西南三江兰坪盆地金满铜矿床成因研究:来自铜和硫同位素的联合约束

三江地区兰坪盆地中-新生代砂岩和板岩中赋存有脉状铜矿床,其成因一直存在争议。本文选取金满矿床作为实例进行了详细的铜和硫同位素研究。解析了该矿床成矿物质来源及其富集机理。研究表明金满矿床具有多期性、成矿物质多来源性。硫同位素数据显示,大部分分布在-5.0‰~+3.4‰之间,个别富集硫的轻同位素,δ~(34)S值达-10.1‰、-11.4‰、-11.6‰,认为硫主要来源于盆地蒸发岩硫酸盐,通过有机质热分解作用还原成H_2S,同时有少量生物成因硫及深部来源硫。铜同位素研究表明,成矿早阶段铜同位素δ~(65)Cu值在零附近,铜主要来源于深部地壳或上地幔,晚阶段硫化物富集铜的轻同位素,δ~(65)Cu值达-1.10‰、-1.02‰,铜主要来自盆地内成矿流体流经的地层。结合研究区成矿物质来源、流体性质及地质背景,认为不同性质流体混合发生氧化还原作用促使金属硫化物沉淀是金满矿床主要形成机制。另外,成矿流体沿断裂上涌,外界条件突变,压力下降,气体逸出等过程对硫化物沉淀也起到一定作用。     

福建水吉铅锌矿床矿石硫铅同位素特征及矿床成因

水吉铅锌矿不同类型矿体成矿物质来源不同、成因各异.似层状型矿体成矿物质主要由海底火山喷发从上地幔或下地壳深部带来,属火山沉积-变质(改造)型铅锌矿.断裂破碎带型铅锌主要来自地壳深部,硫具多源性,它们是在断裂深切基底的条件下,深部成矿物质转入壳层,与围岩中成矿物质共同演化,或混合的结果,银主要来自燕山期岩浆热液,属后生-岩浆热液改造型铅锌矿.     

川滇黔矿集区天宝山铅锌矿床硫化物原位硫同位素特征

川滇黔铅锌矿集区是中国最重要的铅锌矿产地之一,文章以该矿集区内四川天宝山大型铅锌矿床为例,开展了LA-MC-ICP-MS硫化物原位硫同位素与LA-ICP-MS闪锌矿原位微量元素分析,为认识该类矿床硫源和矿床成因提供地质地球化学依据.微量元素数据计算所得成矿温度在130～170℃之间,是典型MVT型矿床的成矿温度.LA-...     

安徽安庆铜矿床硫同位素地球化学

安徽安庆铜矿床的硫同位素组成复杂，不能用单一硫源或物理化学条件的变化来解释，本文依据区域成矿地质背景及矿床地质特征，研究了硫从硫源地质体转移到成矿热液中的６种可能机理（模型），并确定了矿床的硫源。     

西藏拿若铜（金）矿床硫、铅同位素组成及成矿物质来源

为探讨多龙矿集区拿若铜（金）矿床的成矿物质来源,研究矿床成矿机制,本文在详细的野外地质调查和矿石学研究基础上对矿石样品进行硫和铅同位素分析,并对成因意义进行讨论。研究结果表明,17件金属硫化物的δ³⁴S值变化于－2.3‰~2.3‰之间,均值为－0.1‰;其中13件黄铁矿δ³⁴S值变化范围为－2.3‰~2.3‰,均值为0.2‰;4件黄铜矿的δ³⁴S值变化范围为－1.5~－0.8‰,均值为－1.1‰。δ³⁴S值频率直方图总体具有塔式分布特征,平均值接近于零,具幔源硫特征。金属硫化物的²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb介于38.209~38.854之间,平均值为38.635;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb变化范围为15.541~15.665,平均值为15.605;²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.942~18.580,平均值为18.461,具有正常铅的特征。铅同位素μ值变化范围为9.40~9.57,均小于9.58,表明矿床铅主要来自幔源物质。拿若矿床的硫和铅同位素特征与多龙矿集区斑岩型矿床类似,成矿物质主要来源于岛弧环境下幔源物质,可能存在壳源物质的混入。

