冀东高板河矿床硫同位素特征及其对高于庄组硫化物及锰矿石成矿机制的约束

河北兴隆县高板河矿床是我国典型的中元古代喷流-沉积(SEDEX)型多金属硫化物矿床,其矿石及赋存围岩类型多样,目前不同类型矿石的主导成矿机制及其成因关系尚存争议。本文聚焦该矿床代表性矿石的硫同位素特征,发现与富锰黑色页岩密切相关的条带状/纹层状黄铁矿矿石和含锰白云岩赋矿的块状、浸染状及脉状硫化物矿石的硫同位素组成呈明显的两端元分布特征：前者主要由自形程度较好的黄铁矿微晶组成,相对富集重的硫同位素(δ³⁴S值在+6.7‰～+27.1‰之间);而后者以粗粒他形黄铁矿为主,硫同位素组成明显偏轻(δ³⁴S值总体在-10.0‰～+5.0‰之间)。不同于传统SEDEX模型强调局限盆地硫化水体环境,本文结合前人对该时期海平面及沉积相变化的认识,提出高板河矿化是海侵向海退转化过程中局部热液喷流活动加强的产物。底板黑色页岩上覆于浅水台地相碳酸盐岩地层以及其下部赋存白云质结核等地质证据指示该套富锰黑色页岩属于海侵成因。海侵过程使得潮下带深水区域形成局部硫化水体环境,低浓度海水硫酸盐几乎完全被还原,使得具有明显沉积特征的条带状/纹层状黄铁矿矿石富集重的硫同位素,其...     

西藏驱龙斑岩铜矿铜同位素研究

本文通过Cu的同位素组成示踪斑岩型铜矿床Cu的来源,探讨岩浆-热液过程中Cu同位素的分馏.选择驱龙矿区从早到晚的三期热液脉以及早期钾硅酸盐化蚀变同期的样品,挑选新鲜的黄铜矿,测定其Cu同位素组成.早期A脉:为不规则石英-钾长石脉、石英-硬石膏脉及黑云母脉,δ~(65)Cu的范围为-0.44‰～-0.09‰,集中在-0.44‰～-0.31‰,平均值-0.29‰;B脉,为石英+硬石膏+黄铜矿±辉钼矿±黄铁矿脉和绿帘石-石英脉,δ~(65)Cu的范围为-0.42‰～+0.14‰,集中在-0.25‰～-0.18‰,平均值-0.18‰;晚期D脉,为板状黄铜矿-黄铁矿及黄铁矿脉,δ~(65)Cu的范围为-0.27‰～+0.47‰,集中在-0.27‰～-0.05‰,平均值-0.02‰;早期钾硅酸盐蚀变带,δ~(65)Cu的范围为-0.47‰～-0. 1‰,平均值-0.29‰.矿区铜同位素组成基本同岩浆岩一致(Zhu et al.,2000,2002;Maréchal et al.,1999,2002),表明Cu主要来自斑岩岩浆.不同期次热液的Cu同位素具有明显的分馏,早期相对富集~(63)Cu,晚期相对亏损~(63)Cu,A脉与B脉的同位素组成的差异可能与岩浆-热液演化过程有关,D脉的同位素组成差异可能是大气降水大量混入的结果.     

日喀则蛇绿岩中辉长-辉绿岩成因及慢速扩张脊环境

日喀则蛇绿岩位于雅鲁藏布构造带中段,其成因和构造环境仍存在较大争议。日喀则蛇绿岩下部为蛇纹石化地幔橄榄岩,壳幔过渡带缺失超镁铁质堆晶岩。少量辉长岩脉呈块状或韵律结构并侵入到地幔橄榄岩和辉绿岩中。辉绿岩呈席状岩床侵入到地幔橄榄岩之上,且少量辉绿岩脉侵入到下覆的地幔橄榄岩中。通过野外关系和地球化学研究,日喀则辉长岩可能并不是洋壳中岩浆房原位结晶堆积而成,而是深部位置岩浆囊经过不同程度分异演化形成富晶粥岩浆并向上侵入的结果。而席状辉绿岩床则是基性岩浆沿着构造薄弱面顺层侵入的结果。拆离断层可能导致了岩石圈地幔抬升和剥露,进而引起下覆软流圈地幔减压熔融和岩浆上侵。日喀则辉长-辉绿岩形成于慢速扩张脊较小规模的岩浆供应和不连续的岩浆侵入。     

