隐伏金属矿床上升气流微粒特征、形成及迁移

结合地球化学和纳米科学技术的理论和研究方法,研究隐伏金属矿床有关微粒的形成、迁移和特征。对十多个金属矿床的研究表明,隐伏金属矿体地表沉积物中上升气流微粒样品有单个微粒和微粒聚合体,单个微粒形态有球状、近球状、不规则状、规则多边形、长柱状,微粒有晶质、非晶质和部分晶质。聚合体形态一般是不规则状、球状和近球状。它们的矿物成分主要有自然Au、自然Cu、氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物等。成矿元素Au、Cu可以自然金属或自然合金形式存在,Cu、Pb、Zn等成矿元素可以氧化物或硫酸盐等形式存在,也可以存在于氧化物、氢氧化物、氯化物、硫酸盐等微粒中作为杂质元素,这些是隐伏金属矿体的指示微粒。成矿期后,与隐伏金属矿体有关微粒主要形成于断层作用、氧化作用和生物作用。在上升气流中,微粒呈＂布朗运动＂。     

安徽铜陵新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的制约

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种固体微区分析新技术。用该技术来分析矿床中硫化物的微量元素组成可以为研究成矿流体特征、矿床成因及找矿勘探提供有关的科学信息。文中以安徽铜陵矿集区内新桥Cu-Au-S矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为具有沉积特征的胶状黄铁矿(PyⅠ)、具有变形重结晶和热液叠加作用特征的细粒他形黄铁矿(PyⅡ)和具热液成因特征的中—粗粒自形黄铁矿(PyⅢ)3种类型。LA-ICP-MS原位微量元素测定结果显示,PyⅠ中相对富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te;PyⅡ继承了PyⅠ中富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te、Bi的特征,同时还含有不均匀分布的少量成矿元素(Cu、Pb、Zn、Au、Ag);PyⅢ中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au以及Bi元素的含量较高,Co、Ni、As的含量较低。在元素赋存状态方面,Co、Ni、As、Se和Te均以类质同象的形式进入到了黄铁矿的晶格中;Bi在PyⅡ中主要以含Bi矿物的微细包裹体形式存在,而在PyⅢ中的Bi还部分取代了Fe而占据了晶格;Cu、Pb、Zn、Au、Ag这些成矿元素中,Cu和Zn分别以黄铜矿和闪锌矿的矿物包裹体存在于黄铁矿中;PyⅡ中所含的少量Au、Ag,可能分别以自然金和自然银的形式存在,而在PyⅢ中Au可能主要以银金矿的形式存在,Ag除了以银金矿的形式存在以外还可能赋存于黄铁矿中含铋的矿物包裹体内;Pb主要赋存于黄铁矿中的方铅矿或含铋矿物的包裹体中。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上认为,PyⅠ型黄铁矿可能形成于前人提出的晚古生代海底沉积或喷流沉积环境,PyⅡ和PyⅢ型黄铁矿分别形成于中生代区域构造变形-热液叠加改造的过渡环境和热液环境,PyⅡ和PyⅢ的形成时间相近。新桥矿床的形成可能经历了晚古生代海底沉积或喷流沉积期和燕山期热液期,胶黄铁矿主要形成于沉积成矿期,而矿床中成矿物质Cu、Pb、Zn、Au、Ag等主要来自燕山期岩浆侵入作用形成的热液成矿系统。     

粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA- ICP- MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明：①黄铁矿主量元素w（Fe）=41.64% ~ 49.39%,平均值为45.83%;w（S）=50.56% ~ 57.62%,平均值为53.73%,w（Fe）/w（S）=0.73 ~ 0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;②黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;③绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;④成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;⑤黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀矿含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

云南建水水草冲铜矿矿床地质特征及成矿物质来源

本文通过研究云南建水水草冲铜矿地质特征、围岩玄武岩和矿石矿物的微量元素、S、C、O同位素的组成,示踪了该矿床的成矿物质来源和性质。研究结果表明,云南建水水草冲铜矿位于滇东南哀牢山变质体北侧,容矿围岩为峨眉山玄武岩,矿体受北东向逆断层及其次级断裂控制,延深大于延长,形状不规则,矿体内多夹灰岩角砾及矿化玄武岩角砾,矿石矿物主要为黄铜矿,矿化蚀变以硅化、碳酸盐化、绿泥石化为主。水草冲铜矿黄铜矿与黄铁矿稀土元素具有相同的稀土元素组成与含量,ΣREE平均为1.901×l0-6,富集轻稀土元素,轻重稀土元素比(LREE/HREE)平均为8.188,（La/Yb）N值平均为10.259;δEu值平均为0.977;Ce呈现弱负异常,δCe值平均为0.808。黄铁矿中的Co/Ni比值为0.835,显示水草冲铜矿床为中温热液矿床;黄铁矿的Y/Ho比值平均为38.23,表明水草冲铜矿床的成矿流体为混合来源。结合黄铁矿的稀土微量元素特征,推断水草冲铜矿床的成矿流体是Cl多于F的流体。S的来源复杂,黄铁矿δ34SCDT（‰）的变化范围（18.3~29.4）与海水硫酸盐(海相蒸发岩)的δ34S值接近或略低;黄铜矿δ34SCDT（‰）变化范围是-0.5~10.1,表明有深部硫的参与。δ13C V-PDB（0.9‰~2.6‰）,δ18O V-SMOW（14.3‰~15.9‰）反映了方解石流体可能为热液循环萃取沉积岩地层混合形成。综上,推测成矿物质为后期构造热液萃取围岩（玄武岩和灰岩等）所得,其中铜主要来自于玄武岩本身,而硫的来源以地层硫为主。     

