黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素分析在金矿床中应用

运用LA-ICP-MS对金属硫化物、氧化物进行原位微区微量元素分析具有灵敏度高、检出限低、多元素同时检测的优势, 应用前景广阔。本文综述了黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素分析在金矿研究方面的应用, 指出在详细的岩相学观察基础上, 将LA-ICP-MS分析与电子探针背散射分析、X射线面扫描分析、原位S/Fe同位素分析技术等连用, 可用于判断黄铁矿中微量元素的赋存状态, 约束变质变形过程中微量元素的活化-迁移行为, 反演成矿流体性质及演化规律, 示踪成矿物质来源, 精细刻画成矿过程, 有效约束矿床成因。     

安徽铜陵新桥铜硫金矿床的成因:来自两类黄铁矿微形貌学、地球化学特征的证据

新桥矿床是长江中下游成矿带铜陵矿集区内大型铜金硫矿床。本文以矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为胶状黄铁矿(Py I)和半自形-自形黄铁矿(Py II)两种类型。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和等离子激光质谱(LA ICP-MS)对两类黄铁矿的矿物相、形貌、微结构和微量元素成分进行研究。FE-SEM分析结果表明,Py I基本由极细粒黄铁矿组成,以自形-半自形立方体晶形为主,粒径大约100~500nm,而Py II主要为粒度为50~100μm,以八面体和五角十二面体晶形态为主,两类黄铁矿的形貌和微结构特征明显不同。LA-ICP-MS分析测试显示,Py I中相对富含As、Se、Te等元素,而Py II中成矿元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag的含量则比Py I型黄铁矿明显偏高,分别为792.0×10-6、2125×10-6、1.67×10-6、0.29×10-6和190.7×10-6,且Bi、Co、Ni、V、Ti、Mg、Cr、Cd、Al、Mn等微量元素含量较Py I均明显偏高1~2个数量级。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上,本文认为Py I可能形成于晚古生代海底热水沉积环境,Py II形成于中生代岩浆热液环境。新桥铜金硫多金属矿床的成矿作用包括了海西期同生沉积成矿作用和燕山期与岩浆活动有关的热液成矿作用。晚侏罗世-早白垩世广泛发育的强烈岩浆侵入及与之有关的热液活动,对矿床的最终形成起了主导作用,提供了Cu、Au等主要成矿物质。     

LA-ICP-MS in situ analyses of the pyrites in Dongyang gold deposit,Southeast China: Implications to the gold mineralization

The Dongyang gold deposit is a newly discovered epithermal deposit in Fujian Province, Southeast China, along the Circum-Pacific metallogenic belt. Herewith, the authors present mineralogical, scanning electron microscope, and laser ablation inductively coupled clasma mass spectrometry analysis to reveal the relations between Au and Te, As, S, Fe, etc., and discuss the gold precipitation process. The pyrites in this deposit are Fe-deficient, and are enriched in Te and As. The authors infer that As was mainly in form of As-complexes, and Te-Au-Ag inclusions/solid solution also exsits in the Py I. Along with the depletion of Te and As, they were less active chemically in the Py II, and Au may be incorporated into As-rich and Fe-deficient surface sites by chemisorption onto As-rich growth surfaces. Because of the incorporation of new fluid, Te and As became the most active chemically in the Py III, which was the main elements precipitation stage, and As dominantly substituted for S in the lattice of pyrite, due to the more reducing condition. The authors propose Au was in form of invisible gold, and the incorporation of gold can be considered as post-pyrite event, while the Au-bearing minerals were result of post incorporation of gold in arsenian pyrite.     

