右江褶皱带东南缘西大明山矿集区铅同位素地球化学特征及其地质意义

广西西大明山多金属矿集区是右江褶皱带东南缘近年找矿突破的重要地区,发育凤凰山特大型银矿床、罗维中型钨锌多金属矿床、弄屯大型铅锌矿床及一些中、小型矿床等。其中罗维和弄屯矿床是近年新发现的矿床,矿体分别呈层状赋存于寒武系碎屑岩和呈脉状赋存于寒武系与泥盆系接触界面附近或断裂破碎带中。笔者对矿集区内层状和脉状矿床矿石硫化物铅同位素进行研究,并与赋矿围岩、隐伏二长花岗岩进行对比。铅同位素数据显示:罗维层状矿床矿石硫化物铅同位素组成为:~(206)Pb/~(204)Pb=18.1320~18.5980,~(207)Pb/~(204)Pb=15.5920~15.7988,~(208)Pb/~(204)Pb=38.4041~39.0461;弄屯脉状矿床矿石硫化物铅同位素组成为:~(206)Pb/~(204)Pb=18.3240~18.5060,~(207)Pb/~(204)Pb=15.7321~15.9140,~(208)Pb/~(204)Pb=38.6511~39.2311;二者具有相似的同位素组成,但弄屯矿床矿石硫化物~(207)Pb/~(204)Pb比值略高于罗维矿床矿石硫化物。罗维矿床矿石硫化物铅同位素组成与深部隐伏二长花岗岩铅同位素组成一致;而弄屯矿床矿石硫化物~(208)Pb/~(204)Pb值介于二长花岗岩和地层铅同位同位素组成之间,且矿石~(207)Pb/~(204)Pb比值指示矿石铅可能来源于上泥盆统莲花山组碎屑岩与中寒武统黄洞口组碎屑岩。渌井和大新铅锌矿床显示出异常高的~(207)Pb/~(204)Pb,暗示可能还有其他富铀的地质体为成矿提供放射成因铅,铅同位素特征值(μ值、ω值)揭示矿石硫化物和岩体都具有壳源铅的特征;从垂向上,各矿床距罗维隐伏岩体顶界距离增加,岩浆铅减少,地层铅增加。综合研究认为,西大明山多金属矿集区应属于典型的与深部燕山期岩体侵入有关的岩浆热液充填交代型矿床,成矿物质主要来源于燕山期岩浆和围岩地层。     

桂中两江Cu矿床的地质和S-Pb同位素研究

两江Cu矿床为一个位于广西中部的石英脉型矿床。为了查明矿床成因,笔者对该矿床分别进行了矿床地质和S-Pb同位素研究。结果表明,矿石硫化物S同位素的δ34SCDT介于-1.22~0.96‰之间,呈塔式分布,暗示矿石S为岩浆或深部热液起源。矿石Pb同位素的208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb的比值分别介于38.698~39.817、15.773~15.879和18.307~19.232之间,平均值分别为39.151、15.809和18.307。对比研究表明,矿石与地层(寒武系和泥盆系)砂页岩和加里东期岩浆岩完全不同的Pb同位素组成,而与晚白垩世岩浆岩(包括昆仑关黑云母花岗岩)具有较为相近分布范围。因此,该矿床的矿石Pb及其成矿金属物质最有可能起源于晚白垩世岩浆作用。结合矿体交截关系和成矿物质来源研究,笔者推测该矿床最有可能形成于晚白垩世。由于含矿石英斑岩为加里东期岩浆作用的产物,因此,在矿区深部存在与成矿作用有成生关系的隐伏岩体,很可能为昆仑关黑云母花岗岩岩基向西北方向延伸部分。区域矿化特征对比表明,大明山W-Cu多金属成矿带深部可能存在矽卡岩型矿化,并预示着巨大的找矿潜力。     

