震旦纪地层黄铁矿硫同位素组成时－空变化特征及扬子地块与晚元古超大陆关系的论证

 扬子地区早震旦世时期沉积岩黄铁矿具有重的硫同位素组成,其δ¹⁴S值从早震旦世椿木组地层的24‰左右逐渐变得更正。在早震旦世扬子地区广泛沉积碳酸锰矿和黑色页岩的民乐组时期达到极正值+60‰,然后又降低至+16‰-+20‰。上述硫同位素组成的时-空变化特征支持了扬子地块属晚元古Rodinia超大陆的一个组成部分的假设。从晚震旦世早期陡山沱组底部开始,沉积岩中黄铁矿硫同位素的δ¹⁴SS出现负值,并继续降低至-27‰以下。早震旦世晚期-晚震旦世早期沉积岩中硫同位素组成特征反映了沉积盆地古海洋环境的剧烈变化,它与大约7亿年时Rodinia超大陆的解体以及扬子地块与其它大陆分离的地质推测相吻合。     

扬子地块北缘大型钡成矿带中硫同位素组成及其意义

钡以BaSO4形式存在的重晶石矿床在世界上分布广泛,但以BaCO3形式存在的毒重石矿床极为罕见。在扬子地块北缘大巴山一带的早古生代硅岩建造中,发育大量层状毒重石和重晶石矿床,两类矿床在空间上表现出既共生又分离的分布规律,构成世界上极为独特的大型钡成矿带。本文研究了钡成矿带中的硫同位素组成特点,结果显示,在以毒重石矿石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较低,变化范围较小（22．1‰～37．0‰）,平均27．3‰（n=11）,基本上与寒武纪海水硫酸盐的δ^34S值（δ^34S=27～32‰）接近或略低。反映了形成重晶石的硫来自海水,并有可能经历了热化学的硫酸盐还原作用;与毒重石共生的重晶石形成与热液流体有密切关系。在以重晶石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较高,变化范围较宽（33．4‰～57．6‰）,平均43．5‰（n=31）。与寒武纪海水硫酸盐δ^34S值相比发生了大的改变,反映了与同期海水硫酸盐相关的重硫的强烈富集。这种高正值特点超过了地史中海水硫酸盐的最高值,说明重晶石的形成与生物作用密切相关。强烈的重硫富集,归因于硫酸盐还原菌的活动。     

滇中前震旦纪地层内铅锌矿床硫、铅同位素特征及对成矿物质来源指示

滇中前震旦系主要位于扬子地块西南缘,元谋-绿汁江断裂以东、普渡河-滇池断裂以西,岩浆活动强烈导致该区地壳结构复杂,具有"多层结构"的特点。据统计,赋存在昆阳群中的铅锌矿床(点)有近20处,其赋矿地层主要为:大龙口组(Pt_2d)、黑山头组(Pt_2hst)、鹅头厂组(Pt_2e)。本文优选大笑、热水塘硫铅同位素进行系统分析对比,总结指示成矿流体与指示物质来源。研究结果显示:赋存在前震旦纪铅矿矿床~(34)S值变化范围在6.33‰~14.99‰,成矿流体的总硫同位素值(δ~(34)SΣS)12.17‰。由此可见,赋存在前震旦纪地层中铅锌矿床硫化物主要为混合硫来源,硫同位素的来源具有多源性的特点。东川大笑铅锌矿:~(206)Pb/~(204)Pb变化范围为18.282~18.391,~(207)Pb/~(204)Pb变化范围为15.491~15.515,208Pb/204Pb变化范围为38.287~38.326,主要分布于地幔、造山带演化线。热水塘铅锌矿:~(206)Pb/~(204)Pb变化范围17.702~18.512,~(207)Pb/~(204)Pb变化范围15.626~15.72,~(208)Pb/~(204)Pb变化范围37.504~38.528,主要分布在造山带演化线附近。μ、ω值的变化范围表明所分析样品铅同位素均属于异常铅,说明其成矿物质多来源。因此,铅同位素主要来自地幔、上地壳和造山带,暗示成矿物质来源具有多源型特点。     

沉积地层中的黄铁矿形态及同位素特征初探——以华南埃迪卡拉纪深水相地层为例

地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下,作为海洋重要的氧化性离子,陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中,硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏,其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态,不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面,而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同,大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程,是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程,并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例,识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征,对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明:不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿;碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿,并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值（δ34S_L-pyr）通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值（δ34S_T-pyr）,最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时,需要区分不同形态黄铁矿,仔细剔除大颗粒黄铁矿,降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。     

