中印度洋脊Edmond区热液硫化物的形成——来自铅和硫同位素的约束

位于中印度洋脊23°52’S的Edmond热液区发现于2000年,属于典型的以玄武岩为宿主的活动热液区。首次测得了Edmond热液区9件硫化物的铅同位素和6件样品的硫同位素组成,结果表明:硫化物矿石的206Pb/204Pb为17.879～17.970,207Pb/204Pb为15.433～15.550,208Pb/204Pb为37.743～38.130。Pb-Pb图解表明,Edmond热液区硫化物的铅同位素数据与中印度洋脊玄武岩的铅同位素组成较一致,与印度洋沉积物和锰结壳相比具较低放射性成因铅的特征,说明硫化物中的铅主要来源于地幔(玄武岩),海水的贡献微弱。硫化物的δ34S为5.7‰～7.2‰,明显高于玄武岩的硫同位素组成(δ34S≈0‰),认为Edmond热液区硫化物中的硫除地幔的贡献外,海水中硫酸盐还原作用产生的硫的贡献可能超过30%。中印度洋脊Edmond热液区存在非常活跃的浅循环系统,可能是造成硫化物中硫同位素组成偏重的主要原因。     

南大西洋脊多金属硫化物热液区的预测与发现

大西洋中脊属于慢速扩张洋中脊,最北端到达87°N,距离北极仅333km,最南端延伸到54°S的布韦岛,占到全球洋中脊总长度的40%。随着北大西洋TAG(26°N)热液区的发现及较大硫化物资源量的证实,大西洋慢速扩张脊成为全球海底热液硫化物调查与研究的重点地区。俄罗斯、     

西南印度洋超慢速扩张脊49.6°E热液区硫化物矿物学特征及其意义

2005年在西南印度洋脊49.6°E发现热液异常,并于2007年取得硫化物样品,这是首个在全球超慢速扩张洋脊发现活动的海底热液区。对该区硫化物开展了矿物学和矿物化学研究。结果表明,西南印度洋脊49.6°E热液区硫化物可划分出富Zn和富Fe两种矿石自然类型,矿石中广泛发育溶蚀孔洞构造、"黄铜矿疾病"结构、网格状固溶体分解结构、同质增生结构等结构构造。根据矿物化学成分变化,矿石矿物可划分出Fe-S系列、Zn-S系列、Cu-Fe-S系列、Cu-S系列及Au、Cu、W自然金属系列等。该区硫化物的沉积过程可划分为2个阶段:Ⅰ.富Zn硫化物沉积阶段,矿物组合以闪锌矿-黄铁矿-黄铜矿为主,成矿流体沉积温度相对较低;Ⅱ.富Fe硫化物阶段,矿物组合以黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-等轴古巴矿为主,成矿流体沉积温度相对较高。后期沉积过程(阶段Ⅱ)对早期沉积过程(阶段Ⅰ)的硫化物进行了部分叠加改造。     

大西洋洋中脊TAG热液区硫化物铅和硫同位素研究

位于大西洋洋中脊26.08°N的TAG热液区是目前已知的赋存在无沉积物覆盖的洋中脊区的一个最大的海底热液硫化物矿床.新测得来自ODP-158航次钻孔的9件热液硫化物的铅、硫同位素组成;2件铁锰氧化物和1件底盘玄武岩的铅同位素组成.结果表明,矿石硫化物的铅同位素组成206Pb/204Pb为18.2343～18.3181,207Pb/204Pb为15.4717～15.5061,208Pb/204Pb为37.7372～37.8417;它们位于该区底盘玄武岩(206Pb/204Pb=18.1454,207Pb/204Pb=15.4572,208Pb/204Pb=37.6534)和近洋底铁锰氧化物(206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为18.6907～18.9264,15.5615～15.6279,38.1164～38.3687)的铅同位素组成之间.三者呈线性相关关系,说明硫化物中铅来源于地幔(玄武岩)与海水(铁锰氧化物)的两端元混合.硫化物的硫同位素组成δ34S为6.2‰～9.5‰,它明显高于地幔玄武岩的硫同位素组成(δ34S=±0‰),也高于东太平洋海隆EPR21°N(δ34S=0.9‰～4.0‰)和大西洋洋中脊MAR23°N(δ34S=1.2‰～2.8‰)等热液活动区硫化物的硫同位素组成,这一特征反映了TAG热液体系中硫来源于地幔玄武岩硫与海水硫酸盐无机还原作用产生的硫的两端元混合.因此,铅硫同位素研究为现代大洋底热液硫化物矿床形成过程中矿质来源及流体混合作用提供了十分有益的信息.     