泥堡金矿床载金含砷黄铁矿的微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的指示意义

泥堡金矿床为黔西南地区新近发现的又一个重要的卡林型金矿床,显微镜下观察和电子探针分析显示,含砷黄铁矿是其主要的载金矿物。在详细的野外调研和室内观察的基础上,将该矿床中的载金含砷黄铁矿分为3种类型,即环带状含砷黄铁矿(PyⅠ)、胶状含砷黄铁矿(PyⅡ)和生物结构状含砷黄铁矿(PyⅢ)。电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素测定结果显示,PyⅠ明显存在继承核和增生环带,内核富S、Fe,贫Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素,为沉积成因或成矿前热液成因黄铁矿;增生环带则相对贫S、Fe,富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素,为主成矿期热液成因黄铁矿。PyⅡ和PyⅢ均为均质结构,具有富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素及贫S、Fe的特点,类似PyⅠ的增生环带,应与PyⅠ的增生环带为同一成因类型,可能是同期形成的。毒砂中普遍富As,而贫Au、Ag、Hg、Cu等元素,应为成矿热液晚期的结晶产物。综合分析认为,泥堡金矿床载金矿物的结晶顺序为:贫砷的沉积成因或早阶段热液成因黄铁矿(PyⅠ内核)→含砷黄铁矿颗粒+含砷黄铁矿环带(PyⅠ增生环带)→毒砂。矿床中Au、Ag、As、Cu等成矿物质主要来自于燕山晚期的岩浆热液系统。     

滇东南都龙超大型锡锌多金属矿床黄铁矿LA-ICPMS微量元素组成研究

滇东南马关都龙是一个以锡锌为主,共-伴生铟、铜、铅、钨、铁、银等多种元素的锡锌多金属超大型矿床。虽然前人从矿物学、矿床地球化学、年代学等不同角度开展了较多的研究,该矿床锡锌多金属矿化为燕山晚期岩浆热液活动的产物已是不争的事实,但关于该矿床是否存在热水沉积作用及其与锡锌多金属成矿作用的关系依然存在较大争议。本文选取都龙矿区广泛存在的黄铁矿作为主要研究对象,在矿相学基础上利用LA-ICPMS对不同阶段黄铁矿的微量元素组成开展了系统的研究。野外及显微鉴定结果表明,矿区存在四种类型（期次）的黄铁矿,即：鲕状黄铁矿Py1;穿切或交代Py1的细脉状黄铁矿Py2;与闪锌矿等硫化物共生的自形黄铁矿Py3;包裹早期黄铁矿或闪锌矿等硫化物的他形黄铁矿Py4。LA-ICPMS分析结果表明,该矿床黄铁矿中富集多种微量元素,其中Co、Ni、As、Ge等元素以类质同象的形式存在黄铁矿晶格中,而其余元素多以显微矿物包体形式赋存于黄铁矿中。上述四期黄铁矿微量元素组成存在较大差别,Py1相对富集Zn和As,而其余微量元素含量较低,Co与Ni含量较低,Co/Ni比值远低于1.00,其微量元素组成与典型沉积作用形成黄铁矿基本一致;Py2与Py1具有相似的微量元素组成特征,其Co/Ni比值接近Py1变化范围;Py3和Py4除富集Zn、As外,Mn、Co、Ni、Cu、Sb、Pb、Bi元素含量也相对较高,其Co/Ni比值相对较高,多大于1,与典型岩浆热液型黄铁矿微量元素组成相似,而与沉积型黄铁矿差异明显。结合各阶段黄铁矿产出地质特征,对比不同类型黄铁矿微量元素组成,本研究认为：Py1鲕状黄铁矿为热水沉积作用形成;Py2为Py1变质改造形成的细脉状黄铁矿,其微量元素继承了Py1;Py3为岩浆热液活动形成的自形黄铁矿;Py4为岩浆热液活动晚期形成的他形黄铁矿,Ag和Bi组成作为区分不同成因类型黄铁矿的化学指标的潜力。矿区早期沉积作用形成鲕状黄铁矿过程可能为后期成矿作用提供了部分硫源及少量Zn等成矿物质,海西-印支期区域变质改造作用对矿区成矿作用影响不大,而燕山晚期岩浆热液活动才是矿区锡多金属大规模成矿作用的主导因素。

     