东天山卡拉塔格矿带红海VMS型矿床S、Pb同位素地球化学研究

红海早古生代块状硫化物矿床是近年来在东天山新发现的典型VMS型矿床,赋存在一套早古生代海相岛弧火山岩-火山碎屑岩中,是由上部透镜状块状矿体和深部脉状-网脉状矿体组成。文章对该矿床开展了系统的S、Pb同位素地球化学研究,拟揭示其成矿物质来源。本次分析获得金属硫化物的硫同位素δ34 S值:黄铁矿闪锌矿黄铜矿,且接近于0‰(-0.8‰~6.0‰);而重晶石的δ34 S值为高正值(27.4‰~29.9‰),这与世界大部分VMS型矿床的硫化物δ34 S值一致;矿床硫主要来自于下盘岛弧火山岩硫及与少量海水硫酸盐无机还原硫的混合。金属硫化物的Pb同位素组成比较集中,其中206 Pb/204 Pb为17.886~18.144,207 Pb/204 Pb为15.465~15.506,208Pb/204Pb为37.325~37.684,硫化物Pb同位素类似于MORB亏损地幔Pb同位素特征,具有地幔和造山带来源特征,显示其金属成矿物质主要来源于矿体下盘发育的具亏损地幔特征的岛弧火山岩。总之,红海VMS矿床硫化物S、Pb同位素研究显示其成矿物质主要来自岛弧火山岩,少量来自海水,它们为深入研究VMS矿床成矿物质来源和成矿过程中流体间相互作用提供了资料。     

内蒙古鸡冠山斑岩型钼矿床S、Pb同位素组成:对成矿物质来源的指示

内蒙古鸡冠山钼矿床位于中亚-蒙古巨型造山带东段,是西拉沐沦钼金属成矿带中典型的大型斑岩型钼矿床。矿床产于燕山晚期火山侵入杂岩中,矿体与岩体关系密切,矿化类型以细脉浸染状斑岩型矿化为主。在野外地质观察的基础上,本文对矿石矿物黄铁矿、辉钼矿进行了S同位素组成分析,对矿床围岩全岩及黄铁矿单矿物进行了Pb同位素组成分析。结果表明,钼矿石δ~(34)S变化范围为4. 617‰～7. 072‰,平均值为5. 653‰,离散度小,硫化物δ~(34)S值全为正值,表明矿石中S源是均一的。辉钼矿δ~(34)S变化范围为4. 617‰～5. 351‰,平均值为4. 875‰。硫同位素比值5. 653‰具花岗质岩浆硫特征,推测其硫可能主要来源于下地壳岩浆源,并有一定量的地幔物质混入。全岩的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb分别为17. 876～19. 618、15. 519～15. 609和38. 111～40. 408,表明鸡冠山钼矿床围岩的全岩铅同位素组成均变化较大。矿石矿物黄铁矿的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(20 4)Pb分别为17. 781～17. 830、15. 523～15. 526和38. 084～38. 102,表明矿石矿物铅同位素组成变化较小。围岩全岩和矿石硫化物的铅同位素投影点均落在造山带演化线的下方,表明铅很可能源于地幔或者下地壳。     

新疆奇台县黄羊山石墨矿床特征、物质来源及成因

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔造山带南部的卡拉麦里地区东南段,是近年来新发现的国内外首个产于花岗岩体中的超大型石墨矿床。成矿地质条件、矿床地质特征研究表明,该矿床与黄羊山碱性花岗岩体具有密切的时空及成因联系,矿石具独特的球状构造,球体中石墨与长英质矿物及磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物密切共生。为确定黄羊山石墨矿床的成因和成矿物质来源,本文开展了球状矿石中的石墨拉曼光谱分析和C同位素测试,对与石墨密切共生的金属硫化物开展S-Pb同位素分析。结果表明,黄羊山矿床球状矿石不同部位石墨的拉曼谱峰相似,显示具有很高的结晶程度,估算结晶温度为750～800℃;7件石墨样品的δ~(13)C值在-19.27‰～-19.90‰,分布非常集中,介于岩浆碳值和有机碳值之间,表明具有两者的混合来源。4件磁黄铁矿样品的δ~(34)S值集中在-2.3‰～-2.9‰之间,接近原始地幔值;在Pb同位素构造环境判别图解上,Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204) Pb=18.114～19.040,~(207)Pb/~(204) Pb=15.448 ～ 15.543,~(208) Pb/~(204)Pb=38.253～38.915)显示较好的线性关系,延伸方向与地幔演化曲线的延伸方向基本一致;S-Pb同位素测试结果表明,与石墨共生金属硫化物具有幔源特征。综合黄羊山矿床成矿地质条件、成矿特征、石墨及共生硫化物的物质来源等研究结果,本文初步认为,黄羊山石墨矿床形成于碱性花岗岩的岩浆作用阶段,矿石中的金属硫化物来自岩浆混合作用中的幔源基性端元,碳质由于岩浆同化混染作用达到饱和,在硫化物的催化下沉积形成石墨。     