西南印度洋脊49°39′E热液活动区硫化物烟囱体的铂族元素特征

对我国大洋第19航次第Ⅱ航段在西南印度洋脊49°39′E热液区利用电视抓斗获取的热液硫化物烟囱体(Tao C et al.,2007)样品从内到外取了5个小样,进行了铂族元素含量分析,样品的PGE含量较低且变化范围较大。PGE中平均含量最高的Pt和Pd仅分别为0.667ng/g和0.     

东太平洋北部胡安·德富卡洋中脊Mothra热液场硫化物烟囱体成矿物质来源:铅和硫同位素组成

对采自Mothra热液场Faulty Towers硫化物烟囱体群(47°57.447,N,129°06.568W)的一个硫化物烟囱体进行了铅和硫同位素组成的研究工作.分析结果表明,铅同位素组成的分布范围为:206Pb/204Pb=18.665～18.828; 207Pb/204Pb=15.460～15.607; 208...     

大西洋洋中脊TAG热液区中块状硫化物的Os同位素研究

新测得TAG热液区中5件海底块状硫化物样品的锇含量及其同位素组成,187Os/186Os比值在2.305～7.879之间,均值为5.986,介于现代海水和上部洋壳岩石的锇同位素组成之间,表明该区海底块状硫化物中锇是海水和上部洋壳来源锇混合的产物.在海底热液循环过程中,海水的混入对该区热液流体的Os浓度及其同位素组成产生了明显的影响。     

硫同位素在岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床成因研究中的应用

岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床形成的重要过程是硫化物熔体的熔离,而关键在于成矿岩浆中硫的过饱和。判断岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中硫来源最直接有效的方法就是研究其硫同位素特征。当矿床的硫同位素值超出了地幔硫同位素的组成范围,揭示了壳源硫的混入。如果矿床硫同位素值δ³⁴S落入地幔值的范围内,则需要结合围岩硫同位素组成、并考虑岩浆房中是否发生了硫同位素交换反应来进一步判断是否有围岩硫的加入。异常的Δ³³S值主要出现在太古宙沉积硫化物中,利用δ³⁴S与Δ³³S相结合可识别样品中是否存在太古宙岩石中来源的硫;然而,一些太古宙岩石中硫化物Δ³³S值也可以在0‰附近;在一些后太古宙岩石的硫化物中也发现了异常的Δ³³S值;因此在根据Δ³³S值来判断S是否来源于太古宙岩石时应谨慎。仔细测定围岩和潜在的混染源的硫同位素组成对于准确评价岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中S的来源是非常关键的。硫同位素和其他同位素如镍同位素、铜同位素、铁同位素相结合也许对于认识岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中成矿物质来源及成矿岩浆演化过程能够提供新的思路。     

川滇黔矿集区天宝山铅锌矿床硫化物原位硫同位素特征

川滇黔铅锌矿集区是中国最重要的铅锌矿产地之一,文章以该矿集区内四川天宝山大型铅锌矿床为例,开展了LA-MC-ICP-MS硫化物原位硫同位素与LA-ICP-MS闪锌矿原位微量元素分析,为认识该类矿床硫源和矿床成因提供地质地球化学依据.微量元素数据计算所得成矿温度在130～170℃之间,是典型MVT型矿床的成矿温度.LA-...     