小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因

文峪金矿位于小秦岭矿田南部,其产出受脆-韧性剪切带控制,赋矿围岩为太华群变质杂岩.根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将文峪金矿流体成矿过程分为早、中、晚三个阶段,其热液石英中发育CO2-H2O型、纯CO2型和H2O溶液型三种类型流体包裹体.平阶段石英中原生包裹体主要是CO2-H2O型和纯CO2型,其成分为CO2+H2O±N2±CH4,均一温度集中在290～330℃,盐度为1.02％～9.59％ NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有3种类型的包裹体,其中以CO2-H2O型包裹体为主,获得CO2-H2O和水溶液包裹体均一温度集中在250～290℃,盐度为0.02％～12.81％NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(114～239℃)和盐度(4.18％～8.95％ NaCleqv).根据CO2-H2O型包裹体计算早、中阶段压力分别为130 ～ 178MPa和85 ～ 150MPa,对应的成矿深度分别为4.7～6.5km和3.1～5.5km.总体而言,文峪金矿的初始流体具有中高温、富CO2、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期矿质的大量沉淀,文峪金矿为中浅成的造山型矿床.     

安徽铜陵新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的制约

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种固体微区分析新技术。用该技术来分析矿床中硫化物的微量元素组成可以为研究成矿流体特征、矿床成因及找矿勘探提供有关的科学信息。文中以安徽铜陵矿集区内新桥Cu-Au-S矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为具有沉积特征的胶状黄铁矿(PyⅠ)、具有变形重结晶和热液叠加作用特征的细粒他形黄铁矿(PyⅡ)和具热液成因特征的中—粗粒自形黄铁矿(PyⅢ)3种类型。LA-ICP-MS原位微量元素测定结果显示,PyⅠ中相对富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te;PyⅡ继承了PyⅠ中富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te、Bi的特征,同时还含有不均匀分布的少量成矿元素(Cu、Pb、Zn、Au、Ag);PyⅢ中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au以及Bi元素的含量较高,Co、Ni、As的含量较低。在元素赋存状态方面,Co、Ni、As、Se和Te均以类质同象的形式进入到了黄铁矿的晶格中;Bi在PyⅡ中主要以含Bi矿物的微细包裹体形式存在,而在PyⅢ中的Bi还部分取代了Fe而占据了晶格;Cu、Pb、Zn、Au、Ag这些成矿元素中,Cu和Zn分别以黄铜矿和闪锌矿的矿物包裹体存在于黄铁矿中;PyⅡ中所含的少量Au、Ag,可能分别以自然金和自然银的形式存在,而在PyⅢ中Au可能主要以银金矿的形式存在,Ag除了以银金矿的形式存在以外还可能赋存于黄铁矿中含铋的矿物包裹体内;Pb主要赋存于黄铁矿中的方铅矿或含铋矿物的包裹体中。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上认为,PyⅠ型黄铁矿可能形成于前人提出的晚古生代海底沉积或喷流沉积环境,PyⅡ和PyⅢ型黄铁矿分别形成于中生代区域构造变形-热液叠加改造的过渡环境和热液环境,PyⅡ和PyⅢ的形成时间相近。新桥矿床的形成可能经历了晚古生代海底沉积或喷流沉积期和燕山期热液期,胶黄铁矿主要形成于沉积成矿期,而矿床中成矿物质Cu、Pb、Zn、Au、Ag等主要来自燕山期岩浆侵入作用形成的热液成矿系统。     

小秦岭大湖金矿成矿流体特征及矿床成因

本文运用流体包裹体岩相学、流体包裹体温度测试、流体包裹体成分分析等方法,讨论了大湖金矿床成矿流体的特征和成矿机理。     

小秦岭车仓峪钼矿成因研究:辉钼矿Re-Os年龄及黄铁矿微量元素制约

车仓峪钼矿位于小秦岭中生代娘娘山花岗岩体与太华群基底的接触带内,矿体发育在由一组X节理控制的石英脉内。本文对车仓峪钼矿开展了辉钼矿Re-Os定年以及黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位分析工作。所得辉钼矿Re-Os模式年龄为133.8±4.3Ma和132.7±2.2Ma,表明车仓峪钼矿的成矿年龄为早白垩世,与娘娘山岩体的成岩年龄一致。辉钼矿样品的Re含量较低,为83×10-6和86×10-6,指示了成矿物质可能来源于I型花岗岩——娘娘山花岗岩。对与辉钼矿共生的黄铁矿进行LA-ICP-MS微量元素原位分析,发现黄铁矿中Ni含量低(4.5×10-6~76.1×10-6,平均17.4×10-6),表明其来源应该是酸性岩,也就是其围岩娘娘山花岗岩。综合辉钼矿定年以及黄铁矿微量元素分析结果,车仓峪钼矿应该是早白垩世娘娘山花岗岩侵位时,由岩浆冷凝分异出的成矿流体充填和交代围岩形成。同时,小秦岭燕山期Mo矿化并不伴随Au矿化,结合已有资料,从侧面说明燕山期可能并不是小秦岭金的主成矿期。     

