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。     

安徽铜陵新桥Cu-Au-Fe-S矿床黄铁矿Re-Os定年及成矿意义

安徽铜陵地区是长江中下游Cu-Au-Fe-S成矿带中的一个重要成矿区,新桥大型Cu-Au-Fe-S矿床为其重要的矿床之一.运用Re-Os同位素定年方法对该矿床中矿石的黄铁矿进行了精确定年测定,首次获得了黄铁矿的Re-Os等时线年龄为126±11Ma,初始OS值1.2±1.9（MSWD=2.6）,属早白垩世,代表了铁硫化物的成矿年龄.结合前人的精确同位素定年结果,认为铜陵地区存在两种成矿事件,一种是与Cu-Au-Mo矿有关的成矿事件,代表的铜钼金硫化物的成矿年龄为138.0～140.0 Ma;另一种与铁矿有关的成矿事件,代表的铁硫化物的成矿年龄为112.6～126 Ma.     

安徽铜陵新桥铜-金矿床的He、Ar同位素组成及其意义

对安徽铜陵新桥铜 金矿床层状矿体和块状矿体的黄铁矿进行了流体包裹体的He、Ar同位素研究。结果表明,成矿流体的N(40Ar)/N(36Ar)≈238～293,N(3He)/N(4He)≈1 03～1 23Ra,与大气饱和水(包括大气降水和海水)的特征值N(3He)/N(4He)=1Ra,N(40Ar)/N(36Ar)=295 5非常接近,表明成矿流体含大气降水和海水,这与野外地质特征也相符合,反映了成矿流体来自海底喷流(热水)沉积作用过程,这一认识为该区铜 金矿床可能的海底热液喷流成因提供了新的证据。     

安徽铜陵新桥铜金矿床黄铁矿Rb／Sr同位素年龄数据——燕山晚期成矿作用的证据

本文采用亚样品取样和Rb/Sr同位素方法对安徽铜陵新桥铜-硫铁-金矿床层状矿体矿石矿物--黄铁矿直接进行Rb-Sr等时线法测定,获得了112.6±7.8Ma的Rb-Sr等时线年龄,它代表了主成矿期成矿作用的时代.结合已有地质资料认为燕山晚期成矿作用在新桥铜-硫铁-金矿床的形成中居重要作用.     

铜陵新桥铁矿田地质地球化学特征及成因浅析

长期以来有关新桥 (S Fe Cu)矿田的成因一直争论不休 ,如沉积 -改造型、层控 -矽卡岩型、海底喷流沉积型等。作者在综合分析该矿田的地质 -地球化学特征的基础上 ,认为新桥矿田具有二期成矿作用的特点。早期沉积成矿作用形成菱铁矿矿体和不具有工业意义的黄铁矿层。后期岩浆成矿作用形成层状、似层状块状硫化物型、热接触交代矽卡岩型和热液脉型等不同类型的硫化物矿体。沉积作用形成的矿体与岩浆作用形成的矿体各自有着不同的地球化学特征     

拉拉铜矿黄铁矿微量元素地球化学特征及其成因意义

四川会理拉拉铜矿床是我国著名大型富铜矿床,针对该矿床中黄铁矿的微量元素、稀土元素地球化学分析表明:拉拉铜矿经历了早期火山喷发成岩成矿和晚期变质成岩成矿作用.条带状矿石中的黄铁矿Co/Ni比值集中于4.92～79.2之间,落入火山成因黄铁矿区,稀土元素分布具有Eu正异常和轻稀土富集的特征,反映矿床具有伴随河口群火山喷流沉积成岩过程的同生沉积成矿作用.脉状矿石中的黄铁矿Co/Ni比值集中于1.10～3.45,落在热液成因黄铁矿区,稀土元素较河口群岩石及其他典型块状硫化物矿床矿石稀土元素更加富集轻稀土元素,稀土含量变化范围更大,显著的负Eu异常,则又说明,矿床形成的主要成矿作用是伴随新元古代晋宁运动而发生的大规模的变质作用.     

安徽铜陵冬瓜山层控矽卡岩铜矿床形成过程——来自磁黄铁矿的证据

冬瓜山铜矿床是安徽铜陵地区代表性的层控矽卡岩型铜矿床之一,磁黄铁矿是冬瓜山铜矿床中广泛分布的矿石矿物。野外调研与矿相学观察显示,该矿床中的磁黄铁矿矿石具有沉积、热变质和热液交代结构构造。矿物学研究表明,不同矿石中的磁黄铁矿成分差异较大,其Fe含量变化于57.78%～60.67%之间,分属高温六方相和低温单斜相,主要由黄铁矿变质脱硫而成。冬瓜山铜矿的形成可能经历了早期沉积作用、中期热变质作用和晚期岩浆热液交代作用等复杂成矿过程。     

安徽铜陵冬瓜山铜金矿床黄铁矿微量元素原位LA-ICP MS分析及其成矿意义

冬瓜山矿床是我国长江中下游多金属成矿带铜陵矿集区狮子山矿田中的一个大型层控夕卡岩型–斑岩型铜金矿床,黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿为矿床中的主要金属硫化物。该矿床因其重要的经济价值和典型的地质特征而倍受众多学者的关注,但对于矿床成矿物质来源和成因机制至今仍存在争议。目前有2种主导的成因     

