陕西旬阳地区小河金矿硫铅同位素组成及地质意义

小河金矿是近年来在南秦岭中带发现的中型金矿床,矿石类型为微细浸染型,矿床受地层和构造双重控制。在野外工作基础上,根据矿物组合及穿插关系划分了4个成矿阶段:Ⅰ,成矿早期少硫化物石英脉成矿阶段;Ⅱ,石英脉、黄铁矿、毒砂成矿主阶段;Ⅲ,石英脉-多金属硫化物成矿主阶段;Ⅳ,方解石、石英脉成矿晚阶段。其中Ⅱ、Ⅲ阶段是主要金矿化阶段。不同阶段样品的原位硫同位素结果显示:成矿早阶段石英脉期的黄铁矿δ³⁴S值为20.80‰~25.77‰,均值为23.59‰;主成矿期II阶段中黄铁矿、毒砂δ³⁴S值为15.46‰~19.12‰,均值为17.5‰;主成矿期Ⅲ阶段中方铅矿、闪锌矿δ³⁴S值为11.35‰~16.78‰,均值为13.88‰。硫同位素特征指示硫以沉积硫为主,成矿过程可能存在低δ³⁴S值热液的持续加入。金属硫化物Pb同位素测试结果显示²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.882 1~18.367 4,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.614 0~15.674 1,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.016 3~38.934 2,指示小河金矿铅主要源于地壳,同时伴随幔源铅的混入。综合矿床地质特征及硫、铅同位素地球化学特征,认为小河金矿成矿过程可能存在流体混合作用。     

内蒙古阿扎哈达铜铋矿床流体包裹体和碳-氧-硫-铅同位素地球化学研究

阿扎哈达石英脉型铜铋矿床位于二连—东乌旗多金属成矿带中段。铜铋热液矿化过程从早到晚可以分为3个阶段,分别为石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-黄铜矿-辉铜矿-辉铋矿-自然铋-萤石阶段(Ⅱ)和晚期石英-方解石阶段(Ⅲ)。铜铋矿化主要产于Ⅱ阶段石英脉中。流体包裹体类型主要为气液两相包裹体。测温结果显示Ⅰ阶段富气相包裹体均一温度变化范围为224~427 ℃,盐度(w(NaCl_eq)为16.0%~22.4%;富液相包裹体均一温度为229~410 ℃,盐度为9.2%~22.2%。Ⅱ阶段富气相包裹体均一温度为245~343 ℃,盐度为17.8%~20.5%;富液相包裹体均一温度为180~361 ℃,盐度为10.5%~21.3%。Ⅲ阶段富液相包裹体均一温度为132~262 ℃,盐度为3.4%~19.4%。成矿热液整体上属于中温、中等盐度流体。单个包裹体激光拉曼分析表明气液相成分主要是H₂O,含少量CH₄,指示成矿流体属于NaCl-H₂O±CH₄体系。C-O同位素数据(δ¹³C_V-PDB值范围为-6.7‰~-1.4‰,δ¹⁸O_V-SMOW值为-2.4‰~+11.5‰)表明成矿流体主要来源于岩浆水,晚阶段有大气降水的混入。黄铁矿S同位素组成(1.3‰~9.5‰)指示成矿物质主要来源于岩浆热液,并有部分地层物质加入。黄铁矿Pb同位素组成²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值变化范围分别为38.081~38.229、15.561~15.602和18.270~18.383,所有数据点均落在造山带铅范围内,表明成矿物质主要来源于侵位的花岗岩,同时地层提供了部分成矿物质。结合流体包裹体和同位素地球化学研究,文章认为温度下降及水岩反应是导致矿质沉淀的重要机制。     

陕西商南三官庙金矿床流体包裹体及C-H-O-S稳定同位素研究

三官庙金矿床位于秦岭造山带南秦岭北部逆冲推覆构造带内,为断裂构造控矿的热液型矿床。热液成矿期划分为成矿早阶段(S1)、主阶段(S2)和晚阶段(S3)。成矿主阶段流体包裹体的完全均一温度T_h为150~420 ℃,盐度为2.1%~24.1%;成矿晚阶段T_h为81~190 ℃,盐度为5.6%~22.2%。包裹体研究显示,在成矿主阶段温度>250 ℃时,以流体混合作用为主而导致矿物沉淀;在成矿主阶段温度<250 ℃及成矿晚阶段,以流体沸腾作用为主而导致矿物沉淀。成矿主阶段成矿流体的δD_V-SMOW为-84.4‰~-77.0‰,δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}}$为5.0‰~5.7‰,成矿流体来源以岩浆水为主,同时混入了外来流体。成矿流体的δ¹³C_ΣC为-13.5‰~-5.2‰,反映碳为岩浆来源并受到低温蚀变的影响。黄铁矿单矿物δ³⁴S_CDT为-2.73‰~-1.31‰;毒砂单矿物δ³⁴S_CDT为-3.36‰~0.03‰,反映成矿物质硫为典型的单一岩浆来源。综上分析,认为三官庙金矿床为岩浆热液成因,其成矿机制为:印支期末,在钠长(角砾)岩形成过程中,含金热液流体沿断裂构造运移,在距离钠长(角砾)岩较远地段的层间破碎带内,成矿流体发生混合及沸腾作用,促使成矿物质发生沉淀,最终形成三官庙金矿床。     

