湖南常宁康家湾铅锌矿床同位素地球化学研究

在详细的野外地质工作基础上,本文通过矿石硫、铅同位素,含矿石英的氢、氧同位素,以及含矿方解石的碳、氧同位素组成等综合研究,探讨康家湾铅锌矿床成矿物质来源和形成机制。结果显示矿石的δ34SVCDT介于-2.71‰~-0.90‰之间,均值为-1.42‰,表明矿石中的硫主要来自深部岩浆,可能受到地壳物质混染。矿石铅同位素206Pb/204Pb介于18.227~18.573之间,均值为18.485;207Pb/204Pb介于15.661~15.695之间,均值为15.682;208Pb/204Pb介于38.673~38.964之间,均值为38.820;铅同位素组成比较均一,具有放射铅的特征,表明成矿物质主要来源地壳,混有少量地幔物质。含矿石英中的δDSMOW介于-68.00‰~﹣60.00‰之间,均值为-64.00‰;δ18OH2O介于-7.25‰~-5.17‰之间,均值为-6.23‰;氢、氧同位素组成研究显示,成矿流体早期以岩浆水为主,后期混有大气降水。含矿方解石中的δC VPDB介于-0.50‰~0.30‰之间,均值为0‰;δ18OSMOW介于14.10‰~16.80‰之间,均值为14.40‰;含矿方解石中的碳、氧同位素与地层灰岩中的碳、氧同位素值大致相近,表明矿石中碳主要来源于晚古生代地层中的灰岩。以上研究表明,康家湾铅锌矿床的成矿物质主要来自地壳,混有少量地幔物质,混合作用可能是矿床形成的主要机制。     

基于原位拉曼光谱分析揭示热液条件下钨的迁移方式

石英脉型钨矿是典型的热液矿床,揭示热液中钨(W)的迁移方式是重建成矿过程和查明成矿机制的基础。一般认为, W在热液流体中以简单钨酸(如[WO4]2-、[HWO4]-和[H2WO4]0等)和碱金属钨酸盐离子对(如[KHWO4]0和[KWO4]-)的形式迁移。然而,钨酸在流体中具有极强的络合能力,能形成类型多样的复杂络合物。但是,时至今日,关于复杂络合物能否作为热液中W的有效迁移方式这一基础问题仍悬而未决。本文以K2WO4-HCl-H2O体系为例,系统收集并分析了W=O对称伸缩振动(v1)在23～400℃和20～50 MPa下的原位拉曼光谱,查明了温度和流体pH值对热液中W迁移方式的影响。研究发现:(1)在碱性流体中,W主要以[WO4]2-形式迁移,当温度高于300℃时,流体中还存在少量的[HWO4]-;(2)在近中性流体中,当温度在100～150℃之间时,除[WO4]2-外,还有少量W以钨多酸络合物的的形式迁移;(3)在中度酸性流体中,如当流体pH=4.88时(23℃,下同),在中低温(<300℃)条件下,钨多酸络合物的比例可达47.8%,而在高温(>300℃)条件下,钨多酸...     

湘东锡田A型花岗岩的年代学、Hf同位素、地球化学特征及其地质意义

对湘东锡田岩体进行的LA-ICP-MS定年结果表明,2个第一期中(细)粒斑状黑云母二长花岗岩样品的年龄分别为(220.9±0.6) Ma及(220.7±0.7)Ma;第二期中细粒二云母二长花岗岩的年龄为(154.4±0.7)Ma.两期花岗岩均为高钾、富碱、弱过铝质岩石.稀土元素总量较高,富集U、Th,亏损Ti、P等高场强元素和Ba、Sr等大离子亲石元素,具高的104 Ga/Al,显示A型花岗岩特征.印支期花岗岩略富集轻稀土元素,Eu异常较弱;燕山期花岗岩轻、重稀土元素分异不明显,Eu异常显著.Hf同位素研究显示,两期次花岗岩均具有较低的εHf(t)(-4.91～-11.04),亏损地幔二阶段模式年龄集中在1.6～1.8 Ga,与华夏地块古老的变质基底年龄一致.因此,锡田岩体是华夏地块古元古代地壳物质在伸展的构造背景下部分熔融的产物.锡田A型花岗岩复式岩体的确定,对于研究湖南东部在中生代印支、燕山两期构造事件中所处的构造背景具有重要意义,同时也为华南地区存在印支期A型花岗岩钨锡成矿作用增加了证据.     

德兴大型铜金矿集区构造环境和成矿流体研究进展

江西德兴地区是我国东部成矿带中的大型矿集区之一,集中了铜厂斑岩铜矿、银山多金属矿和金山金矿等大型、超大型矿床。它又处在中国东南部大地构造的关键部位,因此,对德兴大型铜金矿集区的研究始终与该地区的构造背景及演化相伴随。目前对该地区构造格局的认识以NW侧的九岭地体与SE侧的怀玉地体沿赣东北深大断裂带的碰撞拼贴为主流;在这两个地体于晚元古代碰撞拼贴之后,该地区所经历的主要是板内(陆内)的构造活动。德兴大型铜金矿集区的成矿作用与燕山期构造—岩浆活动有着成因上的密切联系,而德兴地区的中元古界地层成矿元素含量较高,不同程度地为本区铜厂、金山、银山等矿床提供了成矿物质。成矿流体的研究成果已表明不同的矿床有不同的流体过程:铜厂斑岩铜矿成矿早阶段以岩浆派生流体为主、而晚阶段(主要成矿阶段)有大气降水的大量参与;银山多金属矿成矿流体主要为大气降水来源;金山金矿的成矿流体则以变质水为重要来源。     

