氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的研究进展

富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量,其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面,总结了氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中有关碲、硒、铊富集机制的研究进展。碲、硒具有亲铁和亲硫的特征,而铊具有亲硫和亲石的双重特征,三者具有不同程度的挥发性。岩浆热液型矿床伴生有碲、硒、铊矿化。基性岩浆的注入和岩浆硫化物熔离可能是氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床碲、硒、铊富集的主要岩浆作用。氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中铜和金含量通常呈正相关性,发育有丰富的含碲/硒/铊矿物,但碲、硒、铊与铜、金的关系还不清楚。长江中下游成矿带发育多个氧化性矽卡岩金矿、矽卡岩铜金矿,伴生大规模的碲、硒、铊矿化,且已被综合回收利用,该带是探讨氧化性富金矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的理想对象。     

湖北金山店矽卡岩型铁矿田硫同位素特征及其地质意义

矿集区或矿田尺度硫同位素的空间分布特征研究不仅具有重要的理论意义,而且对找矿实践具有重要的指示作用。本文对金山店矿田范围内的矽卡岩型铁矿床开展了系统的硫同位素研究工作,发现该矿田内矽卡岩型铁矿床中的黄铁矿(+15. 1‰~+25. 6‰)、硬石膏(+24. 9‰~+31. 5‰)和石膏(+27. 5‰~+30. 4‰)均具有富集重硫同位素的特征,明显不同于岩浆热液矿床中这些矿物的δ~(34)S值组成特征,且硬石膏和石膏的δ~(34)S值与三叠系嘉陵江组地层中沉积石膏的δ34S值较为接近,暗示金山店矿田内矽卡岩型铁矿中的硫可能主要来自于含膏盐地层。含膏盐地层广泛参与了金山店矿田中矽卡岩型铁矿的成矿作用,对成矿作用产生了重要的影响:大量硫酸根(SO_4~(2-))的还原过程可以将成矿体系中的Fe~(2+)氧化成Fe~(3+),导致大量磁铁矿的形成;含膏盐地层与流体作用形成大量的盐溶角砾岩,有利于加速成矿流体与围岩之间的水岩作用,并提供容矿空间。系统的对比研究发现,大冶地区的矽卡岩型铁矿和矽卡岩型铁铜矿的赋矿地层、热液硬石膏/石膏规模和硫同位素值组成均存在明显的差异,暗示这些矿床的成矿围岩存在显著的差异。鄂东矿集区尺度的硫同位素等值线所揭示的空间变化规律具有重要的找矿指示作用:在天青石矿区(如狮子立山)或附近可能具有寻找大冶式矽卡岩型铁矿床或铁铜矿床的潜力,而在硬石膏/石膏发育的矽卡岩型铁矿区(如金山店铁矿田和程潮铁矿)或附近则具有寻找狮子立山式热液天青石矿床的潜力。     

河南高粱店乡铁铜矿地质地球化学特征及成因探讨

河南信阳高梁店乡铁铜矿矿区位于华北地台南缘陆壳增生带——东秦岭加里东构造岩浆带的东端,主体由二郎坪群火山、沉积、构造杂岩带构成.矿体主要呈透镜状产出于二郎坪群大栗树组第二岩性段斜长角闪(片)岩中,具有明显的层控特征,铁矿石中常见似层状黄铜矿,似层状矽卡岩化和硅化为近矿围岩的主要蚀变类型.根据矿床地质-地球化学特征,结合矿石的矿物共生组合、硫同位素组成及流体包裹体成分及特征,认为该矿床的形成与古生代二郎坪群的海相火山喷发沉积密切相关,早期的海底火山喷发形成了大量的玄武岩质熔岩(富含铁、铜),在火山喷发旋回的间歇期,形成了喷流沉积型的铁矿层和碳酸盐岩层;晚期受加里东末期-海西早期区域变质作用的影响,造成矿区基性火山岩变质形成层状矽卡岩,同时叠加了热液成因的浸染状、脉状铜铁矿化.故该矿床属于火山-沉积变质改造型含铜磁铁矿床.     

