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。     

云南会泽铅锌矿田硫同位素研究

为探讨会泽铅锌矿田成矿流体总硫同位素组成、成矿温度、硫源及还原硫的形成机制,在分析前人的硫同位素数据基础上对麒麟厂矿床上部原生矿体硫化物(黄铁矿、闪锌矿和方铅矿)及麒麟厂和矿山厂矿床外围新发现的硫酸盐矿物(重晶石)进行了硫同位素研究。结果显示,原生矿体中的硫化物的δ34S变化为8.0‰~17.68‰,成矿流体中硫同位素已达分馏平衡;矿床外围的硫酸盐δ34S变化为17.95‰~24.30‰。利用共生矿物对Pinckney法,估算获得成矿流体的δ34SΣS为14.44‰,与海相硫酸盐的δ34S相近;通过同位素地质温度计,估算获得成矿温度为134~388℃;包裹体测温发现,重晶石为热液成因,暗示成矿流体中的硫可能来自矿区及矿区外围各个地层的海相硫酸盐或是矿区发现的热液重晶石。硫酸盐的还原机制应为热化学还原作用(TSR)。     

加拿大安大略省赫姆洛金矿的稳定同位素和痕量元素研究

1981年在加拿大安大略省发现的赫姆洛(Hemlo)金矿是目前北美最大的金矿之一,探明储量已超过600t。赫姆洛金矿在太古代晚期地层中沿层产出,矿体形状规则、规模巨大,矿石品位均匀,具有同生层状矿床的特征。但同时,它的元素组合和围岩蚀变又显示出浅成热液矿床的某些特点。所有这些特点,使得赫姆洛金矿成为一个有重大经济价值和科学研究意义的新型矿床。 我们自1985年以来,对赫姆洛金矿的微量元素和各种稳定同位素组成进行了详细的研究,为阐明矿床的成因和晚太古代水圈和大气圈的状况提供了一系列重要依据。     

华北地台北缘东段金矿带硫同位素特征及其找矿意义

华北地台北缘东段金矿带主要类型金矿床的矿石硫同位素组成受矿源层破同位素背景值制约,成矿与不同时代花岗岩侵入或混合岩化作用引起的成矿物质活化作用有关。深成作用过程中的硫同位素平衡分馏效应使矿石硫稍富S~(34)。热变质过程中的硫同位素扩散分馏效应使矿石流稍富S~(32)。该区太古代层状岩系为金的潜在矿源,具有发现新矿化集中区和新类型金矿床的巨大潜力。根据金矿床硫同位素变化规律可进行深部成矿预测。     

贵州天柱大河边重晶石矿床硫同位素研究

对贵州天柱大河边重晶石矿床硫同位素组成进行了系统研究,该矿床重晶石的硫同位素组成为36.7‰-41．6‰,具有比同期海水硫酸盐高得多的硫同位素组成特征,且在834S分布直方图上呈塔式,表明形成该矿床的硫来源单一,主要来自于海水中硫酸盐并经历了较强的生物细菌分馏作用,且矿床形成环境为半封闭一封闭的台地泻湖环境。     

西秦岭寒武系金矿床中硫同位素组成及其地质意义

西秦岭寒武系硅岩建造中的金矿床 ,是我国境内发现的一种新的独特类型的层控金矿床。矿床中硫同位素组成的证据表明 ,含矿硅岩建造中沉积黄铁矿的δ3 4S值变化范围较大 ,并以富集重硫为特征。说明含矿硅岩建造中沉积黄铁矿的硫 ,主要来自封闭 -半封闭盆地海水硫酸盐的细菌分解。从东部的牙相金矿点至西部的拉尔玛金矿床 ,沉积黄铁矿的δ3 4S值有不断升高的趋势 ,表明盆地深度可能由东而西逐渐变浅。矿床中热液硫化物和重晶石的硫同位素组成变化范围也很宽。这些热液矿物的δ3 4S值虽有较大差别 ,但它们都有共同的硫源 ,即由寒武系硅岩建造的沉积硫所供给。     