LA-ICP-MS analysis of single fluid inclusions in a quartz crystal (Madan ore district,Bulgaria)

A “long-living” crystal of barren quartz from Kroushev Dol Pb-Zn deposit (Madan district, Rhodope Mountains, Bulgaria) was studied. The semitransparent base part (the “root”) of the crystal contains abundant inclusions, predominantly along healed cracks, while the upper half or third of the crystal is clear and poor in inclusions. In order to analyze fluid inclusions in the quartz crystal, it was cut into 4 pieces across and along the c-axis and doubly-polished sections were prepared. Fluid inclusions trapped in this quartz supply information about the temporal evolution of paleofluids depositing ore minerals.     

柿竹园和香炉山W多金属矿床中硫化物微量元素特征:来自原位LA-ICP-MS分析

华南包括两个世界级的W矿带,分别是南岭和江南造山带W成矿带。柿竹园W多金属矿床位于南岭地区,香炉山W矿床位于江南造山带东北部。两个矽卡岩W矿床都发育硫化物成矿阶段。但硫化物和成矿元素组成存在显著的差异。前者由含Pb、Zn、Ag硫化物和黝铜矿、银黝铜矿、含Ag斜方辉铅铋矿和铁硫锡铜矿硫盐组成;后者主要为磁黄铁矿。柿竹园远接触带Pb-Zn-Ag矿脉中硫化物(闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和磁黄铁矿)较富集B、Mn、Cr、Sb、Sn和Hg,香炉山似层状矽卡岩和硫化物-白钨矿矿体中硫化物(磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿)较富集W、Se和Bi。两个矿床中黄铜矿、闪锌矿和方铅矿较富集Ag,黄铜矿、闪锌矿富集In和Sn,闪锌矿还富集Cd。两个矿床中的硫化物微量元素分析表明与矽卡岩W矿成矿相关的硫化物可载有多种微量元素。这些元素参与到硫化物中程度由多种因素控制。具体如下,硫化物中B含量高低与成矿相关岩体中B含量相关;在相对高温和还原条件下,硫化物中W含量较高;闪锌矿中Mn和Cd与Zn发生取代作用; Cr可以一定程度进入到硫化物中,并受成矿流体中Cr含量影响; Se与S发生了一定程度的取代进入硫化物,并受流体中它的含量控制; Bi在闪锌矿与黄铜矿易形成固溶体;硫化物中Sb含量受初始流体中它的含量影响,方铅矿中易包裹一定的辉锑矿(Sb_2S_3)或含Sb的硫盐矿物; Ag是否形成独立的矿物相和进入哪些硫化物中,取决于流体中Ag的初始含量和硫化物的沉淀次序;硫化物中Hg的含量受温度影响。     

黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位微区分析方法及其在金矿床研究中的应用

LA-ICP-MS原位微区分析技术具有空间分辨率高、检出限低等突出优点,可以有效地获得矿床不同成矿阶段矿物的微量元素组成信息。黄铁矿广泛分布在不同类型的金矿床中,是认识矿床成因的一个重要载体矿物。文章总结了近些年来LA-ICP-MS分析技术的发展趋势和其在分析黄铁矿微量元素指示金矿床成因方面的研究进展。研究提出了在详细的岩相学工作基础之上,利用LA-ICP-MS原位微区分析技术准确测定黄铁矿微量元素并结合元素面扫描可以有效限定微量元素在黄铁矿中的分布赋存状态,探讨了元素进入黄铁矿机理和富集过程;利用典型元素含量（组合或比值）可以有效地反演成矿流体性质、指示成矿物质来源,进而约束金矿床的成因。此外,文章还总结了近些年来黄铁矿微量元素在找矿勘查领域取得的系列成果,认为其在成矿潜力评价以及指导选矿加工等领域具有巨大的应用前景。总之,LA-ICP-MS分析技术是建立矿床学从宏观到微观研究的重要桥梁,与BSE、SEM、TEM以及同位素分析等技术结合,可以有效刻画金矿床形成的精细过程,对于约束成矿金属来源以及金富集沉淀机制等方面研究具有重要意义。     