内蒙古乌达矿区煤中硫的同位素组成及演化特征

通过对内蒙古乌达矿区高硫煤９煤层和低硫煤１３煤层剖而上有机硫和黄铁矿硫同位素的测定,结合煤岩学综合分析,着重论述了煤中硫同位素的分布特点及成因,分析了有机硫同位素和黄铁矿硫同位素之间及其和全硫的关系,提出高硫煤硫同位素形成过程中在剖面上具有层次性和时间上具有相向性,层次性表现为随泥炭沼泽深度的增加,体系对ＳＯ４＾２－和Ｈ２Ｓ的开放程度及黄铁矿的形成对＾３２ＳＯ４＾２－的过滤性;相向性有仅表现为泥岩     

扬子地块南缘及邻区大陆动力成矿系统、成矿系列特征与找矿方向

采用大陆动力成矿系统－成矿系列－矿床组合的地球化学类型及矿石建造的系统研究与分析方法，对扬子地块南缘及邻区大陆动力成矿系统与成矿系列进行了研究，认为本区大陆动力成矿系统有震旦－寒武纪大陆伸展动力成矿系统、泥盆纪－中三叠世大陆伸展动力成矿系统、中生代（热点构造）垂向大陆动力成矿系统和大陆挤压收缩动力成矿系统，提出本区12个成矿系及其相应矿床组合的地球化学类型和矿石建造类型，指出今后的找矿方向。     

贵州晚二叠世煤中硫同位素的组成特征

报道了贵州主要开采矿山晚二叠世煤中不同形态硫的同位素组成特征。形成于海水影响较小环境中的煤以低的硫含量,偏正的δ＾３４Ｓ值为特点,形成于海相或受海水影响较大的环境中的煤,则具有高的硫含量和偏负的δ＾３４Ｓ值;在高硫含量的煤中,有机硫和无机硫具有弱的相关性,可能它们具有一致的来源;煤中有机硫的同位素组成对成煤环境是灵敏的,可作为成煤环境划分指标,根据有机硫含量和同位素组成,可分出海水对煤层的影响程度     

扬子地块西南缘晚古生代基性岩浆岩的性质与古特提斯洋的演化

扬子地块西南缘晚泥盆世至晚二叠世的基性岩浆岩具有大体类似的地球化学性质, 它们均富集Ｔｉ（ＴｉＯ２＞ ２％ ）、ＬＩＬＥ和ＬＲＥＥ（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝ ４．８～１４．６）,Ｔｉ／Ｖ（３２～６７）、Ｔｉ／Ｙ（４００～６９３）和Ｚｒ／Ｙ（３．２～７．６）比值高,具洋岛玄武岩的特征,推测它们均与地幔柱岩浆的活动有关。该地幔柱岩浆活动的时期与古特提斯洋盆演化的时期大体吻合, 但地幔柱岩浆开始喷发的中心与古特提斯初始扩张的中心相距甚远,看来,金沙江－哀牢山洋盆的张开与地幔柱岩浆活动无关。从晚泥盆世至晚二叠世,地幔柱岩浆活动的规模和强度逐渐增加,玄武岩分布中心从广西的南宁－百色之间逐渐向北西３１０°方向迁移了约６００ ｋｍ ,推测这一迁移轨迹可能受金沙江－哀牢山洋盆扩张的影响。据此估计, 金沙江－哀牢山洋盆宽度可达约１ ０００ ｋｍ 。据地幔柱岩浆轨迹与金沙江－哀牢山缝合带所夹的角度推测, 扬子地块可能经历了顺时针旋转, 与古地磁资料一致。     

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.      

扬子地台寒武系碳酸盐岩的碳同位素组成及地质意义

贵州金沙地区寒武系上部娄山关组岩性单一,为蒸发相白云岩,生物化石稀少,沉积时代归属不清.为寻找地层对比与划分的岩石地球化学标志,按5 m的样品间距对贵州金沙地区相邻的长岩沟剖面、岩孔剖面寒武系采集了250件碳、氧同位素样品进行测试分析,对其演化趋势进行了研究.结果表明,贵州金沙地区寒武系碳同位素组成演化表现出4次显著负漂移和3次显著的正漂移.负漂移分布于清虚洞组中部(NE-1)、陡坡寺组下部(NE-2)、陡坡寺组与娄山关组的分界处(NE-3)、及娄山关组下部(NE-4),δ13C值分别降低到-2.3‰0、-2.6‰o、-6.2‰和-4.8‰;正漂移分布于清虚洞组底部(PE-1)、顶部(PE-2)及娄山关组上部(PE-3),δ13C值分别上升到1.3‰、2.1‰和2.6‰.δ13C的演化趋势可与世界各大陆寒武系δ13C演化趋势对比,它将娄山关组下部、中部、上部分别划归全球寒武系第二统上部、第三统及第四统.     

