陕西马元地区楠木树铅锌矿床成矿物质来源——来自氢、氧同位素和微量元素的制约

为进一步探讨楠木树铅锌矿床的成矿物质来源,文章对矿床中的25件岩矿石样品进行了系统的微量元素分析,并对矿床中不同阶段的热液脉石矿物进行了包裹体测温和氢、氧同位素测试。结果表明,Pb、Zn等成矿元素在郭家坝组地层中明显富集,而基底变质岩中Pb、Zn元素的丰度明显低于地壳岩石圈丰度;与成矿元素密切相关的元素Ag、Cd、Ge、In在寒武系郭家坝组地层中富集,在基底岩石中亏损;矿石中Ag、Cd、Ge、In等元素的含量明显高于未矿化的围岩。元素迁移分析表明流体运移过程中成矿热液萃取了Zn、Pb及其密切相关的Ag、Cd、Ge、In等组分,使Zn、Pb等成矿组分进一步富集。氢、氧同位素组成显示,与铅锌矿密切相关的石英样品落入变质水范围内,且靠近有机水范围,晚期方解石样品向雨水线漂移,表明早期成矿流体可能来自于深部的盆地卤水,在向上运移的过程中流经富含有机质的地层或有有机流体的加入,晚期有大气降水和海水的加入。     

微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化关系:西秦岭阳山金矿带例析

阳山是西秦岭金矿带已探明金储量最大的独立金矿,金矿化主要呈微细浸染状分布于千枚岩和花岗质岩脉中,锑矿化主要分布于花岗质岩脉与千枚岩接触带的石英±方解石脉中,是研究微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化的时间、空间和成因关系的理想选区。成矿主阶段微细浸染状黄铁矿-毒砂矿化已有大量研究,而晚阶段脉状金-锑矿化特征及其与主阶段微细浸染状金矿化关系尚待查明。论文系统研究了成矿晚阶段流体包裹体组合特征、辉锑矿及石英的矿物学、稀土和微量元素特征,并与成矿主阶段进行对比,以期理清阳山金矿带金矿化与锑矿化的关系。流体包裹体组合显微测温结果显示,成矿晚阶段流体均一温度为271.3～288.3℃,具有中低温、低盐度、富Cl和CO_2、还原性的变质流体来源的特征,与成矿主阶段一致。辉锑矿呈轻稀土富集、重稀土亏损的"右倾式"稀土配分模式,并可见中-弱的Eu负异常和强的Ce负异常,与千枚岩和花岗质岩脉的稀土元素配分模式相似。辉锑矿富含Ag、Au、As等微量元素,与赋矿围岩中这些元素的高背景值有关。结合硫化物硫同位素数据,指示阳山金矿带成矿物质来源可能为赋矿的千枚岩和花岗质岩脉:在区域构造抬升引发的退变质过程中,千枚岩和花岗质岩脉发生变质脱挥发分作用,释放出金等成矿物质。金矿化与锑矿化贯穿整个成矿作用,随着成矿温度、压力的变化,以及成矿流体成分的演化,成矿早、主阶段以微细浸染状含金硫化物为主,发育位置较深,成矿晚阶段以自然金-辉锑矿脉为主,发育位置较浅,在矿带尺度上符合造山型金矿地壳连续成矿模式的垂向分布规律。本文查明了阳山金矿带微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化的关系,明确其为造山型金矿浅成金-锑矿化,并在此基础上提出了找矿方向,为西秦岭及其他地区类似金矿床的理论研究与找矿勘探提供了有益参考。     