     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

粤西长坑金银矿床成因的硫,铅同位素地球化学研究

长坑金银矿床是近年来国内发现的矿床新类型，金、银既共生于同一矿床中又分别构成独立矿体；金、银矿体在硫、铅同位素组成方面存在明显差异，金矿体铅同位素组成与围岩铅相似，表明金、银在成矿物质来源或成矿过程方面存在差异。     

金川铜镍矿床硫同位素地球化学

本文利用硫同位素作为地球化学指示剂对金川硫化铜镍矿床的成矿作用和硫源进行分析,获得结论性的认识主要有:(1)交代型矿石中大多数黄铜矿与黄铁矿不属于同一成矿阶段的产物,且二者也没有在新的条件下建立硫同位素交换平衡;(2)在早期超基性岩型矿石到晚期贯入型矿石的漫长成矿作用过程中,硫同位素分馏不显著,表明成矿物质是均一化程度很高的高温浓硫化物熔融体;(3)硫来源于地幔。     

西藏邦铺钼铜多金属矿床硫、铅同位素 地球化学特征

[摘 要]西藏邦铺钼铜多金属矿床位于西藏冈底斯斑岩铜矿带东段,是典型的大型斑岩型矿床,以钼、铜为主,共生铅、锌。本文通过硫、铅同位素研究,获得含矿岩浆岩的硫同位素δ³⁴S( -0.48‰～12.2‰,平均3.80‰)与硫化物矿物的硫同位素δ³⁴S( -1.5‰～ +4.3‰,平均0.98‰) 组成一致,具有典型的岩浆硫特点(δ³⁴S=0译);含矿岩浆岩铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 比值分别变化于38.857～39.857、15.620～15.704、18.684 ～ 18.768 之间,方铅矿铅同位素组成²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 比值分别变化于18.752～18.825、15.712 ～ 15.718、39.348～39.463 之间,显示其具有正常铅同位素的特点,可能同源,具有相同的演化历史或起源;特征值及铅同位素图解显示其具有壳幔混合特征,以壳源为主,可能主要来源于参加造山带的上部地壳。     

江西东乡铜矿流体包裹体研究

本文主要对江西东乡铜矿成矿流体进行研究,探讨其成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。通过石英中流体包裹体的岩相学研究和显微测温可以发现,第一阶段石英中流体包裹体的温度介于144~195℃,流体盐度0.35%~4.95% NaCleqv,第二阶段的流体温度有所升高,均一温度193~298℃,盐度1.40%~6.59% NaCleqv。第三阶段属于成矿期流体,捕获了富气相、富液相和含子晶三相包裹体,其端员均一温度主要在300~340℃和280~320℃之间,盐度介于0.35%~5.86% NaCleqv和29.4%~41.9% NaCleqv之间。激光拉曼探针分析表明,拉曼探针分析反映了前两个阶段流体挥发份主要为水蒸气。第三阶段石英中流体包裹体的气相成分含有H₂O、CO₂和CH₄。流体包裹体研究表明,东乡铜矿第三阶段的流体包裹体发生了明显的沸腾作用,因此,减压沸腾可能是导致流体中金属元素卸载的主要因素。同时,第三阶段流体的H-O同位素特征显示东乡铜矿具有岩浆水特征。     