胶东金翅岭金矿床黄铁矿原位微量元素和硫同位素特征及对矿床成因的指示

位于招远-莱州金成矿带中西部的金翅岭金矿床是胶东地区典型的石英脉型高品位金矿,但其成矿流体来源和矿床成因一直存在争议.在详细的矿相学和黄铁矿显微结构研究基础上,利用LA-ICP-MS技术原位分析与成矿有关黄铁矿的微量元素特征,结合原位硫同位素分析成矿流体来源,为进一步认识矿床成因提供制约.成矿阶段的黄铁矿划分为2种类型（PyI和PyII）,PyI产在石英-黄铁矿阶段,PyII产在石英-多金属硫化物阶段,伴随大量可见金的出现.根据背散射的核-边结构,PyII可细分为含有较多硫化物的核部PyIIa和表面较为干净的边部PyIIb,但二者有明显溶蚀结构.LA-ICP-MS分析结果显示PyI含有一定量的Au（< 0.015×10-6~2.18×10-6,均值0.62×10-6）和As（78.98×10-6~857×10-6,均值542×10-6）,但Pb、Zn等其他元素含量较低.核部PyIIa和PyI微量元素分布特征较为相似,但Au（< 0.015×10-6~0.59×10-6,均值0.11×10-6）和As（0.62×10-6~198×10-6,均值35.81×10-6）的含量相对下降.边部PyIIb较核部PyIIa明显富集Au（< 0.015×10-6~19.71×10-6,均值5.91×10-6）和As（399×10-6~18 153×10-6,均值6 412×10-6）,且Au与As表现出良好的正相关性.PyI和核部PyIIa原位δ34S的分布范围较为一致,集中在3.0‰~4.9‰;而边部PyIIb的原位δ34S值较高（5.2‰~6.6‰）.根据黄铁矿结构、微量元素和硫同位素特征,推断在主成矿期富34S和富Au-As的热液流体加入形成了边部PyIIb且与核部的PyIIa发生了交代作用,同时大量可见金直接从热液中沉淀形成.该研究表明多期次富Au-As成矿流体的注入可能是高品位石英脉矿床形成的主要机制.      

胶东三山岛金矿床黄铁矿显微结构和微量元素特征:对金富集机制的指示

三山岛金矿床是位于胶东金矿集区西北部的超大型破碎带蚀变岩型金矿床.该矿床细致的矿相学及元素地球化学研究尚有不足,限制了对其金富集机制及过程的理解.基于野外地质调查和室内矿相学研究将该矿床划分为4个成矿阶段:石英?绢云母?黄铁矿阶段(I)、石英?金?黄铁矿阶段(I I)、石英?金?多金属硫化物阶段(I I I)和碳酸盐?...     

LA-ICP-MS trace element analysis of pyrite from the Xiaoqinling gold district, China: Implications for ore genesis

The Xiaoqinling district, the second largest gold producing district in China, is located on the southern margin of the North China Craton. It consists of three ore belts, namely, the northern ore belt, the middle ore belt and the southern ore belt. Pyrite from the Dahu gold deposit in the northern ore belt and Wenyu and Yinxin gold deposits in the southern ore belt were investigated using a combination of ore microscopy and in-situ laser-ablation inductively-coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS). A range of trace elements was analyzed, including Au, Te, Ag, Pb, Bi, Cu, Co, Ni, Zn, Mo, Hg, As and Si. The results show that there are no systematic differences between the trace element compositions of pyrite in the three deposits from different ore belts. In general, Au concentrations in pyrite are low (from < 0.01 ppm to 2.2 ppm) but Ni concentrations are rather high (up to 8425 ppm). A four-stage mineralization process is indicated by microscopic and field observations and this can be related to the systematic trace element differences between distinct generations of pyrite. Stage I precedes the main gold mineralization stage; pyrite of this stage has the lowest Au concentrations. Stages II and III contributed most of the gold to the ore-forming system. The corresponding pyrite yielded the highest concentrations of Au and Ni. Our microscopic observations suggest that pyrite in the main gold mineralization stage precipitated simultaneously with molybdenite that has been previously dated as Indosinian (~ 218 Ma by Re–Os molybdenite dating), indicating the Indosinian as the main gold mineralization stage. The Indosinian mineralization age and the geological and geochemical features of these gold deposits (e.g., low salinity, CO₂-rich ore fluids; spatial association with large-scale compressional structures of the Qinling orogen; δ¹⁸O and δD data suggestive of mixing between metamorphic and meteoric waters; δ³⁴S and Pb-isotopic data that point to a mixed crustal-mantle source) all point to typical orogenic-type gold deposits. High Ni concentrations (up to 8425 ppm) of pyrite possibly linked to deep-seated mafic/ultramafic metamorphic rocks provide further evidence on the orogenic gold deposit affinity, but against the model of a granitic derivation of the mineralizing fluid as previously suggested by some workers. Generally low Au concentration in pyrite is also consistent with those from worldwide orogenic gold deposits. Therefore, the gold mineralization in the Xiaoqinling district is described as orogenic type, and is probably related to Indosinian collision between the North China Craton and the Yangtze Craton.     