西南印度洋中脊热液沉积稀土元素地球化学特征

西南印度洋中脊(SWIR)超慢速扩张段特殊的构造环境是了解洋脊深部过程和热液系统的又一天然验室,为进一步认识全球洋中脊热液系统提供了新的思路和内容。同时,慢速扩张脊较低频率的构造事件或许促进热液上升流的长寿命、多期次活动,与高度不稳定的快速扩张热液系统相比更有利于大型矿床的形成。     

西南印度洋超慢速扩张脊热液区多金属硫化物Fe-Cu-Zn同位素组成特征初步研究

<正>海底热液硫化物是一种重要的海底矿产资源,并在全球范围内的大洋中脊、海山及弧后盆地有较为广泛的分布,具有重要的经济价值和战略意义,其中西南印度洋中脊(SWIR)热液体系更因其超慢速的扩张速率而在全球大洋中脊系统中独具特色,且研究程度较低(陶春辉等,2011)。而同位素地球化学对于解释海底多金属硫     

大西洋中脊26°S热液区玄武岩地球化学特征及其地幔源区性质

南大西洋中脊(SMAR)属于慢速扩张脊,26°S(SMAR 26°S)热液区是中国新近发现的以玄武岩为基岩的热液区。本次研究对热液区的玄武岩开展了岩相学和地球化学研究,揭示玄武岩的地球化学特征和岩浆源区性质,探讨其成矿潜力。结果表明,该热液区玄武岩地球化学特征和正常洋中脊玄武岩(N-MORB)相似,为钠质拉斑玄武岩;它们是由下伏亏损的尖晶石二辉橄榄岩地幔部分熔融而成。玄武岩所具有的低w(K_2O)(0.05%～0.25%)、低(Ce/Yb)_N比值(0.62～0.86),以及异常指数(Nb~*1,P~*1,Sr~*≤1,Zr~*1)特征,表明源区地幔性质不均一,且受到了不同程度的陆壳物质混染;w(MgO)为7.52%～8.81%,指示热液区岩浆结晶分异程度低,岩浆演化不彻底。轻微的Eu正异常(δEu值为1.03～1.15),指示玄武岩形成过程中受到一定程度高温热液流体的影响,并处于强还原环境。与其他热液区玄武岩相比,研究区玄武岩Ba,Rb等高度不相容元素含量较低,均显示正Eu异常,岩石-海水相互作用弱。研究区玄武岩的Zn和Cu的含量分别为72.0～148.0×10~(-6)和79.9～138.5×10~(-6),与MARK区和大西洋46°～32°S热液区玄武岩相比,研究区玄武岩可能具有更大的成矿潜力。     

西藏雄村矿区Ⅱ号矿体硫、铅同位素地球化学特征

雄村矿区位于西藏冈底斯斑岩铜矿带西段,目前在该矿区发现了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号斑岩型铜金矿体。文章通过Ⅱ号矿体硫、铅同位素研究,获得Ⅱ号矿体金属硫化物的δ~(34)S值为-1.6‰~-0.6‰,平均值-1.30‰,总硫同位素值(δ~(34)S_(ΣS))为0.99‰,与含矿斑岩的硫同位素组成(-2.1‰~+1‰,平均0.06‰)一致,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自岩浆。含矿斑岩和金属硫化物的铅同位素组成~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb分别为18.460~18.560、15.586~15.622、38.603~38.727和17.972~18.425、15.528~15.593、38.024~38.489,两者的铅同位素组成基本一致,变化范围小,表明两者具有相同的来源。所有样品的铅同位素μ值为9.34~9.49,显示幔源特征,综合源区判别图解认为铅主要来源于幔源,有少量俯冲沉积物加入,矿床形成于与洋壳俯冲消减作用有关的岛弧构造环境。     

西藏雄村矿集区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体的硫、铅同位素特征研究及其指示意义

雄村矿区位于西藏冈底斯斑岩铜成矿带,是唯一一个与洋壳俯冲有关斑岩型矿床。通过对雄村斑岩型铜金矿床硫、铅同位素进行研究,揭示成矿物质来源。研究表明上述矿体的金属硫化物的δ³⁴S变化于-2.7‰～2.7‰,平均值为-0.32‰,分布范围较窄,来源单一,成矿热液的δ³⁴S_∑S均表现为深源岩浆硫。矿石金属硫化物的铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.972～18.752,平均值为18.437;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.497～15.733,平均值为15.585;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.001～39.153,平均值为38.561。另外铅同位素的相关参数表现为异常铅。在铅同位素判别图解中,表明雄村矿区金属硫化物的铅主要来源于地幔物质,可能有少量俯冲沉积物混入。     

