矿物的导电类型与矿物形成温度的关系

通过杂质对导电类型的影响的研究,得出了同种矿物的不同导电类型与矿物形成温度的规律:电子型(n型)导电矿物的形成温度大于电子与空穴混合型导电矿物的形成温度,又大于空穴型(p型)导电矿物的形成温度,绝缘体矿物的形成温度低于上述三种导电类型矿物。应用矿物热电图谱仪,天然金刚石半导体测试仪对闪锌矿、黄铁矿、金刚石等矿物的导电类型进行了测试,并探讨了导电类型成因,证实了上述规律的正确性。     

Galvanic interactions between galena–sphalerite and their reactivity

The galvanic effect between the main associated mineralogical phases in a mineral sphalerite concentrate was evaluated using an alternative methodology. Comparative voltammetric studies were performed between high purity galena mineral (94.65%) and sphalerite concentrate (content of 78.11% sphalerite, ZnS; 13.64% galena, PbS; 0.57% chalcopyrite, CuFeS₂; 0.41% cadmium sulfide, CdS; and 0.11% arsenopyrite, FeAsS) using carbon paste electrodes (CPE) in order to identify galvanic interactions that affect their reactivity. The electrolyte was an aqueous solution of 0.1 M NaNO₃ (pH 6.5). The results showed that, in sphalerite concentrate, the electrochemical reactivity of the galena was diminished and displaced to more positive potentials with respect to the high purity galena mineral response. This behavior can be attributed to the galvanic protection offered by the sphalerite on the galena, thereby avoiding its free oxidation. On the other hand, sphalerite oxidation was diminished by the formation of a passive products film that is dissolved to more positive potentials which provokes oxidation of other minerals like CuFeS₂, (Zn,Cd)S and FeAsS present in a minor proportion in the sphalerite concentrate.     

低温平衡ZnS-PbS-FeS-H_2S四组分体系的热力学分析

本文介绍了热力学相图在浅成低温热液硫化物矿床中的应用,并以三江地区金顶铅锌矿床中的矿物含量为例进行定量分析。一方面在相同温度下,浓度与矿物(组合)之间存在对应关系,并且一些矿物(组合)对应特定的酸碱条件,例如在400K和105Pa条件下,黄铁矿与方铅矿的组合在碱性环境下稳定,而方铅矿与闪锌矿的组合在酸性环境中稳定,且酸性条件下当lg[Pb2+]≥-11.29时,才开始出现方铅矿;另一方面对比了298.15K和400K条件下矿物共生组合的及介质pH值的变化情况,并得到400K条件下形成矿物或矿物组合所需离子的浓度更高。     

Mn distribution in sphalerite: an EPR study

A study on Zn replacement in sphalerite by divalent Mn has been performed by using EPR spectroscopy. Twelve natural and synthetic samples with different Mn-contents were selected for the spectroscopic investigation. The EPR spectra vary from an hyperfine sextet to a single broad line according to their Mn-content. Three components, attributed to Mn(II) in different chemical coordination (namely isolated ions, interacting ions, clusters) have been determined by means of spectral simulation. The variations of the EPR signals among the different spectra are due only to the mixing of these components, without any variation of each spectral parameter. Differing distribution of Mn(II) was, therefore, observed at a local scale. Consequently, the specific interactions driving the coalescence of Mn(II) ions to form clusters may be responsible for the banded pattern in sphalerite crystals.     