河南小秦岭杨砦峪金矿床成矿流体特征

河南省杨砦峪金矿床位于华北克拉通南缘,是小秦岭地区大型的石英脉型金矿床。据野外观察,成矿过程经历了4个阶段：Ⅰ黄铁矿-石英脉阶段;Ⅱ石英-黄铁矿阶段;Ⅲ石英-多金属硫化物阶段;Ⅳ石英-碳酸盐阶段。包裹体岩相学、显微测温以及激光拉曼显微探针研究显示,该矿床为CO₂-H₂O-NaCl±CH₄流体体系,并且发生不混溶。从第Ⅰ成矿阶段到Ⅳ成矿阶段,流体包裹体的均一温度范围分别是307~407℃,270~320℃,225~272℃和166~226℃,呈现逐步降低的趋势;盐度w（NaCl_eq）平均值分别为7.3%,7.1%,9.0% 和6.4%。各阶段成矿压力为120~178 MPa,85~140 MPa,75~130 MPa和60~122 MPa,呈现逐渐降低的趋势。流体不混溶作用是导致杨砦峪矿质沉淀的重要原因,其诱因可能与控矿断裂由压扭转为张扭所导致的构造减压有关。     

Genesis of the Bianjiadayuan Pb-Zn polymetallic deposit,Inner Mongolia,China:Constraints from in-situ sulfur isotope and trace element geochemistry of pyrite

The Southern Great Xing'an Range(S(GXR)which forms part of the eastern segment of the Central Asian Orogenic Belt(CAOB)is known as one of the most important Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au metallogenic belts in China,hosting a number of porphyry Mo(Cu),skarn Fe(Sn),epithermal Au-Ag,and hydrothermal veintype Ag-Pb-Zn ore deposits.Here we investigate the Bianjiadayuan hydrothermal vein-type Ag-Pb-Zn ore deposit in the southern part of the SGXR.Porphyry Sn± Cu± Mo mineralization is also developed to the west of the Ag-Pb-Zn veins in the ore field.We identify a five-stage mineralization process based on field and petrologic studies including(i)the early porphyry mineralization stage,(ii)main porphyry mineralization stage,(iii)transition mineralization stage,(iv)vein-type mineralization stage and(v)late mineralization stage.Pyrite is the predominant sulfide mineral in all stages except in the late mineralization stage,and we identify corresponding four types of pyrites:Pyl is medium-grained subhedral to euhedral occurring in the early barren quartz vein;Py2 is medium-to fine-grained euhedral pyrite mainly coexisting with molybdenite,chalcopyrite,minor sphalerite and galena;Py3 is fine-grained,subhedral to irregular pyrite and displays cataclastic textures with micro-fractures;Py4 occurs as euhedral microcrystals and forms irregularly shaped aggregate with sphalerite and galena.LA-ICP-MS trace element analyses of pyrite show that Cu,Pb,Zn,Ag,Sn,Cd and Sb are partitioned into pyrite as structurally bound metals or mineral micro/nano-inclusions,whereas Co,Ni,As and Se enter the lattice via isomorphism in all types of pyrite.The Cu,Zn,Ag,Cd concentrations gradually increase from Pyl to Py4,which we correlate with cooling and mixing of ore-forming fluid with meteoric water.Py2 contains the highest contents of Co,Ni,Se,Te and Bi,suggesting high temperature conditions for the porphyry mineralization stage.Ratios of Co/Ni(0.03-10.79,average 2.13)and sulphur isotope composition of sulfide indicate typical hydrothermal origin for pyrites.The δ~(34)S_(cDT) values of Pyl(0.42‰-1.61‰,average1.16‰),Py2(-1.23‰to 0.82‰,average 0.35‰),Py3(—0.36‰to 2.47‰average 0.97‰).Py4(2.51‰--3.72‰,average 3.06‰),and other sulfides are consistent with those of typical porphyry deposit(-5‰to 5‰),indicating that the Pb-Zn polymetallic mineralization in the Bianjiadayuan deposit is genetically linked to the Yanshanian(Jurassic-Cretaceous)magmatic-hydrothermal events.Variations of δ~(34) S values are ascribed to the changes in physical and chemical conditions during the evolution and migration of the ore-forming fluid.We propose that the high Sn content of pyrite in the Bianjiadayuan hydrothermal vein-type Pb-Zn polymetallic deposit can be used as a possible pathfinder to prospect for Sn mineralization in the surrounding area or deeper level of the ore field in this region.     