太行山北段王安镇矿集区Fe-Cu-Mo多金属矿床S-Pb同位素特征及其意义

太行山北段是华北克拉通重要的多金属矿产地之一,王安镇矿集区是其中较为典型的矿集区。区内矿化类型以矽卡岩型为主,其次为斑岩型和热液脉型,矿床产于王安镇岩体内、岩体与围岩接触带及岩体附近围岩中。为深入了解其成矿规律,探讨成矿物质来源,本文在分析该矿集区成矿地质条件的基础上,对与王安镇岩体有关的典型矿床中的矿石进行了硫、铅同位素研究。结果表明,成矿热液的总硫同位素组成(δ34SΣS)在陨石硫值范围内,硫的来源单一,为深源岩浆硫;矿石铅同位素具有壳幔混合特征,且与岩体铅同位素组成较为一致。说明该矿集区成矿物质来源较深,与岩浆活动关系密切。     

西天山智博铁矿床黄铁矿成分特征及硫同位素研究

智博大型磁铁矿床位于新疆西天山阿吾拉勒铁铜成矿带东段,主要矿石矿物为磁铁矿,主要共生金属矿物为黄铁矿。文章通过对黄铁矿进行矿物成因研究来推测矿床成因及特征。本次研究选择2个成矿期的矿石及围岩中的黄铁矿进行电子探针及硫同位素研究。电子探针数据显示岩浆期黄铁矿w(Co)平均为4703×10~(-6),大于热液期w(Co)(735.71×10~(-6)),Co/Ni比值(平均18.53)也大于热液期黄铁矿Co/Ni比值(平均0.96);S/Se比值多数集中于1000～8000之间。部分Co/Ni、Se/Te、S/Se比值落入热液成因范围内,暗示了热液流体参与成矿的可能性。而Co-Co/Ni图解显示岩浆期矿石和热液期矿石具有一定的继承性。黄铁矿中δ~(34)S值介于-1.2‰和0.3‰之间,表明硫主要来源于幔源硫。智博铁矿床矿石主要为岩浆成因,但岩浆期后热液及其他热液流体也参与了晚阶段的成矿作用。     

西藏洞嘎金矿床地质特征、原位硫同位素组成及成因探讨

洞嘎金矿位于西藏雄村矿集区, 是冈底斯成矿带较早发现且投入开采的金矿, 但研究程度低, 矿床成因存在较大争议。本文通过系统的矿床地质特征研究, 开展了硫化物原位硫同位素测试, 分析成矿物质来源, 进而探讨洞嘎金矿的成因。洞嘎金矿体受控于雄村组凝灰岩中的裂隙系统, 矿体呈脉状产出, 已探获金金属资源量9.55 t, 达到中型规模。矿石构造主要为脉状-细脉状构造, 金主要以包裹金和粒间金的形式赋存于黄铁矿和黄铜矿中。根据脉体穿插关系及矿物共生组合特征, 将洞嘎金矿的成矿过程划分为热液成矿期与表生氧化期, 其中热液成矿期为主成矿期, 可进一步划分为3个成矿阶段: 成矿早阶段、成矿主阶段及成矿晚阶段。洞嘎金矿床硫化物的硫同位素δ34S= –1.57‰~+5.26‰, 平均值+1.69‰, 具明显的塔式分布, 表明硫源具岩浆硫的特点。结合前人已发表的数据, 我们认为洞嘎金矿属于斑岩铜金成矿系统外围的热液脉型金矿床, 深部可能存在斑岩型铜金矿床, 找矿潜力极大。洞嘎金矿的成矿物质来源主要为地幔, 有少量的地壳物质(俯冲沉积物)加入。洞嘎金矿床的金与绿泥石密切相关, 该绿泥石主要为溶蚀-迁移-结晶机制形成, 绿泥石形成过程导致含金热液流体成分及物理化学性质发生改变, 使得成矿流体中的金发生卸载, 最终在凝灰岩的裂隙系统中形成洞嘎金矿床。     

