湖南香花铺钨矿床含钙矿物的稀土元素地球化学

香花铺矿床是湘南地区唯一的萤石-白钨矿型矿床。本文利用高精度LA-ICP-MS对该矿白钨矿和方解石中的稀土元素进行了原位分析。结果表明,该矿的白钨矿表现为LREE富集和正Eu异常特征,方解石则具有LREE富集型和相对平坦型两种稀土配分模式,且均呈现负Eu异常特征。该矿属于与岩浆活动有关的热液矿床,成矿流体在还原环境下的运移过程中,首先结晶出白钨矿和LREE富集型方解石,而后沉淀形成了具有相对平坦型REE模式的方解石。此外,稀土元素在该区矿物中的分布存在明显的不均一现象,在不同微区REE的含量、配分模式以及分异程度等均可能存在差异,其原因除了结晶过程中水动力学条件的变化,还可能与矿物结晶后颗粒外表层受流体作用的改造有关。     

湘西沃溪金锑钨矿床中白钨矿的稀土元素地球化学

对湘西沃溪金锑钨矿床进行了研究,结果表明,该矿床中自钨矿的稀土元素(REE)含量相对较高,为40.5～123.6 μg/g;且有明显的空间变化趋势,随矿区标高的增加而减少,这可能与流体运移过程中流体的REE浓度不断降低有关.不同产状的白钨矿均以轻稀土元素(LREE)亏损、中稀土元素(MREE)和重稀土元素(HREE)富集为特征;白钨矿样品的REE分布模式均存在着明显的M型四分组效应,暗示白钨矿的形成与流体作用或水/岩反应有关.进一步的研究表明,在沃溪白钨矿的沉淀过程中,成矿流体中的REE发生了明显分异,白钨矿对HREE,特别是MREE,具有明显的优先选择性;REE这种分配行为主要是受晶体化学因素的控制,与白钨矿晶体中Ca位置的大小密切相关,而与成矿流体中REE相对浓度、REE络合物的稳定性关系不大.     

西南低温成矿域Au-Sb-Hg-Pb-Zn矿床方解石REE地球化学特征及找矿指示

西南大面积低温成矿域是我国Au、Sb、Hg、Pb-Zn等中低温热液矿床的重要基地,各种热液矿床之间是否存在成因关系仍是一个悬而未决的科学问题。方解石是各种热液矿床的重要脉石矿物,本文选择上述各种中低温矿种中的丫他卡林型金矿床、晴隆-巴年锑矿床、拉峨汞矿床、会泽铅锌矿床等作为典型矿床,并对矿床中出露的成矿和非成矿期方解石进行REE对比研究。结果发现,不同类型矿床成矿期方解石明显具有不同的REE特征,卡林型金矿床中显示MREE富集,锑矿床显示M-HREE富集的特征,说明金、锑矿床的成矿流体来源可能与深部隐伏花岗岩体有关;Pb-Zn-Hg矿床整体显示LREE富集,Hg矿床与标准海相碳酸盐岩LREE富集的配分模式一致,但Pb-Zn矿床中轻稀土元素内部具有La、Ce亏损的左倾特征,说明Hg矿床成矿流体可能主要来自于大气降水对赋矿海相碳酸盐岩的溶解作用,铅锌矿床成矿流体可能来自于盆地卤水浸取基底地层及其围岩所形成的混合流体。无论何种矿种,与成矿无关的方解石均具有LREE富集的特征,方解石的上述REE配分模式特征也可作为各种类型热液矿床的重要找矿标志。     

赣北石门寺钨多金属矿床成矿流体演化过程：白钨矿微区成分限定

大湖塘钨矿地处江南造山带中段,为一大型钨-钼-铜多金属矿田,由4个矿床组成,其中石门寺矿床规模最大.文章利用LA-ICP-MS对石门寺矿床石英脉型钨矿中的白钨矿进行单矿物原位微区分析,以揭示成矿流体演化过程.研究表明,石英脉中的白钨矿可划分为2期,其中,早期白钨矿与黑钨矿、黑云母及石英共生,而晚期白钨矿在石英大脉中仅与石英共生.前者表现为右倾型稀土元素配分模式,而后者则显示平坦型稀土元素配分模式,两者均具Eu正异常.此外,早期白钨矿较晚期白钨矿具有较高的ΣREE、Mo、Sn、Nb、Ta、Y含量,但Sr含量较低.早期白钨矿表现出LREE富集型和较高的ΣREE、Nb、Ta含量,说明成矿流体来源于岩浆热液,从早期到晚期成矿流体中Eu由Eu2+为主转变为Eu3+为主,表明流体演化过程中氧逸度升高,暗示成矿晚期有氧化性大气降水加入.早期高LREE、Sn、Nb、Ta含量的白钨矿的沉淀以及辉钼矿结晶显著改变成矿流体的组成,导致晚期白钨矿具平坦型REE配分模式和低Mo、Sn、Nb、Ta的特征.此外,在流体演化过程中,新元古代花岗闪长岩中斜长石因为蚀变分解持续为成矿热液提供Eu和Sr,造成白钨矿Eu正异常和晚期白钨矿中Sr含量的升高.     