安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床中石英闪长岩和辉绿岩锆石SHRIMP年代学及其意义

对安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床区内的石英闪长岩和辉绿岩中的锆石分别进行了SHRIMP精确定年研究,石英闪长岩中锆石206Pb/238U年龄为(140.4±2.2)Ma,辉绿岩中锆石的年龄较复杂,其中发现了元古代锆石颗粒,其锆石207Pb/206Pb年龄为(2261±14)Ma,(1612±8)Ma,(919±12)Ma,(831±17)Ma。另外还有一组早古生代年龄的锆石,锆石206Pb/238U年龄为(443±13)Ma。以上这些新资料说明该区可能存在元古代基底的信息,且燕山期岩浆活动对本区成矿具有重要意义。     

铜陵新桥矿田褐铁矿矿物组成及成因

褐铁矿是铁帽型金矿和铁矿的重要矿产类型,但目前对其从矿物学的微观角度研究较少。本文采用粉晶X射线衍射(XRD)以及场发射扫描电镜(SEM)矿物学研究手段,对铜陵矿集区新桥矿田褐铁矿的矿物组成、微结构进行研究。根据矿物组成及微结构将新桥褐铁矿分为两种成因类型:Ⅰ型褐铁矿,该类型褐铁矿主要起源于黄铁矿矿石,矿石多具蜂窝状构造。主要组成矿物为针铁矿,次要矿物为赤铁矿,含有少量石英,针铁矿晶体长度一般介于500 nm~2μm,长度/半径比值(长径比)较大;Ⅱ型褐铁矿,由原生菱铁矿矿石风化而成,矿石多具肾状构造。矿物组成主要为针铁矿,其次为赤铁矿、锰氧化物和伊利石等粘土矿物,针铁矿晶体长度一般小于500 nm,具有较小的长径比。褐铁矿矿物学和微结构不仅可以初步确定原生矿物和矿石类型,而且对寻找铁帽金矿床也具有重要指示意义。     

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。

     

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。     

安徽铜陵矿集区杨冲里金矿岩浆岩地球化学特征与成因

杨冲里金矿是长江中下游成矿带铜陵矿集区舒家店矿区新发现的新型金矿床,属构造蚀变岩型金矿床,矿体主要赋存于二长闪长岩和志留纪地层的碎裂岩中,元素受构造作用影响明显。矿区出露岩体主要有辉石闪长岩和二长闪长岩,对辉石闪长岩进行全岩主微量元素分析,结果辉石闪长岩碱铝比（A/NK）在1.63～1.96之间,铝过饱和度（A/CNK）在0.58～0.68之间,属于钾玄岩系列和高钾钙碱性系列,近AM远离FM,有富碱趋势;富集大离子亲石元素（LILE）Ba、Sr、Th等;亏损高场强元素（HFSE）Nb、Y、Yb等;稀土总量在205～268 mg/kg之间,平均值为232 mg/kg,轻重稀土分异明显。岩石地球化学特征显示岩浆起源于岩石圈地幔的碱性玄武质岩浆,烘烤下地壳使之发生部分熔融形成深部岩浆房,直接侵位到浅部形成辉石闪长岩,在侵位过程中经历了不同程度的结晶分异和同化混染作用。     

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。     

长江中下游成矿带铜陵新桥矿床Re-Os同位素及流体包裹体研究

新桥Cu-Au-Fe-S矿床位于安徽铜陵矿集区,是长江中下游成矿带中非常典型的多金属硫化物矿床。本文在双目镜下手工挑选黄铁矿单矿物并进行Re-Os同位素测试,首次得到了两组等时线年龄,分别为138±26Ma和393±40Ma。二者的初始Os同位素具有明显的区别,前者较高,具有明显的地壳来源特征,而后者则呈现了一定的地幔物质贡献的特征。138±26Ma的等时线年龄与该地区侵入体石英闪长岩140.4±2.2Ma的年龄一致。这些结果显示:新桥矿床可能存在两期成矿作用,分别为燕山期岩浆热液成矿和古生代海底喷流沉积成矿。在对与燕山期岩浆热液成矿相关的流体包裹体进行了相关研究之后发现,流体包裹体主要为Na Cl-H2O体系,没有发现富CO2等其他类型的包裹体,显微测温结果显示其盐度变化范围为4.2%~50.7%Na Cleqv,而均一温度(Th)变化范围为140~432℃。说明成矿流体可能主要是来自岩浆的含Na Cl的水溶液,而结合岩相学观察及显微测温结果我们可以发现成矿流体可能在250℃左右经历了微弱的沸腾作用,这些结果同时也显示出岩浆水与大气降水的混合作用的特征,说明新桥矿床该期次成矿的成矿流体可能经受了以上两种作用的共同影响并最终导致成矿物质沉淀成矿,成矿的温度为250℃左右。