湘中曹家坝大型钨矿床的主要矽卡岩矿物学特征及其地质意义

矽卡岩矿物特征是确定矽卡岩矿床成因的关键证据之一。曹家坝钨矿床是湘中盆地新探明的大型钨矿床,矿体呈似层状产于中泥盆统棋梓桥组灰岩与跳马涧组碎屑岩之间硅钙界面附近。矿区内发育大量矽卡岩矿物,但是未见到岩浆岩。文章通过钻孔编录、矿物的显微特征和电子探针分析,确定了曹家坝钨矿床的成因类型。研究表明曹家坝钨成矿作用与矽卡岩关系密切;石榴子石存在早、晚2个阶段,早阶段石榴子石以钙铝榴石和钙铁榴石为主,晚阶段以钙铝榴石和铁铝榴石-锰铝榴石为主;辉石以钙铁辉石为主;绿泥石主要是铁镁绿泥石。根据矽卡岩的矿物特征,结合发育磁黄铁矿和伴生金矿化等特征,提出曹家坝钨矿床可能是还原性远端矽卡岩型钨矿床。     

鄂东南地区鸡笼山矽卡岩金矿床的矽卡岩矿物学特征及其意义

鸡笼山金矿是长江中下游鄂东南地区典型的矽卡岩金矿床,其矽卡岩矿物学特征研究较少。围岩为三叠纪大冶组灰岩和白云质灰岩,决定了该矿床发育丰富的矽卡岩矿物组合,主要包括石榴石、透辉石、硅灰石、绿帘石、金云母等。本文详细研究了不同阶段矽卡岩的矿物学特征,并对其进行了电子探针分析(EMPA)。结果表明石榴石属于钙铝-钙铁系列,辉石为透辉石,以钙铁榴石-透辉石共生的富金矽卡岩组合是在较高氧逸度和较低酸度条件下形成的,具有铜金矿的成矿专属性。伴随着流体的演化,矽卡岩与矿体在时空和成因上都具有密切的联系。结合矿区内发育有斑岩型矿体,暗示鸡笼山金矿床可能具有统一的斑岩-矽卡岩型成矿系统,深部具有很大的找矿潜力。     

湖北金山店大型矽卡岩型铁矿石榴子石原位微区分析及其地质意义

本文利用电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)对湖北金山店大型矽卡岩型铁矿中的石榴子石开展了原位微区分析研究,并探讨其成分变化所蕴含的地质意义。金山店铁矿中的石榴子石可以分为早晚两期:早期石榴子石为钙铝榴石和钙铝榴石-钙铁榴石系列,而晚期石榴子石则主要为钙铁榴石,不同阶段石榴子石成分的变化暗示从早到晚流体氧化性增强。晚期石榴子石相比早期石榴子石富含大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素。早期石榴子石中钙铝榴石强烈富集HREE,稀土配分模式为左倾型;而钙铝榴石-钙铁榴石系列则轻重稀土元素分异相对较小。不同的晚期石榴子石样品之间REE含量、δEu和轻重稀土分异程度差异较大,甚至个别石榴子石颗粒不同部位的差异也较大,暗示其形成过程中流体性质发生了剧烈的变化,可能与含膏盐地层的加入有关。石榴子石原位微区分析研究暗示含膏盐地层加入金山店铁矿成矿体系可能具有不均一性和阶段性。     

鄂东南地区程潮大型矽卡岩型铁矿区岩体成因探讨

湖北程潮铁矿是鄂东南矿集区内最大的矽卡岩型铁矿床。为了系统研究矿区内不同侵入体的成因,对程潮矿区内不同时代的侵入体进行了矿物学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究。矿区内花岗岩、石英二长斑岩、闪长岩中的黑云母成分特征暗示它们均为壳幔物质混合成因的镁质黑云母;与成矿相关的花岗岩、石英二长斑岩中原生黑云母矿物学成分显示出原始岩浆具有高氧逸度的特征,高氧逸度为磁铁矿的形成提供了有利条件。岩石地球化学特征研究表明,不同类型的岩石都具有富钾和准铝质的特征,富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。矿区岩石的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.705 0~0.709 1,ε_Nd(t)值为-14.16~-6.95,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.636~18.919,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.451~15.613,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.833~39.556。矿物学、地球化学、Sr-Nd-Pb同位素特征暗示矿区岩体为富集地幔发生部分熔融并同化混染了不同比例下地壳物质的产物,早期闪长岩（（140±1） Ma）比晚期花岗岩和石英二长斑岩（（128±1） Ma）的源区有更多的地幔成分,花岗岩和石英二长斑岩与闪长岩具有相近的锆石饱和温度（平均值分别为783、788、765℃）。     