云南大坪金矿白钨矿微量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素组成特征及其意义

利用ICP-MS和同位素质谱分析了大坪金矿含金石英脉中白钨矿的微量元素、稀土元素和Sm-Nd、Rb-Sr同位素组成,结果显示大坪白钨矿中富Sr、Ba,而亏损Mo、Bi、Sn、Nb、Ta等,指示原始成矿流体与岩浆的结晶分异作用无关,并非前人普遍认为的岩浆水和大气降水的混合流体;样品的REE球粒陨石标准化配分曲线为高度一致的右倾和MREE富集型,Eu出现正异常,表明白钨矿与流体之间REE元素发生了强烈分异,白钨矿中REE的配分行为主要表现为REE^3＋与Na^＋成化合价补偿形式替代Ca^2＋选择性进入白钨矿晶格中,成矿流体是相对封闭的高温、富Na^＋的还原性热液体系;Sr-Nd同位素组成显示本区原始成矿流体主要来自下地壳,但不排除有幔源物质加入.原始成矿流体的形成与区域性剪切带的活动有关,韧性剪切作用导致下地壳富CO2流体上升,并与闪长岩发生强烈的水岩反应,而剪切带中脆性断裂的形成是成矿流体迁移、集中、沸腾和矿质沉淀的触发因素.     

贵州半坡锑矿床方解石稀土元素地球化学研究

贵州半坡锑矿床是我国华南锑成矿带独山锑矿田唯一探明的大型锑矿床,目前对其成矿流体来源还存在很大争论,严重制约了成矿和找矿模型的建立。本文通过对矿床主要脉石矿物方解石的REE组成研究,结合与矿区近矿围岩和不同时代地层REE对比,探讨了矿床成矿流体来源及演化。研究表明:矿区不同产状与矿化有关方解石REE含量范围相近,明显亏损LREE、富集HREE,REE配分模式均为相似的MREE(Sm-Ho)富集型,认为属同源成矿流体不同演化阶段的产物;矿床中方解石除REE含量相对较高外,REE配分模式及相关参数与碳酸盐和沉积岩淋滤液相似,认为成矿流体以淋滤矿区地层的壳源流体为主,同时不排除少量地幔流体参与成矿流体的可能性;矿区方解石的REE地球化学特征不仅指示区域大规模流体运移对成矿的制约作用,而且是重要的找矿标志之一。     

湘西西安钨矿床白钨矿的地球化学特征及对矿床成因的指示

赋存于变质岩中的层控（层状）型钨矿床的成因在国际矿床学界一直存在争议,白钨矿的元素和同位素地球化学研究是解决其成因争议的有效手段。位于雪峰弧形构造带中的西安钨矿床是该类矿床的典型代表,其矿床成因也存在着很大争议。本文利用EMPA、ICP- MS、ID- MS等多种分析手段,对该矿白钨矿的主量元素、微量元素、及Sm- Nd和Sr同位素进行了研究。研究表明,该区白钨矿中CaO含量小于其理论值,这可能与热液流体中的REE、Sr、Pb、Ba等元素与白钨矿中的Ca发生类质同象置换有关;该区白钨矿微量元素组成具有富Sr、而亏损Mo、Bi、Sn、Nb、Ta等特征,类似于西澳绿岩带型金矿、云南大坪和湘西沃溪等造山型金矿床中的白钨矿,其Mo含量和Sr/Mo值均显示其具变质热液成因特征,而与岩浆热液无关;该区白钨矿的稀土元素配分模式相当一致,均表现为LREE亏损、HREE相对富集、MREE最为富集的特征,其分配行为主要表现为REE3+与Na+以电价补偿形式替代Ca2+而选择性进入白钨矿晶格中;该区白钨矿n(87Sr)/n(86Sr)测定值为0. 75412~0. 78231,表明形成该区白钨矿的成矿流体并非来自海水或岩浆热液,其矿床成因也并非前人所认为的“海底热泉（卤水）沉积成因”、“海底同生喷流沉积成因”或“岩浆期后热液成因”。在LREE—MREE—HREE三角判别图解中,西安矿区白钨矿样品点均落入加拿大、澳大利亚和湘西造山型金矿区域,明显不同于与岩浆活动有关的钨矿床,该矿是属于造山型钨矿;在Sr—Nd同位素组成图解中,该区白钨矿与湘西一带出露的新元古代地层明显分布在不同区域,但部分样品点与华南最老地层—太古宇崆岭群重叠,暗示该矿成矿物质可能来自深部的太古宇崆岭群,而非来自赋矿的新元古界变质岩。     

甘肃后长川钨矿白钨矿Sm-Nd定年及稀土元素地球化学

利用Sm-Nd同位素定年和稀土元素对后长川钨矿的白钨矿进行分析等手段研究,结果表明:白钨矿Sm-Nd等时线年龄为399.0Ma±9.2Ma,白钨矿的稀土配分模式曲线呈明显的中稀土(MREE)富集型,Eu正异常较明显,表明其形成于富钠的热液中,REE3+与Na+组合以化合价补偿形式有选择性地置换白钨矿晶格的Ca2+。白钨矿成因为石英脉型,成矿物质来自围岩,岩体可能更多地表现在为成矿提供热源,加热流体通过淬取地层中物质成矿,其成矿可能与祁连地区加里东末期区域构造热事件关系密切。     