贵州太平洞金矿床载金黄铁矿的矿物学特征及原位微区硫同位素分析

太平洞金矿床是我国黔西南地区典型的卡林型金矿床之一。然而,由于发现时间短,其勘探和研究程度较低,对矿床成因模式和成矿机制的认识有待深入。本文在野外调查的基础上,详细分析了太平洞金矿床矿石的显微组构特征,对主要载金矿物——黄铁矿进行了岩相学鉴定、电子探针成分分析(EPMA)以及Nano-SIMS微量元素面扫描(Mapping)和原位微区硫同位素分析。显微镜下观察发现,矿石中的黄铁矿按形态分为草莓状黄铁矿、半自形?自形黄铁矿以及不规则状黄铁矿。电子探针成分分析表明黄铁矿中含有As(0～8.482%)、Au(0～0.092%)、Co(0.059%～0.195%)、Cu(0～0.407%)、Cr(0～0.083%)、Zn(0～0.016%)等多种微量元素。元素相关性分析证实As与S呈负相关关系。背散射电子图像(BSE)显示载金黄铁矿普遍发育环带结构,根据As元素的分布特征将环带黄铁矿细分可为PyⅠ(核部贫As的黄铁矿)和PyⅡ(核部富As的黄铁矿)两类。载金环带黄铁矿的元素面扫描及原位微区硫同位素分析表明:PyⅠ核部富Zn、Cr、Ni元素,贫As,δ³⁴S值多分布在1.1‰～5.9‰,环带则相对富集As、Au、Cu、Mn等元素,δ³⁴S值为–0.7‰～4.7‰;PyⅡ包括成矿期形成的富As核部(δ³⁴S值分别为0.6‰、4.7‰)和宽度不等的增生环带(δ³⁴S值为–1.6‰、3.7‰)。通过对比国内外卡林型金矿载金黄铁矿原位硫同位素特征,推断贵州太平洞金矿床中的硫来源于深部岩浆硫。同时,Nano-SIMS元素面扫描分析对BSE图像显示的黄铁矿环带中元素的分布进行了高分辨率的呈现,揭示了环带尺度的元素分带性——成矿过程中流体活动的"脉冲"效应,即增生环带往往是由更次一级的生长环带所组成的。高分辨率的元素面扫描结合原位微区硫同位素分析表明,黔西南地区的卡林型金矿的形成可能源于深部就位的岩浆分异出的载金气?液流体沿断裂系统经长距离运移到达地表,并充填?交代围岩成矿。     

小秦岭镰子沟金矿床地质特征、黄铁矿原位硫同位素组成及成因意义

镰子沟金矿床位于华北陆块南缘小秦岭金矿矿集区西部,矿体赋存于太华群上部岩层内,受断裂构造和石英脉控制,带状钾长石化是矿床典型的围岩蚀变,矿物组合为石英-黄铁矿-方铅矿-黄铜矿±重晶石±磁铁矿。为了探讨成矿物质来源及矿床成因,采用LA-MC-ICP-MS技术对镰子沟金矿床黄铁矿进行原位微区硫同位素分析,获得单颗粒黄铁矿的硫同位素变化范围为-15.27‰~-11.98‰,平均-13.35‰,小于共生重晶石硫同位素值9.8‰~12.4‰。根据硫化物与共生硫酸盐矿物,估算成矿热源总硫值为-3.6‰,与新太古界太华群和燕山期华山花岗岩均不同。综合矿化蚀变、地球化学及同位素组成,认为太华群对金矿床成矿物质来源的影响较华山花岗岩明显,但非主要来源,金矿床成矿与深部流体或隐伏岩体有关,矿床受深部流体和构造控制,深部仍有寻找构造蚀变型或微细浸染型金矿体的潜力,但规模有限。     

新疆柯坪地区早古生代地层的碳同位素变化特征及其意义

新疆柯坪地区早古生代地层的碳同位素变化特征及其意义王宗哲，杨杰东（中国科学院南京地质古生物研究所，江苏南京，２１０００８）（南京大学现代分析中心，江苏南京，２１０００８）柯坪地区位于新疆塔里木盆地西北缘，本次研究的区域涉及阿克苏、乌什、柯坪和巴楚一带...     