赣中古塘地区锡石LA-ICP-MS U-Pb年代学及微量元素地球化学特征

江西中部相山矿田及其周边铀多金属成矿作用复杂。近些年,在其南部古塘地区地表新发现了一处锡石矿化带,赋存于加里东期花岗岩中。通过对该矿点锡石开展原位LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析,获得其²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-²³⁸U/²⁰⁶Pb谐和年龄为150.44±2.78 Ma、下交点年龄为150.64±2.78 Ma,两者相近,可以代表该锡石矿的成矿年龄,与矿化带周边的燕山期山心单元花岗岩成岩年龄（152.4±1.1 Ma）相近。微量元素中,高场强元素Ti、Nb、Ta富集明显。与Sn容易发生类质同象的Mn、Nb、Hf、Ta等4种元素彼此正相关性明显,Fe和Mo呈正相关关系,却与Nb、Mn、Hf、Ta均呈现负相关性。在W-Fe图解中,处于花岗岩岩浆热液型锡矿床的右侧,说明研究区成矿物质应该主要来自岩浆热液,而且成矿温度较高。古塘地区锡石矿与山心单元花岗岩虽然具有相近的成矿、成岩年龄,但由于后者具有极高的氧逸度,不利于Sn元素的富集,而与Mo成矿有关;与山心单元花岗岩中可见辉钼矿矿囊而未发现锡矿化的地质现象保持一致。

     

造山型金矿床黄铁矿微量元素对成矿机制的指示

黄铁矿作为重要的金属硫化物,在各类金矿床中广泛产出,其微量元素特征被广泛应用于成矿流体物理化学性质的反演、成矿过程和矿床成因的限定。造山型金矿床作为全球金资源的主要提供者,其黄铁矿微量元素被广泛研究,但多局限于矿床个例的精细解剖与应用,缺乏对已有数据的综合统计分析。为此,本文广泛收集了前人发表的67个造山型金矿床黄铁矿微量元素数据4092组,开展了相关的数据统计分析,以此揭示造山型金矿床的成矿流体特征及其成矿机制。分析结果表明,造山型金矿床中黄铁矿Co/Ni比值(0.2~1.5)暗示了其流体以变质流体来源为主;但少部分样品具有低Cu/Zr和高Ni、Cr的特征,表明其成矿流体也可能与幔源流体相关;根据黄铁矿Se温度计算出的造山型金矿床的成矿温度峰值接近或高于350℃,这与前人认为该类矿床的成矿温度(200~350℃)有所差异,说明在低Se条件下这种温度计的计算结果具有不确定性;造山型金矿的黄铁矿Te含量(0.320×10^-6~7.07×10^-6)以及Cu/Au比值(1.3~60.2)表明流体在迁移过程主要处于还原环境。此外,造山型金矿中黄铁矿的As/Sb、Ag/Co比值表明流体沸腾是Au沉淀的主要机制,Se/Te和Se/Ge比值则表明流体与大气降水的混合对于这类矿床的Au沉淀也起到了重要作用;而其黄铁矿的高孔隙度以及Au与低熔点亲铜元素的弱相关性表明造山型金矿中赋存的不可见金需要通过溶解再沉淀过程来实现其Au的活化迁移和再富集。本文黄铁矿微量元素大数据分析结果表明造山型金矿床的成矿机制并非由单一因素控制,且其流体来源多样,这一发现对于造山型金矿床的矿产勘查具有一定的指示意义。