西藏雅鲁藏布构造带日喀则蛇绿岩中新发现豆荚状铬铁矿化

<正>1研究目的(Objective)西藏南部的雅鲁藏布构造带发育一系列中生代蛇绿岩,这些蛇绿岩体东西展布超过2500 km,可分为西段、中段和东段。大多数蛇绿岩体出露大规模地幔橄榄岩而镁铁质岩石出露较少,且地幔橄榄岩中赋存不同规模的豆荚状铬铁矿化,如东段的罗布莎蛇绿岩体赋存大型铬铁矿床,西段的普兰和东波岩体出露小规模铬铁矿化。然而,中段日喀则蛇绿岩一直较少有铬铁矿床(化)报道。笔者近期对日喀则蛇绿岩大竹曲岩体开展了野外考察,并在地     

AG MP-1阴离子交换树脂元素分离方法再研究

目前不同实验室建立的用于MC-ICP-MS铜铁锌同位素测定的离子交换分离方法多适用于一般地质样品的Fe同位素高精度测定,而对于一些类似于白云鄂博Fe-Nb-REE矿床的特殊地质样品,这些分离方法的适用情况有待进一步研究。为研究REE、Nb、Ta、Co、Cu、W等元素是否能够和Fe有效分离,采用AG MP-1阴离子交换树脂,依次以6 mol/L HCl和2 mol/L HCl为介质对这些元素进行淋洗,并利用ICP-AES和ICP MS对淋洗液中的各元素含量进行测定。实验结果表明,在6 mol/L HCl介质条件下,运用AG MP-1树脂可以将REE、W与Fe有效地分离,能够将Nb、Ta的含量降低一个数量级;Fe、Co、Cu的淋洗行为和前人研究结果一致。     

自动分离提纯系统的研制及其在同位素分析测试中的应用

传统自然流速层析柱法存在离子容易扩散、流速不可控等问题,而元素的自动分离提纯技术可以提高同位素分析效率,压缩在室内提纯化学元素所需的时间。为了降低这种扩散效应、缩短淋洗时间,本文研制了一种自动分离提纯系统,用于元素的自动分离、提纯。该系统由流体切换阀、柱塞泵、自动进样器等部件构成,所有部件与计算机联接,每个部件可单独控制。该系统装配了两根层析柱,通过控制切换阀,可使两者组合使用,甚至能进行逆向淋洗,这与传统自然流速法完全不同。将海水样品分别通过传统自然流速法和本系统进行淋洗提纯,使用加压自动分离提纯系统后,元素(尤其是阴离子)的扩散效应得到明显改善。上样量均为1.0mL时,采用传统自然流速法,硼元素的淋洗峰宽为2.5～3.0mL,而采用本系统淋洗峰宽仅为1.0mL。自然流速法下,不同酸度淋洗液的淋洗速度不同,而本系统的流速精确可控,可确保流速稳定。本文研制的自动分离提纯系统在分离效果和分离能力上均比传统重力法表现优异,在分离元素进行同位素分析方面具有较大的应用前景。     

黑色页岩铁同位素标准物质的研制

本文选择宜昌三峡地区九龙湾剖面采集的黑色页岩作为黑色页岩Fe同位素备选标准物质, 命名为CAGS-BS。使用单因素方差分析法对CAGS-BS进行均匀性检验; 使用t检验对其在24个月中四次分析的数据进行长期稳定性的检验, 结果显示均匀性和稳定性良好, 满足标准物质的要求。黑色页岩Fe同位素标准物质采用多家实验室协作定值的方法确定特征量值。协作定值的单位包括: 中国地质科学院地质研究所, 中国科学技术大学, 中国地质大学(北京), 天津大学和中国科学院广州地球化学研究所。剔除了可疑值之后的数据符合正态分布, 可以采用算术平均法进行标准物质的定值。标准物质不确定度由协作测定的不确定度分量(uchar)、批内瓶间差异引起的不均匀性不确定度分量(ubb’)和实验室保存引起的长期不稳定性不确定度分量(ults)共同确定, 总不确定度为扩展不确定度, 包含因子(k)等于2。得到CAGS-BS的特征值及不确定度为: δ56FeIRMM-014/‰ = 0.10 ± 0.04。该标准物质可用于黑色页岩样品的化学流程评价和验证、质谱仪的校正及整个过程的分析质量控制。     