广西佛子冲铅锌矿床地质地球化学特征

佛子冲铅锌矿床位于南岭成矿带中部南缘、博白-岑溪深断裂带北端。矿体产于奥陶系浅变质钙质碎屑岩和泥质灰岩中,主要受北北东向断层和岩体与地层接触面控制。本文通过对佛子冲铅锌矿床104号矿体中石英、闪锌矿和方解石包裹体均一温度的测定,对硫、铅、氢、氧等同位素的组成研究,以及根据闪锌矿Rb-Sr等时线年龄132±3 Ma,认为佛子冲铅锌矿属于与岩浆期后流体作用有关的燕山期中-高温热液矿床。     

硫化物矿床中闪锌矿Rb-Sr等时线定年方法研究——以湘西新晃打狗洞铅锌矿床为例

本文对用研磨法和分步溶解技术提取流体相和硫化物相的实验条件进行了系统的研究,在此基础上建立和完善了闪锌矿分相Rb-Sr等时线定年的方法流程。通过对湘西打狗洞铅锌矿床Rb-Sr定年的示范研究,进一步验证了方法的有效性和应用前景,获得闪锌矿矿物Rb-Sr等时线年龄（473±76 Ma）,采用研磨法和分步溶解技术获得更精确的闪锌矿流体相＋硫化物相年龄（489.6±5.9 Ma）和全矿物＋矿物相（流体相＋硫化物相）的年龄（490±6.5 Ma）,表明湘西打狗洞铅锌矿床的成矿作用发生在早奥陶世,其成矿作用的发生可能与晚期成岩或区域构造热事件有关。     

云南澜沧老厂铅锌多金属矿床闪锌矿微量元素组成

云南澜沧老厂是三江成矿带南段最重要铅锌多金属矿床之一,通过LA-ICPMS和ICP-MS微量元素组成分析结果表明,矿床中闪锌矿属于铁闪锌矿,形成于中温环境,以富Fe、Mn、Cd和In等元素为特征,其中Fe、Mn、Cd、In等元素以类质同象形式赋存于闪锌矿中,而Pb、Cu 、Sn和Bi等元素含量变化范围较大,以显微包裹体(方铅矿和黄铜矿等)赋存于闪锌矿中。本矿床闪锌矿中Fe和Mn等微量元素组成与VMS矿床类似,但In和Cd的异常富集可能暗示其独特的成矿机制。总体而言,其闪锌矿微量元素组成特征和与燕山-喜山期花岗岩叠加改造作用有关的喷流沉积铅锌矿床(如云南白牛厂和广东大宝山)相似,而明显不同与矽卡岩型矿床(如核桃坪与鲁子园),更不同于MVT型铅锌矿床(牛角塘、会泽和勐兴)和金顶铅锌矿床。结合矿床产出地质特征,笔者认为云南澜沧老厂铅锌多金属矿区经历了古、中、新特提斯期不同程度的拉张与闭合发展演化,使矿床多期同位叠加成矿特征明显,其闪锌矿微量元素组成具喷流沉积成因特征,深部喜山期花岗斑岩与铅锌成矿作用关系不大,但在其侵入过程中叠加改造作用使闪锌矿等硫化物组合及其微量元素组成发生一定程度变化(如局部富集Sn和Sb等元素)。此外,两种测试方法结果对比可以看出,在硫化物单矿物微量元素分析中,LA-ICPMS相对于ICP-MS分析具有更高精度,不仅可以进行硫化物原位分析,并能即时了解微量元素在硫化物中赋存状态,而且克服了ICP-MS分析中由于单矿物选样不纯致使测试误差大等弱点。     

四川大梁子铅锌矿床单颗粒闪锌矿铷-锶测年及地质意义

大梁子铅锌矿床位于扬子地台西南缘、甘洛-小江深大断裂带西缘,是中国川滇黔地区重要的大型铅锌矿床之一,其金属储量为 180 万吨(Pb Zn),平均品位为11.45%.铅锌矿体产于灯影组顶部,严格受近南北向断层控制.本文首次采用超低本底单颗粒闪锌矿 Rb-Sr 同位素测年方法,测得大梁子铅锌矿床成矿年龄为(366.3±7.7)Ma,代表了矿床的主成矿阶段年龄.通过地球动力背景探讨,认为该矿床的形成可能与晚加里东期扬子地台西缘构造活动有关.锶同位素初始比值测试结果表明大梁子铅锌矿床成矿物质来源可能主要源自围岩碳酸盐岩或基底地层.     

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。