     

焦家深部金矿床成矿流体来源:来自黄铁矿微量元素及S-He-Ar同位素的约束

焦家金矿是胶东蚀变岩型金矿的典型代表，金储量超过200t。矿体受焦家主干断裂控制，呈脉状产出，发育钾化、绢英岩化、硅化和碳酸盐化等蚀变，矿石中主要载金矿物为黄铁矿。热液成矿期主要可分为四个阶段：黄铁矿-石英阶段（i）、金-石英-黄铁矿阶段（ii）、金-石英-多金属硫化物阶段（iii）和石英-碳酸盐阶段（iv）。本文选取焦家金矿床深部I号主矿体为研究对象，采集了不同标高（-600~-1100m）的钻孔岩心样品，分析了黄铁矿的微量元素和S-He-Ar同位素组成，以此讨论成矿流体的组成、性质及来源。研究发现：焦家深部I号矿体黄铁矿呈浅黄色，强金属光泽，自形-半自形粒状结构，粒度50~1000μm，呈浸染状-细脉状分布于黄铁绢英岩化碎裂岩中，为第ii成矿阶段的产物。黄铁矿的稀土元素含量较低，ΣREE为3.27×10^-6~38.5×10^-6，富集轻稀土元素，δCe值为0.81~1.05，δEu值为0.67~1.43，Th/La、Nb/La比值均小于1，指示成矿流体为富Cl的还原性流体。Co/Ni比值介于0.54~1.57之间，平均值为0.99，与变质流体相近；Y/Ho比值在21.9~35.5之间，与地幔值（25~30）和中国东部大陆地壳值（20~35）接近，指示成矿流体与壳-幔相互作用有关。Y/Ho值、Zr/Hf值和Nb/Ta值变化范围较大，表明成矿热液体系发生了交代作用或有外来热液加入。与大陆地壳相比，黄铁矿富集Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni等亲硫、铁族元素，亏损高场强元素。焦家深部金矿床黄铁矿的δ³⁴S值介于7.5‰~9.8‰之间，平均值为8.7‰，低于浅部矿床δ³⁴S值，呈现出由浅到深δ³⁴S值逐渐降低的特点。胶东金矿硫同位素组成整体一致，绝大多数矿床δ³⁴S值均为正值，变化范围主要集中在6‰~12‰，其来源与古老的变质基底岩系、中生代花岗岩以及幔源流体具有继承演化关系。δ³⁴S值整体呈现出：石英脉型 < 硫化物石英脉型 < 蚀变岩型的变化规律，说明矿化类型的差异是造成硫同位素组成差别的最主要因素。黄铁矿的³He/⁴He值为1.6±0.1Ra~1.8±0.1Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar值为750~3106，均显示混合来源特征。幔源He所占比例为20%~22%，表明幔源流体可能参与了成矿过程。焦家金矿成矿与燕山晚期中国东部强烈的壳幔相互作用密切相关。     