甘肃花牛山铅锌银矿床成因：来自原位S、Pb同位素及微量元素的约束

甘肃花牛山铅锌银矿床位于中亚造山带中段的甘肃北山地区。本文在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将花牛山铅锌银矿床成矿阶段划分为石英-毒砂-黄铁矿(第Ⅰ成矿阶段)和石英-多金属硫化物(第Ⅱ成矿阶段)两个阶段;进一步将黄铁矿划分为三种类型,分别为第一种类型的胶状黄铁矿(Py0)、第二种类型的热液叠加交代特征的黄铁矿(Py Ⅰ)及第三种类型的热液黄铁矿(PyⅡ)。黄铁矿、磁黄铁矿的原位硫同位素研究表明,成矿从早到晚硫化物δ~(34)S值呈递增的规律,具有逐渐向岩浆硫演化的趋势;胶状黄铁矿δ~(34)S值为-9.37‰～-8.10‰,具有沉积(生物成因)硫的特征;成矿第Ⅰ阶段硫化物δ~(34)S值为-9.03‰～-7.03‰,成矿第Ⅱ阶段硫化物δ~(34)S值为-5.77‰～-4.88‰,成矿阶段具有沉积硫与岩浆硫混合来源的特征。黄铁矿、磁黄铁矿的原位铅同位素研究表明,成矿期硫化物的~(206)Pb/~(204) Pb值、~(207)Pb/~(204) Pb值、~(208) Pb/~(204) Pb值以及μ、ω等铅同位素特征值组成范围较窄,铅源为与岩浆作用有关的壳幔混合来源,且与壳幔混合来源的晚三叠世花岗岩中长石铅及其控制的矽卡岩型金矿硫化物铅同位素组成类似。黄铁矿原位微量元素研究表明,胶状黄铁矿(Py0) Co/Ni和S/Se 比值分别为0.004～0.34和3.43 × 10~4～34.84 × 10~4,Se含量为1.558 × 10~(-6)～15.82 × 10~(-6),表现为沉积成因黄铁矿的特征。具有热液叠加交代特征Py Ⅰ的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.05～3.38、0.05 ×10~4～5.38 ×10~4,Se含量为10.09 × 10~(-6)～1070 × 10~(-6),数值分布范围广,总体上有别于沉积成因黄铁矿,类似于热液成因黄铁矿的特征。热液黄铁矿(Py Ⅱ)的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.60-68.88、1.46 × 10~4～9.15 × 10~4,Se含量为5.938 × 10~(-6)-35.91 × 10~(-6),表现为热液成因的特征。综上研究,认为花牛山矿床经历了南华纪-震旦纪沉积胶状黄铁矿形成期和晚三叠世岩浆热液成矿期,胶状黄铁矿在成矿过程中提供了部分硫,成矿金属物质主要来自晚三叠世岩浆成矿热液,并认为矿床成因为岩浆热液型矿床。     

新疆包古图斑岩铜矿床成矿流体及成矿物质来源——来自硫、氢和氧同位素证据

包古图大型斑岩铜矿位于准噶尔盆地西缘。铜矿化主要呈浸染状、细脉浸染状分布于似斑状(石英)闪长岩、闪长玢岩、隐爆角砾岩和少量花岗闪长岩中。依据矿脉的穿插关系和矿物组合,成矿过程经历了黑云母-钾长石-钠长石阶段、石英-硫化物阶段和石英碳酸盐阶段。矿脉中石英的δDSMOW值介于-107‰～-86‰,δ18OSMOW值变化于11.3‰～16.2‰,δ18OH2O值为4.4‰～9.3‰,表明成矿流体来源为深源的岩浆水。硫化物的δ34S值介于-5.1‰～0.7‰,平均为-1.8‰,表明硫来源于深部岩浆或地幔。结合Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ号含矿岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及辉钼矿Re-Os年龄,推断包古图铜矿床成矿作用发生在晚石炭世,与中酸性斑岩体的侵入有密切成因关系。     