广东天堂铜铅锌多金属矿床矿物学、硫化物S-Pb同位素特征及地质意义

广东天堂矽卡岩型铜铅锌多金属矿床位于钦州—杭州成矿带阳春盆地的东北端边缘。在野外地质观察的基础上,选取该矿床主要金属硫化物开展矿物学特征研究,测定S、Pb同位素组成,探讨其成矿物质来源。电子探针分析发现:黄铁矿中Fe、S含量和S/Fe原子比普遍高于理论值,存在一定量的Cu、Sb、As,Co/Ni比值变化范围为0.21-2.28,一般大于1,指示硫逸度较高的热液环境;闪锌矿中Zn含量比理论值稍低,S/Zn原子比和S含量较理论值偏高,含一定量的Pb、Fe、Co和Se等元素;方铅矿、黄铜矿等硫化物元素间均有类质同象现象的发生。硫化物的δ34S组成范围比较窄,变化范围为-2.1‰-2.6‰,多数集中在-0.8‰-0.4‰,具有明显的塔式分布特征。矿石矿物Pb同位素组成亦比较稳定,208Pb/204Pb、207Pb/204Pb、206Pb/204Pb的变化范围分别为38.765-39.137、15.523-15.751、18.450-18.667,矿石铅既具有下地壳或者上地幔的特征,又具有上地壳的特征,显示混合源特征,表明成矿物质属于壳幔混合型,具有多种物质来源,可能是晚中生代以来华南地区岩石圈伸展作用的产物。     

滇东南都龙Sn-Zn多金属矿床交生硫化物微区主量元素、硫同位素特征及成因研究

都龙Sn-Zn多金属矿床位于滇东南老君山锡锌钨多金属成矿区南部,是中国3大锡石硫化物矿床之一。该矿床发育闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿密切共生结构,即硫化物交生结构。文章利用电子探针和LA-MC-ICP-MS对具有交生结构的闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿和毒砂进行了微区主量元素和硫同位素测试,以期明确其成因及硫的来源。主量元素测试结果显示,闪锌矿中的w(Zn)为52.23%~57.22%,w(S)为33.06%~36.10%,w(Fe)为9.92%~12.24%,w(Cu)为0.11%~0.30%;黄铜矿中的w(Cu)为33.95%~35.08%,w(S)为33.49%~35.27%,w(Fe)为30.74%~31.41%,w(Zn)为0.04%~1.50%;磁黄铁矿中的w(Fe)为49.30%~51.94%,w(S)为38.36%~39.69%,w(Zn)为9.35%~11.01%,w(Cu)为0.05%~0.15%。磁黄铁矿和黄铜矿包裹体边部和核部成分均一,且投影点全部落在固溶体出溶区域,说明都龙矿床交生闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿是固溶体分离成因。原位S同位素分析结果显示,闪锌矿的δ³⁴S为0.9‰~3.2‰,磁黄铁矿的δ³⁴S为0.6‰~2.1‰,毒砂的δ³⁴S为2.9‰~4.2‰,黄铜矿的δ³⁴S为0.6‰~2.8‰,均显示为岩浆来源特征。主量元素温度计估算的闪锌矿-黄铜矿的形成温度介于285~394℃,指示该矿床主要硫化物形成于中高温阶段。     

南秦岭柞水-山阳矿集区龙头沟金矿床硫化物微量元素和硫同位素地球化学特征

龙头沟矿床是南秦岭柞水-山阳矿集区内新发现的中型金矿床。本文以矿床中的黄铁矿及黄铜矿为研究对象,在详细的室内、外研究的基础上,采用LA-ICPMS和LA-MC-ICPMS测试方法对成矿期不同阶段的硫化物进行微量元素及硫同位素成分研究。结果表明,黄铁矿Co含量为(0.33～183.93)×10~(-6),Co/Ni比值介于0.035～1.9之间,且Co/Ni比值多小于1,表明黄铁矿可能形成于中低温环境,多具有沉积成因和沉积改造成因微量元素特征,黄铁矿中Au的富集可能与中低温多期岩浆热液活动有关。第Ⅰ阶段硫化物的δ~(34)S值变化范围为0.1‰～3.74‰,均值为1.71‰,显示出幔源硫特征;而第Ⅱ阶段的δ~(34)S=-13.99‰～13.35‰,均值为2.17‰,介于0±3‰之间,显示该阶段可能是幔源与赋矿围岩发生水岩反应;第Ⅲ阶段δ~(34)S=7.44‰～14.72‰,低于围岩(δ~(34)S=18.14‰～20.54‰),显示该阶段可能有地层硫参与,是上升的成矿流体与赋矿围岩发生水岩反应,硫同位素特征指示硫可能由幔源和赋矿围岩混合而成。