贵州尾若金矿床载金矿物EPMA分析与原位硫同位素特征

尾若金矿位于南盘江盆地西北部,是烂泥沟金矿区外围的小型金矿床,找矿潜力较好。该矿床的黄铁矿按其矿物组合和脉体穿插关系可划分为浸染状黄铁矿阶段(S1)和细脉状石英-黄铁矿阶段(S2)。为了查明该矿床金的赋存状态和硫化物中硫的来源,在金属硫化物组构特征观察的基础上,采用了电子探针(EPMA)和原位硫同位素分析方法,分析了不同金属硫化物中Au、As、S、Fe等元素的含量和δ34S组成。结果表明,尾若金矿床的载金矿物为含砷黄铁矿和毒砂,金主要以纳米级自然金(Au0)形式存在,少部分以固溶体(Au+)形式存在。该矿床的硫同位素值介于10.6‰～14.0‰之间,2个阶段形成的硫化物具有较为相似的硫同位素值,表明2期热液中硫的来源相同,均来自于海相硫酸盐,TSR(热化学还原作用)是尾若金矿床硫酸盐的还原机制。     

江西金山金矿床成矿物质来源的铅和硫同位素示踪

江西金山金矿床赋存于浅变质的中元古界双桥山群上亚群 ,该建造明显富Au ,Au平均丰度达 2 5 5× 10 -9。矿石铅同位素组成出现明显的线性关系表明 ,区域构造活动 成矿作用中存在着铅同位素的混合机制。大部分矿石铅Doe单阶段模式年龄与该矿床的Rb Sr年龄值十分接近 ,可能反映了区域变质的成矿意义。矿石铅 μ值介于 9 2 9～ 9 86之间 ,2 3 2 Th/ 2 3 8U比值变化于 3 88～ 4 0 9,揭示了成矿物质的壳源特征。Zartman图解和△γ △ β图解表明 ,双桥山群是矿石铅的主要源区。该矿床硫同位素组成特征与外围双桥山群上亚群中硫化物的硫同位素极为相似 ,成矿流体的硫主要来源于双桥山群含矿建造。对比研究表明 ,虽然不同金矿床的硫同位素组成特征不尽相同 ,但金山金矿床的层控特征与江南金成矿带中其他金矿极为相似。金山金矿床的铅、硫同位素地球化学特征揭示 ,该矿床的成矿物质主要来自浅变质的中元古界双桥山群含金建造 ,燕山期岩浆热液活动为该矿床的后期富集提供了部分成矿物质。     

红太平多金属矿床地质特征及区域找矿意义

红太平多金属矿床产于延边古生代地槽区二叠系海相火山岩中及其与碎屑沉积岩的过渡带上。矿体呈层状,矿石具典型的沉积构造,矿石硫同位素组成与国内变质火山岩铜矿床相似,气液包裹体氢氧同位素组成介于大气循环水和变质水之间。因此,初步认为矿床属与火山热液或热泉活动有关的块状硫化物型矿床。     

安徽新桥矿床矿相学与Fe同位素特征及其对矿床成因的制约

对安徽新桥矿床进行系统的野外地质调查和矿相学研究发现,层状矿体中的胶状黄铁矿交代矽卡岩磁铁矿矿体,为探讨层状硫化物矿床是早期沉积成因还是岩浆热液成因提供了新的地质约束。对铜陵矿集区内的新桥矿床层状菱铁矿矿体和凤凰山矽卡岩型矿体中的菱铁矿开展了Fe同位素组成的对比研究,结果显示：新桥矿床菱铁矿与典型低温热液脉型矿床和沉积铁矿中的菱铁矿在Fe同位素组成特征上有所不同,而与凤凰山矽卡岩型矿床中的菱铁矿更为接近;新桥矿床中胶状黄铁矿和菱铁矿相对于磁铁矿富集Fe的轻同位素,表明磁铁矿不是过去认为的由胶状黄铁矿和菱铁矿矿胚层经热液改造形成,而是与典型的岩浆热液有关。新桥矿区层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体中,近岩体矽卡岩和最早形成的金属矿物磁铁矿比岩体更为富集Fe的轻同位素,而赋矿围岩比岩体更为富集Fe的重同位素。同时,不同矿化阶段形成的含铁矿物和不同空间位置的硫化物中的Fe同位素组成呈现出时空分带现象,Fe同位素组成的时空演化特征与流体出溶、流体演化非常一致,并且符合同位素分馏的基本理论,表明层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体具有相同的成矿物质来源,为同一流体体系演化的产物。新桥矿区岩相学的研究结果和Fe同位素组成特征均表明,新桥层状硫化物矿床不是海西期喷流沉积成矿作用的产物,而是燕山期热液成矿作用的产物,为一个典型的热液成因矿床。     