LA-ICP-MS原位分析白钨矿稀土元素

白钨矿是各类矿床中较为常见的副矿物,通过分析白钨矿的稀土元素质量分数及其标准化配分模式图,可为矿床成矿流体特征及演化提供重要的判别依据。本文对东北地区羊鼻山矽卡岩型矿床和杨金沟热液脉型矿床两个典型钨矿床的白钨矿样品中的稀土元素进行了激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）原位分析。其中：羊鼻山矽卡岩型矿床白钨矿LA-ICP-MS分析方法所获得的稀土元素配分曲线模式与前人用传统的溶液-ICP-MS分析方法所获得的结果完全吻合,表明采用剥蚀束斑44 μm和剥蚀频率7 Hz的193 nm ArF激光器,NIST 610作外部标样,Ca作内标元素,对基体效应影响最小,所获数据可靠,方法可行;而杨金沟热液脉型矿床白钨矿溶液-ICP-MS分析方法与LA-ICP-MS分析法所获得结果既具有相似性又具有差异性。原因在于羊鼻山白钨矿的成因类型为矽卡岩型、粒度较小且形成时间短,因此不同矿物颗粒间、同一矿物不同部位间稀土元素的配分模式一致;而杨金沟白钨矿的成因类型属于热液脉型、粒度较大、沉淀结晶时间长,因此同一矿物不同部位的稀土元素的配分模式因成矿流体早晚阶段不同而不同。基于以上对比研究发现,无论是在取样和测试过程方面,还是数据准确度方面,相比传统溶液-ICP-MS分析法,LA-ICP-MS原位分析法均具有明显的优势,主要表现在样品形式简单、粒度和质量分数要求低、测试周期短、费用低且结果精确度高;同时其可对不同成矿阶段或白钨矿不同部位成分进行精细测定,从而得出不同成矿阶段或白钨矿不同部位的稀土元素质量分数,以及在更高的空间分辨率下获得更详细准确的数据信息。此外,对白钨矿（尤其是无明显环带者）进行LA-ICP-MS原位分析时,既可采用电子探针微量分析（EPMA）准确测定Ca的质量分数,也可直接采用标准化学式计算Ca的质量分数,分析所得数据同样可以获得合理的地质解释。     

湘南黄沙坪多金属矿床花岗斑岩的矿物化学及其对矽卡岩白钨矿成矿的指示意义

黄沙坪多金属矿床是湖南最大的铅锌生产基地,并且在与矿床内花岗斑岩接触的矽卡岩带产有隐伏的大型矽卡岩型白钨矿和中型规模的辉钼矿。钨-钼矿化的时代为晚侏罗世,与矿床内花岗斑岩侵入时代一致。然而,已有研究认为,由于该花岗斑岩规模很小,矽卡岩型白钨矿的成矿热液应来自深部岩浆房而非此花岗斑岩。为此,我们对花岗斑岩进行了仔细的镜下观测,并且对其中的副矿物和黑云母以及矽卡岩中的白钨矿进行了电子探针成分分析,应用原位LA-ICP-MS方法测定了矽卡岩中白钨矿的稀土元素含量,试图对白钨矿矿化的物质和流体来源提供确切的证据。通过研究,首次在矿床内花岗斑岩中发现了与未蚀变黑云母伴生的黑钨矿和铌铁矿,表明花岗斑岩至少在岩浆结晶作用晚期或岩浆-热液过渡阶段早期就已发生钨的矿物富集,为确定花岗斑岩是控制钨矿化的成矿岩体提供了依据。此外,发现花岗斑岩中的黑云母(属铁叶云母)含有极高的氟含量(3%),指示其应形成于富含氟的高分异岩浆。研究进一步揭示,矽卡岩中白钨矿的轻稀土元素配分模式与花岗斑岩十分一致,而重稀土元素则显著亏损,而且Eu的含量较花岗斑岩更为富集。这暗示形成白钨矿的成矿流体应直接来自花岗斑岩,即:在早期无水矽卡岩阶段,石榴子石的沉淀导致流体中的重稀土亏损而Eu相对富集;白钨矿随后再从这种流体中沉淀。此外,白钨矿的Eu含量与Sm、Gd含量具有负相关关系,表明Eu的分配是相对独立的行为,主要以Eu2+存在,从而指示沉淀白钨矿的流体具有还原的性质。结合前人的研究成果及本文所提供的新证据,我们认为,形成矽卡岩型白钨矿的钨和成矿热液应来自高分异且富F的花岗斑岩,而所需的钙则可能来自于碳酸盐围岩,即矿床内花岗斑岩应是形成钨钼矿床的物质来源,驱动热液活动的能量来源,和寻找隐伏钨矿床的重要找矿标志。