太平洋西部富稀土深海沉积物的地球化学特征及其指示意义

深海富稀土沉积物已成为潜在的战略资源。为探讨富稀土粘土的地球化学特征及其来源和富集机制,对太平洋西部深海区域进行底层水和深层沉积物的系统采样,分析了样品的主、微量元素和稀土元素地球化学特征,并采用氧化还原环境、稀土元素的迁移和分馏以及海洋稀土循环的分析方法对富稀土沉积物的成因进行探讨。结果显示:沉积物的∑REY与Ce/Ce*表现出负相关关系,并与生物成因的P和Ca关系密切。样品Th/U、V/Sc、(La/Yb)_N、(La/Sm)_N和(Sm/Yb)_N值呈系统的变化,沉积物均处于氧化或次氧化环境。底层海水具重稀土富集的特征,海水-沉积物界面轻、中稀土含量上升,下覆的较深层沉积物表现出中、重稀土富集。初步推断沉积物的稀土元素来源于海水,与生物相关的物质是其REY富集和Ce负异常的主要控制因素。宽的氧化或次氧化环境和生物相关氧化物的强吸附能力导致稀土元素未扩散至海水而引起了沉积物稀土元素的富集。     

显生宙全球海水化学成分演化及其对蒸发岩沉积的约束

通过搜集显生宙以来不同地质时期内海相碳酸盐岩鲕粒及胶结物矿物成分、钾盐矿床矿物种类及组合特征、蒸发岩盆地中石盐流体包裹体成分,并利用这些资料与人工海水模拟实验得到的石盐中Br分配特征的对比,得出海水成分在5.5亿年以来的显生宙期间,经历了五个阶段:其中晚元古代至寒武纪早期、二叠纪早期至中生代早期、新生代早期至现今,这些时期的原始海水组成特征系数m(SO_4~(2-))+m(HCO_3~-)/2m(Ca~(2+)),为Na-Mg-K-SO_4-Cl型海水,此期间沉积的钾盐矿床的钾镁盐矿物主要为钾盐镁矾、无水钾镁矾、杂卤石、硫酸镁石等含MgSO_4矿物,海相鲕粒和碳酸盐胶结物矿物成分为文石;而寒武纪早期至石炭纪、中生代早期至新生代早期,原始海水组成特征系数m(Ca~(2+))m(SO_4~(2-))+m(HCO_3~-)/2,为Na-Mg-KCa-Cl型海水,此期间沉积的钾镁盐矿物主要为光卤石和钾石盐,甚至含有溢晶石,海相鲕粒和碳酸盐胶结物矿物成分为方解石。根据石盐流体包裹体成分计算得出:显生宙期间,海水K+含量大部分时间变化幅度较小,为9.3～11.5mmol/kg H_2O(除了石炭纪和晚元古代),平均为10.55mmol/kg H_2O。Mg~(2+)含量在早寒武世≥67mmol/kg H_2O、晚志留世至中泥盆世31～41mmol/kg H_2O、晚古生代≥48mmol/kg H22O、晚白垩世34mmol/kg H_2O和现代55.1mmol/kg H_2O。Ca~+含量在晚元古代至古生代早期≤11mmol/kg H_2O、古生代早期至石炭纪22～35mmol/kg H_2O、石炭纪至中生代早期≤17mmol/kg H_2O、中生代早期至新生代早期19～39mmol/kg H_2O及新生代早期至今7～21mmol/kg H_2O。SO_4~(2-)含量在晚元古代至古生代早期≥23mmol/kg H_2O、古生代早期至石炭纪5～17mmol/kg H_2O、石炭纪至中生代早期13～22mmol/kg H_2O、中生代早期至新生代早期5～19mmol/kg H_2O及新生代早期至今12～29.2mmol/kg H_2O。海水Ca~(2+)与SO_4~(2-)含量的相对变化是控制海相钾盐矿床钾镁盐矿物类型的基本因素。同时,利用以上数据计算得到的显生宙各时期海水[m(Mg~(2+))+m(SO_4~(2-))]/[m(K~+)+m(Ca~(2+))]的变化与各时期海相蒸发岩系石盐层底部的Br含量变化具有同步性,进一步验证了显生宙期间海水成分是不断变化的,是约束海相蒸发岩钾盐矿物类型的主要因素。海水成分变化的控制因素为洋中脊热液和陆地水,其中洋中脊热液起主要作用,而控制这些因素变化的根本原因为板块构造运动。     

LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程

硫化物微区原位分析技术包括LA-ICPMS定点微量元素分析、LA-ICPMS和(Nano) SIMS微量元素面扫描分析,以及SIMS、Nano SIMS和LA-MC-ICPMS原位硫同位素点分析和面扫描。这些分析方法可以有效地获取不同期次硫化物微量元素含量、丰度分布图像、硫同位素比值和分布特征,结合微区时间分辨信号谱图、微量元素相关性分析等,在矿床学的成矿元素行为与赋存状态、成矿元素置换反应、成矿流体与硫的来源、矿石矿物的化学分带性、矿床成因模型等研究中有着重要的应用前景,以探讨矿床的精细成矿过程。硫化物原位微量元素和同位素LA-(MC)-ICPMS和(Nano) SIMS分析,需要降低仪器和分析方法的系统误差,克服严重的基体效应和同位素分馏效应。     

赣南上窖铀矿床微量元素地球化学特征与成矿模型

通过对比研究赣南上窖铀矿床各类岩(矿)石的微量元素、稀土元素地球化学特征,讨论了上窖铀矿床的成矿物质来源与成矿模型。地质、元素地球化学资料表明:(1)印支早期花岗岩与燕山早期花岗岩较高的U含量和较低的Th/U值,反映了两者均具备为区内铀成矿提供充足铀源的能力,并且燕山早期花岗岩提供铀源的潜力更大。(2)水云母化蚀变基本不改变原岩微量元素、稀土元素的含量和配分特征,但叠加赤铁矿化时则伴随U的富集甚至矿化,出现稀土元素的活化转移,说明赤铁矿化与铀矿化关系更为密切。(3)辉绿岩的微量元素配分曲线具有幔源特征,明显区别于花岗岩和铀矿石,且蚀变辉绿岩的U含量和U/Th值明显较新鲜辉绿岩高,说明上窖铀矿床的成矿物质非源于辉绿岩;矿床大面积的赤铁矿化暗示辉绿岩为铀成矿作用提供了发生氧化还原反应的挥发分和矿化剂(CH_4、CO、CO_2、H_2S、Fe~(2+)),从而使迁移态的U6+还原成U4+并沉淀成矿。(4)铀矿石与花岗岩的微量元素配分曲线相似程度高,且为递变关系,说明上窖铀矿床的成矿物质来源于花岗岩;铀矿石的稀土元素总量明显低于花岗岩和辉绿岩,表明成矿流体具贫稀土元素的性质。根据上窖铀矿床的成矿地质背景、岩体-构造-蚀变"三位一体"控矿要素以及微量元素地球化学特征,进一步补充和完善了该矿床的成矿模型。     

青海不同矿区软玉地球化学特征及Ar-Ar定年研究

为了探讨青海软玉的成矿物质来源、成矿环境及成矿年代,对三岔口矿点、拖拉海沟矿点及大灶火矿点的样品进行了主量元素、微量元素、稀土元素及Ar-Ar法定年的测试。结果显示,软玉样品的主量元素变化不大,与透闪石的理论值相符;微量元素差异较大,说明不同矿点成矿环境不同;稀土元素总量较低(0.29×10-6~40.72×10-6),Eu中度负异常(0.49~0.84),除大灶火青玉样品具左倾的重稀土元素富集模式[(La/Yb)N=0.16~0.61]外,其他样品都具有右倾的轻稀土元素富集模式,(La/Yb)N=2.87~6.34。三岔口矿点、拖拉海沟矿点软玉样品的稀土元素分配曲线与纳赤台基性辉长岩相似,大灶火矿点黄玉的稀土元素分配模式与二长花岗岩相似,而青玉的分配模式与斜长花岗岩相似。样品的~TAl~(3+)、~CAl~(3+)和Ti含量变化表明,翠青玉的成矿温度最高、压力最大,黄玉成矿温度较高、压力较大;烟青玉和青玉成矿温度较高、压力较低;白玉、青白玉和糖玉成矿温度较低、压力较低。翠青玉和黄玉中明显较低的Zr/Hf、Nb/Ta和Sr/Ba值提示其成矿环境酸性明显加强。3个矿点样品的成矿年代301.38~237.28 Ma介于晚石炭世—中三叠世之间,属于印支-海西运动阶段。成矿年代均晚于侵入岩形成年代,说明矿体经历了多次热液交代过程。     

