异出的超临界气-液流体携带Au、As等元素沿区域深断裂上升,在区域不整合面和灰家堡背斜轴部破碎带等构造薄弱部位,通过充填、交代围岩的方式沉淀成矿。大气降水的淋滤和渗透在一定程度上有利于金矿化。     

南米仓山变质岩变质时代及地质意义

通过对汪家坪岩组的两件黑云斜长变粒岩变质岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,获得的~(206)Pb/~(238)U年龄介于843.3~904.9Ma之间,最古老的年龄达1138.46±16.7Ma,表示南米仓山结晶基底在新元古代早期曾发生过强烈的构造-岩浆活动;具有变质锆石特征的样品,获得的年龄数据表明南米仓山地区在新元古代发生过两期变质作用,早期的变质作用峰值年龄约为810.0~900.0Ma,代表着晋宁末期华北大陆板块与扬子板块逐渐对接拼合,古秦岭洋壳迅速向南北两侧俯冲消减事件;晚期变质作用发生在约为550.0~760.0Ma,记录了这一阶段的澄江期岩浆热事件引起的接触变质事件。