微生物-矿物接触模式影响矿物溶解机制的实验研究——以多粘芽孢杆菌参与下的微纹长石溶解为例

微生物可通过直接和间接作用方式影响硅酸盐矿物的溶解。在细菌生长的不同阶段,这两种方式的贡献有所差异。利用微孔滤膜进行了一系列实验,研究了多粘芽孢杆菌对微纹长石溶解的影响。结果表明,在细菌生长的0~96h内,细菌及代谢产物能通过直接和间接作用共同促进微纹长石的溶解,但微纹长石中各元素的溶出在方式上有一定的差别,K和Si的溶出主要受间接作用的影响,而Al的溶出主要受直接作用的影响。在稳定期和衰亡期,细菌及代谢物均对K,Al,Si三种元素的溶出起较强的促进作用。在长石溶解的过程中,细菌的生长消耗、细菌表面络合作用、代谢物络合作用等均是影响离子浓度变化的重要因素,三种作用的协同效应,使得实验溶液中离子浓度随细菌生长表现出不规则变化的特点。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌与硫化物矿石相互作用的实验研究

实验研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)与硫化物矿石之间的相互作用,以观察不同矿石矿物发生微生物氧化和形成次生矿物的差异。采用ICP-OES分析了反应前后溶液成分变化,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段研究了矿石表面形貌的变化和沉淀物的矿物组成。分析结果表明,A.f对同一矿石中不同矿物作用强度存在明显差异,方铅矿、闪锌矿发生强烈氧化分解,而与黄铁矿的相互作用则较弱。这种差异可能与矿物晶体结构有关,在多种矿物并存的情况下,可能发生了原电池反应,作为阴极的黄铁矿受到保护,而作为阳极的闪锌矿、方铅矿的氧化作用得到促进,总体上表现为A.f对矿石硫化矿物的选择性作用。     

施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验研究

在金属硫化物的表生氧化过程中,施氏矿物是最常见的一种次生矿物.施氏矿物具有粒度小、比表面积大、表面吸附能高的特点,能够吸附环境流体中的重金属离子和微生物细胞,从而影响重金属元素及微生物的表生地球化学行为.利用化学合成的施氏矿物,开展了施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验.结果显示:施氏矿物对金属Cu2+及氧化亚铁硫杆菌均有较强的吸附性;施氏矿物对Cu2+的吸附基本符合Langmuir吸附模型,而对氧化亚铁硫的吸附行为不符合Langmuir模型,可用Freundlich模型描述;施氏矿物的存在对流体中微生物的活动性及其地球化学行为有重要影响,可能会降低氧化菌分解金属硫化物的效率.     

A New Mechanism of Formation of the Silver—Rim Structure on Primary Gold Grains

Gold minerals in the Baochun skarn-type gold deposit are Au-Ag allogy with Ag contents within the range of 15-35.5wt% and the inerals vary from 5μm to 50μm in size.As viewed from the electron microprobe images,most gold grains show silver rims with a high Ag content as compared with the core,ranging generally from 2 to 3μm in width.From dynamic calculations based on the mass action and mass balance constratints on the crystallization of native gold,it is considered that the enrichment of silver in the rim of gold minerals in due to gradual enrichment of silver in the ore-forming solutions with its evolution from the early to the late metallogenic stage.     

湘南宝山铅锌多金属矿区花岗闪长斑岩及其暗色包体成因：锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约

本文对湘南宝山铅锌多金属矿区花岗闪长斑岩及其暗色包体进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,探讨其岩石成因和构造意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,宝山花岗闪长斑岩成岩年龄为156~158Ma,暗色包体的形成年龄为155.2±1.4Ma,与寄主岩的成岩年龄一致。宝山花岗闪长斑岩为准铝质花岗岩,富集K、Rb、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等元素,Nb/Ta平均比值为11.3,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7095~0.7115,ε_Nd（t）值为-7.3~-5.0,t_2DM（Nd）值为1.35~1.54Ga,锆石ε_Hf（t）值为-14.0~-9.0。暗色包体呈细粒结构,具浑圆的外形,与寄主花岗闪长斑岩接触界线清晰,具暗色的冷凝边,常见针状磷灰石。暗色包体具较低的SiO₂含量（55.46%~57.30%）,较高的K₂O含量（5.86%~6.90%）,富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等元素,Nb/Ta平均比值为15.3,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7062~0.7063,ε_Nd（t）值为-2.1~-1.9,锆石ε_Hf（t）值为-12.1~-4.7。与寄主花岗闪长斑岩相比,暗色包体含有较高的Fe、Mg、V、Cr等相容元素。主微量元素和同位素特征表明,宝山花岗闪长斑岩是由来自经俯冲沉积物熔体交代过的富集岩石圈地幔且富水富钾的底侵基性岩浆与由其引起的下地壳部分熔融形成的长英质岩浆发生混合形成,暗色包体则是来自该底侵基性岩浆与少量长英质岩浆发生混合形成。Sr-Nd同位素模拟表明,宝山花岗闪长质岩浆由大约20%~30%的富集地幔物质和70%~80%的地壳物质组成。892±20Ma继承锆石核的ε_Hf（t）值为+6.0,t_DM（Hf）年龄为1.21Ga,与江南造山带东段新元古代岛弧岩浆的Hf同位素特征一致,推断在花岗闪长斑岩的源岩部分熔融过程中有新元古代岛弧岩浆岩物质的加入,新元古代岛弧岩浆带及扬子与华夏陆块弧陆碰撞带从萍乡向南延伸部分可能与郴州-临武断裂相接。在燕山早期（190~150Ma）,受古太平洋板块俯冲作用影响,南岭地区处于岩石圈伸展-减薄的构造环境,由于地幔玄武质岩浆底侵至古老地壳源区,诱发地壳发生部分熔融作用,伴随着壳幔岩浆混合作用,形成了该区众多花岗质岩石。