内蒙古炭窑口硫化物矿床Fe、S同位素组成及对硫化物成矿的制约

古—中元古代时期是地质历史上最重要的铅-锌硫化物爆发性成矿阶段, 位于我国华北板块北缘西段的狼山多金属成矿带是这个时期的典型案例。作为成矿带内最大的硫化物矿床, 炭窑口和东升庙矿床赋矿层位和矿化特征一致, 被认为是同一个次级盆地内一次大型热液成矿事件的产物。这两个矿床所赋存的数亿吨硫化物矿石均不同程度富集重S同位素(平均值＞+30‰), 而对于矿石硫的具体来源及34S富集机制尚存争议。本文对炭窑口围岩和矿石中黄铁矿进行了Fe-S同位素研究, 对其沉积-成岩环境和矿化过程给出综合制约。炭窑口碳质板岩中粗粒黄铁矿δ56FeIRMM值在?0.51‰ ~ ?0.15‰之间, δ34SV-CDT值在+35.0‰ ~ +39.6‰之间, 相比东升庙矿床围岩中不规则黄铁矿明显富集轻Fe同位素且更加富集重S同位素, 可能是盆地边缘、相对氧化的浅水环境下Fe以氧化态几乎完全沉淀后成岩期转化的产物。该认识与炭窑口矿区常见层状重晶石所指示的比东升庙更加氧化的盆地边缘浅水环境一致。本文认为炭窑口矿石与围岩中硫化物均强烈富集重S同位素(δ34SV-CDT值均在+26.6‰ ~ +41.0‰之间)表明成岩环境同样是矿石硫化物结晶沉淀的主战场, 其中半局限环境中浓缩海水硫酸盐在较封闭成岩条件下被甲烷为主的还原剂几乎完全还原。“局限盆地+成岩环境”模式可以解释炭窑口—东升庙盆地围岩和矿石均异常富集重S同位素的特征。前人报道的与成矿关系密切的碳酸盐相对富集轻C同位素所指示的有机碳参与成矿为成岩环境成矿提供了可靠证据。尽管不能完全排除细菌还原硫酸盐的作用, 炭窑口—东升庙盆地各个层位围岩与矿石轻S同位素完全缺失表明开放体系细菌还原作用导致的硫化水体环境主导成矿的可能性较小。     

贵州省松桃县道坨超大型锰矿床的发现及其成因探讨

贵州省松桃县道坨锰矿床是新发现的一个超大型全隐伏锰碳酸盐矿床。文章阐述了该矿床的发现概况及基本的地质和地球化学特征,并应用锰矿石和含锰黑色页岩的元素和碳同位素地球化学特征对菱锰矿的形成机制提出了制约。道坨超大型锰矿床的发现是填图及对区域地质资料综合分析的结果。该矿床具有品位高、厚度大、呈层性好及展布广等特点。其锰矿石的主量元素特征为Al2O3、TiO2、Fe2O3含量较低,P2O5中等程度富集,MnO、MgO含量相对较高,Fe/Mn比值低。在微量元素方面,锰矿石显示出较为明显的Co富集,含锰黑色页岩则显示出较为明显的Co、Mo富集;在稀土元素方面,锰矿石具有较高的稀土元素总量,轻微的"帽式"稀土元素PAAS标准化配分模式及明显的Ce正异常,含锰黑色页岩的稀土元素总量与PAAS接近,其稀土元素PAAS标准化配分模式较为平坦,无Ce异常。碳同位素测试结果显示出菱锰矿富集碳的轻同位素,表明在菱锰矿形成过程中存在有机碳的参与。文章表明,道坨锰矿床内的锰是以氧化物或氢氧化物的形式沉淀,菱锰矿是在缺氧且富含有机物质的成岩环境中转化而成。     

钼同位素的MC-ICP-MS测定方法研究

本文报道了运用多接收器等离子体质谱进行Mo同位素组成测定的方法, 测定过程中的仪器质量歧视校正采用样品－标样交叉法。实验对Mo同位素测定过程中的谱峰干扰、基体效应、浓度效应、酸度效应和重现性等问题进行了详细研究。结果表明Zr的存在对Mo同位素测定不会产生影响; Sr不适合作为Mo同位素测定的元素内标; 当m(Ag)/m(Mo)≤1时, Ag的存在不会对Mo同位素测定产生影响; 当样品相对于标样的Mo浓度变化不大于50%时, Mo同位素分析不受浓度影响; 以HNO3为进样介质时, HNO3的浓度(0.1 mol/L~0.2 mol/L)对Mo同位素分析没有影响。CAGS-Mo相对于Alfa-Mo的δ100/95Mo、δ98/95Mo和δ97/95Mo分别为－0.34‰±0.10‰(2sd)、－0.22‰±0.05‰(2sd)和－0.13‰±0.08‰(2sd), 在95%的置信区间内, 该方法的外部精度不大于0.06‰/amu。