雪峰山铲子坪金矿床稳定同位素特征及成矿地质意义

铲子坪金矿位于雪峰山构造岩浆岩带的白马山复式花岗岩体外接触带附近。本文通过对铲子坪金矿床岩石地球化学以及稳定同位素的研究,探讨其矿床成矿物质来源及矿床成因。研究结果表明:矿石中金属硫化物的δ34S介于-7.58‰~+0.32‰,平均为-2.44‰,富轻硫,表明硫化物中的硫主要来自花岗岩浆,有部分地层硫酸盐中的硫混入;铅同位素组成相对稳定,变化范围很小。根据铅构造模式图解和△γ-△β图解,铅同位素主要来源于地幔,有部分地壳铅的加入;氢、氧同位素表明成矿流体具有变质热液和岩浆热液的双重性,成矿晚期热液有大气水成分加入;碳同位素表明成矿流体与砂质板岩关系密切,与地幔或深部流体有一定的关系,矿床成矿流体中的CO2很可能为壳幔混合;锶同位素研究表明,铲子坪金矿床的(87Sr/86Sr)i组成特征与华南陆壳重熔性花岗岩初始岩浆水的(87Sr/86Sr)i组成特征基本一致,表明其成矿作用可能与岩浆热液有关。铲子坪金矿成因类型为岩浆热液型。     

湘黔新晃-天柱重晶石矿床微量稀土元素和硫同位素研究

湘黔新晃-天柱地区的早寒武世重晶石成矿带是世界上最大的重晶石矿集区,在全球范围内具有代表性,对其进行 研究具有重要的科学意义。本文通过对新晃-天柱地区的重晶石矿床微量稀土元素和硫同位素研究表明：所有样品的 、比值以及重晶石含矿岩系稀土元素具有明显的负异常表明重晶石矿床形成时处于缺氧还原环境;重晶石矿石 表现出明显的正异常,反映了成矿过程受到了较强的海底热液物质的影响,表明钡可能主要来自于海底热液喷流物质; 重晶石的δ3值主要分布在,表现出重硫富集的特征,且重晶石硫同位素呈塔式分布,表明硫源来源单一,主 要来自同期海水硫酸盐。黄铁矿δ3值低于同期海水硫同位素组成,表明生物细菌对海水硫酸盐的还原起到了很大作用, 并且反映了矿床形成于海水交换有限的滞留的海盆系统。综合以上分析认为重晶石成矿时期为海底缺氧、热液活动频繁、 封闭半封闭的台地泻湖环境。     