甘肃省鹿儿坝金矿流体包裹体研究:对流体演化和成矿机制的探讨

西秦岭地区矿产丰富,金资源储量巨大。国内学者对于该区域的众多金矿床开展了大量成矿流体性质及来源的研究工作,但是并没有形成统一的认识;此外,西秦岭礼(县)—岷(县)成矿带,合作—鹿儿坝—崖湾金、汞、锑多金属成矿亚带的成矿流体研究工作比较薄弱。鹿儿坝金矿床为该成矿带的一个代表性金矿床,其赋存于三叠统浊积岩建造中,属于微细粒浸染型金矿。主成矿阶段热液石英脉及方解石脉中流体包裹体主要为H₂O气液两相包裹体,少见纯气相包裹体、纯液相包裹体、CO₂-H₂O三相包裹体。包裹体均一温度范围为81~247 ℃,盐度范围为1.23%~10.98%。流体包裹体气相成分以水为主,还有少量的CH₄、CO₂、H₂等。氢、氧同位素实验数据表明,流体中δD_V-SMOW值变化范围为-84.4‰~-96.0‰、δ¹⁸O值的变化范围为-4.20‰~6.45‰,表明成矿流体来源并非单一,可能为岩浆水与大气降水混合来源。此外,构造体制的转换造成流体沸腾,导致了大规模金等物质沉淀、聚集、成矿。     

南秦岭柞水—山阳矿集区夏家店金矿床黄铁矿微量元素和氢、氧、硫同位素对矿床成因的制约

为了研究柞水—山阳矿集区夏家店金矿床成因,采用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS技术分析夏家店金矿床矿体及围岩样品中黄铁矿原位微量元素及氢、氧、硫同位素组成特征。结果表明,该矿床黄铁矿的Co/Ni 比值为0.11~0.76,说明其与沉积作用有关。矿石中黄铁矿的δ³⁴S值(-9.40‰~7.16‰)与围岩碳质板岩的δ³⁴S值(-8.84‰~10.64‰)接近,黄铁矿的δ³⁴S均值(2.47‰)基本落在岩浆硫的范围内,指示矿石硫可能由地层硫和岩浆硫混合而成。氢、氧同位素测试结果表明,夏家店矿床成矿流体可能主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水的加入。综合矿床地质特征、成矿温度、金赋存状态等特征和黄铁矿微量元素、硫同位素组成可知,夏家店金矿床属于卡林型金矿,其成矿流体主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水加入;其成矿物质是由深部岩浆与地层混合而成。     

湘西北张家界市李家铜矿流体包裹体地球化学特征

湘西北地区是著名的铅锌矿、锰矿产出地,为完善该地区成矿序列,对张家界市李家铜矿成矿期的石英、方解石、重晶石进行了流体包裹体均一温度、盐度、气相成分、群体液相成分和氢氧同位素测定。结果表明: 包裹体均一温度为146~282 ℃,流体盐度为0.71%~15.86%(NaCl),成矿流体气相成分含少量的CH₄和H₂,包裹体液相成分中离子以Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、$SO_{4}^{2-}$及Cl^-为主,氧同位素δ¹⁸O_矿物值范围为11.6‰~17‰,氢同位素δD值范围为-54.7‰~-76.2‰。经计算,成矿压力为1.02~66.17 MPa,成矿深度为0.1~6.57 km。成矿热液为层控型热卤水,成矿时间自震旦纪陡山沱期一直持续到志留纪文洛克期。     

铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例

地表微细粒土壤地球化学测量是国内研究较多的深穿透地球化学方法之一,判断地表异常与深部隐伏矿体的关系是未来该方法广泛应用的理论基础。以已知的隐伏矿床——紫金山罗卜岭铜钼矿床为研究对象,利用铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源。结果显示:(1)矿石单矿物的δ⁶⁵Cu变化范围较小(-0.04‰~0.56‰),指示较高的成矿温度(250~300 ℃);钻孔由深至浅,矿石的δ⁶⁵Cu值具有明显升高的趋势,符合斑岩型成矿系统早期至晚期铜同位素的变化特征,流体分馏是造成不同阶段形成的矿石铜同位素存在差异的主要原因。(2)背景区地表土壤铜含量的平均值(59.4 μg/g)显著低于异常区(131.0 μg/g)。背景区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-1.94‰~-0.82‰,平均值为-1.38‰;异常区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-5.01‰~1.05‰,平均值为-1.40‰,背景区和异常区铜同位素组成相差不大。(3)本次利用铜同位素组成判别地表介质铜异常来源的效果不理想,可能因为矿石本身的铜同位素组成存在差异,地表土壤本身的铜同位素信息覆盖了来自深部与隐伏铜矿体有关的信息,或从深部原生环境迁移至地表氧化环境的过程中,因氧化还原反应发生了铜同位素的分馏。     

内蒙古大井铜锡多金属矿床矿石中Cu-S同位素特征及成矿预测

内蒙古大井铜锡多金属矿床是大兴安岭成矿带代表性矿床之一,矿区位于内蒙古东部林西县境内,成矿地质条件良好。矿床矿石中同位素特征及与成矿的关系研究薄弱。本文通过对矿体中黄铜矿Cu同位素,黄铜矿、黄铁矿S同位素和Pb同位素的研究表明:黄铜矿δ⁶⁵Cu 值总体范围为 -0.46‰+0.32‰,平均值为0 ‰,2σ误差平均值约为0.03‰;黄铜矿、黄铁矿δ³⁴S值总体范围为 +0.076 ‰+3.00‰,平均值为+1.83‰,且δ³⁴S值分散程度也较小,整体较均一,属于岩浆硫的同位素特征;Pb同位素数据整体变化很小,具体为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.29118.353,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb =15.50115.574,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb =38.05138.265。结合区域前人的研究表明,大井矿Cu同位素的变化是由于硫化物-岩浆分异过程导致,大井矿矿石黄铜矿δ⁶⁵Cu的变化可能指示了矿化阶段成矿硫化物的演化方向,δ⁶⁵Cu逐渐降低的方向可能存在隐伏矿体,研究区域东部生产区域与外围预测未生产区域具有一致的Cu同位素特征,Cu同位素证据表明大井矿外围预测区可能存在深部隐伏矿体。     

内蒙古撰山子金矿床流体包裹体特征与矿床成因

撰山子金矿床位于内蒙古台隆东段北缘华北克拉通与兴蒙造山带的结合部位。矿体赋存于下二叠统于家北沟组灰岩、中二叠世流纹岩和中三叠世花岗斑岩中,被晚三叠世闪长岩所截切。本文在查明矿床地质特征的基础上,对各成矿阶段热液矿物中的流体包裹体开展研究,查明了矿床成矿流体性质、演化特征及其与金成矿的关系。成矿阶段按从早到晚的顺序可分为石英-黄铁矿、石英-硫化物和石英-萤石-方解石阶段。流体包裹体岩相学和激光拉曼实验表明,热液矿物中原生包裹体可分为气液两相水型包裹体(Ⅰ型)、二氧化碳水三相型包裹体(Ⅱ型)、含子矿物三相型包裹体(Ⅲ型)、纯气相二氧化碳型包裹体(Ⅳ型)、纯气相水型包裹体(Ⅴ型)和纯液相水型包裹体(Ⅵ型)6种类型。成矿流体的温度和盐度从早阶段至晚阶段逐渐降低。成矿流体为中高温、中低和高盐度、中低密度的CO₂-NaCl-H₂O体系。主成矿阶段气液两相盐水和CO₂-H₂O三相包裹体限定的成矿压力范围分别为15.7~28.6、59.0~88.7 MPa,整体成矿深度范围在1.6~3.3 km之间。综合分析认为,撰山子金矿床在成矿过程中发生了流体不混溶(沸腾)作用,矿床的形成与中三叠世—晚三叠世华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合引起的岩浆活动密切相关,是区内典型的中高温岩浆热液矿床。     