黄铁矿热电性在铜矿床深部找矿预测中的应用——以滇中和尚洞铜矿Ⅰ号矿体为例

黄铁矿热电性是矿床学及深部地质找矿的重要研究内容之一,该方法多应用于金矿床的地质勘探,而在铜矿床勘探中应用较少.滇中和尚洞铜矿床属于中高温热液矿床,矿体宏观地质条件差异小,深部找矿难度大,本文对该矿床Ⅰ号矿体开展了黄铁矿热电性特征及深部找矿预测研究.结果表明,该矿床黄铁矿热电系数分布呈现多峰组合,矿体铜矿化强度与黄铁矿...     

胶东黑岚沟金矿田黄铁矿热电性研究及深部成矿预测

黑岚沟金矿田位于胶东中部栖霞-蓬莱金成矿带北段,区内发育黑岚沟、河西、侯各庄、初格庄等多个石英脉型金矿。其金矿化主要出现在含黄铁矿和多金属硫化物的石英脉中。黄铁矿是主要的载金矿物。因此,基于黄铁矿热电性标型特征指导找矿勘查具有实际意义。采用新型原位矿物热电仪进行黑岚沟金矿集区46件主成矿阶段黄铁矿的热电性测试,结果表明,在该区-170～-616 m标高内,黄铁矿热电导型P型率大多在90%以上,暗示目前揭露的矿体仍然处于矿床上部或顶部;特别是热电系数主要集中在200～350 μV·℃-1,且其离散性较大,推测矿床垂向延伸较大;通过热电系数计算成矿垂向延伸指数平均值为30.4%,该值也说明目前探采部位属于矿床上部。综合分析,认为黑岚沟金矿田深部仍然具有较大的成矿潜力。     

湖北赤壁二叠纪一三叠纪之交古海洋沉积环境演化

晚二叠世时,湖北赤壁位于扬子台地与北部硅质岩盆地的过渡地带.特殊的古地理位置,使该地区发育一套独特的地层 沉积序列.沉积微相、古生物化石和草莓状黄铁矿的综合研究表明,晚二叠世长兴期至早三叠世早期,赤壁剖面沉积环境演化 可分为6个阶段:近氧化的深水台缘硅质岩沉积、含氧量正常的台缘缓坡沉积、火山活动加剧而含氧量正常的台缘缓坡沉积、 大灭绝后严重缺氧环境的沉积、大灭绝后贫氧环境下的沉积、大灭绝后氧化环境的沉积.由于赤壁剖面处在远离陆地的台缘缓 坡环境,陆源剥蚀的影响可能比较有限,因此火山作用带来的营养物质可能是引起大灭绝后海洋缺氧的主要原因.      

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山一本溪地区经历了绿片岩一低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示:相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值(ε57Fe黄铁矿ε57Fe磁铁矿),两种矿物的Fe同位素比值之差为△57Fe黄铁矿-磁铁矿=2.23～5.13.黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果.由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩一低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数α黄铁矿-磁铁矿≈1.000 4‰±0.06‰(2σ).这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展.     

小秦岭金矿含金石英脉中黄铁矿晶体的表面微形貌研究

利用微分干涉显微镜、扫描电镜、透射电镜等对小秦岭金矿含金石英脉中黄铁矿晶体的表面微形貌进行了研究。黄铁矿晶体的{210}面上发育自由生长层，表明{210}面是F面，其生长机理受二维成核层生长所制约。除简单的五角十二面体外，其他形态黄铁矿晶体的{210}面上也发育有自由生长层。{210}面上的正条纹有些是由{100}面上生长层的边缘台阶在{210}面上叠堆形成，另一些正条纹则是{210}面上生长层边缘台阶堆叠的产物。透射电镜和电子衍射花样研究表明，负条纹黄铁矿晶体是由30～50nm大小的核团经自动定向附生作用形成，每个核团不是单晶体，而是由许多早先在溶液中形成的小微晶聚合而成。这些特征表明负条纹黄铁矿晶体是在溶液过饱和度极高和温度梯度小的理想环境中形成，它的形成与杂质无关。PBC理论和唐纳-哈克定律能较好地解释自然界中黄铁矿晶体{100}面上普遍发育自由生长层、而{210}面上自由生长层极为罕见的原因。除日本释迦内矿区黑矿之上的浮岩凝灰岩中产生出负条纹黄铁矿晶体外，在石英脉型金矿床中也有负条纹黄铁矿晶体产出。     

陕西青山金矿床黄铁矿的标型特征研究及矿床成因探讨

陕西青山微细浸染型金矿床中的主要矿石矿物黄铁矿具有标型意义,研究表明,富金矿段的黄铁矿具有颜色暗黄-灰黄、颗粒细小破碎、晶形差,为五角十二面体和复杂聚形、亏硫与铁的特点。矿区矿源层为含炭热水沉积岩层组成的黑色岩系,具有热水沉积成矿预富集-韧脆性构造叠加-大气降水为主的含矿热液改造的类卡林型金矿床的成矿特点,富金细粒黄铁矿是地下热卤水与大气降水热液两种流体混合与沸腾使物理化学条件瞬变的产物。