我国西南硫矿带硫同位素组成特征

本文从地球化学硫同位素组成角度出发,对我国西南硫矿带层状黄铁矿床的成矿地质条件及矿床成因进行探讨,总结成矿规律,指出找矿方向。 根据川滇黔交界地区10余县30个矿产地采集的63件黄铁矿单矿物硫同位素样品测试结果:硫同位素值变化范围宽,δS~(34)最重+27.3‰,最轻-34.9‰,一般值+15—-25‰,算术平均值-5.4‰。硫同位素组成图案呈波浪状弥散分布,显示着沉积矿床特征。 区域资料表明,黄铁矿的生成与峨嵋山期火山活动息息相关,含矿岩石由火山岩—火山碎屑岩—沉积火山碎屑岩—火山碎屑沉积岩—沉积岩呈自西而东的规律性递变——环火山机体作带状展布,由西向东矿层厚度减小,矿体品位依次降低,TiO_2与TS含量呈正相关关系,钴镍比值由大变小(平均由1—0.1),显然与物源供给存在着密切的成生联系。 综上认为,我国西南硫矿带的矿床成因应属与峨嵋山玄武岩有关的热液—沉积矿床。地质资料和硫同位素资料阐明,从玄武岩浆中分馏出来的含矿挥发组分,经海底热液转移到海盆地中,所以说生成黄铁矿的硫主要来自海水硫酸盐,而铁质主要是玄武岩与海水反应时淋滤出来的.矿床硫同位素组成在空间上和时间上的变化与当时沉积环境的差异和演变有关。 该硫矿带形成一系列热液—沉积黄铁矿床,在西部火山作用相对显著,至东部沉积     

安徽青阳峙门口层状硫铁矿矿床地质特征及成因研究

青阳峙门口层状硫铁矿矿床赋存于石炭纪地层中,矿体主要呈似层状、透镜状;尽管经历了热变质与接触变质作用,但矿体中仍残留胶黄铁矿和菱铁矿,矿石中不仅可以见到交代残余结构,还可见到草莓结构和微层理构造.黄铁矿中砷的质量分数和S/Se,Co/Ni比值显示火山热水沉积特征.同位素分析显示,矿石中硫化物的硫同位素组成表现出火山热水沉积和热液改造特征;矿石中铅同位素组成则显示,黄铁矿中铅以上地壳铅为主,混有少量地幔铅.上述研究表明峙门口层状硫铁矿矿床是由石炭纪喷流沉积形成的层状矿床或矿胚层,经燕山期岩浆热液和构造作用改造所形成.     

广东长坑金银矿床的成矿地球化学——硫同位素研究

长坑矿床金、银矿石硫化物的δ＾３４Ｓ分别以高离散的负值和相对较集中的正值为特征。在主要成矿阶段硫同位素基本达到平衡或近平衡分馏条件下，采用大本模式分析表明，硫同位素分布特征可能与成矿流体物理化学条件不同有关，即形成金矿石的热液偏酸性、ｆｏ２较高，而银矿化期的流体近中性、ｆｏ２较低；此外，伴随硫化物沉淀的储库效应对此也有一定的影响。热液的总硫同位素组成可取为４‰－７‰，应主要来自围岩中的沉积硫。成矿     

辽宁刘屯金矿床地质特征及成因

刘屯金矿床为含金硫化物石英脉型,矿体直接围岩为晚太古代混合花岗岩。区域上建平群大营子组为金的矿源层,金成矿与中生代构造岩浆活动密切相关。含金石英脉(矿脉)严格地受近东西向断裂构造控制。据硫同位素组成证明矿石、围岩、中生代侵入岩具有同一性,为幔源硫。氢氧同位素组成则显示了成矿溶液的多成因特征。矿石中铅同位素为古老的铅体系,与中生代岩体的长石铅属同一源地。通过时矿床成因的探讨,认为是"岩浆热源-混合热液"型复成因金矿床,成矿时代为燕山期。     

四川平武县金洞沟金矿地质特征及其成因探讨

金洞沟金矿床是位于四川省北部平武县境内的小型岩金矿床。在详细研究矿床地质特征的基础上,测试了石英包裹体均一温度、盐度、化学成分及H、O同位素组成,分析了金属硫化物（黄铁矿、方铅矿、闪锌矿)的S同位素组成,对金的成矿作用进行了深入探讨。研究结果表明：金洞沟金矿床为低温热液型金矿床,其成矿物源主要是志留系茂县群浅变质碎屑岩系,矿石中硫化物以黄铁矿为主,硫化物含量约1%,为少硫化物型矿石。流体包裹体及S、H、O同位素研究显示成矿流体是主要由大气降水组成的热液,成矿温度为125～185 ℃,平均温度为148.7 ℃,属低温热液型金矿床。在此基础上,提出金洞沟金矿床的成矿作用经历了原始含矿岩系（矿源层)的形成、区域变质作用衍生矿源层的形成、热液成矿作用及表生氧化富集等4个阶段,韧性剪切构造活动是引起金活化、迁移和富集的主要因素。该成果为该矿床成因的认识和找矿工作提供了参考。     