湘东北正冲金矿床成矿物质来源的S-Pb同位素示踪

长沙-平江(长-平)成矿带位于江南造山带中段,金资源储量达250余吨。该区金矿床是典型的沉积变质岩容矿的热液脉状金矿床,构造控矿特征清晰,然而巨量金来源与矿床成因尚不明确。正冲金矿床主体赋存于新元古代变质沉积岩中,矿区内同时发育少量花岗岩体,是识别不同地质体对成矿贡献的理想选择。因此,本文选取正冲金矿床,在野外宏观地质工作基础上,系统开展了成矿阶段划分与载金硫化物同位素地球化学测试等工作。正冲金矿床严格受控于NNE-NE向的长-平断裂及其次级断裂系统,矿体呈脉状,走向NW或NNE,蚀变分带不明显。正冲金矿床矿物组合简单:早阶段发育有乳白色贫矿石英与白云母;成矿主阶段为石英细脉与自然金黄铁矿毒砂-多金属硫化物-少量绿泥石;成矿晚阶段发育有石英-方解石脉。其中,黄铁矿与毒砂是矿床内自然金与不可见金重要的载体。为弱化毒砂和黄铁矿裂隙中细粒多金属硫化物对同位素地球化学结果的干扰,本次研究挑选自形、未变形的毒砂、黄铁矿颗粒测试研究。实验结果表明载金毒砂铅同位素组成~(208)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb与~(206)Pb/~(204)Pb分别为37.867～38.285、15.555～15.663与17.743-18.073,略高于黄铁矿铅同位素组成37.774～38.268、15.547～15.660与17.670～18.021;毒砂δ~(34)S变化幅度较小(-4.7‰～-0.9‰,均值为-3.0%),略高于黄铁矿δ~(34)S值(-9.1‰～-1.1‰,均值为-4.4‰),成矿流体氧逸度约为10~(-30.7)。正冲金矿床硫、铅同位素组成与赋矿围岩、区域内岩体和斑岩型矿床同位素特征具有较大差异,说明区内岩体与赋矿地层并不是正冲金矿床成矿物质的主要来源。金矿床成矿物质具有深源特征,可能来源于比冷家溪群地层变质程度更高、沉积位置更深的变质沉积岩。结合区域地质背景、金矿床地质-地球化学特征与成矿年代学资料,推断正冲金矿床为造山型金矿床。     

江西东乡花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

通过对东乡铜矿花岗斑岩进行岩石地球化学特征、锆石U-Pb定年研究,探讨其岩石成因、构造环境、形成时代与成矿的关系。东乡花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为156.4±1.5~161±1.0Ma。该岩体为高钾钙碱性系列,轻稀土元素富集,重稀土元素较亏损,具有明显的负Eu异常。微量元素富集大离子亲石元素,而亏损高场强元素。地球化学特征表明,东乡岩体形成于碰撞构造环境,岩浆来源于地幔,但形成演化期间经历了地壳物质的同化混染。该区矿石与花岗斑岩的稀土元素配分曲线存在一定的相似性,且成矿时间与岩浆侵入时间相近,表明岩浆侵入对东乡铜矿床的形成具有重要贡献。     

内蒙古边家大院铅锌银矿床成因——来自锆石U-Pb年龄和多元同位素的制约

边家大院铅锌银矿床位于大兴安岭南段,西拉沐伦河深大断裂北缘.矿区侵入岩有早期的辉石闪长岩、晚期的花岗闪长岩和花岗斑岩,矿化与晚期花岗闪长岩密切相关.矿化有脉状和隐爆角砾岩型2种,脉状矿体赋存于花岗闪长岩内部或与围岩的接触带上,隐爆角砾岩筒发育于花岗闪长岩体上部.花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(143.2±1.5) Ma,指示矿化是晚侏罗世构造应力场由挤压环境转变为伸展环境条件下构造-岩浆-热液作用的产物.206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb和208 Pb/204 Pb范围分别集中在18.1605～18.1832、15.5502～15.5534和38.2013～38.2171,平均值分别为18.1705、15.5519、38.2102.铅同位素分布集中,成矿物质来自于深源岩浆,且来源比较单一.δD值分布在-101‰～-110‰,δ18O值介于3.45‰～3.75‰,成矿流体主要为岩浆热液.综合矿床地质特征和测试分析认为边家大院是一中温岩浆热液矿床.     

滇东北松梁铅锌矿床成矿物质来源：来自S、Pb、Zn同位素的证据

川滇黔铅锌多金属成矿域内,碳酸盐岩容矿的热液铅锌矿床多达400个。松梁铅锌矿床地处滇东北与川东南的交接处,位于川滇黔铅锌多金属成矿域的核心部位;铅锌矿体赋存于震旦系灯影组白云岩内,矿体产出明显受断裂控制;矿石矿物组成简单,主要由闪锌矿、方铅矿和黄铁矿组成。文章重点研究了松梁铅锌矿床硫化物的S、Pb、Zn同位素组成,进而探讨了其成矿物质来源及矿床成因。研究表明,松梁铅锌矿床的硫化物δ³⁴S_CDT值在+4.6‰~+13.7‰之间,平均值为+10.5‰,显示硫来源于赋矿围岩,为震旦系灯影组硫酸盐经TSR的产物;硫化物的Pb同位素比值为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.158~18.513、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.633~15.895、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.096~38.786,反映成矿物质为壳源铅,源自震旦系灯影组白云岩与结晶基底的混合;闪锌矿的δ⁶⁶Zn为-0.126‰~+0.082‰,揭示成矿物质可能源自震旦系灯影组碳酸盐岩和结晶基底的混合。松梁铅锌矿床为后生碳酸盐岩容矿型铅锌矿床。     