鄂东南地区鸡笼山矽卡岩金矿床的辉钼矿Re-Os同位素年龄及其构造意义

鄂东南地区是我国长江中下游Cu-Au-Fe-Mo成矿带中最重要的组成部分之一,其中鸡笼山金矿是是区内典型的大型矽卡岩金矿床。本文利用Re-Os同位素定年方法对鸡笼山金矿床进行了成矿时代测定,获得了辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄范围为147.7±2.4~151.6±4.0Ma,等时线年龄为148.6±1.5Ma,与矿区内花岗闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄151.6±0.7Ma相吻合,也与鄂东南地区其他矿田的成矿时代基本一致。鸡笼山矽卡岩金矿床可能形成于岩石圈伸展构造背景。硫同位素值为-2.5‰~5.5‰,均值为2.84‰,具有明显的塔式效应,反映了成矿物质具有岩浆来源的特征;辉钼矿中Re含量为174.3×10-6~871.4×10-6,平均为476.2×10-6,表明成矿物质来源属于壳幔混源型。     

多元稳定同位素组合示踪含膏盐地层参与湖北金山店矽卡岩型铁矿成矿作用

相比单一稳定同位素而言,多元稳定同位素组合的使用,能更有效地示踪成矿作用过程中流体的来源和演化。本文对已证明有含膏盐地层参与成矿作用的湖北金山店铁矿开展了碳-氧-硫等多元稳定同位素的研究。方解石碳氧同位素结果表明,金山店岩体与灰岩或白云岩之间发生了广泛的水岩反应,这些水岩作用是金山店铁矿蚀变矿化过程的一部分。与各阶段矿物平衡的流体氧同位素值变化范围较小,且表现出随温度降低具有规律性变化的特征:早期矽卡岩阶段氧同位素值在岩浆水范围内变化,磁铁矿阶段则明显富集重氧同位素,而成矿后的各阶段特别是石膏-方解石阶段,成矿流体明显富集轻氧同位素。这些特征暗示成矿之前流体以岩浆水为主,成矿作用发生时有一定含膏盐地层参与成矿,而成矿后大气水特征明显,即成矿流体具有多元混合的特征。硬石膏氧-硫同位素组合暗示成矿流体中具有明显富δ~(34)S-δ~(18)O流体成分的加入,这一流体可能为淋滤了地层中膏盐组分的岩浆水或循环的大气水。成矿阶段和成矿后的黄铁矿均富集重硫同位素,也暗示成矿流体中含膏盐地层组分的加入。多元稳定同位素组合的联合证据表明,金山店铁矿成矿流体具有多元混合的特点,成矿阶段含膏盐地层参与成矿作用特征明显,暗示含膏盐地层中的膏盐组分可能是被岩浆水或循环的大气水或二者的混合流体所淋滤而进入矽卡岩成矿体系的。     

湖北金山店大型矽卡岩型铁矿热液榍石特征和原位微区LA-ICPMS U-Pb定年

本文对湖北金山店大型矽卡岩型铁矿床的矽卡岩和钠长石化岩体中的热液榍石进行了LA-ICPMS微量元素和UPb同位素定年分析,结果表明,与方柱石和透辉石矽卡岩中的榍石相比,钠长石蚀变岩中的榍石具有明显偏低的稀土元素含量和明显的轻重稀土分异、更小的δEu值、较低的Th、U、Lu含量和Th/U、Lu/Hf比值,以及高的Hf含量,表明二者的形成环境有所差异。热液榍石中的Ti可能主要来自于蚀变过程中岩体含Ti副矿物榍石、钛铁矿和金红石等矿物的分解。热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,矽卡岩和钠长石蚀变岩中的榍石形成时代分别为129.5±1.1Ma~130.4±1.2Ma和127±12Ma,与前人所得的成岩成矿时代在误差范围内一致,代表了成矿阶段的热液活动时间。热液榍石的年龄与鄂东南地区铁-铜矿化类型时代相近,均形成于区域早白垩世岩石圈减薄的环境。研究结果表明热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年是确定矽卡岩型铁矿矿床年代的一种有效方法。