新疆西天山式可布台铁矿地质、矿物化学和S同位素特征及其对矿床成因的约束

新疆西天山式可布台铁矿发育于伊犁裂谷内,赋存于上石炭统中酸性火山碎屑岩、浅变质片岩、千枚岩中,矿体呈层状、似层状以及透镜状顺层产出。金属矿物以赤铁矿、镜铁矿为主,含少量黄铁矿、菱铁矿;脉石矿物主要为碧玉、重晶石、石英以及少量方解石。矿石构造以条带状、纹层状和块状为主,矿物结构多为隐晶质结构、半自形结构以及充填结构。矿床分为4个成矿阶段,即黄铁矿-赤铁矿-铁碧玉-重晶石阶段、菱铁矿-软锰矿阶段、石英-镜铁矿阶段、氧化物阶段。矿体顺层产出和发育纹层状矿石构造指示矿床为沉积成因。电子探针分析显示:(1)块状赤铁矿Al2O3、Na2O、MgO、SiO2含量相对分散,推测这可能与块状矿石快速沉淀结晶有关,暗示了剧烈的流体喷流活动,而纹层状和条带状赤铁矿Al2O3、Na2O、MgO、Si O2含量相对集中则反映平静的沉积环境以及微弱的喷流活动,两者的比较可能暗示了成矿过程中流体喷溢速率以及沉积环境都不断改变;(2)黄铁矿中含有较高的Co、Ni比,显示其形成与火山作用关系密切;(3)菱铁矿的FeOT与Mn O+MgO含量呈负相关关系,并形成两个聚集区,与镜下其具有不同特征相吻合,可能暗示了成矿后期菱铁矿随热液析出时候发生了分异作用。黄铁矿(δ34S=-6.1‰~6.5‰)和重晶石(δ34S=12.9‰)硫同位素组成显示曾发生过硫酸盐和硫化物之间的硫同位素分馏作用,成矿热液的硫可能来源于岩浆硫。综合分析认为,式可布台铁矿可能为海相火山喷流沉积型铁矿床。     

海洋天然气水合物系统硫同位素研究进展

在海洋天然气水合物的地质系统中,甲烷的渗漏作用形成了独特的地球化学微环境。渗漏的甲烷在硫酸根-甲烷氧化还原界面与硫酸根之间发生厌氧氧化反应,同时硫酸盐发生还原反应,形成具有特殊同位素组成的自生碳酸盐、硫化物（AVS、黄铁矿等）和硫酸盐（重晶石、石膏）等。反应过程中硫酸盐还原菌的作用使得产物中硫的同位素发生了强烈分馏,具体表现为低δ34S值的硫化物矿物和高δ³⁴S值的硫酸盐矿物的形成。沉积物中这种独特的硫同位素特征与海洋天然气水合物系统中独特地球化学微环境有关,是硫酸盐还原反应过程中细菌控制的硫酸盐分馏和厌氧细菌对硫的歧化反应（disproportionation）的共同作用结果。     

金矿找矿矿物学

本文提出了贵金属页岩型金矿床、金铀变质砾岩型金矿床、浅成火山热液型金矿床、赫姆洛型金矿床和铁帽型金矿床矿物共生组合具有标型意义。同时指出只有镍黄铁矿、水硅铀矿和火山热液型金矿床蚀变带中的绿帘石为标型矿物。并以新资料介绍了金矿石矿物具有形态、化学成分、晶体结构、物理性质、包裹体成分及同位素组成方面的找矿标型特征。最后列举了近几年成功地应用金矿找矿矿物学,对中国一些金矿区的找矿工作成果。