稳定氯同位素地球化学研究进展

地球卤素元素含量相对稀少,相对而言氯为最常见的卤素元素。氯是一种挥发性元素,具有强烈的亲水性。自然界氯两个稳定同位素³⁵Cl和³⁷Cl,其相对丰度分别为75.76%和24.24%。文章综述了氯在各个地质储库的特征、稳定氯同位素分馏的控制因素以及氯同位素的地质应用三大方面的研究进展。地球主要储库中蒸发岩、海水、岩浆岩、沉积物、变质岩、地幔的氯同位素组成分别为-0.5‰~+0.8‰、0.00±0.05‰、-1.12‰~+0.79‰、-3.0‰~+2.0‰、-3.6‰~0、-1.9‰~+7.2‰。地外(月球、火星及其他小行星4-Vesta)氯同位素组成变化范围分别为-4‰~+81.1‰、-5.6‰~+8.6‰、-3.8‰~+7.7‰。相对地球上氯同位素(δ³⁷Cl)的变化范围(-14‰~+16‰),月球和火星δ³⁷Cl的变化范围可达-5.6‰~+81‰,表明挥发分氯在地内和地外迁移循环过程中有显著不同同位素分馏主控机制。已经探明氯同位素分馏受控于物理过程(如扩散、离子过滤、沉淀溶解作用、火山作用)和化学作用(如水岩作用、变质作用,尤其是蛇纹石化作用)等。扩散作用、淋滤作用和火山作用富集重同位素,沉淀作用结晶盐δ³⁷Cl先减小后上升,而蛇纹石化过程中多种因素共同影响。与其他指标结合,氯同位素地球化学可用于有效指示钾盐矿床远景区,评估示踪地下水的来源和演化路径、示踪污染物源区和量化生物修复、探究矿化流体来源、指示行星演化岩浆海洋脱气等过程。     

甘肃两当湘潭子金矿床地质特征及成因

甘肃两当湘潭子金矿位于西秦岭造山带东段,金矿体主要受北西西向断裂控制,与区内发育的中酸性岩脉空间关系密切。显微观察和电子探针分析表明,Au主要赋存在黄铁矿和毒砂中,矿体中黄铁矿Co/Ni特征显示黄铁矿的成因与岩浆作用有关。通过稀土元素分析发现,矿石的稀土元素特征与岩体的稀土元素特征基本一致,而与地层围岩有明显差异。对矿石中的黄铁矿进行硫同位素测试,硫化物δ³⁴S值介于-5.7‰~2.0‰之间,均值为0.38‰,δ³⁴S值频数分布比较集中,具有以近零为中心的塔式分布特征,表明矿石中硫的来源与岩浆作用有关。通过氢氧同位素分析,湘潭子金矿区矿石的δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}}$值介于3.44‰~9.65‰之间,均值为6.29‰,δD介于-120.10‰~-79.00‰之间,均值为-100.47‰,表明本区成矿流体主要来自岩浆水。铅同位素特征显示湘潭子金矿区铅的演化与岩浆作用和造山运动关系密切。通过对比研究可知湘潭子金矿的主成矿时代为印支晚期。湘潭子金矿是印支晚期含成矿物质和流体的岩浆上侵,受浅部断裂系统控制的脉状矿体。湘潭子金矿的发现及成因研究对西秦岭地区找矿方向具有重要的意义。     

北山成矿带金窝子金矿床成矿流体时空演化与成矿机制

金窝子金矿床位于晚古生代塔里木板块与哈萨克斯坦板块俯冲碰撞带南缘的北山裂谷中,属于造山型矿床,目前该矿床成矿流体时空演化及成矿机制尚不明确,利用岩相学、显微测温和激光拉曼光谱分析对不同成矿阶段、不同海拔标高的脉石矿物中的流体包裹体进行了系统研究.依据矿物共生组合及脉体穿插关系,金矿床热液成矿过程可划分为3个阶段,从早到晚依次为:黄铁矿-石英阶段（早阶段）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（中阶段）、石英-碳酸盐阶段（晚阶段）,金矿化主要发育在中阶段.脉石矿物中流体包裹体发育两种类型:NaCl-H₂O包裹体（W型）和CO₂-H₂O-NaCl包裹体（C型）,前两个阶段发育W型和C型包裹体,晚阶段只发育W型包裹体.从早阶段到晚阶段,流体包裹体完全均一温度的峰值分别为200~300 ℃、160~240 ℃、120~180 ℃,盐度依次为1.4%~14.8% NaCleqv、0.4%~14.5% NaCleqv、0.2%~7.6% NaCleqv.从早阶段到晚阶段,流体由CO₂-H₂O-NaCl体系向NaCl-H₂O体系演变,完全均一温度和盐度均呈现出降低趋势,表现为由中温、中低盐度、富CO₂的变质流体向中低温、低盐度、贫CO₂的大气降水演化的趋势.矿脉垂向上的均一温度和盐度随深度增加表现出"低-高-低"的特点,可能与成矿流体多期次叠加有关.自矿区西南向东北包裹体均一温度逐渐升高,成矿深度逐渐增加,反映了矿区东北部可能为热源中心,表明矿区东北部应具有深部找矿前景.包裹体的物理化学特征及氢氧同位素特征表明,流体的混合可能是金沉淀的主要机制.      