西南三江地区镇沅金矿载金黄铁矿稀土与微量元素特征

镇沅金矿(也称老王寨金矿)是西南三江地区哀牢山金矿带超大型金矿床之一。前人研究表明黄铁矿的稀土与微量元素含量可以反映成矿流体与成矿物质来源的特征,本次采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)技术对镇沅金矿主要载金矿物黄铁矿进行研究。通过野外实地调查及室内显微镜下观察,将镇沅金矿载金黄铁矿分为四个阶段:Ⅰ阶段脉状黄铁矿;Ⅱ阶段团块状黄铁矿;Ⅲ阶段与辉锑矿等硫化物共生浸染状黄铁矿;Ⅳ阶段破碎状黄铁矿。矿区内多种地层均有矿化现象,矿石类型包括变砂岩型、炭质板岩型、蚀变大理岩型、蛇绿岩套型、蚀变花岗岩型、煌斑岩型等。ICP-MS测定结果显示Ⅰ阶段黄铁矿富集高场强元素Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf,亏损大离子亲石元素;其后三阶段黄铁矿该特征则不明显。黄铁矿总体稀土元素含量较低,∑REE含量为4.72×10-6~48.96×10-6,平均为24.93×10-6。稀土配分曲线显示黄铁矿总体呈较平缓的右倾型轻稀土元素富集配分模式;存在负δEu异常,基本无δCe异常。各阶段黄铁矿稀土配分模式存在微弱差异,Ⅰ阶段黄铁矿总体REE含量较高,部分具有LREE/HREE比值较低的特征,与超基性岩REE配分模式相近;Ⅱ阶段黄铁矿REE含量明显偏低,LREE/HREE比值较高;Ⅲ阶段黄铁矿∑REE含量较低,但较Ⅱ阶段要高;Ⅳ阶段黄铁矿∑REE含量低,有与Ⅱ阶段黄铁矿REE相近特征。黄铁矿中Au与As伴生现象明显。Co/Ni值反映黄铁矿具有沉积与热液黄铁矿成因特征,另外黄铁矿的稀土微量元素特征还反映出成矿流体为含F-的还原性流体。研究认为镇沅金矿至少存在两期金成矿作用,早期载金黄铁矿呈脉状产出,并可能与印支期古特提斯洋闭合中含超基性岩的增生楔形成有关;晚期载金黄铁矿与辉锑矿、黄铜矿等硫化物共生,与新生代区域范围内红河剪切带活动及扬子板块的俯冲导致的广泛变质作用有关。     

Metal source of gold deposits in the Jiaoxibei area,Eastern China: Insights from trace element analysis of gold and pyrite

The metal source of gold deposits in the Jiaoxibei area, eastern China, has been investigated by many researchers, but no consensus has been reached so far. In this study, three typical gold deposits, the Xinli, Jiaojia, and Dayingezhuang deposits, were selected for trace element analysis of gold and pyrite to constrain the metal source. Pyrite from these three deposits has similar morphological and compositional characteristics, and can be divided into three types: Py1 with euhedral to subhedral textures, Py2 with subhedral to anhedral textures with micro-fractures, and Py3 with subhedral to anhedral textures and intergrowing polymetallic sulfides. Among them, Py2 and Py3 were formed in the main ore-forming stage and they are the dominant host minerals of visible gold. In these deposits, visible gold occurs mainly in micro-fractures or as inclusions in Py2 and Py3. Most of the pyrite has extremely low concentration of invisible gold, indicating that visible gold in the Jiaoxibei district is not a product of the remobilization of invisible gold from earlier pyrite. Both Py2 and Py3 are characterized by low Co concentration of <100 ppm and Co/Ni ratio of <1, which are similar to those of pyrite in sedimentary rocks. Therefore, ore-forming metals of these gold deposits in the Jiaoxibei district may originate mainly from a sediment-related metal source.     

内蒙古黄岗梁铁锡矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成及其指示意义

黄岗梁铁锡矿床位于大兴安岭中南段晚古生代增生造山带。矿区内闪锌矿产于矽卡岩中,可分为浸染状和层纹状闪锌矿。本文对两种闪锌矿进行了高精度LA-ICP-MS元素含量测试,结果表明矿区两种闪锌矿具有相同成因特征,闪锌矿中Mn、Cu、As、In较富集,Ga、Ge、Cd含量较低,而As、Sn、Bi、Pb含量变化较大。Cu、Sn、Bi、Pb等元素在闪锌矿中以独立矿物赋存,Mn、Fe、Ga、Ge、Cd、In、Sb以类质同像形式赋存在闪锌矿晶格中。In/Ga、In/Ge比值较低,Zn/Cd比值为233~250,指示闪锌矿形成于中高温环境。Cd/Fe、Cd/Mn比值分别小于0.1和0.5,指示闪锌矿成因与岩浆活动有关,In Ge特征图解也指示其矽卡岩成因。通过与国内外典型矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合矿床地质特征认为黄岗梁铁锡矿床中闪锌矿属于与燕山期岩浆作用有关的中高温矽卡型闪锌矿。