湘西花垣铅锌矿田成矿物质来源的C、O、H、S、Pb、Sr同位素制约

花垣地区铅锌矿床有望成为中国最大的铅锌矿床,也是铅锌矿资源储量超过千万吨的世界级超大型矿床之一。文章通过碳、氧、氢、硫、铅和锶同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体和成矿金属来源。测试结果显示,花垣地区铅锌矿床主成矿期方解石样品的δ~(13) CPDB值范围为-2.71‰~1.21‰,δ~(18) OSMOW值范围为16.09‰~22.48‰,该地区铅锌矿床成矿流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩的溶解作用。花垣矿区的围岩的δ~(13) CPDB值范围为0.29‰~1.05‰,δ~(18) OSMOW值范围为21.33‰~23.89‰,为沉积成因海相碳酸盐岩。矿石中硫化物的δ~(34) S变化于24.93‰~34.66‰之间,重晶石δ~(34) S为32.78‰~34.22‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成均一,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.999~18.919、15.554~15.798和38.088~38.576,铅模式年龄为437~534Ma,成矿金属可能主要来源于奥陶系—寒武系。方解石和闪锌矿样品中流体的δD_(SMOW)变化于-91.1‰~-15‰之间,δ~(18) Ofluid变化范围为-4.1‰~8.75‰,矿床成矿流体的主要来源是建造水和大气降水。成矿流体与围岩的水-岩反应是导致该区铅锌矿床中方解石和闪锌矿矿物沉淀结晶的主要机制。成矿流体~(87)Sr/~(86)Sr为0.70906~0.71022,高于赋矿围岩寒武系清虚洞组灰岩锶同位素比值0.70886~0.70921,表明成矿流体流经了清虚洞组下伏地层,并与其中具有高锶同位素比值的碎屑岩、页岩和泥岩等进行了水岩反应及同位素交换。     

西天山Muruntau金矿床地质和S-Pb同位素示踪

Muruntau金矿床位于乌兹别克斯坦卡拉库姆板块北缘,是世界规模最大的金矿床。赋矿地层为一套发生绿片岩相浅变质作用的含炭复理石建造。矿区主要经历了四期变形变质作用(D1-D4),矿体受构造控制明显,就位于桑格龙套-塔姆德套与穆龙套-道古兹套剪切带的构造交汇部位,金矿化主要产于次级韧脆性断裂中。对矿床的矿石硫化物及地层开展了系统S、Pb同位素研究,结果表明石英脉型及蚀变岩型矿石中硫化物的δ34S变化范围较大,集中于2.2‰~6.1‰,其中蚀变岩型矿石中毒砂样品δ34S值集中于2.2‰~4.6‰,含金石英脉中硫化物样品δ34S值集中于3.0‰~6.1‰,方解石-石英脉中硫化物样品δ34S值集中于3.5‰~4.0‰,表明矿石中硫主要来源于地层,可能有少量岩浆硫加入。2件黑色页岩中毒砂206Pb/~(204)Pb为19.906~20.378,~(207)Pb/~(204)Pb为15.730~15.750,208Pb/~(204)Pb为38.388~39.894;3件含金石英脉中黄铁矿206Pb/~(204)Pb为18.848~19.431,~(207)Pb/~(204)Pb为15.669~15.736,208Pb/~(204)Pb为38.346~38.879;2件方解石脉中毒砂206Pb/~(204)Pb为18.715~19.563,~(207)Pb/~(204)Pb为15.639~15.740,208Pb/~(204)Pb为38.640~39.295。6件地层岩石样品的铅同位素组成206Pb/~(204)Pb为19.416~20.600,~(207)Pb/~(204)Pb为15.675~15.746,208Pb/~(204)Pb为38.876~39.431。矿石铅与地层铅均落于上地壳与造山带之间,矿石铅显示较大的跨度,且与地层岩石铅具有部分重合,显示成矿物质具有双重来源,与赋矿地层及造山期变质流体均表现出密切成因联系。结合矿床地质特征总结分析,沉积地层的物质准备+多期构造运动驱动变质流体运移(D1-D4)+岩浆热液的后期叠加应该是Muruntau巨量金属富集的关键控制因素。     

赣南西华山钨矿床硫、铅同位素组成对成矿物质来源的示踪

为明确西华山钨矿床成矿物质的来源,本文以矿床中的硫化物和钾长石为研究对象,通过硫化物中硫、铅同位素的研究,对矿床成矿物质来源进行探讨。结果表明,矿石中黄铁矿δ34S值为-2.1‰~0.4‰,辉钼矿δ34S值为4‰~7.9‰,硫主要来源于岩浆。辉钼矿、黄铁矿、钾长石的206 Pb/204 Pb值分别为18.718~18.849、18.640~18.745、18.698~18.792;207Pb/204Pb值分别为15.762~15.770、15.704~15.747、15.697~15.724;208 Pb/204 Pb值分别为39.094~39.134、38.902~39.056、38.904~39.012。由此判断矿床中矿石铅与岩石铅同位素组成具有同源关系,矿石铅主要来自与岩浆作用有关的上地壳;成矿物质来源于上地壳重熔形成的花岗岩浆,即上地壳岩浆侵位,为成矿作用提供部分成矿物质,同时也暗示成矿物质是由体现壳源特征的西华山复式岩体提供。     