Zircon Geochronology and Trace Element Geochemistry from the Xiaozhen Copper Deposit, North Daba Mountain: Constraints on Albitites Petrogenesis

Albitite often accompanies with various metal and gem mineral deposits and a large number of occurrences have been reported globally, including the South Qinling orogen, China. The Xiaozhen copper deposit is a typical deposit in the North Daba Mountain area of the South Qinling orogen whose distribution is controlled by albitite veins and fractures. As there are few studies on the petrogenesis of albitite in Xiaozhen copper deposit, this paper focuses on the petrogenesis of albitite and its mineralization age. Detailed fieldwork and mineral microscopic observations initially suggest that albitite from the Xiaozhen copper deposit is igneous in origin. Further zircon trace element geochemistry studies indicate that these zircons have high Th/U ratios(0.5), low La content, high(Sm/La)N and Ce/Ce*values, and a strong negative Eu anomaly, which are commonly seen in magmatic zircons. The chondrite–normalized rare earth element(REE) patterns are consistent with magmatic zircons from throughout the world, and they fall within or near the field of magmatic zircons on discriminant diagrams. The calculated average apparent Ti–in–zircon temperature for young zircons is 780°C, consistent with magmatic zircon crystallization temperatures. Therefore, zircon geochemistry indicates that the albitite origin is magmatic. SIMS U–Pb dating on nine magmatic zircons yielded a concordia age of 154.8±2.2 Ma, which represents the formation of albitite and the metallogenic age. More importantly, it is consistent with the ages of Yanshanian magmatism and metallogenesis in the South Qinling orogen, so formation of the Xiaozhen copper deposit may be a closely related geological event.     

利用荣玛地区温泉钙华δ~(18)O及微量元素重建西藏全新世以来古气候

西藏荣玛温泉钙华发育,是研究古气候的天然地质载体。本研究在U系法定年的基础上,参照古里雅冰心δ18 O的气候记录,对钙华微量元素、稀土元素、氧同位素与古气候关系进行系统分析,进而挖掘荣玛钙华的古气候信息,总结出该区古气候变化规律:钙华母岩为灰岩,钙华锥以"半球面式生长模式"沉淀;钙华δ18 O与温度、降雨量具有较好的正相关性,表明钙华δ18 O受温度和降雨量影响;钙华Sr/Ca、Sr/Ba与降雨量具有较好负相关性,说明钙华Sr/Ca、Sr/Ba在一定程度上受降雨量影响;根据钙华δ18 O、Sr/Ca和Sr/Ba与气候的关系推测荣玛地区古气候变化规律为:35.87ka时期,为高温多雨气候;35.87~12.38ka时期,气温降低、降雨减少,为干冷气候;12.38~6.67ka时期,气温回升降雨量增大,气候由干冷变为湿暖;6.67~5.29ka时期,气温、降雨量波动降低,气候由湿暖变为干冷;5.29~0ka时期,气温、降雨量升高,由干冷变为湿暖气候。     

若尔盖铀矿田热液矿物微量元素地球化学特征

通过研究若尔盖铀矿田与铀成矿作用密切的热液矿物—方解石、石英、黄铁矿等的微量元素地球化学特征表明,方解石、石英、黄铁矿具有相似的微量元素组成,相对富含Sr、Zr、Ba、Zn、U、Ni、Cr等元素,说明形成方解石、石英和黄铁矿的流体来源相同。相关性分析表明,方解石、石英中成矿元素U与Zr、Ta、Co、Ni等深源元素显著正相关,反映若尔盖铀矿田的成矿流体应当来源于深部。