江苏仑山金矿床流体包裹体、稳定同位素和成矿年代学研究

仑山金矿床位于宁镇矿集区东端。成矿期分为沉积成矿期和热液成矿期,后者可进一步划分为热液Ⅰ阶段和热液Ⅱ阶段。流体包裹体研究表明,热液Ⅰ阶段石英中的气液两相流体包裹体均一温度多集中在330~366℃之间,盐度w(Na Cl_(eq))变化于4.96%~6.74%之间,热液Ⅰ阶段方解石中气液两相流体包裹体均一温度多集中在150~240℃之间,w(Na Cl_(eq))变化于0.71%~9.80%之间,成矿流体为中高温低盐度流体;热液Ⅱ阶段石英、方解石和萤石的流体包裹体均一温度变化于124~260℃,盐度w(Na Cl_(eq))变化于1%~8%之间,成矿流体为中温低盐度流体。氢、氧同位素研究表明,热液Ⅰ阶段成矿流体为岩浆流体,热液Ⅱ阶段成矿流体以大气降水占主导,但仍有少量岩浆流体。硫同位素研究表明,仑山金矿床沉积成矿期硫除来源于三叠系青龙群膏盐层外,有机质也参与了沉积成矿期中金矿的形成。热液Ⅰ阶段硫来源于沉积成岩阶段黄铁矿的活化迁移和富集,岩浆硫也提供了成矿物质。萤石Sm-Nd测年分析表明,仑山金矿床热液Ⅱ阶段成矿年龄为(93.7±3.1)Ma,推断主成矿阶段形成于晚白垩世。仑山金矿床的形成代表着长江中下游成矿带最晚期的成矿作用。     

江西永平铜矿区花岗岩热液蚀变与岩石成因:矿物化学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约

永平铜矿床是位于华南钱塘江-信江断裂坳陷带中的一个大型铜矿床.矿区内出露的岩浆岩主要有似斑状黑云母花岗岩体和少量石英斑岩脉,黑云母花岗岩岩体内及接触带发育斑岩型和矽卡岩型铜钼钨多金属矿化.对岩体中黑云母的电子探针成分分析表明,似斑状黑云母花岗岩中黑云母具有富镁贫铁高钛的特点,Fe/(Fe Mg)为0.21～0.33,TiO2含量为2.12%～4.28%;而石英斑岩脉中黑云母更加富镁贫铁,Fe/(Fe MS)为0.10～0.15,TiO2含量为2.43%～3.86%.黑云母的化学组成表明花岗质岩浆形成时的氧逸度很高,与长江中下游地区其他含铜花岗质岩体相吻合.永平花岗岩体遭受了较强的热液蚀变作用,部分黑云母蚀变为绿泥石.石英斑岩中绿泥石具有富铁贫镁低钛的特征(Fe/(Fe Mg)=0.72～0.76;TiO2=0.02%～0.06%),其形成温度为139～224℃.而似斑状黑云母花岗岩中绿泥石相对贫铁富镁高钛(Fe/(Fe Mg)=0.36～0.44;TiO2=0.05%～0.36%),形成温度稍高,为229～346℃,与该矿床流体包裹体研究获得的成矿温度(220～400℃)基本吻合.Sr-Nd-Hf同位素综合研究表明,永平似斑状黑云母花岗岩具有变化较大且相对较高的εHf(t)值(-0.1～-10.3)和εNd(t)值(-5.83～-7.95),反映岩石具有明显的壳幔混合成因特征.而石英斑岩的εHf(t)值(-8.4～-12.5)和εNd(t)值(-9.93～-10.2)均稍低于似斑状黑云母花岗岩,反映其形成过程中幔源物质贡献相对较小.永平岩体的地壳端元很可能就是该区中元古代基底地层重熔的产物.