新疆萨热阔布金矿床流体包裹体研究及矿床成因

新疆萨热阔布金矿床位于阿尔泰造山带南缘克兰火山-沉积盆地内,矿体呈脉状产于康布铁堡组上亚组地层中(D1k2)。不同成矿阶段石英脉中广泛发育流体包裹体,可划分为H2O-CO2包裹体(C型)、纯CO2包裹体(PC型)、水溶液包裹体(W型)及含子矿物多相包裹体(S型)四类。测温结果显示,成矿早阶段主要发育C型和PC型包裹体,均一温度范围为271～446℃,流体盐度介于5.9%～8.4%NaCleqv之间;中阶段主要发育C、PC、W和S型包裹体,均一温度低于早阶段,为236～374℃,流体盐度介于4.8%～15.0%NaCleqv之间;晚阶段主要发育W型包裹体,均一温度范围为139～264℃,流体盐度介于1.1%～6.9%NaCleqv之间。对成矿压力和深度的估算表明,成矿压力为90～330MPa,成矿深度为9～12km。综上所述,萨热阔布金矿成矿流体具有富CO2、中低盐度的变质流体特征,流体沸腾导致了成矿物质的沉淀。结合矿床地质特征,萨热阔布金矿床属于造山型金矿床。     

Fluid evolution in the W–Cu–Zn–Pb San Cristobal vein, Peru: fluid inclusion and stable isotope evidence

The Zn–Pb±Ag±Cu San Cristobal district is located 100 km east of Lima in the western cordillera of Peru. It is centred around the Chumpe intrusion and is composed of vein and carbonate replacement ore types. The main San Cristobal vein presents a paragenesis that can be divided into three stages: (a) an early wolframite–quartz–pyrite stage, (b) a quartz–base metal stage, and (c) a late quartz–carbonate–barite stage.

Fluid inclusions in quartz from the tungsten stage are biphase (LV) at room temperature and homogenise to the liquid phase between 146 and 257 °C. Their salinities range between 2.1 and 5.1 wt.% NaCl equiv. Rare inclusions contain an additional crystal of halite and have salinities of 46–54 wt.% NaCl equiv. Data of the first two stages show a decrease in homogenisation temperatures concomitant with a salinity decline. Fluid inclusions in quartz from the late stage homogenise at higher temperatures, between 252 and 323 °C, with salinities ranging between 4.6 and 6.7 wt.% NaCl equiv.

Hydrogen and oxygen isotope data indicate a two-stage evolution. Isotopic compositions of the fluid associated with the first two stages define a trend with constant δ¹⁸O values and decreasing δD values (δ¹⁸O=3.2‰ to 5.0‰ V-SMOW and δD=−60‰ to −112‰ V-SMOW), which is interpreted as mixing of a dominantly magmatic component with minor meteoric water that had equilibrated with the host rocks. This interpretation is supported by sulphur and lead isotopic data from previous studies. By contrast, the quartz–carbonate–barite stage bears isotopic characteristics defining a trend with a coupled decrease of δ¹⁸O and δD (δ¹⁸O=−8.1‰ to 2.5‰ V-SMOW and δD=−57‰ to −91‰ V-SMOW) and is explained by addition of meteoric water to the system and subsequent mixing with a less important magmatic component.

Different fluid origins are confirmed by laser ablation ICP-MS analyses of the triphase (LVH) and biphase (LV) primary inclusions. The concentrations of the major ore elements, i.e., W, Cu, Zn and Pb, decrease throughout the paragenesis; W, and to a lesser extent Cu, show significant variations, associated with a steep decrease in their concentration. The decreasing concentrations can be explained by mineral deposition and dilution by the meteoric fluid; differences in the rate of decrease indicate selective precipitation of W. Fluid inclusions of the quartz–carbonate stages show an abrupt increase in Ba and Sr concentrations. This is interpreted to reflect a higher volume of host rock silicate alteration, probably due to the increasing size of the fluid flow cell and is explained by the input of a third fluid of unknown origin. LA-ICP-MS analyses show that the fluids were already depleted in W and Cu before reaching the emplacement of carbonate replacement ore type, whereas Zn and Pb were still present in considerable amounts. This is again due to selective precipitation and is consistent with the interpretation that the economically interesting metals were dominantly introduced by magmatic fluids.