青海沱沱河地区多才玛铅锌矿床成因:原位S和Pb同位素证据

青海沱沱河地区多才玛铅锌矿床是西南三江特提斯北段新生代铅锌矿集区的典型矿床之一,本文首次应用飞秒激光剥蚀多接受器等离子体质谱法对多才玛铅锌矿床中金属硫化物的原位S和Pb同位素进行了测定。结果显示:黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的原位S同位素的δ~(34)S_(V-CDT)值介于-26.34‰～4.24‰之间,均值-12.15‰(n=20),其中闪锌矿的δ~(34)S_(V-CDT)值介于-10.30‰～-3.52‰,均值-7.39‰(n=9);方铅矿的δ~(34)S_(V-CDT)值为-26.34‰～-11.74‰,均值-20.36‰(n=9);黄铁矿的δ~(34)S_(V-CDT)值分别为2.50‰,4.24‰。矿床δ~(34)S数据范围较宽,总体表现为富集负值硫的特征,说明有机质可能参与成矿。岩浆热液期发育的黄铁矿δ~(34)S值具有深源特征,沉积热液期发育的方铅矿和闪锌矿的δ~(34)S值表明成矿过程存在还原作用,指示盆地地层还原流体的混入,综上可认为多才玛铅锌矿床硫具有混合来源的特征。方铅矿原位Pb同位素结果为~(206)Pb/~(204)Pb=18.866～18.929,~(207)Pb/~(204)Pb=15.674～15.689,~(208)Pb/~(204)Pb=39.052～39.174。方铅矿与地层的Pb同位素组成一致,位于上地壳平均Pb演化线之上,具上地壳和地幔混合俯冲带铅的特征,表明其成矿物质的来源多样。结合矿床学、矿物学及同位素数据,本文认为多才玛铅锌矿床S元素主要来源于赋矿围岩,Pb金属元素主要来源于藏北钾质火山岩,侵入地层岩浆与盆地流体的混合是金属硫化物沉淀的重要机制。     

江西德兴朱砂红斑岩铜矿床H-O-S-Pb同位素特征及意义

江西德兴斑岩铜矿田位于扬子地块东南缘,毗邻赣东北深断裂;该矿田由富家坞、铜厂及朱砂红矿床组成,属世界超大型斑岩铜矿。本文在系统的野外观察及室内岩相学观察的基础上,通过H、O、S、Pb同位素地球化学研究手段,探讨该矿床的成矿流体及成矿物质来源。H、O同位素研究结果显示,矿石石英脉中石英的δ~(18)O值范围为8.4‰~11.2‰,与之平衡的δ~(18)O_(H_2O)值范围分别为0.44‰~3.14‰,含矿石英脉中石英的δD值范围为-73.2‰~56.9‰,成矿流体以岩浆分异热液及天水热液为主。矿石中硫化物δ~(34)S组成变化范围较窄,为-4.3‰~-0.9‰,多数集中在0值左右且在S同位素直方图上呈塔式分布特点,表明具有岩浆硫(0±3‰)的特征。矿石硫化物中Pb同位素组成比较稳定,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值分别为18.079~18.643、15.545~15.578和38.058~38.595。朱砂红矿床硫化物中Pb同位素组成与德兴含矿斑岩大致相同,明显区别于源自双桥山群地层的矿石中Pb同位素组成,表明成矿物质主要来源于含矿斑岩,并非双桥山群浅变质地层。朱砂红矿床的流体来源为岩浆分异热液及天水热液的混合,成矿物质主要来自斑岩,矿床发育与斑岩体密切相关。德兴矿区三个矿床对比研究表明,朱砂红斑岩型矿床H、O同位素特征与铜厂斑岩铜矿床大体一致,成矿流体来源基本相似;三个矿床中S同位素表现为从东南的富家坞矿床向西北的朱砂红矿床由高到低的变化趋势,但变化范围基本保持一致,朱砂红矿床可能比铜厂矿床及富家坞矿床受更多围岩物质混染;三个矿床Pb同位素总体显示出壳幔混合铅的特征。三个矿床为同一成矿系统,矿床的差异可能源自岩浆与围岩混染程度的不同。