扬子地块西南缘红泥坡铜矿床成矿流体特征与铜矿化机制——来自流体包裹体和原位S同位素的证据

扬子地块西南缘红泥坡矿床是近年来新发现的大型铜矿床。本文通过流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼成分分析和硫化物原位S同位素分析,揭示了红泥坡铜矿床的成矿物质来源、成矿流体来源及矿质沉淀机制。该矿床成矿过程分为火山-沉积期和热液成矿期。热液成矿期石英+方解石+硫化物阶段(Ⅰ)的石英中发育纯CO₂包裹体、水溶液-CO₂包裹体、含固相的水溶液-CO₂包裹体、含固相的水溶液包裹体以及富液相两相水溶液包裹体。各类包裹体成群分布,均一温度(106～500℃)和盐度(8.8%～59.8%)变化大。激光拉曼分析表明成矿流体中挥发分成分为H₂O、CO₂和少量CH₄。火山-沉积期黄铁矿原位δ³⁴S值为9.18‰～9.34‰,为海水硫和岩浆硫的混合硫;热液成矿期硫化物的原位δ³⁴S值为4.42‰～5.26‰,为岩浆硫和少量地层硫的混合硫。综合矿床成矿时代、流体包裹体及S同位素组成特征,认为古元古代火山-沉积作用形成含Fe和Cu的矿源...     

贵州贞丰水银洞金矿矿床成因与成矿模式:来自载金黄铁矿NanoSIMS多元素Mapping及原位微区硫同位素的证据

贵州贞丰水银洞金矿是中国"滇黔桂"金三角地区最具代表性的超大型卡林型金矿床之一。黄铁矿和毒砂是水银洞金矿的主要载金矿物。背散射电子图像和NanoSIMS高分辨率元素面扫描分析显示载金黄铁矿普遍发育环带结构,不同环带的微量元素种类和含量有显著差别。如增生环带富集Au、Cu、As元素,而核部则相对贫这些元素,富Se。同时,即使在富Au环带中,Au和微量元素也并非均匀分布,环带之中又发育次一级环带。这表明热液来源呈现阶段性和"脉冲式"特征。在元素面扫描分析(Mapping)基础上,本次研究对载金黄铁矿中不同成分特征的核部和环带分别进行了原位硫同位素分析。结果表明:黄铁矿核部的δ34S值变化范围为1.3‰~6.5‰,而富金环带的δ34S值为-3.5‰~7.4‰。与国内外同类矿床的硫同位素特征比较之后发现,这些硫同位素显示岩浆硫特征,暗示载金黄铁矿的硫主要来源于深源岩浆。计算表明,有部分沉积硫混入了成矿流体。最终,我们为水银洞金矿建立了岩浆-热液模式:从深源岩浆分异出的超临界气-液流体携带Au、As等元素沿区域深断裂上升,在区域不整合面和灰家堡背斜轴部破碎带等构造薄弱部位,通过充填、交代围岩的方式沉淀成矿。大气降水的淋滤和渗透在一定程度上有利于金矿化。     

滇东北昭通地区峨眉山玄武岩钕-锶-铅同位素特征——峨眉山地幔柱源区性质与Rodinia超大陆事件的耦合关系

滇东北昭通地区峨眉山玄武岩Nd-Sr-Pb同位素的最新研究结果表明,该区玄武岩样品普遍具有1000~900 Ma的亏损地幔Nd模式年龄,其源区可能为来自下地幔类似地幔集中带(FOZO)组分(10%~40%)的地幔橄榄岩和来自古老再循环洋壳的类似EM1组分(60%~90%)不同比例混合而成。样品满足Dupal异常边界条件,暗示峨眉山玄武岩岩浆形成及侵位时与目前所处的纬度有较大差异,二者可能有较大的空间距离。据此,提出新的峨眉山地幔柱形成模式：1000~900 Ma,源于Rodinia超大陆事件中衍生的洋壳发生了俯冲消减作用,洋壳经部分熔融后的固态残留物在660 km地幔过渡带中堆积,形成较冷的难熔"巨石体"。晚二叠世(约260 Ma),这些"巨石体"(很可能是榴辉岩相的超高压变质岩)受重力驱动作用进一步下沉到核幔边界"D"层时,发生钙钛矿→后钙钛矿的矿物相转变,这是一个强烈的放热反应,导致下地幔及俯冲板片堆积体自身的部分熔融,引起深部高温富铁、富钛的熔融体上涌进入地幔,形成地幔柱。这些岩浆大规模的上涌、喷发,形成了扬子陆块西缘规模巨大的峨眉山大火成岩省(LIPs)。此时古地理位置还处于南半球的某个位置,古特提斯大洋关闭后,这些携带南半球特有的地球化学烙印(Dupal异常)的玄武岩随着扬子板块一路向北漂移,到达今天的位置。